课时24-物质的量在化学方程式计算中的应用(人教2019必修第一册)(解析版)

课时24物质的量在化学方程式计算中的应用1．0.56g氧化钙恰好与20mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是()A．0.10mol·L－1B．0.20mol·L－1C．0.50mol·L－1D．1.00mol·L－1【答案】D【解析】CaO＋2HCl=CaCl2＋H2O56g2mol0.56gc(HCl)×20×10－3L则：eq\f(56g,0.56g)＝eq\f(2mol,cHCl×20×10－3L)，解得c(HCl)＝1.00mol·L－1。2．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．0.64g D．3.2g【答案】C【解析】n(Fe)＝eq\f(28g,56g/mol)＝0.5mol，n(CuSO4)＝0.100L×0.1mol/L＝0.01mol，由CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu，可知Fe过量，所以应按CuSO4的量计算：n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.01mol。m(Cu)＝0.01mol×64g·mol－1＝0.64g。3．将8g铁片放入100mL硫酸铜溶液中，溶液中的铜离子全部被还原时，固体质量变为8.2g，则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为()A．0.5mol·L－1B．0.25mol·L－1C．0.025mol·L－1D．0.125mol·L－1【答案】B【解析】Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuΔm1mol8gn(CuSO4)(8.2－8)gn(CuSO4)＝eq\f(1mol×0.2g,8g)＝0.025mol，c(CuSO4)＝eq\f(0.025mol,0.1L)＝0.25mol·L－1。4．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【答案】C【解析】n(Fe)＝eq\f(28g,56g/mol)＝0.5mol，n(CuSO4)＝0.100L×0.1mol/L＝0.01mol，由CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu，可知Fe过量，所以应按CuSO4的量计算：n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.01mol。m(Cu)＝0.01mol×64g·mol－1＝0.64g。5．把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。有关该反应的下列说法正确的是()A．反应中Na与NaOH的质量相等B．反应中H2O和H2的质量相等C．反应中H2O和H2的质量之比为2∶1D．反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1【答案】D【解析】该反应中，Na与NaOH的物质的量之比为1∶1，质量之比为23∶40，所以A项错误，D项正确；H2O与H2的物质的量之比为2∶1，质量之比为18∶1，所以B项、C项均错误。6．标准状况下，3.25g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气，下列比例式正确的是()A．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol1mol3.25gxLB．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g22.4L3.25gxLC．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol2g0.05molxLD．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g2g3.25gxL【答案】B7．0.3mol氯气和足量的金属M反应，生成0.2molMCln，则n等于()A．1B．2C．3D．4【答案】C【解析】根据氯原子守恒，可知0.3molCl2和0.2molMCln均含0.6molCl。8．将8g铁片放入100mL硫酸铜溶液中，溶液中的铜离子全部被还原时，固体质量变为8.2g，则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为()A．0.5mol·L－1B．0.25mol·L－1C．0.025mol·L－1D．0.125mol·L－1【答案】B【解析】Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuΔm1mol8gn(CuSO4)(8.2－8)gn(CuSO4)＝eq\f(1mol×0.2g,8g)＝0.025mol，c(CuSO4)＝eq\f(0.025mol,0.1L)＝0.25mol·L－1。9．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【答案】C【解析】n(Fe)＝eq\f(28g,56g/mol)＝0.5mol，n(CuSO4)＝0.100L×0.1mol/L＝0.01mol，由CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu，可知Fe过量，所以应按CuSO4的量计算：n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.01mol。m(Cu)＝0.01mol×64g·mol－1＝0.64g。10．