课时作业18 物质的量在化学方程式计算中的应用
基础性训练
1.物质在发生化学反应时 ( )
A．它们的质量一定相等
B．它们的物质的量一定相等
C．它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比
D．它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比
2．标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是( )
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 1 mol
3．25 g x L
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 22.4 L
3．25 g x L
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 2 g
0．05 mol x L
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 2 g
3．25 g x L
3．一块表面被氧化的钠的质量是10.8 g，投入水中，完全反应得到标准状况下的氢气0.2 g，则原钠块中被氧化的钠的质量是 ( )
A．4.6 g B．6.2 g
C．7.8 g D．9.2 g
4．在一定条件下，以过氧化氢的原料制取氧气(2H2O2===2H2O＋O2↑)，当反应1 mol H2O2时，制得的氧气在标准状况下的体积为( )
A．2.24 L B．4.48 L
C．11.2 L D．22.4 L
5．Na、Mg、Al分别与足量的稀盐酸反应，同温同压下，产生气体的体积相等，则Na、Mg、Al物质的量之比为( )
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1
C．6∶3∶2 D．1∶1∶1
6．用铝箔包着2.3 g金属钠，放入50 mL水中，放出的H2体积(标准状况)是( )
A．小于1.12 L B．等于1.12 L
C．大于1.12 L D．不能确定
7．在2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O反应中，生成Cl2体积为11.2 L(标准状况下)，则反应中转移电子物质的量为( )
A．1.6 mol B．1 mol
C．0.5 mol D．1.2 mol
8．M(NO3)2热分解的化学方程式为2M(NO3)22MO＋4NO2↑＋O2↑，加热148 g M(NO3)2使其完全分解，在标准状况下收集到11.2 L的O2，那么M的摩尔质量是( )
A．64 g·mol－1 B．24 g·mol－1
C．65 g·mol－1 D．40 g·mol－1
9．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36 L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量盐酸中，在标准状况下产生5.6 L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶5
C．3∶2 D．3∶5
10．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
综合性训练
11.将5 g镁、锌、铁三种金属的混合物投入40 mL稀硫酸中，恰好完全反应，生成的氢气在标准状况下的体积是2.8 L，则这三种金属的物质的量之和为( )
A．0.25 mol B．0.125 mol
C．0.1 mol D．0.5 mol
12．常温常压下，将0.3 mol CO2通入盛有23.4 g Na2O2的容器中，一段时间后排出气体，所得固体的质量为29.0 g，则参加反应的CO2的物质的量与产物Na2CO3的质量分别为( )
A．0.3 mol 29.0 g
B．0.3 mol 21.2 g
C．0.2 mol 21.2 g
D．0.2 mol 29.0 g
13．向Fe2O3和铁屑的混合物中加入足量的稀硫酸至固体完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋，而产生的Fe2＋和H2的物质的量之比为4∶1，则原混合物中Fe2O3和Fe的物质的量之比为 ( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶2 D．1∶3
14．两种金属粉末的混合物16 g，与足量稀硫酸反应后生成1 g氢气，则这种混合物可能是( )
A．Mg，Al B．Fe，Zn
C．Cu，Zn D．Fe，Al
15.[2023·珠海高一检测]如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请计算：
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为______ mol·L－1。
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，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________ L。
16．我国高铁、航空航天、手机制造等都已经跻身世界一流水平，根据下列材料的应用回答问题：
应用 “复兴号” 高铁车轮 “鲲龙”水陆两 栖飞机外壳 某品牌折叠 手机屏幕
用到的材料 高速钢 钛合金、铝合金 聚酰亚 胺塑料
(1)上述材料中属于有机合成材料的是______，属于金属材料的是______(写一种即可)。
(2)飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在对高铁钢轨中的缝隙进行焊接时，常用铝和氧化铁在高温条件下反应生成熔融状态下的铁和另一种氧化物，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________，
反应基本类型是______。
17．在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30 mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝混合物粉末，产生气体，有关数据列表如下：
实验序号 甲 乙 丙
混合物质量/mg 255 385 459
生成气体/mL 280 336 336
(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？________(填“甲”或“乙”)。
(2)要算出盐酸中HCl的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是________，求得盐酸中HCl的物质的量浓度为________。
