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化学必修 第一册第三节 物质的量课后练习题
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这是一份化学必修 第一册第三节 物质的量课后练习题，共8页。
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·广东潮州潮安区期末）将某份铁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中铁、铝物质的量之比为
A．3∶2B．2∶1C．3∶4D．4∶3
【答案】C
【解析】根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，设加入盐酸产生的H2为3 ml，则加入氢氧化钠溶液产生的H2为2 ml，根据反应2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑可知生成2 ml H2，需要Al的物质的量为： EQ \f(4,3) ml，由于2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑可知，等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多即为2 ml，故说明Fe与盐酸反应产生的H2为3 ml－2 ml＝1 ml，根据反应方程式Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑可知，生成1 ml H2需消耗1 ml的Fe，故样品中铁、铝物质的量之比为1 ml∶ EQ \f(4,3) ml＝3∶4，选C项。
2．（2022·江苏宿迁沭阳县期中）将同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液中的Ag＋完全沉淀，则需同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为
A．1∶2∶3B．3∶2∶1
C．1∶1∶1D．6∶3∶2
【答案】D
【解析】由Ag＋＋Cl－＝AgCl↓可知，分别加入足量的硝酸银溶液，Cl－沉淀完全时，同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液，消耗等物质的量的AgNO3，即NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中含氯离子的物质的量相同，设n(Cl－)＝6 ml，根据物质的化学式可知：n(NaCl)＝6 ml，n(MgCl2)＝3 ml，n(AlCl3)＝2 ml，溶液的浓度相同，由V＝ EQ \f(n,c)可知，物质的量之比等于体积之比，为6 ml∶3 ml∶2 ml＝6∶3∶2，选D项。
3．（2022·山西晋城高平市期中）16.3 g由Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH组成的混合物与200 g质量分数为7.3%的盐酸恰好反应，蒸干反应后的溶液，最终得到的固体的质量为
A．8 gB．15.5 gC．11.7 gD．23.4 g
【答案】D
【解析】盐酸中氯离子的物质的量n＝ EQ \f(200 g×7.3%,36.5 g·ml－1)＝0.4 ml，Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH与盐酸反应生成的产物蒸干得到固体都是NaCl，NaCl的摩尔质量为58.5 g·ml－1，由氯原子守恒知生成NaCl的质量为：m＝0.4 ml×58.5 g·ml－1＝23.4 g，故选D项。
4．（2022·江苏扬州邗江区期中）有BaCl2和NaCl的混合溶液a L，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2＋离子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl－离子完全沉淀。反应中消耗x ml H2SO4、y ml AgNO3。据此得知原混合溶液中的c(Na＋)(单位：ml·L－1)为
A．（y－2x）/aB．(y－x)/a
C．(2y－2x)/aD．(2y－4x)/a
【答案】D
【解析】n(Ba2＋)＝n(H2SO4)＝x ml，n(Cl－)＝n(AgNO3)＝y ml，根据电荷守恒：n(Ba2＋)×2＋n(Na＋)×1＝n(Cl－)×1，n(Na＋)＝(y－2x)ml，c(Na＋)＝(y－2x)ml/0.5a L＝(2y－4x)/a ml·L－1，选D项。
5．（2022·江苏无锡宜兴中学期中）向一定质量(设为m g)的MgO、CuO、Fe2O3组成的混合物中，加入500 mL某浓度的硫酸溶液，混合物完全溶解。向溶解后的溶液中逐滴加入2.0 ml·L－1 NaOH溶液250 mL时，恰好将金属阳离子沉淀。则该硫酸的物质的量浓度为
A．0.5 ml·L－1B．1.0 ml·L－1
C．1.5 ml·L－1D．2.0 ml·L－1
【答案】A
【解析】向溶解后的溶液中逐滴加入2.0 ml·L－1 NaOH溶液250 mL时，恰好将金属阳离子沉淀，溶液中的溶质只有硫酸钠，根据元素守恒，H2SO4～Na2SO4～2NaOH，则该硫酸的物质的量浓度为 EQ \f( EQ \f(2.0 ml·L－1×250 mL,2),500 mL)＝0.5 ml·L－1，选A项。
6．（2022·浙江衢州高级中学期中）若加热5.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为
A．1.68 gB．3.32 gC．4.16 gD．4.38 g
【答案】C
【解析】碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠，从反应方程式可知，固体质量减少的部分就是二氧化碳和水蒸气的质量，设碳酸氢钠的质量为x，则：
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O Δm
