第1章 第3节 第5课时 物质的量在化学计算中的应用（Word练习）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（鲁科版2019）

[基础训练] 1．250 mL 2 mol/L的稀盐酸与一定量的铁屑充分反应，铁屑全部溶解，生成标准状况下1.12 L的氢气，则参加反应的铁屑的质量是(　　) A．2.8 g B．5.6 g C．11.2 g D．78.4 g 解析　生成H2的物质的量为＝0.05 mol，根据化学方程式计算，可知消耗Fe的物质的量为0.05 mol，则Fe的质量为2.8 g。 答案　A 2．将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积之比是(　　) A．1∶2∶3 B．6∶3∶2 C．3∶1∶1 D．1∶1∶1 解析　金属均为0.3 mol，n(HCl)＝0.1 mol，镁和铝与盐酸反应生成氢气的量由盐酸的量决定，都是0.05 mol，钠还可与水反应生成H2，由2Na～H2知，Na参加反应生成0.15 mol H2，故三者产生气体的体积之比为3∶1∶1。 答案　C 3．在一定温度和压强下，20 mL X2气体与30 mL Y2气体恰好完全反应，生成20 mL气体化合物Z，则Z的化学式可能是(　　) A．X2Y3 B．XY C．X3Y D．XY3 解析　在一定温度和压强下，20 mL X2气体与30 mL Y2气体恰好完全反应，生成20 mL气体化合物Z，假设气体摩尔体积为Vm，则 mol X2气体与mol Y2气体恰好完全反应，生成mol气体化合物Z，根据原子守恒可知，Z的化学式为X2Y3，故答案选A。 答案　A 4．设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(　　) A． B． C． D． 解析　a g气态双原子分子的物质的量为mol，摩尔质量为＝ g·mol－1，所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol－1＝ L。 答案　D 5．标准状况下，将4.48 L CO2通过一定量的固体过氧化钠后收集到3.36 L气体，则这3.36 L气体的质量是(　　) A．3.8 g B．4.8 g C．5.6 g D．6.0 g 解析　根据题给信息可得，n＝＝0.2 mol，反应后气体的物质的量为＝0.15 mol。设参加反应的CO2的物质的量为x mol，由化学方程式2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2知，x mol CO2参加反应，生成O2的物质的量为0.5x mol，则0.2－x＋0.5x＝0.15，x＝0.1，从而得出3.36 L气体中含0.1 mol CO2、0.05 mol O2，因此m＝0.1 mol×44 g·mol－1＋0.05 mol×32 g·mol－1＝6.0 g。故选D。 答案　D 6．已知2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na＋3H2↑，甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 1.5 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入2.7 g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∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶2 解析　n＝n＝0.1 L×1.5 mol·L－1＝0.15 mol，n＝＝0.1 mol，根据化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na＋3H2↑可知盐酸不足，氢氧化钠过量，则与盐酸反应生成0.075 mol氢气，与氢氧化钠溶液反应生成0.15 mol氢气，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0.075 mol∶0.15 mol＝1∶2，B正确。 答案　B 7．氯化钠是一种重要的化工原料，电解氯化钠溶液可制得氯气、氢氧化钠等物质，发生的化学反应如下：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。现取一定质量的氯化钠溶液进行电解，当氯化钠完全反应时，停止通电。生成氯气的质量与时间的关系如图所示。请计算： (1)参加反应的氯化钠是________g。 (2)生成氢气________ g，生成NaOH________ mol。 解析　由题图可知反应生成0.1 mol氯气，则 2NaCl＋2H2OCl2↑　＋H2↑＋2NaOH 117 g 1 mol 2 g 2 mol m(NaCl) 0.1 mol m(H2) n(NaOH)， ＝＝＝。 (1)解得m(NaCl)＝11.7 g；m(H2)＝0.2 g； (2)解得n(NaOH)＝0.2 mol。 答案　(1)11.7　(2)0.2　0.2 8．实验室常用加热高锰酸钾的方法制备少量氧气。 (1)请写出该反应的化学方程式：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)现欲制备3.36 L(标准状况)氧气，理论上需要________ g高锰酸钾。 (3)用制备的3.36 L(标准状况)氧气与H2完全反应生成水，理论上需要________ L H2的体积(标准状况)。 