第3章 第2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 (Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中化学必修第一册学生用书（人教版）

**基本信息** 以物质的量在化学方程式计算为核心，通过基础计算→过量分析→综合应用的三层设计，强化化学观念与科学思维，适配新授课知识巩固与能力进阶。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|单一方程式计算|如1（Al与NaOH反应）、2（KClO₃分解），直接应用物质的量关系，巩固化学计量观念| |进阶层|过量问题、混合物反应|如3（Al与酸/碱过量判断）、5（Na、Mg与硫酸反应），培养基于数据的科学推理能力| |综合层|多步反应与定量计算|如14（Na₂CO₃/Na₂SO₄混合计算）、16（Cl₂与NaOH反应），提升复杂情境下的科学探究与实践能力|

第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 1.B　[解析] 2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 　　　2 mol　　　　　　　　　　　　　　67.2 L 　　　n(NaOH)　　　　　　　　　　　　33.6 L n(NaOH)==1.0 mol,c(NaOH)==2.0 mol·L-1。 2.D　[解析] 24.5 g KClO3的物质的量为=0.2 mol,则有: 2KClO32KCl+3O2↑ 2　　　　　　　　　　3 0.2 mol　　　　　　n(O2) =,则n(O2)=0.3 mol,故产生的氧气在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。 3.B　[解析] 甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 mol,根据化学方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知, 5.4 g(即0.2 mol)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时,盐酸量不足而NaOH过量,故Al与盐酸反应生成0.2 mol H2,与NaOH溶液反应生成0.3 mol H2,相同状况下其体积比为2∶3。 4.A　[解析] 30 mL 1.0 mol·L-1 CuSO4溶液中,n(Cu2+)=0.03 L×1.0 mol·L-1=0.03 mol;10 mL 1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,n(Fe3+)=0.01 L×1.0 mol·L-1×2=0.02 mol;由于铁粉过量,溶液中先后发生离子反应:2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu,两个反应共产生n(Fe2+)=0.03 mol+0.03 mol=0.06 mol,混合后溶液总体积为0.04 L,所以此时溶液中Fe2+的物质的量浓度为c(Fe2+)==1.5 mol·L-1,A正确。 5.C　[解析] 钠能与H2SO4反应放出H2,也能与水反应放出H2,根据关系式:2Na~H2,则得到0.15 mol H2;镁与H2SO4反应放出H2,但标准状况下与水不反应,根据关系式:Mg~H2~H2SO4,0.3 mol Mg与100 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液反应,H2SO4不足,产生0.1 mol H2,则产生的H2的体积之比是0.15 mol∶0.1 mol=3∶2。 6.D　[解析] 溶液中发生反应Fe+CuSO4FeSO4+Cu,根据差量法得56 g∶8 g=m(Fe)∶2.0 g,解得m(Fe)=14 g,A正确;根据A项分析,结合差量法得1 mol∶8 g=n(Cu)∶2.0 g,则有n(Cu)=0.25 mol,B正确;原溶液中n1(CuSO4)=0.5 L×2 mol·L-1=1 mol,反应消耗n2(CuSO4)=0.25 mol,反应后溶液中c(CuSO4)==1.5 mol·L-1,C正确;反应后溶液中c(FeSO4)==0.5 mol·L-1,D错误。 7.C　[解析] 设该氯化物的化学式为RClx,其溶液中RClx的物质的量为0.02 L×0.05 mol·L-1=0.001 mol,AgNO3溶液中AgNO3的物质的量为0.02 L×0.15 mol·L-1=0.003 mol,则有: RClx　+　xAgNO3xAgCl↓+R(NO3)x 1　　　　　　x 0.001 mol　0.003 mol =,解得x=3,则该氯化物的化学式为RCl3,选项中AlCl3符合。 8.(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O (2)16.8　(3)4.48 [解析] (2)Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热,只有NaHCO3发生分解,利用“差量法”计算: 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　Δm(固体) 2×84 g　　　 　　　44 g　　18 g　　　62 g m(NaHCO3)　　　　　　　　　　　　27.4 g-21.2 g 列式:=,解得m(NaHCO3)=16.8 g。 (3)剩余固体质量为21.2 g,均为Na2CO3,则有n(Na2CO3)==0.2 mol;根据碳元素守恒可知,生成CO2的物质的量为n(CO2)=n(Na2CO3)=0.2 mol,在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。 9.(1)5.6 g (2)2.24 L (3)1 mol·L-1　56∶71 [解析] 根据化学方程式中各物质的化学计量数关系,找出各物质的不同物理量的关系,求算铁的质量和H2的体积,根据溶液中溶质的各粒子的守恒关系和溶质物质的量浓度计算,求出FeCl2的物质的量浓度和Fe2+、Cl-的质量比。 Fe　+　2HCl　　FeCl2　　+　　H2↑ 56 g　(2×22.4) L　　1 mol　　　　22.4 L m(Fe)　4.48 L　c(FeCl2)×0.1 L　　V(H2) (1)m(Fe)==5.6 g。 (2)V(H2)==2.24 L。 (3)反应后,溶液中FeCl2的物质的量浓度为c(FeCl2)==1 mol·L-1,取10 mL溶液,FeCl2的物质的量浓度不变,仍为1 mol·L-1。