168 62
x 0.31 g
EQ \f(168,x)＝ EQ \f(162,0.31 g)，解得x＝0.84g
则m(Na2CO3)＝5.00 g－0.84 g＝4.16 g，C项符合题意。
7．（2022·吉林洮南市第一中学期中）将一定量由Na和Na2O2组成的混合物与足量的水反应，得到一定体积的混合气体，将混合气体用电火花引燃，恰好完全反应，无气体剩余。则原混合物中Na和Na2O2的物质的量之比为
A．4∶1B．2∶1C．1∶2D．1∶1
【答案】B
【解析】2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，钠与氢气的关系式为：2Na～H2；2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑，过氧化钠与氧气的关系式为：2Na2O2～O2；2H2＋O2eq \(======,\s\up7(电火花))2H2O，氢气和氧气的关系式为：2H2～O2，将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2∶1，通过钠与氢气、过氧化钠与氧气、氢气与氧气的关系式可得钠与过氧化钠的关系式为：4Na～2H2～O2～2Na2O2，所以原混合物中Na和Na2O2的物质的量之比为4∶2＝2∶1，故合理选项是B项。
8．（2022·江西新余期末）13.6 g Fe和Fe2O3的混合物，加入150 mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1.12 L H2，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的稀硫酸，并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200 mL 3 ml·L－1的NaOH溶液，则该稀H2SO4的物质的量浓度为
A．2.25 ml·L－1B．2 ml·L－1
C．3 ml·L－1D．0.6 ml·L－1
【答案】B
【解析】根据题干信息可知，涉及反应有：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑、Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋Fe2(SO4)3＝3FeSO4、FeSO4＋2NaOH＝Fe(OH)2↓＋Na2SO4、2NaOH＋H2SO4＝Na2SO4＋2H2O，即反应最后铁元素完全沉淀后，溶液中的溶质只剩下Na2SO4，根据Na＋和SO42－守恒可得：n(Na＋)×1＝n(SO42－)×2，n(Na＋)＝n(NaOH)＝2n(SO42－)＝2n(H2SO4)，即n(NaOH)＝2n(H2SO4)，则0.2 L×3 ml·L－1＝2×0.15 L×c(H2SO4)，解得c(H2SO4)＝2 ml·L－1，故答案为B项。
9．（2022·江西上饶期末）将钠、铝混合物投入足量水(质量为100 g)中进行反应，若钠、铝的质量分别为46 g和27 g，充分反应后，下列说法正确的是
A．产生H2的物质的量为2.5 mlB．溶液中的溶质只有NaAlO2
C．金属未完全溶解D．NaAlO2的质量分数是 EQ \f(82,100＋46＋27)×100%
【答案】A
【解析】钠的物质的量为2 ml，铝的物质的量为1 ml，2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑，2Na～2NaOH，2Al～2NaOH～2NaAlO2，故2 ml Na生成2 ml NaOH，1 ml Al消耗1 ml NaOH。
A项，由上分析可知，2 ml Na产生1 ml H2，1 ml Al产生 EQ \f(3,2) ml H2，产生H2的物质的量为1 ml＋ EQ \f(3,2) ml＝2.5 ml，正确；B项，由Na生成2 ml NaOH，1 ml Al消耗1 ml NaOH，溶液中的溶质有NaAlO2和未消耗的NaOH，错误；C项，由分析可知，Na完全反应，生成的氢氧化钠将Al完全反应，错误；D项，n(NaAlO2)＝1 ml，m(NaAlO2)＝1 ml×82 g·ml－1＝82 g，m(H2)＝2.5 ml×2 g·ml－1＝5 g，NaAlO2的质量分数是 EQ \f(82,100＋46＋27－2)×100%，错误。
10．（2022·北京昌平期末）氧化还原反应原理在研究物质性质及转化方面具有重要价值。
（1）化合价是学习氧化还原反应的基础。在横线上写出以下几种物质中加点元素的化合价。
Cu ________ Na2O2 ________ ClO2－________ (NH4)2Fe(SO4)2________
（2）制备氯气的一种反应是MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。该反应中，还原剂是(填化学式，下同)___________，被还原的物质是___________。若反应中消耗了1 ml MnO2，则生成Cl2的物质的量为_______ml。
（3）某含余氯废水(主要成分是NaClO)的处理流程如下：
含余氯废水eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(Na2SO3溶液),\s\d 4(——————→))),\s\d 6())达标排放
已知处理过程中发生反应：Na2SO3＋NaC1O＝Na2SO4＋NaCl，若NaClO的含量是7.45×10－3 g·L－1，则处理1 000 L含余氯废水，理论上需要0.5 ml·L－1 Na2SO3溶液________L。
【答案】（1）①0 ②－1 ③＋3 ④＋2 （2）浓HCl MnO2 1 （3）0.2
