物质的量在化学方程式中的计算(解析版)VIP

3.2.3物质的量在化学方程式中的计算（练好题）解析版A-基础过关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．它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比D．它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比【答案】C【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。2．一块表面被氧化的钠的质量是10.8g，投入水中，完全反应得到标准状况下的氢气0.2g，则原钠块中被氧化的钠的质量是()A．6.2gB．4.6gC．7.8gD．9.2g【答案】B【解析】设产生0.2g氢气需钠的质量为x。2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑46g2gx0.2geq\f(46g,x)＝eq\f(2g,0.2g)解得x＝4.6g，则氧化钠的质量是10.8g－4.6g＝6.2g，n(Na2O)＝eq\f(6.2g,62g·mol－1)＝0.1mol。根据反应：4Na＋O2=2Na2O可知，被氧化的钠的物质的量为0.1mol×2＝0.2mol，被氧化的钠的质量为0.2mol×23g·mol－1＝4.6g。3．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．1.0mol·L－1 B．2.0mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．3.0mol·L－1【答案】B【解析】2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol67.2Ln(NaOH)33.6Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×33.6L,67.2L)＝1.0mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2.0mol·L－1。4．甲、乙两烧杯中各盛有100mL1.5mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入2.7g的铝粉，反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．3∶2【答案】B【解析】盐酸和氢氧化钠的物质的量均是0.1L×1.5mol·L－1＝0.15mol，铝的物质的量是eq\f(2.7g,27g·mol－1)＝0.1mol，根据方程式2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋mol，与氢氧化钠反应生成的氢气是0.15mol，则根据相同条件下气体体积之比等于物质的量之比可知反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是0.075mol∶0.15mol＝1∶2。5．把11.2g铁加入到500mL盐酸中，在标准状况下放出氢气的体积是3.36L，盐酸的物质的量浓度是()A．0.2mol·L－1 B．0.3mol·L－1C．0.4mol·L－1 D．0.6mol·L－1【答案】D【解析】铁与盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，铁的物质的量为0.2mol，完全反应时在标准状况下生成氢气0.2mol，实际反应生成氢气的物质的量为eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.15mol<0.2mol，铁过量，按氢气的物质的量计算盐酸的物质的量浓度：eq\f(0.15mol×2,0.5L)＝0.6mol·L－1。6．21g铁粉与8g硫粉混合加热，若不考虑其他损失，可生成硫化亚铁的质量为()A．33gB．24gC．29gD．22g【答案】D【解析】根据题意n(Fe)＝0.375mol，n(S)＝0.25mol。由S＋Feeq\o(=,\s\up7(△))FeS可知Fe过量，按S的量计算，反应生成的n(FeS)＝n(S)＝0.25mol，所以m(FeS)＝22g。7．有一铁的氧化物样品，用140mL5mol·L－1的盐酸恰好完全溶解，所得溶液还能与通入的0.56L氯气(标准状况)反应，使Fe2＋全部转化为Fe3＋，则此氧化物为()A．Fe2O3 B．Fe3O4C．Fe4O5 D．Fe5O7【答案】D＋，则溶液中溶质最终只有FeCl3，可由n(Cl)求n(Fe)。氧化物中的氧与盐酸中的H＋结合生成H2O，可由盐酸中的n(H＋)求n(O)；再由eq\f(nFe,nO)求得铁的氧化物的化学式。n(Cl)＝5mol·L－1×0.14L＋2×eq\f(0.56L,22.4L·mol－1)＝0.75mol；n(H＋)＝5mol·L－1×0.14L＝0.7mol，所以eq\f(nFe,nO)＝eq\f(\f(1,3)nCl－,\f(1,2)nH＋)＝eq\f(\f(1,3)×0.75mol,\f(1,2)×0.7mol)＝eq\f(5,7)，即该氧化物的化学式为Fe5O7。8．某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为()A．0.80B．0.85C．0.90D．0.93【答案】A【解析】根据得失电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3＋转移的电子数和Cl2被还原为Cl－转移的电子数相等。标准状况下112mLCl2转移电子数为0.01mol。则有eq\f(1.52,56x＋16)×(3－eq\f(2,x))×x＝0.01，解得x＝0.80。9．向Fe2O3和铁屑的混合物中加入足量的稀硫酸至固体完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋，而产生的Fe2＋和H2的物质的量之比为4∶1，则原混合物中Fe2O3和Fe的物质的量之比为()A．1∶1B．2∶1C．1∶2D．1∶3【答案】C【解析】设原混合物中含有xmolFe，ymolFe2O3，由化学方程式Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O和Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4得到Fe2O3～Fe2(SO4)3～Fe～3FeSO4，可见ymol的Fe2O3参加反应转化为3ymolFeSO4，同时消耗ymol的Fe；又由Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑可知，(x－y)mol的Fe与硫酸反应产生(x－y)mol的FeSO4和(x－y)molH2；则有[3ymol＋(x－y)mol]∶(x－y)mol＝4∶1，整理得y∶x＝1∶2，故合理选项是C。10．已知：①碳酸钠高温下不分解；②碳酸氢钠受热发生分解反应：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3求：(1)原混合物中碳酸钠的质量是g。(2)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是L。【答案】(1)10.6(2)3.36【解析】(1)设混合物中碳酸氢钠的质量为m，则：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑质量减少Δm168g106g62gm3.1g故m＝eq\f(3.1g,62g)×168g＝8.4g，则碳酸钠的质量为19g－8.4g＝10.6g。