专题突破7 物质的量应用于化学方程式的计算-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

专题突破7　物质的量应用于化学方程式的计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1．在2.8 g Fe中加入含有0.3 mol HCl的稀盐酸，Fe完全溶解。设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．反应后溶液中的溶质只有FeCl2 B．该稀盐酸中Cl－数为3NA C．2.8 g Fe中Fe原子数为0.05NA D．反应生成标准状况下3.36 L气体 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2．同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是(　　) A．同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1 B．甲与乙的相对分子质量之比为1∶1 C．同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为1∶1 D．等质量的甲和乙中的原子数之比一定为1∶1 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3．将某份镁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中镁、铝物质的量之比为(　　) A．2∶1　　　　　　　 B．1∶2 C．3∶4 D．4∶3 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4．将30 g某合金溶于足量的稀硫酸中，充分反应后，收集到11.2 L(标准状况)H2，则该合金可能为(　　) A．锌铁合金 B．铁铝合金 C．镁铝合金 D．铁镁合金 【解析】生成标准状况下11.2 L的氢气，转移电子的物质的量为1 mol，Zn、Fe、Mg、Al与稀硫酸反应时，失去1 mol电子消耗金属的质量依次为32.5 g、28 g、12 g、9 g，则此30 g合金可能为锌铁合金，A项符合题意。 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5．由纯碱和硫酸钠组成的固体混合物a g，全部加入b g稀硫酸中，二者恰好完全反应，将所得溶液蒸干后，得到c g固体(不考虑操作过程中引起的质量损失)，则该混合物中纯碱的物质的量为(　　) A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6．将镁、锌、铁合金投入 100 g稀硫酸中，金属恰好溶解，且生成气体的质量为 a g 。当加入300 g未知质量分数的氢氧化钠溶液时，金属离子恰好全部沉淀，干燥后测得质量为b g。 已知：①不考虑空气对反应的影响；②假设所得沉淀完全洗涤干净；③不考虑操作过程中质量的损失。 下列说法正确的是(　　) A．在整个反应过程中，稀硫酸只体现还原性 B．从反应开始至结束的过程中，所得生成物仅有6种 C C．所得b g沉淀的物质中含有OH－的总质量分数为 ×100% D．向反应结束后的溶液中加入适量的 BaCl2溶液，一定无沉淀产生 【解析】整个过程中，稀硫酸得电子生成氢气表现氧化性，A错误；镁、锌、铁与稀硫酸反应，生成的产物有氢气、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁，加入NaOH溶液后生成氢氧化镁沉淀、氢氧化亚铁沉淀、氢氧化锌沉淀、硫酸钠，从反应开始至结束的过程中，生成物不止6种，B错误；Zn与氢离子反应生成Zn2＋和氢气，Zn2＋又与氢氧根离子反应生成Zn(OH)2，则生成氢气的物质的量与消耗氢氧根离子的物质的量之比为1∶2，同理Mg、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7．将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的100 mL 0.05 mol·L－1的盐酸中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋刚好完全沉淀，消耗NaOH溶液100 mL，则NaOH溶液的物质的量浓度为(　　) A．0.1 mol ·L－1 B．0.2 mol ·L－1 C．0.05 mol ·L－1 D．无法计算 C 【解析】本题采用“原子守恒法”。n(HCl)＝0.05 mol·L－1×0.1 L＝0.005 mol，加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋刚好完全沉淀时，溶液中的溶质只有NaCl，根据氯原子守恒，n(NaCl)＝n(HCl)＝0.005 mol，根据钠原子守恒，n(NaOH)＝n(NaCl)＝0.005 mol，所以c(NaOH)＝0.005 mol÷0.1 L＝0.05 mol ·L－1，C项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8．