物质的量在化学方程式计算中的应用-精讲版课件

【例1】10gMg、Al合金与足量100mLNaOH溶液反应，产生H2的体积为6.72L(标准状况下)，求：（1）合金中Al的质量分数；（2）生成物NaAlO2的物质的量浓度（假设溶液体积不变）。【自主解答】n(H2)=2Al～2NaAlO2～3H2223n(Al)n(NaAlO2)0.3mol（1）n(Al)=m(Al)=0.2mol×27g·mol-1=5.4g铝的质量分数=（2）n(NaAlO2)=c(NaAlO2)=答案：（1）54%（2）2mol/L【例2】用足量H2还原80g氧化铜粉末，反应一段时间后，测得固体质量减少8g，此时消耗H222.4L（标准状况下），求生成Cu的质量。【规范解答】根据H2与CuO的反应，可得如下关系：H2+CuOCu+H2OΔm806416m(Cu)8g所以m(Cu)=答案：32g△====【变式训练】在含有15.0gNaI的溶液中，通入一定量的Cl2后，将溶液蒸干得固体的质量为9.51g，则参加反应的NaI的质量为（已知反应Cl2+2NaI====2NaCl+I2，且碘易升华）（）A.9gB.7.5gC.6gD.3.51g【解析】选A。设参加反应的NaI质量为m，蒸干时I2升华，则：2NaI+Cl2====2NaCl+I2Δm（减少）2×150g2×58.5g183gm（15.0-9.51）g=5.49g1.（多选）下列说法正确的是（）A.化学反应中，参加反应的各物质的质量之和等于反应后生成的各物质的质量之和B.化学反应中，参加反应的各物质物质的量之和等于反应后生成的各物质物质的量之和C.各反应物与各生成物之间物质的量之比等于它们的质量之比D.各反应物与各生成物之间物质的量之比等于它们的化学计量数之比【解析】选A、D。化学反应符合质量守恒定律，但是物质的量不守恒；各反应物与各生成物的物质的量与质量不成比例；各反应物与各生成物之间物质的量之比等于它们的化学计量数之比，也等于分子个数之比。2.在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L，该NaOH溶液的浓度为（）A.1mol/LB.2mol/LC.1.5mol/LD.3mol/L【解析】选B。设物质的量浓度为c，则2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑2mol67.2L0.5L·c33.6L

