1、第第 2 2 课时课时 物质的量在化学方程式计算中的应用物质的量在化学方程式计算中的应用 题组一 应用化学方程式计算 1物质在发生化学反应时( ) A它们的质量一定相等 B它们的物质的量一定相等 C它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比 D它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比 答案 D 解析 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。 2(2020 临沂高一检测)将足量铁粉放入 100 mL 0.1 mol L 1 的 CuSO4溶液中，充分反应后析 出的铜的质量为( ) A3.2 g B6.4 g C0.64 g D3.2 g 答案 C 3在 500 mL NaOH 溶
2、液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体 33.6 L， 该 NaOH 溶液的浓度为( ) A1.0 mol L 1 B2.0 mol L 1 C1.5 mol L 1 D3.0 mol L 1 答案 B 解析 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol 67.2 L n(NaOH) 33.6 L n(NaOH)2 mol33.6 L 67.2 L 1.0 mol， c(NaOH)1.0 mol 0.5 L 2.0 mol L 1。 4实验室利用反应 2KClO3= 2KCl3O2制取氧气，若有 24.5 g KClO3参加反应，则得 到标准状况下的氧气的体积是(
3、) A2.24 L B4.48 L C44.8 L D6.72 L 答案 D 解析 24.5 g KClO3的物质的量是 24.5 g 122.5 g mol 10.2 mol， 2KClO3= 2KCl3O2 2 mol 3 mol 0.2 mol n(O2) 2 mol 0.2 mol 3 mol nO2，则 n(O2)0.3 mol， 故产生的氧气在标准状况下的体积是 0.3 mol22.4 L mol 16.72 L。 5将 2.3 g 金属钠放入 100 g 水中，完全反应后溶液的质量分数为( ) A等于 2.3% B等于 3.9% C等于 4% D大于 4% 答案 B 解析 设 2
4、.3 g 金属钠放入 100 g 水中生成氢氧化钠的质量为 x，生成氢气的质量为 y。 2Na2H2O=2NaOHH2 46 80 2 2.3 g x y 46 2.3 g 80 x 46 2.3 g 2 y 解得 x4 g y0.1 g 所得溶液的质量2.3 g100 g0.1 g102.2 g， 所得溶液的质量分数为 4 g 102.2 g100%3.9%，B 正确。 题组二 关系式法和方程组法计算 6将 5.0 g 碳酸钙加入到足量的盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的炭中充分反 应，得到气体的体积(标准状况下)为( ) A1.12 L B2.24 L C11.2 L D22.4
5、L 答案 B 解析 设生成的气体体积为 V，则根据化学方程式 CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，CCO2= 2CO 可知： CaCO3CO22CO 100 g 222.4 L 5.0 g V 100 g 5.0 g 222.4 L V 故 V222.4 L5.0 g 100 g2.24 L。 7在一定条件下 7 g 炭粉与 14 g 氧气完全反应生成 21 g 氧化物，则生成物中 CO 与 CO2的 物质的量之比是( ) A11 B21 C23 D32 答案 A 解析 设生成物中 CO 与 CO2的物质的量分别为 x mol 、y mol，则 xy 7 12，x2y 14 16(或
6、28x44y21)，解得 x 7 24，y 7 24。 811.0 g 铁、铝混合物与足量的盐酸反应，生成标准状况下的氢气 8.96 L，则混合物中 Fe 与 Al 的物质的量之比为( ) A12 B21 C11 D23 答案 A 解析 n(H2) 8.96 L 22.4 L mol 10.4 mol，设 11.0 g 混合物中铁和铝的物质的量分别为 x mol 和 y mol，则有56 g mol 1x mol27 g mol1y mol11.0 g；根据化学方程式 Fe 2HCl=FeCl2H2、2Al6HCl=2AlCl33H2可得关系式：FeH2、2Al3H2，则有 x mol1.5y
7、 mol0.4 mol，由可得：y0.2，x0.1，则混合物中 Fe 和 Al 的物质的量 之比为 12，A 正确。 题组三 差量法与极限分析 9将过量的锌片放入 500 mL CuSO4溶液中，待充分反应后取出锌片，洗净、称量，发现锌 片质量比原来减少了 0.5 g，则原 CuSO4溶液的物质的量浓度为( ) A0.5 mol L 1 B1 mol L 1 C1.5 mol L 1 D2 mol L 1 答案 B 解析 Zn 与 CuSO4溶液反应时，置换出来的 Cu 附着在锌片上。反应的离子方程式如下： ZnCu2 =Zn2Cu m 1 mol 1 g n(Cu2 ) 0.5 g 则 1