向铁和氧化铁的混合物中加入600 mL 0.20 mol/L的稀盐酸后恰好完全反应，并收集到672 mL氢气(标准状况下测定)，向所得溶液中滴加硫氰化钾溶液不显红色。回答下列问题。 (1)反应后所得溶液中溶质的物质的量为_______mol。 (2)原混合物中单质铁的质量为________g。 【解析】氧化铁为碱性氧化物，先发生反应Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Fe3＋氧化性强于H＋，接着发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，有气体产生，发生反应Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋。 0.06 2.24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9．17.4 g MnO2与240 mL 10 mol/L的盐酸(足量)混合加热(不考虑盐酸挥发)，使其充分反应后，再向溶液中加入足量的AgNO3溶液。计算： (1)产生的气体在标准状况下的体积。 (2)产生沉淀的质量。 【答案】(1)4.48 L　(2)287 g ＋Cl2↑可知，n(Cl2)＝n(MnO2)＝0.2 mol，所以产生的气体在标准状况下的体积V(Cl2)＝0.2 mol×22.4 L/mol＝4.48 L。(2)n(HCl)＝0.24 L×10 mol/L＝2.4 mol，充分反应后的溶液中含有n(Cl－)＝2.4 mol －0.2 mol×2＝2 mol，向反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，发生反应Ag＋＋Cl－===AgCl↓，则反应产生沉淀的物质的量n(AgCl)＝n(Cl－)＝2 mol，则产生沉淀的质量m(AgCl)＝2 mol ×143.5 g/mol＝287 g。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10．取5.48 g Na2CO3和NaHCO3的固体混合物，分成两等份。 (1)将其中一份固体混合物加水溶解配成100 mL溶液。当向溶液中加入300 mL Ba(OH)2溶液时，恰好使生成白色沉淀的量最多，测得反应后溶液中c(OH－)＝0.100 mol·L－1(混合溶液体积改变忽略不计)。则原混合物中n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝__________。 (2)将另一份固体混合物充分加热。写出加热时发生反应的化学方程式：______________________________________。充分加热后的固体溶于水配成100 mL溶液，则c(Na＋)＝________mol·L－1。 1∶2 0.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11．某固体粉末由Na2O与Na2O2组成，将其分成等量的两份，第一份恰好与 2 L 0.3 mol/L 盐酸完全中和；第二份与足量的CO2气体作用，发现该固体质量增加了 11.6 g，试计算： (1)与第一份反应的HCl的物质的量是____________。 (2)第一份中和所得溶质的质量是__________g。 (3)固体中Na2O与Na2O2的物质的量之比是___________。 【解析】(1)2 L 0.3 mol/L 盐酸中溶质HCl的物质的量n(HCl)＝c·V＝0.3 mol/L×2 L＝0.6 mol。 0.6 mol 35.1 2∶1 (2)Na2O与HCl发生化学反应产生NaCl、H2O，Na2O2与HCl发生反应生成NaCl、H2O、O2，则根据氯元素守恒可知第一份中反应产生NaCl的物质的量n(NaCl)＝ n(HCl)＝0.6 mol，其质量为m(NaCl)＝0.6 mol×58.5 g/mol＝35.1 g。 (3)假设Na2O、Na2O2的物质的量分别是x、y，第一份中的Na元素全部变为NaCl，则根据元素守恒，可知2x＋2y＝0.6 mol；第二份二者与足量的CO2气体作用：Na2O＋CO2===Na2CO3，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，最终固体为Na2CO3，其物质的量是0.3 mol，增加的质量为106×0.3 mol－(62x＋78y)＝11.6 g，两式联立，可得x＝0.2 mol，y＝0.1 mol，故固体中Na2O与Na2O2的物质的量之比是x∶y＝2∶1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12．[2024·嘉兴一中高一]10 mL 0.1 mol/L的酸性(用硫酸酸化)K2Cr2O7溶液中，加入20 mL的H2O2溶液时恰好完全反应，产生a L气体，已知此条件下该反应生成了Cr3＋，试回答下列问题。 (1)该反应的离子方程式为 __________________________________________________。 (2)H2O2的物质的量浓度为_______________。 (3)若生成的气体为标准状况下，则a＝______________。 0.15 mol/L 0.067 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13．[2024·缙云中学高一]合成氨工业生产中所用的α－Fe催化剂的成分为FeO、Fe2O3。 (1)某种α－Fe催化剂中铁、氧的物质的量之比为5∶6，其中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为___________。 (2)当催化剂中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时该催化剂中铁的质量分数为_________(用小数表示，精确到0.01)。 (3)以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向Fe2O3中加入适量炭粉，发生反 3∶2 0.72 应：2Fe2O3＋C 4FeO＋CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向320 g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为_______，该实验条件下生成CO2的体积为_________(假设此实验条件下，气体摩尔体积为24 L/mol)。 4 g 8 L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14．向一定量的Fe和Fe2O3的混合物中加入480 mL 0.250 mol · L－1稀盐酸后恰好完全溶解，放出标准状况下的气体672 mL，在溶液中加入KSCN溶液无红色出现。回答下列问题。 (1)产生气体的物质的量为__________mol。 (2)若忽略反应前后溶液体积的变化，则最终所得溶液中溶质的物质的量浓度为___________mol · L－1。 (3)若要将溶液中的铁元素全部转化为Fe3＋，至少需要标准状况下Cl2的体积为____________L。 0.03 0.125 0.672 感谢聆听，再见！ 【解析】铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2.8 g铁的物质的量为 ＝0.05 mol，则反应中盐酸过量，铁完全反应。反应中盐酸过量，则反应后溶液中的溶质为氯化亚铁和氯化氢，A错误；稀盐酸中氯离子的数目为0.3 mol×NA mol—1＝0.3NA，B错误；2.8 g铁的物质的量为0.05 mol，则铁原子数为0.05 mol×NA mol－1＝0.05NA，C正确；反应中盐酸过量，铁完全反应，则反应生成标准状况下氢气的体积为0.05 mol×22.4 L/mol＝1.12 L，D错误。 【解析】相同条件下a g甲气体和2a g乙气体体积比为1∶2，即二者的物质的量之比为1∶2，由M＝可知，甲和乙的摩尔质量相同，即相对分子质量相同。a g甲气体和2a g乙气体的质量之比为1∶2，体积之比为1∶2，由 ρ＝可知，同温同压下甲和乙的密度之比为 1∶1，A正确；由分析可知，B正确；甲和乙相对分子质量相同，等质量的甲和乙物质的量相同，同温同体积下，压强之比为 1∶1，C正确；甲和乙的摩尔质量相同，等质量的甲和乙的物质的量相同，即分子数相同，但原子数不一定相同，D错误。 【解析】根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，设加入氢氧化钠溶液产生的H2为2 mol，则加入盐酸产生的H2为3 mol，根据反应2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知生成2 mol H2，需要Al的物质的量为 mol，由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多，故说明Mg与盐酸反应产生的H2为1 mol，根据反应方程式Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑可知，生成1 mol H2需消耗1 mol的Mg，故样品中镁、铝物质的量之比为1∶＝3∶4。 A． mol B． mol C． mol D． mol 【解析】由纯碱和硫酸钠组成的固体混合物a g，全部加入b g稀硫酸中，二者恰好完全反应，反应的化学方程式为Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，c g固体为硫酸钠，其物质的量为 mol，设混合物中纯碱的物质的量为 x mol，即纯碱与稀硫酸恰好完全反应生成的硫酸钠的物质的量为x mol，原固体混合物中硫酸钠的物质的量为 mol，即106x＋142×＝a，解得x＝。 Fe与酸反应生成氢气的物质的量与消耗氢氧根离子的物质的量之比均为1∶2，现有氢气a g，氢气的物质的量为mol，则消耗氢氧根离子的物质的量共a mol，则沉淀中氢氧根离子的总质量分数为×100%，C正确；反应结束后的溶液中存在硫酸根离子，加入氯化钡溶液会生成硫酸钡沉淀，D错误。 (1)向溶液中滴加硫氰化钾溶液不显红色，说明没有Fe3＋，反应后溶液的溶质为FeCl2，HCl完全反应，利用元素守恒，得出n(FeCl2)＝＝＝0.06 mol。 (2)根据铁元素守恒，得出n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝0.06 mol，根据得失电子守恒，有n(Fe)＝n(Fe2O3)＋n(H2)，n(H2)＝＝0.03 mol，联立解得n(Fe)＝0.04 mol，n(Fe2O3)＝0.01 mol，m(Fe)＝0.04 mol×56 g/mol＝2.24 g。 【解析】(1)盐酸过量，MnO2全部反应，n(MnO2)＝17.4 g÷87 g/mol＝0.2 mol，根据化学方程式MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋2H2O 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 【解析】(1)向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中加入Ba(OH)2溶液，发生反应Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH、NaHCO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O＋NaOH。设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x mol、y mol，则可得到关系式：106x＋84y＝、2x＋y＝0.1×0.4＝0.04，解得：x＝0.01、y＝0.02。则原混合物中n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝0.01 mol∶0.02 mol＝1∶2。 (2)另一份固体混合物充分加热，NaHCO3不稳定，发生分解，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。充分加热后的固体为Na2CO3，所含Na＋的物质的量为0.01 mol×2＋0.02 mol＝0.04 mol，溶于水配成100 mL溶液，则c(Na＋)＝＝0.4 mol·L－1。 Cr2O＋8H＋＋3H2O2===2Cr3＋＋7H2O＋3O2↑ 【解析】(1)K2Cr2O7溶液中加入H2O2溶液，K2Cr2O7被还原为Cr3＋，根据氧化还原反应规律，双氧水被氧化为氧气，Cr元素化合价由＋6价降低为＋3价，H2O2中O元素化合价由－1价升高为0价，根据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为Cr2O＋8H＋＋3H2O2===2Cr3＋＋7H2O＋3O2↑。 (2)设H2O2的物质的量浓度为c mol/L，则可得关系式： ＝， 【解析】(1)设FeO、Fe2O3的物质的量分别为x、y，则(x＋2y)∶(x＋3y)＝5∶6，解得x∶y＝3∶1，FeO与Fe2O3的物质的量之比为3∶1，则＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为3∶(1×2)＝3∶2。(2)当催化剂中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2时，FeO与Fe2O3的物质的量之比为1∶1，则该催化剂中铁的质量分数为≈0.72。 (3)n(Fe2O3)＝＝2 mol，催化活性最高的催化剂中FeO与Fe2O3的物质的量之比为1∶1，设与C反应的Fe2O3的物质的量为z，反应生成FeO的物质的量为2z，则＝1，解得z＝ mol；根据化学方程式2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑可得，反应消耗C的物质的量为 mol，生成CO2的物质的量为 mol，加入炭粉的质量为 mol ×12 g/mol＝4 g，该实验条件下生成的CO2的体积为 mol ×24 L/mol＝8 L。 【解析】(1)产生气体的物质的量n＝＝0.03 mol。(2)由题意可知，最终所得溶液中的溶质为FeCl2，HCl的物质的量为0.480 L×0.250 molL－1＝0.12 mol，HCl先与Fe2O3反应生成FeCl3和H2O，FeCl3再和Fe反应生成FeCl2，最后HCl与Fe反应生成FeCl2，氯离子完全转化为FeCl2，则生成FeCl2的物质的量为0.06 mol，FeCl2的物质的量浓度为0.06 mol÷0.48 L＝0.125 molL－1。(3)生成FeCl2的物质的量为0.06 mol，FeCl2与Cl2发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，若要将溶液中的铁元素全部转化为Fe3＋，至少需要Cl2的物质的量为0.03 mol，在标准状况下的体积为0.03 mol×22.4 L·mol－1＝0.672 L。 $$