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第三章鐵金屬材料第二節(jié)金屬材料第2課時物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應用1.相同質(zhì)量的兩份鋁,分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為()A.1:1B.1:6C.2:3D.3:2【答案】A【解析】鋁和鹽酸、氫氧化鈉反應的方程式為:2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑;相同質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉反應產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量相同,同溫同壓下氣體物質(zhì)的量之比等體積比,故體積比為1:1。2.在一定溫度和壓強下,2L氣體XY2與1L氣體Y2化合,生成2L氣體化合物,則該化合物的化學式為()A.X3Y B.X3Y2 C.X2Y3 D.XY3【答案】D【解析】根據(jù)阿伏加德羅定律及質(zhì)量守恒定律可知,同溫同壓下,體積之比等于物質(zhì)的量之比,而在一個化學反應中,物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比,則有2XY2+Y2=2L,根據(jù)原子守恒,該化合物的化學式為XY3,D項符合題意;本題答案選D。3.把10.8gAl放入足量氫氧化鈉溶液中完全反應,生成氫氣的體積(標準狀況下)為()A.8.96LB.13.44LC.2.24LD.6.72【答案】B【解析】鋁和氫氧化鈉反應的方程式為:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑n(Al)=10.8g÷27g/mol=0.4mol;根據(jù)反應中各物質(zhì)物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比得:0.4mol/n(H2)=2/3;則n(H2)=0.6mol,標況下生成氫氣體積為0.6mol×22.4L/mol=13.44L。4.在2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反應中,生成Cl2體積為11.2L(標況下),則反應中轉移電子物質(zhì)的量為()A.1.6molB.1molC.0.5mol D.1.2mol【答案】B【解析】根據(jù)該化學方程式2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反應中生成的氯氣和轉移電子數(shù)的關系為:5Cl2----10e-,生成Cl2體積(標況下)為11.2L,則Cl2物質(zhì)的量為11.2L÷22.4L/mol=0.5mol,轉移電子物質(zhì)的量為1mol,答案選B。5.把22.4LCO2通過一定量的固體過氧化鈉后收集到16.8L氣體(標況下),則這16.8L氣體的質(zhì)量是(

)A.10g B.15g C.30g D.32g【答案】C【解析】根據(jù)干信息可得,n(CO2)=22.4L÷22.4L/mol=1mol,反應后氣體的物質(zhì)的量為16.8L÷22.4L/mol==0.75mol。設參加反應的CO2的物質(zhì)的量為x,由方程式2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2知,xmolCO2參加反應,生成O2的物質(zhì)的量為0.5x,則1-x+0.5x=0.75,x=0.5mol,從而得出混合氣體中,CO2為0.5mol,O2為0.25mol,因此m(混)=0.5mol×44g/mol+0.25mol×32g/mol=30g;6.甲、乙兩燒杯中各盛有100mL1.5mol·L-1的鹽酸和氫氧化鈉溶液,向兩燒杯中分別加入2.7g的鋁粉,計算反應結束后生成的氣體的體積比是()A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.3:2【答案】B【解析】甲、乙兩燒杯中各盛有100mL

1.5mol?L?1的鹽酸和氫氧化鈉溶液,可知HCl和NaOH的物質(zhì)的量均為1.5mol?L?1×0.1L=0.15mol,加入的Al粉質(zhì)量為2.7g,其物質(zhì)的量為=0.1mol,再結合2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑分析,甲、乙燒杯中生成的氫氣的物質(zhì)的量,再推斷體積比即可?!驹斀狻恳覂蔁懈魇⒂?00mL

