2021学年第三节 物质的量优秀同步练习题

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

（建议时间：40分钟）

1．（2020·娄底市春元中学高一月考）在一定条件下，以过氧化氢为原料制取氧气(2H2O2 =2H2O＋O2↑)，当反应l mol H2O2时，制得的氧气在标准状况下的体积为（　　）

A．2.24L B．4.48L C．11.2L D．22.4L

【答案】C

【详解】

由2H2O2 =2H2O＋O2↑可知，每2molH2O2反应生成1mol氧气，则当反应l mol H2O2时，制得0.5mol氧气，在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，C满足题意；

答案选C。

2．（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。

3．（陕西省西安市长安区第一中学2022-2023学年高一上学期第一次教学质量检测化学试题）利用太阳能分解制氢气，若光催化分解0.02 mol H2O(假设完全反应)，下列说法正确的是

A．生成H2的质量为0.02 g B．生成H原子数为2.408×1023个

C．生成H2的体积为0.224 L(标准状况) D．生成H2中含有质子数为2.408×1022个

【答案】D

【分析】

，光解0.02mol水，可产生0.02molH2和0.01molO2；

【详解】

A. 生成H2的质量为 ，A错误；   

B. 生成H原子数为个，B错误；

C. 标准状况下，生成H2的体积为，C错误；

D. 生成H2中含有质子数为个，D正确；

答案选D。

4．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0.2g

B．原混合物中铁粉的质量为7.0g

C．得到的溶液中金属离子的物质的量为0.1mol

D．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。

5．（2020·广州市南武中学高一月考）一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8g，将其投入100g水中，产生0.2gH2，则这块钠表面的氧化钠的质量为

A．9.2g B．10.6g C．6.2g D．4.6g

【答案】C

【详解】

一块表面己被缓慢氧化的金属钠，其质量为10.8g，投入100g水中，发生反应：Na2O+H2O＝2NaOH，2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑；收集到氢气0．2g，则n(H2)＝0.2g÷2g/mol＝0.1mol，根据方程式的关系可知n(Na)＝2n(H2)＝0.2mol，m(Na)＝0.2mol×23g/mol＝4.6g，所以氧化钠的质量是10.8g-4.6g＝6.2g；

故答案为C。

6．（2021·云南宾川四中高一开学考试）等质量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的质量之比是

A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3

【答案】B

【详解】

根据3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2和Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑，等质量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，假设都为3mol铁粉，则和水蒸气反应生成4mol氢气，和盐酸反应生成3mol氢气，因此在相同的条件下，产生氢气的质量之比是3∶4，故B符合题意。

综上所述，答案为B。

7．（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。

8．取W g NaHCO3固体加热使其完全分解，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中全部吸收，生成5.0 g CaCO3沉淀。试计算：

(1)CaCO3的物质的量为_______mol。

(2)NaHCO3固体的质量w=_______。

【答案】0.05    8.4g   

【详解】

(1) 5.0 g CaCO3的物质的量为；

(2)根据反应方程式Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，生成0.05mol碳酸钙，需要0.05mol CO2；

w=8.4g。

9．（2021·浙江高一期末）在潜水艇和消防员的呼吸面具中，Na2O2常作为氧气的来源。若每人每分钟消耗的O2在标准状况下体积为0.896 L。

(1)每人每分钟消耗O2的物质的量为_______mol。

(2)假设所需的O2全部由Na2O2来提供，则某消防员工作1小时所需要的Na2O2的质量为___g。

【答案】0.04    374.4   

【详解】

(1)若每人每分钟消耗的O2在标准状况下体积为0.896 L，则每人每分钟消耗氧气的物质的量n(O2)=；

(2)假设所需的O2全部由Na2O2来提供，1分钟消耗氧气0.04 mol，则某消防员工作1小时所需要O2的物质的量n(O2)=0.04 mol×60=2.4 mol，根据反应方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知反应产生2.4 mol O2需Na2O2的物质的量为4.8 mol，其质量为m(Na2O2)=4.8mol×78 g/mol=374.4 g。

10．（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。

11．氯化钠是一种重要的化工原料，电解氯化钠溶液可制得氯气、氢氧化钠等物质，发生的化学反应如下：2NaCl + 2H2OCl2 ↑+ H2 ↑+ 2NaOH。现取一定质量的氯化钠溶液进行电解，当氯化钠完全反应时，停止通电。生成氯气的质量与时间的关系如图所示。请计算：

