資源簡介

第2課時　物質的量在化學方程式計算中的應用
[核心素養發展目標]　1.能從物質的量的角度認識物質的組成及化學變化,能運用物質的量與其他物理量之間的換算關系進行有關計算。2.能結合物質的量在化學方程式計算中的應用,掌握計算的基本類型,培養證據推理與模型認知的核心素養。
一、根據化學方程式計算
1.以物質的量為中心的轉化
2.化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
　　　　　　2CO　+　O2 2CO2
化學計量數 2 　　1 　　　2
擴大NA倍　　2NA NA 　　　2NA
物質的量 2 mol　1 mol　　2 mol
質量 56 g 　　32 g 88 g
體積(標況)　　44.8 L 22.4 L 44.8 L
思考1　根據上面化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系,歸納各物質的化學計量數與物質的量、同溫同壓下氣體的體積之間的關系。
提示　(1)同一個化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其物質的量之比。
(2)對于有氣體參加的反應,在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比也等于其體積之比。
3.物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟
思考2　5.4 g鋁與足量NaOH溶液反應生成的氫氣在標準狀況下的體積是多少
請嘗試用以下兩種方法解答,并體會第2種方法的簡便快捷。
(1)m(Al)n(Al)n(H2)V(H2)
(2)m(Al)V(H2)
提示　(1)設生成標準狀況下氫氣的物質的量為n(H2),n(Al)===0.2 mol,
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　　3
0.2 mol　　　　　　　　　　　　　n(H2)
=,解得n(H2)=0.3 mol,所以V(H2)=n(H2)·Vm=0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L,即生成標準狀況下氫氣的體積是6.72 L。
(2)設生成標準狀況下H2的體積為V(H2),
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2×27 g　　　　　　　　　　　　　　3×22.4 L
5.4 g　　　　　　　　　　　　　　　V(H2)
=,解得V(H2)=6.72 L,即生成標準狀況下H2的體積是6.72 L。
1.(2024·遼寧朝陽高一期末)MnO2與足量濃鹽酸共熱,收集到標準狀況下的氣體22.4 L,理論上消耗的HCl的物質的量和MnO2的質量分別是 (　　)
A.4 mol　87 g B.2 mol　43.5 g
C.4 mol　43.5 g D.2 mol　87 g
答案　A
解析　根據反應計量系數關系
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol　4 mol　　　　　 1 mol
故理論上消耗的HCl和MnO2的物質的量分別4 mol和1 mol,所以消耗MnO2的質量是87 g,故選A。
2.1.15 g金屬鈉與水反應,得到100 mL溶液,試計算:
(1)生成的氣體在標準狀況下的體積。
(2)反應后所得溶液的物質的量濃度。
答案　設生成標準狀況下氣體的體積為V,反應后所得溶液的物質的量濃度為c。
2Na　+　2H2O2NaOH　+　H2↑
2×23 g　　　　　　2 mol　　　 22.4 L
1.15 g　　　　　　0.1 L×c 　　V
V==0.56 L,
c==0.5 mol·L-1。
根據化學方程式計算的注意事項
(1)書寫格式規范化:各物理量、物質名稱、公式等盡量用符號表示,且數據的運算要公式化并帶單位。
(2)單位運用對應化:如果題目所給的兩個量單位不一致,要注意兩個量的單位要“上下一致,左右相當”。
二、計算類型
1.基本計算
已知一種反應物(或生成物)的量求解其他物質的有關量,此時,只要按照化學方程式中量的關系,列出已知物質和待求物質的比例式計算便可。
2.過量計算
給出了兩種反應物的量,求解某產物的量。按照化學方程式中量的關系判斷哪一種物質過量,然后根據量不足的物質進行求解。
1.(2024·西安高一月考)28 g Fe投入到100 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液中,完全反應后析出銅的質量是 (　　)
A.32 g B.3.2 g C.6.4 g D.64 g
答案　C
解析　
Fe　+　CuSO4FeSO4+Cu
56 g　　1 mol　　　　　 64
28 g　　n(CuSO4)　　　m(Cu)
根據化學方程式,28 g Fe完全反應時,消耗的n(CuSO4)=0.5 mol>0.1 mol,所以28 g Fe投入該溶液中,鐵過量,故生成的銅的物質的量:n(Cu)=n(CuSO4)=0.1 mol,m(Cu)=0.1 mol×64 g·mol-1=6.4 g,故選C。
2.10.2 g Al2O3與100 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液反應,求產物Na[Al(OH)4]的濃度。
答案　先進行過量判斷,NaOH溶液不足,按NaOH的物質的量計算。
Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]
　　　　2　　　　　　　　　2
1 mol·L-1×0.1 L　　　　n{Na[Al(OH)4]}
=
解得n{Na[Al(OH)4]}=0.1 mol
c{Na[Al(OH)4]}==1 mol·L-1。
1.物質在發生化學反應時 (　　)
A.它們的質量一定相等
B.它們的物質的量一定相等
C.它們的質量之比等于方程式中化學計量數之比
D.它們的物質的量之比等于方程式中化學計量數之比
答案　D
2.(2024·濟南高一月考)50 mL BaCl2溶液所含有的Cl-,與20 mL 0.5 mol·L-1的硝酸銀溶液恰好完全反應,則原溶液BaCl2的物質的量濃度是 (　　)
A.1 mol·L-1 B.0.8 mol·L-1
C.0.2 mol·L-1 D.0.1 mol·L-1
答案　D
解析　Ag++Cl-AgCl↓,n(Cl-)=n(Ag+)=c·V=0.5 mol·L-1×0.02 L=0.01 mol,n(BaCl2)=n(Cl-)=0.005 mol,故原溶液BaCl2的物質的量濃度c===0.1 mol·L-1。
3.4 mol Fe和3 mol Cl2完全反應,生成FeCl3的物質的量是 (　　)
A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.1 mol
答案　A
解析　先判斷哪種物質過量,根據
2Fe　+　3Cl22FeCl3
2 mol　 3 mol　2 mol
可知3 mol Cl2能與2 mol Fe恰好完全反應,故Fe過量,應按氯氣的量計算,可知n(FeCl3)=2 mol。
4.已知二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下發生反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,用8.7 g二氧化錳與足量的濃鹽酸混合加熱,充分反應,計算:
(1)消耗濃鹽酸中溶質的物質的量為　　　　。