1.5mol?L?1的鹽酸和氫氧化鈉溶液,可知HCl和NaOH的物質(zhì)的量均為1.5mol?L?1×0.1L=0.15mol,加入的Al粉質(zhì)量為2.7g,其物質(zhì)的量為=0.1mol,在甲燒杯2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑中Al粉過量,生成氫氣的物質(zhì)的量為0.15mol×=0.075mol,在乙燒杯2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑中,NaOH過量,生成氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol×=0.15mol,則甲、乙兩燒杯中生成氣體在相同條件下的體積比等于氣體的物質(zhì)的量之比,即為0.075mol:0.15mol=1:2,答案選B。7.把足量的鐵粉投入到硫酸和硫酸銅的混合溶液中,充分反應后,殘余固體的質(zhì)量與原來加入的鐵粉質(zhì)量相等,則原溶液中的H+和SO42-的物質(zhì)的量之比為()A.1:4 B.2:7 C.1:2 D.3:8【答案】A【解析】設原溶液中H2SO4和CuSO4的物質(zhì)的量分別為a和b,F(xiàn)e+H2SO4=FeSO4+H2↑,F(xiàn)e+CuSO4=FeSO4+Cu,由題意,56(a+b)=64b,則,c(H+):c(SO42-)=,選A;故答案為:A。8.過氧化鈉是常見的消毒劑與供氧劑,在呼吸面具中使用時發(fā)生反應:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2.已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列有關說法中正確的是()A.物質(zhì)的量均為1mol的Na2O2和Na2CO3所含離子數(shù)目均為3NAB.反應過程中,固體每增重28g轉移的電子數(shù)目為2NAC.該反應中,CO2是還原劑D.44.8LCO2與O2的混合氣體中所含氧原子數(shù)目為4NA【答案】A【解析】A.過氧化鈉由鈉離子和過氧根構成,碳酸鈉由鈉離子和碳酸根構成,所以物質(zhì)的量均為1mol的Na2O2和Na2CO3所含離子數(shù)目均為3NA,故A正確;B.根據(jù)反應方程式每生成1molNa2CO3時固體增重即為1molC原子和1molO原子的質(zhì)量,為(12g/mol+16g/mol)×1mol=28g,此時有1molCO2參與反應,生成0.5molO2,轉移電子數(shù)應為1NA,故B錯誤;C.CO2化合價沒有變化,既不是氧化劑也不是還原劑,故C錯誤;D.未注明溫度和壓強,無法確定氣體的物質(zhì)的量,故D錯誤;9.(2020·江蘇啟東中學高一開學考試)Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應,產(chǎn)生標準狀況下的氫氣4.48L,下列推斷中不正確的是()A.參加反應的Mg、Al共0.2molB.參加反應的HCl為0.4molC.Mg、Al在反應中共失去0.4mol電子D.若與足量的稀硫酸反應能產(chǎn)生0.2molH2【答案】A【解析】Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應的離子方程式為:Mg+2H+===Mg2++H2↑,2Al+6H+===2Al3++3H2↑?!驹斀狻糠磻獙嵸|(zhì)為:Mg+2H+===Mg2++H2↑,2Al+6H+===2Al3++3H2↑。n(H2)==0.2mol,則參加反應的n(H+)=0.4mol。B項正確;若換成足量稀H2SO4,反應實質(zhì)不變,同樣產(chǎn)生0.2molH2,D項錯誤;依據(jù)得失電子守恒,由2H+→H2得電子總數(shù)為0.2mol×2=0.4mol,C項正確;根據(jù)極值法,0.2molMg提供0.4mol電子,0.2molAl則提供0.6mol電子,0.2molMg、Al混合物提供的電子數(shù)大于0.4mol小于0.6mol,A項錯誤。故本題答案為A。10.4.6g鈉與足量的水發(fā)生反應,得到100mL溶液,則所得到溶液的物質(zhì)的量濃度是()A.1mol/LB.2mol/LC.1.5mol/LD.3mol/L【答案】B【解析】根據(jù)鈉元素守恒:Na------NaOH,n(NaOH)=4.6g÷23g/mol=0.2mol;c(NaOH)=0.2mol÷0.1L=2mol/L。11.用表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是()A.常溫常壓下,含有的氧原子數(shù)為3NAB.標準狀況下,與足量的反應轉移的電子數(shù)為3NAC.NA個一氧化碳分子和甲烷的質(zhì)量比為7:4D.固體溶于1L的水中,所得溶液的物質(zhì)的量濃度為【答案】A【解析】A.n(O)==3mol,即含有的氧原子數(shù)為3NA,A正確;B.結合2Fe+3Cl22FeCl3可知,反應消耗3molCl2轉移6mol電子,所以標準狀況下,(1mol)與足量的反應轉移2mol電子,即轉移的電子數(shù)為2NA,B錯誤;C.NA個一氧化碳分子的質(zhì)量為28g,甲烷的質(zhì)量=0.5mol×16g/mol=8g,所以NA個一氧化碳分子和甲烷的質(zhì)量比=28:8=7:2,C錯誤;D.未給出溶液的體積,無法準確計算溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度,D錯誤。答案選A。12.制取水處理劑ClO2(其部分性質(zhì)如表所示)的方法之一是利用草酸(H2C2O4)與氯酸鉀反應,反應的化學方程式為2KClO3+aH2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+bH2O。下列有關該反應的說法不正確的是密度/(g·L?1)熔點/℃沸點/℃水溶性3.09?59.511.0極易溶解A.化學方程式中的a=1,b=2B.草酸只起到還原劑的作用C.KClO3中只有Cl元素被還原D.生成標準狀況下5.6LClO2,轉移0.25mol電子【答案】D【解析】A、由化學方程式中的碳元素守恒可知a=1,由氫元素或氧元素守恒可知b=2,故A說法正確;

B、該反應中的草酸為還原劑,故B說法正確;

C、根據(jù)反應方程式KClO3中Cl的化合價由+5價→+4價,化合價降低,氯酸鉀為氧化劑,故C的說法正確;