【解析】（1）单质中元素化合价为0，Cu中铜元素化合价是0；Na2O2中钠元素化合价为＋1，根据元素化合价代数和等于0，可知氧元素化合价为－1；ClO2－中氧元素化合价为－2，根据元素化合价代数和等于－1，Cl元素化合价为＋3；(NH4)2Fe(SO4)2中NHeq \\al(＋,4)的化合价为＋1、SO42－的化合价为－2，根据化合价代数和等于0，铁元素化合价为＋2；（2）MnO2＋4HCl(浓)eq \(===,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O反应，HCl中Cl元素化合价升高，还原剂是浓HCl，MnO2中Mn元素化合价降低，被还原的物质是MnO2。根据反应方程式，若反应中消耗了1 ml MnO2，则生成Cl2的物质的量为1 ml；（3）若NaClO的含量是7.45×10－3 g·L－1，1 000 L含余氯废水中含NaClO的物质的量是 EQ \f(7.45×10－3 g·L－1×1 000 L,74.5 ml·L－1)＝0.1 ml，设理论上需要0.5 ml·L－1 Na2SO3溶液V L，则
Na2SO3 ＋ NaC1O＝Na2SO4＋NaCl
1 ml 1 ml
0.5 ml·L－1×V L 0.1 ml
V＝0.2 L。
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·北京汇文中学期末）密闭容器中装1 ml NaHCO3和0.8 ml Na2O2加热充分反应后，容器内残留的固体是
A．0.8 ml Na2CO3和1 ml NaOHB．1 ml Na2CO3和0.6 ml NaOH
C．1.3 ml Na2CO3D．0.5ml Na2CO3和1.6 ml NaOH
【答案】B
【解析】NaHCO3加热分解：2NaHCO3eq \(===,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O可知：1 ml NaHCO3分解生成0.5 ml CO2、0.5 ml H2O和0.5 ml Na2CO3，生成的CO2和H2O分别与Na2O2反应：2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑，二氧化碳首先与过氧化钠反应，0.5 ml CO2消耗过氧化钠0.5 ml，生成碳酸钠0.5 ml，剩余的过氧化钠为0.8 ml－0.5 ml＝0.3 ml，0.3 ml Na2O2与水反应，生成0.6 ml NaOH，所以容器内残留的固体是Na2CO3为0.5 ml＋0.5 ml＝1 ml和NaOH为0.6 ml，故选B项。
12．（2022·甘肃张掖市期末）有一种铁的“氧化物”样品，用5 ml·L－1盐酸140 mL完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56 L氯气，恰好使其中Fe2＋全部化成Fe3＋，该样品可能的化学式是
A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O7
【答案】D
【解析】盐酸中HCl的物质的量为5 ml·L－1×0.140 L＝0.7 ml，0.56 L氯气的物质的量为 EQ \f(0.56 L,22.4 L·ml－1)＝0.025 ml。铁的“氧化物”样品，用盐酸完全溶解，所得溶液中能吸收标况下0.56 L氯气，说明溶液中有Fe2＋，由2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－，可知溶液中Fe2＋的物质的量：0.025 ml×2＝0.05 ml。跟盐酸反应后的溶液中有0.05 ml Fe2＋，0.7 ml Cl－，则还应该有Fe3＋，根据电荷守恒：n(Fe2＋)×2＋n(Fe3＋)×3＝n(Cl－)×1，0.05 ml×2＋n(Fe3＋)×3＝0.7 ml×1，n(Fe3＋)＝ EQ \f(0.7 ml－0.05 ml×2,3)＝0.2 ml，所以Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.05∶0.2＝1∶4，写成氧化物的形式为：FeO·2Fe2O3，即Fe5O7，故选D项。
13．（2022·天津五校联考期中）向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 ml·L－1的稀盐酸，生成CO2的量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A．在加入盐酸0～0.2 L范围内，发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比1∶2
【答案】D
【解析】结合氢离子的能力：OH－＞CO32－＞HCO3－，向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 ml·L－1的稀盐酸依次发生反应①OH－＋H＋＝H2O、②CO32－＋H＋＝HCO3－、③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑。
A项，根据图像，发生反应③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑，生成0.01 ml CO2，则消耗盐酸的体积是 EQ \f(0.01 ml,0.1 ml·L－1)＝0.1 L，所以发生反应②CO32－＋H＋＝HCO3－消耗盐酸的体积也是0.1 L，发生反应①OH－＋H＋＝H2O消耗盐酸为：0.4 L－0.1 L－0.1 L＝0.2 L，在加入盐酸0～0.2 L范围内，发生中和反应，正确；B项，ab段反应生成二氧化碳，发生反应的离子方程式为HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑，正确；C项，根据图像，发生反应③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑生成0.01 ml CO2，则消耗盐酸的体积是0.1 L，所以a＝0.4 L－0.1 L＝0.3 L，正确；D项，发生反应③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑，生成0.01 ml CO2消耗盐酸0.01 ml，所以Na2CO3的物质的量0.01 ml；发生反应①OH－＋H＋＝H2O消耗HCl为：0.1 ml·L－1×0.2 L＝0.02 ml，原混合溶液中NaOH的物质的量是0.02 ml，NaOH与Na2CO3的物质的量之比0.02 ml∶0.01 ml＝2∶1，错误。
