物质的量在化学方程式中计算的应用
一、单选题(12题)
1.将足量铁粉放入100 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液中,充分反应后析出的银的质量为
A.10.8 g B.6.4 g
C.1.08 g D.3.2 g
2.实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,今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
3.实验室用下列两种方法制氯气:①用含146 g HCl的浓盐酸与足量的反应,②用87 g与足量浓盐酸反应。所得的氯气
A.①比②多 B.②比①多 C.一样多 D.无法比较
4.等物质的量的Na和Al两种金属加入足量的水中,生成26.88 L(标准状况)的气体,下列叙述错误的是
A.金属Na无剩余 B.金属Al有剩余
C.所得溶液溶质为Na[Al(OH)4] D.Na的物质的量是0.6 mol
5.50mL溶液所含有的,与20mL的硝酸银溶液恰好完全反应,则原溶液的物质的量的浓度是
A. B. C. D.
6.将4.34 gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应,在标准状况下得到672 mL混合气体,将该混合气体通过放电,恰好完全反应。则它们的物质的量之比为
A.1:1:1 B.1:1:2 C.1:2:1 D.4:3:2
7.浓度均为1.0mol/LCuSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液等体积混合(混合前后忽略溶液体积的变化),向其中加入足量的铁粉充分反应,则反应后溶液中Fe2+的物质的量浓度
A.1.5mol/L B.2.0mol/L C.0.5mol/L D.1mol/L
8.向Fe2O3和铁粉的混合物中加入适量稀H2SO4,各物质恰好完全反应,测得溶液中不含Fe3+,且生成的Fe2+与H2的物质的量之比为4:1,那么该反应中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比为
A.1:1:1
B.1:2:3
C.1:2:4
D.2:3:5
9.一定量CO2通入500mL某浓度的NaOH溶液中得到溶液A,向A溶液中逐滴滴入稀盐酸,加入n(HCl)与生成n(CO2)的关系如图所示。下列有关叙述错误的是
A.X→Y段发生反应的子方程式为HCO+H+=H2O+CO2↑
B.原溶液中c(NaOH)=6mol/L
C.通入的CO2气体体积为44.8L
D.A溶液中含Na2CO3和NaHCO3各1mol
10.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量NaOH溶液,过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,得到红棕色粉末的质量仍为a g,则原合金中铁的质量分数为
A.70% B.52.4% C.47.6% D.30%
11.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2 C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
12.将10%的Na2CO3溶液逐滴加入CaCl2和HCl的混合溶液中,加入Na2CO3溶液的质量与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.a点时溶液的pH大于c点时溶液的pH
B.b点时,溶液中有两种盐
C.x值为106.0
D.原混合溶液中n(CaCl2):n(HCl)=1:1
二、计算题(4大题)
13.现有一块部分被氧化为氧化钠的钠块,其质量为10.8g,将它投入一定量的水中完全反应,最终得到含16g溶质的氢氧化钠溶液,回答下列问题:
(1)反应中生成的氢气为 mol。
(2)钠的质量为 g。
(3)被氧化的钠的质量为 g。
(4)氧化钠的质量分数为 (保留三位有效数字)。
14.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,所得的体积之比是 。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中,产生的体积之比是 。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的溶液中,二者产生的相等,则和的物质的量浓度之比是 。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有的盐酸和溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为,则加入铝粉的质量为___________(填字母)。
A. B. C. D.
15.回答下列问题:
(1)已知反应:。
①该反应中的还原剂为 。(写化学式)
②若产生的在标准状况下的体积为,则反应中转移的电子数为 。
(2)某液体化合物,常用做火箭燃料。在一定量的中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为,是一种常见的液态化合物,冷却后测得生成气体的体积为(标准状况)。则:
①反应前的体积为 ;
②的摩尔质量为 ;
③若反应生成,则转移电子的物质的量为 。
16.把含镁,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,得到氢气(标准状况),另一份放入过量盐酸中,得到氢气(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 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】设析出银的质量为m g,,解得m=1.08 g。
答案为:C。
2.D
【详解】24.5 g KClO3的物质的量是=0.2 mol,
