第三章 第二节 第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用 测试题2022-2023学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章第一节第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用测试题榆次一中李金虎一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共60分）1．质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是()A．1∶2 B．1∶3C．2∶3 D．3∶22．将5.0g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气在标准状况下的体积为2.24L，则该金属合金可能是(B)A．Mg­Al合金 B．Fe­Al合金C．Fe­Zn合金 D．Cu­Zn合金3．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是()A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1C．反应中1molAl失去4mol电子D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂4．某金属R的氯化物溶液20mL，浓度为0.05mol·L－1。它恰好能与20mL0.15mol·L－1的AgNO3溶液完全反应，则该氯化物的化学式为()A．RClB．RCl2C．RCl3 D．RCl55．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∶36．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溶液的物质的量浓度为()A．1.0mol·L－1 B．2.0mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．3.0mol·L－17．铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32g，则参加反应的铁粉的物质的量是()A．0.5mol B．1molC．1.5mol D．2mol8．将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1mol/L的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是()A．1∶2∶3 B．6∶3∶2C．3∶1∶1 D．1∶1∶19．由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是()A．锌B．铁C．铝 D．镁10．若3.6g某金属与足量盐酸充分反应，放出4.48L(标准状况)H2，则该金属是()A．AlB．MgC．FeD．Zn11．甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液中，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙＝1∶2，则加入的铝粉质量为()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g12．等质量的两份铝分别与适量的稀H2SO4和NaOH溶液完全反应，若消耗两溶液的体积相同，则稀H2SO4与NaOH溶液的物质的量浓度之比为()A．3∶2 B．2∶3C．2∶1 D．1∶213．将铁加入到100mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为VL(标准状况)，将铝加入到100mL、2mol·L－1的NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3VL。下列说法正确的是()A．原铁和铝的物质的量相等B．原盐酸的浓度为2mol·L－1C．铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑D．盐酸与氢氧化钠的物质的量浓度之比为1∶314．将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中，所得溶液密度为dg·mL－1，该溶液中溶质质量分数为()A．eq\f(82a,46a＋m)%B．eq\f(8200a,46a＋2m)%C．eq\f(8200a,46a＋m)% D．eq\f(8200a,69a＋m)%15．某溶液中可能含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋B．溶液中n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.2molC．溶液中一定不含COeq\o\al(2－,3)，可能含有SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1二、填空题（本题包括3个小题，共40分）16．(12分)向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，计算：(1)Al的物质的量为mol。(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度分别为。(3)生成的H2在标准状况下的体积为。17．(12分)将19.5g锌粒投入250mL2mol·L－1的硫酸溶液中，试计算：(1)产生的氢气在标准状况下的体积为L。(2)忽略溶液体积变化，反应后溶液中氢离子浓度是。(3)要配制250mL2mol·L－1的硫酸溶液，需用溶质质量分数为98%，密度为1.84g·cm－3浓硫酸的体积为。(保留三位有效数字)18．(16分)在MgCl2和AlCl3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定，加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。则：(1)写出代表各线段发生反应的离子方程式：①OD段，②DC段。(2)原溶液中Mg2+、A13+物质的量浓度之比为。(3)图中C点表示当加入______molNaOH时，A13+已经转化成(填离子符号)。(4)图中线段OA：AB=_______。1．答案：C解析：由化学方程式2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知，两反应中均是2molAl生成3molH2，因此，产生H2的体积比为2∶3。也可由得失电子数判断，氢元素由＋1价变成0价，得到电子，H2的体积与得到电子数成正比，与铝失去电子数成正比，即与Al的质量成正比。2．答案：B解析：由题意知，n(H2)＝0.1mol，即产生0.1molH2消耗该合金5.0g，则产生1molH2消耗该合金50g，满足此条件的合金的要求是产生1molH2时消耗一种成分金属的质量大于50g，另一种成分金属的质量小于50g。对于给出的金属，产生1molH2时消耗各金属的质量分别为m(Mg)＝24g，m(Al)＝18g，m(Fe)＝56g，m(Zn)＝65g，Cu与稀盐酸不反应，故选B。3．答案：D解析：Al与NaOH溶液反应的分析如下：所以反应中，氧化剂是H2O，还原剂是Al，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。4．答案：C解析：可设该氯化物的化学式为RClx，则：RClx＋xAgNO3=xAgCl↓＋R(NO3)x1x20×10－3×0.0520×10－3×0.15列式得：1∶x＝(20×10－3×0.05)∶(20×10－3×0.15)，解得x＝3。