(3)求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是________，求得Mg、Al的物质的量之比为________。
18．把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。求：
(1)反应中消耗HCl的物质的量；
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
课时作业18 物质的量在化学方程式计算中的应用
1．解析：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。
答案：D
2．解析：比例式应注意单位要“上下一致，左右相当”。
答案：B
3．解析：设产生0.2 g氢气需钠的质量为x。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
46 g 2 g
x 0.2 g
＝，解得x＝4.6 g，则氧化钠的质量是10.8 g－4.6 g＝6.2 g，n（Na2O）＝＝0.1 mol。根据反应：4Na＋O2===2Na2O可知，被氧化的钠的物质的量为0.1 mol×2＝0.2 mol，被氧化的钠的质量为0.2 mol×23 g·mol－1＝4.6 g。
答案：A
4．答案：C
5．答案：C
6．答案：C
7．答案：B
8．答案：B
9．答案：A
10．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4.48 L/22.4 L·mol－1＝0.2 mol，因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2，
2Al ～ 3H2
2 3
x 0.15 mol
x＝0.1 mol。
答案：B
11．解析：Mg、Zn、Fe均用R表示，这三种金属与稀硫酸反应符合通式R＋H2SO4===RSO4＋H2↑，故这三种金属的物质的量之和等于氢气的物质的量，为＝0.125 mol。
答案：B
12．解析：设参加反应的CO2的物质的量为x。
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
2 2 1
x x
则44 g·mol－1×x－32 g·mol－1×＝29.0 g－23.4 g，解得x＝0.2 mol，m（Na2CO3）＝0.2 mol×106 g·mol－1＝21.2 g。
答案：C
13．解析：设原混合物中含有x mol Fe，y mol Fe2O3，由化学方程式Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O和Fe2（SO4）3＋Fe===3FeSO4得到Fe2O3～Fe2（SO4）3～Fe～3FeSO4，可见y mol的Fe2O3参加反应转化为3y mol FeSO4，同时消耗y mol的Fe；又由Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，（x－y） mol的Fe与硫酸反应产生（x－y） mol的FeSO4和（x－y） mol H2；则有[3y mol＋（x－y） mol]∶（x－y） mol＝4∶1，整理得y∶x＝1∶2，故合理选项是C。
答案：C
14．解析：设金属元素的符号是A，相对原子质量是B，在化合物中的化合价是x，金属的质量为m。
2A＋xH2SO4===A2（SO4）x＋xH2↑
2B 2x
m 1
＝，得：m＝＝；生成1 g氢气所需要的金属的质量分别是：镁是12 g；铝是9 g；铁是28 g；锌是32.5 g，稀硫酸与铜不反应不产生氢气；据平均值法，混合金属16 g能生成1 g氢气，则需要的金属组合是产生1 g氢气需要的纯金属一种质量大于16 g，一种质量小于16 g。产生1 g氢气需要镁的质量为12 g，需要铝的质量为9 g，选项A错误；产生1 g氢气需要铁的质量是28 g，需要锌的质量是32.5 g，选项B错误；Cu与稀H2SO4不产生H2，需要锌的质量是32.5 g，选项C错误；产生1 g氢气需要铁的质量为28 g，需要铝的质量是9 g，选项D正确。
答案：D
15．答案：（1）0.6 （2）4.032
16．解析：（1）题述材料中属于有机合成材料的是聚酰亚胺塑料，属于金属材料的是高速钢（或钛合金或铝合金）。（2）飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是耐腐蚀、密度小、硬度大等。（3）在对高铁钢轨中的缝隙进行焊接时，常用铝和氧化铁在高温条件下反应生成熔融状态下的铁和另一种氧化物。该反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，反应基本类型是置换反应。
答案：（1）聚酰亚胺塑料 高速钢（或钛合金或铝合金）
（2）耐腐蚀、密度小、硬度大等
（3）2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 置换反应
17．解析：（1）因甲、乙生成H2的体积不等，则产生H2体积小的应有酸未反应。若乙中盐酸过量，则可产生H2：×385 mL≈423 mL，而实际为336 mL，说明甲中盐酸过量而混合物粉末反应完全；乙中盐酸不足而合金过量。
（2）在乙或丙中盐酸反应完全，则
2HCl～H2↑
2 1
n（HCl）＝×2＝3×10－2 mol，c（HCl）＝＝1 mol·L－1。
（3）在甲中，混合物质量255 mg生成气体280 mL，混合物完全反应而盐酸有剩余。由Mg～H2，Al～H2得：n（Mg）×24 g·mol－1＋n（Al）×27 g·mol－1＝0.255 g
n（Mg）＋n（Al）＝，求得：n（Mg）＝0.005 mol，n（Al）＝0.005 mol，则n（Mg）∶n（Al）＝1∶1。
答案：（1）乙 （2）336 mL 1 mol·L－1
（3）255 mg和280 mL 1∶1
18．解析：（1）消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol。
（2）设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al ＋ 6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2 mol 6 mol
x 3x
Fe ＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑
1 mol 2 mol
y 2y
解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol
答案：（1）0.08 mol
（2）Al：0.02 mol；Fe：0.01 mol
