3.2.2物质的量在化学方程式计算中的应用（讲义）-2024-2025学年高一化学同步教学课件+讲义（人教版2019必修第一册）

3.2.2物质的量在化学方程式计算中的应用 【学习目标】 1.能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化，能运用物质的量与其他物理量之间的换算关系进行有关计算。 2.能结合物质的量在化学方程式计算中的应用，进一步体会守恒思想，强化宏观辨识与微观探析的能力。 3.能通过分析、推理等方法,建立认知模型,并能运用不同模型解答化学计算问题。 【知识回顾】 1、写出物质的量相关的计算公式？ ①已知物质的质量:　　　　　　　　　　　②已知标准状况时的气体体积: ③已知物质的粒子数:　　　　　　　　　　④已知溶液中的物质的量浓度: 2、以物质的量为中心，画出与其他物理量的转化关系？ 其对应公式： 一、化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 　　　 　 2Na　＋ 2H2O =====2NaOH＋H2 相对分子质量之和 2×23 2×18 2×40 2 化学计量系数 2 2 2 1 扩大NA倍 2NA 2NA 2NA NA 物质的量 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol 标准状况下气体体积 22.4 L 质量 46 g 36g 80 g 2g 1、由此可以看出： (1)化学方程式中各物质的 等于对应 ，也等于对应物质的 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比 2、应用：根据计量数之比规则，由一种物质的物质的量，可求出另一种反应物或生成物的物质的量，再把物质的量转化为其它物理量 (如：质量、体积等) 3、计算的依据 （1）化学方程式中各物质的 等于各物质的物 。 （2）化学方程式中各物质的相对分子质量之和等于各物质的 （初中常用）。 例题讲评：教材p85例题 250 ml 2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算： (1)参加反应的铁屑的物质的量 (2)生成氢气的体积(标准状况下) 【归纳总结】：物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 1、转：将已知物质的量转化为物质的量 2、设：根据题中所问，设所求物质的物理量，统一规定的符号，如：物质的量(n)、质量(m)、气体在标况下的体积(V)等可直接使用 3、写：写出有关化学方程式，注意配平 4、标：根据所设的物理量和已知的物理量在方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质的物理量关系，并代入已知和未知量 5、列：列出比例式 6、解：根据比例式求解 7、答：根据所设物理量写出所解答案 提醒注意： (1)书写格式规范化：各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示。 (2)单位运用对应化：如果两个量 单位不一致时，要求单位“上下一致，左右相当”。 三、常见的计算类型 1、基本计算： 已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可 例1、1.15g金属钠与水反应(2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑)后，得到100mL溶液，试计算： (1)金属钠的物质的量； (2)生成H2的体积(标准状况)； (3)反应后所得溶液的物质的量的浓度 【课堂练习1】 1．把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反应中Na与NaOH的质量相等 B．反应中H2O与H2的质量相等 C．反应中H2O与H2的质量之比为2∶1 D．反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1 2．在500 mL NaOH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33.6 L，该NaOH溶液的浓度为(　　) A．1.0 mol·L－1 B．2.0 mol·L－1 C．1.5 mol·L－1 D．3.0 mol·L－1 2、过量计算： 物质发生化学反应按照一定量的关系进行，若题中给出两个或两个以上反应物的量，解此类题应当先判断谁过量，然后根据不足量的物质去求解。 具体步骤：①写出反应的化学方程式；②判断哪一种反应物过量；③根据不足量的物质求解 例2、32.5 g的Zn与200mL密度为1.47g/cm3，质量分数为10%的H2SO4溶液反应。计算： (1)H2SO4溶液物质的量浓度 (2)生成多少L氢气(标况) (3)将生成的ZnSO4溶液稀释成500mL，求此溶液物质的量浓度 【课堂练习2】 1．标准状况下，将钠、镁各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的硫酸中，反应产生的气体体积之比是(　　) A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．2∶1 2．把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110 mL 4 mol·L－1盐酸中，充分反应后产生896 mL H2(标准状况)，残留固体1.28 g，过滤，滤液中无Cu2＋，将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H＋)＝0.4 mol·L－1。 