(2)產生的Cl2在標準狀況下的體積為　　　　　。
(3)將反應后的溶液加水稀釋至400 mL,則此溶液中MnCl2的物質的量濃度是　　　　　。
答案　(1)0.4 mol　(2)2.24 L　(3)0.25 mol·L-1
解析　二氧化錳的摩爾質量為87 g·mol-1,8.7 g二氧化錳的物質的量為0.1 mol,根據反應的化學方程式可知,0.1 mol二氧化錳與足量的濃鹽酸混合加熱,充分反應,消耗濃鹽酸中溶質的物質的量為0.4 mol,生成氯氣的物質的量為0.1 mol,生成氯化錳的物質的量為0.1 mol,故產生的Cl2在標準狀況下的體積為2.24 L;將反應后的溶液加水稀釋至400 mL,此溶液中MnCl2的物質的量濃度是=0.25 mol·L-1。
課時對點練
[分值:100分]
(選擇題1~13題,每小題6分,共78分)
題組一　應用化學方程式計算
1.標準狀況下,3.25 g鋅與足量的鹽酸反應,計算產生H2的量,下列比例式正確的是 (　　)
A.Zn+2HClZn+H2↑
1 mol　　　　　1 mol
3.25 g　　　　　m(H2)
B.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g　　　　　　　1 L
3.25 g　　　　　　V(H2)
C.Zn+2HClZnCl2+H2↑
1 mol　　　　　　　22.4 L
3.25 mol　　　　　　V(H2)
D.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g　　　　　　　22.4 L
3.25 g　　　　　　V(H2)
答案　D
解析　列比例式應遵循“上下單位一致,左右計量相當”的原則,A、C不正確,B項中65 g Zn對應H2的體積不是1 L。
2.把一小塊鈉放入足量水中,會發生如下反應:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。下列有關該反應的說法正確的是 (　　)
A.反應中Na與NaOH的質量相等
B.反應中H2O與H2的質量相等
C.反應中H2O與H2的質量之比為2∶1
D.反應中Na與NaOH的物質的量之比為1∶1
答案　D
解析　該反應中,Na與NaOH的物質的量之比為1∶1,質量之比為23∶40,A項錯誤,D項正確;該反應中,H2O與H2的物質的量之比為2∶1,質量之比為(2×18)∶(1×2)=18∶1,B、C項錯誤。
3.在500 mL NaOH溶液中加入足量鋁粉,反應完全后共收集到標準狀況下的氣體33.6 L,該NaOH溶液的濃度為 (　　)
A.1.0 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1
答案　B
解析　2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
　　　　 　2 mol　　　　　　　　　　　67.2 L
　　　　 　n(NaOH)　　　　　　　　　33.6 L
n(NaOH)==1.0 mol,
c(NaOH)==2.0 mol·L-1。
4.實驗室利用反應2KClO32KCl+3O2↑制取氧氣,現有24.5 g KClO3參加反應,則得到標準狀況下的氧氣的體積是 (　　)
A.2.24 L B.4.48 L
C.44.8 L D.6.72 L
答案　D
解析　24.5 g KClO3的物質的量是=0.2 mol,
2KClO32KCl+3O2↑
2 mol　　　　　 3×22.4 L
0.2 mol　　　　 V(O2)
=,則V(O2)=6.72 L。
5.(2024·南昌二中高一期末)把K2SO4和Na2SO4混合物22.9 g溶于水制成100 mL溶液,其中c()=1.5 mol·L-1。在該溶液中加入一定量Ba(OH)2溶液恰好完全反應,過濾,干燥后所得固體的物質的量為 (　　)
A.1 mol B.1.5 mol
C.0.15 mol D.無法確定
答案　C
解析　c()=1.5 mol·L-1,n()=1.5 mol·L-1×0.1 L=0.15 mol,根據S+Ba2+BaSO4↓可知生成硫酸鋇的物質的量為0.15 mol,故選C。
題組二　過量判斷
6.(2024·山東鄒平一中高一期末)高爐煉鐵過程中存在反應:Fe3O4+CO3FeO+CO2。下列選項中,可以說明0.3 mol Fe3O4與0.2 mol CO充分反應后物質的種類及其數量情況的是 (　　)
A.0.1 mol CO+0.9 mol FeO+0.3 mol CO2
B.0.1 mol Fe3O4+0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
C.0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
D.0.1 mol Fe3O4+0.2 mol FeO+0.2 mol CO2
答案　B
解析　根據化學方程式可知,Fe3O4和CO按照物質的量1∶1進行反應,則反應后生成0.6 mol FeO和0.2 mol CO2,剩余0.1 mol Fe3O4,故選B。
7.(2023·洛陽高一期末)標準狀況下,將鈉、鎂各0.3 mol分別放入100 mL 1 mol·L-1的硫酸中,反應產生的氣體體積之比是 (　　)
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.2∶1
答案　C
解析　鈉能與H2SO4反應,也能與水反應放出H2,根據關系式:2Na~H2,則得到0.15 mol H2;鎂與H2SO4反應放出H2,但與水不反應,根據關系式:Mg~H2~H2SO4,0.3 mol Mg與100 mL 1 mol·L-1 L H2SO4反應,H2SO4不足,產生0.1 mol H2,則產生的H2的體積之比是0.15∶0.1=3∶2,故選C項。
8.某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol鐵粉,待Fe3+完全被還原后,溶液中Fe2+的物質的量濃度為(假設反應前后溶液體積不變) (　　)
A.0.4 mol·L-1 B.0.6 mol·L-1
C.0.8 mol·L-1 D.1.0 mol·L-1
答案　C
解析　由反應2Fe3++Fe3Fe2+可知鐵粉過量,0.2 mol Fe3+與過量鐵粉反應生成0.3 mol Fe2+,故反應后Fe2+共為0.4 mol,c(Fe2+)==0.8 mol·L-1。
9.(2024·江蘇南通高一期末)已知1.6 g部分被氧化的鎂條與足量的鹽酸反應,在標準狀況下生成H2 1.12 L,則被氧化的鎂條的質量是 (　　)
A.1.2 g B.0.64 g C.0.4 g D.0.24 g
答案　D
解析　Mg　+ 2HClMgCl2+H2↑
　　　24 g　　　　　　　　　 22.4 L
　　　m(Mg)　　　　　　　　 1.12 L
m(Mg)==1.2 g,m(MgO)=1.6 g-1.2 g=0.4 g,所以n被氧化(Mg)=n(MgO)= =0.01 mol,m被氧化(Mg)=0.01 mol×24 g· mol-1=0.24 g。
10.在標準狀況下,將6.5 g鋅和4.6 g鈉分別與2.24 L氯化氫溶于水形成的鹽酸反應,則放出H2的體積 (　　)
A.鋅和鈉放出氫氣的體積一樣大
B.鋅放出氫氣的體積大
C.鈉放出氫氣的體積大
D.無法比較
答案　C
解析　標準狀況下,2.24 L氯化氫的物質的量為0.1 mol,6.5 g鋅的物質的量為0.1 mol,根據Zn+2HClZnCl2+H2↑可知,反應產生0.05 mol氫氣;4.6 g鈉的物質的量為0.2 mol,根據2Na+2HCl2NaCl+H2↑、2Na+2H2O2NaOH+H2↑可知,反應產生 0.1 mol 氫氣,故鈉放出氫氣的體積大。