8、mol nCu2 1 g 0.5 g，解得 n(Cu 2)0.5 mol， 所以 c(CuSO4)0.5 mol 0.5 L 1 mol L 1。 10 若 3.6 g 某金属与足量盐酸充分反应， 放出 4.48 L(标准状况下)H2， 则该金属可能是( ) AAl BMg CFe DZn 答案 A 解析 设该金属(R)的相对原子质量为Mr， 与盐酸反应后生成的化合物中R的化合价为x， 则： 2R2xHCl=2RClxxH2 2Mr g 22.4x L 3.6 g 4.48 L 所以2Mr g 3.6 g 22.4x L 4.48 L ，解得 Mr9x。 讨论：若 x1，则 Mr9，不存在该金
9、属；若 x2，则 Mr18，不存在该金属；若 x3， 则 Mr27，A 项中 Al 符合。 11工业纯碱中常含有少量的 NaCl 杂质，某化学兴趣小组取 a g 工业纯碱样品与足量稀盐酸 充分反应，加热、蒸干、灼烧，得 b g 固体。则该样品中纯碱的质量分数是( ) A.ba a 100% B.168ab 51a 100% C.84ba 11a 100% D.106ba 11a 100% 答案 D 解析 根据反应的化学方程式，采用差量法可求出该样品中 Na2CO3的质量为ba 11 106 g， 其质量分数为 ba 11 106 a 100%106ba 11a 100%。 12一块表面被氧化的
10、钠的质量是 10.8 g，投入水中，完全反应得到 0.2 g 氢气，则原钠块中 被氧化的钠的质量是( ) A4.6 g B6.2 g C7.8 g D9.2 g 答案 A 解析 设产生 0.2 g 氢气需钠的质量为 x。 2Na2H2O=2NaOHH2 46 2 x 0.2 g 46 g x 2 g 0.2 g 解得 x4.6 g，则氧化钠的质量是 10.8 g4.6 g6.2 g， n(Na2O) 6.2 g 62 g mol 10.1 mol。 根据反应：4NaO2=2Na2O 可知，被氧化的钠的物质的量为 0.1 mol20.2 mol，被氧化 的钠的质量为 0.2 mol23 g mo
11、l 14.6 g。 13将 a mol 钠和 a mol 铝同时投入 m g 足量水中，所得溶液的密度为 d g cm 3，则该溶液中 溶质的质量分数为( ) A. 82a 46am% B. 8 200a 46a2m% C. 8 200a 46am% D. 8 200a 69am% 答案 C 解析 本题既考查了 Na 与 H2O 的反应，又考查了 Al 与 NaOH 溶液的反应，可用关系式法 来进行计算。存在如下关系式： 2Na 2NaOH H2 a mol a mol a 2mol 2Al 2NaOH 2NaAlO2 3H2 a mol a mol a mol 3a 2 mol 则所得溶液的
12、质量为23a27am(a 2 3a 2 )2g(46am)g，所以 w(NaAlO2) 82a 46am 100% 8 200a 46am%。 14(2020 济宁高一检测)n g 金属溶于足量的盐酸时生成 m mol H2，若该金属的化合价为2 价，则该金属的相对原子质量为( ) A.n m B.2n m C.n m g mol 1 D.2n m g mol 1 答案 A 解析 2 价金属 M 和足量的盐酸反应， 化学方程式为 M2HCl=MCl2H2， 生成 m mol H2，根据化学方程式可知，金属为 m mol，所以金属的摩尔质量为 n g m mol n m g mol 1，相对 原
13、子质量在数值上和摩尔质量相等，所以该金属的相对原子质量为n m。 15把过量铁屑加入 FeCl3、CuCl2的混合溶液中，反应结束后，称得剩余固体的质量与所加 铁屑的质量相等。则原溶液中 FeCl3与 CuCl2的物质的量之比是( ) A72 B32 C23 D27 答案 D 解析 根据反应2Fe3 Fe=3Fe2可知，铁溶解，固体质量减少，根据反应Cu2 Fe=CuFe2 可知，铁溶解，铜析出，固体质量增加，而反应结束后，称得剩余固体质量 与所加铁屑的质量相等，则反应中固体减少的质量与反应中固体增加的质量相等，即 56 g mol 1nFe 3 2 (64 g mol 156 g mol1)
14、n(Cu2)，得 n(Fe3)n(Cu2)27，故 n(FeCl3)n(CuCl2)27。 16化学实验中残余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收，以防污染空气。已知 Cl2与 NaOH 发 生反应： Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。 若有 3.20 g 氢氧化钠发生了化学反应， 试求： (1)生成 NaCl 的质量为 g。 (2)生成 NaClO 的物质的量为 mol。 (3)被吸收的氯气在标准状况下的体积为 L。 答案 (1)2.34 (2)0.04 (3)0.896 解析 3.20 g NaOH 的物质的量为 3.20 g 40 g mol 10.08 mol； Cl2 2NaOH=
15、 NaCl NaClO H2O 1 mol 2 mol 1 mol 1 mol n(Cl2) 0.08 mol n(NaCl) n(NaClO) (1) 2 mol 0.08 mol 1 mol nNaCl，得 n(NaCl)0.04 mol，故 m(NaCl)0.04 mol58.5 g mol 12.34 g。 (2) 2 mol 0.08 mol 1 mol nNaClO，得 n(NaClO)0.04 mol。 (3) 2 mol 0.08 mol 1 mol nCl2，得 n(Cl2)0.04 mol，故 V(Cl2)0.04 mol22.4 L mol 10.896 L。 17以下是