取3.5g某二价金属的单质投入50g溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中，反应结束后，金属仍有剩余；若取2.5g该金属投入相同质量、相同质量分数的稀盐酸中，等反应结束后，加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为()A．24 B．40 C．56 D．65【答案】A【解析】n(HCl)＝eq\f(50g×18.25%,36.5g·mol－1)＝0.25mol，R＋2HCl=RCl2＋H2↑，二价金属最大摩尔质量＝eq\f(3.5g,0.125mol)＝28g·mol－1；二价金属最小摩尔质量＝eq\f(2.5g,0.125mol)＝20g·mol－1，20<Mr<28。11．1L1mol/LKOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中CO32-与HCO3—的物质的量浓度之比为()A．1：3B．2：1C．2：3D．3：2【答案】A【解析】反应后溶液为碳酸钾和碳酸氢钾的混合溶液，设CO32-的物质的量为xmol，HCO3—的物质的量为ymol，根据钾元素守恒得2x+y=1，根据碳元素守恒得x+y=0.8，二者联立得x=0.2，y=0.6，在混合溶液中两种离子的物质的量浓度之比等于其物质的量之比，故CO32-与HCO3—的物质的量浓度之比为0.2:0.6=1:3。故选A。12．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是()A．eq\f(84w2－53w1,31w1)B．eq\f(84w1－w2,31w1)C．eq\f(73w2－42w1,31w1) D．eq\f(115w2－84w,131w1)【答案】A【解析】由题意知(w1－w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品中NaHCO3质量为xg，由此可得到如下关系：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O质量差2×84 62x w1－w2则x＝eq\f(84w1－w2,31)，故样品纯度为eq\f(mNa2CO3,m样品)＝eq\f(w1－x,w1)＝eq\f(84w2－53w1,31w1)。13．将ag二氧化锰粉末加入bmol/L的浓盐酸cL中加热完全溶解，反应中转移电子d个，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A．可以收集到氯气B．NA可表示为：[来C．反应后溶液中的Cl―数目为：D．反应后溶液中的H＋数目为：bc-2d[来源:学【答案】B【解析】A项，根据反应4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O可知随着反应的进行盐酸浓度变稀，稀盐酸不能被氧化，盐酸没有完全反应，A错误；B项，依据电子转移守恒：MnO2～MnCl2～2e-，反应中转移电子＝，NA=87d/2a，B正确；C项，盐酸过量，反应后溶液中的Cl―数目为bcNA-2d，C错误；D项，由于浓盐酸易挥发，无法计算反应后溶液中H+的数目，D错误，故选B。14．把NaHCO3和Na2CO3·10H2O的混合物6.56g溶于水配成100mL溶液，其中Na+的浓度为0.5mol/L，若将等质量的该混合物加热到质量不再改变为止，则其质量减少了()A．3.91gB．2.56gC．5.66gD．1.21g【答案】A【解析】把NaHCO3和Na2CO3·10H2O的混合物加热到质量不再改变为止，最后全部生成Na2CO3。因为混合物加热前后Na+的物质的量守恒，抓住这一关键即可巧解。原混合物中n(Na+)=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，所以生成的Na2CO3的物质的量为0.05mol×1/2=0.025mol，质量为0.025mol×106g/mol=2.65g，，则原混合物的质量减少了6.65g-2.65g=3.91g。故选A。15．将一定量的锌与100mL18.5mol·L-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A16.8L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到1L，测得稀释后溶液的H+浓度为1mol/L。向反应后的溶液中加入NaOH溶液500ml刚好锌沉淀完全。下列叙述中错误的是()A．反应中生成Zn(OH)274.25g B．NaOH的浓度是5mol/LC．气体A中SO2标况下的体积为3.36L D．反应中共转移电子1.5mol【答案】C【解析】气体的物质的量为：，浓硫酸中n(H2SO4)=18.5mol/L×0.1L=1.85mol，n(H+)=2n(H2SO4)=3.7mol，稀释后溶液的H+浓度为1mol/L，参与反应的n(H+)=3.7mol-1mol/L×1L=2.7mol，Zn(浓)+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+2H2O，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，设二氧化硫的物质的量为x，氢气的物质的量为y，，。A项，反应中消耗Zn0.75mol，生成Zn(OH)2也为0.75mol，m=0.75mol×99g/mol=74.25g，A正确；B项，生成Zn(OH)2也为0.75mol，n(OH-)=1.5mol，中和1molH+消耗1molOH-，总n(OH-)=2.5mol，c=n÷V=2.5mol÷0.5L=5mol/L，B正确；C项，气体A中SO2为0.6mol，标况下的体积为0.6ml×22.4mol/L=13.44L，C错误；D项，反应中共转移电子0.6mol×(6-4)+0.15mol×2(1-0)=1.5mol，D正确；故选C。16．