则有2 mol∶0.2 mol=3 mol∶n(O2),则n(O2)=0.3 mol,故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
故选D。
3.B
【详解】浓盐酸与反应的方程式是,稀盐酸和不反应,①用含146 g HCl即物质的量的浓盐酸与足量的反应,HCl不能完全反应,参加反应的HCl小于4mol,放出氯气的物质的量小于1 mol;②用87 g 即物质的量与足量浓盐酸反应,能完全反应,生成氯气的物质的量1 mol,得到的氯气②比①多,故选B。
4.B
【详解】Na能与冷水发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Al能与NaOH溶液发生反应2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,由于水足量,Na和Al的物质的量相等,根据以上反应的化学计量数关系可知,Na与水反应生成的NaOH恰好与Al完全反应,所得溶液溶质为Na[Al(OH)4]。设Na和Al均为x mol,反应产生的气体是H2,根据题给信息可得 mol+mol==1.2 mol,解得x=0.6,可见加入的Na、Al的物质的量都是0.6 mol,故合理选项是B。
5.D
【详解】,n(Cl-)=n(Ag+)==0.5mol/L0.02L=0.01mol,n(BaCl2)==0.005mol,故原溶液的物质的量的浓度,D正确;
故选D。
6.D
【详解】Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应得到的气体是H2和O2的混合物,将该混合气体通过放电,恰好完全发生反:2H2+O22H2O,说明H2、O2反应的物质的量之比为2:1。标准状况下得到672 mL混合气体的物质的量n=,因此混合气体中含有H2为0.02 mol,O2为0.01 mol;根据反应方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑中物质反应转化关系可知n(Na)=2 n(H2)=0.04 mol;根据反应方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中物质反应转化关系可知n(Na2O2)=2 n(O2)=0.02 mol;则m(Na)=0.04×23=0.92(g),m(Na2O2)= 0.02×78 =1.56(g); 4.34 gNa、Na2O、Na2O2的混合物中含有m(Na2O)=4.34-0.92-1.56=1.86(g),则n(Na2O)==0.03(mol)。故它们的物质的量之比为0.04:0.03:0.02=4:3:2;
故选D。
7.B
【详解】设混合溶液的体积为2VL,加入足量铁粉发生的离子反应为:,初始浓度均为1.0mol/LCuSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液等体积混合,故第一个离子反应生成Fe2+的物质的量为Vmol,第二个离子方程式中生成Fe2+的物质的量为3Vmol,故溶液中Fe2+的物质的量浓度为:,故选B。
8.C
【详解】设生成氢气的物质的量为1mol,则亚铁离子的物质的量为4mol,设原混合物中含有xmol铁,ymol氧化铁,则有:①x+2y=4;由铁原子守恒可知,ymol氧化铁转化为2ymol铁离子,由Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑可知生成1mol氢气消耗1mol铁,则有(x-1)mol铁与2ymol铁离子恰好反应,依据离子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+可知2y:(x-1)=2:1,即②x-y=1,联立①②可得:x=2、y=1,所以y:x=1:2,而1mol氧化铁消耗3mol硫酸,1mol铁消耗1mol硫酸,则该反应中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比为1:2:4,答案选C。
9.C
【分析】Na2CO3溶液中滴入盐酸先生成碳酸氢钠和氯化钠,继续滴加盐酸,则发生NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑,2个反应中消耗等量的HCl,结合图象可知,一定量CO2通入500mL某浓度的NaOH溶液中得到的溶液A不是碳酸钠溶液,而是碳酸钠与碳酸氢钠的混合溶液,据此回答。
【详解】A.X→Y段发生的反应为NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑,离子方程式为HCO+H+=H2O+CO2↑,A正确;
B.Y点反应恰好完全、所得为NaCl溶液,A溶液共消耗3molHCl,则按元素质量守恒,Y点溶液中含3molNaCl溶液,则钠离子由3molNaOH溶液提供,原溶液中c(NaOH)= ,B正确;
C. Y点产生的二氧化碳的物质的量等于通入NaOH溶液的CO2的物质的量,即为2mol,若是标准状况气体体积为44.8L,若不是标准状况,气体体积难以确定,C错误;
D. O→X段反应为,X点反应恰好完全,碳酸钠与消耗的HCl均为1mol、即A溶液中含Na2CO3为1mol ,按Y点溶液中含3molNaCl溶液、元素质量守恒可得:A溶液中含NaHCO3为3mol -2×1mol =1mol,D正确;
答案选C。
10.A
【分析】a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,铁铝都与盐酸反应生成氯化亚铁和氯化铝,再加入过量NaOH 溶液,沉淀为氢氧化铁,经洗涤、干燥、灼烧,得到红棕色粉末为氧化铁,利用组成可知氧化铁中氧元素的质量等于合金中铝的质量,以此来解答。
【详解】由铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量NaOH 溶液,沉淀为氢氧化铁,则经洗涤、干燥、灼烧,得到红棕色粉末为氧化铁,则agFe、Al→agFe2O3,合金中铝的质量等于氧化铁中氧元素的质量,则合金中铁的质量分数等于氧化铁中铁的质量分数,原合金中铁的质量分数为=70%。
答案选A。
11.C