11.(2024·清華附中高一月考)將1.12 g鐵粉加入到25 mL 2 mol·L-1的氯化鐵溶液中,充分反應后,其結果是 (　　)
A.鐵粉剩余,溶液呈淺綠色,Cl-基本不變
B.向溶液中滴入無色KSCN溶液,仍無色
C.溶液中Fe2+與Fe3+物質的量之比為6∶1
D.氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶5
答案　C
解析　1.12 g鐵的物質的量為0.02 mol,25 mL 2 mol·L-1的氯化鐵溶液中n(FeCl3)=0.025 L×2 mol·L-1=0.05 mol,發生反應2Fe3++Fe3Fe2+。根據方程式0.02 mol的鐵粉消耗0.04 mol的Fe3+,生成0.06 mol Fe2+,溶液中還剩余0.01 mol Fe3+,所以溶液中Fe2+與Fe3+物質的量之比為6∶1,0.02 mol的鐵被氧化,0.04 mol的Fe3+被還原,氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶2,故選C。
12.(2024·山西大同一中高一月考)將23 g鈉和54 g鋁組成的混合物投入足量水(質量為100 g)中進行充分反應,下列說法正確的是 (　　)
A.產生H2的物質的量為3.5 mol
B.溶液中的溶質有NaOH、Na[Al(OH)4]
C.反應中水做氧化劑
D.無法計算Na[Al(OH)4]的質量分數
答案　C
解析　23 g鈉的物質的量為1 mol,54 g鋁的物質的量為2 mol,將二者投入水中,分別發生反應:2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑。1 mol Na與水反應產生0.5 mol H2,1 mol NaOH與足量Al反應產生1.5 mol H2,則共產生2 mol H2,A不正確;由于Al過量,所以NaOH全部與Al反應,溶液中的溶質沒有NaOH,只有Na[Al(OH)4],B不正確;Al只溶解1 mol,即質量為27 g,生成H2的物質的量為2 mol,則Na[Al(OH)4]的質量分數為×100%,D不正確。
13.2 mol·L-1的鹽酸和硫酸各100 mL,分別加入等質量的鐵粉,反應后生成的氣體質量比為2∶3,則加入的鐵粉的物質的量為 (　　)
A.0.05 mol B.0.075 mol
C.0.15 mol D.0.2 mol
答案　C
解析　n(HCl)=0.2 mol,n(H2SO4)=0.2 mol,若酸均不足,即酸完全反應,則生成H2的質量比為1∶2;若酸均過量,即金屬完全反應,則生成H2的質量比為1∶1。題中生成H2的質量比為2∶3,說明鹽酸不足,硫酸過量。根據鹽酸中HCl的物質的量可求出與鹽酸反應生成的H2為0.1 mol,則與H2SO4反應生成的H2為0.15 mol,故加入的鐵粉為0.15 mol。
14.(10分)把鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入110 mL 4 mol·L-1鹽酸中,充分反應后產生896 mL H2(標準狀況),殘留固體1.28 g,過濾,濾液中無Cu2+,將濾液加水稀釋到200 mL,測得其中c(H+)=0.4 mol·L-1。
請回答下列問題:
(1)殘留固體1.28 g為　　　　(填化學式)。
(2)原混合物粉末中,m(CuO)= 　　　　　g。
(3)濾液稀釋到200 mL后,c(Fe2+)=　　　mol·L-1。
(4)稀釋后,加入足量的硝酸銀,產生沉淀的物質的量n(AgCl)=　　　　　　　 mol。
(5)原混合物總質量為m(總)=　　　　 g。
答案　(1)Cu　 (2)1.6　 (3)0.9　(4)0.44
(5)13.6
解析　根據題中信息,還有較多H+剩余,且濾液中沒有Cu2+,可知殘留物沒有Fe,1.28 g固體只有Cu,而Cu殘留說明溶液中沒有Fe3+,陽離子為H+和Fe2+,反應有:CuO+ 2H+Cu2++H2O、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+Cu2+Fe2++Cu、Fe+2H+Fe2++H2↑,1.28 g Cu的物質的量n===0.02 mol,CuO物質的量為0.02 mol,生成H2的物質的量為=0.04 mol,設原有Fe為x mol,Fe2O3為y mol,根據得失電子總數相等知2x=2y+2×0.02+2×0.04,又根據電荷守恒知:2×(x+2y)+0.2×0.4=0.11×4將上述兩式聯立解出: x=0.1,y=0.04。(2)依據上述計算可知氧化銅的物質的量為0.02 mol,所以氧化銅質量為m(CuO)=0.02 mol×80 g·mol-1= 1.6 g。(3)由上述計算可知溶液中亞鐵離子物質的量為0.1 mol + 2×0.04 mol=0.18 mol,c(Fe2+)===0.9 mol·L-1。 (4)濾液加水稀釋到200 mL后,加入足量的硝酸銀,產生沉淀的物質的量依據Cl-~AgCl得到,n(AgCl)=n(Cl-)=0.110 L×4 mol·L-1=0.44 mol。(5)由計算可知原混合物含有Fe為0.1 mol,Fe2O3為0.04 mol,CuO為0.02 mol,原混合物的總質量m(總)=0.1 mol×56 g·mol-1+0.04 mol× 160 g·mol-1+ 0.02 mol×80 g·mol-1= 13.6 g。
15.(12分,每空3分)鋁是中學化學學習階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出H2的金屬,就鋁的這一特殊性質回答下列問題:
(1)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,所得H2的體積之比是　　　　。
(2)足量的兩份鋁分別投入等體積、等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,相同條件下產生H2的體積之比是　　　　　　　　。
(3)足量的兩份鋁分別投入等體積、一定物質的量濃度的鹽酸、NaOH溶液中,二者產生的H2相等,則鹽酸和NaOH溶液的物質的量濃度之比是　　　　。
(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后,相同條件下測得生成的氣體體積之比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質量為　　　　(填字母)。
A.5.4 g　　　　　　B.3.6 g　　　　　C.2.7 g　　　　　D.1.8 g
答案　(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A
解析　(1)通過化學方程式可以看出,等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,生成氫氣的物質的量相等,相同條件下所得H2的體積之比是1∶1。
(2)足量的兩份鋁分別投入等體積、等物質的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中,氫氧化鈉和鹽酸是不足量的,通過化學方程式可以看出,1 mol HCl會生成0.5 mol氫氣,1 mol氫氧化鈉會生成1.5 mol氫氣,所以相同條件下產生H2的體積之比是1∶3。