16、有关金属与酸的反应，请填写下列空白： (1)分别取 0.1 mol 钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比 是 。 (2)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量之比是 。 (3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝的物质的量之比是 。 (4)取 0.2 mol 的金属钠、铁、铝，分别投入 10 mL 1 mol L 1 的盐酸中，标准状况下产生氢气 的体积由大到小的顺序是 。(钠、铁、铝产生氢气的体积分别用 V1、V2、V3表示) 答案 (1)123 (2)23289 (3)632 (4)V1V2V3 解析 (1)0.1 mol 钠、铁、铝与足量的盐酸反
17、应分别生成 0.05 mol、0.10 mol、0.15 mol H2， 故产生氢气的体积之比为 0.050.100.15123。 (2)若产生相同物质的量的氢气，设生成氢气 1 mol，则需要 Na 2 mol，Fe 1 mol，Al2 3 mol， 故质量比为(2 mol23 g mol 1)(1 mol56 g mol1)(2 3 mol27 g mol 1)23289。 (3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，即产生相同物质的量的氢气，则需要钠、铁、铝的物 质的量之比是 632。 (4)10 mL 1 mol L 1 的盐酸中 n(HCl)0.010 mol，由 2Na2HCl=2Na
18、ClH2、2Na 2H2O=2NaOHH2、Fe2HCl=FeCl2H2、2Al6HCl=2AlCl33H2可知，盐 酸不足，生成的氢气的量是由盐酸决定的，即盐酸反应生成的 n(H2)0.005 mol；但钠还能 与水反应生成氢气，最终生成氢气的量：V1V2V3。 18铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出 H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题： (1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、 氢氧化钠溶液反应， 所得 H2的体积之比是 。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，相同条件下 产生 H2的体积之比是 。 (
19、3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的 HCl、NaOH 溶液中，二者产生的 H2相等，则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是 。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol L 1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质 量的铝粉，反应结束后，相同条件下测得生成的气体体积比为 V(甲)V(乙)12，则加入 铝粉的质量为 (填字母)。 A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g 答案 (1)11 (2)13 (3)31 (4)A 解析 已知 2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。 (1)通过化学
20、方程式可以看出，等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成 氢气的物质的量相等，相同条件下所得 H2的体积之比是 11。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，氢氧化钠和 盐酸是不足量的，通过化学方程式可以看出，1 mol HCl 会生成 0.5 mol 氢气，1 mol 氢氧化 钠会生成 1.5 mol 氢气，所以相同条件下产生 H2的体积之比是 13。 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的盐酸、NaOH 溶液中，二者产生的 H2相等，通过化学方程式可以看出，生成 1 mol 氢气需要 2 mol HCl，需要2 3 mol
21、氢氧化钠， 所以 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是 31。 (4)盐酸和 NaOH 溶液中溶质的物质的量均为 10010 3 L3 mol L10.3 mol，相同条件下 测得生成的气体体积比为 V(甲)V(乙)12，即生成的氢气的物质的量之比是 12，铝的 质量相等，若 HCl 与 NaOH 完全消耗则生成 H2的物质的量之比为 1312，故 HCl 完全 消耗，NaOH 有剩余。设铝与酸完全反应时，生成的氢气的物质的量为 x mol， 2Al6HCl=2AlCl33H2 6 3 0.3 mol x mol 则 6 0.3 mol 3 x mol，解得 x0.15。 一定条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以氢氧化钠和铝反应生成的氢气的物质的 量为 0.15 mol20.3 mol。 设与 NaOH 反应的金属铝的物质的量为 y mol， 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 3 y mol 0.3 mol 则 2 y mol 3 0.3 mol，解得 y0.2。 所以铝的质量为 0.2 mol27 g mol 15.4 g。