高中化学第二节 金属材料第2课时课后测评

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第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用

题组一　应用化学方程式计算
1．把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A．反应中Na与NaOH的质量相等
B．反应中H2O与H2的质量相等
C．反应中H2O与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
2．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溶液的浓度为(　　)
A．1.0 mol·L－1 B．2.0 mol·L－1
C．1.5 mol·L－1 D．3.0 mol·L－1
3．实验室利用反应2KClO32KCl＋3O2↑制取氧气，现有24.5 g KClO3参加反应，则得到标准状况下的氧气的体积是(　　)
A．2.24 L B．4.48 L
C．44.8 L D．6.72 L
题组二　过量判断
4．(2023·洛阳高一期末)标准状况下，将钠、镁各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的硫酸中，反应产生的气体体积之比是(　　)
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．2∶1
5．(2022·成都高一月考)将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积变化)，下列分析正确的是(　　)
A．铁粉有剩余
B．Cl－浓度减小
C．向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色
D．溶液质量增加5.6 g
题组三　应用关系式法和方程组法计算
6．向200 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为(　　)
A．4.36 g B．2.82 g C．1.6 g D．1.44 g
7．某废水处理站用甲醇(CH3OH)处理含氨废水，反应为NH3＋2O2NO＋H＋＋H2O,
6H＋＋6NO＋5CH3OH3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为NO的转化率可达95%，而NO转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH3 0.034 g·L－1的废水500 m3，则理论上每天所需甲醇的质量为(　　)
A．24.32 kg B．30.00 kg
C．25.30 kg D．4.08 kg
8．(2022·广州高一期末)将3.9 g Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生4.48 L(标准状况下)氢气。下列推断正确的是(　　)
A．参加反应的HCl为0.2 mol
B．Mg、Al在反应中共失去0.2 mol电子
C．参加反应的Mg为2.4 g
D．若与足量的氢氧化钠溶液反应能产生0.15 mol H2

9．把过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中，反应结束后，称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是(　　)
A．7∶2 B．3∶2 C．2∶3 D．2∶7
10．(2022·山东师范大学附中高一月考)在标准状况下，将6.5 g锌和4.6 g钠分别与2.24 L氯化氢溶于水形成的盐酸反应，则放出H2的体积(　　)
A．锌和钠放出氢气的体积一样大
B．锌放出氢气的体积大
C．钠放出氢气的体积大
D．无法比较
11．向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)气体，所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是(　　)
A．11.2 g B．5.6 g
C．2.8 g D．无法计算
12．现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：①取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为b L(标准状况下)；②另取a g样品，高温条件下二者恰好完全反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为c L(标准状况下)。则c∶b等于(　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶4
13．把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110 mL 4 mol·L－1盐酸中，充分反应后产生
896 mL H2(标准状况)，残留固体1.28 g，过滤，滤液中无Cu2＋，将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H＋)＝0.4 mol·L－1。
请回答下列问题：
(1)残留固体1.28 g为________________ (填化学式)。
(2)原混合物粉末中，m(CuO)＝ ___________ g。
(3)滤液稀释到200 mL后，c(Fe2＋)＝______mol·L－1。
(4)稀释后，加入足量的硝酸银，产生沉淀的物质的量n(AgCl)＝______________ mol。
(5)原混合物总质量为m(总)＝________ g。
14．某研究小组取一定质量的镁铝合金材料投入200 mL稀硫酸中，待固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。

(1)加入NaOH溶液0～20 mL时，发生反应的离子方程式为_____________________________。
(2)加入NaOH溶液体积为220 mL时，沉淀的成分是___________________________________。
(3)该合金材料中，镁、铝的物质的量之比为____________________。
(4)稀硫酸的物质的量浓度为______________。
15．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，相同条件下产生H2的体积之比是________________。
(3)足量的两份铝分别投入等体积、一定物质的量浓度的盐酸、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度之比是____________________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，相同条件下测得生成的气体体积之比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g




