資源簡介

第3課時　物質的量應用于化學方程式計算的常用方法
[核心素養發展目標]　1.能結合物質的量在化學方程式計算中的應用,進一步體會守恒思想,強化宏觀辨識與微觀探析的能力。2.掌握常用的計算方法,培養證據推理與模型認知的核心素養。
一、守恒法
　　“守恒法”就是以化學反應過程中存在的某些特定關系為依據,從諸多變化和繁雜數據中尋找某一不變的物理量及其對應等式關系解題的一種思維方法。
(1)質量(原子)守恒
宏觀上反應前后各元素質量相等,即質量守恒,微觀上反應前后原子個數相等。
(2)得失電子守恒
宏觀上,氧化還原反應中元素化合價升高總數等于元素化合價降低總數。微觀上,氧化還原反應中氧化劑得到的電子總數與還原劑失去的電子總數相等。
(3)電荷守恒
電解質溶液中,陰離子所帶負電荷總數等于陽離子所帶正電荷總數,即溶液呈電中性。例如,在0.1 mol·L-1的K2SO4溶液中,c(K+)=2c(S)。
1.4.6 g鈉在空氣中久置,最終得到Na2CO3的質量是　　　　g。
答案　10.6
解析　鈉在空氣中最終轉化為Na2CO3的過程中鈉的原子個數不變,可得關系式:
2Na　　~　　Na2CO3
2×23　　　　　106
4.6 g　　　　m(Na2CO3)
則=,解得m(Na2CO3)=10.6 g。
2.用1 mol·L-1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2×10-2 mol的X還原,已知氧化產物為S,則元素X在還原產物中的化合價為　　　　。
答案　+4
解析　氧化還原反應中得失電子總數相等,設元素X在還原產物中的化合價為x,則有:
1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=2×10-2 mol×(7-x),解得x=+4。
3.某溶液中只含有Na+、Al3+、Cl-、S四種離子,已知前三種離子的個數比為3∶2∶1,則溶液中Al3+和S的個數比為 (　　)
A.1∶2　　　　B.1∶4　　　　　　C.3∶4　　　　　　D.3∶2
答案　A
二、差量法
　　差量法是依據化學反應前后的某些“差量”(固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等)與反應物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。
(1)差量法解題步驟
(2)差量法示例
①固體質量差量法示例:
把鐵棒插入CuSO4溶液,一段時間后取出,鐵棒質量增加了4 g,參加反應的Fe的質量為　　　　。
分析
Fe+CuSO4FeSO4+Cu　　質量增加Δm
56 g　　　　　　　　64 g　64 g-56 g=8 g
m(Fe)　　　　　　　　 　　　　4 g
則=,m(Fe)=28 g。
②氣體體積差量法示例:
實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧:3O22O3。將8 L氧氣通過放電管后恢復到原狀況,得到氣體6.5 L,則生成臭氧的體積為　　　　　　。
分析
3O2　　2O3　　　　ΔV
3　　　　　2　　　　　　1
V(O3)　　　　 8 L-6.5 L
=
V(O3)=3 L。
已知:①碳酸鈉高溫下不分解;②碳酸氫鈉受熱發生分解反應:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物19 g,完全反應后固體質量減輕了3.1 g,求:
(1)原混合物中碳酸鈉的質量是　　　　 g。
(2)在剩余固體中,加入過量鹽酸,反應后放出二氧化碳的體積(標準狀況)是　　　　 L。
答案　(1)10.6　(2)3.36
解析　(1)設混合物中碳酸氫鈉的質量為m,則:
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　Δm
168　　　　　106 62
m 3.1 g
故m=×168=8.4 g,則原混合物中碳酸鈉的質量為19 g-8.4 g=10.6 g。
(2)剩余固體為碳酸鈉,質量為19 g-3.1 g=15.9 g,
n(Na2CO3)==0.15 mol,根據碳原子守恒可知,生成二氧化碳的物質的量為0.15 mol,標準狀況下的體積為0.15 mol×22.4 L·mol-1 =3.36 L 。
三、關系式法
　　當已知量和未知量之間是靠多個反應來聯系時,只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系,即“關系式”。然后將“關系式”當作化學方程式使用,一步計算求出未知量。
(1)根據化學方程式確定關系式
根據化學方程式確定關系式時,首先要寫出化學方程式,然后要找出方程式變化中的“中間量”,通過“中間量”找出“已知量”與“未知量”之間的物質的量的關系,如NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。
反應中已知量與未知量之間的關系:
已知量——中間量——中間量——未知量
CaCO3　~　 　　CO2　~　 NaHCO3
1 mol　　　　　 1 mol　　　 1 mol　　　
即CaCO3~NaHCO3。
(2)根據原子守恒確定關系式
上述例子中也可以由碳原子守恒直接得出關系式“CaCO3~NaHCO3”。
將5.0 g碳酸鈣加入到足量的鹽酸中,并將生成的氣體全部通入足量的紅熱的炭中充分反應,得到氣體的體積(標準狀況下)為 (　　)
A.1.12 L B.2.24 L
C.11.2 L D.22.4 L
答案　B
解析　設生成的氣體體積為V,則根據化學方程式
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,C+CO22CO可知:
CaCO3~CO2~2CO
100 g　　　　2×22.4 L
5.0 g　　　　　V
=
故V=2×22.4 L×=2.24 L。
四、方程組法
　　方程組法一般用于解決兩種物質的混合物計算,一般讀題時能找到兩個已知量時,均可以利用二元一次方程組求算未知量。
已知CO、CO2的混合氣體質量共16.0 g,標準狀況下體積為8.96 L,則該混合氣體中CO的質量為　　　　g,所含CO2在標準狀況下的體積為　　　　L。
答案　2.80　6.72
解析　標準狀況下混合氣體的體積為8.96 L,則混合氣體的物質的量為=0.4 mol,設CO、CO2的物質的量分別為x mol、y mol,則
,解得x=0.1,y=0.3,
CO的質量為0.1 mol×28 g· mol-1=2.80 g,CO2在標準狀況下的體積為0.3 mol×22.4 L· mol-1=6.72 L。
1.(2024·開封高一期末)現有A、B、C三種化合物,各取30 g相混合,完全反應后,得到18 g B、38 g C,還有D生成。已知D的相對分子質量為17,則D的物質的量是 (　　)
A.2 mol B.0.2 mol
C.0.275 mol D.0.5 mol
答案　A
解析　A、B、C總質量為90 g,完全反應后得到18 g B、38 g C和D,則D的質量為34 g,因為D的相對分子質量為17,摩爾質量是17 g·mol-1,則D的物質的量為2 mol,故選A。
2.(2024·海南中學高一月考)為測定某赤鐵礦石中氧化鐵的含量,某同學用一氧化碳還原12 g該赤鐵礦石樣品,充分反應完成后,稱得剩余固體質量為9.3 g,假設礦石中其他物質不參與反應,則該礦石中氧化鐵的含量為 (　　)
A.85% B.80% C.75% D.70%
答案　C
解析　在高溫下,CO與氧化鐵反應生成鐵和CO2,根據質量守恒定律,反應后固體減少的質量為氧元素的質量,設礦石中氧化鐵的含量為x,則