解得c=2mol/L3.（2010·玉溪高一检测）等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是()A.1∶1B.3∶4C.2∶3D.4∶3【解析】选B。根据反应的化学方程式知：Fe+2HCl====FeCl2+H2↑3Fe+4H2O(g)====Fe3O4+4H21molFe与盐酸反应生成1molH2,与水反应生成H2,故相同条件下,产生H2的体积比是3∶4。高温4.若18g某金属与足量HCl充分反应，放出22.4L（标准状况）H2，则该金属是（）A.AlB.MgC.FeD.Zn【解析】选A。本题可用电子守恒求解，生成22.4L（标准状况）H2，即1molH2时，转移电子2mol，说明与盐酸反应时18g金属失去2mol电子，以上四种金属失去2mol电子所需的质量分别为Al18g，Mg24g，Fe56g，Zn65g，所以选A。5.（2010·平顶山高一检测）把1.1g铁、铝混合物溶于200mL5mol·L-1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6mol·L-1（溶液体积变化忽略不计）。求：（1）反应中消耗HCl的物质的量。（2）该混合物中铝、铁的物质的量。【解析】（1）消耗HCl的物质的量：0.2L×5mol·L-1-0.2L×4.6mol·L-1=0.08mol（2）设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑2mol6molx3xFe+2HCl====FeCl2+H2↑1mol2moly2y27g·mol-1×x+56g·mol-1×y=1.1g3x+2y=0.08mol得x=0.02mol,y=0.01mol。答案：（1）0.08mol（2）0.02mol;0.01molA组（30分钟50分）一、选择题（本题包括4小题，每小题6分，共24分）1.把锌片投入到下列溶液中，Zn片溶解且质量减小，没有气体产生，此溶液可以是（）A.稀H2SO4B.Na2SO4溶液C.CuSO4溶液D.AgNO3溶液【解析】选C。Zn与稀H2SO4反应，生成ZnSO4和H2；Zn与Na2SO4溶液不反应；Zn与CuSO4发生置换反应生成的Cu附着在Zn片上，且生成Cu的质量小于反应消耗的Zn的质量，所以Zn片总质量减小；Zn与AgNO3溶液发生置换反应每消耗65gZn会有216gAg生成，附着在Zn片上，故锌片质量增大，不符合题意。2.0.56gCaO正好与20mL盐酸完全反应，这种盐酸的物质的量浓度是（）A.0.10mol/LB.0.20mol/LC.0.50mol/LD.1.00mol/L【解析】选D。n（CaO）＝由方程式CaO+2HCl====CaCl2+H2O可知：n（HCl）＝2n（CaO）＝2×0.01mol＝0.02mol，c（HCl）＝3.将等体积的HnRO3和Hn+1RO4两种酸溶液与定量的NaOH中和都生成正盐，则这两种酸的物质的量浓度比是（）A.n∶（n+1）B.1∶1C.1∶（n+1）D.（n+1）∶n【解析】选D。酸碱中和的本质是：H++OH-====H2O，由此可以得到如下关系式：HnRO3～nNaOH、Hn+1RO4～（n+1）NaOH，因为NaOH的量一定，将上述关系式变形得：HnRO3～NaOH、Hn+1RO4～NaOH，所以两种酸的物质的量浓度比是∶=（n+1）∶n。4.把23g钠投入到m1g足量的水中得到ag溶液，把24g镁投入到m2g足量的盐酸中得到bg溶液，若m1=m2，则a,b的关系是（）A.a＞bB.a＜bC.a=bD.无法确定【解析】选C。由于m1=m2，所以只需比较反应后溶液增加的质量即可。用差量法可知，23g钠投入水中放出1g氢气，溶液增重22g，24g镁投入盐酸中放出2g氢气，溶液增重22g，所以反应后a=b。二、非选择题（本题包括2小题，共26分）5.（10分）（2010·贵港高一检测）A、B两种金属元素的相对原子质量之比是8∶9。将两种金属单质按物质的量之比为3∶2组成1.26g混合物。将此混合物与足量稀硫酸溶液反应，放出1.344L（标准状况）氢气。若这两种金属单质在反应中生成氢气的体积相等，则A的摩尔质量是__________，B的摩尔质量是___________。【解析】设A、B的相对原子质量分别为8a、9a，又因为A、B按物质的量之比为3∶2反应时，产生的H2的体积相等，因此A为+2价金属，B为+3价金属，又因为二者产生H2的物质的量均为所以有：8a×0.03+9a×0.03×=1.26解得：a=3，所以A的摩尔质量为24g·mol-1，B的摩尔质量为27g·mol-1。答案：24g·mol-127g·mol-16.（16分）（2010·金华十校联考）将表面已被氧化为Na2O的金属钠10.8g投入89.4g水中溶解，共收集到2.24L。气体（标准状况），所得溶液密度为1.2g/mL。求：（1）氧化钠的质量是多少？（2）所得溶液的质量分数是多少？（3）所得溶液的物质的量浓度是多少？【解析】（1）n（H2）=2Na+2H2O

====2NaOH+H2↑46g80g1molm（Na）m（NaOH）0.1molm（Na）=4.6gm（NaOH）=8.0gm（Na2O）=10.8g-4.6g=6.2g（2）Na2O+H2O====2NaOH62g80g6.2gm(NaOH)m（NaOH）=8.0gw(NaOH)=（3）c(NaOH)=答案：(1)6.2g(2)16%(3)4.8mol/LB组1.将28g铁粉放入100mL0.1mol/L的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为（）A.32gB.6.4gC.0.64gD.3.2g【解析】选C。n(Fe)＝n(CuSO4)＝0.100L×0.1mol/L＝0.01mol，由CuSO4+Fe====FeSO4+Cu，可知Fe过量，所以应该按照CuSO4的量进行计算。n（Cu）＝n（CuSO4）＝0.01mol，m（Cu）＝0.01mol×64g/mol＝0.64g。2.（2010·南通高一检测）将5克钠铝合金投入到200mL的水中，固体完全溶解，产生4.48L标准状况下的气体，溶液中只有一种溶质。回答下列问题。（1）处理计算问题，通常可以用图示分析的方法。写出化学式：A________，B_________，C________。经过分析得出钠铝合金中两金属的物质的量之比为____________；你得出该结论的依据是______________________________________________________________________。（2）计算所得溶液的物质的量浓度。（假设溶液体积变化忽略不计）【解析】据题意可知该流程为：因反应后溶液中只有一种溶质，说明Na与H2O反应生成的NaOH恰好与Al发生反应，该过程中反应为：2Na+2H2O=====2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+2H2O=====2NaAlO2+3H2↑,则设n（Na）=n（Al）=x，所以x=0.1mol，则所得NaAlO2的物质的量浓度为=0.5mol/L。答案：（1）H2NaOHNaAlO21∶1溶液中只有NaAlO2一种溶质，且NaAlO2中Na与Al原子个数比为1∶1（2）0.5mol/L在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝混合物粉末，产生气体，有关数据列表如下：(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？_________（填“甲”或“乙”）。理由是______________________________________________。（2）要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是_____________，求得盐酸的物质的量浓度为__________。（3）求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是_____________，求得Mg、Al的物质的量之比为__________。【解析】（1）因甲、乙生成H2的体积不等，则产生H2体积小的，说明还有酸未反应，因此甲中盐酸过量，混合物反应完全；若乙中盐酸过量，则可产生H2：

