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-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册创新导学案课件PPT（人教版2019，不定项）

第三章　铁　金属材料 第二节　金属材料 第二课时　物质的量 在化学方程式计算中 的应用 1．学会根据化学方程式计算的一般步骤和方法。2．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。3．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能力。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 1．物质的量与各物理量之间的关系 n＝____＝ ___ ＝ _________ ＝ _________ c·V(溶液) 学习理解 5 2 2 1 2NA 2NA NA 2 mol 2 mol 1 mol 物质的量 学习理解 6 (2)根据化学方程式进行计算时，各物质对应的各物理量的单位，左、右、上、下都必须相同。(　　) (3)等物质的量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应，产生的气体在相同状况下的体积之比为1∶2∶3。(　　) (4)0．1 mol Zn和Fe的混合物与足量的稀硫酸反应，一定生成0．1 mol H2。(　　) 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 × √ √ √ 学习理解 7 (5)0．1 mol Al与足量的氢氧化钠溶液反应，生成3．36 L H2。(　　) (6)将铝投入硫酸溶液中，当有3 mol电子发生转移时，反应的铝的质量为27 g。(　　) (7)1 L 0．1 mol·L－1硫酸溶液中加入0．2 mol Fe，生成0．2 mol H2。(　　) × √ × 学习理解 8 探究应用 知识点一　应用化学方程式计算的基本步骤 六个基本步骤 探究应用 10 例：5．4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况下的体积是多少？ 探究应用 11 [练1]　若3．6 g某金属与足量盐酸充分反应，放出4．48 L(标准状况下)H2，则该金属可能是(　　) A．Al B．Mg C．Fe D．Zn 答案 探究应用 12 解析 探究应用 13 [练2]　400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5．8 L Cl2(标准状况)完全反应，计算： (1)生成NaClO的物质的量。 (2)该溶液中NaOH的物质的量浓度。 答案 探究应用 14 1．书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。 2．单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。 3．如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。 探究应用 15 知识点二　化学计算中的常用方法 探究应用 16 2．守恒法 化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。 1中例子也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 3．差量法 根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。 探究应用 17 4．方程组法 当反应中出现多个未知量时，可列方程组求解未知量。 探究应用 18 [练3]　将5．0 g CaCO3加入足量盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的炭中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为(　　) A．1．12 L B．2．24 L C．11．2 L D．22．4 L 答案 探究应用 19 解析 探究应用 20 答案 探究应用 21 解析 探究应用 22 探究应用 23 答案 探究应用 24 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 总结提升 26 随堂提升 1．质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是(　　) A．1∶2 B．1∶3 C．2∶3 D．3∶2 答案 总结提升 27 2．将20 g CO2和CO的混合气体，通过装有足量过氧化钠的干燥管，反应后干燥管的总质量增加了11．2 g，则原混合气体中CO2的质量分数为(　　) A．32% B．44% C．56% D．88% 答案 总结提升 28 解析 总结提升 29 3．13．6 g Fe和Fe2O3的混合物，加入150 mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1．12 L H2，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的稀硫酸，并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液，则该稀硫酸中H2SO4的物质的量浓度为(　　) A．2．25 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．0．6 mol·L－1 答案 总结提升 30 解析 总结提升 31 答案 总结提升 32 解析 总结提升 33 5．把1．1 g铝、铁混合物溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4．6 mol·L－1(溶液体积变化可忽略不计)。计算： (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 总结提升 34 答案 总结提升 35 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★ ★★★ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 37 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．