根据粒子守恒关系,2n(Fe2+)=n(Cl-),故Fe2+与Cl-的质量比为56∶(2×35.5)=56∶71。 10.D　[解析] 根据反应①2Fe3++Fe3Fe2+可知,铁溶解,固体质量减少,根据反应②Cu2++FeCu+Fe2+可知,铁溶解,铜析出,固体质量增加,而反应结束后,称得剩余固体质量与所加铁屑的质量相等,则反应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+),得n(Fe3+)∶n(Cu2+)=2∶7,故n(FeCl3)∶n(CuCl2)=2∶7。 11.B　[解析] 盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)=n(HCl)=×0.1 L×2 mol·L-1=0.1 mol;用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.1 mol,得到铁的质量为0.1 mol×56 g·mol-1=5.6 g。 12.D　[解析] 根据题意,合金总质量为10.2 g,与过量烧碱溶液反应生成6.72 L(标准状况下)H2,由于Mg不与NaOH溶液反应,仅Al参与反应,反应方程式为2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,故n(Al)=n(H2)=×=0.2 mol,m(Al)=5.4 g,铝的质量分数为×100%≈52.9%,A正确;n(Al)=0.2 mol,由方程式可知,参与反应的NaOH也为0.2 mol,B正确;m(Al)=5.4 g,m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,n(Mg)=0.2 mol,因此,n(Mg)∶n(Al)=1∶1,C正确;若合金溶于足量盐酸,生成的H2总量为n(H2)=n(Mg)+n(Al)=0.2 mol+0.3 mol=0.5 mol,H2在标准状况下的体积为11.2 L,D错误。 13.B　[解析] 过程中发生的反应为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。7.8 g Na2O2的物质的量为0.1 mol,含0.2 mol Na+,钠元素的质量为0.2 mol×23 g·mol-1=4.6 g,A正确;由化学方程式可知,CO2、H2O与Na2O2反应时的物质的量之比均为1∶1,Na2O2的物质的量为0.1 mol,则混合气体总物质的量为0.1 mol,B错误;由方程式中各物质计量数关系可知,生成O2的物质的量为Na2O2物质的量的一半,即0.05 mol,根据质量守恒定律,反应后容器中残留固体质量=原Na2O2质量+原混合气体质量-生成O2质量=7.8 g+2.45 g-0.05 mol×32 g·mol-1=8.65 g,C正确;由C选项分析可知,生成O2的物质的量为0.05 mol,在标准状况下体积为0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L,D正确。 14.由碳元素守恒可知,m(BaCO3)=×197 g·mol-1=19.7 g,则白色沉淀中BaSO4的质量为43 g-19.7 g=23.3 g,故有n(Na2SO4)=n(BaSO4)==0.1 mol,原溶液中Na2SO4的物质的量浓度为=0.2 mol·L-1 15.(1)消耗HCl的物质的量: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　+　6HCl2AlCl3+3H2↑ 2　　　　　6 x　 　　　3x Fe　+　2HClFeCl2+H2↑ 1　　 　　2 y 　　　　2y 解得x=0.02 mol,y=0.01 mol,即n(Al)=0.02 mol,n(Fe)=0.01 mol 16.(1)0.15　(2)0.06　(3)0.66 [解析] (1)标准状况下,气体摩尔体积为 22.4 L·mol-1,Cl2的体积为 3.36 L,因此Cl2的物质的量为n(Cl2 )==0.15 mol。(2)OH-剩余,设参与反应①的Cl2物质的量为a mol,参与反应②的Cl2物质的量为b mol,则总Cl2物质的量:a mol+b mol=0.15 mol;反应①:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,每1 mol Cl2参与反应产生 1 mol ClO-,故产生 n(ClO-)=a mol;反应②:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O,每 3 mol Cl2参与反应产生1 mol Cl,故产生n(Cl)= mol;消耗NaOH总量(两个反应均为每 1 mol Cl2参与反应消耗 2 mol NaOH):2(a+b) mol=2×0.15 mol=0.3 mol,反应后溶液中离子浓度比为c(ClO-)∶c(Cl)∶c(OH-)=2∶1∶1,溶液体积一定,故三种离子物质的量比也为 2∶1∶1;根据上述分析可得关系式:n(ClO-)=a mol=2n(Cl)=2× mol,代入2(a+b) mol=0.3 mol得a=0.06,b=0.09,n(Cl)= mol=0.03 mol,溶液体积为 500 mL,故c(Cl )= mol·L-1=0.06 mol·L-1。(3)由(2)分析可知,消耗 NaOH 为 0.3 mol,剩余NaOH为n余(NaOH)=n(OH- )=n(Cl)=0.03 mol(即未反应的NaOH),初始NaOH物质的量:n(NaOH)=(0.3+0.03) mol=0.33 mol,溶液体积为 500 mL,故原NaOH溶液的浓度:c(NaOH)= mol·L-1=0.66 mol·L-1。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 ◆ 知识点　物质的量在化学方程式计算中的应用 1.[2025·浙江杭州二中高一检测] 在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液的浓度为 (　) A.1.0 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1 C.1.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1 2.实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,现有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是 (　) A.2.24 L B.4.48 L C.44.8 L D.6.72 L 3.