(3)足量的兩份鋁分別投入等體積、一定物質的量濃度的鹽酸、NaOH溶液中,二者產生的H2相等,通過化學方程式可以看出,生成1 mol氫氣需要2 mol HCl,需要 mol氫氧化鈉,所以HCl和NaOH的物質的量濃度之比是3∶1。
(4)鹽酸和NaOH溶液中溶質的物質的量均為100×10-3 L×3 mol·L-1=0.3 mol,相同條件下測得生成的氣體體積之比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,即生成的氫氣的物質的量之比是1∶2,鋁的質量相等,若HCl與NaOH完全反應則生成H2的物質的量之比為1∶3<1∶2,故HCl完全反應,NaOH有剩余。設鋁與酸完全反應時,生成的氫氣的物質的量為x mol,則
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
6　　　　　　　3
0.3 mol　　　　x mol
則=,解得x=0.15。
一定條件下氣體的物質的量之比等于體積之比,所以氫氧化鈉和鋁反應生成的氫氣的物質的量為0.15 mol×2=0.3 mol。
設與NaOH溶液反應的金屬鋁的物質的量為y mol,則
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 3
y mol 0.3 mol
則=,解得y=0.2。
所以鋁的質量為0.2 mol×27 g·mol-1=5.4 g。第2課時　物質的量在化學方程式計算中的應用
[核心素養發展目標]　1.能從物質的量的角度認識物質的組成及化學變化,能運用物質的量與其他物理量之間的換算關系進行有關計算。2.能結合物質的量在化學方程式計算中的應用,掌握計算的基本類型,培養證據推理與模型認知的核心素養。
一、根據化學方程式計算
1.以物質的量為中心的轉化
2.化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
　　　　　　2CO　+　O2 2CO2
化學計量數 2 　___ 　　___
擴大NA倍　　2NA ___ 　　___
物質的量 2 mol　___　　 ___
質量 56 g 　___ ___
體積(標況)　　44.8 L ___ ___
思考1　根據上面化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系,歸納各物質的化學計量數與物質的量、同溫同壓下氣體的體積之間的關系。
3.物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟
思考2　5.4 g鋁與足量NaOH溶液反應生成的氫氣在標準狀況下的體積是多少
請嘗試用以下兩種方法解答,并體會第2種方法的簡便快捷。
(1)m(Al)n(Al)n(H2)V(H2)
(2)m(Al)V(H2)
1.(2024·遼寧朝陽高一期末)MnO2與足量濃鹽酸共熱,收集到標準狀況下的氣體22.4 L,理論上消耗的HCl的物質的量和MnO2的質量分別是(　　)
A.4 mol　87 g B.2 mol　43.5 g
C.4 mol　43.5 g D.2 mol　87 g
2.1.15 g金屬鈉與水反應,得到100 mL溶液,試計算:
(1)生成的氣體在標準狀況下的體積。
(2)反應后所得溶液的物質的量濃度。
根據化學方程式計算的注意事項
(1)書寫格式規范化:各物理量、物質名稱、公式等盡量用符號表示,且數據的運算要公式化并帶單位。
(2)單位運用對應化:如果題目所給的兩個量單位不一致,要注意兩個量的單位要“上下一致,左右相當”。
二、計算類型
1.基本計算
已知一種反應物(或生成物)的量求解其他物質的有關量,此時,只要按照化學方程式中量的關系,列出已知物質和待求物質的比例式計算便可。
2.過量計算
給出了兩種反應物的量,求解某產物的量。按照化學方程式中量的關系判斷哪一種物質過量,然后根據量不足的物質進行求解。
1.(2024·西安高一月考)28 g Fe投入到100 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液中,完全反應后析出銅的質量是 (　　)
A.32 g B.3.2 g C.6.4 g D.64 g
2.10.2 g Al2O3與100 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液反應,求產物Na[Al(OH)4]的濃度。
1.物質在發生化學反應時(　　)
A.它們的質量一定相等
B.它們的物質的量一定相等
C.它們的質量之比等于方程式中化學計量數之比
D.它們的物質的量之比等于方程式中化學計量數之比
2.(2024·濟南高一月考)50 mL BaCl2溶液所含有的Cl-,與20 mL 0.5 mol·L-1的硝酸銀溶液恰好完全反應,則原溶液BaCl2的物質的量濃度是(　　)
A.1 mol·L-1 B.0.8 mol·L-1
C.0.2 mol·L-1 D.0.1 mol·L-1
3.4 mol Fe和3 mol Cl2完全反應,生成FeCl3的物質的量是(　　)
A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.1 mol
4.已知二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下發生反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,用8.7 g二氧化錳與足量的濃鹽酸混合加熱,充分反應,計算:
(1)消耗濃鹽酸中溶質的物質的量為　　　　。
(2)產生的Cl2在標準狀況下的體積為　　　　　。
(3)將反應后的溶液加水稀釋至400 mL,則此溶液中MnCl2的物質的量濃度是　　　　　。
答案精析
一、
2.1　2　NA　2NA　1 mol　2 mol　32 g　88 g　22.4 L　44.8 L
思考1　(1)同一個化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其物質的量之比。
(2)對于有氣體參加的反應，在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比也等于其體積之比。
3.思考2　(1)設生成標準狀況下氫氣的物質的量為n(H2)，n(Al)===0.2 mol，
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　　3
0.2 mol　　　　　　　　　　　　　 n(H2)
=，解得n(H2)=0.3 mol，所以V(H2)=n(H2)·Vm=0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L，即生成標準狀況下氫氣的體積是6.72 L。
(2)設生成標準狀況下H2的體積為V(H2)，
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2×27 g　　　　　　　　　　　　　 3×22.4 L
5.4 g　　　　　　　　　　　　　　 V(H2)
=，解得V(H2)=6.72 L，即生成標準狀況下H2的體積是6.72 L。
應用體驗
1.A
2.設生成標準狀況下氣體的體積為V，反應后所得溶液的物質的量濃度為c。
2Na　+　2H2O2NaOH　+　H2↑
2×23 g　　　　　　2 mol　　　 22.4 L
1.15 g　　　　　　0.1 L×c 　　V
V==0.56 L，
c==0.5 mol·L-1。
二、
應用體驗
1.C　[
Fe　+　CuSO4FeSO4+Cu
56 g　　1 mol　　　　　 64
28 g　　n(CuSO4)　　　　m(Cu)