12 g×x××100%=12 g-9.3 g,解得x=75%。
3.(2023·蘇州高一?？计谀?某研究小組對離子方程式xR2++yH++O2mR3++nH2O分析研究,下列說法不正確的是 (　　)
A.根據原子守恒,得出x和m的數值一定相等
B.根據電子得失守恒,得出x=4的結論
C.根據電荷守恒,得出x與y的和一定等于m
D.根據氧化還原反應關系得出:O2是氧化劑,R3+是氧化產物
答案　C
解析　根據R元素守恒,得出x和m一定相等,A正確;R元素化合價由+2價升高為+3價,氧元素化合價由0價降低為-2價,根據得失電子守恒,得出x=4,B正確;根據電荷守恒,得出2x+y=3m,C錯誤;R元素化合價由+2價升高為+3價,氧元素化合價由0價降低為-2價,O2是氧化劑,R3+是氧化產物,D正確。
4.把1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 mL 5 mol·L-1鹽酸中,反應后鹽酸的濃度變為4.6 mol·L-1(溶液體積變化忽略不計)。求:
(1)反應中消耗HCl的物質的量。
(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。
答案　(1)消耗HCl的物質的量:0.2 L×5 mol·L-1-0.2 L×4.6 mol·L-1=0.08 mol。
(2)設Al、Fe的物質的量分別為x、y。
2Al　　+　6HCl2AlCl3+3H2↑
2　　　　　6
x　　 　　　 3x
Fe　　+　2HClFeCl2+H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
解得x=0.02 mol,y=0.01 mol。
即n(Al)=0.02 mol,n(Fe)=0.01 mol。
課時對點練　
[分值:100分]
(選擇題1~9題,每小題6分,10~13題,每小題7分,共82分)
題組一　守恒法
1.(2024·首都師大附中月考)已知27.4 g Na2CO3與NaHCO3的混合物與200 mL 2.0 mol·L-1稀鹽酸恰好完全反應,將反應后的溶液蒸干后所得固體質量為 (　　)
A.11.7 g B.14.2 g C.17.55 g D.23.4 g
答案　D
解析　27.4 g Na2CO3與NaHCO3的混合物與稀鹽酸恰好完全反應生成氯化鈉,依據氯元素守恒可知氯化鈉的物質的量是0.4 mol,質量為0.4 mol×58.5 g·mol-1=23.4 g。
2.(2024·河北秦皇島一中高一期末)在FeBr2溶液中通入2.0 mol Cl2,充分反應后,溶液中的Br-被氧化(還原性:Fe2+>Br-),則原溶液中FeBr2的物質的量是 (　　)
A.2.4 mol B.1.2 mol C.4.8 mol D.3.6 mol
答案　A
解析　還原性:Fe2+>Br-,氯氣先與Fe2+反應,通入2.0 mol Cl2,充分反應后溶液中的Br-被氧化為Br2,說明Fe2+完全被氧化為Fe3+,設原溶液中FeBr2的物質的量為x,由得失電子守恒得2.0 mol×2=(3-2)x mol+2x mol××[0-(-1)],解之得x=2.4 mol,故選A。
3.(2024·山東東營勝利一中高一月考)氯化鋇和氯化鈉的混合溶液a L,將它均勻分成兩份,一份滴加稀硫酸,使鋇離子完全沉淀,另一份滴加硝酸銀溶液,使氯離子完全沉淀。反應中消耗x mol的稀硫酸、y mol的硝酸銀,則原混合溶液中鈉離子的物質的量濃度(單位為mol·L-1)為 (　　)
A. B.
C. D.
答案　D
解析　反應的有關方程式是Ba2+↓、Ag++Cl-AgCl↓,則每份溶液中n(Ba2+)=x mol、n(Cl-)=y mol,則根據溶液的電中性可知,每一份溶液中n(Na+)=(y-2x) mol,所以鈉離子的總物質的量是2(y-2x) mol,因此c(Na+)== mol·L-1,故選D。
題組二　差量法
4.(2024·烏魯木齊高一期末)將28 g CO2和CO的混合氣體,通過裝有足量過氧化鈉的干燥管,反應后干燥管的總質量增加了5.6 g,則原混合氣體中CO2的質量分數為 (　　)
A.31% B.44% C.56% D.88%
答案　A
解析　CO2和CO的混合氣體通過裝有足量Na2O2的干燥管,只有CO2和Na2O2反應,設原混合氣體中CO2的質量為x g,
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2　固體質量增加　　　　　
88　　　　　　　　　　　56
　　　　x　　　　　　　　　　　　5.6 g
解得x=8.8 g;所以原混合氣體中CO2的質量分數=×100%≈31%。
5.將過量的鋅片放入500 mL CuSO4溶液中,待充分反應后取出鋅片,洗凈、稱量,發現鋅片質量比原來減少了0.5 g,則CuSO4溶液的物質的量濃度為 (　　)
A.0.5 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
答案　B
解析　Zn與CuSO4溶液反應時,置換出來的Cu附著在鋅片上。反應的離子方程式如下:
Zn+Cu2+Zn2++Cu　　 Δm
　　1 mol　　　　　　 　1 g
　　n(Cu2+) 　　　　　　0.5 g
則=,解得n(Cu2+)=0.5 mol,
所以c(CuSO4)==1 mol·L-1。
題組三　關系式法
6.向200 mL 0.1 mol·L-1的FeSO4溶液中加入適量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,過濾,小心加熱沉淀,直到水分蒸干,再灼燒到質量不再變化,此時固體的質量為 (　　)
A.4.36 g B.2.82 g
C.1.6 g D.1.44 g
答案　C
解析　FeSO4與NaOH反應生成Fe(OH)2,加熱過程中Fe(OH)2被氧氣氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3受熱分解為Fe2O3和H2O,最后得到的固體為Fe2O3,根據Fe原子守恒,得2FeSO4~Fe2O3,則n(Fe2O3)==0.01 mol,m(Fe2O3)=0.01 mol×160 g·mol-1=1.6 g。
7.某廢水處理站用甲醇(CH3OH)處理含氨廢水,反應為NH3+2O2N+H++H2O,6H++6N+5CH3OH3N2↑+5CO2↑+13H2O。在處理過程中,NH3轉化為N的轉化率可達95%,而N轉化為N2的轉化率可達96%。若每天處理含NH3 0.034 g·L-1的廢水500 m3,則理論上每天所需甲醇的質量為 (　　)
A.24.32 kg B.30.00 kg
C.25.30 kg D.4.08 kg
答案　A
解析　根據甲醇處理含氨廢水的反應原理可得關系式:NH3~N~CH3OH,理論上每天所需甲醇的質量為×95%×96%××32 g·mol-1=2.432×104 g=24.32 kg。
題組四　方程組法
8.(2024·山師附中第一次月考)今有Na2O和Na2O2的混合物共7 g,溶于水后恰好被含0.1 mol H2SO4的溶液中和,則混合物中Na2O和Na2O2的物質的量之比為 (　　)
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶4 D.任意比
答案　A
解析　設混合物中Na2O和Na2O2的物質的量分別是x、y,則62 g· mol-1×x+78 g· mol-1×y=7 g,恰好反應后生成0.1 mol硫酸鈉,根據原子守恒可知2x+2y=0.2 mol,解得x=y=0.05 mol,則混合物中Na2O和Na2O2的物質的量之比為1∶1。