(1)参加反应的氯化钠是_______克？

(2)生成氢气_______克？生成NaOH_______mol？

【答案】11.7    0.2    0.2   

【详解】

由图可知反应生成0.1mol氯气，则：， ：

(1)解得m(NaCl)=11.7g；m(H2)=0.2g；

(2)解得n(NaOH)=0.2mol。

12．（2020·黄河科技学院附属中学）实验室用大理石和100 mL稀盐酸制备CO2，若制备标准状况下的CO2 11.2 L，则

(1)至少需要大理石质量为____________。

(2)需要盐酸的物质的量为__________________。

(3)所需盐酸的物质的量浓度为__________________。

【答案】50 g    1 mol    10 mol/L   

【详解】

(1)标准状况下的11.2 L CO2的物质的量n==0.5 mol，根据C原子守恒，可知需CaCO3的物质的量是0.5 mol，其质量m(CaCO3)=0.5 mol×100 g/mol=50 g；

(2)根据反应方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑可知：每2 mol HCl反应产生1 mol CO2气体，现在反应产生了0.5 mol的CO2气体，则需要消耗盐酸的物质的量为1 mol；

(3)根据(2)可知需要HCl的物质的量是1 mol，其体积是0.1 L，则该盐酸的物质的量浓度c==10 mol/L。

13．（2021·湖南高一期末）把7.8克镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到8.96LH2(标准状况)。试计算：

(1)该合金中铝的质量分数_____(计算结果保留三位有效数字)；

(2)该合金中铝和镁的物质的量之比_____。(请书写必要的计算过程)

【答案】69.2%或0.692    1：2   

【详解】

由,得：

，，联立解得：，铝的质量分数；铝和镁的物质的量之比：；故答案为：69.2%；1:2；

14．现有标准状况下5.6 L H2在足量Cl2中充分燃烧，试计算(要求写出计算步骤)

(1)生成HCl的物质的量为多少？_______。

(2)反应过程中，转移的电子数目有多少？_______。

(3)将生成的HCl溶于水形成200 mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为多少？_______。

【答案】0.5mol    0.5NA    2.5mol/L   

【详解】

(1)H2在足量Cl2中充分燃烧，发生反应，，则。

(2) 由化学方程式知，，，则反应过程中，转移的电子数目0.5NA。

(3)将生成的HCl溶于水形成200 mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为。

15．（2021·江苏省溧阳中学高一月考）一块表面已经被氧化的镁条4.0g，将其投入到100mL稀盐酸中，恰好完全反应，产生氢气的质量为0.3g。计算：

(1)被氧化的镁条中氧化镁的质量=_____。

(2)该稀盐酸的物质的量浓度是______。

(3)若反应后溶液的体积仍然为100mL，此时溶液中溶质的物质的量浓度是_______。

【答案】0.4g    5mol/L    2.5mol/L   

【分析】

表面氧化的镁条中含有氧化镁和镁，都能与盐酸发生反应，利用方程式计算即可。

【详解】

表面氧化的镁条会与盐酸发生反应，根据方程式，假设镁的质量为xg，和镁反应的HCl有ymol，生成氯化镁zmol，假设氧化镁的质量为mg，和氧化镁反应的HCl有nmol，生成氯化镁pmol，根据方程式可得

，，则有 ，解得x=3.6，y=0.3，z=0.15，又因为x+m=4，所以m=0.4，带入可得 ，解得n=0.2，p=0.1，所以

(1)氧化镁的质量为0.4g；

(2)因为恰好反应，所以稀盐酸的物质的量浓度

(3)因为反应最后溶液的溶质是氯化镁，所以其浓度

【点睛】

利用方程式计算注意上下单位一致，左右统一。

16．将50 g铁粉和氧化铁的混合物中加入200 mL的稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气4.48L (标准状况)，反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物。求：

(1)发生的化学反应中有一个属于化合反应，写出其离子方程式__________________________。

(2)混合物中氧化铁是_________g。

(3)原稀硫酸的物质的量浓度____________mol/L。

【答案】Fe+2Fe3+=3Fe2+    28.736    3.694   

【分析】

反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，则Fe元素全部转化为亚铁离子存在于溶液中，因此共发生3个反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。

【详解】

(1)3个反应中Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4属于化合反应，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+；

(2)设混合物中Fe的物质的量为xmol，Fe2O3的物质的量为ymol，则①56x+160y=50，放出标准状况氢气4.48L (0.2mol)，则Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑消耗的的Fe为0.2mol，Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4消耗Fe的物质的量为ymol，则②0.2+y=x，联立二式解得x≈0.3796，y≈0.1796，则混合物中氧化铁的质量为0.1796mol×160g/mol=28.736g；

(3)结合(2)可知n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.3796mol+0.1796mol×2=0.7388mol，c(H2SO4)==3.694mol/L。