5．答案：B解析：根据反应的化学方程式知：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up13(高温))Fe3O4＋4H21molFe与盐酸反应生成1molH2，与水蒸气反应生成eq\f(4,3)molH2，故相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。6．答案：B解析：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol67.2Ln(NaOH)33.6Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×33.6L,67.2L)＝1mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2mol·L－1。7．答案：C解析：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up13(高温))Fe3O4＋4H2Δm(固体质量增加)316×4xmol32gx＝1.5mol。8．答案：C解析：由题意知：钠、镁、铝的物质的量均为0.3mol，n(HCl)＝0.1L×1mol·L－1＝0.1mol。经分析知，钠、镁、铝与盐酸反应时，金属均过量，盐酸量不足。当钠与盐酸反应时，盐酸完全反应后，钠还可以与水反应生成H2，产生H2的量以钠为准进行计算：2Na～H2↑，故0.3mol钠反应放出H2为0.15mol；当镁、铝分别与盐酸反应时，产生H2的量以盐酸为准进行计算：2HCl～H2↑，0.3mol镁、铝与HCl反应分别放出H20.05mol，故其体积比为3∶1∶1。9．答案：C解析：金属与水、酸或碱反应产生H2的量的关系为M～eq\f(n,2)H2，M代表某种金属，n代表金属化合价。即1mol金属与水、酸或碱反应产生eq\f(n,2)mol的H2。解法一：用极值思想和上述金属与酸反应产生H2的关系式，很容易求解。M～eq\f(n,2)H2⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Zn～H2,Fe～H2,Mg～H2,Al～\f(3,2)H2))由此很快算出，产生标准状况下11.2L的H2时，需要各金属的质量分别是m(Zn)＝32.5g，m(Fe)＝28g，m(Mg)＝12g，m(Al)＝9g＜10g。只有当Al与其他任意一种金属混合才可能产生标准状况下的H211.2L。解法二：也可以用求平均相对原子质量的方法解答。先假定化合价为＋2价，求出金属混合物的平均相对原子质量：10∶eq\x\to(M)r＝11.2∶22.4，则eq\x\to(M)r＝20，而锌、铁、镁的相对原子质量均大于20，铝作为＋2价时，相对原子质量可算作27×eq\f(2,3)＝18＜20，则必含有铝。10．答案：A解析：设该金属的相对原子质量为Mr(R)，与盐酸反应时的化合价为x，则由化学方程式：2R＋2xHCl=2RClx＋xH2↑2Mr(R)g22.4xL3.6g4.48L所以eq\f(2MrRg,3.6g)＝eq\f(22.4xL,4.48L)，解得Mr(R)＝9x，讨论：若x＝1，则Mr(R)＝9，不符合题意；若x＝2，则Mr(R)＝18，不符合题意；若x＝3，则Mr(R)＝27，符合题意。11．答案：A解析：由6HCl＋2Al=2AlCl3＋3H2↑，2NaOH＋2Al＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成的H2等量，消耗的HCl与NaOH不等量。实际上HCl、NaOH同为0.3mol，且已知生成H2的体积比为1∶2，所以发生反应时分别为HCl不足Al过量，NaOH过量Al不足。由生成H2的体积比为1∶2可知，反应的Al的量之比也为1∶2，则与0.3mol盐酸反应的Al为2.7g，与NaOH溶液反应的Al为5.4g。12．答案：A解析：2Al～3H2SO42Al～2NaOH2322等量的Al消耗H2SO4和NaOH的物质的量之比是3∶2。又因它们体积相同，则物质的量浓度之比等于物质的量之比。13．答案：B解析：由反应方程式：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，可得生成H2的体积之比为1∶3时，消耗的Fe与Al的物质的量之比为1∶2，盐酸与氢氧化钠的物质的量之比为1∶1，从而也就可得盐酸的物质的量浓度为2mol·L－1。14．答案：C解析：由eq\o(\s\up7(2Na～2NaOH～H2↑),\s\do5(amol'amol'a/2mol))及eq\o(\s\up7(2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H2↑),\s\do5(amol'amol'amol'3a/2mol))50a＋m－(eq\f(a,2)＋eq\f(3,2)a)×2＝46a＋m所以，w(NaAlO2)＝eq\f(82a,46a＋m)×100%＝eq\f(8200a,46a＋m)%。15．答案：B解析：由①知溶液中一定含有H＋，一定没有COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)，由②及图像知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋和NHeq\o\al(＋,4)，且n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.7mol－0.5mol＝0.2mol，n(H＋)＝0.1mol，n(Al3＋)＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4molOH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3molOH－，沉淀Mg2＋消耗0.1molOH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05mol，故只有选项B正确。16．答案：(1)0.4(2)0.4mol、0.8mol·L－1(3)13.44L解析：(1)Al的摩尔质量是27g·mol－1，n(Al)＝eq\f(10.8g,27g·mol－1)＝0.4mol。(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑220.4moln(NaOH)则eq\f(2,0.4mol)＝eq\f(2,nNaOH)，n(NaOH)＝0.4molc(NaOH)＝eq\f(0.4mol,0.5L)＝0.8mol·L－1。(3)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4L0.4molV(H2)V(H2)＝eq\f(0.4mol×3×22.4L,2mol)＝13.44L。17．答案：(1)6.72L(2)1.6mol·L－1(3)27.2mL解析：(1)设反应产生氢气的物质的量为x,19.5g锌粒的物质的量为0.3mol,250mL2mol·L－1的硫酸溶质的物质的量为0.25L×2mol·L－1＝0.5mol；反应如下：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑1110.3mol0.5molx硫酸过量，按锌进行计算，得x＝0.3mol，体积为0.3mol×22.4L·mol－1＝6.72L。(2)硫酸反应了0.3mol，剩余0.5mol－0.3mol＝0.2mol，反应后溶液中氢离子浓度＝eq\f(0.2mol×2,0.25L)＝1.6mol·L-1。(3)质量分数为98%、密度为1.84g·cm-3浓硫酸的物质的量浓度为eq\f(1000×98%×1.84,98)mol·L-1＝18.4mol·L-1。设需要浓硫酸的体积为V，