9.將3.9 g Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應,產生4.48 L(標準狀況下)氫氣。下列推斷正確的是 (　　)
A.參加反應的HCl為0.2 mol
B.Mg、Al在反應中共失去0.2 mol電子
C.參加反應的Mg為2.4 g
D.若與足量的氫氧化鈉溶液反應能產生0.15 mol H2
答案　D
解析　鎂、鋁與鹽酸發生反應:Mg+2HClMgCl2+H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,n(H2)=0.2 mol,根據H原子守恒可知,參加反應的HCl的物質的量為0.2 mol×2=0.4 mol,A錯誤;根據得失電子守恒可知,Mg、Al在反應中失去的電子數等于氫離子得到的電子數,共0.2 mol×2=0.4 mol,B錯誤;設Mg的物質的量為x mol,Al的物質的量為y mol,則有24x+27y=3.9,2x+3y=0.4,聯立二式,解得x=0.05,y=0.1,則參加反應的Mg的質量為0.05 mol×24 g·mol-1=1.2 g,C錯誤;若與足量的氫氧化鈉溶液反應,鎂與氫氧化鈉溶液不發生反應,鋁與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,則能產生H2的物質的量為0.15 mol,D正確。
10.(2024·四川綿陽南山中學高一月考)將3.64 g Fe2O3、Al2O3樣品恰好溶解在200 mL 0.9 mol·L-1的鹽酸中,然后向其中加入NaOH溶液使Fe3+、Al3+剛好完全沉淀,消耗NaOH溶液50 mL,則NaOH溶液的濃度為 (　　)
A.3.6 mol·L-1 B.2.4 mol·L-1
C.0.9 mol·L-1 D.無法計算
答案　A
解析　Fe2O3、Al2O3溶解在鹽酸中,生成FeCl3、AlCl3,加入NaOH溶液后生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀和NaCl溶液,此時溶液中的溶質為氯化鈉,n(Cl-)=n(Na+),可得n(NaOH)=n(HCl),c(NaOH)==3.6 mol·L-1。
11.(2024·蘭州一中高一段考)向一定量的鐵、氧化鐵、氧化亞鐵的混合物中,加入200 mL 0.5 mol·L-1的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(標況)氣體,所得溶液中加入硫氰化鉀無紅色出現,那么用足量CO還原相同質量的混合物得到鐵的質量是 (　　)
A.11.2 g B.5.6 g
C.2.8 g D.10.8 g
答案　C
解析　鹽酸恰好使混合物完全溶解,向反應所得溶液加KSCN溶液無紅色出現,說明溶液為FeCl2溶液,根據氯元素守恒可知n(FeCl2)=0.5n(HCl)=0.5×0.2 L×0.5 mol·L-1=0.05 mol;用足量的CO在高溫下還原相同質量的混合物得到鐵,根據鐵元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.05 mol,質量為0.05 mol×56 g·mol-1=2.8 g,故選C。
12.(2024·河北保定淶源一中高一期末)將KCl、MgCl2、MgSO4溶于水配成混合溶液,溶液體積為1 L,部分離子物質的量如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.該混合溶液中MgSO4的物質的量為0.1 mol
B.若將該混合溶液加水稀釋至體積為5 L,稀釋后溶液中的物質的量濃度為0.02 mol·L-1
C.若向該混合溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液至Mg2+恰好完全沉淀,需NaOH溶液50 mL
D.該混合溶液中由MgCl2電離出的Cl-濃度為0.2 mol·L-1
答案　C
解析　由圖可知鉀離子、鎂離子、氯離子的物質的量分別為0.2 mol、0.2 mol、0.4 mol,根據電荷守恒可知,硫酸根離子的物質的量為0.1 mol,溶液中溶質為0.2 mol KCl、0.1 mol MgCl2、0.1 mol MgSO4,A正確;稀釋至5 L后溶液中c(S)==0.02 mol·L-1,B正確;若向該混合溶液中逐滴加入2 mol·L-1 NaOH溶液至Mg2+恰好完全沉淀,需NaOH溶液=0.2 L=200 mL,C錯誤;由MgCl2電離出的Cl-濃度為=0.2 mol·L-1,D正確。
13.(2024·咸陽實驗中學高一期末)過氧化鈣(CaO2)可用于治理赤潮、應急供氧等。2.76 g CaO2·8H2O樣品(含雜質)受熱分解過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化曲線,在140 ℃時恰好完全脫水,雜質受熱不分解)如圖所示。已知:過氧化鈣常溫下干燥品很穩定,在350 ℃時能迅速分解。下列說法不正確的是 (　　)
A.CaO2能與水發生反應,反應的化學方程式為2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2↑
B.該樣品雜質的含量約為21.7%
C.在350 ℃時,剩余固體(雜質除外)的化學式為Ca
D.在60 ℃時,CaO2·xH2O中x=2
答案　C
解析　在140 ℃時恰好完全脫水,則結晶水的質量為2.76 g-1.32 g=1.44 g,設樣品中CaO2·8H2O的質量為x g,
CaO2·8H2OCaO2+8H2O
216　　　　　　　　144
x g　　　　　　　　1.44 g
x=2.16,n(CaO2·8H2O)=0.01 mol,雜質的質量為2.76 g-2.16 g=0.6 g,雜質的含量約為×100%≈21.7%;在350 ℃時,剩余固體中鈣元素的質量為0.4 g,根據質量守恒定律,氧元素的質量為1.16 g-0.6 g-0.4 g=0.16 g,n(O)=0.01 mol,所以剩余固體的化學式為CaO;設CaO2·xH2O的摩爾質量為M,根據鈣元素守恒,n(CaO2·xH2O)=0.01 mol,在60 ℃時,0.6+0.01M=1.68,M=108 g·mol-1,則CaO2·xH2O中x=2。
14.(4分)(2024·杭州高一期末)回答下列問題。
(1)向Fe和Fe2O3的混合物中加入200 mL 5 mol·L-1的鹽酸,恰好完全溶解,再向其中加入KSCN溶液,未見紅色,則所得溶液中Fe2+的物質的量濃度為　　　　　 mol·L-1(假設反應后溶液體積仍為200 mL)。
(2)把過量鐵屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,反應結束后,稱得剩余固體的質量與所加鐵屑的質量相等。則原溶液中FeCl3與CuCl2的物質的量之比是　　　　　。
答案　(1)2.5　(2)2∶7
解析　(1)反應的離子方程式有Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、2Fe3++Fe3Fe2+,因加入KSCN溶液,無紅色出現,說明只生成氯化亞鐵,溶液體積不變,則反應后溶液中c(Cl-)=c(HCl)=5 mol·L-1,根據電荷守恒,可知2c(Fe2+)=c(Cl-)=5 mol·L-1,故c(Fe2+)=2.5 mol·L-1。(2)根據反應①2Fe3++Fe3Fe2+可知,鐵溶解,固體質量減少,根據反應②Cu2++FeCu+Fe2+可知,鐵溶解,銅析出,固體質量增加,而反應結束后,稱得剩余固體質量與所加鐵屑的質量相等,則反應①中固體減少的質量與反應②中固體增加的質量相等,即56 g·mol-1×=(64 g·mol-1-56 g·mol-1)×n(Cu2+),得n(Fe3+)∶n(Cu2+)=2∶7,故n(FeCl3)∶n(CuCl2)=2∶7。