[教材改编题] 甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L-1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L-1 NaOH溶液,向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉,在相同状况下,甲、乙两个烧杯中产生气体的体积比为 (　) A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1 4.[2025·河北魏县一中高一检测] 将30 mL 1.0 mol·L-1 CuSO4溶液和10 mL 1.0 mol·L-1 )3溶液混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和),再向其中加入足量铁粉,经过足够长的时间后,铁粉有剩余。则此时溶液中Fe2+的物质的量浓度为 (　) A.1.5 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1 C.2.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1 5.[2025·广东佛山高一检测] 标准状况下,将钠、镁各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L-1的硫酸中,反应产生的气体体积之比是 (　) A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.2∶1 6.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。下列说法错误的是(假设反应后溶液的体积不变) (　) A.参加反应的铁的质量是14 g B.析出的Cu的物质的量是0.25 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 7.[2026·湖北武汉四中高一检测] 现有某金属R的氯化物溶液20 mL,浓度为0.05 mol·L-1,它恰好能与20 mL 0.15 mol·L-1的AgNO3溶液完全反应,则该氯化物的化学式可能为 (　) A.NaCl B.MgCl2 C.AlCl3 D.PCl5 8.[2026·浙江台州十校高一期中] 已知取 27.4 gNa2CO3和NaHCO3的混合物充分加热至质量不再变化时,剩余固体质量为21.2 g。 (1)写出固体充分加热时发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)混合物中 NaHCO3的质量为　　　　g。  (3)剩余固体与足量稀盐酸反应产生的气体在标准状况下的体积为　　　　L。  9.将标准状况下4.48 L的HCl气体溶于水形成100 mL溶液,然后与足量的铁屑充分反应。回答下列问题: (1)参加反应的铁的质量为　　　　。  (2)生成H2的体积(标准状况)为　　　　。  (3)取反应后的溶液10 mL,其中FeCl2的物质的量浓度为　　　　　　;溶液中Fe2+和Cl-的质量之比为　　　　。  10.[2025·河北邢台一中高一检测] 将过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,反应结束后,称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是 (　) A.7∶2 B.3∶2 C.2∶3 D.2∶7 11.[2025·广东清远高一检测] 向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 2 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)气体,所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。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 12.[2026·湖北襄阳四中高一期中] 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)H2。下列说法错误的是(注:Mg与NaOH溶液不反应) (　) A.该合金中铝的质量分数约为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H2的体积(标准状况下)为22.4 L 13.[2026·湖北孝感楚天协作体高一联考] 已知:120 ℃时,2.45 g由二氧化碳和水蒸气组成的混合气体与7.8 g Na2O2在密闭容器中恰好完全反应生成NaOH和Na2CO3,下列叙述错误的是 (　) A.7.8 g Na2O2中钠元素的质量为4.6 g B.120 ℃时,混合气体的总物质的量为0.12 mol C.反应后容器中残留固体的总质量为8.65 g D.反应过程中生成的O2在标准状况下的体积为1.12 L 14.[2025·江苏苏州昆山高一月考] 有Na2CO3、Na2SO4的混合溶液500 mL,加入足量的BaCl2溶液,生成43 g白色沉淀,将沉淀用足量的盐酸处理,得到标准状况下的CO2气体2.24 L,求原溶液中Na2SO4的物质的量浓度。(写计算过程) 15.[2025·湖北沙市中学高一检测] 将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L-1盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求: (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。 16.[2026·浙江杭师大附中高一月考] 将标准状况下3.36 L Cl2通入一定物质的量浓度的500 mL NaOH溶液,充分反应后溶液中c(ClO-)∶c(Cl)∶c(OH-)=2∶1∶1。已知:Cl2与NaOH的主要反应:①Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;②3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。请计算(溶液体积变化忽略不计): (1)标准状况下的Cl2的物质的量为　　　　mol。  (2)溶液中c(Cl )=　　　　mol·L-1。  (3)原NaOH溶液的c(NaOH)=　　　 mol·L-1。 学科网（北京）股份有限公司 $