高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料精练

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姓名：             班级                      第三章  铁  金属材料第二节  金属材料课时2  物质的量在化学方程式计算中的应用重点（1）知道物质发生化学变化过程中各物理量的关系，通过分析推理进行计算和论证，并能够进行相关计算，培养“变化观念与平衡思想”。（2）掌握物质的量在化学方程式计算中的一般方法和步骤。能逐步熟练在计算中应用物质的量，掌握计算的技巧和方法。1．据最新报道，科学家发现了如下反应：O2+PtF6=O2(PtF6)，当生成1mol O2(PtF6)时，消耗O2的体积为A．11.2L B．22.4L C．不能确定 D．44.8L【答案】C【详解】在O2+PtF6=O2(PtF6)中，参加反应的O2与O2(PtF6)的物质的量之比为1：1，因此生成1mol O2(PtF6)时，消耗1mol O2，其在标准状况下体积为1mol×22.4L/mol=22.4L，但题干未告知气体所处环境，因此无法确定气体体积，故答案为C。2．（2021·江苏高一期中）常温下，将0.23g金属钠投入100mL水中充分反应。下列说法正确的是A．0.23g金属钠中所含电子的总物质的量为0.01molB．消耗水的质量为0.36gC．所得NaOH的物质的量为0.01molD．生成气体的体积为0.112L【答案】C【详解】A．0.23g金属钠的物质的量为=0.01mol，所含电子的总物质的量为0.01mol11=0.11mol，故A错误；B．由方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知，0.01molNa消耗0.01molH2O，质量为0.01mol18g/mol=0.18g，故B错误；C．由方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知，0.01molNa反应完生成0.01mol NaOH，故C正确；D．由方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知，0.01molNa反应完生成0.005mol氢气，该选项没有说明是否为标况，不能计算生成氢气的体积，故D错误；故选C。3．某同学以Al2O3制备Al(OH)3，设计了下列实验已知Al3++3+6H2O=4Al(OH)3↓。欲使铝元素利用率为100%，则消耗HCl与NaOH的物质的量之比为A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶6【答案】A【详解】由Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O可知，生成1mol氯化铝消耗3molHCl，由Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O可知，生成3molNaAlO2消耗3molNaOH，要使元素利用率为100%，发生反应：Al3++3+6H2O=4Al(OH)3↓，故消耗盐酸与氢氧化钠的物质的量为：3mol∶3mol=1∶1，答案选A。4．（2021·四川绵阳市·绵阳中学高一期中）Na、Mg、Al分别与足量的稀盐酸反应，同温同压下，产生气体的体积相等，则Na、Mg、Al物质的量之比为A．1:2:3 B．3:2:1 C．6:3:2 D．1:1:1【答案】C【详解】由化合价升降守恒知有关系式2Na~H2、Mg~H2、2Al~3H2，假设生成1molH2，Na消耗2mol，Mg消耗1mol，Al消耗mol，则三者比例关系=2:1:=6:3:2；答案选C。5．（2021·吉林长春市·长春外国语学校高一期末）250mL 2mol/L的稀盐酸与一定量的铁屑充分反应，铁屑全部溶解，生成标准状况下1.12L的氢气，则参加反应的铁屑的质量是A．2.8g B．5.6g C．11.2g D．78.4g【答案】A【详解】铁与稀盐酸反应过程中Fe作还原剂，HCl作氧化剂，Fe元素化合价由0升高至+2，H元素化合价由+1降低至0，根据化合价升降守恒及原子守恒可列出关系式为Fe～2H+～H2，生成H2的物质的量为=0.05mol，稀盐酸中氢离子的物质的量为0.25L×2mol/=0.5mol，则氢离子过量，则消耗Fe的物质的量为0.05mol，Fe的质量为0.05mol×56g/mol=2.8g，故答案为A。