高中人教版 (2019)第三节 物质的量复习练习题

这是一份高中人教版 (2019)第三节 物质的量复习练习题，共9页。

[基础巩固]


一、物质的量在化学方程式计算中的应用


1．将20 g由Mg、Zn、Fe组成的混合物与40 mL稀硫酸恰好完全反应，产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则三种金属的物质的量之和为( )


A．1.0 ml B．0.5 ml


C．0.25 ml D．0.125 ml


[解析] Mg、Zn、Fe反应后均生成二价金属离子，1 ml混合物反应产生1 ml氢气，现氢气标准状况下的体积为11.2 L，则金属共计0.5 ml。


[答案] B


2．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 ml的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为( )


A.eq \f(1,3)ml B．1 ml


C．2 ml D.eq \f(2,3) ml


[解析] 铝在反应时，1 ml Al可失去3 ml电子，因此有2 ml电子转移需Al的物质的量为eq \f(2,3) ml。


[答案] D


3．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．转移电子数之比为2∶3


[解析] 本题借助图像考查金属与酸反应的有关知识。由图像分析可知，Mg、Al产生H2的体积相等，则Mg、Al失去电子数相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)∶n(Al)＝3∶2，又因Mg、Al的摩尔质量之比为24 g/ml∶27 g/ml＝8∶9，则Mg、Al的质量之比为3 ml×24 g/ml∶2 ml×27 g/ml＝4∶3。


[答案] A


4．设nA代表阿伏加德罗常数(NA)的值，下列说法正确的是( )


A．1 ml Na在空气中完全燃烧，转移的电子数为2nA


B．常温下，2.7 g铝与足量NaOH溶液反应，消耗0.1nA个水分子


C．0.1 ml Fe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1nA


D．11.2 L Cl2含有的原子数为nA


[解析] 1 ml Na在空气中完全燃烧生成0.5 ml Na2O2，转移1 ml电子，A错误；铝与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，2.7 g(0.1 ml) Al消耗0.1 ml H2O，B正确；根据反应3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up15(△))Fe3O4＋4H2,0.1 ml Fe完全反应生成eq \f(0.4,3)ml H2，C错误；在标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 ml，含有的原子数为nA，题中未给出标准状况条件，D错误。


[答案] B


二、化学计算中常用的解题方法


(一)差量法


5．将8 g铁片放入100 mL硫酸铜溶液中，溶液中的铜离子全部被还原时，固体质量变为8.2 g，则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为( )


A．0.5 ml·L－1 B．0.25 ml·L－1


C．0.025 ml·L－1 D．0.125 ml·L－1


[解析] 设反应生成的Cu的质量为m


Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 质量增加 Δm


56 g 64 g 8 g


m (8.2－8)＝0.2 g


eq \f(64 g,m)＝eq \f(8 g,0.2 g)⇒m＝1.6 g


所以n(Cu)＝eq \f(1.6 g,64 g·ml－1)＝0.025 ml


根据元素守恒可得n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.025 ml


c(CuSO4)＝eq \f(0.025 ml,0.1 L)＝0.25 ml·L－1


[答案] B


6．把23 g钠投入到m1 g足量的水中得到a g溶液，把24 g镁投入到m2 g足量的盐酸中得到b g溶液，若m1＝m2，则a，b的关系是( )


A．a>b B．a

C．a＝b D．无法确定


[解析] 由于m1＝m2，所以只需比较反应后溶液增加的质量即可。用差量法可知，23 g钠投入水中放出1 g氢气，溶液增重22 g,24 g镁投入盐酸中放出2 g氢气，溶液增重22 g，所以反应后溶液的质量相等，即a＝b。


[答案] C





(二)关系式法


7．硫黄制硫酸时发生的反应有


①S＋O2eq \(=====,\s\up15(点燃))SO2


②2SO2＋O2eq \(,\s\up15(催化剂),\s\d15(△))2SO3


③SO3＋H2O===H2SO4


(1)写出由硫黄制取硫酸的关系式：________。


(2)假设64 g硫黄完全反应，可制取硫酸的质量为______g。


[解析] 根据方程式可得关系式：


S～SO2～SO3～H2SO4即S～H2SO4


设生成H2SO4的质量为m


S ～ H2SO4


32 g 98 g


64 g m


eq \f(32 g,64 g)＝eq \f(98 g,m)⇒m＝196 g


[答案] (1)S～H2SO4 (2)196


(三)守恒法


8．R2Oeq \\al(n－,6)在一定条件下可以把Mn2＋氧化成MnOeq \\al(－,4)，若反应后R2Oeq \\al(n－,6)转变为ROeq \\al(n－,3)。又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n值为( )


A．1 B．2 C．3 D．4


[解析] 设R2Oeq \\al(n－,6)中R的化合价为x，ROeq \\al(n－,3)中为y，


则有n＝12－2x＝6－y，即：2x－y＝6，①


根据得失电子守恒：10(x－y)＝10，②


解得x＝5，n＝12－2×5＝2。


[答案] B


[能力提升]


9．100 mL 2 ml/L的稀盐酸与一定量的锌充分反应，锌全部溶解，生成的氢气在标准状况下体积为1.12 L，设反应后溶液的体积仍为100 mL，则反应后溶液中H＋的物质的量的浓度为( )


A．1.5 ml/L B．1 ml/L


C．0.5 ml/L D．0.25ml/L


[解析] 金属锌和盐酸反应生成标准状况下H2 1.12 L，其物质的量为n(H2)＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(1.12 L,22.4 L/ml)＝0.05 ml；根据氢元素守恒，剩余H＋物质的量为0.1 L×2 ml/L－0.05 ml×2＝0.1 ml，则反应后溶液中H＋物质的量浓度为c(H＋)＝eq \f(n,V)＝eq \f(0.1 ml,0.1 L)＝1 ml/L，故答案选B。