将5.4 g Al放入足量稀硫酸中完全反应，生成氢气的体积(标准状况)为(　　) A．2.24 L B．4.48 L C．6.72 L D．1.12 L 解析：5．4 g Al的物质的量为0．2 mol，Al放入足量稀硫酸中发生反应，则有 2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 2 3 0．2 mol 0．3 mol 则生成的H2在标准状况下的体积为0．3 mol×22．4 L·mol－1＝6．72 L。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 38 2．某固体粉末由镁粉和铝粉组成，将其平均分为两份，一份放入足量稀盐酸中，另一份放入足量NaOH溶液中，放出的H2在同温同压下的体积之比为3∶1，则固体混合物中镁粉和铝粉的质量之比为(　　) A．8∶3 B．2∶3 C．3∶1 D．1∶1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 39 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 40 3．13.7 g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热，共收集到标准状况下的气体1.12 L，则混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．3∶1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 41 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 42 4．关于化学反应：mM＋nN===pP＋qQ(M、N、P、Q表示物质的化学式，m、n、p、q为化学方程式中的化学计量数)，下列说法中不正确的是(　　) A．如果质量为a的M与质量为b的N恰好完全反应，则生成的P和Q的质量之和一定等于(a＋b) B．参加反应的M和N中的原子数之和一定等于生成的P和Q的原子数之和 C．(m＋n)不一定等于(p＋q) D．M和N中的元素种类，不一定等于P和Q中的元素种类 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 43 5．将5.0 g某合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气的体积(标准状况下)为2.24 L，则该合金可能是(　　) A．Mg­Al合金 B．Fe­Al合金 C．Fe­Zn合金 D．Cu­Zn合金 答案 解析：由题意知，n(H2)＝0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗该合金5.0 g，则产生1 mol H2消耗该合金50 g，满足此条件的合金的要求是产生1 mol H2时消耗一种成分金属的质量大于50 g，另一种成分金属的质量小于50 g。对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗各金属的质量分别为m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，m(Fe)＝56 g，m(Zn)＝65 g，Cu与稀盐酸不反应，故选B。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 44 6．将23 g Na、18 g Al、56 g Fe分别投入盛有200 g 7.3%的盐酸中(气体体积均在相同状况下测定)，下列分析正确的是(　　) A．产生的气体体积之比为5∶2∶2 B．Al和盐酸的反应速率仅次于钠，但产生的气体最多 C．铁和盐酸反应产生的气体比Na产生的多 D．Na和盐酸反应最剧烈，反应结束时三者产生的气体一样多 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 45 7．(2024·辽宁省名校联盟高一上学期联考)铁、铜混合粉末18 g加入到100 mL 5.0 mol/L FeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体的质量为2.8 g。若反应前后溶液体积不变，下列说法正确的是(　　) A．反应后溶液中n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)＝0.25 mol B．原固体混合物中Cu的质量是9.6 g C．反应后溶液中c(Fe2＋)＝6.0 mol/L D．反应后溶液中n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝2∶1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 46 解析：铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入FeCl3溶液中，铁先与Fe3＋反应，铁反应完全之后，Cu继续与Fe3＋反应，充分反应后，固体剩余，则0.5 mol Fe3＋完全反应。设0.5 mol Fe3＋只溶解铁，则 2Fe3＋　＋　Fe===3Fe2＋ 2 mol 56 g 0.5 mol m(Fe) 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 47 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 48 8．(2024·泉州七中高一上学期期中)聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]m(铁元素化合价为＋3)是一种高效的混凝剂，常用于净水，它的组成可以通过以下实验测定：(可能用到的相对原子质量：O－16　S－32　Fe－56　Ba－137) ①称取一定质量的聚合硫酸铁，配成100.00 mL的溶液。 ②准确量取25.00 mL溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体4.66 g。 ③准确量取25.00 mL溶液，加入足量的NaOH溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色固体1.28 g。 则该聚合硫酸铁组成中x∶y∶z的值为(　　) A．6∶3∶5 B．3∶1∶4 C．3∶2∶1 D．4∶2∶5 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 49 9．5.4 g Al完全溶解在V mL 4 mol/L的NaOH溶液中并收集产生的气体。下列叙述错误的是(　　) A．收集到的气体的分子数目为1.806×1023 B．V≥50 C．反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2 D．理论上需消耗4.8 g O2才能与生成的气体完全反应生成H2O 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 50 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 51 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 52 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 53 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 54 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 55 12．将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为V L(标准状况下，下同)，将铝加入100 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为3V L。下列说法不正确的是(　　) A．原铁和铝的物质的量相等 B．原盐酸的浓度为2 mol·L－1 C．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∶1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 56 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 57 13．部分氧化的Fe­Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理： 下列说法不正确的是(　　) A．样品中Fe元素的质量为2.24 g B．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋ C．样品中CuO的质量为4.08 g D．V<896 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 58 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 59 14．向500 mL 2 mol·L－1的CuSO4溶液中插入一铁片，反应片刻后取出铁片，洗涤、烘干，称其质量比原来增加2.0 g(设反应后溶液的体积不变)。下列说法错误的是(　　) A．参加反应的铁的质量是14.0 g B．析出的铜的物质的量是0.2 mol C．反应后溶液中c(CuSO4)＝1.5 mol·L－1 D．反应后溶液中c(FeSO4)＝1.5 mol·L－1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 60 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 61 三、非选择题 15．(1)分别取W g钠、镁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是__________。 (2)分别取0.1 mol 钠、镁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是________。 (3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、镁、铝的质量之比为__________。 (4)若产生相同体积(同温同压下)的氢气，所需钠、镁、铝的物质的量之比为________。 (5)若将0.2 mol 钠、镁、铝分别投入10 mL 1 mol·L－1的盐酸中，在标准状况下，产生氢气体积的大小顺序是____________。 1∶2∶3 答案 23∶12∶9 6∶3∶2 Na>Al＝Mg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 62 16．取100 mL的Na2CO3和Na2SO4混合溶液，加入100 mL Ba(OH)2溶液后，恰好完全反应，过滤、干燥后得到14.51 g白色沉淀和滤液，再用过量稀硝酸处理沉淀，最后减少到4.66 g，并有气体放出。计算： (1)原混合液中Na2SO4的物质的量浓度是______________。 (2)产生的气体在标准状况下的体积为__________。 (3)忽略溶液体积的变化，过滤出沉淀后，所得滤液的物质的量浓度为______________。 0．2 mol·L－1 答案 1．12 L　 0．7 mol·L－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 63 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 64 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 65 　　　　　　　　　　　　　 R eq \f(N,NA) eq \f(m,M) eq \f(V（气体）, Vm ) 2．化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系 2Na ＋ 2H2O　===　2NaOH ＋　H2↑　　 eq \a\ac(化学计量数之比) 2 ∶ ___ ∶ 　 ___ ∶ ___ eq \a\ac(扩大NA倍) 2NA ∶ ____ ∶ 　 ___ ∶ ___ eq \a\ac(物质的量之比) 2 mol ∶ _____ ∶ _____ ∶ _____ 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子数之比，也等于各物质的_________之比，对于有气体参与的反应还等于气体体积(相同条件下)之比。 (1)化学方程式2H2＋O2eq \o(=====,\s\up14(点燃))2H2O的意义为2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O。(　　) 解　与NaOH反应的n(Al)＝eq \f(m（Al）,M（Al）)＝eq \f(5．4 g,27 g·mol－1)＝0．2 mol 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2 3 0．2 mol n(H2) eq \f(2,3)＝eq \f(0．2 mol,n（H2）) 解得n(H2)＝0．3 mol V(H2)＝n(H2)·Vm＝0．3 mol×22．4 L·mol－1＝6．72 L。 解析：设该金属(R)的相对原子质量为Ar，与盐酸反应后生成的化合物中R的化合价为x，则： 2R＋2xHCl===2RClx＋xH2↑ 2Ar g 22．4x L 3．6 g 4．48 L 所以eq \f(2Ar g,3．6 g)＝eq \f(22．4x L,4．48 L)，解得Ar＝9x。 讨论：若x＝1，则Ar＝9，不存在该金属；若x＝2，则Ar＝18，不存在该金属；若x＝3，则Ar＝27，A项中Al符合。 答案：解：2NaOH　＋　Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 2 mol 22．4 L 1 mol c(NaOH)×0．4 L 5．8 L n(NaClO) (1)n(NaClO)＝eq \f(5．8 L×1 mol,22．4 L)≈0．26 mol (2)c(NaOH)＝eq \f(5．8 L×2 mol,0．40 L×22．4 L)≈1．3 mol·L－1 例：对化学反应CuO＋H2eq \o(=====,\s\up14(△))Cu＋H2O中的固体物质作定量研究会发现，每80 g CuO发生反应，同时有64 g Cu生成，反应前后固体的质量差为16 g，此质量关系可表示为： CuO＋H2eq \o(=====,\s\up14(△))Cu＋H2O　固体质量差(Δm) 80 g 64 g 16 g 这个固体质量差(Δm)我们称之为“差量”。若取任意量的CuO与H2发生化学反应，参加反应的固体与生成的固体在质量上有定量关系：eq \f(m（CuO）,80)＝eq \f(m（Cu）,64)＝eq \f(m（CuO）－m（Cu）,16)。 解析：设生成的气体体积为V，则根据化学方程式CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，C＋CO2eq \o(=====,\s\up14(高温))2CO可知： CaCO3～CO2～2CO 100 g 2×22．4 L 5．0 g V 故V＝2×22．4 L×eq \f(5．0 g,100 g)＝2．24 L。 [练4]　把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SOeq \o\al(2－,4)的物质的量浓度之比为(　　) A．1∶4 B．2∶7 C．1∶2 D．3∶8 解析：设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x mol、y mol，则 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑　 Δm（固体减少的质量） 1 mol 56 g x mol 56x g Fe ＋ CuSO4===FeSO4＋Cu Δm（固体增加的质量） 56 g 1 mol 64 g 8 g y mol 8y g 充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，即Δm(减)＝Δm(增)，则56x＝8y，eq \f(n（H2SO4）,n（CuSO4）)＝eq \f(x,y)＝eq \f(8,56)＝eq \f(1,7)，则2－,4)eq \f(c（H＋）,c（SO）) ＝eq \f(1×2,1＋7)＝eq \f(1,4)。 [练5]　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\up14(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19 g，完全反应后固体质量减轻了3．1 g，求： (1)原混合物中碳酸钠的质量是多少？ (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)是多少？ 答案：解：(1)设混合物中碳酸氢钠的质量为m，则： 2NaHCO3eq \o(=====,\s\up14(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑　质量减少Δm 168 106 62 m 3．1 g 故m＝eq \f(3．1 g,62)×168＝8．4 g，则碳酸钠的质量为19 g－8．4 g＝10．6 g。 (2)剩余固体为碳酸钠，质量为19 g－3．1 g＝15．9 g， n(Na2CO3)＝eq \f(15．9 g,106 g·mol－1)＝0．15 mol， 根据碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为0．15 mol，标准状况下的体积为0．15 mol×22．4 L·mol－1＝3．36 L。 解析：反应前后固体质量差源自CO2与Na2O2的反应，所以本题宜用“差量法”求解。设其中CO2的质量为x，则 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm 88 56 x 11．2 g eq \f(88,x)＝eq \f(56,11．2 g) 解得x＝17．6 g 则w(CO2)＝eq \f(17．6 g,20 g)×100%＝88%。 