化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料第二课时学案设计

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第二课时 物质的量在化学方程式计算中的应用


1．不同的物质之间在发生化学反应时( )


A．它们的质量一定相等


B．它们的物质的量一定相等


C．它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比


D．它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比


答案 D


解析 物质发生化学反应时，它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比，D正确。


2．将足量铁粉放入100 mL 0.1 ml/L的AgNO3溶液中，充分反应后析出的银的质量为( )


A．10.8 g B．6.4 g C．1.08 g D．3.2 g


答案 C


解析 设析出银的质量为m g，


Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag


2 ml 216 g


0.1×100×10－3 ml m


解得m＝1.08 g。





根据化学方程式计算的注意事项


(1)化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系，因此不纯物质必须换算成纯物质再进行计算。


(2)如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移的关系进行有关计算。


(3)如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。


3．将28 g铁粉放入100 mL 0.1 ml·L－1的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为( )


A．32 g B．0.64 g C．6.4 g D．3.2 g


答案 B


解析 n(Fe)＝eq \f(28 g,56 g·ml－1)＝0.5 ml，n(CuSO4)＝0.100 L×0.1 ml·L－1＝0.01 ml，由CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu，可知Fe过量，所以应该按照CuSO4的量进行计算。n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.01 ml，m(Cu)＝0.01 ml×64 g·ml－1＝0.64 g。


4．Mg、Zn、Al、Fe四种金属单质分别与足量的稀硫酸反应，放出H2的物质的量与投入金属的质量的关系如图所示，则①②③④所表示的金属分别是( )





A．Al、Mg、Fe、Zn B．Fe、Zn、 Mg、Al


C．Mg、Al、Zn、Fe D．Zn、Fe、Mg、Al


答案 A


解析 利用关系式可知，当产生1 ml H2时所需4种金属的质量分别如下：








结合题图可知①②③④分别表示Al、Mg、Fe、Zn。


5．两种金属混合物粉末15 g，与足量的盐酸反应时生成标准状况下11.2 L氢气，符合上述情况的金属混合物是( )


A．Zn、Fe B．Zn、Ag C．Al、Cu D．Mg、Al


答案 C


解析 产生标准状况下11.2 L H2所需电子的物质的量为1 ml，提供1 ml电子所需金属的质量叫摩尔电子质量，则金属平均摩尔电子质量是M(e－)＝15 g/ml；Zn摩尔电子质量是32.5 g/ml；Fe摩尔电子质量是28 g/ml，都大于15 g/ml，A错误；Zn摩尔电子质量是32.5 g/ml；Ag不能与盐酸发生反应，所以摩尔电子质量可以认为是无限大，都大于15 g/ml，B错误；Al摩尔电子质量是27 g÷3 ml＝9 g/ml，Cu不能与盐酸发生反应，所以摩尔电子质量可以认为是无限大，这样一个大于15 g/ml，一个小于15 g/ml，可以平均到15 g/ml，C正确；Mg摩尔电子质量是12 g/ml；Al摩尔电子质量是9 g/ml，都小于15 g/ml，因此不可能平均到15 g/ml，D错误。





“摩尔电子质量”或“平均摩尔电子质量”的应用


(1)摩尔电子质量：某物质在反应中转移1 ml电子时该物质的质量，如Mg的摩尔电子质量为12 g·ml－1，Al的摩尔电子质量为9 g·ml－1。


(2)平均摩尔电子质量：两种或两种以上物质的混合物在反应中转移1 ml电子时混合物的质量，如2 g金属混合物与酸反应生成2.24 L H2(标准状况)，则平均摩尔电子质量为eq \f(2 g,0.1 ml×2)＝10 g·ml－1。则混合物中金属的摩尔电子质量有的小于10 g·ml－1，有的大于10 g·ml－1。


6．将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应，生成H2 2.8 L(标准状况)，原混合物质量可能是( )


A．2 g B．4 g C．10 g D．12 g


答案 B


解析 三种金属与稀硫酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑、Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。由此可得出产生相同体积(标准状况)的氢气，消耗锌的质量最大，消耗铝的质量最小。标准状况下，2.8 L H2的物质的量为0.125 ml，假设金属全部为Zn时可求得金属的质量为0.125 ml×65 g·ml－1＝8.125 g；假设金属全部为Al时可求得金属的质量为0.125 ml×eq \f(2,3)×27 g·ml－1＝2.25 g，则金属的实际质量应介于2.25～8.125 g之间，所以A、C、D错误，B正确。


7．由Zn、Fe、Mg、Al四种金属中的两种组成的10 g混合物与足量的盐酸反应产生1.0 g H2，则混合物中一定含有的金属是( )


A．Zn B．Fe C．Al D．Mg


答案 C


解析 解法一：假设法。假设10 g金属分别是纯锌、纯铁、纯镁、纯铝，则与足量盐酸反应生成H2的质量分别为eq \f(4,13) g、eq \f(5,14) g、eq \f(5,6) g、eq \f(10,9) g，从以上数据可以看出，只有10 g铝生成H2的质量大于1.0 g，其他三种金属生成氢气的质量均小于1.0 g，因此当两种金属(共10 g)与酸反应生成氢气为1.0 g时，必须含有铝。


解法二：平均摩尔电子质量法。该混合物的平均摩尔电子质量为eq \f(10 g,0.5 ml×2)＝10 g·ml－1，Zn、Fe、Mg、Al的摩尔电子质量分别为32.5 g·ml－1、28 g·ml－1、12 g·ml－1、9 g·ml－1，由于是两种金属组成的混合物，平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间，故混合物中一定含有金属Al。


8．将23 g钠投入到m1 g足量水中得到a g溶液，将24 g镁投入到m2 g足量盐酸中得到b g溶液。若m1＝m2，则a与b的关系是( )


A．a>b B．a