高中化学第二节 金属材料导学案及答案

这是一份高中化学第二节 金属材料导学案及答案，共7页。学案主要包含了以物质的量为核心的基本计算关系，化学方程式中定量关系等内容，欢迎下载使用。


一、以物质的量为核心的基本计算关系
二、化学方程式中定量关系
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比，对于有气体参与的反应还等于体积之比。
[解法示例] 250 mL 2 ml·L－1的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：
(1)参加反应的铁屑的物质的量；
(2)生成的H2的体积(标准状况)。
[解] n(H2SO4)＝0.25 L×2 ml·L－1＝0.50 ml
(1)Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑
1 1
n(Fe) 0.50 ml
eq \f(1,1)＝eq \f(nFe,0.50 ml)(列比例式)
n(Fe)＝0.50 ml。
(2)Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑
1 ml 22.4 L
0.50 ml V(H2)
eq \f(1 ml,0.50 ml)＝eq \f(22.4 L,VH2)(列比例式)。
V(H2)＝eq \f(22.4 L×0.50 ml,1 ml)＝11.2 L。
答：(1)参加反应的铁屑的物质的量为0.50ml；
(2)生成的H2的体积在标准状况下为11.2L。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)铝与NaOH溶液反应中，每转移3 ml e－，就生成1.5 ml H2。( )
(2)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量之比。( )
(3)化学反应前后反应物和生成物遵循质量守恒，也遵循物质的量守恒。( )
(4)根据化学方程式计算时，各物质对应物理量的单位，左、右、上、下都必须相同。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
2．标准状况下，3.36 L HCl通入足量水中，形成0.5 L溶液，则该溶液的物质的量浓度为________。
[答案] 0.3 ml·L－1
3．200 mL 0.25 ml·L－1的NaOH溶液与足量Al完全反应。计算在标准状况下生成H2的体积为________L。
[解析] n(NaOH)＝0.2 L×0.25 ml·L－1＝0.05 ml
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 ml 3×22.4 L
0.05 ml V
eq \f(2 ml,0.05 ml)＝eq \f(3×22.4 L,V)，V＝1.68 L
[答案] 1.68
1．基本步骤
2．计算过程中的注意事项
(1)书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”，且单位要注明。
(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。
1．向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，计算：
(1)参加反应的NaOH的物质的量及其物质的量浓度为________ml·L－1。
(2)生成H2(标准状况下)的体积为________L。
[解析] 2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
54 g 2 ml 67.2 L
10.8 g n(NaOH) V(H2)
则eq \f(54 g,10.8 g)＝eq \f(2 ml,nNaOH)，解得n(NaOH)＝0.4 ml，c(NaOH)＝eq \f(0.4 ml,0.5 L)＝0.8 ml·L－1；
eq \f(54 g,10.8 g)＝eq \f(67.2 L,VH2)，解得V(H2)＝13.44 L。
[答案] (1)0.8 (2)13.44
[教师备选] 在120 ℃时，将12.4 g CO2和H2O(g)的混合气体缓缓通入足量的Na2O2固体中，充分反应后，固体的质量增加6 g。请计算：
(1)产生O2的质量为________g。
(2)原混合气体中CO2在标准状况下的体积为______L。
[解析] (1)向足量的Na2O2固体中通入12.4 g CO2和H2O(g)的混合气体，固体的质量只增加6 g，是因为反应生成了O2，根据质量守恒可知，m(O2)＝12.4 g－6 g＝6.4 g。
(2)生成的n(O2)＝0.2 ml，设原混合气体中CO2和H2O(g)的物质的量分别为x ml、y ml。
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
x ml 0.5x ml
2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2
y ml 0.5y ml
则0.5x＋0.5y＝0.2,44x＋18y＝12.4，解得x＝0.2，y＝0.2，则原混合气体中CO2在标准状况下的体积为0.2 ml×22.4 L·ml－1＝4.48 L。
[答案] (1)6.4 (2)4.48
2．含MnO2 80%的MnO2样品21.75 g，与足量浓盐酸加热充分反应，在标准状况下生成Cl2的体积为________L。
[解析] n(MnO2)＝eq \f(21.75 g×80%,87 g·ml－1)＝0.2 ml
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
1 ml 22.4 L
0.2 ml V(Cl2)
eq \f(1 ml,0.2 ml)＝eq \f(22.4 L,VCl2)，V(Cl2)＝4.48 L
[答案] 4.48
[教师备选] 对于反应aA＋bB===cC＋dD(A、B、C、D表示物质的化学式，a、b、c、d为化学方程式中的化学计量数)，下列说法不正确的是( )
A．如果质量为m1的A与质量为m2的B恰好完全反应，则生成的C、D的质量之和一定等于(m1＋m2)
B．参加反应的A和B中的原子总数一定等于生成的C和D的原子总数
C．(a＋b)不一定等于(c＋d)
D．A和B中的元素种类，不—定等于C和D中的元素种类
[答案] D
1．0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是( )
A．0.10 ml·L－1 B．0.20 ml·L－1
C．0.50 ml·L－1D．1.00 ml·L－1
D [CaO ＋ 2HCl===CaCl2＋H2O
56 g 2 ml
0.56 g c(HCl)×20×10－3 L
则：eq \f(56 g,0.56 g)＝eq \f(2 ml,cHCl×20×10－3 L) ，
解得c(HCl)＝1.00 ml·L－1。]
2．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为( )
A．3∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．1∶3
A [由反应方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知生成相同体积的氢气时，消耗HCl、NaOH物质的量之比为3∶1。]
[教师备选] 一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36 L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生5.6 L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶5
C．3∶2D．3∶5
A [合金溶于足量的NaOH溶液中，铝发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，产生氢气3.36 L(标准状况)，其物质的量＝eq \f(3.36 L,22.4 L·ml－1)＝0.15 ml，由方程式可知n(Al)＝eq \f(2,3)n(H2)＝0.15 ml×eq \f(2,3)＝0.1 ml，铝铁合金溶于足量的盐酸中，Fe、Al都反应产生氢气，Al与足量的氢氧化钠溶液、盐酸反应产生氢气体积相等，则Fe反应生成氢气体积V′(H2)＝5.6 L－3.36 L＝2.24 L，在标准状况下，n′(H2)＝eq \f(2.24 L,22.4 L·ml－1)＝0.1 ml，根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑可知n(Fe)＝n′(H2)＝0.1 ml，故合金中铝、铁的物质的量之比＝0.1 ml∶0.1 ml＝1∶1。]
3．将20 g含杂质25%的大理石(杂质与盐酸不反应)投入150 mL盐酸中恰好完全反应，计算：
(1)反应生成的CO2的体积(标准状况)为________L。
(2)原盐酸中HCl的物质的量浓度为________ml·L－1。
[解析] n(CaCO3)＝eq \f(20 g×1－25%,100 g·ml－1)＝0.15 ml，
CaCO3 ＋ 2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
1 ml 2 ml 22.4 L
0.15 ml n(HCl) V(CO2)
eq \f(1 ml,0.15 ml)＝eq \f(22.4 L,VCO2) eq \f(1 ml,0.15 ml)＝eq \f(2 ml,nHCl)
故：V(CO2)＝3.36 L，n(HCl)＝0.3 ml，c(HCl)＝eq \f(0.3 ml,0.15 L)＝2 ml·L－1。
[答案] (1)3.36 (2)2
发 展 目 标
体 系 构 建
能基于物质的量认识化学变化，运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算。培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
物质的量在基本实验中的有关计算