14．（2022·安徽安庆市期末）在100 mL 5.0 ml·L－1 FeCl3溶液中加入16.0 g铜和铁的混合物，充分反应后剩余固体1.2 g(反应前后体积变化忽略不计，不考虑空气等影响)。下列有关说法不正确的是
A．FeCl3溶液中的Fe3＋已全部反应
B．还原剂失去电子的物质的量为0.5 ml
C．原混合物中含有铜7.6 g
D．根据氯元素守恒，可求得反应后溶液中Fe2＋的浓度是7.5 ml·L－1
【答案】D
【解析】氯化铁与铁单质发生反应：2Fe2＋＋Fe＝3Fe3＋；与铜单质发生反应：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋，因铁比铜活泼，故铁先反应，铜后反应。
A项，因金属有剩余，且两种金属均能与氯化铁反应，可知氯化铁反应完全，Fe3＋已全部反应，正确；B项，由反应可知，反应中Fe3＋完全被还原成Fe2＋，则0.5 ml Fe3＋得电子的物质的量为0.5 ml，根据得失电子守恒，还原剂失去电子的物质的量为0.5 ml，正确；C项，若只有铁溶解，则0.5 ml氯化铁消耗的Fe的物质的量为0.25 ml，固体损失的质量为0.25 ml×56 g·ml－1＝14.0 g，则剩余固体的质量应为16.0 g－14.0 g＝2.0 g，而实际固体剩余质量为1.2 g，可知实际反应的金属还有Cu，设溶解的Fe的物质的量为x ml，溶解的Cu的物质的量为y ml，则56x＋64y＝16.0 g－1.2 g＝14.8 g，根据电子得失守恒可得：2x＋2y＝0.5，解得：x＝0.15，y＝0.1，固体混合物中铁的质量为：0.15 ml×56 g·ml－1＝8.4 g，铜的质量＝16.0－8.4＝7.6 g，正确；D项，100 mL 5.0 ml·L－1的FeCl3溶液中氯离子的浓度为15 ml·L－1，根据电荷守恒c(Fe2＋)×2＋c(Cu2＋)×2＝15 ml·L－1，可求得反应后溶液中Fe2＋、Cu2＋的浓度之和是7.5 ml·L－1，错误。
15．（2022·广西钦州市期末）把33.2 g含镁，铝、铜的合金粉末分为两等份，一份放入过量氢氧化钠溶液中，得到6.72 L氢气(标准状况)，另一份放入过量盐酸中，得到11.2 L氢气(标准状况)。试计算(无解题过程不给分)：
（1）该合金中铝的质量为__________g。
（2）该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为_________________。
【答案】（1）10.8 g （2）2∶2∶1
【解析】（1）标准状况，6.72 L H2 的物质的量是 EQ \f(6.72 L,22.4 L·ml－1)＝0.3 ml
设一份合金中铝的物质的量是x。
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
2 3
x 0.3 ml
解得x＝0.2 ml
所以该合金中铝的质量为0.2 ml×27 g·ml－1×2＝10.8 g。
（2）铝和镁都能与盐酸反应放出氢气，另一份放入过量盐酸中，得到气体共11.2 L(标准状况)，则镁与盐酸反应放出氢气的体积是(11.2－6.72)L＝4.48 L(标准状况)，氢气的物质的量是0.2 ml。
设一份合金中镁的物质的量是y。
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
1 1
y 0.2 ml
解得y＝0.2 ml
则一份合金中镁的质量是0.2 ml×24 g·ml－1＝4.8 g
铜的质量是16.6 g－4.8 g－0.2 ml×27 g·ml－1＝6.4 g，铜的物质的量是0.1 ml
该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为0.2 ml∶0.2 ml∶0.1 ml＝2∶2∶1。
16．（2022·浙江宁波期末）在Na2CO3和NaHCO3混合溶液中缓慢滴加一定浓度的盐酸，测得溶液中HCO3－物质的量与所加盐酸体积之间的关系如图所示。
请回答下列问题：
（1）盐酸物质的量浓度为______ml·L－1。
（2）当滴入的盐酸体积为12.5 mL时，溶液中n(CO32－)∶n(HCO3－)为___________。
【答案】（1）1 （2）1∶3
【解析】（1）在加入HCl的体积在0～25 mL时发生反应：Na2CO3＋HCl＝NaCl＋NaHCO3，在加入盐酸溶液的体积在25～75 mL时发生反应：NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑。根据C元素守恒可知原混合溶液中n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.05 ml。由方程式NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑可知n(HCl)＝n(NaHCO3)＝0.05 ml，发生该反应的HCl体积是V(HCl)＝75 mL－25 mL＝50 mL，则该盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝ EQ \f(0.05 ml,0.05 L)＝1 ml·L－1；（5）加入HCl的体积在0～25 mL时发生反应：Na2CO3＋HCl＝NaCl＋NaHCO3，可知原溶液中n(Na2CO3)＝n(HCl)＝1 ml·L－1×0.025 L＝0.025 ml，则原固体中NaHCO3的物质的量为n(NaHCO3)＝0.05 ml－0.025 ml＝0.025 ml。当滴入的盐酸体积为12.5 mL时，反应消耗Na2CO3的物质的量n(Na2CO3)＝n(HCl)＝1 ml·L－1×0.0125 L＝0.0125 ml，故此时溶液中剩余Na2CO3的物质的量为0.025 ml－0.0125 ml＝0.0125 ml，其中含有的NaHCO3的物质的量为0.025 ml＋0.0125 ml＝0.0375 ml，所以此时n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝0.0125 ml∶0.0375 ml＝1∶3，则此时溶液中n(CO32－)∶n(HCO3－)＝1∶3。