根據化學方程式，28 g Fe完全反應時，消耗的n(CuSO4)=0.5 mol>0.1 mol，所以28 g Fe投入該溶液中，鐵過量，故生成的銅的物質的量：n(Cu)=n(CuSO4)=0.1 mol，m(Cu)=0.1 mol×64 g·mol-1=6.4 g，故選C。]
2.先進行過量判斷，NaOH溶液不足，按NaOH的物質的量計算。
Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]
　　　　2　　　　　　　　　2
1 mol·L-1×0.1 L　　　　n{Na[Al(OH)4]}
=
解得n{Na[Al(OH)4]}=0.1 mol
C{Na[Al(OH)4]}==1 mol·L-1。
隨堂演練　知識落實
1.D　2.D
3.A　[先判斷哪種物質過量，根據
2Fe　+　3Cl22FeCl3
2 mol　　3 mol　　 2 mol
可知3 mol Cl2能與2 mol Fe恰好完全反應，故Fe過量，應按氯氣的量計算，可知n(FeCl3)=2 mol。]
4.(1)0.4 mol　(2)2.24 L　(3)0.25 mol·L-1
解析　二氧化錳的摩爾質量為87 g·mol-1，8.7 g二氧化錳的物質的量為0.1 mol，根據反應的化學方程式可知，0.1 mol二氧化錳與足量的濃鹽酸混合加熱，充分反應，消耗濃鹽酸中溶質的物質的量為0.4 mol，生成氯氣的物質的量為0.1 mol，生成氯化錳的物質的量為0.1 mol，故產生的Cl2在標準狀況下的體積為2.24 L；將反應后的溶液加水稀釋至400 mL，此溶液中MnCl2的物質的量濃度是=0.25 mol·L-1。(共66張PPT)
物質的量在化學方
程式計算中的應用
第2課時
第三章　第二節
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核心素養
發展目標
1.能從物質的量的角度認識物質的組成及化學變化,能運用物質的量與其他物理量之間的換算關系進行有關計算。
2.能結合物質的量在化學方程式計算中的應用,掌握計算的基本類型,培養證據推理與模型認知的核心素養。
內容索引
一、根據化學方程式計算
二、計算類型
課時對點練
隨堂演練　知識落實
根據化學方程式計算
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一
1.以物質的量為中心的轉化
一、根據化學方程式計算
2.化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
　　　　　　2CO　+　O2 2CO2
化學計量數 2 　　 ______　 ______
擴大NA倍 2NA ______　 ______
物質的量 2 mol　 ______　 ______
質量 56 g 　　 ______ ______
體積(標況)　44.8 L ______ ______
1
2
NA
2NA
1 mol
2 mol
32 g
88 g
22.4 L
44.8 L
思考1　根據上面化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系,歸納各物質的化學計量數與物質的量、同溫同壓下氣體的體積之間的關系。
提示　(1)同一個化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其物質的量之比。
(2)對于有氣體參加的反應,在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比也等于其體積之比。
3.物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟
思考2　5.4 g鋁與足量NaOH溶液反應生成的氫氣在標準狀況下的體積是多少
請嘗試用以下兩種方法解答,并體會第2種方法的簡便快捷。
(1)m(Al)　　n(Al)　 　n(H2)　　 V(H2)
(2)m(Al)　 　V(H2)
提示　(1)設生成標準狀況下氫氣的物質的量為n(H2),n(Al)== =0.2 mol,
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　　3
0.2 mol　　　　　　　　　　　　　n(H2)
=,解得n(H2)=0.3 mol,所以V(H2)=n(H2)·Vm=0.3 mol×22.4 L·mol-1= 6.72 L,即生成標準狀況下氫氣的體積是6.72 L。
(2)設生成標準狀況下H2的體積為V(H2),
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2×27 g　　　　　　　　　　　　　3×22.4 L
5.4 g　　　　　　　　　　　　　　V(H2)
=,解得V(H2)=6.72 L,即生成標準狀況下H2的體積是6.72 L。
1.(2024·遼寧朝陽高一期末)MnO2與足量濃鹽酸共熱,收集到標準狀況下的氣體22.4 L,理論上消耗的HCl的物質的量和MnO2的質量分別是
A.4 mol　87 g B.2 mol　43.5 g
C.4 mol　43.5 g D.2 mol　87 g
√
根據反應計量系數關系
MnO2+4HCl(濃)　 　MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol　4 mol　　　　　 1 mol
故理論上消耗的HCl和MnO2的物質的量分別4 mol和1 mol,所以消耗MnO2的質量是87 g,故選A。
2.1.15 g金屬鈉與水反應,得到100 mL溶液,試計算:
(1)生成的氣體在標準狀況下的體積。
(2)反應后所得溶液的物質的量濃度。
答案　設生成標準狀況下氣體的體積為V,反應后所得溶液的物質的量濃度為c。
2Na　+　2H2O===2NaOH　+　H2↑
2×23 g　　　　　2 mol　　　 22.4 L
1.15 g　　　　　　0.1 L×c 　　V
V==0.56 L,c==0.5 mol·L-1。
特別提示
根據化學方程式計算的注意事項
(1)書寫格式規范化:各物理量、物質名稱、公式等盡量用符號表示,且數據的運算要公式化并帶單位。
(2)單位運用對應化:如果題目所給的兩個量單位不一致,要注意兩個量的單位要“上下一致,左右相當”。
返回
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二
計算類型
1.基本計算
已知一種反應物(或生成物)的量求解其他物質的有關量,此時,只要按照化學方程式中量的關系,列出已知物質和待求物質的比例式計算便可。
二、計算類型
2.過量計算
給出了兩種反應物的量,求解某產物的量。按照化學方程式中量的關系判斷哪一種物質過量,然后根據量不足的物質進行求解。
1.(2024·西安高一月考)28 g Fe投入到100 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液中,完全反應后析出銅的質量是
A.32 g　　　B.3.2 g　　　C.6.4 g　　　D.64 g
√
Fe　+　CuSO4===FeSO4+Cu
56 g　　1 mol　　　　　 64
28 g　　n(CuSO4)　　　m(Cu)
根據化學方程式,28 g Fe完全反應時,消耗的n(CuSO4)=0.5 mol>0.1 mol,所以28 g Fe投入該溶液中,鐵過量,故生成的銅的物質的量:n(Cu)=n(CuSO4)
=0.1 mol,m(Cu)=0.1 mol×64 g·mol-1=6.4 g,故選C。
2.10.2 g Al2O3與100 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液反應,求產物Na[Al(OH)4]的濃度。