将铁加入100mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为VL(标准状况下)，将铝加入100mL2mol·L－1氢氧化钠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＋=3Fe3＋＋3H2↑D．盐酸与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比为1∶3【答案】B【解析】铝与氢氧化钠溶液的反应为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol2mol3moln(Al)0.1L×2mol·L－1n(H2)eq\f(2mol,0.1L×2mol·L－1)＝eq\f(3mol,nH2)，解得n(H2)＝0.3mol，eq\f(2mol,0.1L×2mol·L－1)＝eq\f(2mol,nAl)，解得n(Al)＝0.2mol，由铝与氢氧化钠溶液反应生成的气体为3VL，得eq\f(3V,22.4L·mol－1)＝0.3mol则V＝2.24L。再根据反应Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，可求出反应的铁的物质的量为0.1mol，HCl的物质的量为0.2mol，则c(HCl)＝eq\f(0.2mol,0.1L)＝2mol·L－1。17．向500mL氢氧化钠溶液中投入10.8g铝，二者恰好完全反应，计算回答：(1)铝的物质的量是。(2)氢氧化钠溶液的物质的量浓度是。(3)在标准状况下生成氢气的体积是。【答案】(1)0.4mol(2)0.8mol·L－1(3)13.44L【解析】(1)铝的摩尔质量是27g·mol－1，n(Al)＝eq\f(10.8g,27g·mol－1)＝0.4mol。(2)设参加反应的氢氧化钠的物质的量是n，则2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑2mol2mol0.4moln则eq\f(2mol,0.4mol)＝eq\f(2mol,n)，n＝0.4mol，c(NaOH)＝eq\f(0.4mol,0.5L)＝0.8mol·L－1。(3)设生成标准状况下的氢气的体积是V，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4L0．4molV所以V＝eq\f(0.4mol×3×22.4L,2mol)＝13.44L。18．把10.2g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，在标准状况下生成6.72L氢气。试计算：(1)该合金中铝的质量分数是。(2)该合金中镁与铝的物质的量之比是。(3)该合金溶于足量的盐酸溶液中，标准状况下产生氢气的体积是。【答案】(1)52.9%(2)1∶1(3)11.2L【解析】(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，镁不反应，只有铝能与氢氧化钠溶液反应。设铝的物质的量为n(Al)，则：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4Ln(Al)6.72L解得：n(Al)＝0.2mol，m(Al)＝0.2mol×27g·mol－1＝5.4g，铝的质量分数为eq\f(5.4g,10.2g)×100%≈52.9%。(2)m(Mg)＝10.2g－5.4g＝4.8g，n(Mg)＝eq\f(4.8g,24g·mol－1)＝0.2mol，则n(Al)∶n(Mg)＝1∶1。(3)设由铝生成的氢气为V1(H2)，由镁生成的氢气为V2(H2)，由铝和镁与盐酸的反应可知：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2mol3×22.4L0．2molV1(H2)解得：V1(H2)＝6.72L；Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑1mol22.4L0．2molV2(H2)解得：V2(H2)＝4.48L，V总(H2)＝V1(H2)＋V2(H2)＝6.72L＋4.48L＝11.2L。19．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。【答案】(1)0.08mol(2)0.02mol0.01mol【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↑1mol2moly2yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(27g·mol－1×x＋56g·mol－1×y＝1.1g,3x＋2y＝0.08mol))得x＝0.02mol，y＝0.01mol。1．现将6.96g的MnO2与100g35.6%的盐酸(盐酸足量)共热，向反应后的溶液中加水稀释到250mL，取25mL跟足量的AgNO3溶液反应。若不考虑HCl的挥发，下列说法正确的是()A．产生氯气1.792LB．生成AgCl沉淀11.7gC．被还原的HCl为0.16molD．转移的电子数为0.16个【答案】C【解析】A项，二氧化锰的物质的量是6.96g÷87g/mol＝0.08mol，根据方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知产生氯气0.08mol，在标准状况下体积为1.792L，A错误；B项，氯化氢的物质的量是100g×0.356/36.5g/mol≈1mol，根据氯原子守恒可知生成AgCl沉淀的物质的量是1mol－0.16mol＝0.84mol，质量是0.84mol×143.5g/mol＝120.54g，B错误；C项，根据氯原子守恒可知被还原的HCl为0.16mol，C正确；D项，转移的电子的物质的量为0.16mol，D错误。2．现有24mL浓度为0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为()A．