15.(14分)向濃度相等、體積均為50 mL的A、B兩份NaOH溶液中,分別通入一定量的CO2后,再稀釋到100 mL。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶質的組成可能是①　　　　,②　　　　,③　　　　,④　　　　。
(2)在稀釋后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的鹽酸,產生CO2的體積(標準狀況)與所加鹽酸的體積關系如圖所示。
①A曲線表明,原溶液通入CO2后,所得溶質與鹽酸反應產生CO2的最大體積是　　　　mL(標準狀況)。
②B曲線表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶質的化學式為　　　　。
③原NaOH溶液的物質的量濃度為　　　　。
答案　(1)NaOH、Na2CO3　Na2CO3　Na2CO3、NaHCO3　NaHCO3
(2)①112?、贜aOH、Na2CO3
③0.15 mol·L-1
解析　(1)由CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3可知,二氧化碳少量時,溶質為Na2CO3和NaOH;CO2和NaOH以物質的量比為1∶2恰好反應時,溶質為Na2CO3;剩余CO2的物質的量小于生成的Na2CO3時,溶質為Na2CO3和NaHCO3;二氧化碳過量時,溶質為NaHCO3。(2)對于B溶液來說,實際上第一階段消耗鹽酸的體積60 mL遠遠大于碳酸氫鈉生成二氧化碳消耗鹽酸的體積(75-60) mL=15 mL,說明原溶液中的溶質是NaOH和Na2CO3;對于A溶液來說,第一階段消耗鹽酸的體積25 mL,小于碳酸氫鈉生成二氧化碳消耗鹽酸的體積(75-25) mL=50 mL,說明原溶液中的溶質是Na2CO3和NaHCO3。①對于A溶液來說,滴加鹽酸25 mL時,開始有氣體生成,由于逐滴加入0.1 mol·L-1的鹽酸,當生成CO2氣體時,發生反應:HC+H+H2O+CO2↑,則n(CO2)=0.05 L×0.1 mol·L-1=0.005 mol,標準狀況下體積為0.005 mol×22.4 L· mol-1=0.112 L=112 mL。②由上述分析可知,B中溶質是Na2CO3和NaOH。③加入足量的鹽酸恰好不再有CO2放出,溶液中均只存在NaCl,根據元素守恒可知,n(HCl)=n(NaOH)=0.075 L×0.1 mol·L-1=0.007 5 mol,c(NaOH)===0.15 mol·L-1。第3課時　物質的量應用于化學方程式計算的常用方法
[核心素養發展目標]　1.能結合物質的量在化學方程式計算中的應用,進一步體會守恒思想,強化宏觀辨識與微觀探析的能力。2.掌握常用的計算方法,培養證據推理與模型認知的核心素養。
一、守恒法
　　“守恒法”就是以化學反應過程中存在的某些特定關系為依據,從諸多變化和繁雜數據中尋找某一不變的物理量及其對應等式關系解題的一種思維方法。
(1)質量(原子)守恒
宏觀上反應前后各元素質量相等,即質量守恒,微觀上反應前后原子個數相等。
(2)得失電子守恒
宏觀上,氧化還原反應中元素化合價升高總數等于元素化合價降低總數。微觀上,氧化還原反應中氧化劑得到的電子總數與還原劑失去的電子總數相等。
(3)電荷守恒
電解質溶液中,陰離子所帶負電荷總數等于陽離子所帶正電荷總數,即溶液呈電中性。例如,在0.1 mol·L-1的K2SO4溶液中,c(K+)=2c(S)。
1.4.6 g鈉在空氣中久置,最終得到Na2CO3的質量是　　　　g。
2.用1 mol·L-1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2×10-2 mol的X還原,已知氧化產物為S,則元素X在還原產物中的化合價為　　　　。
3.某溶液中只含有Na+、Al3+、Cl-、S四種離子,已知前三種離子的個數比為3∶2∶1,則溶液中Al3+和S的個數比為(　　)
A.1∶2　　　　B.1∶4　　　　　　C.3∶4　　　　　　D.3∶2
二、差量法
　　差量法是依據化學反應前后的某些“差量”(固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等)與反應物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。
(1)差量法解題步驟
(2)差量法示例
①固體質量差量法示例:
把鐵棒插入CuSO4溶液,一段時間后取出,鐵棒質量增加了4 g,參加反應的Fe的質量為　　　　。
分析
Fe+CuSO4FeSO4+Cu　　質量增加Δm
56 g　　　　　　　　64 g　64 g-56 g=8 g
m(Fe)　　　　　　　　 　　　　4 g
則=,m(Fe)=28 g。
②氣體體積差量法示例:
實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧:3O22O3。將8 L氧氣通過放電管后恢復到原狀況,得到氣體6.5 L,則生成臭氧的體積為　　　　　　。
分析
3O2　　2O3　　　　ΔV
3　　　　　2　　　　　　1
V(O3)　　　　 8 L-6.5 L
=
V(O3)=3 L。
已知:①碳酸鈉高溫下不分解;②碳酸氫鈉受熱發生分解反應:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物19 g,完全反應后固體質量減輕了3.1 g,求:
(1)原混合物中碳酸鈉的質量是　　　　 g。
(2)在剩余固體中,加入過量鹽酸,反應后放出二氧化碳的體積(標準狀況)是　　　　 L。
三、關系式法
　　當已知量和未知量之間是靠多個反應來聯系時,只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系,即“關系式”。然后將“關系式”當作化學方程式使用,一步計算求出未知量。
(1)根據化學方程式確定關系式
根據化學方程式確定關系式時,首先要寫出化學方程式,然后要找出方程式變化中的“中間量”,通過“中間量”找出“已知量”與“未知量”之間的物質的量的關系,如NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。
反應中已知量與未知量之間的關系:
已知量——中間量——中間量——未知量
CaCO3　~　 　　CO2　~　 NaHCO3
1 mol　　　　　 1 mol　　　 1 mol　　　
即CaCO3~NaHCO3。
(2)根據原子守恒確定關系式
上述例子中也可以由碳原子守恒直接得出關系式“CaCO3~NaHCO3”。
將5.0 g碳酸鈣加入到足量的鹽酸中,并將生成的氣體全部通入足量的紅熱的炭中充分反應,得到氣體的體積(標準狀況下)為(　　)
A.1.12 L B.2.24 L
C.11.2 L D.22.4 L
四、方程組法
　　方程組法一般用于解決兩種物質的混合物計算,一般讀題時能找到兩個已知量時,均可以利用二元一次方程組求算未知量。
已知CO、CO2的混合氣體質量共16.0 g,標準狀況下體積為8.96 L,則該混合氣體中CO的質量為　　　　g,所含CO2在標準狀況下的體積為　　　　L。
1.(2024·開封高一期末)現有A、B、C三種化合物,各取30 g相混合,完全反應后,得到18 g B、38 g C,還有D生成。已知D的相對分子質量為17,則D的物質的量是(　　)