6．（2021·湖北高一期末）将8.0g镁铁合金加入500mL稀盐酸中恰好完全反应，得到标准状况下氢气4.48L。下列有关说法不正确的是A．该合金中镁、铁的物质的量之比为1：1B．反应中转移电子0.4molC．该盐酸的物质的量浓度为D．将标准状况下8.96L HCl气体溶于500mL水中即可配制成该盐酸【答案】D【详解】A．设镁、铁的物质的量分别为xmol和ymol，则有：，，解得，故知该合金中镁、铁的物质的量之比为1：1，A正确，不符合题意；B．反应中转移电子0.4mol，B正确，不符合题意；C．该盐酸的物质的量浓度为， C正确，不符合题意；D．标准状况下8.96LHCl的物质的量为0.4mol，溶于500mL水，不等于溶液体积为500mL， D错误，符合题意；故选D。7．向一铁粉和氧化铜的混合物(质量为8.32g)中，加入适量的稀硫酸，产生无色气体和1.28g红色固体，得到的溶液中只有一种金属离子，下列说法正确的是A．无色气体的质量为0.2gB．原混合物中铁粉的质量为7.0gC．得到的溶液中金属离子的物质的量为0.1molD．反应消耗的硫酸的物质的量为0.15mol【答案】A【分析】铁离子与铜不共存，则可知：8.32g铁粉和氧化铜的混合物，与适量的稀硫酸，产生氢气、1.28g红色固体即Cu，得到硫酸亚铁溶液。按元素守恒知，,则混合物中含氧化铜，则含铁粉为8.32g-1.6g=6.72g，，则0.02molFe用于置换铜、(0.12-0.02)molFe用于置换氢、据此回答；【详解】A．据分析，(0.12-0.02)molFe用于置换氢、无色气体即氢气为0.10mol、质量为0.2g，A正确；B．据分析，原混合物中铁粉的质量为6.72g，B错误；C． 铁元素守恒，得到的溶液中金属离子即亚铁离子的物质的量为0.12mol，C错误；D．按元素守恒知得到0.12mol硫酸亚铁溶液，反应消耗的硫酸的物质的量为0.12mol，D错误；答案选A。8．（2021·兰州市第二十七中学高一期末）两份足量的铝粉，第一份与盐酸反应、第二份与氢氧化钠溶液反应，在相同状态下产生的气体体积之比是1：1，则参加反应的HCl和NaOH的物质的量之比为A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．3：1【答案】D【详解】铝粉与盐酸反应的方程式是2Al+6HCl=AlCl3+3H2，生成3mol氢气消耗6mol盐酸；铝粉与氢氧化钠反应的方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，生成3mol氢气消耗2mol氢氧化钠；若在相同状态下产生的气体体积之比是1：1，则参加反应的HCl和NaOH的物质的量之比为3:1，故选D。9．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的FeCl3溶液中，充分反应后，其结果是：A．铁剩余，溶液呈浅绿色B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色C．Fe2+和Fe3+物质的量的比为1：6D．氧化产物和还原产物的物质的量比为2：5【答案】B【分析】1.12 g铁的物质的量是n(Fe)==0.02 mol；25 mL 2 mol/L的FeCl3溶液中含有溶质的物质的量n(FeCl3)=2 mol/L×0.025 L=0.05 mol，根据二者反应方程式：2FeCl3+Fe=3FeCl2，可知二者反应时n(FeCl3)：n(Fe)=2：1，结合氧化还原反应规律及反应关系计算。【详解】A．根据上述计算可知n(Fe)=0.02 mol；n(FeCl3)=0.05 mol，根据反应方程式可知二者反应时物质的量的比n(FeCl3)：n(Fe)=2：1，则FeCl3过量，溶液为FeCl3、FeCl2的混合物，A错误；B．根据选项A分析可知溶液为FeCl3、FeCl2的混合物，向其中滴入无色KSCN溶液，Fe3+与SCN-反应产生Fe(SCN)3，使溶液显红色，B正确；C．在该反应中Fe不足量，n(Fe)=0.02 mol，则反应产生Fe2+物质的量是0.06 mol，反应后过量Fe3+的物质的量为n(Fe3+)=0.05 mol-2×0.02 mol=0.01 mol，所以Fe2+和Fe3+物质的量的比为6：1，C错误；D．在该反应中FeCl2既是氧化产物，又是还原产物，其中是还原产物，是氧化产物，故氧化产物和还原产物的物质的量比为1：2，D错误；故合理选项是B。10．