第3章 04 第二节 金属材料 02 第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用 （课时作业）-【学而思】2026-2027学年高一化学必修一课时作业（人教版）

第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 【落实巩固】 1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× [解析] (4)Na原子的最外层电子数为1,0.1 mol Na和O2在一定条件下完全反应生成Na2O和Na2O2混合物时,失去电子数目为0.1NA,正确。 (5)含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应,随反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸后不再反应,故Cl2的物质的量未知,且无标准状况,错误。 2.B　[解析] 10 g CaCO3固体的物质的量为=0.1 mol,0.5 L 0.1 mol·L-1 HCl溶液中HCl的物质的量为0.1 mol·L-1×0.5 L =0.05 mol,根据反应方程式CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑可知,CaCO3过量,应用HCl的量来计算,则二者完全反应时,生成CO2的物质的量为n(CO2)=×n(HCl)=0.025 mol,标准状况下的体积为V(CO2)=0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L,故答案选B。 3.A　[解析] 11.5 g Na、9 g Al、28 g Fe的物质的量分别0.5 mol、 mol、0.5 mol,三者和HCl反应关系分别为Na~HCl、Al~3HCl、Fe~2HCl,盐酸中HCl的质量为100 g×7.3%=7.3 g,为0.2 mol,可知盐酸不足,金属过量;过量的钠和水反应生成氢气,产生的气体最多,铝、铁生成氢气一样多。金属活动性:钠>铝>铁,则钠与盐酸反应最剧烈,且产生的气体最多,A正确;铝、铁生成氢气一样多,B错误;由分析可知,钠产生的气体最多,C错误;钠产生的气体最多,铝、铁生成氢气一样多,D错误。 【理解应用】 1.C　[解析] 设样品中Na2CO3的物质的量为x,NaHCO3的物质的量为y,生成CO2的物质的量为mol=0.001 1 mol,根据碳原子守恒,x+y=0.001 1 mol,由样品质量为0.114 4 g可得,106 g·mol-1×x+84 g·mol-1×y=0.114 4 g,解得x=0.001 mol,y=0.000 1 mol,故选C。 2.A　[解析] 一定质量的铁的氧化物与90 mL 4 mol·L-1的盐酸恰好完全反应,氧化物中的O原子与盐酸中的H+完全反应转化为H2O,盐酸中n(H+)=4 mol·L-1×0.09 L=0.36 mol,则n(O)=n(H+)=×0.36 mol=0.18 mol;所得溶液中的Fe2+恰好能被标准状况下672 mL Cl2氧化,发生反应的方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,氯气的物质的量为n(Cl2)==0.03 mol,则n(Fe2+)=2n(Cl2)=2×0.03 mol=0.06 mol,即该铁的氧化物中n(Fe2+)=0.06 mol,根据化合物中各元素化合价代数和为0,该铁的氧化物中n(Fe3+)==0.08 mol,则总铁的物质的量为n(Fe)=0.06 mol+0.08 mol=0.14 mol,因此该铁的氧化物固体中铁原子和氧原子的物质的量之比为n(Fe)∶n(O)=0.14 mol∶0.18 mol=7∶9,个数之比为7∶9,故选A。 3.(1)0.09 mol·L-1 (2)0.01 mol [解析] (1)Na2CO3与盐酸反应的离子方程式是C+2H+H2O+CO2↑,由离子方程式可知,n(Na2CO3)= n(C)=n(CO2)==0.09 mol,则混合溶液中Na2CO3的物质的量浓度为c===0.09 mol·L-1。 (2)Na2SO4与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式是Ba2++SBaSO4↓,由离子方程式可知,n(Na2SO4)=n(S)=n(BaSO4)==0.01 mol。 4.(1)1.06　(2)0.03 mol [解析] (1)加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时,质量损失源于碳酸氢钠的分解,假设混合物中NaHCO3的质量为x,则根据差量法有: 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　Δm 　168　　　　　　　　　　　　　　62 　x　　　　　　　 　　　　　　(2.74-2.12) g 则=,解得x=1.68 g,即原混合物中碳酸氢钠的质量为1.68 g,则原混合物中碳酸钠的质量为2.74 g-1.68 g=1.06 g。 (2)1.68 g NaHCO3的物质的量为=0.02 mol,1.06 g Na2CO3的物质的量为=0.01 mol,则原混合物中碳原子的物质的量为n(C)=0.02 mol+0.01 mol=0.03 mol,根据碳元素守恒,与足量的盐酸反应后产生CO2的物质的量为0.03 mol。 5.A　[解析] 1 L含重铬酸根离子浓度为0.01 mol·L-1的废水中,重铬酸根离子的物质的量为0.01 mol,Fe2+→Fe3+,0.06 mol Fe2+失去0.06 mol的电子,依据得失电子守恒,则0.01 mol Cr2需得到0.06 mol的电子,设处理后的废水中铬元素的化合价为x,则有(6-x)×2×0.01 mol=0.06 mol,解得x=3,因此处理后的废水中铬元素的化合价为+3价。 6.D　[解析] Na2O与H2O反应生成NaOH,Na2O2与H2O反应生成NaOH、O2。15 g由Na2O、Na2O2、NaOH组成的混合物与200 g质量分数为7.3%的盐酸恰好反应,可看作溶于水得到的NaOH与HCl反应,产生的溶质为NaCl,200 g质量分数为7.3%的盐酸中HCl的物质的量为n(HCl)==0.4 mol,则最后反应产生NaCl的物质的量也是0.4 mol,其质量是m(NaCl)=0.4 mol×58.5 g·mol-1=23.4 g,D正确。 7.D　[解析] 100 mL 1.0 mol·L-1的稀硫酸中H2SO4的物质的量为n=cV=0.1 L×1.0 mol·L-1=0.1 mol,稀硫酸中含有的氢离子的物质的量为n(H+)=0.2 mol,氢离子与FexOy中的氧离子结合成水,根据原子守恒,FexOy中氧原子的物质的量为n(O)=0.1 mol,因将FexOy样品平均分成两份,每一份中铁元素的质量为m(Fe)=(-0.1×16) g=(0.5a-1.6) g,故根据质量守恒,另一份与足量的氢气反应,充分反应后所得金属铁的质量是(0.5a-1.6) g,D正确。 8.A　[解析] 盐酸先与NaOH反应,再与Na2CO3反应,与Na2CO3反应先生成碳酸氢根离子,碳酸氢根离子再与盐酸反应生成CO2气体,消耗HCl的总物质的量为n=cV=0.08 mol,n(Na2CO3)~2n(HCl)~n(CO2),则参加反应的Na2CO3为0.02 mol,Na2CO3消耗的HCl为0.04 mol,故与NaOH反应消耗的HCl为0.08 mol-0.04 mol=0.04 mol,参加反应的NaOH也为0.04 mol。共消耗HCl为0.08 mol,产生CO2阶段消耗的HCl为0.02 mol,则未产生气体阶段需要的HCl为0.06 mol,V===0.6 L,则a点对应数值为0.6, A正确;O~a段发生的反应为OH-+H+H2O,C+H+HC,B错误;原混合液中NaOH为0.04 mol,Na2CO3为0.02 mol,NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1,C错误;a~b段发生反应:HC+H+H2O+CO2↑,D错误。 9.C　[解析] 根据题意,标准状况下,1.12 L CO2的物质的量为=0.05 mol,则n(C)=0.05 mol,m(C)=0.05 mol×60 g·mol-1=3.00 g,12.00 g MgO的物质的量为=0.30 mol,则n(Mg2+)=0.30 mol,m(Mg2+)=0.30 mol×24 g·mol-1=7.20 g,5.10 g Al2O3的物质的量为=0.05 mol,则n(Al3+)=0.10 mol,m(Al3+)=0.10 mol×27 g·mol-1=2.70 g,由电荷守恒:2×0.30 mol+3×0.10 mol=2×0.05 mol+n(OH-),可得n(OH-)=0.80 mol,m(OH-)=0.80 mol×17 g·mol-1=13.60 g,总质量分析:m(H2O)=30.10 g-(7.20+2.70+3.00+13.60) g=3.60 g,可得n(H2O)==0.20 mol,则该镁铝碱式碳酸盐的化学式为Mg6Al2(OH)16 CO3·4H2O,C错误。 10.(1)0.03 (2)①0.56　②5 [解析] (1)得到O2的质量为0.48 g,O2的物质的量为=0.015 mol,根据方程式2CaO2·xH2O2CaO+O2↑+2xH2O可知,样品中CaO2·xH2O的物质的量为0.03 mol。(2)①CaCO3的物质的量为=0.04 mol,根据Ca元素守恒,可知n(CaO)=0.04 mol-0.03 mol=0.01 mol,m(CaO)=0.01 mol×56 g·mol-1=0.56 g。②样品中水的质量为m(H2O)=5.42 g-m(CaO2)-m(CaO)=5.42 g-0.03 mol×72 g·mol-1-0.56 g=2.7 g, n(H2O)==0.15 mol,x===5。 11.