A.2 mol B.0.2 mol
C.0.275 mol D.0.5 mol
2.(2024·海南中學高一月考)為測定某赤鐵礦石中氧化鐵的含量,某同學用一氧化碳還原12 g該赤鐵礦石樣品,充分反應完成后,稱得剩余固體質量為9.3 g,假設礦石中其他物質不參與反應,則該礦石中氧化鐵的含量為(　　)
A.85% B.80% C.75% D.70%
3.(2023·蘇州高一?？计谀?某研究小組對離子方程式xR2++yH++O2mR3++nH2O分析研究,下列說法不正確的是(　　)
A.根據原子守恒,得出x和m的數值一定相等
B.根據電子得失守恒,得出x=4的結論
C.根據電荷守恒,得出x與y的和一定等于m
D.根據氧化還原反應關系得出:O2是氧化劑,R3+是氧化產物
4.把1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 mL 5 mol·L-1鹽酸中,反應后鹽酸的濃度變為4.6 mol·L-1(溶液體積變化忽略不計)。求:
(1)反應中消耗HCl的物質的量。
(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。
答案精析
一、
應用體驗
1.10.6
2.+4
解析　氧化還原反應中得失電子總數相等，設元素X在還原產物中的化合價為x，則有：
1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=2×10-2 mol×(7-x)，解得x=+4。
3.A
二、
應用體驗
(1)10.6　(2)3.36
三、
應用體驗
B　[設生成的氣體體積為V，則根據化學方程式CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑，C+CO22CO可知：
CaCO3~CO2~2CO
100 g　　　 2×22.4 L
5.0 g　　　　 V
=
故V=2×22.4 L×=2.24 L。]
四、
應用體驗
2.80　6.72
解析　標準狀況下混合氣體的體積為8.96 L，則混合氣體的物質的量為=0.4 mol，設CO、CO2的物質的量分別為x mol、y mol，則
，解得x=0.1，y=0.3，
CO的質量為0.1 mol×28 g· mol-1=2.80 g，CO2在標準狀況下的體積為0.3 mol×22.4 L· mol-1=6.72 L。
隨堂演練　知識落實
1.A　2.C
3.C　[根據R元素守恒，得出x和m一定相等，A正確；R元素化合價由+2價升高為+3價，氧元素化合價由0價降低為-2價，根據得失電子守恒，得出x=4，B正確；根據電荷守恒，得出2x+y=3m，C錯誤；R元素化合價由+2價升高為+3價，氧元素化合價由0價降低為-2價，O2是氧化劑，R3+是氧化產物，D正確。]
4.(1)消耗HCl的物質的量：0.2 L×5 mol·L-1-0.2 L×4.6 mol·L-1=0.08 mol。
(2)設Al、Fe的物質的量分別為x、y。
2Al　　+　6HCl2AlCl3+3H2↑
2　　　　　6
x　　 　　　3x
Fe　　+　2HClFeCl2+H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
解得x=0.02 mol，y=0.01 mol。
即n(Al)=0.02 mol，n(Fe)=0.01 mol。(共79張PPT)
物質的量應用于化學方程式計算的常用方法
第3課時
第三章　第二節
<<<
核心素養
發展目標
1.能結合物質的量在化學方程式計算中的應用,進一步體會守恒思想,強化宏觀辨識與微觀探析的能力。
2.掌握常用的計算方法,培養證據推理與模型認知的核心素養。
內容索引
一、守恒法
二、差量法
課時對點練
隨堂演練　知識落實
三、關系式法
四、方程組法
守恒法
>
<
一
　　“守恒法”就是以化學反應過程中存在的某些特定關系為依據,從諸多變化和繁雜數據中尋找某一不變的物理量及其對應等式關系解題的一種思維方法。
(1)質量(原子)守恒
宏觀上反應前后各元素質量相等,即質量守恒,微觀上反應前后原子個數相等。
一、守恒法
(2)得失電子守恒
宏觀上,氧化還原反應中元素化合價升高總數等于元素化合價降低總數。微觀上,氧化還原反應中氧化劑得到的電子總數與還原劑失去的電子總數相等。
(3)電荷守恒
電解質溶液中,陰離子所帶負電荷總數等于陽離子所帶正電荷總數,即溶液呈電中性。例如,在0.1 mol·L-1的K2SO4溶液中,c(K+)=2c(S)。
1.4.6 g鈉在空氣中久置,最終得到Na2CO3的質量是　 　g。
10.6
鈉在空氣中最終轉化為Na2CO3的過程中鈉的原子個數不變,可得關系式:
2Na　　~　　Na2CO3
2×23　　　　　106
4.6 g　　　　m(Na2CO3)
則=,解得m(Na2CO3)=10.6 g。
2.用1 mol·L-1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2×10-2 mol的X還原,已知氧化產物為S,則元素X在還原產物中的化合價為　　。
+4
氧化還原反應中得失電子總數相等,設元素X在還原產物中的化合價為x,則有:
1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=2×10-2 mol×(7-x),解得x=+4。
3.某溶液中只含有Na+、Al3+、Cl-、S四種離子,已知前三種離子的個數比為3∶2∶1,則溶液中Al3+和S的個數比為
A.1∶2　　　　B.1∶4　　　　C.3∶4　　　　D.3∶2
√
返回
>
<
二
差量法
　　差量法是依據化學反應前后的某些“差量”(固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等)與反應物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。
二、差量法
(1)差量法解題步驟
(2)差量法示例
①固體質量差量法示例:
把鐵棒插入CuSO4溶液,一段時間后取出,鐵棒質量增加了4 g,參加反應的Fe的質量為　　　　。
分析
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu　　質量增加Δm
56 g　　　　　　　 64 g　64 g-56 g=8 g
m(Fe)　　　　　　　　 　　　　4 g
則=,m(Fe)=28 g。
②氣體體積差量法示例:
實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧:3O2　 　2O3。將8 L氧氣通過放電管后恢復到原狀況,得到氣體6.5 L,則生成臭氧的體積為　 。
分析
3O2　　 2O3　　 ΔV
3　　　　2　　　 1
V(O3)　　8 L-6.5 L
=
V(O3)=3 L。
已知:①碳酸鈉高溫下不分解;②碳酸氫鈉受熱發生分解反應:2NaHCO3　　
Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物19 g,完全反應后固體質量減輕了3.1 g,求:
(1)原混合物中碳酸鈉的質量是　 　 g。
10.6
設混合物中碳酸氫鈉的質量為m,則:
2NaHCO3　　Na2CO3+H2O+CO2↑　Δm
168　　　　　106 62
m 3.1 g
故m=×168=8.4 g,則原混合物中碳酸鈉的質量為19 g-8.4 g=10.6 g。
(2)在剩余固體中,加入過量鹽酸,反應后放出二氧化碳的體積(標準狀況)是　 　 L。
3.36
