高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量当堂检测题

物质的量在化学方程式有关计算中的应用

1．在同温同压下，50 mL气体A2跟 100 mL气体B2化合生成 50 mL气体C，则C的化学式是(　　)

A．AB2　　　　　　　　 B．A2B2

C．AB3 D．A2B4

解析：选D　利用化学方程式中物质的量之比等于相同条件下气体的体积之比等于化学计量数之比，写出该反应的化学方程式为A2＋2B2===C，又根据质量守恒(原子个数守恒)可知，C的化学式为A2B4。

2．质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是(　　)

A．1∶2 B．1∶3

C．2∶3 D．3∶2

解析：选C　根据得失电子守恒可知，参加反应的铝的质量之比即为产生H2的体积比。

3．1.6 g NaOH恰好与20 mL的盐酸完全反应，则盐酸的物质的量浓度为(　　)

A．0.2  mol/L B．2  mol/L

C．0.5  mol/L D．1  mol/L

解析：选B　根据反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O可知，n(NaOH)＝n(HCl)，则n(HCl)＝＝0.04 mol，c(HCl)＝＝2 mol/L。

4．标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应欲计算产生H2的量，下列比例式正确的是(　　)

A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

1 mol              1 mol

3.25 g              m(H2)

B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

65 g                1 L

3.25 g              V(H2)

C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

1 mol               22.4 L

3.25 g               V(H2)

D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

65 g                22.4 L

3.25 g              V(H2)

解析：选D　列比例式应遵循“上下单位一致，左右计量相当”的原则，A、C不正确，B项中65 g Zn对应H2的体积不是1 L。

5.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。反应中镁和铝的(　　)

A．物质的量之比为3∶2

B．质量之比为3∶2

C．摩尔质量之比为2∶3

D．失去的电子数之比为8∶9

解析：选A　根据题图，Mg、Al产生H2的体积相等，则Mg、Al失去的电子数相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)∶n(Al)＝3∶2，Mg、Al的摩尔质量之比为 8∶9，则Mg、Al的质量之比为4∶3。

6．将5.0 g CaCO3加入足量盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的炭中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为(　　)

A．1.12 L B．2.24 L

C．11.2 L D．22.4 L

解析：选B　设生成的气体体积为V，则根据化学方程式CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，C＋CO22CO可知：

CaCO3～CO2～2CO

100 g　　　　 2×22.4 L

5．0 g　　　 　V

故V＝2×22.4 L×＝2.24 L。

7.如图所示，在密闭容器中，一边装有一定量的金属钠，一边装有一定量的氧化汞，同时加热容器的两部分，钠和氧化汞都完全反应后，恢复到原温度，容器内空气的成分仍不变。则钠和氧化汞的物质的量之比是(　　)

A．1∶1 B．3∶1

C．4∶1 D．1∶4

解析：选A　由容器内空气的成分不变可知，HgO受热分解产生的O2与Na恰好完全反应。根据化学方程式2HgO2Hg＋O2↑和2Na＋O2Na2O2可知n(Na)∶n(HgO)＝1∶1。

8．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6.72 L，生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后，溶液体积不变)(　　)

A．1 mol/L B．0.4 mol/L

C．1.5 mol/L D．2 mol/L

解析：选B

2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

　　　　　　　　       　2 mol      3×22.4 L

　　　　　　　　　       n(NaAlO2)  6.72 L

n(NaAlO2)＝＝0.2 mol，c(NaAlO2)＝＝0.4 mol/L。

9．将26.4 g Na2O与Na2O2的混合物投入足量的水中溶解，反应后水溶液增重24.8 g，则原混合物中Na2O与Na2O2的物质的量之比是(　　)

A．1∶3　　　　　　　 B．3∶1

C．13∶31 D．31∶13

解析：选B　设Na2O、Na2O2的物质的量分别为n1、n2。

Na2O＋H2O===2NaOH　　　Δm(增重)