D、由表中信息知,標準狀況下ClO2為液體,不能直接用22.4L·mol-1,故D說法錯誤。13.將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100mL2mol/L鹽酸反應,實驗測得生成氣體的體積V(已折合為標準狀況)與時間t的關系如圖所示,則下列說法不正確的是()A.x=2.24B.反應時,Na、Mg、Al均過量C.鈉的物質(zhì)的量為0.2molD.曲線b為Mg與鹽酸反應的圖像【答案】B【解析】由于最后生成的氣體量相同,所以這些金屬置換出的氫氣量相等,即等物質(zhì)的量的三種金屬失去了相同數(shù)量的電子,而若鹽酸過量的話,這些金屬失去的電子數(shù)因該是不一樣的,比值應是1:2:3,故推斷出鹽酸不可能過量,但可能剛好和Na反應完全,此時Na完全反應而Mg、Al還有剩余,由此分析。【詳解】A、由于酸不足,所以生成氫氣的量為n(H2)=0.5n(HCl)=0.5×0.1L×2mol/L=0.1mol,所以標況下的體積為2.24L,故A正確;B、Na不可能過量,即使過量也要與溶劑水反應,故B錯誤;C、生成0.1mol的氫氣需0.2mol的鈉,故C正確;D、按照金屬活動性順序Na>Mg>Al可知鈉和鹽酸反應最激烈,產(chǎn)生相同的氫氣需要的時間最少,故中間那條線是Mg與鹽酸反應的圖像,故D正確;14.氫化鈉(NaH)是一種生氫劑,可發(fā)生反應:NaH+H2O=NaOH+H2↑,對這一反應的描述正確的是()A.2.4g氫化鈉完全反應可產(chǎn)生1.12LH2(標況下 )B.生成1molH2轉移2mol電子C.NaOH是還原產(chǎn)物 D.氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是1:1【答案】D【解析】A.2.4g氫化鈉物質(zhì)的量為2.4g÷24g/mol=0.1mol,可產(chǎn)生氫氣體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24LB.NaH中H元素的化合價從-1價升至0價,H2O中H元素的化合價從+1價降至0價,生成1molH2轉移1mol電子,B錯誤;C.NaH中H元素的化合價從-1價升至0價,H2O中H元素的化合價從+1價降至0價,所以氫氣既是氧化產(chǎn)物,也是還原產(chǎn)物,氫氧化鈉既不是氧化產(chǎn)物,也不是還原產(chǎn)物,C錯誤;D.根據(jù)C項分析,以及電子得失守恒可知氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是1:1,質(zhì)量比是1:1,D正確;15.近年來,科技人員研究得到一種新型材料——泡沫鋁。它是把發(fā)泡劑加到熔融或固體粉末的鋁合金中而制成的,其優(yōu)點是硬度高、密度小(約為0.16~0.5g/cm3),比木材還輕,可浮于水面,又有很大剛性,且隔音、保溫,是一種良好的建筑材料和輕質(zhì)材料,可大批量投放市場。回答下列問題:(1)鋁制成鋁箔用于食品包裝,是利用它的__________(填序號)。A.金屬光澤B.延展性C.導電性D.導熱性(2)鋁在空氣中會被氧化生成一層致密的氧化膜(氧化物)而對鋁起保護作用,但這層氧化膜(氧化物)遇到強酸或強堿都會溶解,請寫出其與鹽酸反應的離子方程式:_________。與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式:_________。(3)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,相同條件下所得H2的體積之比為______。(4)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中,二者恰好完全反應且產(chǎn)生的H2相等,則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是__________?!敬鸢浮緽Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O1∶13∶1【解析】(1)將鋁制成鋁箔用于食品包裝,是利用了鋁的延展性。(2)氧化鋁為兩性氧化物,可與酸或強堿反應生成鹽和水,其與鹽酸反應的離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。(3)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,反應中鋁失去電子的物質(zhì)的量相等,根據(jù)得失電子守恒可知相同條件下生成H2的體積之比為1∶1。(4)鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式分別是2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,因此當二者產(chǎn)生的H2相等時,HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比是6∶2=3∶1,鹽酸和NaOH溶液的體積相同,故HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比為3∶1。16.i.完成該化學方程式:KClO3+HCl(濃)→KCl+

ClO2↑+Cl2↑+H2O_____________。ii.用2.7g鋁和過量200mL濃度為2mol/L的鹽酸反應,回答下列問題:(1)反應消耗_______molHCl;(2)在標準狀況下產(chǎn)生的氣體體積為_______升;(3)溶液中生成物的物質(zhì)的量濃度為________。(假設反應后溶液體積不變)【答案】2KClO3+4HCl(濃)=2KCl+

2ClO2↑+Cl2↑+2H2O0.33.360.5mol/L【解析】i.根據(jù)同種元素發(fā)生氧化還原反應(歸中反應)時,化合價變化規(guī)律“只靠攏不交叉”分析可知,反應中KClO3中

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