2024新教材高中化学第三章第二节第二课时物质的量在化学方程式计算中的应用课时作业含解析新人教版必修第一册

PAGE7-物质的量在化学方程式计算中的应用A篇·学问对点训练1.一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8g，将其投入100g水中，产生H20.2g，则被氧化的钠的质量为()A.9.2g B．C．6.2g D．4.6g答案D解析由于钠块放入水中发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，由产生H2的体积可求出Na的质量，进而可求出钠块中Na2O的质量，最终依据关系式：Na2O～2Na＋可求出“原来被氧化的钠”的质量。2.将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1mol·L－1的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积比是()A.1∶2∶3 B．6∶3∶2C.3∶1∶1 D．1∶1∶1答案C解析金属均为0.3mol，均过量，与盐酸反应生成氢气的量由盐酸的量确定，都是0.05mol，但剩下的钠还可与水反应生成0.1molH2，故三者产生气体的体积之比为3∶1∶1。3.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，该溶液中溶质的质量分数为()A.eq\f(82a,46a＋m)% B．eq\f(8200a,46a＋2m)%C.eq\f(8200a,46a＋m)% D．eq\f(8200a,69a＋m)%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，应留意用关系式法来进行计算。2Na～2NaOH～H2↑amolamoleq\f(a,2)mol2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H2↑amolamolamoleq\f(3a,2)mol所得溶液的质量为23ag＋27ag＋mg－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)mol＋\f(3,2)amol))×2g·mol－1＝(46a＋m)g，溶液中的溶质为NaAlO2，质量为amol×82g·mol－1＝82ag，所以w(NaAlO2)＝eq\f(82ag,46a＋mg)×100%＝eq\f(8200a,46a＋m)%。4.将铁加入到100mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为VL(标准状况下，下同)，将铝加入到100mL2mol·L－1NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为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.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑D.盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3答案B解析Al与NaOH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Al与NaOH溶液反应生成的气体为3VL，得eq\f(3VL,22.4L·mol－1)＝0.3mol，解得V＝2.24。再依据Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为VL，可求出Fe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，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等，A错误；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。5.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为()A.1∶1 B．2∶1C.3∶1 D．1∶3答案C解析依据铝与盐酸以及铝与NaOH反应的化学方程式：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，可干脆得到答案：n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。6.等体积的硫酸锌、硫酸铝溶液分别与足量的氯化钡溶液反应，若生成的硫酸钡沉淀的质量之比为2∶3，则两种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为()A.2∶1 B．2∶3C.1∶3 D．3∶2答案A解析依据题意：生成BaSO4的质量之比为2∶3，可推知ZnSO4、Al2(SO4)3两种溶液中所含SOeq\o\al(2－,4)的物质的量之比为2∶3，所以ZnSO4、Al2(SO4)3两溶液的物质的量浓度之比为2∶1。7.在两个烧杯中分别盛有100mL3.0mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两个烧杯中分别加入等质量的铝粉，在相同状况下生成的气体的体积比为2∶5，则加入的铝粉的质量为()A.8.1g C.5.4g D．2.7g答案B解析依据反应的离子方程式：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。若铝均不足，则生成氢气的体积比为1∶1；若铝均过量，则生成氢气的体积比为1∶3。依据生成氢气的体积比为2∶5，则说明铝和盐酸的反应中铝是过量的，则应以盐酸作为标准计算；而铝和烧碱溶液的反应中，铝是不足量的，则以铝作为标准计算。铝投入盐酸中产生的氢气的物质的量为n(H2)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝0.15mol；铝投入氢氧化钠溶液中产生的氢气的物质的量为n(H2)＝eq\f(3,2)n(Al)；则eq\f(0.15mol,\f(3,2)nAl)＝eq\f(2,5)，n(Al)＝0.25mol，m(Al)＝0.25mol×27g·mol－1＝6.75g。8.将肯定质量的锌片放入500mLCuSO4溶液中，待充分反应后取出锌片，洗净后称量，发觉锌片比原来减轻了0.5g，则该CuSO4溶液的物质的量浓度为()A.0.5mol·L－1 B．1mol·L－1C.1.5mol·L－1 D．2mol·L－1答案B解析依据差量法进行计算：Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4固体质量减轻Δm65g1mol64g1gn(CuSO4)0.5gn(CuSO4)＝eq\f(1mol×0.5g,1g)＝0.5molc(CuSO4)＝eq\f(nCuSO4,V)＝eq\f(0.5mol,0.5L)＝1mol·L－1，B正确。9.在托盘天平两端的烧杯中加入同浓度同体积的足量盐酸，当向两个烧杯中分别加入0.1mol两种金属充分反应后，需在某一端要再放一个0.2g砝码，天平才能平衡，则这两种金属是()A.Mg和Al B．