内容正文:
第19讲 物质的量在方程式中的应用
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
预习有目标,学习有方向
知识导图搭框架,轻松学习建逻辑
教材精讲精析,基础全面掌握
重点详解详析,难点提升突破
核心命题精准练,发散思维练方法
常考题型巩固练,针对训练稳提升
预习目标
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.学会物质的量在化学方程式计算中的应用。
3.掌握化学方程式计算中常用的解题技巧,如守恒法、关系式法、差量法等。
重难点
1.物质的量在化学方程式计算中的应用
2.化学方程式计算中常用的解题技巧
知识点1:物质的量在化学方程式计算中的应用
1.化学方程式中化学计量数与各量的关系
物质是由原子、分子、离子等粒子构成的,物质之间的化学反应也是这些粒子按照一定的数目关系进行的。化学方程式中的化学计量数可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系。具体分析如下:
化学方程式
Cl2+H22HCl
各物质
Cl2
H2
HCl
化学计量数之比
1
1
2
扩大NA倍
1·NA
1·NA
2·NA
物质的量之比
mol
mol
mol
质量之比
g
g
g
标准状况下体积之比
L
L
L
同一条件下体积之比
①化学方程式中各物质的化学计量数之比=== 参加反应的各物质的 数(或各物质的微粒数)之比=== 参加反应的各物质的 之比。
②对于有气体参加的反应,在同温同压下参加反应的各气体的体积之比=== 各气体物质的 之比。
③化学反应前后质量守恒,物质的量 定守恒。
2.解题步骤和计量关系
(1)物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤
物质的量应用于化学方程式计算时,单位运算要对应,即根据化学方程式计算时,当已知物理量与被求物理量的单位不一致时,计算时题目的数据必须带单位,以体现“计算别忘配平,纯量带入方程,上下单位一致,左右关系相当”的原则。
(2)物质的量应用于化学方程式计算的常用计量关系
物质的量应用于化学方程式计算时的易错点为各种符号书写不规范。同一字母的大写与小写的含义不相同,如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量;“N”表示微粒数,而 “n”表示物质的量。
重难点1:化学方程式计算中常用的解题技巧
1.守恒法
化学反应中的守恒关系有质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。
质量守恒
①宏观特征:反应前后质量相等。
②微观特征:反应前后各元素的原子个数不变。
得失电子守恒
在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。即n(氧化剂)×氧化剂化学式中变价元素的原子个数×价差===n(还原剂)×还原剂化学式中变价元素的原子个数×价差。
电荷守恒
①电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数,即溶液呈电中性。例如,在0.1 mol/L的K2SO4溶液中,c(K+)+c(H+)===2c(SO42-)+c(OH-)。
②离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。例如,3Cu+2NO3-+8H+===3Cu2++2NO↑ +4H2O中,等号左侧反应物所带电荷总数为 6个单位的正电荷〔(+1)×8 + (-1)×2 == +6〕,右侧生成物也带有6个单位的正电荷〔(+2)×3 == +6〕。
2.关系式法
(1)含义:当已知物和未知物之间是靠多个反应联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”。
(2)关系式的确定
①根据化学方程式确定关系式:写出发生反应的化学方程式,根据量的关系写出关系式。
②根据原子守恒确定关系式。
把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中,求生成沉淀的量。