[答案] B


10．把足量的铁粉投入到溶有硫酸和硫酸铜的溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SOeq \\al(2－,4)的物质的量浓度之比为( )


A．1∶4 B．2∶7 C．1∶2 D．3∶8


[解析] 设原溶液中H2SO4和CuSO4物质的量分别为a和b。Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。由题意：56(a＋b)＝64b，eq \f(a,b)＝eq \f(1,7)，c(H＋)∶c(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(2a,a＋b)＝eq \f(1,4)。


[答案] A


11．由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是( )


A．铁 B．锌 C．铝 D．镁


[解析] 由M～eq \f(n,2)H2可以算出，产生标准状况下11.2 L的H2时，需要各金属的质量分别是：m(Zn)＝32.5 g，m(Fe)＝28 g，m(Mg)＝12 g，m(Al)＝9 g<10 g。即只有当Al与其他任意一种金属混合时才合理。


[答案] C


12．21 g铁粉与8 g硫粉混合加热，若不考虑其他损失，可生成硫化亚铁(FeS)a g；将上述反应后的固体混合物全部投入到足量的稀硫酸中发生反应：FeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑，可得标准状况下V L气体。则a、V的数值分别为( )


A．33、8.4 B．22、5.6


C．29、8.4 D．22、8.4


[解析] 根据题意n(Fe)＝21 g/56 g·ml－1＝0.375 ml，n(S)＝8 g/32 g·ml－1＝0.25 ml。由Fe＋Seq \(=====,\s\up15(△))FeS可知Fe过量，需要按S的量进行计算，n(FeS)＝n(S)＝0.25 ml，所以m(FeS)＝0.25 ml×88 g·ml－1＝22 g。产生的气体为H2S和H2的混合气体，由于Fe～H2；Fe～FeS～H2S，n(H2＋H2S)＝n(Fe)＝0.375 ml，标准状况下V＝0.375 ml×22.4 L·ml－1＝8.4 L。选D项。


[答案] D


13．欲测定某铝铜合金的组成，进行了如下实验：称取粉末状样品1.0 g，量取某浓度的盐酸20 mL，第一次往样品中加入盐酸10 mL，收集到标准状况下的气体224mL；再往样品中加入盐酸10 mL，又收集到标准状况下的气体112 mL。试求：


(1)所取盐酸的物质的量浓度为________。


(2)样品中铝的质量分数为________。


[解析] 由题意得，当加入10 mL盐酸时生成224 mL H2(即0.01 ml)，此时盐酸完全反应，因此盐酸的物质的量浓度为eq \f(0.01 ml×2,0.01 L)＝2 ml/L；当再加入10 mL盐酸时，只生成112 mL H2(即0.005 ml)，说明铝完全反应，根据反应2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，生成0.015mlH2，需用n(Al)＝0.01ml，w(Al)＝eq \f(0.01 ml×27 g/ml,1.0 g)×100%＝27%。


[答案] (1)2 ml/L (2)27%


14．一块表面已被氧化为氧化钠的钠块17.0 g，投入50 g水中，最多能产生0.2 g气体，则：


(1)涉及的化学方程式为______________，______________。


(2)钠块中钠的质量是________。


(3)钠块中氧化钠的质量是________。


(4)原来钠块中被氧化的钠的质量是________。


(5)设所得溶液的体积为50 mL，求所得溶液溶质物质的量浓度是________。


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


(2)(3)反应生成氢气的质量为0.2 g，则


2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑


46 2


m(Na) 0.2 g


m(Na)＝eq \f(46×0.2 g,2)＝4.6 g；


m(Na2O)＝17.0 g－4.6 g＝12.4 g；


(4)m(Na2O)＝12.4 g，则被氧化成氧化钠的金属钠的质量＝12.4 g×eq \f(46,62)＝9.2 g；


(5)原样品中钠元素的质量＝4.6 g＋9.2 g＝13.8 g，钠元素的物质的量＝eq \f(13.8 g,23 g·ml－1)＝0.6 ml，根据钠守恒得，溶液中氢氧化钠的物质的量＝0.6 ml，则氢氧化钠的浓度＝eq \f(0.6 ml,0.05 L)＝12 ml·L－1。


[答案] (1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑


Na2O＋H2O===2NaOH


(2)4.6 g (3)12.4 g (4)9.2 g


(5)12 ml·L－1


15．下图是某硫酸试剂瓶标签上的部分文字说明。





试计算：


(1)该硫酸中H2SO4的物质的量浓度是多少？


(2)现取10 mL该硫酸溶液稀释到100 mL后与足量的铁屑充分反应，生成H2的体积是多少(标准状况)?


(3)将生成的FeSO4配制成500 mL溶液，所得溶液中FeSO4的物质的量浓度是多少？


[解析] (1)c＝eq \f(1000ρw,M)＝eq \f(1840 g·L－1×98%,98 g·ml－1)


＝18.4 ml·L－1


(2)稀释前后溶质的物质的量不变，即稀释后溶液中硫酸的物质的量：18.4 ml·L－1×0.01 L＝0.184 ml，根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，可知n(H2)＝n(H2SO4)＝0.184 ml，标准状况下的体积为0.184 ml×22.4 L·ml－1≈4.12 L。


(3)n(FeSO4)＝n(H2SO4)＝0.184 ml，故c(FeSO4)＝eq \f(0.184 ml,0.5 L)＝0.368 ml·L－1


[答案] (1)18.4 ml·L－1


(2)4.12 L (3)0.368 ml·L－1