剩余固體為碳酸鈉,質量為19 g-3.1 g=15.9 g,n(Na2CO3)==0.15 mol,根據碳原子守恒可知,生成二氧化碳的物質的量為0.15 mol,標準狀況下的體積為0.15 mol×22.4 L·mol-1 =3.36 L 。
返回
>
<
三
關系式法
　　當已知量和未知量之間是靠多個反應來聯系時,只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系,即“關系式”。然后將“關系式”當作化學方程式使用,一步計算求出未知量。
三、關系式法
(1)根據化學方程式確定關系式
根據化學方程式確定關系式時,首先要寫出化學方程式,然后要找出方程式變化中的“中間量”,通過“中間量”找出“已知量”與“未知量”之間的物質的量的關系,如NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2===CaCO3+H2O。
反應中已知量與未知量之間的關系:
已知量——中間量——中間量——未知量
CaCO3　~　 　　CO2　~　 NaHCO3
1 mol　　　　　 1 mol　　　 1 mol　　　
即CaCO3~NaHCO3。
(2)根據原子守恒確定關系式
上述例子中也可以由碳原子守恒直接得出關系式“CaCO3~NaHCO3”。
將5.0 g碳酸鈣加入到足量的鹽酸中,并將生成的氣體全部通入足量的紅熱的炭中充分反應,得到氣體的體積(標準狀況下)為
A.1.12 L B.2.24 L
C.11.2 L D.22.4 L
√
設生成的氣體體積為V,則根據化學方程式
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,C+CO2　 　2CO可知:
CaCO3~CO2~2CO
100 g　　　 2×22.4 L
5.0 g　　　 V
=
故V=2×22.4 L×=2.24 L。
返回
>
<
四
方程組法
　　方程組法一般用于解決兩種物質的混合物計算,一般讀題時能找到兩個已知量時,均可以利用二元一次方程組求算未知量。
四、方程組法
已知CO、CO2的混合氣體質量共16.0 g,標準狀況下體積為8.96 L,則該混合氣體中CO的質量為_____g,所含CO2在標準狀況下的體積為____L。
2.80
6.72
標準狀況下混合氣體的體積為8.96 L,則混合氣體的物質的量為=0.4 mol,設CO、CO2的物質的量分別為x mol、y mol,則
,解得x=0.1,y=0.3,
CO的質量為0.1 mol×28 g· mol-1=2.80 g,CO2在標準狀況下的體積為
0.3 mol×22.4 L· mol-1=6.72 L。
返回
隨堂演練　知識落實
1.(2024·開封高一期末)現有A、B、C三種化合物,各取30 g相混合,完全反應后,得到18 g B、38 g C,還有D生成。已知D的相對分子質量為17,則D的物質的量是
A.2 mol B.0.2 mol
C.0.275 mol D.0.5 mol
√
1
2
3
4
A、B、C總質量為90 g,完全反應后得到18 g B、38 g C和D,則D的質量為34 g,因為D的相對分子質量為17,摩爾質量是17 g·mol-1,則D的物質的量為2 mol,故選A。
1
2
3
4
2.(2024·海南中學高一月考)為測定某赤鐵礦石中氧化鐵的含量,某同學用一氧化碳還原12 g該赤鐵礦石樣品,充分反應完成后,稱得剩余固體質量為9.3 g,假設礦石中其他物質不參與反應,則該礦石中氧化鐵的含量為
A.85%　　　　B.80%　　　　C.75%　　　　D.70%
√
在高溫下,CO與氧化鐵反應生成鐵和CO2,根據質量守恒定律,反應后固體減少的質量為氧元素的質量,設礦石中氧化鐵的含量為x,則12 g×x ××100%=12 g-9.3 g,解得x=75%。
3.(2023·蘇州高一?？计谀?某研究小組對離子方程式xR2++yH++O2=== mR3++nH2O分析研究,下列說法不正確的是
A.根據原子守恒,得出x和m的數值一定相等
B.根據電子得失守恒,得出x=4的結論
C.根據電荷守恒,得出x與y的和一定等于m
D.根據氧化還原反應關系得出:O2是氧化劑,R3+是氧化產物
1
2
3
4
√
1
2
3
4
根據R元素守恒,得出x和m一定相等,A正確;
R元素化合價由+2價升高為+3價,氧元素化合價由0價降低為-2價,根據得失電子守恒,得出x=4,B正確;
根據電荷守恒,得出2x+y=3m,C錯誤;
R元素化合價由+2價升高為+3價,氧元素化合價由0價降低為-2價,O2是氧化劑,R3+是氧化產物,D正確。
4.把1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 mL 5 mol·L-1鹽酸中,反應后鹽酸的濃度變為4.6 mol·L-1(溶液體積變化忽略不計)。求:
(1)反應中消耗HCl的物質的量。
1
2
3
4
答案　消耗HCl的物質的量:0.2 L×5 mol·L-1-0.2 L×4.6 mol·L-1=0.08 mol。
1
2
3
4
(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。
返回
答案　設Al、Fe的物質的量分別為x、y。
2Al　　+　6HCl===2AlCl3+3H2↑
2　　　　　 6
x　　 　　　 3x
Fe　　+　2HCl===FeCl2+H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
1
2
3
4
返回
解得x=0.02 mol,y=0.01 mol。
即n(Al)=0.02 mol,n(Fe)=0.01 mol。
課時對點練
題組一　守恒法
1.(2024·首都師大附中月考)已知27.4 g Na2CO3與NaHCO3的混合物與200 mL 2.0 mol·L-1稀鹽酸恰好完全反應,將反應后的溶液蒸干后所得固體質量為
A.11.7 g　　　　B.14.2 g　　　　C.17.55 g　　　　D.23.4 g
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
27.4 g Na2CO3與NaHCO3的混合物與稀鹽酸恰好完全反應生成氯化鈉,依據氯元素守恒可知氯化鈉的物質的量是0.4 mol,質量為0.4 mol×58.5 g·
mol-1=23.4 g。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
2.(2024·河北秦皇島一中高一期末)在FeBr2溶液中通入2.0 mol Cl2,充分反應后,溶液中的Br-被氧化(還原性:Fe2+>Br-),則原溶液中FeBr2的物質的量是
A.2.4 mol　　　B.1.2 mol　　　C.4.8 mol　　　D.3.6 mol
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
還原性:Fe2+>Br-,氯氣先與Fe2+反應,通入2.0 mol Cl2,充分反應后溶液中的Br-被氧化為Br2,說明Fe2+完全被氧化為Fe3+,設原溶液中FeBr2的物質的量為x,由得失電子守恒得2.0 mol×2=(3-2)x mol+2x mol××[0-
(-1)],解之得x=2.4 mol,故選A。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
3.(2024·山東東營勝利一中高一月考)氯化鋇和氯化鈉的混合溶液a L,將它均勻分成兩份,一份滴加稀硫酸,使鋇離子完全沉淀,另一份滴加硝酸銀溶液,使氯離子完全沉淀。反應中消耗x mol的稀硫酸、y mol的硝酸銀,則原混合溶液中鈉離子的物質的量濃度(單位為mol·L-1)為