发生反应的化学方程式为3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 ,CO2 + Ca(OH)2 ===CaCO3 ↓ + H2O,则关系式为: 3CO ~ 3CO2 ~ 3CaCO3,即 CO ~ CaCO3。
上述中也可直接根据碳原子守恒得出CO ~ CaCO3。
3.差量法
根据相同条件下反应前后物质的某种物理量(如质量、物质的量、气体的体积)发生的变化求出“理论差量”具体求法是物质的量、体积差量均等于反应物、生成物中物质化学计量数之和的差(使用体积差时对应物质必须是气体),质量差则为反应物、生成物中物质的质量和之差〕,该差量与反应物、生成物的有关量成比例。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。
把一定量的Mg投入足量稀盐酸中,充分反应后 溶液质量增加了 4.4 g,据此可求出参加反应的Mg的质量。
Mg + 2HCl===MgCl2 + H2 ↑ Δm増
24 2 24-2=22
m(Mg) 4.4 g
由,得m(Mg)=4.8g
命题点1:物质的量在化学方程式中的应用
【针对训练1】(25-26高一上·湖北襄阳·期中)把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,得到6.72 L(标准状况下)。下面说法错误的是(注:Mg与NaOH溶液不反应)
A.该合金中铝的质量分数为52.9%
B.参加反应的氢氧化钠为0.2 mol
C.该合金中镁与铝的物质的量之比为1:1
D.该合金溶于足量的盐酸中。产生的体积(标准状况下)为22.4 L
【针对训练2】(25-26高一上·浙江·期中)为确定和混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸100 mL,充分反应,产生的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑在水中的溶解)如下表:
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
盐酸体积(mL)
100
100
100
100
样品质量(g)
4.64
6.96
9.28
11.6
体积(L)
1.12
1.68
1.792
1.568
(1)实验Ⅰ中物质的量为___________mol。
(2)样品中两种物质的物质的量比___________。
(3)盐酸的物质的量浓度___________mol/L。
【针对训练3】(24-25高一上·新疆和田·期中)实验室里常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取少量的氯气,若用与足量的浓盐酸反应(假设二氧化锰完全反应),试写计算步骤:
(1)实验室制备氯气的化学方程式______。
(2)制得标准状况下氯气体积是__________。(写出计算步骤)
(3)参与反应的HCl的物质的量是__________。(写出计算步骤)
命题点2:结合图像的物质的量的计算
【针对训练4】(25-26高一下·重庆·期中)把一定量的镁铝合金溶于50 mL稀硝酸中,将产生的气体与336 mL氧气(标准状况)混合后通入足量NaOH溶液中,气体被完全吸收生成NaNO3,向反应后的溶液中逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液,产生沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.a=90
B.合金中镁、铝的物质的量之比为3:2
C.稀硝酸的物质的量浓度为3.0 mol/L
D.合金与硝酸反应中转移电子的物质的量为0.06 mol
【针对训练5】向的溶液中通入一定量的气体得到溶液Ⅰ,再向溶液Ⅰ中滴加的稀盐酸,产生气体的物质的量与所加稀盐酸的体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.图中
B.溶液Ⅰ中溶质的成分为和
C.通入气体的体积为
D.滴入稀盐酸的体积的范围为时,发生反应的离子方程式为
【针对训练6】(25-26高一上·浙江杭州·期中)向溶液中通入一定量,得到混合溶液。向该混合溶液中滴加稀盐酸,的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示,下列判断不正确的是
A.0~a段,发生两个不同的化学反应
B.