（2020·南昌市新建区第一中学高一月考）将1.1g铁、铝混合物溶于200mL5mol∙L-1的盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6mol∙L-1 (溶液体积变化忽略不计)，则下列表述不正确的是(　 　)A．反应中消耗HCl为0.08mol B．混合物中含有0.02molAlC．标况下，产生H2的体积为896mL D．混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1【答案】D【详解】设1.1g混合物中Fe的物质的量为n1mol，Al为n2mol，反应中消耗的盐酸的物质的量为：n=cV=0.2L×(5mol∙L-1-4.6mol∙L-1)=0.08mol，根据反应进行计算如下： 则有①56n1+27n2=1.1g，②2n1+3n2=0.08mol，联合①②解得，n1=0.01mol，n2=0.02mol，故混合物中含有0.01molFe，0.02molAl；A．反应中消耗的盐酸的物质的量为：n=cV=0.2L×(5mol∙L-1-4.6mol∙L-1)=0.08mol，故A不符合题意；B．根据计算可知，混合物中含有0.02molAl，故B不符合题意；C．根据计算可知，混合物中含有0.01molFe，0.02molAl，根据Fe~H2，2Al~3H2，得到氢气的物质的量为0.01mol+0.03mol=0.04mol，标况下，产生H2的体积为0.04mol ×22.4L/mol=0.896L=896mL，故C不符合题意；D．根据计算可知，混合物中含有0.01molFe，0.02molAl，Al与Fe的物质的量之比为2∶1，故D符合题意；答案选D。11．（2020·静宁县第一中学高一月考）按要求完成下列填空：(1)标准状况下，等质量的氧气与臭氧的体积之比为 ______，氧原子个数之比 ______。(2)某金属氯化物MClx的摩尔质量为133.5g/mol，取该金属氯化物26.7g配成水溶液，与足量AgNO3溶液完全反应，生成86.1g白色沉淀。则金属M的摩尔质量__________。(3)标准状况下，甲烷和一氧化碳的混合气体共8.96L，其质量为，则混合气体的平均摩尔质量为___________，甲烷的体积分数为______。(4)某物质加热时按化学方程式分解，产物均为气体，测得相同条件下由生成物组成的混合物气体对的相对密度为20，则反应物的相对分子质量为______。(5)溶液分别恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸铜两种溶液中的完全转化成沉淀，则硫酸铁、硫酸铜两种溶液的物质的量浓度之比是______。【答案】3:2    1:1    27g/mol    19g/mol    75%    120g/mol    1:3    【详解】（1）标准状况下，等质量的氧气与臭氧的体积之比等于物质的量之比为=3:2；1个氧气分子中有两个氧原子，1个臭氧分子中有三个氧原子，氧原子个数之比为：=1:1；（2）金属氯化物26.7g配成水溶液，与足量AgNO3溶液完全反应，生成86.1g即=0.6mol AgCl白色沉淀，所以氯离子的物质的量是0.6mol，金属氯化物MClx的摩尔质量为133.5g/mol，该金属氯化物质量是26.7g，物质的量为=0.2mol，解得x=3，所以金属M的摩尔质量为133.5g/mol−(35.5g/mol×3)=27g/mol，故答案为：27g/mol；（3）设混合气体中甲烷的物质的量为x mol、CO的物质的量为y mol，则：x+y= ，16x+28y=7.6，解得：x=0.3mol，y=0.1mol；相同条件下气体体积分数等于物质的量分数=×100%=75%，故答案为：75%；（4）令A的物质的量为2mol，由方程式2A=2B+C+3D，可知混合气体总物质的量为2mol+1mol+3mol=6mol，混合气体对氢气的相对密度为20，则混合气体平均摩尔质量=2g/mol×20=40g/mol，混合气体总质量=6mol×40g/mol=240g，由质量守恒定律可知A的质量等于混合气体总质量，故A的摩尔质量= =120g/mol；（5）由相同的Ba2+恰好可使相同体积的两种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀，则Ba2++ =BaSO4↓，∼Fe2(SO4)3∼CuSO4，又体积相同的溶液，溶质的物质的量之比等于盐溶液的摩尔浓度之比，则两种硫酸盐溶液的摩尔浓度之比为:1=1:3。12．