答案　先進行過量判斷,NaOH溶液不足,按NaOH的物質的量計算。
Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]
　　　　2　　　　　　　　　2
1 mol·L-1×0.1 L　　　　n{Na[Al(OH)4]}
=
解得n{Na[Al(OH)4]}=0.1 mol
c{Na[Al(OH)4]}==1 mol·L-1。
返回
隨堂演練　知識落實
1.物質在發生化學反應時
A.它們的質量一定相等
B.它們的物質的量一定相等
C.它們的質量之比等于方程式中化學計量數之比
D.它們的物質的量之比等于方程式中化學計量數之比
√
1
2
3
4
1
2
3
4
2.(2024·濟南高一月考)50 mL BaCl2溶液所含有的Cl-,與20 mL 0.5 mol·L-1的硝酸銀溶液恰好完全反應,則原溶液BaCl2的物質的量濃度是
A.1 mol·L-1 B.0.8 mol·L-1
C.0.2 mol·L-1 D.0.1 mol·L-1
√
Ag++Cl-===AgCl↓,n(Cl-)=n(Ag+)=c·V=0.5 mol·L-1×0.02 L=0.01 mol, n(BaCl2)=n(Cl-)=0.005 mol,故原溶液BaCl2的物質的量濃度c==
=0.1 mol·L-1。
3.4 mol Fe和3 mol Cl2完全反應,生成FeCl3的物質的量是
A.2 mol　　　　B.3 mol　　　　C.4 mol　　　　D.1 mol
1
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4
√
先判斷哪種物質過量,根據
2Fe　+　3Cl2　　2FeCl3
2 mol　 3 mol　 2 mol
可知3 mol Cl2能與2 mol Fe恰好完全反應,故Fe過量,應按氯氣的量計算,可知n(FeCl3)=2 mol。
4.已知二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下發生反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)　　MnCl2+Cl2↑+2H2O,用8.7 g二氧化錳與足量的濃鹽酸混合加熱,充分反應,計算:
(1)消耗濃鹽酸中溶質的物質的量為　　　　。
(2)產生的Cl2在標準狀況下的體積為　　 　。
(3)將反應后的溶液加水稀釋至400 mL,則此溶液中MnCl2的物質的量濃度是　　　 　　。
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0.4 mol
2.24 L
0.25 mol·L-1
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二氧化錳的摩爾質量為87 g·mol-1,8.7 g二氧化錳的物質的量為0.1 mol,根據反應的化學方程式可知,0.1 mol二氧化錳與足量的濃鹽酸混合加熱,充分反應,消耗濃鹽酸中溶質的物質的量為0.4 mol,生成氯氣的物質的量為0.1 mol,生成氯化錳的物質的量為0.1 mol,故產生的Cl2在標準狀況下的體積為2.24 L;將反應后的溶液加水稀釋至400 mL,此溶液中MnCl2的物質的量濃度是=0.25 mol·L-1。
課時對點練
題組一　應用化學方程式計算
1.標準狀況下,3.25 g鋅與足量的鹽酸反應,計算產生H2的量,下列比例式正確的是
A.Zn+2HCl===Zn+H2↑
1 mol　　　　　1 mol
3.25 g　　　　　m(H2)
C.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
1 mol　　　　　　22.4 L
3.25 mol　　　　　V(H2)
B.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
65 g　　　　　　　1 L
3.25 g　　　　　　V(H2)
D.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
65 g　　　　　　　22.4 L
3.25 g　　　　　　V(H2)
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列比例式應遵循“上下單位一致,左右計量相當”的原則,A、C不正確, B項中65 g Zn對應H2的體積不是1 L。
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2.把一小塊鈉放入足量水中,會發生如下反應:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。下列有關該反應的說法正確的是
A.反應中Na與NaOH的質量相等
B.反應中H2O與H2的質量相等
C.反應中H2O與H2的質量之比為2∶1
D.反應中Na與NaOH的物質的量之比為1∶1
√
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該反應中,Na與NaOH的物質的量之比為1∶1,質量之比為23∶40,A項錯誤,D項正確;
該反應中,H2O與H2的物質的量之比為2∶1,質量之比為(2×18)∶(1×2) =18∶1,B、C項錯誤。
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3.在500 mL NaOH溶液中加入足量鋁粉,反應完全后共收集到標準狀況下的氣體33.6 L,該NaOH溶液的濃度為
A.1.0 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1
√
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2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
　　2 mol　　　　　　　 　 67.2 L
　　n(NaOH)　　　　　　　 33.6 L
n(NaOH)==1.0 mol,
c(NaOH)==2.0 mol·L-1。
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4.實驗室利用反應2KClO3　　2KCl+3O2↑制取氧氣,現有24.5 g KClO3參加反應,則得到標準狀況下的氧氣的體積是
A.2.24 L B.4.48 L
C.44.8 L D.6.72 L
√
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24.5 g KClO3的物質的量是=0.2 mol,
2KClO3　　2KCl+3O2↑
2 mol　　　　　 3×22.4 L
0.2 mol　　　　 V(O2)
=,則V(O2)=6.72 L。
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5.(2024·南昌二中高一期末)把K2SO4和Na2SO4混合物22.9 g溶于水制成100 mL溶液,其中c()=1.5 mol·L-1。在該溶液中加入一定量Ba(OH)2溶液恰好完全反應,過濾,干燥后所得固體的物質的量為
A.1 mol B.1.5 mol
C.0.15 mol D.無法確定
√
c()=1.5 mol·L-1,n()=1.5 mol·L-1×0.1 L=0.15 mol,根據S+　Ba2+===BaSO4↓可知生成硫酸鋇的物質的量為0.15 mol,故選C。