请回答下列问题： (1)残留固体1.28 g为______________ (填化学式)。 (2)原混合物粉末中，m(CuO)＝ ___________ g。 (3)滤液稀释到200 mL后，c(Fe2＋)＝______mol·L－1。 (4)稀释后，加入足量的硝酸银，产生沉淀的物质的量n(AgCl)＝______________ mol。 (5)原混合物总质量为m(总)＝________ g。 3、混合物反应的计算：(常用方程组法) 设混合物中各物质的物质的量为x、y，按照化学方程式中量的关系，并用x、y表示，列出方程组解答。 例3、已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则该混合气体中CO的质量为____ g，所含CO2在标准状况下的体积为______________ L。 【课堂练习3】 1、把5.1 g镁铝合金的粉末放入500 mL 1 mol·L－1盐酸中，恰好完全反应。试计算： (1)该合金中镁和铝的物质的量 (2)将等质量的该合金投入到足量的氢氧化钠溶液中，求标况下放出气体的体积 已知：Mg和不反应，Al能反应。 4、连续型多步反应 当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时,可直接确定已知量物质和未知量物质之间的“关系式”。 (1)根据化学方程式确定关系式：写出化学方程式，根据量的关系写出关系式。 (2)根据原子守恒确定关系式： 例4、某废水处理站用甲醇(CH3OH)处理含氨废水，反应为NH3＋2O2NO＋H＋＋H2O,6H＋＋6NO＋5CH3OH3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为NO的转化率可达95%，而NO转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH3 0.034 g·L－1的废水500 m3，求理论上每天所需甲醇的质量。 【课堂练习4】 1．向200 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为(　　) A．4.36 g B．2.82 g C．1.6 g D．1.44 g 【课后作业】 1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　　) 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∶1 D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1 2.CS2(液体)能在氧气中燃烧生成CO2和SO2,将0.228 g CS2在448 mL(标准状况)O2中燃烧,将燃烧后的混合气体恢复到标准状况时体积为(　　) A.201.6 mL　　B.448 mL　　C.224 mL　　D.336 mL 3.已知实验室在加热条件下制取Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,将8.7 g MnO2与足量浓盐酸混合加热,反应生成氯气的体积(标准状况)是　　　　;被氧化的HCl的质量是　　　　。  4.将1.1 g铁和铝的混合物溶于200 mL 5 mol·L-1的盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计),则下列表述不正确的是(　　) A.反应中消耗的HCl的物质的量为0.08 mol B.混合物中含有0.02 mol Al C.混合物中含有0.01 mol Fe D.混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1 5.一块表面已被缓慢氧化的金属钠,其质量为10.8 g,投入100 g水中,收集到氢气0.2 g。则原来钠块表面被氧化的钠的质量是(　　) A.6.2 g　　　B.4.6 g　　　C.7.8 g　　　D.10.6 g 【能力提升练】 1.已知:Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O。某红色粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种,为探究其组成,取少量样品加入过量稀硫酸。下列有关说法正确的是(　　) A.若固体全部溶解,则发生的离子反应只有Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O B.若固体部分溶解,则样品中一定含有Cu2O,一定不含有Fe2O3 C.若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,则样品中n(Fe2O3)∶n(Cu2O)=2∶1 D.另取a g样品在空气中充分加热至质量不再变化,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为9(b-a)/a(Cu2O在空气中加热生成CuO) 2.(双选)某金属与盐酸反应时,生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示,此金属可能是(　　) A.生铁　　B.纯铁　　C.镁铝合金　　D.铜铁合金 3.在标准状况下,进行甲、乙、丙三组实验,三组实验各取30 mL同浓度的盐酸,加入同一种镁和铝的混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下: 实验序号 甲 乙 丙 合金质量/mg 510 765 1 020 气体体积/mL 560 672 672 (1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的:　　　,理由是　　　　　。  (2)盐酸中溶质的物质的量浓度为　　　　　　。  (3)混合粉末中Mg的物质的量为　　　　,Mg、Al的物质的量之比为　　　　。  3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.2.2物质的量在化学方程式计算中的应用 【学习目标】 1.能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化，能运用物质的量与其他物理量之间的换算关系进行有关计算。 2.能结合物质的量在化学方程式计算中的应用，进一步体会守恒思想，强化宏观辨识与微观探析的能力。 3.能通过分析、推理等方法,建立认知模型,并能运用不同模型解答化学计算问题。 【知识回顾】 1、写出物质的量相关的计算公式？ ①已知物质的质量:　　　　　　　　　　　②已知标准状况时的气体体积: ③已知物质的粒子数:　　　　　　　　　　④已知溶液中的物质的量浓度: 【答案】：n(B)= n(B)= n(B)= n(B)=c(B)·V[B(aq)] 2、以物质的量为中心，画出与其他物理量的转化关系？ 其对应公式： ① n＝ ②n＝ ③n＝ ④n＝cV溶液 ⑤c＝ 【探索新知】 一、化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 　　　 　 2Na　＋ 2H2O =====2NaOH＋H2 相对分子质量之和 2×23 2×18 2×40 2 化学计量系数 2 2 2 1 扩大NA倍 2NA 2NA 2NA NA 物质的量 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol 标准状况下气体体积 22.4 L 质量 46 g 36g 80 g 2g 1、由此可以看出： (1)化学方程式中各物质的化学计量系数之比等于对应物质的粒子数之比，也等于对应物质的物质的量之比 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比 2、应用：根据计量数之比规则，由一种物质的物质的量，可求出另一种反应物或生成物的物质的量，再把物质的量转化为其它物理量 (如：质量、体积等) 3、计算的依据 （1）化学方程式中各物质的化学计量数比等于各物质的物质的量之比。 （2）化学方程式中各物质的相对分子质量之和等于各物质的质量之比（初中常用）。 例题讲评：教材p85例题 250 ml 2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算： (1)参加反应的铁屑的物质的量 (2)生成氢气的体积(标准状况下) 解：参加反应的H2SO4的物质的量为：2mol/L×0.25L=0.50 mol (1)设参加反应的铁屑的物质的量为n(Fe)，生成氢气的物质的量为n(H2) Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 1 1 n(Fe) 0.50 mol n(H2) n(Fe)=0.50 mol，n(H2)=0.50 mol (2)V(H2)=0.50 mol×22.4L/mol=11.2L 答：(1)参加反应的铁屑的物质的量为0.50 mol； (2)生成氢气的体积在标准状况下为11.2L 【归纳总结】：物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 1、转：将已知物质的量转化为物质的量 2、设：根据题中所问，设所求物质的物理量，统一规定的符号，如：物质的量(n)、质量(m)、气体在标况下的体积(V)等可直接使用 3、写：写出有关化学方程式，注意配平 4、标：根据所设的物理量和已知的物理量在方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质的物理量关系，并代入已知和未知量 5、列：列出比例式 6、解：根据比例式求解 7、答：根据所设物理量写出所解答案 提醒注意： (1)书写格式规范化：各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示。 (2)单位运用对应化：如果两个量 单位不一致时，要求单位“上下一致，左右相当”。 三、常见的计算类型 1、基本计算： 已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可 例1、1.15g金属钠与水反应(2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑)后，得到100mL溶液，试计算： (1)金属钠的物质的量； (2)生成H2的体积(标准状况)； (3)反应后所得溶液的物质的量的浓度 设生成标准状况下气体的体积为V，反应后所得溶液的物质的量浓度为c。 2Na　＋　2H2O===2NaOH　＋　H2↑ 2×23 g　　　　　　2 mol　　　 22.4 L 1.15 g　　　　　　0.1 L×c　 　 V 【课堂练习1】 1．把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反应中Na与NaOH的质量相等 B．反应中H2O与H2的质量相等 C．反应中H2O与H2的质量之比为2∶1 D．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，A项错误，D项正确；该反应中，H2O与H2的物质的量之比为2∶1，质量之比为(2×18)∶(1×2)＝18∶1，B、C项错误。 