C.初始的和的物质的量之比为
D.的物质的量浓度为
一、单选题
1.Na、Mg、Al三种金属各2mol分别跟1L1mol∙L-1的盐酸反应时,相同条件下放出氢气体积最大的是
A.Al B.Mg C.Na D.三者产生的氢气一样多
2.已知部分被氧化的镁条1.6g,和足量的盐酸反应,在标准状况下生成H21.12L,在跟盐酸反应前被氧化的镁是
A.1.2 g B.0.64 g C.0.4 g D.0.24 g
3.某500mL溶液中含0.1mol Fe2+,0.2mol Fe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)
A.0.4mol/L B.0.6mol/L C.0.8 mol/L D.1.0 mol/L
4.今有Na2O和Na2O2的混合物共7g,溶于水后恰好被含0.1molH2SO4的溶液中和,则混合物中Na2O和Na2O2的物质的量之比为
A.1﹕1 B.2﹕1 C.3﹕4 D.任意比
5.向Al和Al2O3组成的混合物中加入100mL稀硫酸,恰好完全反应,将所得溶液蒸干可得3.42gAl2(SO4)3,则原硫酸溶液的物质的量浓度为
A.0.1mol/L B.0.2mol/L C.0.3mol/L D.0.4mol/L
6.将1.12g铁粉加入到25mL2mol•L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变 B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色
C.溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1 D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
7.实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)十MnO2MnCl2+C12↑+2H2O,下列说法错误的是
A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2
B.每生成1.12LCl2,转移电子的物质的量为0.1 mol
C.每消耗8.7 gMnO2,被氧化的HCl的物质的量为0.2mol
D.生成的Cl2中,除含有一些水蒸气外,还含有HCl杂质
8.把镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中,得到。下列说法错误的是
A.合金中铝的质量分数约为 B.合金中镁和铝的物质的量之比为
C.镁和铝还原出的体积之比为 D.在标准状况下,的体积为
9.将过量的锌片放入500mLCuSO4溶液中,待充分反应后取出锌片,洗净、称量,发现锌片质量比原来减少了0.5g,则CuSO4溶液的物质的量浓度为
A.0.5 mol·L-1 B.1 mol·L-1 C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
10.向200mL0.1mo/L的FeCl2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,再充分灼烧后得到固体的质量为()
A.1.44g B.1.6g C.1.8g D.2.14g
二、非选择题
11.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________________________。
12.向500mL NaOH溶液中投入10.8gAl,二者恰好完全反应后,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。则:
(1)Al的物质的量为________。
(2)参加反应的NaOH的物质的量为________,NaOH溶液的物质的量浓度为________。
(3)生成标准状况下H2的体积为________。
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第19讲 物质的量在方程式中的应用
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常考题型巩固练,针对训练稳提升
预习目标
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.学会物质的量在化学方程式计算中的应用。
3.掌握化学方程式计算中常用的解题技巧,如守恒法、关系式法、差量法等。
重难点
1.物质的量在化学方程式计算中的应用
2.化学方程式计算中常用的解题技巧
知识点1:物质的量在化学方程式计算中的应用
1.化学方程式中化学计量数与各量的关系
物质是由原子、分子、离子等粒子构成的,物质之间的化学反应也是这些粒子按照一定的数目关系进行的。化学方程式中的化学计量数可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系。具体分析如下:
化学方程式
Cl2+H22HCl
各物质
Cl2
H2
HCl
化学计量数之比
1
1
2
扩大NA倍
1·NA
1·NA
2·NA
物质的量之比
1 mol
1 mol
2 mol
质量之比
71g
2g
73g
标准状况下体积之比
22.4L
22.4L
44.8L
同一条件下体积之比
1
1
2
①化学方程式中各物质的化学计量数之比=== 参加反应的各物质的分子数(或各物质的微粒数)之比=== 参加反应的各物质的物质的量之比。
②对于有气体参加的反应,在同温同压下参加反应的各气体的体积之比=== 各气体物质的化学计量数之比。
③化学反应前后质量守恒,物质的量不一定守恒。
2.解题步骤和计量关系
(1)物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤
物质的量应用于化学方程式计算时,单位运算要对应,即根据化学方程式计算时,当已知物理量与被求物理量的单位不一致时,计算时题目的数据必须带单位,以体现“计算别忘配平,纯量带入方程,上下单位一致,左右关系相当”的原则。
(2)物质的量应用于化学方程式计算的常用计量关系
物质的量应用于化学方程式计算时的易错点为各种符号书写不规范。同一字母的大写与小写的含义不相同,如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量;“N”表示微粒数,而 “n”表示物质的量。
重难点1:化学方程式计算中常用的解题技巧
1.守恒法
化学反应中的守恒关系有质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。
质量守恒
①宏观特征:反应前后质量相等。
②微观特征:反应前后各元素的原子个数不变。
得失电子守恒
在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。即n(氧化剂)×氧化剂化学式中变价元素的原子个数×价差===n(还原剂)×还原剂化学式中变价元素的原子个数×价差。
电荷守恒
①电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数,即溶液呈电中性。例如,在0.1 mol/L的K2SO4溶液中,c(K+)+c(H+)===2c(SO42-)+c(OH-)。
②离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。例如,3Cu+2NO3-+8H+===3Cu2++2NO↑ +4H2O中,等号左侧反应物所带电荷总数为 6个单位的正电荷〔(+1)×8 + (-1)×2 == +6〕,右侧生成物也带有6个单位的正电荷〔(+2)×3 == +6〕。
2.关系式法
(1)含义:当已知物和未知物之间是靠多个反应联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”。
(2)关系式的确定
①根据化学方程式确定关系式:写出发生反应的化学方程式,根据量的关系写出关系式。
②根据原子守恒确定关系式。
把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中,求生成沉淀的量。
发生反应的化学方程式为3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 ,CO2 + Ca(OH)2 ===CaCO3 ↓ + H2O,则关系式为: 3CO ~ 3CO2 ~ 3CaCO3,即 CO ~ CaCO3。
上述中也可直接根据碳原子守恒得出CO ~ CaCO3。
3.差量法
根据相同条件下反应前后物质的某种物理量(如质量、物质的量、气体的体积)发生的变化求出“理论差量”具体求法是物质的量、体积差量均等于反应物、生成物中物质化学计量数之和的差(使用体积差时对应物质必须是气体),质量差则为反应物、生成物中物质的质量和之差〕,该差量与反应物、生成物的有关量成比例。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。
把一定量的Mg投入足量稀盐酸中,充分反应后 溶液质量增加了 4.4 g,据此可求出参加反应的Mg的质量。
Mg + 2HCl===MgCl2 + H2 ↑ Δm増
24 2 24-2=22
m(Mg) 4.4 g
由,得m(Mg)=4.8g
命题点1:物质的量在化学方程式中的应用
【针对训练1】(25-26高一上·湖北襄阳·期中)把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,得到6.72 L(标准状况下)。下面说法错误的是(注:Mg与NaOH溶液不反应)
A.该合金中铝的质量分数为52.9%
B.参加反应的氢氧化钠为0.2 mol
C.该合金中镁与铝的物质的量之比为1:1
D.该合金溶于足量的盐酸中。产生的体积(标准状况下)为22.4 L
【答案】D
【详解】A.根据题意,合金总质量为10.2 g,与过量烧碱反应生成6.72 L,由于不与反应,仅参与反应,反应方程式为,故,,铝的质量分数为,A正确;
B.,由方程式可知,参与反应的也为0.2 mol,B正确;
C.,剩余质量为,,,因此,,C正确;
D.若合金溶于足量盐酸,总量为,对应体积为11.2 L,D错误;
故答案选D。
【针对训练2】(25-26高一上·浙江·期中)为确定和混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸100 mL,充分反应,产生的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑在水中的溶解)如下表:
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
盐酸体积(mL)
100
100
100
100
样品质量(g)
4.64
6.96
9.28
11.6
体积(L)
1.12
1.68
1.792
1.568
(1)实验Ⅰ中物质的量为___________mol。
(2)样品中两种物质的物质的量比___________。
(3)盐酸的物质的量浓度___________mol/L。
【答案】(1)0.05
(2)2:3
(3)1.2
【详解】(1)根据题给数据可知,实验Ⅰ中物质的量为;
(2)随着样品质量增加,生成二氧化碳的体积逐渐增大,说明Ⅰ、Ⅱ中盐酸过量,Na2CO3和NaHCO3完全反应,设Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x mol、y mol,根据碳元素守恒有n(CO₂)=n(Na₂CO₃)+n(NaHCO₃),则①106x+84y=4.64、②x+y=0.05mol,联合①②解得x=0.02mol、y=0.03mol,则样品中两种物质的物质的量之比为n(Na2CO3):n(NaHCO3)=0.02mol:0.03mol=2:3;