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題組二　過量判斷
6.(2024·山東鄒平一中高一期末)高爐煉鐵過程中存在反應:Fe3O4+CO　　3FeO+CO2。下列選項中,可以說明0.3 mol Fe3O4與0.2 mol CO充分反應后物質的種類及其數量情況的是
A.0.1 mol CO+0.9 mol FeO+0.3 mol CO2
B.0.1 mol Fe3O4+0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
C.0.6 mol FeO+0.2 mol CO2
D.0.1 mol Fe3O4+0.2 mol FeO+0.2 mol CO2
√
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根據化學方程式可知,Fe3O4和CO按照物質的量1∶1進行反應,則反應后生成0.6 mol FeO和0.2 mol CO2,剩余0.1 mol Fe3O4,故選B。
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7.(2023·洛陽高一期末)標準狀況下,將鈉、鎂各0.3 mol分別放入100 mL
1 mol·L-1的硫酸中,反應產生的氣體體積之比是
A.1∶1　　　　B.2∶3　　　　C.3∶2　　　　D.2∶1
√
鈉能與H2SO4反應,也能與水反應放出H2,根據關系式:2Na~H2,則得到0.15 mol H2;鎂與H2SO4反應放出H2,但與水不反應,根據關系式:Mg~H2 ~H2SO4,0.3 mol Mg與100 mL 1 mol·L-1 L H2SO4反應,H2SO4不足,產生0.1 mol H2,則產生的H2的體積之比是0.15∶0.1=3∶2,故選C項。
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8.某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol鐵粉,待Fe3+完全被還原后,溶液中Fe2+的物質的量濃度為(假設反應前后溶液體積不變)
A.0.4 mol·L-1 B.0.6 mol·L-1
C.0.8 mol·L-1 D.1.0 mol·L-1
√
由反應2Fe3++Fe===3Fe2+可知鐵粉過量,0.2 mol Fe3+與過量鐵粉反應生成0.3 mol Fe2+,故反應后Fe2+共為0.4 mol,c(Fe2+)==0.8 mol·L-1。
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9.(2024·江蘇南通高一期末)已知1.6 g部分被氧化的鎂條與足量的鹽酸反應,在標準狀況下生成H2 1.12 L,則被氧化的鎂條的質量是
A.1.2 g　　　　B.0.64 g　　　　C.0.4 g　　　　D.0.24 g
√
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Mg+ 2HCl===MgCl2+H2↑
24 g　　　　　　　 22.4 L
m(Mg)　　　　　　 1.12 L
m(Mg)==1.2 g,m(MgO)=1.6 g-1.2 g=0.4 g,所以n被氧化(Mg)=　n(MgO)= =0.01 mol,m被氧化(Mg)=0.01 mol×24 g· mol-1=0.24 g。
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10.在標準狀況下,將6.5 g鋅和4.6 g鈉分別與2.24 L氯化氫溶于水形成的鹽酸反應,則放出H2的體積
A.鋅和鈉放出氫氣的體積一樣大
B.鋅放出氫氣的體積大
C.鈉放出氫氣的體積大
D.無法比較
√
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標準狀況下,2.24 L氯化氫的物質的量為0.1 mol,6.5 g鋅的物質的量為0.1 mol,根據Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑可知,反應產生0.05 mol氫氣;4.6 g鈉的物質的量為0.2 mol,根據2Na+2HCl===2NaCl+H2↑、2Na+2H2O　===2NaOH+H2↑可知,反應產生 0.1 mol 氫氣,故鈉放出氫氣的體積大。
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11.(2024·清華附中高一月考)將1.12 g鐵粉加入到25 mL 2 mol·L-1的氯化鐵溶液中,充分反應后,其結果是
A.鐵粉剩余,溶液呈淺綠色,Cl-基本不變
B.向溶液中滴入無色KSCN溶液,仍無色
C.溶液中Fe2+與Fe3+物質的量之比為6∶1
D.氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶5
√
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1.12 g鐵的物質的量為0.02 mol,25 mL 2 mol·L-1的氯化鐵溶液中n(FeCl3) =0.025 L×2 mol·L-1=0.05 mol,發生反應2Fe3++Fe===3Fe2+。根據方程式0.02 mol的鐵粉消耗0.04 mol的Fe3+,生成0.06 mol Fe2+,溶液中還剩余0.01 mol Fe3+,所以溶液中Fe2+與Fe3+物質的量之比為6∶1,0.02 mol的鐵被氧化,0.04 mol的Fe3+被還原,氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶2,故選C。
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12.(2024·山西大同一中高一月考)將23 g鈉和54 g鋁組成的混合物投入足量水(質量為100 g)中進行充分反應,下列說法正確的是
A.產生H2的物質的量為3.5 mol
B.溶液中的溶質有NaOH、Na[Al(OH)4]
C.反應中水做氧化劑
D.無法計算Na[Al(OH)4]的質量分數
√
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23 g鈉的物質的量為1 mol,54 g鋁的物質的量為2 mol,將二者投入水中,分別發生反應:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+6H2O=== 2Na[Al(OH)4]+3H2↑。1 mol Na與水反應產生0.5 mol H2,1 mol NaOH與足量Al反應產生1.5 mol H2,則共產生2 mol H2,A不正確;
由于Al過量,所以NaOH全部與Al反應,溶液中的溶質沒有NaOH,只有Na[Al(OH)4],B不正確;
Al只溶解1 mol,即質量為27 g,生成H2的物質的量為2 mol,則Na[Al(OH)4]的質量分數為×100%,D不正確。
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13.2 mol·L-1的鹽酸和硫酸各100 mL,分別加入等質量的鐵粉,反應后生成的氣體質量比為2∶3,則加入的鐵粉的物質的量為
A.0.05 mol B.0.075 mol
C.0.15 mol D.0.2 mol
√