解析：根据题干信息可知，滴加KSCN溶液不变红，说明不含Fe3＋，该混合物完全溶于过量稀硫酸后的溶液中溶质为FeSO4和H2SO4；再加入200 mL 3 mol·L－1 NaOH溶液，恰好发生反应2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O、FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，即铁元素完全转化为Fe(OH)2沉淀时，溶液中的溶质只有Na2SO4，可得：n(Na＋)＝n(NaOH)＝2n(SOeq \o\al(2－,4))＝2n(H2SO4)，即n(NaOH)＝2n(H2SO4)，则0．2 L×3 mol·L－1＝2×0．15 L×c(H2SO4)，解得c(H2SO4)＝2 mol·L－1，故选B。 4．将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·mL－1，该溶液中溶质的质量分数为(　　) A．eq \f(118a,46a＋m)% B．eq \f(11800a,46a＋2m)% C．eq \f(11800a,46a＋m)% D．eq \f(11800a,69a＋m)% 解析：本题既涉及了Na与H2O的反应，又涉及了Al与NaOH溶液的反应，根据关系式法来进行计算。 2Na　～　2NaOH　～　H2↑ a mol a mol eq \f(a,2) mol 2Al　～　2NaOH　～　2Na[Al(OH)4]　～　3H2↑ a mol a mol a mol eq \f(3a,2) mol 所得溶液的质量为23a g＋27a g＋m g－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1( \f(a,2) mol＋\f(3,2)a mol))×2 g·mol－1＝(46a＋m) g，溶液中的溶质为Na[Al(OH)4]，质量为a mol×118 g·mol－1＝118a g，所以w{Na[Al(OH)4]}＝eq \f(118a g,（46a＋m） g)×100%＝eq \f(11800a,46a＋m)%。 答案：解：(1)消耗HCl的物质的量为0．2 L×5 mol·L－1－0．2 L×4．6 mol·L－1＝0．08 mol。 (2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。 2Al　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2 mol 6 mol x 3x Fe　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑ 1 mol 2 mol y 2y 列方程组得： eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(27 g·mol－1×x＋56 g·mol－1×y＝1．1 g,3x＋2y＝0．08 mol)) 解得x＝0．02 mol，y＝0．01 mol。 解析：同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比；将混合物投入NaOH溶液中，只有Al和NaOH溶液反应产生H2；将混合物投入盐酸中，Mg、Al都和盐酸反应生成H2。设混合物在NaOH溶液和盐酸中反应放出H2的物质的量分别为1 mol、3 mol，在NaOH溶液中：2Al～3H2，生成1 mol H2，则n(Al)＝eq \f(2,3) mol，在盐酸中：2Al～3H2，Mg～H2，eq \f(2,3) mol Al与盐酸反应生成1 mol H2，则Mg与盐酸反应生成2 mol H2，所以n(Mg)＝2 mol，则可以计算：n(Mg)∶n(Al)＝2∶eq \f(2,3)＝3∶1。则镁粉和铝粉的质量之比为8∶3。 解析混合物充分加热，NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O，则有 2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O 2 mol 22.4 L n(NaHCO3) 1.12 L eq \f(2 mol,n（NaHCO3）)＝eq \f(22.4 L,1.12 L)，则有n(NaHCO3)＝0.1 mol，m(NaHCO3)＝0.1 mol×84 g·mol－1＝8.4 g，从而推知m(Na2CO3)＝13.7 g－8.4 g＝5.3 g，n(Na2CO3)＝eq \f(5.3 g,106 g·mol－1)＝0.05 mol，故Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为0.05 mol∶0.1 mol＝1∶2。 eq \f(2 mol,0．5 mol)＝eq \f(56 g,m（Fe）)，解得m(Fe)＝14 g，溶解的金属质量＝18 g－2．8 g＝15．2 g，14 g<15．2 g，则铁完全反应、铜部分反应，剩余的金属只有Cu； 设铁、铜混合物中参加反应的铁x mol，铜y mol，联列方程eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①56x＋64y＝18－2．8,②2x＋2y＝0．5))，解得x＝0．1，y＝0．15。据以上分析可知反应后溶液中n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)＝0．1 mol＋0．5 mol＋0．15 mol＝0．75 mol，A错误；原固体混合物中Cu的质量是m(Cu)＝0．15 mol×64 g/mol＋2．8 g＝12．4 g，B错误；反应后溶液中c(Fe2＋)＝eq \f(n（Fe2＋）,V)＝eq \f(0．1 mol＋0．5 mol,0．1 L)＝6．0 mol/L，C正确；反应后溶液中n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝eq \f(0．1 mol＋0．5 mol,0．15 mol)＝4∶1，D错误。 解析：根据反应2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑：5.4 g Al为0.2 mol，完全反应可生成0.3 mol H2，分子数目为0.3×6.02×1023＝1.806×1023，A正确；Al完全溶解，则V×10－3 L×4 mol/L≥0.2 mol，则V≥50，B正确；该反应中Na[Al(OH)4]为氧化产物，H2为还原产物，二者物质的量之比为2∶3，C错误；反应生成0.3 mol H2，根据反应2H2＋O2eq \o(=====,\s\up15(点燃))2H2O可知，理论上需消耗0.15 mol O2才能完全反应，其质量为4.8 g，D正确。 