(3)由(2)分析可知,样品中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为2:3,根据实验Ⅲ、Ⅳ可知,Ⅳ中盐酸不足,Na2CO3优先反应生成NaHCO3,设11.6g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2x mol、3x mol,则106×2x+84×3x=11.6,x=0.025mol,即含有0.05mol碳酸钠、0.075mol碳酸氢钠,0.05mol碳酸钠完全反应生成碳酸氢钠消耗HCl的物质的量为0.05mol,碳酸钠完全反应生成碳酸氢钠后再发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,则n(HCl)=n(CO2)==0.07mol,则100mL盐酸中含有HCl的物质的量为:0.05mol+0.07mol=0.12mol,该盐酸的物质的量浓度为:c(HCl)==1.2mol/L。
【针对训练3】(24-25高一上·新疆和田·期中)实验室里常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取少量的氯气,若用与足量的浓盐酸反应(假设二氧化锰完全反应),试写计算步骤:
(1)实验室制备氯气的化学方程式______。
(2)制得标准状况下氯气体积是__________。(写出计算步骤)
(3)参与反应的HCl的物质的量是__________。(写出计算步骤)
【答案】(1)MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
(2)2.24 L
(3)0.4 mol
【详解】(1)实验室常用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气的反应原理为:二氧化锰(MnO2)与浓盐酸(HCl)在加热条件下反应,生成氯化锰(MnCl2)、氯气(Cl2)和水(H2O),方程式为:MnO2 + 4HCl (浓)MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O;
(2)先计算二氧化锰的物质的量,再根据化学方程式确定氯气的物质的量(物质的量比1:1),最后利用标准状况下气体摩尔体积(22.4 L/mol)求体积。
M(MnO2)= 87 g/mol,所以n(MnO2)= =0.1mol,根据化学方程式MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O可知,n(Cl2)= n(MnO2)=0.1mol,根据V=nVm可知,制得氯气在标准状况下的体积为=2.24L;
(3)结合第2问,根据题意得,
得到n(HCl)=0.1mol4=0.4 mol。
命题点2:结合图像的物质的量的计算
【针对训练4】(25-26高一下·重庆·期中)把一定量的镁铝合金溶于50 mL稀硝酸中,将产生的气体与336 mL氧气(标准状况)混合后通入足量NaOH溶液中,气体被完全吸收生成NaNO3,向反应后的溶液中逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液,产生沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.a=90
B.合金中镁、铝的物质的量之比为3:2
C.稀硝酸的物质的量浓度为3.0 mol/L
D.合金与硝酸反应中转移电子的物质的量为0.06 mol
【答案】C
【分析】镁铝合金与稀硝酸反应,、失电子生成、,被还原为氮氧化物;氮氧化物与、发生反应,得电子,标准状况下,得电子:,由电子守恒,合金失电子总物质的量为;设,,则;沉淀最大质量为,即,联立解得,,据此分析。
【详解】A.溶解反应:,,溶解消耗体积,故,A正确;
B.,B正确;
C.根据原子守恒,稀硝酸中的溶质硝酸转化成、硝酸镁、硝酸铝及剩余的硝酸;与氧气的混合气体被溶液完全吸收生成,则(得失电子守恒),;根据镁、铝原子守恒,硝酸镁、硝酸铝的物质的量为、;图中共消耗,形成沉淀至最大量时消耗的氢氧化钠为,溶解氢氧化铝沉淀消耗的氢氧化钠为,说明有氢氧化钠用于中和硝酸,那么这部分被中和的硝酸为;故硝酸的总物质的量为,该硝酸的物质的量浓度为,C错误;
D.由电子守恒,合金失电子总物质的量等于得电子物质的量,即,D正确;
故选C。
【针对训练5】向的溶液中通入一定量的气体得到溶液Ⅰ,再向溶液Ⅰ中滴加的稀盐酸,产生气体的物质的量与所加稀盐酸的体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.图中
B.溶液Ⅰ中溶质的成分为和
C.通入气体的体积为
D.滴入稀盐酸的体积的范围为时,发生反应的离子方程式为
【答案】A
【分析】溶液Ⅰ中滴加0.1mol/L的稀盐酸,加入75mL盐酸没有产生气体,继续加入(x-75)mL(<75mL)盐酸时恰好完全反应产生0.005molCO2,则75~xmL发生的反应为+H+=H2O+CO2↑;0~75mL发生的反应为H++OH-=H2O、+H+=;溶液Ⅰ中的溶质为NaOH和Na2CO3。
【详解】A.当加入稀盐酸的体积为75mL时,溶液中能与稀盐酸反应产生二氧化碳的物质只有碳酸氢钠,x=75+0.005÷0.1×103=125,A项正确;
B.依据图像分析可知,溶液Ⅰ中的溶质为Na2CO3和NaOH,B项错误;
C.未说明CO2气体所处的温度和压强,无法计算二氧化碳的体积,C项错误;
D.由分析可知,滴入稀盐酸的体积的范围为时,发生反应的离子方程式为+H+=H2O+CO2↑,D项错误;
答案选A。
【针对训练6】(25-26高一上·浙江杭州·期中)向溶液中通入一定量,得到混合溶液。向该混合溶液中滴加稀盐酸,的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示,下列判断不正确的是
A.0~a段,发生两个不同的化学反应
B.