×385mL≈423mL，而实际为336mL，说明乙中盐酸不足，合金过量。（2）在乙或丙中，因盐酸反应完全，则可根据2HCl～H221（3）在甲中，混合物完全反应，盐酸有剩余，则可根据混合物质量255mg，生成气体280mL计算。根据Mg～H2,Al～H2得：

n(Mg)×24g·mol-1+n(Al)×27g·mol-1=255×10-3gn(Mg)+n(Al)=求得：n(Mg)=0.005mol,n(Al)=0.005mol,n(Mg)∶n(Al)=1∶1。答案：（1）乙理由见解析（2）336mL1mol·L-1（3）255mg和280mL1∶11.mg某金属M溶于盐酸中，放出的气体在标准状况下的体积为nL，并生成氯化物MCl2，则金属M的相对原子质量是（）A.n/mB.2m/nC.m/22.4nD.22.4m/n【解析】选D。设金属M的相对原子质量为xM+2HCl

====MCl2+H2↑1mol22.4LnL2.天平的托盘上分别放有两个盛有100mL1mol/L盐酸的等质量的烧杯，此时天平保持平衡，然后在左盘烧杯内投入10g钠，右盘烧杯内投入10g锌，充分反应后，最终天平的状态是（）A.左盘高B.右盘高C.仍保持平衡D.不能确定【解析】选A。盐酸的物质的量为1mol/L×0.1L=0.1mol，金属钠为，金属锌为≈0.154mol，由钠、锌分别与盐酸反应的化学方程式可知，盐酸不足，钠、锌两种金属均已过量，两种金属与酸反应放出的H2相等，但过量的钠可继续与水反应放出氢气，这样左盘内逸出氢气的量比右盘的多，即左盘最终质量减少得多。3.在反应X+2Y====R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22∶9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则在此反应中Y和M的质量之比为（）A.16∶9B.23∶9C.32∶9D.46∶9【解析】选A。得m(M)=3.6g根据质量守恒定律m（Y）=m(R)+m(M)-m(X)=4.4g+3.6g-1.6g=6.4g故m(Y)∶m(M)=6.4g∶3.6g=16∶9。4.已知含碳高于0.6%的为高碳钢，低于0.3%的为低碳钢，介于0.3%～0.6%的为中碳钢。现将10g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4g。则此铁碳合金是（）A.生铁B.高碳钢C.中碳钢D.低碳钢【解析】选B。铁碳合金灼烧时，铁生成铁的氧化物，碳生成二氧化碳。利用守恒法可得n（C）=（CaCO3）。沉淀CaCO3为1.4g，物质的量为1.4×10-2mol，故合金中的碳也为1.4×10-2mol，则碳的百分含量w(C)=

故为高碳钢。5.用如图装置进行铁粉在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：（1）写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：____________________________________。（2）干燥管C内盛放的药品是______________。干燥管的_________（填“m”或“n”）端与导管口g相连接。（3）若收集到标准状况下的H2为22.4L，则参加反应的铁粉的质量为______g。（4）当固体质量增加32g时，生成H2的质量为_____g。【解析】A装置中加热烧瓶中的水产生水蒸气，到B中与铁粉反应产生氢气，由于水蒸气没有完全反应，收集点燃氢气前需要干燥剂干燥，此时需要选取固体干燥剂，氢气的检验不能直接在导气管口点燃，以免引起爆炸。（3）根据反应方程式可推出关系式设参加反应的铁粉的质量为x，3Fe～4H2168g89.6Lx22.4L则（4）设生成氢气的质量为y，根据关系式可得：3FeFe3O44H2Δm168g232g8g64gy32g则答案：（1）3Fe+4H2O（g）====Fe3O4+4H2（2）无水CaCl2（或P2O5或碱石灰）m（3）42（4）4高温6.（10分）金属锡（Sn）的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应方程式为：①Sn+2HCl====SnCl2+H2↑，再加入过量的FeCl3溶液，发生如下反应：②SnCl2+2FeCl3====SnCl4+2FeCl2

，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+，反应的方程式为：③6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl====6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O。（1）上述氧化还原反应中，HCl作氧化剂的是_______（填“①”或“③”）。（2）现有金属锡试样0.613g，经过上述反应后，共用去0.100mol/L的K2Cr2O7溶液16.0mL，求试样中金属锡的质量分数（假设杂质不参加反应）。【解析】（1