62 g　　　　　　　　　　　　62 g

62 g/mol n1　　　　　　　　62 g/mol n1

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm(增重)

2×78 g　　　　　　　　　　　　2×62 g

78 g/mol n2　　　　　 　　　　62 g/mol n2

则62 g/mol n1＋78 g/mol n2＝26.4 g         ①

62 g/mol n1＋62 g/mol n2＝24.8 g         ②

联立①②解得n1＝0.3 mol、n2＝0.1 mol，所以Na2O与Na2O2的物质的量之比为3∶1。

10．用一定物质的量浓度的NaOH溶液使相同体积的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中的Fe2＋、Fe3＋完全沉淀，若所用的NaOH溶液的体积相同，则FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度之比为(　　)

A．1∶1 B．1∶3

C．3∶1 D．3∶2

解析：选C　根据关系式2NaOH～FeSO4、6NaOH～Fe2(SO4)3可知，与相同物质的量的NaOH反应消耗的FeSO4和Fe2(SO4)3的物质的量之比为3∶1，在体积相同的情况下，FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度之比为3∶1。

11．一块表面已被氧化为氧化钠的钠块17.0 g，投入到50 g水中，最多能产生0.20 g气体，填写下列空格。

(1)写出涉及的化学方程式：_______________________________________________，

________________________________________________________________________。

(2)钠块中钠的质量是________。

(3)钠块中氧化钠的质量是________。

解析：(1)该过程中涉及的化学方程式有：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Na2O＋H2O===2NaOH。

(2)反应生成氢气的质量为0.20 g，则：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

46 g　　　　　　　　　　2 g

m(Na)　　　　　　　　0.20 g

m(Na)＝＝4.6 g；

(3)钠块中氧化钠的质量＝17.0 g－4.6 g＝12.4 g。

答案：(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

Na2O＋H2O===2NaOH　(2)4.6 g

(3)12.4 g

12．将6.5 g锌投入100 mL 2 mol/L的稀硫酸(已知溶液密度为1.12 g/cm3)中充分反应。试计算：

(1)产生的氢气在标准状况下的体积。

(2)反应后所得溶液的质量。

(3)现有2 mol/L的稀盐酸和稀硫酸各100 mL，分别加入等质量的铁，反应后生成的气体在标准状况下的体积比为2∶3。求加入铁的质量。

解析：(1)先由、c·V计算Zn和H2SO4的物质的量分别为＝0.1 mol、100×10－3L×2 mol/L＝0.2 mol，再根据化学方程式Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑可知，两反应物不是恰好完全反应，而是Zn完全反应，H2SO4过量，因此氢气的物质的量为0.1 mol，最后根据n·Vm可知标准状况下氢气的体积为0.1 mol×22.4 L/mol＝2.24 L；(2)先由ρV、nM计算稀硫酸和氢气的质量分别为100 mL×1.12 g/mL＝112 g、0.1 mol×2 g/mol＝0.2 g，反应前总质量为(6.5＋112) g＝118.5 g，反应过程中只逸出0.2 g氢气，因此反应后所得溶液质量为(118.5－0.2) g＝118.3 g；(3)先由c·V计算HCl和H2SO4的物质的量均为100×10－3L×2 mol/L＝0.2 mol，由题意及化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑推断，前一反应中Fe过量HCl不足且生成的氢气较少，后一反应中Fe不足H2SO4过量且生成的氢气较多，设加入Fe的物质的量为x，则前一反应根据完全反应的HCl可计算出生成的氢气为＝0.1 mol，后一反应根据完全反应的Fe可计算出生成氢气的物质的量为x；再根据nVm可知，两反应生成的氢气体积分别为2.24 L、22.4x L；再由题意可知，＝，解得x＝0.15 mol；最后由nM计算可得加入铁的质量为0.15 mol×56 g·mol－1＝8.4 g。