C.初始的和的物质的量之比为
D.的物质的量浓度为
【答案】D
【分析】无阶段反应为:、;
产生阶段反应为:;根据反应,生成,消耗的物质的量为,对应盐酸体积为,因此,据此分析。
【详解】A.若0~a段溶质只有,a应为0;若0~a段溶质只有,a应为,根据分析,说明溶质为和,因此段确实发生两个不同反应,A正确;
B.根据分析,B正确;
C.根据碳守恒,初始通入;加入盐酸后,溶质全为,因此,,C正确;
D.初始溶液体积为,根据C选项,,,不是,D错误;
故答案选D。
一、单选题
1.Na、Mg、Al三种金属各2mol分别跟1L1mol∙L-1的盐酸反应时,相同条件下放出氢气体积最大的是
A.Al B.Mg C.Na D.三者产生的氢气一样多
【答案】C
【详解】若将三种金属各2mol分别投入1L 1mol/L的盐酸中,反应定量关系为:2Na~2HCl~H2,2Mg~4HCl~2H2,2Al~6HCl~3H2,可知三种金属都过量,镁和铝生成氢气的量按HCl来计算,n(H2)=0.5mol,但金属钠活泼,过量的钠能与水反应生成氢气,共生成氢气的量n(H2)=1mol,则生成氢气最多的是钠,生成氢气体积大小为:Na>Mg=Al,故选C。
2.已知部分被氧化的镁条1.6g,和足量的盐酸反应,在标准状况下生成H21.12L,在跟盐酸反应前被氧化的镁是
A.1.2 g B.0.64 g C.0.4 g D.0.24 g
【答案】D
【详解】n(H2)==0.05mol,根据方程式:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,所以有n(Mg)=n(H2)=0.05mol,m(Mg)=0.05 mol×24 g·mol-1=1.2g,m(MgO)=1.6g-1.2 g=0.4g;根据关系式Mg~MgO,n(Mg)被氧化=n(MgO)= =0.01mol,所以被氧化的镁的质量为m(Mg)被氧化=0.01 mol×24g·mol-1=0.24g,D选项符合;
故答案选D。
3.某500mL溶液中含0.1mol Fe2+,0.2mol Fe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)
A.0.4mol/L B.0.6mol/L C.0.8 mol/L D.1.0 mol/L
【答案】C
【详解】由2Fe3++Fe=3Fe2+可知,铁粉过量,最终溶液中的Fe2+的物质的量为0.4 mol,其浓度为0.4mol÷0.5L=0.8 mol/L。答案选C。
4.今有Na2O和Na2O2的混合物共7g,溶于水后恰好被含0.1molH2SO4的溶液中和,则混合物中Na2O和Na2O2的物质的量之比为
A.1﹕1 B.2﹕1 C.3﹕4 D.任意比
【答案】A
【详解】设混合物中Na2O和Na2O2的物质的量分别是xmol、ymol,则62x+78y=7,恰好反应后生成0.1mol硫酸钠,根据原子守恒可知2x+2y=0.2,解得x=y=0.05,则混合物中Na2O和Na2O2的物质的量之比为1:1。
答案选A。
5.向Al和Al2O3组成的混合物中加入100mL稀硫酸,恰好完全反应,将所得溶液蒸干可得3.42gAl2(SO4)3,则原硫酸溶液的物质的量浓度为
A.0.1mol/L B.0.2mol/L C.0.3mol/L D.0.4mol/L
【答案】C
【详解】3.42g Al2(SO4)3物质的量,则,硫酸溶液的浓度,故答案选:C。
6.将1.12g铁粉加入到25mL2mol•L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变 B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色
C.溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1 D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【答案】C
【分析】将1.12g铁粉加入到25mL2mol•L-1的氯化铁溶液中,1.12g铁的物质的量为0.02mol、25mL2mol•L-1的氯化铁溶液中n(FeCl3)=0.025L×2mol•L-1=0.05mol,发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+。
【详解】A.根据方程式0.02mol的铁粉消耗0.04mol的FeCl3,所以FeCl3剩余,铁粉不足,故A错误;
B.根据方程式0.02mol的铁粉消耗0.04mol的FeCl3,FeCl3剩余,向溶液中滴入无色KSCN溶液,溶液呈血红色,故B错误;
C.根据方程式0.02mol的铁粉消耗0.04mol的Fe3+,生成0.06mol Fe2+,溶液中还剩余0.01mol Fe3+,所以溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1,故C正确;