解析　(1)加热高锰酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑； (2)3.36 L(标准状况)氧气的物质的量为＝0.15 mol，根据化学反应方程式可知，n(KMnO4)＝2n(O2)＝0.30 mol，需要高锰酸钾的质量为0.30 mol×158 g/mol＝47.4 g； (3)根据化学反应方程式2H2＋O22H2O，3.36 L(标准状况)氧气的物质的量为＝0.15 mol，需要n(H2)＝0.30 mol，需要H2的体积(标准状况)为0.30 mol×22.4 L/mol＝6.72 L。 答案　(1)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　(2)47.4　(3)6.72 [能力提升] 9．(2022·宿迁期中)将同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液中的Ag＋完全沉淀，则需同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为(　　) A．1∶2∶3　　　　 B．3∶2∶1 C．1∶1∶1 D．6∶3∶2 解析　同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液，即消耗等物质的量的AgNO3，由Ag＋＋Cl－===AgCl↓可知，NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中含氯离子的物质的量相同，设n(Cl－)＝6 mol，根据物质的化学式可知：n(NaCl)＝6 mol，n(MgCl2)＝3 mol，n(AlCl3)＝2 mol，溶液的浓度相同，由V＝可知，物质的量之比等于体积之比，为6 mol∶3 mol∶2 mol＝6∶3∶2，选D项。 答案　D 10．为测定人体血液中Ca2＋的含量，设计了如下方案： 有关反应的化学方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，若血液样品体积为15.0 mL，滴定生成的草酸消耗了0.001 mol·L－1的KMnO4溶液15.0 mL，则该血液样品中的含钙量为(　　) A．0.001 mol·L－1 B．0.002 5 mol·L－1 C．0.000 3 mol·L－1 D．0.003 5 mol·L－1 解析　加入2C2O4后将Ca2＋全部转化为CaC2O4沉淀，而后依次发生反应：CaC2O4＋H2SO4===CaSO4＋H2C2O4、2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，可得关系式：5CaC2O4～5H2C2O4～2KMnO4，设血液样品中含钙量为c mol·L－1，则c mol·L－1×0.015 L×2＝5×0.001 mol·L－1×0.015 L，解得c＝0.002 5。故选B。 答案　B 11．标准状况下，等体积的氧气、二氧化碳、氮气组成的混合气体通过一定量的过氧化钠后，体积变为原体积的，此时混合气体中氧气、二氧化碳、氮气的物质的量之比为(　　) A．3∶2∶4 B．4∶1∶3 C．6∶3∶4 D．8∶2∶7 解析　混合气体中只有CO2能与Na2O2发生反应，设混合气体三种组分体积都为m， 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　ΔV 　　 　2　　　　　　 　1　　1 　　　　　　　　　　　　3m× 则消耗CO2的体积为2ΔV＝m，生成O2的体积为ΔV＝m，故反应后混合气体中氧气、二氧化碳、氮气的体积之比为∶∶m＝4∶1∶3，由于三种气体处于相同的状况下，则其物质的量之比等于体积之比，为4∶1∶3。故选B。 答案　B 12．2 mol·L－1的盐酸和硫酸各100 mL，分别加入等质量的铁粉，反应后生成的气体质量之比为2∶3，则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为(　　) A．0.05 mol B．0.075 mol C．0.15 mol D．0.2 mol 解析　n(HCl)＝0.2 mol，n(H2SO4)＝0.2 mol。若酸均不足，即完全反应生成H2的质量之比为1∶2；若酸均过量，即金属不足，则生成H2的质量之比为1∶1。现生成H2的质量之比为2∶3，则说明盐酸不足，硫酸过量；根据盐酸中HCl的物质的量可求出生成H2 0.1 mol，则H2SO4反应生成0.15 mol H2，则铁粉为0.15 mol。 答案　C 13．液氯储罐中常混有NCl3，当液氯中NCl3的质量分数达到4%以上就有爆炸危险。为测定氯气中的NCl3含量，将一定量样品先通过足量盐酸吸收NCl3(反应为：NCl3＋4HCl===NH4Cl＋3Cl2)。再用400 mL 6.1 mol/L的NaOH溶液(ρ＝1.22 g/cm3)吸收所有的Cl2，测得吸收后NaOH溶液增重56.8 g(不考虑盐酸挥发)。经测定NCl3吸收液内NH质量为0.270 g。 (1)计算上述NaOH溶液的质量分数。 (2)计算该样品中NCl3的质量分数，并判断该样品是否安全？ 解析　(1)由物质的量浓度与质量分数之间的关系公式c＝，得NaOH溶液的质量分数w＝＝×100%＝20.0%； (2)测定NCl3吸收液内NH质量为0.270 g，n(NH)＝＝＝0.015 mol，由反应NCl3＋4HCl===NH4Cl＋3Cl2可知，n(NCl3)＝n(NH)＝0.015 mol，则m(NCl3)＝0.015 mol×120.5 g/mol＝1.807 5 g，用盐酸处理生成氯气的质量为m＝0.015 mol×3×71 g/mol＝3.195 g，原氯气的质量为56.8 g－3.195 g＝53.605 g，则NCl3%＝×100%＝3.26%<4%，则该样品安全。 答案　(1)20.0%　(2)3.26%　安全 学科网（北京）股份有限公司 $$