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意) 10．工业上利用硫黄制硫酸过程发生反应： ①S＋O2eq \o(=====,\s\up13(点燃))SO2 ②2SO2＋O2eq \o(=====,\s\up13(催化剂),\s\do9(△))2SO3 ③SO3＋H2O===H2SO4 若有64 kg硫黄完全反应，理论上可制得质量分数为98%的硫酸的质量为(　　) A．196 kg B．200 kg C．196 g D．200 g 解析：64 kg硫黄的物质的量为eq \f(64×103 g,32 g·mol－1)＝2×103 mol，根据化学方程式可得关系式：S～H2SO4，则有n(H2SO4)＝n(S)＝2×103 mol，故可制得质量分数为98%的硫酸的质量为eq \f(2×103 mol×98 g·mol－1,98%)＝200×103 g＝200 kg。 11．在托盘天平的两端各放一只盛有等量稀硫酸(均含n mol H2SO4)的烧杯，此时天平平衡。向一只烧杯中加入a g铁，向另一只烧杯中加入b g铝，充分反应后，一只烧杯中金属仍有剩余，此时天平保持平衡，则a与b的关系是(　　) A．a＝b B.eq \f(27,28)a＝eq \f(8,9)b C.eq \f(27,28)a＝b－2n D.eq \f(8,9)b＝a－2n 解析：a g铁和b g铝分别与等量稀硫酸(均含n mol H2SO4)反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，可知Fe～2H＋～H2 Δm1＝54 g，eq \f(2,3)Al～2H＋～H2　Δm2＝16 g，Δm1>Δm2，所以若Fe剩余，则充分反应后，天平不能保持平衡，若Al剩余，则充分反应后，天平可以保持平衡。根据以上分析铁完全反应，铝剩余：铁完全反应，a g Fe完全反应生成eq \f(1,28)a g H2，烧杯质量增加eq \f(27,28)a g，铝剩余，H2SO4完全反应，n mol H2SO4完全反应生成2n g H2，烧杯质量增加(b－2n) g，天平保持平衡，则eq \f(27,28)a＝b－2n。 解析：Al与NaOH溶液的反应为 2Al　＋　2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2 mol 2 mol 3 mol n(Al) 0.1 L×2 mol·L－1 n(H2) eq \f(2 mol,0.1 L×2 mol·L－1)＝eq \f(3 mol,n（H2）)，解得n(H2)＝0.3 mol，eq \f(2 mol,0.1 L×2 mol·L－1)＝eq \f(2 mol,n（Al）)，解得n(Al)＝0.2 mol，由Al与NaOH溶液反应生成的气体体积为3V L，得eq \f(3V L,22.4 L·mol－1)＝0.3 mol，解得V＝2.24。再根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为V L，可求出Fe的物质的量为0.1 mol，HCl的物质的量为0.2 mol，则c(HCl)＝eq \f(0.2 mol,0.1 L)＝2 mol·L－1，A错误，B、D正确；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误。 解析：发生反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，根据差量法得56 g∶8 g＝m(Fe)∶2.0 g，解得m(Fe)＝14.0 g，A正确；由于1 mol∶8 g＝n(Cu)∶2.0 g，故n(Cu)＝0.25 mol，B错误；原溶液中n(CuSO4)＝0.5 L×2 mol·L－1＝1 mol，反应中消耗n(CuSO4)＝0.25 mol，反应后溶液中c(CuSO4)＝eq \f(1 mol－0.25 mol,0.5 L)＝1.5 mol·L－1，C正确；反应后溶液中c(FeSO4)＝eq \f(0.25 mol,0.5 L)＝0.5 mol·L－1，D错误。 解析：发生反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，根据差量法得56 g∶8 g＝m(Fe)∶2．0 g，解得m(Fe)＝14．0 g，A正确；由于1 mol∶8 g＝n(Cu)∶2．0 g，故n(Cu)＝0．25 mol，B正确；原溶液中n(CuSO4)＝0．5 L×2 mol·L－1＝1 mol，反应中消耗n(CuSO4)＝0．25 mol，反应后溶液中c(CuSO4)＝eq \f(1 mol－0．25 mol,0．5 L)＝1．5 mol·L－1，C正确；反应后溶液中c(FeSO4)＝eq \f(0．25 mol,0．5 L)＝0．5 mol·L－1，D错误。 eq \f(1,23)∶eq \f(1,12)∶eq \f(1,9) 解析：过滤、干燥后得到的14．51 g白色沉淀为硫酸钡、碳酸钡，用足量的稀硝酸处理沉淀后，沉淀最后减少到4．66 g，故硫酸钡的质量为4．66 g，碳酸钡的质量为14．51 g－4．66 g＝9．85 g。 (1)根据硫酸根离子守恒有n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝eq \f(4．66 g,233 g·mol－1)＝0．02 mol，原混合液中Na2SO4的物质的量浓度为eq \f(0．02 mol,0．1 L)＝0．2 mol·L－1。 (2)根据碳元素守恒有n(CO2)＝n(BaCO3)＝eq \f(9．85 g,197 g·mol－1)＝0．05 mol，故标准状况下V(CO2)＝0．05 mol×22．4 L·mol－1＝1．12 L。 (3)过滤出14．51 g沉淀后，溶液中溶质为NaOH，根据钠离子守恒，n(NaOH)＝2n(Na2SO4)＋2n(Na2CO3)＝2×0．02 mol＋2×0．05 mol＝0．14 mol，混合后溶液的体积为0．2 L，所得滤液中NaOH的物质的量浓度为eq \f(0．14 mol,0．2 L)＝0．7 mol·L－1。 $$