D.0.02mol的铁被氧化,0.04mol的Fe3+被还原,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,故D错误;
选C。
7.实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)十MnO2MnCl2+C12↑+2H2O,下列说法错误的是
A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2
B.每生成1.12LCl2,转移电子的物质的量为0.1 mol
C.每消耗8.7 gMnO2,被氧化的HCl的物质的量为0.2mol
D.生成的Cl2中,除含有一些水蒸气外,还含有HCl杂质
【答案】B
【详解】A.反应中Cl元素的化合价升高,HCl被氧化,为还原剂,Mn元素的化合价降低,MnO2为氧化剂,故A正确;
B.气体所处状况未知,不能依据体积确定氯气的物质的量,无法计算转移电子数,故B错误;
C.每消耗1mol MnO2,起还原剂作用的HCl消耗2mol,另一部分的HCl起到酸性的作用,则消耗8.7 gMnO2即0.1mol,被氧化的HCl的物质的量为0.2mol,故C正确;
D.由于盐酸易挥发,且反应在加热条件下进行,则生成的Cl2中,除含有一些水蒸气外,还含有HCl杂质,故D正确;
故选:B。
8.把镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中,得到。下列说法错误的是
A.合金中铝的质量分数约为 B.合金中镁和铝的物质的量之比为
C.镁和铝还原出的体积之比为 D.在标准状况下,的体积为
【答案】C
【分析】把镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中,发生反应Mg+2H+=Mg2++H2↑、2Al+6H+=2Al3++3H2↑,得到,设Mg的物质的量为xmol、Al的物质的量为ymol;则 ,x=0.1mol、y=0.2mol。
【详解】A.合金中铝的质量分数约为,故A正确;
B.根据以上分析,Mg的物质的量为0.1mol、Al的物质的量为0.2mol,合金中镁和铝的物质的量之比为,故B正确;
C.Mg的物质的量为0.1mol,还原出0.1mol氢气;Al的物质的量为0.2mol,还原出0.3mol氢气,镁和铝还原出的体积之比为1:3,故C错误;
D.在标准状况下,的体积为,故D正确;
选C。
9.将过量的锌片放入500mLCuSO4溶液中,待充分反应后取出锌片,洗净、称量,发现锌片质量比原来减少了0.5g,则CuSO4溶液的物质的量浓度为
A.0.5 mol·L-1 B.1 mol·L-1 C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
【答案】B
【详解】与溶液反应时,置换出来的附着在锌片上。反应方程式如下:,当铜离子参与反应,反应固体质量减少1g,则,解得,所以,答案选B。
10.向200mL0.1mo/L的FeCl2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,再充分灼烧后得到固体的质量为()
A.1.44g B.1.6g C.1.8g D.2.14g
【答案】B
【详解】FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+完全沉淀,得到氯化钠与氢氧化亚铁,过滤,小心加热沉淀,再灼烧至质量不再变化,由于氢氧化亚铁易被氧化,最终所得固体为Fe2O3,由Fe原子守恒可知:2n(FeCl2)= n(Fe2O3),200mL 0.1mol/L的FeCl2溶液中n(FeCl2)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol,所以n(Fe2O3)= =0.01mol,其质量为0.01mol×160g/mol=1.6g;
故答案为B。
【点睛】本题考查化学反应方程式的计算,注意氢氧化亚铁不稳定性,关键是判断最终固体为氧化铁,再利用守恒法计算。
二、非选择题
11.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________________________。
【答案】 NaOH、Na2CO3 Na2CO3 Na2CO3、NaHCO3 NaHCO3 112 NaOH、Na2CO3 0.15mol/L
【详解】(1)由CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O、CO2+NaOH═NaHCO3,二氧化碳少量时固体为①Na2CO3和NaOH;以1:2恰好反应时为②Na2CO3;物质的量比介于1:1~1:2之间为③Na2CO3和NaHCO3;二氧化碳过量时为④NaHCO3;
