人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料第2课时一课一练

第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用

课后训练巩固提升

双基巩固　学考突破

1.0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应,则此盐酸中c(HCl)为(　　)。

A.0.10 mol·L-1 B.0.20 mol·L-1

C.0.50 mol·L-1 D.1.00 mol·L-1

答案:D

解析:CaO+　2HClCaCl2+H2O

56 g 2 mol

0.56 g c(HCl)×20×10-3 L

则:,解得c(HCl)=1.00 mol·L-1。

2.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,则原溶液中硫酸铜的物质的量浓度为(　　)。

A.0.5 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1

C.0.025 mol·L-1 D.0.125 mol·L-1

答案:B

解析:Fe + CuSO4Cu+FeSO4　　 Δm

56 g   1 mol       64 g 8 g

　n(CuSO4) 　　　　                  (8.2-8) g=0.2 g

n(CuSO4)==0.025 mol,c(CuSO4)==0.25 mol·L-1。

3.0.3 mol氯气与足量的金属M反应,生成0.2 mol MCln,则n等于(　　)。

A.1 B.2 

C.3 D.4

答案:C

解析:根据氯原子守恒,可知0.3 mol Cl2与0.2 mol MCln均含0.6 mol Cl。即:0.2n=0.6,n=3。

4.等质量的两份铝分别与适量的稀硫酸和NaOH溶液完全反应,若消耗两溶液的体积相同,则稀硫酸与NaOH溶液中溶质的物质的量浓度之比为(　　)。

A.3∶2 B.2∶3 

C.2∶1 D.1∶2

答案:A

解析:2Al ~ 3H2SO4　　　2Al ~ 2NaOH

        2 mol   3 mol 2 mol      2 mol

两份铝质量相等,其物质的量也相等。

等量的Al消耗H2SO4和NaOH的物质的量之比是3∶2。又因它们体积相同,则物质的量浓度之比等于物质的量之比。

5.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,该溶液中NaOH的物质的量浓度为(　　)。

A.1 mol·L-1 B.2 mol·L-1

C.1.5 mol·L-1 D.3 mol·L-1

答案:B

解析:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

 2 mol 67.2 L

 n(NaOH) 33.6 L

n(NaOH)==1 mol

c(NaOH)==2 mol·L-1

6.铝、钠混合物投入足量的水中,充分反应后,得到澄清溶液,并收集到4.48 L H2(标准状况),若钠的物质的量为0.1 mol,则铝的物质的量为(　　)。

A.0.2 mol B.0.1 mol

C.0.05 mol D.0.025 mol

答案:B

解析:0.1 mol Na产生H2的物质的量为0.05 mol,生成0.1 mol NaOH,而反应共释放H2为=0.2 mol,因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2,

2Al~2NaOH~3H2

2 2        3

x        0.1 mol 0.15 mol

x=0.1 mol。

7.如图是氢氧化钠试剂瓶标签上的部分内容。某同学用24.0 g NaOH固体配成1 L溶液。

(1)所配氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度为　　　　　　　　。 

(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL放入烧杯中,投入足量的金属铝,完全反应后,产生的气体在标准状况下的体积为　　　　　。 

答案:(1)0.6 mol·L-1　(2)4.032 L

解析:n(NaOH)==0.6 mol,c(NaOH)==0.6 mol·L-1。

2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

2 mol 22.4 L×3

0.6 mol·L-1×0.2 L V(H2)

V(H2)==4.032 L。

选考奠基　素养提升

1.(双选)将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体为a L(标准状况下),将铝加入100 mL 2 mol·L-1氢氧化钠溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体为3a L。下列说法正确的是(　　)。

A.铁和铝的物质的量相等

B.原盐酸中c(HCl)=2 mol·L-1

C.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑

D.盐酸与氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度之比为1∶3

答案:BC

解析:铝与氢氧化钠溶液的反应为

2Al+　2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

2 mol     2 mol 3 mol

n(Al)   0.1 L×2 mol·L-1 n(H2)

,解得n(H2)=0.3 mol,

,解得n(Al)=0.2 mol,

由铝与氢氧化钠溶液反应生成的气体为3a L,得=0.3 mol,则a=2.24。再根据反应Fe+2HClFeCl2+H2↑,可求出反应的铁的物质的量为0.1 mol,HCl的物质的量为0.2 mol,则c(HCl)==2 mol·L-1。