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·广东潮州潮安区期末）将某份铁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中铁、铝物质的量之比为
A．3∶2B．2∶1C．3∶4D．4∶3
【答案】C
【解析】根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，设加入盐酸产生的H2为3 ml，则加入氢氧化钠溶液产生的H2为2 ml，根据反应2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑可知生成2 ml H2，需要Al的物质的量为： EQ \f(4,3) ml，由于2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑可知，等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多即为2 ml，故说明Fe与盐酸反应产生的H2为3 ml－2 ml＝1 ml，根据反应方程式Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑可知，生成1 ml H2需消耗1 ml的Fe，故样品中铁、铝物质的量之比为1 ml∶ EQ \f(4,3) ml＝3∶4，选C项。
2．（2022·江苏宿迁沭阳县期中）将同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液中的Ag＋完全沉淀，则需同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为
A．1∶2∶3B．3∶2∶1
C．1∶1∶1D．6∶3∶2
【答案】D
【解析】由Ag＋＋Cl－＝AgCl↓可知，分别加入足量的硝酸银溶液，Cl－沉淀完全时，同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液，消耗等物质的量的AgNO3，即NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中含氯离子的物质的量相同，设n(Cl－)＝6 ml，根据物质的化学式可知：n(NaCl)＝6 ml，n(MgCl2)＝3 ml，n(AlCl3)＝2 ml，溶液的浓度相同，由V＝ EQ \f(n,c)可知，物质的量之比等于体积之比，为6 ml∶3 ml∶2 ml＝6∶3∶2，选D项。
3．（2022·山西晋城高平市期中）16.3 g由Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH组成的混合物与200 g质量分数为7.3%的盐酸恰好反应，蒸干反应后的溶液，最终得到的固体的质量为
A．8 gB．15.5 gC．11.7 gD．23.4 g
【答案】D
【解析】盐酸中氯离子的物质的量n＝ EQ \f(200 g×7.3%,36.5 g·ml－1)＝0.4 ml，Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH与盐酸反应生成的产物蒸干得到固体都是NaCl，NaCl的摩尔质量为58.5 g·ml－1，由氯原子守恒知生成NaCl的质量为：m＝0.4 ml×58.5 g·ml－1＝23.4 g，故选D项。
4．（2022·江苏扬州邗江区期中）有BaCl2和NaCl的混合溶液a L，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2＋离子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl－离子完全沉淀。反应中消耗x ml H2SO4、y ml AgNO3。据此得知原混合溶液中的c(Na＋)(单位：ml·L－1)为
A．（y－2x）/aB．(y－x)/a
C．(2y－2x)/aD．(2y－4x)/a
【答案】D
【解析】n(Ba2＋)＝n(H2SO4)＝x ml，n(Cl－)＝n(AgNO3)＝y ml，根据电荷守恒：n(Ba2＋)×2＋n(Na＋)×1＝n(Cl－)×1，n(Na＋)＝(y－2x)ml，c(Na＋)＝(y－2x)ml/0.5a L＝(2y－4x)/a ml·L－1，选D项。
5．（2022·江苏无锡宜兴中学期中）向一定质量(设为m g)的MgO、CuO、Fe2O3组成的混合物中，加入500 mL某浓度的硫酸溶液，混合物完全溶解。向溶解后的溶液中逐滴加入2.0 ml·L－1 NaOH溶液250 mL时，恰好将金属阳离子沉淀。则该硫酸的物质的量浓度为
A．0.5 ml·L－1B．1.0 ml·L－1
C．1.5 ml·L－1D．2.0 ml·L－1
【答案】A
【解析】向溶解后的溶液中逐滴加入2.0 ml·L－1 NaOH溶液250 mL时，恰好将金属阳离子沉淀，溶液中的溶质只有硫酸钠，根据元素守恒，H2SO4～Na2SO4～2NaOH，则该硫酸的物质的量浓度为 EQ \f( EQ \f(2.0 ml·L－1×250 mL,2),500 mL)＝0.5 ml·L－1，选A项。
6．（2022·浙江衢州高级中学期中）若加热5.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为
A．1.68 gB．3.32 gC．4.16 gD．4.38 g
【答案】C
【解析】碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠，从反应方程式可知，固体质量减少的部分就是二氧化碳和水蒸气的质量，设碳酸氢钠的质量为x，则：
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O Δm
168 62
x 0.31 g
EQ \f(168,x)＝ EQ \f(162,0.31 g)，解得x＝0.84g
则m(Na2CO3)＝5.00 g－0.84 g＝4.16 g，C项符合题意。