第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用
1．D　2.B　3.D
4．C　[钠能与H2SO4反应，也能与水反应放出H2，根据关系式：2Na～H2，则得到0.15 mol H2；镁与H2SO4反应放出H2，但与水不反应，根据关系式：Mg～H2～H2SO4,0.3 mol Mg与100 mL 1 mol·L－1 L H2SO4反应，H2SO4不足，产生0.1 mol H2，则产生的H2的体积之比是0.15∶0.1＝3∶2，故选C项。]
5．C　[n(Fe)＝＝0.02 mol，n(FeCl3)＝25×10－3 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。由离子方程式可知，铁离子是过量的，A错误；氯离子不参加反应，浓度不变，B错误；由A项分析知铁离子剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，C正确；由离子方程式可知，1.12 g的铁全部变成亚铁离子进入溶液中，溶液质量增加1.12 g，D错误。]
6．C　[FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2，加热过程中Fe(OH)2被氧气氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解为Fe2O3和H2O，最后得到的固体为Fe2O3，根据Fe原子守恒，得2FeSO4～Fe2O3，则n(Fe2O3)＝＝0.01 mol，m(Fe2O3)＝0.01 mol×160 g·mol－1＝
1.6 g。]
7．A　[根据甲醇处理含氨废水的反应原理可得关系式：NH3～NO～CH3OH，理论上每天所需甲醇的质量为×95%×96%××32 g·mol－1＝2.432×104 g＝24.32 kg。]
8．D　[镁、铝与盐酸发生反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，n(H2)＝0.2 mol，根据H原子守恒可知，参加反应的HCl的物质的量为0.2 mol×2＝0.4 mol，A错误；根据得失电子守恒可知，Mg、Al在反应中失去的电子数等于氢离子得到的电子数，共0.2 mol×2＝0.4 mol，B错误；设Mg的物质的量为x mol，Al的物质的量为y mol，则有24x＋27y＝3.9,2x＋3y＝0.4，联立二式，解得x＝0.05，y＝0.1，则参加反应的Mg的质量为0.05 mol×24 g·mol－1＝1.2 g，C错误；若与足量的氢氧化钠溶液反应，镁与氢氧化钠溶液不发生反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，则能产生H2的物质的量为0.15 mol，D正确。]
9．D　10.C
11．B　[盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n(FeCl2)＝n(HCl)＝×0.1 L×
2 mol·L－1＝0.1 mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.1 mol，质量为0.1 mol×56 g·mol－1＝5.6 g。]
12．C　[该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝与氧化铁反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到如下关系式：2Al～Fe2O3～2Fe,2Al～3H2,2Fe～2H2，故c∶b＝2∶3。]
13．(1)Cu　 (2)1.6　 (3)0.9　(4)0.44　(5)13.6
14．(1)H＋＋OH－===H2O　(2)0.15 mol Mg(OH)2、0.1 mol Al(OH)3　(3)3∶4　(4)2.5 mol·L－1
解析　(1)加入NaOH溶液0～20 mL时，无沉淀生成，说明H2SO4过量，发生NaOH和H2SO4的反应。(2)根据图示，可以判断出沉淀量最大时，沉淀的成分为0.15 mol Mg(OH)2和0.2 mol Al(OH)3,0.2 mol Al(OH)3全部溶解需要40 mL NaOH溶液，因此加入NaOH溶液的体积为
220 mL时，有0.1 mol Al(OH)3溶解，则沉淀的成分为0.15 mol Mg(OH)2、0.1 mol Al(OH)3。(3)根据镁、铝元素守恒，镁、铝的物质的量分别为0.15 mol、0.2 mol，其物质的量之比为3∶4。(4)根据40 mL NaOH溶液可溶解0.2 mol Al(OH)3，可知c(NaOH)＝＝5 mol·L－1。加入200 mL NaOH溶液时，沉淀量最大，此时沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，由n(Na＋)＝2n(SO)知，n(NaOH)＝2n(H2SO4)，n(H2SO4)＝5 mol·L－1×0.2 L×＝0.5 mol，则c(H2SO4)＝＝2.5 mol·L－1。
15．(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A
解析　(4)盐酸和NaOH溶液中溶质的物质的量均为100×10－3 L×3 mol·L－1＝0.3 mol，相同条件下测得生成的气体体积之比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，即生成的氢气的物质的量之比是1∶2，铝的质量相等，若HCl与NaOH完全反应则生成H2的物质的量之比为1∶3＜1∶2，故HCl完全反应，NaOH有剩余。设铝与酸完全反应时，生成的氢气的物质的量为x mol，则
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
6 3
0.3 mol x mol
则＝，解得x＝0.15。
一定条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以氢氧化钠和铝反应生成的氢气的物质的量为0.15 mol×2＝0.3 mol。
设与NaOH溶液反应的金属铝的物质的量为y mol，则
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2 3
y mol 0.3 mol
则＝，解得y＝0.2。
所以铝的质量为0.2 mol×27 g·mol－1＝5.4 g。