＋2B．＋3C．＋4D．＋5【答案】B【解析】题目中指出被还原的元素是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4升高到＋6；而Cr元素的化合价将从＋6降低到＋n(设化合价为＋n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3。3．将一定质量的镁和铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。则下列说法不正确的是()A．镁和铝的总质量为9gB．最初20mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸C．NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L-1D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2L【答案】D【解析】从图像中看到，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O。当v(NaOH溶液)=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3。当v(NaOH溶液)=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，m(Mg)=0.15mol×24g·mol-1=3.6g，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，m(Al)=0.2mol×27g·mol-1=5.4g，所以镁和铝的总质量为9g，A项、B项正确；从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3：NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，则此过程消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol，c(NaOH)=0.2mol0.04L=5mol·L-1，C项正确；由Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2↑可以计算出生成n(H2)=0.45mol，标准状况下v(H2)=0.45mol×22．4L·mol4．已知MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，回答下列问题：(1)该反应的离子方程式为___________________________。(2)被氧化的HCl占HCl总量的________。(3)当标准状况下有11.2L氯气生成时，该反应转移的电子数为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(4)1.74gMnO2与100mL12mol·L-1的过量浓盐酸完全反应(假设HCl无挥发)，在反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，可生成________g沉淀。【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2)QUOTE(3)NA(4)166.46[【解析】(1)书写该反应的离子方程式时，HCl、MnCl2要拆写成离子形式，故反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2)该反应中一半HCl作还原剂，一半HCl作酸(3)当标准状况下有11.2L氯气生成时，该反应转移的电子数为NA(4)n(MnO2)=QUOTE=0.02mol，n(HCl)=12mol·L-1×0.1L=1.2mol。反应中被氧化的n(HCl)=n(MnO2)×2=0.04mol，反应后溶液中n(Cl-)=1.2mol-0.04mol=1.16mol，加入足量的AgNO3溶液生成1.16molAgCl，m(AgCl)=1.16mol×143.5g·mol-1=166.46g。5．钢铁制品经常进行烤蓝处理，即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片，分别进行了以下实验操作：①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。②取mg该粉末，放入28.00mL1mol·L-1的盐酸中，恰好完全反应，生成标准状况下的气体134.4mL，向溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象。完成下列各题：(1)将反应后的溶液稀释至100mL，则溶液中c(Fe2+)=。(2)样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)=。【答案】(1)0.14mol·L-1(2)4∶1【解析】(1)mg该粉末，与28.00mL1mol·L-1的盐酸恰好完全反应，溶液中的溶质为FeCl2，n(HCl)=0.028mol，根据Cl守恒，可知FeCl2的物质的量为0.014mol，溶液稀释至100mL后，c(Fe2+)=0.014mol÷0.1=0.14mol·L-1；(2)生成H2的物质的量为0.006mol，Fe和Fe3O4混合固体与HCl溶液发生如下三个反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O；Fe+FeCl3=3FeCl2。先根据氢气的物质的量算出与HCl反应的Fe的物质的量和消耗HCl的量：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑1210.0060.0120.006则剩余的HCl的物质的量为0.028－0.012＝0.016