7．（2022·吉林洮南市第一中学期中）将一定量由Na和Na2O2组成的混合物与足量的水反应，得到一定体积的混合气体，将混合气体用电火花引燃，恰好完全反应，无气体剩余。则原混合物中Na和Na2O2的物质的量之比为
A．4∶1B．2∶1C．1∶2D．1∶1
【答案】B
【解析】2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，钠与氢气的关系式为：2Na～H2；2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑，过氧化钠与氧气的关系式为：2Na2O2～O2；2H2＋O2eq \(======,\s\up7(电火花))2H2O，氢气和氧气的关系式为：2H2～O2，将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2∶1，通过钠与氢气、过氧化钠与氧气、氢气与氧气的关系式可得钠与过氧化钠的关系式为：4Na～2H2～O2～2Na2O2，所以原混合物中Na和Na2O2的物质的量之比为4∶2＝2∶1，故合理选项是B项。
8．（2022·江西新余期末）13.6 g Fe和Fe2O3的混合物，加入150 mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1.12 L H2，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的稀硫酸，并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200 mL 3 ml·L－1的NaOH溶液，则该稀H2SO4的物质的量浓度为
A．2.25 ml·L－1B．2 ml·L－1
C．3 ml·L－1D．0.6 ml·L－1
【答案】B
【解析】根据题干信息可知，涉及反应有：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑、Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋Fe2(SO4)3＝3FeSO4、FeSO4＋2NaOH＝Fe(OH)2↓＋Na2SO4、2NaOH＋H2SO4＝Na2SO4＋2H2O，即反应最后铁元素完全沉淀后，溶液中的溶质只剩下Na2SO4，根据Na＋和SO42－守恒可得：n(Na＋)×1＝n(SO42－)×2，n(Na＋)＝n(NaOH)＝2n(SO42－)＝2n(H2SO4)，即n(NaOH)＝2n(H2SO4)，则0.2 L×3 ml·L－1＝2×0.15 L×c(H2SO4)，解得c(H2SO4)＝2 ml·L－1，故答案为B项。
9．（2022·江西上饶期末）将钠、铝混合物投入足量水(质量为100 g)中进行反应，若钠、铝的质量分别为46 g和27 g，充分反应后，下列说法正确的是
A．产生H2的物质的量为2.5 mlB．溶液中的溶质只有NaAlO2
C．金属未完全溶解D．NaAlO2的质量分数是 EQ \f(82,100＋46＋27)×100%
【答案】A
【解析】钠的物质的量为2 ml，铝的物质的量为1 ml，2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑，2Na～2NaOH，2Al～2NaOH～2NaAlO2，故2 ml Na生成2 ml NaOH，1 ml Al消耗1 ml NaOH。
A项，由上分析可知，2 ml Na产生1 ml H2，1 ml Al产生 EQ \f(3,2) ml H2，产生H2的物质的量为1 ml＋ EQ \f(3,2) ml＝2.5 ml，正确；B项，由Na生成2 ml NaOH，1 ml Al消耗1 ml NaOH，溶液中的溶质有NaAlO2和未消耗的NaOH，错误；C项，由分析可知，Na完全反应，生成的氢氧化钠将Al完全反应，错误；D项，n(NaAlO2)＝1 ml，m(NaAlO2)＝1 ml×82 g·ml－1＝82 g，m(H2)＝2.5 ml×2 g·ml－1＝5 g，NaAlO2的质量分数是 EQ \f(82,100＋46＋27－2)×100%，错误。
10．（2022·北京昌平期末）氧化还原反应原理在研究物质性质及转化方面具有重要价值。
（1）化合价是学习氧化还原反应的基础。在横线上写出以下几种物质中加点元素的化合价。
Cu ________ Na2O2 ________ ClO2－________ (NH4)2Fe(SO4)2________
（2）制备氯气的一种反应是MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。该反应中，还原剂是(填化学式，下同)___________，被还原的物质是___________。若反应中消耗了1 ml MnO2，则生成Cl2的物质的量为_______ml。
（3）某含余氯废水(主要成分是NaClO)的处理流程如下：
含余氯废水eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(Na2SO3溶液),\s\d 4(——————→))),\s\d 6())达标排放
已知处理过程中发生反应：Na2SO3＋NaC1O＝Na2SO4＋NaCl，若NaClO的含量是7.45×10－3 g·L－1，则处理1 000 L含余氯废水，理论上需要0.5 ml·L－1 Na2SO3溶液________L。
【答案】（1）①0 ②－1 ③＋3 ④＋2 （2）浓HCl MnO2 1 （3）0.2
【解析】（1）单质中元素化合价为0，Cu中铜元素化合价是0；Na2O2中钠元素化合价为＋1，根据元素化合价代数和等于0，可知氧元素化合价为－1；ClO2－中氧元素化合价为－2，根据元素化合价代数和等于－1，Cl元素化合价为＋3；(NH4)2Fe(SO4)2中NHeq \\al(＋,4)的化合价为＋1、SO42－的化合价为－2，根据化合价代数和等于0，铁元素化合价为＋2；（2）MnO2＋4HCl(浓)eq \(===,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O反应，HCl中Cl元素化合价升高，还原剂是浓HCl，MnO2中Mn元素化合价降低，被还原的物质是MnO2。根据反应方程式，若反应中消耗了1 ml MnO2，则生成Cl2的物质的量为1 ml；（3）若NaClO的含量是7.45×10－3 g·L－1，1 000 L含余氯废水中含NaClO的物质的量是 EQ \f(7.45×10－3 g·L－1×1 000 L,74.5 ml·L－1)＝0.1 ml，设理论上需要0.5 ml·L－1 Na2SO3溶液V L，则