2．在500 mL NaOH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33.6 L，该NaOH溶液的浓度为(　　) A．1.0 mol·L－1 B．2.0 mol·L－1 C．1.5 mol·L－1 D．3.0 mol·L－1 【答案】　B 【解析】　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 　　　　　　2 mol　　　　　　　　　　67.2 L 　　 　　　n(NaOH)　　　　　　　　　33.6 L n(NaOH)＝＝1.0 mol， c(NaOH)＝＝2.0 mol·L－1。 2、过量计算： 物质发生化学反应按照一定量的关系进行，若题中给出两个或两个以上反应物的量，解此类题应当先判断谁过量，然后根据不足量的物质去求解。 具体步骤：①写出反应的化学方程式；②判断哪一种反应物过量；③根据不足量的物质求解 例2、32.5 g的Zn与200mL密度为1.47g/cm3，质量分数为10%的H2SO4溶液反应。计算： (1)H2SO4溶液物质的量浓度 (2)生成多少L氢气(标况) (3)将生成的ZnSO4溶液稀释成500mL，求此溶液物质的量浓度 【答案】：1、(1)1.5 mol/L (2)6.72 L (3)0.6 mol/L 【课堂练习2】 1．标准状况下，将钠、镁各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的硫酸中，反应产生的气体体积之比是(　　) A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．2∶1 【答案】　C 【解析】　钠能与H2SO4反应，也能与水反应放出H2，根据关系式：2Na～H2，则得到0.15 mol H2；镁与H2SO4反应放出H2，但与水不反应，根据关系式：Mg～H2～H2SO4,0.3 mol Mg与100 mL 1 mol·L－1 L H2SO4反应，H2SO4不足，产生0.1 mol H2，则产生的H2的体积之比是0.15∶0.1＝3∶2，故选C项。 2．把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110 mL 4 mol·L－1盐酸中，充分反应后产生896 mL H2(标准状况)，残留固体1.28 g，过滤，滤液中无Cu2＋，将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H＋)＝0.4 mol·L－1。 请回答下列问题： (1)残留固体1.28 g为______________ (填化学式)。 (2)原混合物粉末中，m(CuO)＝ ___________ g。 (3)滤液稀释到200 mL后，c(Fe2＋)＝______mol·L－1。 (4)稀释后，加入足量的硝酸银，产生沉淀的物质的量n(AgCl)＝______________ mol。 (5)原混合物总质量为m(总)＝________ g。 【答案】　(1)Cu　 (2)1.6　 (3)0.9　(4)0.44 (5)13.6 【解析】　根据题中信息，还有较多H＋剩余，且滤液中没有Cu2＋，可知残留物没有Fe,1.28 g固体只有Cu，而Cu残留说明溶液中没有Fe3＋，阳离子为H＋和Fe2＋，反应有：CuO＋ 2H＋===Cu2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，1.28 g Cu的物质的量n＝＝＝0.02 mol，CuO物质的量为0.02 mol，生成H2的物质的量为＝0.04 mol，设原有Fe为x mol，Fe2O3为y mol，根据得失电子总数相等知2x＝2y＋2×0.02＋2×0.04，又根据电荷守恒知：2×(x＋2y)＋0.2×0.400＝0.11×4将上述两式联立解出： x＝0.1，y＝0.04。(2)依据上述计算可知氧化铜的物质的量为0.02 mol，所以氧化铜质量为m(CuO)＝0.02 mol×80 g·mol－1＝ 1.6 g。(3)由上述计算可知溶液中亚铁离子物质的量为0.1 mol ＋ 2×0.04 mol＝0.18 mol，c(Fe2＋)＝＝＝0.9 mol·L－1。 (4)滤液加水稀释到200 mL后，加入足量的硝酸银，产生沉淀的物质的量依据Cl－～AgCl得到，n(AgCl)＝n(Cl－)＝0.110 L×4 mol·L－1＝0.44 mol。(5)由计算可知原混合物含有Fe为0.1 mol，Fe2O3为0.04 mol，CuO为0.02 mol，原混合物的总质量m(总)＝0.1 mol×56 g·mol－1＋0.04 mol×160 g·mol－1＋ 0.02 mol×80 g·mol－1＝13.6 g。 3、混合物反应的计算：(常用方程组法) 设混合物中各物质的物质的量为x、y，按照化学方程式中量的关系，并用x、y表示，列出方程组解答。 例3、已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则该混合气体中CO的质量为____ g，所含CO2在标准状况下的体积为______________ L。 标准状况下混合气体的体积为8.96 L，则混合气体的物质的量为0.4 mol， 【解析】设CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol，则: CO的质量为0.1 mol×28 g·mol－1＝2.80 g，CO2在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。 