答案：(1)2.24 L　(2)118.3 g　(3)8.4 g

13．现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：①取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为b L(标准状况下)；②另取a g样品，高温条件下二者恰好完全反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为c L(标准状况下)。则c∶b等于(　　)

A．1∶1 B．1∶2

C．2∶3 D．3∶4

解析：选C　该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝与氧化铁反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到如下关系式：

2Al～Fe2O3～2Fe，2Al～3H2,2Fe～2H2，

故c∶b＝2∶3。

14．向500 mL 2 mol/L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(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．析出的铜的物质的量是0.25 mol

C．反应后溶液中c(CuSO4)＝1.5 mol/L

D．反应后溶液中c(FeSO4)＝1.5 mol/L

解析：选D　发生反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，根据差量法得56 g∶8 g＝m(Fe)∶2.0 g，解得m(Fe)＝14 g，A项正确；由于1 mol∶8 g＝n(Cu)∶2.0 g，故n(Cu)＝0.25 mol，B项正确；原溶液中n(CuSO4)＝0.5 L×2 mol/L＝1 mol，反应中消耗n(CuSO4)＝0.25 mol，反应后溶液中c(CuSO4)＝＝1.5 mol/L，C项正确；反应后溶液中c(FeSO4)＝＝0.5 mol/L，D项错误。

15．某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。

Ⅰ.外观暗灰色，表皮光滑；

Ⅱ.在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；

Ⅲ.取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；

Ⅳ.另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。

(1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是______(填元素符号)；可能含有下列元素中的________(填序号)。

A．Ag　　　 B．Mg　　　　

C．Na　　　　 D．Fe

(2)如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是________。

解析：焰色试验呈绿色，说明含有铜元素。等质量的合金分别与足量的稀硫酸和NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不含其他的活泼金属，如Na、Mg、Fe等，则还可能含有不与稀硫酸和NaOH溶液反应的Ag。该合金如果只含2种元素，则为Cu、Al。

由2Al　　～　　3H2

  2 mol         3 mol

　　　　＝0.4 mol

解得m(Al)＝×0.4 mol×27 g/mol＝7.2 g，

m(Cu)＝10 g－7.2 g＝2.8 g，

m(Al)∶m(Cu)＝7.2 g∶2.8 g＝18∶7。

答案：(1)Cu、Al　A

(2)m(Al)∶m(Cu)＝18∶7

16．某同学取不同质量的镁铝合金样品分别与30 mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积(已转化为标准状况)如下：

通过计算求：

(1)该盐酸的物质的量浓度。

(2)合金中镁的质量分数。

(3)在C组实验后，还需向容器中加入多少体积(mL)同浓度的盐酸才能使剩余合金恰好完全溶解？

解析：(1)盐酸完全反应产生H2的物质的量，n(H2)＝＝0.03 mol，则c(HCl)＝＝2.0 mol/L。

(2)设0.510 g合金中Mg、Al的物质的量分别为x mol、y mol，由于A组实验中盐酸过量，金属完全反应，生成氢气n (H2)＝＝0.025 mol，由合金质量知：x mol×24 g/mol＋y mol×27 g/mol＝0.510 g，由反应得失电子数相等得：2x mol＋3y mol＝0.025 mol×2，解得：x＝y＝0.01，则w(Mg)＝×100%≈47.06%。

(3)由(2)可知合金中n(Al)＝n(Mg)，则C组实验的合金中n(Al)＝n(Mg)＝0.01 mol×＝0.018 mol，与盐酸恰好反应后，溶液中只有AlCl3和MgCl2。溶解0.918 g合金共需要n(HCl)＝0.018 mol×3＋0.018 mol×2＝0.09 mol，V(HCl)＝＝0.045 L＝45 mL，还需要加入盐酸的体积为45 mL－30 mL＝15 mL，才能使剩余合金恰好完全溶解。

答案：(1)2.0 mol/L　(2)47.06%　(3)15 mL