(1)1.6 (2)200　2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑　6.72 (3)5.4 (4)沿玻璃棒向漏斗中注入适量水,使水面浸过沉淀物,并不漫过滤纸边缘,让水自然流下,再次加水洗涤,重复2~3次　取适量最后一次洗涤液于试管内,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,无沉淀生成 [解析] 14.2 g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中,发生反应:Fe+2HClFeCl2+H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,生成H2的物质的量为=0.4 mol,过滤后得3.2 g滤渣,可知铜的质量为3.2 g;铁和铝的总质量为11 g,设Fe的物质的量为x、Al的物质的量为y,则,解得x=0.1 mol,y=0.2 mol。(1)生成H2的总物质的量为0.4 mol,根据氢元素守恒,HCl的物质的量为0.8 mol,①中加入的盐酸中HCl的物质的量浓度为=1.6 mol·L-1。(2)滤液中溶质是氯化亚铁和氯化铝,加入4 mol·L-1的NaOH溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀,此时溶液中的溶质恰好是氯化钠,则n(Na+)=n(Cl-)=n(NaOH)=n(HCl)=0.8 mol,③中加入NaOH溶液的体积为=0.2 L=200 mL;若将该混合物直接加入过量NaOH溶液中,铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,则发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,0.2 mol Al产生0.3 mol H2,气体在标准状况下的体积为22.4 L·mol-1×0.3 mol=6.72 L。(3)根据以上分析,原混合物中有0.2 mol Al,铝的质量为0.2 mol × 27 g·mol-1=5.4 g。(4)洗涤滤渣的具体操作为沿玻璃棒向漏斗中注入适量水,使水面浸过沉淀物,并不漫过滤纸边缘,让水自然流下,再次加水洗涤,重复2~3次;确定滤渣是否洗净即检验滤液中是否有Cl-,取适量最后一次洗涤液于试管内,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,无沉淀生成,则洗涤液中不含氯离子,说明滤渣已洗净。 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 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)等质量的钠、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(　) (2)将铝投入硫酸溶液中,当有3 mol电子发生转移时,反应的铝为27 g (　) (3)0.1 mol Fe与足量稀硫酸反应,一定生成0.15 mol H2 (　) (4)0.1 mol Na和O2在一定条件下完全反应生成Na2O和Na2O2混合物时,失去电子数目为0.1NA(设NA为阿伏加德罗常数的值) (　) (5)含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应,可制备22.4 L Cl2 (　) 2.[2026·河北沧县中学高一月考] 将10 g CaCO3固体加入0.5 L 0.1 mol·L-1 HCl溶液中发生反应,理论上产生CO2的体积在标准状况下为 (　) A.0.224 L B.0.56 L C.0.672 L D.1.12 L 3.将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入100 g质量分数为7.3%的盐酸中,结果正确的是 (　) A.钠与盐酸反应最剧烈,产生的气体最多 B.铝与盐酸反应的速率仅次于钠,但产生的气体最多 C.铁与盐酸反应产生的气体比钠多 D.反应结束时产生的气体一样多 题组一　物质的量在化学方程式计算中的应用 1.[2025·陕西西安高一期末] 为了测定某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将0.114 4 g样品溶于足量的稀硫酸,收集到24.64 mL(已经折算成标准状况)CO2,则0.114 4 g该样品中Na2CO3的物质的量为 (　) A.0.000 1 mol B.0.000 2 mol C.0.001 mol D.0.002 mol 2.[2026·吉林长春外国语学校高一期末] 一定质量的铁的氧化物与90 mL 4 mol·L-1的盐酸恰好完全反应,所得溶液中的Fe2+恰好能被标准状况下672 mL Cl2氧化,则该固体中铁原子和氧原子的个数之比为 (　) A.7∶9 B.5∶6 C.3∶4 D.2∶3 3.取1 L Na2CO3和Na2SO4混合的溶液,与过量盐酸反应,生成2.016 L CO2(标准状况下),然后加入足量的Ba(OH)2溶液,得到沉淀的质量为2.33 g。 (1)混合溶液中Na2CO3的物质的量浓度为　　　　　　。  (2)Na2SO4的物质的量为　　　　。  4.取碳酸钠和碳酸氢钠混合物2.74 g,加热到质量不再变化时,剩余物质的质量为2.12 g,试计算: (1)原混合物中碳酸钠的质量为　　　　g;  (2)原混合物与足量盐酸反应,产生CO2的物质的量为　　　　　。  题组二　化学计算中常用的方法 5.工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2)有毒,常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理达标后排放,已知处理1 L含重铬酸根离子浓度为0.01 mol·L-1的废水,消耗绿矾0.06 mol(Fe2+被氧化为Fe3+),则处理后的废水中铬元素的化合价为　　 (　) A.+3 B.+4 C.+5 D.+6 6.[2025·辽宁沈阳郊联体高一期中] 15 g由Na2O、Na2O2、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 7.[2025·河北示范性高中高一期中] 现有铁的氧化物(FexOy)样品a g,将其平均分成两份,一份与100 mL 1.0 mol·L-1的稀硫酸恰好完全反应,另一份与足量的氢气反应,充分反应后所得金属铁的质量是 (　) A.(0.5a-16) g B.(a-1.6) g C.(0.5a-3.2) g D.(0.5a-1.6) g 8.向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示,下列判断正确的是 (　) A.a点对应数值为0.6 B.在O~a范围内,发生的反应只有NaOH+HClNaCl+H2O C.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为3∶2 D.a~b段发生反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑ 综合题组 9.[2026·福建泉州五中高一期中] 镁铝碱式碳酸盐[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]是一种新型无机阻燃剂。为确定其组成,进行如下实验,准确称取30.10 g样品进行灼烧至恒重,生成CO2 1.12 L(标准状况)。分析测得残留物中MgO为12.00 g,Al2O3为5.10 g。下列说法错误的是 (　) A.样品中n(Al3+)=0.10 mol B.a∶d=6∶1 C.样品中结晶水的质量为1.80 g D.该镁铝碱式碳酸盐的化学式为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O 10.[2025·浙江平湖中学高一期中] 过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒的物质,带有数量不等的结晶水,通常还含有部分CaO。 (1)称取5.42 g过氧化钙样品,灼热时发生反应:2CaO2·xH2O2CaO+O2↑+2xH2O。得到O2的质量为0.48 g,该样品中CaO2·xH2O的物质的量为　　　　mol。  (2)另取同一样品5.42 g,溶于适量的稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶液中的Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO3 4.0 g。 ①样品中CaO的质量为　　　　g。  ②样品中CaO2·xH2O的x值为　　　　。  11.某化学兴趣小组取由铝、铁、铜三种金属组成的混合物进行如下实验: ①将14.2 g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中,盐酸恰好完全反应,收集到的气体在标准状况下的体积为8.96 L;②将上述反应后的混合物过滤,得滤渣3.2 g,经测定得知滤渣为纯净物;③向滤液中加入4 mol·L-1的NaOH溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀(设金属离子价态不发生变化)。请回答下列问题: (1)①中加入的盐酸中HCl的物质的量浓度为　　　mol·L-1。  (2)③中加入NaOH溶液的体积为　　　　mL;若将该混合物直接加入过量NaOH溶液中,则发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,产生的气体在标准状况下的体积为　　　　L。  (3)原混合物中,铝的质量为　　　　g。  (4)②中过滤时为了准确测定滤渣质量,需用水洗涤滤渣,洗涤滤渣的具体操作为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;请你描述如何确定滤渣已洗净:　 　 。  学科网（北京）股份有限公司 $