【课堂练习3】 1、把5.1 g镁铝合金的粉末放入500 mL 1 mol·L－1盐酸中，恰好完全反应。试计算： (1)该合金中镁和铝的物质的量 (2)将等质量的该合金投入到足量的氢氧化钠溶液中，求标况下放出气体的体积 已知：Mg和不反应，Al能反应。 【答案】：(1)0.1 mol　0.1 mol　(2)3.36 L 【解析】：(1)设镁、铝的物质的量分别为x mol、y mol，根据： Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　2Al＋6H＋===Al3＋＋3H2↑ x　　2x　　　　　　　　 y　 3y 则：24x＋27y＝5.1　2x＋3y＝0.5×1，得：x＝y＝0.1 mol。 (2)将等质量的该合金投入到足量的氢氧化钠溶液中，只有铝和氢氧化钠溶液反应，根据： 2Al＋2OH－＋6H2O===2Al[(OH)4]-＋3H2↑。0.1 mol铝反应可生成氢气0.15 mol，体积为0.15 mol×22.4 L/mol＝3.36 L。 4、连续型多步反应 当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时,可直接确定已知量物质和未知量物质之间的“关系式”。 (1)根据化学方程式确定关系式：写出化学方程式，根据量的关系写出关系式。 (2)根据原子守恒确定关系式： 例4、某废水处理站用甲醇(CH3OH)处理含氨废水，反应为NH3＋2O2NO＋H＋＋H2O,6H＋＋6NO＋5CH3OH3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为NO的转化率可达95%，而NO转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH3 0.034 g·L－1的废水500 m3，求理论上每天所需甲醇的质量。 【解析】　根据甲醇处理含氨废水的反应原理可得关系式：NH3～NO～CH3OH，理论上每天所需甲醇的质量为×95%×96%××32 g·mol－1＝2.432×104 g＝24.32 kg。 【课堂练习4】 1．向200 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为(　　) A．4.36 g B．2.82 g C．1.6 g D．1.44 g 【答案】　C 【解析】　FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2，加热过程中Fe(OH)2被氧气氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解为Fe2O3和H2O，最后得到的固体为Fe2O3，根据Fe原子守恒，得2FeSO4～Fe2O3，则n(Fe2O3)＝＝0.01 mol，m(Fe2O3)＝0.01 mol×160 g·mol－1＝1.6 g。 【课后作业】 1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　　) 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∶1 D.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、C项均错误。 2.CS2(液体)能在氧气中燃烧生成CO2和SO2,将0.228 g CS2在448 mL(标准状况)O2中燃烧,将燃烧后的混合气体恢复到标准状况时体积为(　　) A.201.6 mL　　B.448 mL　　C.224 mL　　D.336 mL 【答案】B　 【解析】二硫化碳(CS2)能够在氧气中完全燃烧生成CO2和SO2,反应的化学方程式为CS2+3O2 CO2+2SO2,二硫化碳(CS2)是液体,0.228 g二硫化碳的物质的量为0.003 mol,其燃烧时需要0.009 mol氧气;448 mL氧气的物质的量为0.02 mol,氧气充足;反应前后气体的化学计量数不变,燃烧后气体总体积不变,所以反应后的气体体积为448 mL。 3.已知实验室在加热条件下制取Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,将8.7 g MnO2与足量浓盐酸混合加热,反应生成氯气的体积(标准状况)是　　　　;被氧化的HCl的质量是　　　　。  【答案】　2.24 L　7.3 g 【解析】　浓盐酸足量,产生氯气的体积和被氧化的HCl的质量都根据MnO2的量计算。根据反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中氯元素化合价的变化可知,4 mol HCl中只有2 mol HCl被氧化为Cl2;8.7 g MnO2的物质的量为=0.1 mol,设反应生成氯气的体积为V,被氧化的HCl的质量为x,则有: MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O~2HCl(被氧化) 1 mol 22.4 L 2×36.5 g 0.1 mol V x 列比例式:==。 解得V=2.24 L,x=7.3 g。 4.将1.1 g铁和铝的混合物溶于200 mL 5 mol·L-1的盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计),则下列表述不正确的是(　　) A.反应中消耗的HCl的物质的量为0.08 mol B.混合物中含有0.02 mol Al C.混合物中含有0.01 mol Fe D.混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1 5.