3.2.2 物质的量在化学方程式计算中的应用 同步练习 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

第二节　金属材料 第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 一、基础巩固 题组1.物质的量在化学方程式计算中的应用 1.对于反应aA+bBcC+dD(A、B、C、D表示物质的化学式,a、b、c、d为化学方程式中的化学计量数),下列说法不正确的是(　　) A.如果质量为m1的A与质量为m2的B恰好完全反应,则生成的C、D的质量之和一定等于(m1+m2) B.参加反应的A和B中的原子总数一定等于生成的C和D的原子总数 C.(a+b)不一定等于(c+d) D.A和B中的元素种类,不一定等于C和D中的元素种类 2.利用太阳能分解水制氢气,若光催化分解0.02 mol H2O,则下列说法正确的是(　　) A.生成H2的质量为0.02 g B.生成的H2中含有的H原子数为2.408×1023 C.生成H2的体积为0.224 L(标准状况) D.生成的H2中含有的质子数为2.408×1022 3.有一反应,由X与Y化合生成Z,其反应为2X+3Y2Z,反应物X与生成物Z的质量关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.有8 g的Z生成时消耗4 g Y B.X、Y、Z的摩尔质量之比为2∶2∶3 C.2 mol X的质量与3 mol Y的质量之和等于2 mol Z的质量 D.有4.8 g X完全反应,消耗0.3 mol Y,则X的摩尔质量为24 g·mol-1 题组2.化学计算的常用方法 4.16.3 g由Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH组成的混合物与200 g质量分数为7.3%的盐酸恰好反应,蒸干反应后的溶液,最终得到的固体的质量为(　　) A.8 g B.15.5 g C.11.7 g D.23.4 g 5.高温下铁粉可与水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体的质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是(　　) A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.2 mol 6.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,所得溶液加入KSCN无明显变化。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是(　　) A.11.2 g B.5.6 g C.2.8 g D.无法计算 7.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 8.已知30 mL浓度为0.5 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与50 mL浓度为0.1 mol·L-1的KRO4溶液完全反应转化为Na2SO4。则R元素在产物中的化合价是(　　) A.+1 B.+2 C.+3 D.+4 二、能力提升 9.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断不正确的是(　　) A.参加反应的Mg、Al的物质的量共0.2 mol B.参加反应的HCl的物质的量为0.4 mol C.Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子 D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2 10.常温下,将等质量的Mg和Al分别与等浓度、等体积的稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线 B.参加反应的Mg和Al的质量之比: C.在Al与稀硫酸的反应中,每转移0.6 mol电子,同时生成气体的体积为6.72 L(标准状况下) D.上述发生的反应中,与Al反应的稀硫酸的量不足 11.把过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,充分反应后,称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是(　　) A.7∶2 B.3∶2 C.2∶3 D.2∶7 12.向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉,充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化,下列说法正确的是(　　) A.a点时溶液中阳离子为Cu2+、Fe2+ B.b点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+Cu+Fe2+ C.c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.05 mol·L-1 D.原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1 13.向50 g铁粉和氧化铁的混合物中加入200 mL的稀硫酸,恰好完全反应,放出氢气4.48 L(标准状况下),向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色,且无固体剩余物。求: (1)发生的化学反应中有一个属于化合反应,写出其离子方程式:　 　 　　　　　　。 (2)混合物中含氧化铁　　　　　 g。  (3)原稀硫酸的物质的量浓度为　 mol·L-1。  三、素养拔高 14.过氧化钙(CaO2)可用于治理赤潮、应急供氧等。2.76 g CaO2·8H2O样品(含杂质)受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线,在140 ℃时恰好完全脱水,杂质受热不分解)如图所示。已知:过氧化钙常温下干燥样品很稳定,在350 ℃时能迅速分解。下列说法不正确的是(　　) A.CaO2能与水发生反应,反应的化学方程式为2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2↑ B.该样品杂质的含量约为21.7% C.在350 ℃时,剩余固体(杂质除外)的化学式为Ca D.在60 ℃时,CaO2·xH2O中x=2 15.向浓度相等、体积均为50 mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,再稀释到100 mL。 (1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶质的组成可能是①　　　　,②　　　　,③　　　　,④　　　　。  (2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。 ①A曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是　　　　 mL(标准状况)。  ②B曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶质的化学式为　　　　。  ③原NaOH溶液的物质的量浓度为　　　　。  参考答案 1.D　2.D　3.B　4.D　5.C 6.C　解析 Fe、FeO、Fe2O3的混合物与盐酸反应,恰好使混合物完全溶解,说明盐酸也刚好反应完,由题意知溶液仅含Fe2+,故生成FeCl2,根据守恒关系,n(HCl)=c×V(aq)=0.1 mol,n(FeCl2)=n(HCl)=0.05 mol,因此混合物中含铁的物质的量为0.05 mol,用足量CO在高温下最终得到铁单质,铁的质量为m=n·M=0.05 mol×56 g·mol-1=2.8 g,故C正确。 