2.已知Fe+SFeS,FeS+2HClFeCl2+H2S↑,2H2S+3O22SO2+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

答案:D

解析:设加入的铁粉的质量为x。根据各步反应的定量关系,可列出关系式:

FeFeS(铁守恒)H2S(硫守恒)H2O(氢守恒)

FeH2(Fe与HCl反应)H2O(氢守恒)

推出:Fe~H2O

56 18

x 9 g

x=28 g,

即加入的铁粉为28 g。

3.将4.6 g金属钠投入足量水中,充分反应后得a g溶液;将4.8 g 金属镁投入足量盐酸中,充分反应后得b g溶液,假设水的质量与盐酸的质量相等,则反应后两溶液的质量关系式为(　　)。

A.a=b B.a>b

C.a<b D.无法判断

答案:A

解析:反应后溶液增加的质量等于金属的质量减去放出H2的质量。

2Na+2H2O2NaOH+H2↑　       Δm

46 2 44

4.6 g 4.4 g

Mg+2HClMgCl2+H2↑　 Δm

24 2 22

4.8 g 4.4 g

因为m(H2O)=m(盐酸),所以a=b。

4.某学习小组用右图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

(1)A中试剂为　　　　　　　　　。 

(2)B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　。 

(3)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为　　　　　　　　　。 

答案:(1)NaOH溶液(答案合理即可)

(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

(3)

解析:(1)Mg、Al均可以与酸反应,因此不可以用酸来实验,由于Al可以与碱溶液反应而Mg不可以,则可以用NaOH溶液与Al反应制得H2,然后用排水法收集H2,以计算Al的量。(2)B中发生的是Al与碱溶液的反应。(3)(a-c) g即为铝的质量,再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量。而n(Al)可以由产生的H2的量求得。

5.完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。

(1)取w g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积之比是　　　。 

(2)取0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积之比是　　　　　　　。 

(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气,所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是　　　　,质量之比是　　　　　　。 

(4)若将0.2 mol钠、镁、铝分别投入10 mL 1 mol·L-1盐酸中,在标准状况下产生氢气体积的大小顺序是　　　　　　　　。 

答案:(1)

(2)1∶2∶3

(3)1∶(或6∶3∶2)　23∶12∶9

(4)V(Na)>V(Al)=V(Mg)

解析:(1)利用电子守恒,产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比,为。

(2)0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应,金属转移的电子物质的量之比为(0.1 mol×1)∶(0.1 mol×2)∶(0.1 mol×3),所以相同条件下产生氢气的体积之比为1∶2∶3。

(3)氢气的体积相等,转移的电子数相等,即金属失去的电子数相等。

(4)Mg、Al过量,应以HCl的量计算生成的气体的体积(转移电子为0.01 mol),Na也过量但过量的钠可以与水反应(共转移电子0.2 mol)。

6.把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,在标准状况下生成6.72 L氢气。

(1)该合金中铝的质量分数是　　　　; 

(2)该合金中镁与铝的物质的量之比是　　　; 

(3)该合金溶于足量的盐酸中,标准状况下产生氢气的体积是　　　　。 

答案:(1)52.9%　(2)1∶1　(3)11.2 L

解析:(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应,只有铝能与氢氧化钠溶液反应。设铝的物质的量为n(Al),则:

2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

2 mol 3×22.4 L

n(Al) 6.72 L

解得:n(Al)=0.2 mol,m(Al)=0.2 mol×27 g·mol-1=5.4 g,铝的质量分数为×100%≈52.9%。

(2)m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,n(Mg)==0.2 mol,则n(Al)∶n(Mg)=1∶1。

(3)设由铝生成的氢气为V1(H2),由镁生成的氢气为V2(H2),由铝和镁与盐酸的反应可知:

2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑

2 mol 3×22.4 L

0.2 mol V1(H2)

解得:V1(H2)=6.72 L,

Mg+2HClMgCl2+H2↑

1 mol 22.4 L

0.2 mol V2(H2)

解得:V2(H2)=4.48 L,V总(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72 L+4.48 L=11.2 L。