高中第二节 金属材料第2课时学案及答案

这是一份高中第二节 金属材料第2课时学案及答案，共8页。
目标与素养：1.了解化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系。(模型认知)2.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。(模型认知与科学精神)








一、化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系


2Na ＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑


质量之比： 46 g ∶ 36 g ∶ 80 g ∶ 2 g


计量数之比： 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1


扩大NA倍： 2NA ∶ 2NA ∶ 2NA ∶ NA


物质的量之比： 2 ml ∶ 2 ml ∶ 2 ml ∶ 1 ml


结论：化学方程式中化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于物质的量之比，对于有气体参与的反应还等于体积之比。


为什么利用化学方程式进行计算时，同一种物质的单位必须统一，而不同的物质则不必统一？


[提示] 同一种物质用不同的物理量表示时，比例是相同的。例如1 ml钠和23 g钠完全相同。


二、有关物质的量的计算中的“三个规范”


1．书写规范


各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量，“N”表示微粒数，而“n”表示物质的量。


2．符号规范


(1)设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。


(2)各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：m(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。


3．单位规范


把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。





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)×





1.基本步骤





2．物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项


(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，而非质量之比。


(2)计算时，各种物质不一定都用物质的量表示，也可以用质量表示，气态物质还可以用体积表示，但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系；只要做到“上下一致，左右相当”即可。


【典例】 1.15 g 金属钠与水反应，得到100 mL溶液，试计算：


(1)生成的气体在标准状况下的体积为


_____________________________________________________。


(2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度


_____________________________________________________。


[解析] n(Na)＝eq \f(1.15 g,23 g·ml－1)＝0.05 ml，设生成标准状况下气体的体积为V，溶液中溶质的物质的量浓度为c。


2Na＋2H2O===2NaOH ＋ H2↑


2 ml 2 ml 22.4 L


0．05 ml 0.1 L×c V


V＝eq \f(22.4 L×0.05 ml,2 ml)＝0.56 L；


c＝eq \f(2 ml×0.05 ml,2 ml×0.1 L)＝0.5 ml·L－1。


[答案] (1)0.56 L (2)0.5 ml·L－1





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－1 D．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．将1 ml Na和1 ml Al的混合物投入足量水中，产生的气体在标准状况下的体积为( )


A．11.2 L B．22.4 L


C．33.6 L D．44.8 L


D [根据化学方程式进行计算：


2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑


2 1


1 ml 0.5 ml


2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


2 3


1 ml 1.5 ml


故Na、Al完全反应生成2 ml H2，在标准状况下的体积为44.8 L。]





1.差量法——化学方程式计算中的巧思妙解


化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为


(1)准确写出有关反应的化学方程式。


(2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。


(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。


2．关系式法——解答连续反应类型计算题的捷径


当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。


(1)根据化学方程式确定关系式


写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。


(2)根据原子守恒确定关系式。





3．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( )


A.eq \f(84w2－53w1,31w1) B.eq \f(84w1－w2,31w1)


C.eq \f(73w2－42w1,31w1) D.eq \f(115w2－84w,131w1)


A [由题意知(w1－w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品中NaHCO3质量为x g，由此可得到如下关系：


2NaHCO3eq \(=====,\s\up14(△),\s\d14( ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O


2×84 62


x w1－w2


则x＝eq \f(84w1－w2,31)，故样品纯度为eq \f(mNa2CO3,m样品)＝eq \f(w1－x,w1)＝eq \f(84w2－53w1,31w1)。]


4．将12 g CO和CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为18 g，求原混合气体中CO的质量分数(列式计算)。


解：设原混合气体中CO的质量分数为x。


CuO ＋CO eq \(=====,\s\up14(△),\s\d14( ))Cu＋CO2 气体质量增加(差量)


28 44 44－28＝16


12x g 18 g－12 g＝6 g


eq \f(28,16)＝eq \f(12x g,6 g) 解得x＝0.875。


答：原混合气体中CO的质量分数为87.5%。


5．已知Fe＋Seq \(=====,\s\up14(△))FeS，FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，2H2S＋3O2eq \(=====,\s\up14(点燃))2SO2＋2H2O，一定量的铁粉和9 g硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9 g水，则加入的铁粉质量为( )


A．14 g B．42 g C．56 g D．28 g


D [根据各步反应的定量关系，可列出关系式：


Fe→FeS(铁守恒)→H2S(硫守恒)→H2O(氢守恒)


Fe→H2(化学方程式)→H2O(氢守恒)


推出：Fe～H2O


56 18


x g 9 g


列竖式eq \f(56,x)＝eq \f(18,9)，x＝28，即加入的铁粉为28 g。]


6．硫黄制硫酸时发生的反应有S＋O2eq \(=====,\s\up14(点燃),\s\d14( ))SO2、2SO2＋O2eq \(,\s\up14(催化剂),\s\d14(△))2SO3、SO3＋H2O===H2SO4。


由硫黄制取硫酸的关系式是______________________________。


假设64 g硫黄完全反应，可制取硫酸的质量是________。


[解析] 据题给化学方程式(或根据硫原子守恒)可得关系式：


S～H2SO4。制取硫酸的质量为


eq \f(64 g,32 g·ml－1)×98 g·ml－1＝196 g。


[答案] S～H2SO4 196 g





1．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中的原子总数


C．(a＋b)不一定等于(c＋d)


D．A和B中的元素种类，不一定等于C和D中的元素种类


D [化学反应中的守恒既包括质量守恒，也包括元素种类守恒、原子个数守恒，故D错误。]


2．把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。有关该反应的下列说法正确的是( )


A．反应中Na与NaOH的质量相等


B．反应中H2O和H2的质量相等


C．反应中H2O和H2的质量之比为2∶1


D．反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1


D [该反应中，Na与NaOH的物质的量之比为1∶1，质量之比为23∶40，所以A项错误，D项正确；H2O与H2的物质的量之比为2∶1，质量之比为18∶1，所以B项、C项均错误。]


3．在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L。该NaOH溶液的物质的量浓度为( )


A．1.0 ml·L－1 B．2.0 ml·L－1


C．1.5 ml·L－1 D．3.0 ml·L－1


B [2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


2 ml 67.2 L


n(NaOH) 33.6 L


n(NaOH)＝eq \f(2 ml×33.6 L,67.2 L)＝1 ml，c(NaOH)＝eq \f(1 ml,0.5 L)


＝2.0 ml·L－1。]


4．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


B [Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Δm


1 ml 8 g


n(CuSO4) (8.2－8) g


n(CuSO4)＝eq \f(1 ml×8.2－8g,8 g)＝0.025 ml, c(CuSO4)＝eq \f(0.025 ml,0.1 L)＝0.25 ml·L－1。]


5．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)。


(2)原盐酸中HCl的物质的量浓度。


[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：n(HCl)＝0.3 ml，V(CO2)＝3.36 L，c(HCl)＝eq \f(0.3 ml,0.15 L)＝2 ml·L－1。


[答案] (1)3.36 L (2)2 ml·L－1


物质的量在化学方程式计算中的方法
化学计算中常用的方法