(2)剩余固体为碳酸钠，质量为19g－3.1g＝15.9g，物质的量为eq\f(15.9g,106g·mol－1)＝0.15mol，根据碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为0.15mol，标准状况下的体积为0.15mol×22.4L·mol－1＝3.36L。B-能力提升1．将5g镁、锌、铁三种金属的混合物投入40mL稀硫酸中，恰好完全反应，生成的氢气在标准状况下的体积是2.8L，则这三种金属的物质的量之和为()A．0.25mol B．0.125molC．0.1mol D．0.5mol【答案】B【解析】Mg、Zn、Fe均用R表示，这三种金属与稀硫酸反应符合通式R＋H2SO4=RSO4＋H2↑，故这三种金属的物质的量之和等于氢气的物质的量，为eq\f(2.8L,22.4L·mol－1)＝0.125mol。2．两种＋1价金属形成的合金7.8g，与足量水反应后生成0.2g氢气，此合金可能是()A．Li－Na合金 B．Na－K合金C．Li－K合金 D．Li－Rb合金【答案】D【解析】设此合金为R，其相对原子质量为M。2R＋2H2O=2ROH＋H2↑2M27．80.2M＝39，所以此合金中一种成分的相对原子质量大于39，另一种小于39。3．现有一定量FeO、Fe2O3的混合物，在足量H2气流中加热充分反应，冷却后称得剩余固体－1盐酸的体积至少为()A．0.05L B．0.1LC．0.2L D．1L【答案】B【解析】剩余固体比原混合物减少的质量即为原混合物中O的质量，则n(O)＝eq\f(0.8g,16g·mol－1)＝0.05mol。原混合物与盐酸反应，生成氯化物和水，则n(H＋)＝2n(O)＝0.05mol×2＝0.1mol，n(HCl)＝0.1mol，则1mol·L－1盐酸的体积至少为eq\f(0.1mol,1mol·L－1)＝0.1L。4．工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取ag工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体。则该样品中纯碱的质量分数是()A.eq\f(b－a,a)×100% B.eq\f(168a－b,51a)×100%C.eq\f(84b－a,11a)×100% D.eq\f(106b－a,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eq\f(b－a,11)×106g，其质量分数为eq\f(\f(b－a,11)×106,a)×100%＝eq\f(106b－a,11a)×100%。5．由铁、锌、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的体积为11.2L，则混合物中一定含有的金属是()A．铁B．锌C．铝D．镁【答案】C【解析】已知10g金属与足量盐酸反应产生标准状况下11.2LH2，要确定金属的组成，有以下几种方法：解法1(关系式法)：由M～eq\f(n,2)H2(M为Fe、Zn、Al或Mg，n为M与盐酸反应形成氯化物时M的化合价的绝对值)可以算出，产生标准状况下11.2LH2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。即只有当Al与其他任意一种金属混合时才合理。解法2(平均相对原子质量法)：先假定所有金属发生反应后的化合价均为＋2，列比例式求出混合物的平均相对原子质量，即10∶eq\o(Ar,\s\up6(－))＝11.2∶22.4，则eq\o(Ar,\s\up6(－))＝20，Ar(Zn)、Ax(Fe)、Ar(Mg)均大于20。铝视为＋2价时，相对原子质量可折算为27×eq\f(2,3)＝18<20，则必含Al。6．Fe2O3和铁粉的混合物中加入适量稀H2SO4，各物质恰好完全反应，测得溶液中不含Fe3＋，且Fe2＋与H2物质的量之比为4∶1，那么在反应中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比为()A．1∶1∶1 B．1∶2∶3C．1∶2∶4 D．2∶3∶5【答案】C【解析】设生成氢气的物质的量为a，则亚铁离子物质的量为4a，依据反应Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑a2aaaFe＋2Fe3＋=3Fe2＋a2a3aFe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2Oa3aa所以反应物中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比＝a∶(a＋a)∶(a＋3a)＝1∶2∶4。7．某铝合金中含有元素铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：(1)称取样品ag(精确到0.1g)，称量时通常使用的主要仪器的名称是________。(2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤并洗涤滤渣。滤液中主要含有________，滤渣为________，溶解、过滤用到的玻璃仪器是________________。(3)向滤液中加过量的氢氧化钠溶液，过滤并洗涤滤渣。有关的离子方程式是__________________________。(4)向步骤(3)的滤液中通入足量的二氧化碳气体，过滤并洗涤滤渣。有关的离子方程式是_______________。(5)将步骤(4)中所得的滤渣烘干并灼烧至恒重、冷却后称量，其质量为bg。有关反应的化学方程式是______，原样品中铝的质量分数是__________。【答案】(1)托盘天平(2)MgCl2、AlCl3Cu、Si烧杯、玻璃棒、漏斗(3)Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(4)OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)，AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(5)2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(灼烧))Al2O3＋3H2Oeq\f(900b,17a)%【解析】(1)称取ag样品使用的主要仪器为托盘天平。(2)合金中Al、Mg可与盐酸反应生成AlCl3、MgCl2和H2，而Cu、Si不溶于盐酸，故样品溶于盐酸后过滤可得Cu、Si，滤液中主要含AlCl3和MgCl2。(3)向(2)的滤液中加过量NaOH溶液，发生的反应为Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，过滤后滤液中含AlOeq\o\al(－,2)、OH－。(4)向含AlOeq\o\al(－,2)、OH－的滤液中通入足量CO2，发生的反应为OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，过滤可得Al(OH)3。(5)所得bg固体为Al2O3，故合金中含Al的质量分数为eq\f(\f(54b,102),a)×100%＝eq\f(900b,17a)%。8．将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol·L－1盐酸，所加入盐酸的体积与产生二氧化碳的体积(标准状况)关系如图所示。(1)写出OA段所发生反应的离子方程式：。(2)当加入35mL盐酸时