A. B.
C. D.
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
反應的有關方程式是Ba2+===BaSO4↓、Ag++Cl-===AgCl↓,則每份溶液中n(Ba2+)=x mol、n(Cl-)=y mol,則根據溶液的電中性可知,每一份溶液中n(Na+)=(y-2x) mol,所以鈉離子的總物質的量是2(y-2x) mol,因此c(Na+)== mol·L-1,故選D。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
題組二　差量法
4.(2024·烏魯木齊高一期末)將28 g CO2和CO的混合氣體,通過裝有足量過氧化鈉的干燥管,反應后干燥管的總質量增加了5.6 g,則原混合氣體中CO2的質量分數為
A.31%　　　　B.44%　　　　C.56%　　　　D.88%
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
CO2和CO的混合氣體通過裝有足量Na2O2的干燥管,只有CO2和Na2O2反應,設原混合氣體中CO2的質量為x g,
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2　固體質量增加　　　　　
88　　　　　　　　　　　56
　　　　x　　　　　　　　　　　　5.6 g
解得x=8.8 g;所以原混合氣體中CO2的質量分數=×100%≈31%。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
5.將過量的鋅片放入500 mL CuSO4溶液中,待充分反應后取出鋅片,洗凈、稱量,發現鋅片質量比原來減少了0.5 g,則CuSO4溶液的物質的量濃度為
A.0.5 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
Zn與CuSO4溶液反應時,置換出來的Cu附著在鋅片上。反應的離子方程式如下:
Zn+Cu2+===Zn2++Cu　　 Δm
　　1 mol　　　　　　 　1 g
　　n(Cu2+) 　　　　　　0.5 g
則=,解得n(Cu2+)=0.5 mol,
所以c(CuSO4)==1 mol·L-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
題組三　關系式法
6.向200 mL 0.1 mol·L-1的FeSO4溶液中加入適量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,過濾,小心加熱沉淀,直到水分蒸干,再灼燒到質量不再變化,此時固體的質量為
A.4.36 g B.2.82 g
C.1.6 g D.1.44 g
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
FeSO4與NaOH反應生成Fe(OH)2,加熱過程中Fe(OH)2被氧氣氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3受熱分解為Fe2O3和H2O,最后得到的固體為Fe2O3,根據Fe原子守恒,得2FeSO4~Fe2O3,則n(Fe2O3)==0.01 mol,　m(Fe2O3)=0.01 mol×160 g·mol-1=1.6 g。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
7.某廢水處理站用甲醇(CH3OH)處理含氨廢水,反應為NH3+2O2　　 N
+H++H2O,6H++6N+5CH3OH　　3N2↑+5CO2↑+13H2O。在處理過程中,NH3轉化為N的轉化率可達95%,而N轉化為N2的轉化率可達96%。若每天處理含NH3 0.034 g·L-1的廢水500 m3,則理論上每天所需甲醇的質量為
A.24.32 kg B.30.00 kg
C.25.30 kg D.4.08 kg
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
根據甲醇處理含氨廢水的反應原理可得關系式:NH3~N~CH3OH,理論上每天所需甲醇的質量為×95%×96%××32 g·
mol-1=2.432×104 g=24.32 kg。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
題組四　方程組法
8.(2024·山師附中第一次月考)今有Na2O和Na2O2的混合物共7 g,溶于水后恰好被含0.1 mol H2SO4的溶液中和,則混合物中Na2O和Na2O2的物質的量之比為
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶4 D.任意比
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
設混合物中Na2O和Na2O2的物質的量分別是x、y,則62 g· mol-1×x+78 g·
mol-1×y=7 g,恰好反應后生成0.1 mol硫酸鈉,根據原子守恒可知2x+2y =0.2 mol,解得x=y=0.05 mol,則混合物中Na2O和Na2O2的物質的量之比為1∶1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
9.將3.9 g Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應,產生4.48 L(標準狀況下)氫氣。下列推斷正確的是
A.參加反應的HCl為0.2 mol
B.Mg、Al在反應中共失去0.2 mol電子
C.參加反應的Mg為2.4 g
D.若與足量的氫氧化鈉溶液反應能產生0.15 mol H2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
鎂、鋁與鹽酸發生反應:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑、2Al+6HCl===2AlCl3
+3H2↑,n(H2)=0.2 mol,根據H原子守恒可知,參加反應的HCl的物質的量為0.2 mol×2=0.4 mol,A錯誤;
根據得失電子守恒可知,Mg、Al在反應中失去的電子數等于氫離子得到的電子數,共0.2 mol×2=0.4 mol,B錯誤;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
設Mg的物質的量為x mol,Al的物質的量為y mol,則有24x+27y=3.9,2x+ 3y=0.4,聯立二式,解得x=0.05,y=0.1,則參加反應的Mg的質量為0.05 mol ×24 g·mol-1=1.2 g,C錯誤;
若與足量的氫氧化鈉溶液反應,鎂與氫氧化鈉溶液不發生反應,鋁與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,則能產生H2的物質的量為0.15 mol,D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
10.(2024·四川綿陽南山中學高一月考)將3.64 g Fe2O3、Al2O3樣品恰好溶解在200 mL 0.9 mol·L-1的鹽酸中,然后向其中加入NaOH溶液使Fe3+、Al3+剛好完全沉淀,消耗NaOH溶液50 mL,則NaOH溶液的濃度為
A.3.6 mol·L-1 B.2.4 mol·L-1
C.0.9 mol·L-1 D.無法計算
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
Fe2O3、Al2O3溶解在鹽酸中,生成FeCl3、AlCl3,加入NaOH溶液后生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀和NaCl溶液,此時溶液中的溶質為氯化鈉,n(Cl-) =n(Na+),可得n(NaOH)=n(HCl),c(NaOH)==3.6 mol·L-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
11.(2024·蘭州一中高一段考)向一定量的鐵、氧化鐵、氧化亞鐵的混合物中,加入200 mL 0.5 mol·L-1的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(標況)氣體,所得溶液中加入硫氰化鉀無紅色出現,那么用足量CO還原相同質量的混合物得到鐵的質量是
A.11.2 g B.5.6 g
C.2.8 g D.10.8 g
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
鹽酸恰好使混合物完全溶解,向反應所得溶液加KSCN溶液無紅色出現,說明溶液為FeCl2溶液,根據氯元素守恒可知n(FeCl2)=0.5n(HCl)=0.5× 0.2 L×0.5 mol·L-1=0.05 mol;用足量的CO在高溫下還原相同質量的混合物得到鐵,根據鐵元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.05 mol,質量為0.05 mol