7.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。 8.A　解析 设R元素在产物中的化合价为x价;S元素化合价从+4升高到+6价,R元素化合价从+7价降到x价,KRO4、Na2SO3Na2SO4,根据氧化还原反应得失电子数相等列等式:(0.1 mol·L-1×50×10-3L)×(7-x)=(0.5 mol·L-1×30×10-3L)×2,解得x=1;选A项。 9.A　解析 Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应的实质为Mg+2H+Mg2++H2↑、2Al+6H+2Al3++3H2↑。n(H2)==0.2 mol,参加反应的n(H+)=0.4 mol,B项正确;若换成足量稀硫酸,反应实质不变,同样产生0.2 mol H2,D项正确;依据得失电子守恒,2H+→H2转移电子的物质的量为0.2 mol×2=0.4 mol,C项正确;反应后Mg、Al化合价不同,且金属混合物的质量未知,无法计算Mg、Al的物质的量,A项错误。 10.B　解析 镁比铝活泼,反应速率更快,故曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线,A正确;反应生成氢气的量相同,Mg+H2SO4MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,则参加反应的Mg和Al的物质的量之比为3∶2,质量之比为(3×24)∶(2×27)=4∶3,B错误;在Al与稀硫酸的反应中存在关系2Al~6e-~3H2,每转移0.6 mol电子,同时生成氢气0.3 mol,其体积为6.72 L(标准状况下),C正确;若反应中硫酸过量,则铝会生成更多的氢气,故上述发生的反应中,稀硫酸的量不足,D正确。 11.D　解析 根据反应①2Fe3++Fe3Fe2+可知,铁屑溶解,固体质量减少,根据反应②Cu2++FeCu+Fe2+可知,铁屑溶解,铜析出,固体质量增加,而充分反应后,称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等,说明反应①中固体减少的质量与反应②中固体增加的质量相等,即56 g·mol-1×=(64 g·mol-1-56 g·mol-1)×n(Cu2+),n(Fe3+)∶n(Cu2+)=2∶7,故原溶液中n(FeCl3)∶n(CuCl2)=2∶7。 12.B　解析 根据氧化性的强弱(Fe3+>Cu2+)及题图分析: a点时溶液中阳离子为Cu2+、Fe2+和Fe3+,A错误;b点时发生反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,B正确;c点溶液中的溶质为FeSO4,n(FeSO4)=n(S)=n(Fe3+)+n(Cu2+)=×0.02 mol+0.02 mol=0.05 mol,溶液中FeSO4的物质的量浓度为0.05 mol÷0.1 L=0.5 mol·L-1,C错误;n[Fe2(SO4)3]=0.01 mol,n(CuSO4)=0.02 mol,原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比等于物质的量之比,为1∶2,D错误。 13.答案 (1)Fe+2Fe3+3Fe2+　(2)28.736　(3)3.694 解析 向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色,且无固体剩余物,说明Fe元素全部转化为亚铁离子存在于溶液中,因此共发生3个反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)33FeSO4。(1)3个反应中Fe+Fe2(SO4)33FeSO4属于化合反应,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。(2)设混合物中Fe的物质的量为x mol,Fe2O3的物质的量为y mol,则①56x+160y=50,放出标准状况下氢气4.48 L(0.2 mol),则发生反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑消耗的Fe为0.2 mol,发生反应Fe+Fe2(SO4)33FeSO4消耗Fe的物质的量为y mol,则②0.2+y=x,联立二式解得x≈0.379 6,y≈0.179 6,则混合物中氧化铁的质量为0.179 6 mol×160 g·mol-1=28.736 g。(3)结合(2)可知n(H2SO4)=0.379 6 mol+0.179 6 mol×2=0.738 8 mol,c(H2SO4)==3.694 mol·L-1。 14.C　解析 在140 ℃时恰好完全脱水,则结晶水的质量为2.76 g-1.32 g=1.44 g,设样品中CaO2·8H2O的质量为x g, CaO2·8H2OCaO2+8H2O 216 144 x g 1.44 g x=2.16,n(CaO2·8H2O)=0.01 mol,杂质的质量为2.76 g-2.16 g=0.6 g,杂质的含量约为×100%≈21.7%;在350 ℃时,剩余固体中钙元素的质量为0.4 g,根据质量守恒定律,氧元素的质量为1.16 g-0.6 g-0.4 g=0.16 g,n(O)=0.01 mol,所以剩余固体的化学式为CaO;设CaO2·xH2O的摩尔质量为M,根据钙元素守恒,n(CaO2·xH2O)=0.01 mol,在60 ℃时,0.6 g+0.01 mol M=1.68 g,M=108 g·mol-1,则CaO2·xH2O中x=2。 15.答案 (1)NaOH、Na2CO3　Na2CO3　Na2CO3、NaHCO3　NaHCO3 (2)①112　②NaOH、Na2CO3　③0.15 mol·L-1 解析 (1)由CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3可知,二氧化碳少量时,溶质为Na2CO3和NaOH;CO2和NaOH以物质的量之比为1∶2恰好反应时,溶质为Na2CO3;剩余CO2的物质的量小于生成的Na2CO3时,溶质为Na2CO3和NaHCO3;二氧化碳过量时,溶质为NaHCO3。(2)对于B溶液来说,实际上第一阶段消耗盐酸的体积60 mL远远大于碳酸氢钠生成二氧化碳消耗盐酸的体积(75-60) mL=15 mL,说明原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3;对于A溶液来说,第一阶段消耗盐酸的体积25 mL,小于碳酸氢钠生成二氧化碳消耗盐酸的体积(75-25) mL=50 mL,说明原溶液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3。①对于A溶液来说,滴加盐酸25 mL时,开始有气体生成,由于逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸,当生成CO2气体时,发生反应:HC+H+H2O+CO2↑,则n(CO2)=0.05 L×0.1 mol·L-1=0.005 mol,标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L=112 mL。②由上述分析可知,B中溶质是Na2CO3和NaOH。③加入足量的盐酸恰好不再有CO2放出,溶液中均只存在NaCl,根据元素守恒可知,n(HCl)=n(NaOH)=0.075 L×0.1 mol·L-1=0.007 5 mol,c(NaOH)==0.15 mol·L-1。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$