Al和FeC.Fe和Cu D．Na和Mg答案A解析由于在托盘天平两端的烧杯中加入同浓度同体积的足量盐酸，当加入两种不同金属反应后溶液质量相差0.2g，加入0.1mol镁时会使溶液增重2.4g－0.2g＝2.2g；加入0.1mol铝时会使溶液增重2.7g－0.3g＝2.4g，两盘相差0.2g，所以A符合题意；加入0.1molNa时会使溶液增重2.3g－0.1g＝2.2g，加入0.1molFe时会使溶液增重5.6g－0.2g＝5.4g，加入0.1molCu时会使溶液增重6.4g，故B、C、D都不符合题意。10.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)溶液反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特别性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，相同条件下所得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、氢氧化钠溶液中，相同条件下产生H2的体积之比是________。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、肯定物质的量浓度的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100mL3mol·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)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填序号)。A.5.4g C.2.7g D．1.8g答案(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)A解析已知2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。(1)通过化学方程式可以看出，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1∶1。(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，1molHCl会生成0.5mol氢气，1mol氢氧化钠会生成1.5mol氢气，所以相同条件下产生H2的体积之比是1∶3。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、肯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1mol氢气须要2molHCl，须要eq\f(2,3)mol氢氧化钠，所以HCl和NaOH的物质的量浓度之比是3∶1。(4)盐酸和NaOH溶液中溶质的物质的量均为100×10－3L×3mol·L－1＝0.3mol，相同条件下测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，即生成的氢气的物质的量之比是1∶2，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1∶3＜1∶2，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x2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑630.3molxmol则eq\f(6,0.3mol)＝eq\f(3,xmol)，解得x＝0.15。肯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0.15mol×2＝0.3mol。设与NaOH反应的金属铝的物质的量为ymol，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑23ymol0.3mol则eq\f(2,ymol)＝eq\f(3,0.3mol)，解得y＝0.2。所以铝的质量为0.2mol×27g·mol－1＝5.4g。B篇·综合提升训练11.将4.6g金属钠投入到足量水中，得ag溶液；将4.8g金属镁投入到足量盐酸中，得bg溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式为()A.a＝b B．a＞bC.a＜b D．无法推断答案A解析Na与H2O反应生成的H2逸出溶液，Mg与足量盐酸反应生成的H2逸出溶液，2Na～H2↑Mg～H2↑46g2g24g2g4.6g0.2g4.8g0.4g所以ag＝4.6g＋m(H2O)－0.2g＝4.4g＋m(H2O)，bg＝4.8g＋m(盐酸)－0.4g＝4.4g＋m(HCl)，因为m(H2O)＝m(盐酸)，所以a＝b。12.由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12g，跟足量的盐酸反应产生5.6L氢气(标准状况)，那么此合金中肯定含有的金属是()A.Zn B．MgC．Al D．Na答案A解析标准状况下5.6L氢气的物质的量为eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.25mol，故12g金属供应的电子为0.25mol×2＝0.5mol。供应0.5mol电子，须要消耗Na、Mg、Al、Zn的质量分别为11.5g、6g、4.5g、16.25g，只有Zn的质量大于12g，故金属混合物中肯定有Zn，A正确。13.将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL1mol/L盐酸中，结果正确的是()A.钠与盐酸反应最猛烈，产生的气体最多B.铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多C.铁与盐酸反应产生的气体比钠多D.反应结束时产生的气体一样多答案A解析反应的猛烈程度由金属的活泼性确定，即钠最猛烈，其次是铝，钠、铝、铁的物质的量分别为eq\f(1,2)mol、eq\f(1,3)mol、eq\f(1,2)mol，HCl的物质的量均为0.2mol，三组反应中盐酸均不足，所以铝、铁与盐酸反应生成的氢气一样多，均为0.1mol，但钠消耗完盐酸后还可以与水反应生成氢气，所以钠反应产生的气体最多，反应最猛烈，A项符合题意。14.将铁、铝的混合物加入到足量氢氧化钠溶液中，充分反应后过滤，再将过滤得到的固体加入到足量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤得到的固体质量正好与原固体质量相等，则原固体中铝的质量分数为()A.14.3% B．12.5%C.87.5% D．无法计算答案B解析混合物中的铝与氢氧化钠溶液反应，剩余固体为铁，铁再与硫酸铜反应，得到的固体是铜，得到的铜的质量与原混合物的质量相等，即相当于铁置换出铜时的质量差即为铝的质量，所以当铁的质量为56g时，生成铜的质量为64g，增加了8g，即相当于原混合物中铝的质量为8g，所以铝的质量分数为eq\f(8g,56g＋8g)×100%＝12.5%。15.将肯定质量的镁铝合金投入100