（2021·普洱市第一中学天有实验学校有限公司高一月考）取2.3克的钠投入500mL水中，完全反应后问：(1)生成的气体体积在标准状态下为多少升___?(2)形成的溶液的物质的量浓度为多少___？【答案】1.12L    0.2mol/L    【详解】2.3克钠的物质的量为n(Na)=0.1mol。(1)钠与水发生的反应为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；根据反应关系：2Na~H2可知，生成氢气的物质的量为0.05 mol，标况下体积为0.05 mol×22.4L/mol= 1.12L。综上所述，本题答案是：1.12L。(2)钠与水发生的反应为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；根据反应关系：2Na~2NaOH可知，反应生成的氢氧化钠的物质的量为0.1mol，则所得溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=，反应后的溶液体积大约是0.5L，则c(NaOH)===0.2mol/L。综上所述，本题答案是：0.2mol/L。13．（2020·河北石家庄一中高一期中）将足量澄清石灰水加入250mL碳酸钠溶液中，过滤、干燥后得到20g沉淀。(1)发生反应的离子方程式为_______。(2)碳酸钠溶液的物质的量浓度为_______。(3)若取出这20g沉淀，向其中加入足量的稀盐酸充分反应，计算最终产生的气体在标准状况下的体积为_______。【答案】        4.48L    【详解】(1)Na2CO3与澄清石灰水反应生成CaCO3和NaOH，发生反应的离子方程式为；(2) 20gCaCO3的物质的量为，结合Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH可知参加反应的碳酸钠的物质的量为0.2mol，故碳酸钠的物质的量浓度；(3)20gCaCO3的物质的量为0.2mol，结合CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O可知生成CO2的物质的量为0.2mol，则其标准状况下的体积V=0.2mol×22.4L/mol=4.48L。14．（2021·伊宁市第四中学高一期末）把6.5g Zn放入100mL的稀硫酸中，Zn和稀硫酸恰好完全反应。计算：(1)6.5g Zn的物质的量_____；(2)该硫酸的物质的量浓度_____；(3)生成H2的体积(标准状况) ____【答案】0.1mol    1mol/L    2.24L    【分析】锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑。【详解】(1)6.5g锌的物质的量为=0.1mol，故答案为：0.1mol；(2) 由化学方程式可知，与0.1mol锌反应的稀硫酸的物质的量为0.1mol，则稀硫酸的物质的量浓度为=1mol/L，故答案为：1mol/L；(3) 由化学方程式可知，0.1mol锌与稀硫酸反应生成氢气的物质的量为0.1mol，则标准状况下氢气的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：2.24L。15．某均匀固体混合物中含有Na2CO3、NaOH、CaCl2中的两种或三种。现取5.30g该混合物分为两等份，分别溶于足量水中，将一份经过滤、洗涤、干燥、称量，恰好得到1.00g沉淀；在另外一份反应后的试管中逐滴滴加0.40mol/L的稀盐酸，加入盐酸的体积和沉淀质量的变化关系如图所示。请回答：(1)原混合物中至少含有CaCl2的质量为___g。(2)a的最大值为___mL。【答案】2.22    30.0    【分析】(1) CaCl2和Na2CO3反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙沉淀的质量计算参与反应的CaCl2的质量；(2) 同质量的Na2CO3、NaOH与盐酸反应，NaOH消耗的盐酸多，所以NaOH的质量越大，a值越大。【详解】(1)设一份混合物中，生成1g碳酸钙沉淀的CaCl2、Na2CO3的质量分别为xg、yg；x=1.11g；y=1.06g；所以原混合物中至少含有CaCl2的质量为2.22g；(2) 一份混合物中，NaOH的质量最大是2.65g-1.11g-1.06g=0.48g；NaOH的最大物质的量是0.012mol，最多消耗盐酸的物质的量是0.012mol，消耗盐酸的最大体积是，a的最大值为30.0 mL。