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n(HCl)=0.2 mol,n(H2SO4)=0.2 mol,若酸均不足,即酸完全反應,則生成H2的質量比為1∶2;若酸均過量,即金屬完全反應,則生成H2的質量比為1∶1。題中生成H2的質量比為2∶3,說明鹽酸不足,硫酸過量。根據鹽酸中HCl的物質的量可求出與鹽酸反應生成的H2為0.1 mol,則與H2SO4反應生成的H2為0.15 mol,故加入的鐵粉為0.15 mol。
14.把鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入110 mL 4 mol·L-1鹽酸中,充分反應后產生896 mL H2(標準狀況),殘留固體1.28 g,過濾,濾液中無Cu2+,將濾液加水稀釋到200 mL,測得其中c(H+)=0.4 mol·L-1。
請回答下列問題:
(1)殘留固體1.28 g為　　(填化學式)。
(2)原混合物粉末中,m(CuO)= 　　g。
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Cu
1.6
根據題中信息,還有較多H+剩余,且濾液中沒有Cu2+,可知殘留物沒有Fe,1.28 g固體只有Cu,而Cu殘留說明溶液中沒有Fe3+,陽離子為H+和Fe2+,反應有:CuO+2H+===Cu2++H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、Fe+ 2Fe3+===3Fe2+、Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2H+===Fe2++H2↑,1.28 g Cu的物質的量n===0.02 mol,CuO物質的量為0.02 mol,生成H2的物質的量為=0.04 mol,設原有Fe為x mol,Fe2O3為y mol,根據得失電子總數相等知2x=2y+2×0.02+2×0.04,又根據電荷守恒知:2× (x+2y)+0.2×0.4=0.11×4將上述兩式聯立解出: x=0.1,y=0.04。
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依據上述計算可知氧化銅的物質的量為0.02 mol,所以氧化銅質量為m(CuO)=0.02 mol×80 g·mol-1= 1.6 g。
(3)濾液稀釋到200 mL后,c(Fe2+)=　　　mol·L-1。
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0.9
由上述計算可知溶液中亞鐵離子物質的量為0.1 mol+2×0.04 mol= 0.18 mol,c(Fe2+)===0.9 mol·L-1。
(4)稀釋后,加入足量的硝酸銀,產生沉淀的物質的量n(AgCl)=　 　 mol。
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0.44
濾液加水稀釋到200 mL后,加入足量的硝酸銀,產生沉淀的物質的量依據Cl-~AgCl得到,n(AgCl)=n(Cl-)=0.110 L×4 mol·L-1=0.44 mol。
(5)原混合物總質量為m(總)=　　　 g。
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13.6
由計算可知原混合物含有Fe為0.1 mol,Fe2O3為0.04 mol,CuO為0.02 mol,原混合物的總質量m(總)=0.1 mol×56 g·mol-1+0.04 mol× 160 g·mol-1+ 0.02 mol×80 g·mol-1= 13.6 g。
15.鋁是中學化學學習階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出H2的金屬,就鋁的這一特殊性質回答下列問題:
(1)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,所得H2的體積之比是　　　。
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1∶1
通過化學方程式可以看出,等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,生成氫氣的物質的量相等,相同條件下所得H2的體積之比是1∶1。
(2)足量的兩份鋁分別投入等體積、等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,相同條件下產生H2的體積之比是　　　。
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1∶3
足量的兩份鋁分別投入等體積、等物質的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中,氫氧化鈉和鹽酸是不足量的,通過化學方程式可以看出,1 mol HCl會生成0.5 mol氫氣,1 mol氫氧化鈉會生成1.5 mol氫氣,所以相同條件下產生H2的體積之比是1∶3。
(3)足量的兩份鋁分別投入等體積、一定物質的量濃度的鹽酸、NaOH溶液中,二者產生的H2相等,則鹽酸和NaOH溶液的物質的量濃度之比是_____。
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3∶1
足量的兩份鋁分別投入等體積、一定物質的量濃度的鹽酸、NaOH溶液中,二者產生的H2相等,通過化學方程式可以看出,生成1 mol氫氣需要2 mol HCl,需要 mol氫氧化鈉,所以HCl和NaOH的物質的量濃度之比是3∶1。
(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后,相同條件下測得生成的氣體體積之比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質量為　　　(填字母)。
A.5.4 g　　　　　　B.3.6 g　　　　　C.2.7 g　　　　　D.1.8 g
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鹽酸和NaOH溶液中溶質的物質的量均為100×10-3 L×3 mol·L-1=0.3 mol, 相同條件下測得生成的氣體體積之比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,即生成的氫氣的物質的量之比是1∶2,鋁的質量相等,若HCl與NaOH完全反應則生成H2的物質的量之比為1∶3<1∶2,故HCl完全反應,NaOH有剩余。
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設鋁與酸完全反應時,生成的氫氣的物質的量為x mol,則
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
6　　　　　　 3
0.3 mol　　　　x mol
則=,解得x=0.15。
一定條件下氣體的物質的量之比等于體積之比,所以氫氧化鈉和鋁反應生成的氫氣的物質的量為0.15 mol×2=0.3 mol。
設與NaOH溶液反應的金屬鋁的物質的量為y mol,則
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 3
y mol 0.3 mol
則=,解得y=0.2。
所以鋁的質量為0.2 mol×27 g·mol-1=5.4 g。
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