(2)由图可知,对应B溶液来说,滴加盐酸60mL时没有气体生成,可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,假设原溶液中只有碳酸钠,生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等,实际上需要盐酸的体积60mL远远大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积(75-60)mL=15mL,说明原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3;对于A溶液来说,滴加盐酸25mL时没有气体生成,可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,假设原溶液中只有碳酸钠,生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等,实际上需要盐酸的体积25mL小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积(75-25)mL=50mL,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25mL时有气体生成,逐滴加入0.1mol•L-1的盐酸,当生成CO2气体时,发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑,
则HCO3-+H+=H2O+CO2↑
1 1
n(CO2)=0.05L×0.1mol/L=0.005mol,标况下体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL;
②由上述分析可知,B中溶质是Na2CO3和NaOH,由消耗盐酸的关系可知,物质的量比为3:1;
③加入足量的盐酸后的溶液中均只存在NaCl,n(HCl)=n(NaOH)=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol,c(NaOH)=n/V=0.0075mol÷0.05L=0.15mol/L。
【点晴】把握发生的氧化还原反应为解答的关键,由图可知,对应B溶液来说,滴加盐酸60mL时没有气体生成,可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,假设原溶液中只有碳酸钠,生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等,实际上需要盐酸的体积60mL远远大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积(75-60)mL=15mL,说明原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3;对于A溶液来说,滴加盐酸25mL时没有气体生成,可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,假设原溶液中只有碳酸钠,生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等,实际上需要盐酸的体积25mL小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积(75-25)mL=50mL,说明原溶液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3,据此解题。
12.向500mL NaOH溶液中投入10.8gAl,二者恰好完全反应后,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。则:
(1)Al的物质的量为________。
(2)参加反应的NaOH的物质的量为________,NaOH溶液的物质的量浓度为________。
(3)生成标准状况下H2的体积为________。
【答案】 0.4mol 0.4mol 0.8 mol∙L−1 13.44L
【分析】先计算铝的物质的量,再根据方程式计算参加反应的NaOH的物质的量,再计算NaOH物质的量浓度,再根据方程式计算氢气体积。
【详解】(1)n(Al)==0.4mol;故答案为:0.4mol。
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n,,则,n=0.4mol,c(NaOH)==0.8 mol∙L−1;故答案为:0.4mol;0.8 mol∙L−1。
(3)设生成标准状况下H2的体积是V,,,V=13.44L;故答案为:13.44L。
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