【详解】金属钠属于活泼金属,既能与水反应也能与HCl反应生成H2,因此0.3molNa反应,产生氢气的物质的量为0.15mol;
Mg能与盐酸反应生成H2,离子方程式为Mg+2H+=Mg2++H2↑,根据所给量,镁过量,盐酸不足,即产生H2的物质的量为0.05mol;
Al能与HCl反应生成H2,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,Al过量,盐酸不足,即产生H2的物质的量为0.05mol;
同温同压下,体积比等于物质的量之比,即体积比为0.15∶0.05∶0.05=3∶1∶1,故答案选C。
12.C
【分析】加入的碳酸钠先与盐酸反应,把盐酸消耗完了,才开始与氯化钙反应,开始生成沉淀,最后到达最高点说明已经反应完了,以此解答。
【详解】A.a点时HCl恰好完全反应,溶质为NaCl和CaCl2,溶液呈中性,c点时Na2CO3过量,溶液呈碱性,a点时溶液的pH小于c点时溶液的pH,故A错误;
B.b点表示碳酸钠恰好完全反应,溶液中只含有NaCl一种溶质,故B错误;
C.根据题意可知碳酸钠先与盐酸反应,再与氯化钙反应,由图示可知碳酸钠与盐酸反应生成气体2.2g,碳酸钠与氯化钙反应,生成沉淀5.0g。设生成2.2g气体所需的Na2CO3的质量为y,生成沉淀5.0g所需Na2CO3的质量为z。则
,,解得x=5.3g,y=5.3g,x的值为=106g,故C正确;
D.由图示可知碳酸钠与盐酸反应生成气体2.2g,物质的量n==0.05mol,由化学反应方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O可知溶液中HCl的物质的量为0.05mol×2=0.1mol,碳酸钠与氯化钙反应生成沉淀5.0g,物质的量n==0.05mol,由化学反应方程式:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl可知溶液中CaCl2的物质的量也为0.05mol,故原混合溶液中n(CaCl2):n(HCl)=1:2,故D错误;
故选C。
13.(1)0.1
(2)4.6
(3)4.6
(4)57.4%
【分析】设部分被氧化为氧化钠的钠块中钠的物质的量为xmol、Na2O的物质的量为ymol。16g氢氧化钠的物质的量为16g÷40g/mol=0.4mol,则,解得x=0.2、y=0.1。
【详解】(1)钠块中钠的物质的量为0.2mol,根据2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,可知反应生成0.1mol氢气。
(2)根据上述分析,钠块中钠的物质的量为0.2mol,质量为0.2mol×23g/mol=4.6g。
(3)根据上述分析,钠块中Na2O的物质的量为0.1mol,则被氧化的钠的物质的量为0.2mol,质量为0.2mol×23g/mol=4.6g;
(4)根据上述分析,钠块中Na2O的物质的量为0.1mol,则氧化钠的质量分数为。
14.(1)
(2)
(3)
(4)A
【详解】(1)根据化学方程式:、,得与的关系式均为,故只要参加反应的的量相等,所得的量必相等,所以等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得的体积之比是1:1。
(2)因为在反应中过量,产生的由和的量决定。根据化学反应中的关系式:、,故当物质的量相等时,二者产生的体积比为。
(3)因为铝足量且产生的量相等,根据关系式得,又因为两溶液体积相等,故物质的量浓度。
(4)当参加反应的和的物质的量一样多时,产生的体积比是,而题设条件体积比为,说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的,而对于来说是不足的。
n(H2)=0.15mol,则与反应生成的为。
m(Al)=5.4g,即投入的铝粉为。
故选A。
15.(1) Zn和NH4NO3 0.5NA
(2) 11.2L 28g/mol 0.4
【详解】(1)①因Zn元素的化合价升高,铵根离子中N元素的化合价升高,则还原剂为Zn和NH4NO3;
②由反应可知,Zn元素的化合价升高生成硝酸锌,铵根离子中N元素的化合价升高生成氮气,硝酸根离子中氮元素化合价降低生成氮气,电子转移为,生成1molN2转移5mol电子,产生的N2在标准状况下体积为2.24L,其物质的量为0.1mol,则转移0.5mol电子,转移的电子数为0.5NA;
(2)①由方程式可知,反应前后气体的体积不发生变化,X2和氧气的关系式为1:1,故V(O2)=V(X2)=11.2L,则反应前的体积为11.2L;
②是一种常见的液态化合物,则为水,Y为氢元素;根据化学方程式可知,的物质的量为0.5mol,则Mr(X2H4)= ,则Y的相对原子质量为14,为氮元素,故的摩尔质量为28g/mol;
③反应的方程式为 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l),该反应转移电子关系为4e- ~N2; 若反应生成0.1 mol N2,则转移电子的物质的量为0.4mol。
16.(1)10.8g
(2)2:2:1
【详解】(1)标准状况,6.72L H2 的物质的量是
设一份合金中铝的物质的量是x。
解得 x=0.2mol
所以该合金中铝的质量为0.2mol×27g/mol×2= 10.8g。
(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11.2L(标准状况),则镁与盐酸反应放出氢气的体积是(11.2-6.72)L=4.48L(标准状况),氢气的物质的量是0.2mol
设一份合金中镁的物质的量是y。
解得y=0.2mol
则一份合金中镁的质量是0.2mol×24g/mol=4.8g
铜的质量是16.6g-4.8g-0.2mol×27g/molg=6.4g,铜的物质的量是0.1mol
该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为0.2:0.2:0.1=2:2:1。
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