一块表面已被缓慢氧化的金属钠,其质量为10.8 g,投入100 g水中,收集到氢气0.2 g。则原来钠块表面被氧化的钠的质量是(　　) A.6.2 g　　　B.4.6 g　　　C.7.8 g　　　D.10.6 g 【答案】B　 【解析】一块表面已被缓慢氧化的金属钠,其质量为10.8 g,投入100 g水中,发生反应:Na2O+H2O 2NaOH,2Na+2H2O 2NaOH+H2↑;收集到氢气0.2 g,则n(H2)=0.2 g÷2 g/mol=0.1 mol,n(Na)=2n(H2)=0.2 mol,m(Na)=0.2 mol×23 g/mol=4.6 g,所以氧化钠的质量是10.8 g-4.6 g=6.2 g,则n(Na2O)=6.2 g÷62 g/mol=0.1 mol,根据钠原子守恒,可知反应产生氧化钠的金属钠的物质的量是0.2 mol,其质量m'(Na)=0.2 mol×23 g/mol=4.6 g,选项B正确。 【能力提升练】 1.已知:Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O。某红色粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种,为探究其组成,取少量样品加入过量稀硫酸。下列有关说法正确的是(　　) A.若固体全部溶解,则发生的离子反应只有Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O B.若固体部分溶解,则样品中一定含有Cu2O,一定不含有Fe2O3 C.若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,则样品中n(Fe2O3)∶n(Cu2O)=2∶1 D.另取a g样品在空气中充分加热至质量不再变化,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为9(b-a)/a(Cu2O在空气中加热生成CuO) 【答案】D　 【解析】若固体是Fe2O3和Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,Fe3+过量时固体能完全溶解,故A错误;若固体是Fe2O3和Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,Fe3+不足时剩余铜,故B错误;若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,说明溶液中没有Fe3+,因为Cu2O溶于硫酸生成Cu和CuSO4,而H2SO4不能溶解Cu,所以样品中一定有Fe2O3,且Fe3+与Cu恰好完全反应,反应的有关离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+ Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,说明样品中n(Fe2O3)∶n(Cu2O)=1∶1,故C错误; Cu2O~2CuO　　Δm 144 g 16 g m(Cu2O) (b-a)g m(Cu2O)==9(b-a)g, 故混合物中Cu2O的质量分数为=9(b-a)/a,D正确。 2.(双选)某金属与盐酸反应时,生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示,此金属可能是(　　) A.生铁　　B.纯铁　　C.镁铝合金　　D.铜铁合金 【答案】AD　 【解析】由图可知,消耗金属质量为30 g时,产生氢气的质量为1 g,即0.5 mol。利用假设法:假设每一种金属都与酸反应产生0.5 mol H2,然后分别计算出消耗金属的质量。当与盐酸反应生成0.5 mol H2时,消耗生铁的质量大于28 g,消耗纯铁的质量为28 g,消耗镁铝合金的质量为9~12 g,消耗铜铁合金的质量大于28 g,故选A、D。 3.在标准状况下,进行甲、乙、丙三组实验,三组实验各取30 mL同浓度的盐酸,加入同一种镁和铝的混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下: 实验序号 甲 乙 丙 合金质量/mg 510 765 1 020 气体体积/mL 560 672 672 (1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的:　　　,理由是　　　　　。  (2)盐酸中溶质的物质的量浓度为　　　　　　。  (3)混合粉末中Mg的物质的量为　　　　,Mg、Al的物质的量之比为　　　　。  【答案】　(1)乙　甲组增加镁铝合金粉末的质量,生成的氢气的量增加,而乙组不变 (2)2 mol/L (3)0.01 mol　1∶1 【解析】　(1)对比甲、乙组数据,合金质量为765 mg时生成氢气的量比510 mg时多,说明甲中盐酸过量,对比乙、丙组数据,合金质量为1 020 mg时生成氢气的体积不变,说明加入765 mg合金时盐酸已完全反应,则乙组中盐酸不足。 (2)加入765 mg镁铝合金时,最多只能生成672 mL的氢气,盐酸不足,672 mL氢气的物质的量为=0.03 mol,根据方程式,可计算出HCl的物质的量为0.03 mol×2=0.06 mol,盐酸中溶质的物质的量浓度为=2 mol/L。 (3)由于甲组中盐酸是过量的,所以用甲组数据来计算,设Mg的物质的量为x mol,Al的物质的量为y mol,生成气体的物质的量为=0.025 mol,则:24x+27y=0.51,x+y=0.025,联立方程组,解得x=0.01,y=0.01,所以Mg、Al的物质的量之比为1∶1。 5 学科网（北京）股份有限公司 $$