×56 g·mol-1=2.8 g,故選C。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
12.(2024·河北保定淶源一中高一期末)將KCl、MgCl2、MgSO4溶于水配成混合溶液,溶液體積為1 L,部分離子物質的量如圖所示,下列說法錯誤的是
A.該混合溶液中MgSO4的物質的量為0.1 mol
B.若將該混合溶液加水稀釋至體積為5 L,稀釋后溶液
中的物質的量濃度為0.02 mol·L-1
C.若向該混合溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液至
Mg2+恰好完全沉淀,需NaOH溶液50 mL
D.該混合溶液中由MgCl2電離出的Cl-濃度為0.2 mol·L-1
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
由圖可知鉀離子、鎂離子、氯離子的物質的量分別
為0.2 mol、0.2 mol、0.4 mol,根據電荷守恒可知,硫
酸根離子的物質的量為0.1 mol,溶液中溶質為0.2 mol
KCl、0.1 mol MgCl2、0.1 mol MgSO4,A正確;
稀釋至5 L后溶液中c(S)==0.02 mol·L-1,B正確;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
若向該混合溶液中逐滴加入2 mol·L-1 NaOH溶液至Mg2+恰好完全沉淀,需NaOH溶液=0.2 L =200 mL,C錯誤;
由MgCl2電離出的Cl-濃度為=0.2 mol·L-1, D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
13.(2024·咸陽實驗中學高一期末)過氧化鈣(CaO2)可用于治理赤潮、應急供氧等。2.76 g CaO2·8H2O樣品(含雜質)受熱分解過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化曲線,在140 ℃時恰好完全脫水,雜質受熱不分解)如圖所示。已知:過氧化鈣常溫下干燥品很穩定,在350 ℃時能迅速分解。下列說法不正確的是
A.CaO2能與水發生反應,反應的化學方程式為
2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑
B.該樣品雜質的含量約為21.7%
C.在350 ℃時,剩余固體(雜質除外)的化學式為Ca
D.在60 ℃時,CaO2·xH2O中x=2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
在140 ℃時恰好完全脫水,則結晶水的質量為2.76 g-1.32 g=1.44 g,設樣品中CaO2·8H2O的質量為x g,
CaO2·8H2O CaO2+8H2O
216　　　　　　　　144
x g　　　　　　　　1.44 g
x=2.16,n(CaO2·8H2O)=0.01 mol,雜質的質量為2.76 g-2.16 g=0.6 g,雜質的含量約為×100%≈21.7%;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
在350 ℃時,剩余固體中鈣元素的質量為
0.4 g,根據質量守恒定律,氧元素的質量為
1.16 g-0.6 g-0.4 g=0.16 g,n(O)=0.01 mol,
所以剩余固體的化學式為CaO;
設CaO2·xH2O的摩爾質量為M,根據鈣元素守恒,n(CaO2·xH2O)=0.01 mol,在60 ℃時,0.6+0.01M=1.68,M=108 g·mol-1,則CaO2·xH2O中x=2。
14.(2024·杭州高一期末)回答下列問題。
(1)向Fe和Fe2O3的混合物中加入200 mL 5 mol·L-1的鹽酸,恰好完全溶解,再向其中加入KSCN溶液,未見紅色,則所得溶液中Fe2+的物質的量濃度為_______ mol·L-1(假設反應后溶液體積仍為200 mL)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
2.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
反應的離子方程式有Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、
2Fe3++Fe===3Fe2+,因加入KSCN溶液,無紅色出現,說明只生成氯化亞鐵,溶液體積不變,則反應后溶液中c(Cl-)=c(HCl)=5 mol·L-1,根據電荷守恒,可知2c(Fe2+)=c(Cl-)=5 mol·L-1,故c(Fe2+)=2.5 mol·L-1。
(2)把過量鐵屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,反應結束后,稱得剩余固體的質量與所加鐵屑的質量相等。則原溶液中FeCl3與CuCl2的物質的量之比是　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
2∶7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
根據反應①2Fe3++Fe===3Fe2+可知,鐵溶解,固體質量減少,根據反應②Cu2++Fe===Cu+Fe2+可知,鐵溶解,銅析出,固體質量增加,而反應結束后,稱得剩余固體質量與所加鐵屑的質量相等,則反應①中固體減少的質量與反應②中固體增加的質量相等,即56 g·mol-1×=(64 g·mol-1-56 g·mol-1)×n(Cu2+),得n(Fe3+)∶n(Cu2+)=2∶7,故n(FeCl3)∶n(CuCl2)= 2∶7。
15.向濃度相等、體積均為50 mL的A、B兩份NaOH溶液中,分別通入一定量的CO2后,再稀釋到100 mL。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶質的組成可能是①　　 　　,②　　　　,③　　 　　,④　　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
NaOH、Na2CO3
Na2CO3
Na2CO3、NaHCO3
NaHCO3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
由CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3可知,二氧化碳少量時,溶質為Na2CO3和NaOH;CO2和NaOH以物質的量比為1∶2恰好反應時,溶質為Na2CO3;剩余CO2的物質的量小于生成的Na2CO3時,溶質為Na2CO3和NaHCO3;二氧化碳過量時,溶質為NaHCO3。
(2)在稀釋后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的鹽酸,產生CO2的體積(標準狀況)與所加鹽酸的體積關系如圖所示。
①A曲線表明,原溶液通入CO2后,所得溶質與鹽酸
反應產生CO2的最大體積是　　　mL(標準狀況)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
112
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
對于B溶液來說,實際上第一階段消耗鹽酸的體
積60 mL遠遠大于碳酸氫鈉生成二氧化碳消耗
鹽酸的體積(75-60) mL=15 mL,說明原溶液中的
溶質是NaOH和Na2CO3;對于A溶液來說,第一階
段消耗鹽酸的體積25 mL,小于碳酸氫鈉生成二氧化碳消耗鹽酸的體積(75-25) mL=50 mL,說明原溶液中的溶質是Na2CO3和NaHCO3。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
對于A溶液來說,滴加鹽酸25 mL時,開始有氣
體生成,由于逐滴加入0.1 mol·L-1的鹽酸,當生
成CO2氣體時,發生反應:HC+H+===H2O+
CO2↑,則n(CO2)=0.05 L×0.1 mol·L-1=0.005 mol,標準狀況下體積為0.005 mol×22.4 L· mol-1=0.112 L=112 mL。
②B曲線表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶質的化學式為___________
________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
NaOH、
Na2CO3
由上述分析可知,B中溶質是Na2CO3和NaOH。
③原NaOH溶液的物質的量濃度為　 　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
0.15 mol·L-1
加入足量的鹽酸恰好不再有CO2放出,溶液中均只存在NaCl,根據元素守恒可知,n(HCl)=n(NaOH)=0.075 L×0.1 mol·L-1=0.007 5 mol,c(NaOH) ===0.15 mol·L-1。
返回

展開更多......

收起↑