Na2SO3 ＋ NaC1O＝Na2SO4＋NaCl
1 ml 1 ml
0.5 ml·L－1×V L 0.1 ml
V＝0.2 L。
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·北京汇文中学期末）密闭容器中装1 ml NaHCO3和0.8 ml Na2O2加热充分反应后，容器内残留的固体是
A．0.8 ml Na2CO3和1 ml NaOHB．1 ml Na2CO3和0.6 ml NaOH
C．1.3 ml Na2CO3D．0.5ml Na2CO3和1.6 ml NaOH
【答案】B
【解析】NaHCO3加热分解：2NaHCO3eq \(===,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O可知：1 ml NaHCO3分解生成0.5 ml CO2、0.5 ml H2O和0.5 ml Na2CO3，生成的CO2和H2O分别与Na2O2反应：2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑，二氧化碳首先与过氧化钠反应，0.5 ml CO2消耗过氧化钠0.5 ml，生成碳酸钠0.5 ml，剩余的过氧化钠为0.8 ml－0.5 ml＝0.3 ml，0.3 ml Na2O2与水反应，生成0.6 ml NaOH，所以容器内残留的固体是Na2CO3为0.5 ml＋0.5 ml＝1 ml和NaOH为0.6 ml，故选B项。
12．（2022·甘肃张掖市期末）有一种铁的“氧化物”样品，用5 ml·L－1盐酸140 mL完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56 L氯气，恰好使其中Fe2＋全部化成Fe3＋，该样品可能的化学式是
A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O7
【答案】D
【解析】盐酸中HCl的物质的量为5 ml·L－1×0.140 L＝0.7 ml，0.56 L氯气的物质的量为 EQ \f(0.56 L,22.4 L·ml－1)＝0.025 ml。铁的“氧化物”样品，用盐酸完全溶解，所得溶液中能吸收标况下0.56 L氯气，说明溶液中有Fe2＋，由2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－，可知溶液中Fe2＋的物质的量：0.025 ml×2＝0.05 ml。跟盐酸反应后的溶液中有0.05 ml Fe2＋，0.7 ml Cl－，则还应该有Fe3＋，根据电荷守恒：n(Fe2＋)×2＋n(Fe3＋)×3＝n(Cl－)×1，0.05 ml×2＋n(Fe3＋)×3＝0.7 ml×1，n(Fe3＋)＝ EQ \f(0.7 ml－0.05 ml×2,3)＝0.2 ml，所以Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.05∶0.2＝1∶4，写成氧化物的形式为：FeO·2Fe2O3，即Fe5O7，故选D项。
13．（2022·天津五校联考期中）向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 ml·L－1的稀盐酸，生成CO2的量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A．在加入盐酸0～0.2 L范围内，发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比1∶2
【答案】D
【解析】结合氢离子的能力：OH－＞CO32－＞HCO3－，向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 ml·L－1的稀盐酸依次发生反应①OH－＋H＋＝H2O、②CO32－＋H＋＝HCO3－、③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑。
A项，根据图像，发生反应③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑，生成0.01 ml CO2，则消耗盐酸的体积是 EQ \f(0.01 ml,0.1 ml·L－1)＝0.1 L，所以发生反应②CO32－＋H＋＝HCO3－消耗盐酸的体积也是0.1 L，发生反应①OH－＋H＋＝H2O消耗盐酸为：0.4 L－0.1 L－0.1 L＝0.2 L，在加入盐酸0～0.2 L范围内，发生中和反应，正确；B项，ab段反应生成二氧化碳，发生反应的离子方程式为HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑，正确；C项，根据图像，发生反应③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑生成0.01 ml CO2，则消耗盐酸的体积是0.1 L，所以a＝0.4 L－0.1 L＝0.3 L，正确；D项，发生反应③HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑，生成0.01 ml CO2消耗盐酸0.01 ml，所以Na2CO3的物质的量0.01 ml；发生反应①OH－＋H＋＝H2O消耗HCl为：0.1 ml·L－1×0.2 L＝0.02 ml，原混合溶液中NaOH的物质的量是0.02 ml，NaOH与Na2CO3的物质的量之比0.02 ml∶0.01 ml＝2∶1，错误。
14．（2022·安徽安庆市期末）在100 mL 5.0 ml·L－1 FeCl3溶液中加入16.0 g铜和铁的混合物，充分反应后剩余固体1.2 g(反应前后体积变化忽略不计，不考虑空气等影响)。下列有关说法不正确的是
A．FeCl3溶液中的Fe3＋已全部反应
B．还原剂失去电子的物质的量为0.5 ml
C．原混合物中含有铜7.6 g
D．根据氯元素守恒，可求得反应后溶液中Fe2＋的浓度是7.5 ml·L－1
【答案】D
【解析】氯化铁与铁单质发生反应：2Fe2＋＋Fe＝3Fe3＋；与铜单质发生反应：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋，因铁比铜活泼，故铁先反应，铜后反应。
A项，因金属有剩余，且两种金属均能与氯化铁反应，可知氯化铁反应完全，Fe3＋已全部反应，正确；B项，由反应可知，反应中Fe3＋完全被还原成Fe2＋，则0.5 ml Fe3＋得电子的物质的量为0.5 ml，根据得失电子守恒，还原剂失去电子的物质的量为0.5 ml，正确；C项，若只有铁溶解，则0.5 ml氯化铁消耗的Fe的物质的量为0.25 ml，固体损失的质量为0.25 ml×56 g·ml－1＝14.0 g，则剩余固体的质量应为16.0 g－14.0 g＝2.0 g，而实际固体剩余质量为1.2 g，可知实际反应的金属还有Cu，设溶解的Fe的物质的量为x ml，溶解的Cu的物质的量为y ml，则56x＋64y＝16.0 g－1.2 g＝14.8 g，根据电子得失守恒可得：2x＋2y＝0.5，解得：x＝0.15，y＝0.1，固体混合物中铁的质量为：0.15 ml×56 g·ml－1＝8.4 g，铜的质量＝16.0－8.4＝7.6 g，正确；D项，100 mL 5.0 ml·L－1的FeCl3溶液中氯离子的浓度为15 ml·L－1，根据电荷守恒c(Fe2＋)×2＋c(Cu2＋)×2＝15 ml·L－1，可求得反应后溶液中Fe2＋、Cu2＋的浓度之和是7.5 ml·L－1，错误。
15．（2022·广西钦州市期末）把33.2 g含镁，铝、铜的合金粉末分为两等份，一份放入过量氢氧化钠溶液中，得到6.72 L氢气(标准状况)，另一份放入过量盐酸中，得到11.2 L氢气(标准状况)。试计算(无解题过程不给分)：
（1）该合金中铝的质量为__________g。
（2）该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为_________________。
【答案】（1）10.8 g （2）2∶2∶1
【解析】（1）标准状况，6.72 L H2 的物质的量是 EQ \f(6.72 L,22.4 L·ml－1)＝0.3 ml
设一份合金中铝的物质的量是x。
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
2 3
x 0.3 ml
解得x＝0.2 ml
所以该合金中铝的质量为0.2 ml×27 g·ml－1×2＝10.8 g。
（2）铝和镁都能与盐酸反应放出氢气，另一份放入过量盐酸中，得到气体共11.2 L(标准状况)，则镁与盐酸反应放出氢气的体积是(11.2－6.72)L＝4.48 L(标准状况)，氢气的物质的量是0.2 ml。
设一份合金中镁的物质的量是y。
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
1 1
y 0.2 ml
解得y＝0.2 ml
则一份合金中镁的质量是0.2 ml×24 g·ml－1＝4.8 g
铜的质量是16.6 g－4.8 g－0.2 ml×27 g·ml－1＝6.4 g，铜的物质的量是0.1 ml
该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为0.2 ml∶0.2 ml∶0.1 ml＝2∶2∶1。
16．（2022·浙江宁波期末）在Na2CO3和NaHCO3混合溶液中缓慢滴加一定浓度的盐酸，测得溶液中HCO3－物质的量与所加盐酸体积之间的关系如图所示。
请回答下列问题：
（1）盐酸物质的量浓度为______ml·L－1。
（2）当滴入的盐酸体积为12.5 mL时，溶液中n(CO32－)∶n(HCO3－)为___________。
【答案】（1）1 （2）1∶3
【解析】（1）在加入HCl的体积在0～25 mL时发生反应：Na2CO3＋HCl＝NaCl＋NaHCO3，在加入盐酸溶液的体积在25～75 mL时发生反应：NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑。根据C元素守恒可知原混合溶液中n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.05 ml。由方程式NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑可知n(HCl)＝n(NaHCO3)＝0.05 ml，发生该反应的HCl体积是V(HCl)＝75 mL－25 mL＝50 mL，则该盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝ EQ \f(0.05 ml,0.05 L)＝1 ml·L－1；（5）加入HCl的体积在0～25 mL时发生反应：Na2CO3＋HCl＝NaCl＋NaHCO3，可知原溶液中n(Na2CO3)＝n(HCl)＝1 ml·L－1×0.025 L＝0.025 ml，则原固体中NaHCO3的物质的量为n(NaHCO3)＝0.05 ml－0.025 ml＝0.025 ml。当滴入的盐酸体积为12.5 mL时，反应消耗Na2CO3的物质的量n(Na2CO3)＝n(HCl)＝1 ml·L－1×0.0125 L＝0.0125 ml，故此时溶液中剩余Na2CO3的物质的量为0.025 ml－0.0125 ml＝0.0125 ml，其中含有的NaHCO3的物质的量为0.025 ml＋0.0125 ml＝0.0375 ml，所以此时n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝0.0125 ml∶0.0375 ml＝1∶3，则此时溶液中n(CO32－)∶n(HCO3－)＝1∶3。
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