专题2 研究物质的基本方法 分层作业11 化学反应的计算--2025苏教版化学必修第一册同步练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 专题2 研究物质的基本方法 分层作业11 化学反应的计算--2025苏教版化学必修第一册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 345.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-24 14:14:24 | ||
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文档简介
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2025苏教版化学必修第一册
分层作业11 化学反应的计算
A级必备知识基础练
1.镁条、铝片分别放入足量的稀盐酸中,完全反应生成相同条件下相同体积的氢气,则镁与铝的物质的量之比为( )
A.1∶2 B.1∶1
C.2∶3 D.3∶2
2.医疗上颇为流行的“理疗特效热”,就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热,使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁,则需要消耗标准状况下氧气的质量为( )
A.24 g B.32 g
C.21 g D.16 g
3.3.6 g碳在一定量的氧气中燃烧,反应后生成一氧化碳和二氧化碳混合气体的平均摩尔质量是32 g·mol-1,则生成的一氧化碳的质量是( )
A.3.3 g B.6.3 g
C.8.4 g D.13.2 g
4.用一定物质的量浓度的NaOH溶液使相同体积的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中的Fe2+、Fe3+完全沉淀,若所用的NaOH溶液的体积相同,则FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度之比为( )
A.1∶1 B.1∶3
C.3∶1 D.3∶2
5.用含0.2 mol·L-1某金属阳离子Rn+的盐溶液40 mL,恰好将20 mL 0.4 mol·L-1的硫酸盐溶液中的硫酸根离子完全沉淀,则n值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
6.有0.4 g铁的氧化物,用足量的CO在高温下将其还原,把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中得到0.75 g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为 ( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.Fe4O5
7.由两种金属组成的合金10 g,投入足量的稀硫酸中,反应完全后得到氢气11.2 L(标准状况下),此合金可能是( )
A.镁铝合金 B.镁铁合金
C.铁锌合金 D.镁锌合金
8.现有O2和CO2的混合气体16.4 g,在标准状况下其体积为8.96 L。请回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为 。
(2)混合气体中碳原子的个数为 。
(3)将混合气体依次通过下图所示装置,最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体为 ,电子总数为 。
②气球中的气体在标准状况下体积为 。
9.取100.0 mL含Na2CO3和Na2SO4的混合溶液,加入过量BaCl2溶液后得到16.84 g沉淀,用过量稀硝酸处理后沉淀质量减少至6.99 g,同时溶液中有气泡产生。试求:
(1)原混合液中Na2SO4的物质的量浓度。
(2)产生的气体在标准状况下的体积(要求写出计算过程)。
B级关键能力提升练
10.将一定质量的Mg、Zn混合物与足量稀硫酸反应,生成H2 4.48 L(标准状况),原混合物的质量可能是( )
A.2 g B.4 g
C.8 g D.16 g
11.已知:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。取两份铝片,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量烧碱溶液反应,标准状况下均产生5.6 L气体,则两份铝片的质量之比为( )
A.一定为1∶1 B.可能为2∶3
C.一定为3∶2 D.可能为1∶6
12.在标准状况下,将V L A气体(摩尔质量是M g·mol-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为d g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1
B. mol·L-1
C. mol·L-1
D. mol·L-1
13.把500 mL含BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含b mol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为( )
A.0.1(b-2a)mol·L-1
B.10(2a-b)mol·L-1
C.10(b-a)mol·L-1
D.10(b-2a)mol·L-1
14.取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如下图所示:
分析数据,680 ℃时所得固体的化学式为( )
A.ZnO B.Zn3O(SO4)2
C.ZnSO4 D.ZnSO4·H2O
15.向200 mL FeCl3和HCl的混合溶液中,分别加入一定量成分均匀的Fe、Cu混合固体,充分反应后剩余固体质量及放出气体的体积(标准状况下测得)如下表所示。(已知Fe+2FeCl33FeCl2、Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2)
加入固体质量/g 9.00 18.0 27.0
剩余固体质量/g 3.20 9.60 15.8
放出气体体积/L 0 1.12 2.24
试计算:
(1)混合固体中m(Fe)∶m(Cu)= 。
(2)原混合溶液中c(Cl-)= 。
16.已知Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4;Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4。称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物,加入50.0 mL 2.00 mol·L-1的硫酸充分溶解,往所得溶液中加入5.60 g铁粉,充分反应后,得固体的质量为3.04 g。
请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量 。
(2)固体混合物中氧化铜的质量 。
C级学科素养创新练
17.Ⅰ.下表是某位生物教师血液化验单的部分内容:
已知:1 mol=1 000 mmol,血液中的葡萄糖简称血糖,分子式为C6H12O6,请根据以上信息回答下列问题:
项目名称 参考值
尿素氮 2.95 2.00~6.10 mmol·L-1
葡萄糖 4.50 3.89~6.11 mmol·L-1
总胆固醇 3.75 <5.20 mmol·L-1
甘油三酯 1.80↑ <1.70 mmol·L-1
(1)这位教师的血糖含量属 (填“正常”“偏高”或“偏低”)。
(2)这位教师的1 mL血液中含葡萄糖 g。
Ⅱ.在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”,能延长鲜花的寿命。下表是500 mL“鲜花保鲜剂”中含有的成分,阅读并回答下列问题:
成分 成分的质量/g 摩尔质量/(g·mol-1)
蔗糖 25.00 342
硫酸钾 0.87 174
阿司匹林 0.17 180
高锰酸钾 0.316 158
硝酸银 0.02 170
(3)“鲜花保鲜剂”中K+(阿司匹林中不含K+)的物质的量浓度为 。
(4)配制上述“鲜花保鲜剂”所需要的仪器有烧杯、胶头滴管、药匙、托盘天平(带砝码)、 (填所缺仪器的名称)。
(5)若要配制0.5 mol·L-1 500 mL的硫酸溶液,现有质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸。实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用 mL量筒最好。
分层作业11 化学反应的计算
A级 必备知识基础练
1.D 解析 由题意得,反应生成的氢气的物质的量相等,设生成的氢气的物质的量为1 mol
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
1 mol 1 mol
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
mol 1 mol
镁与铝的物质的量之比为1 mol∶mol=3∶2,故选D。
2.A 解析 56 g铁粉的物质的量是1 mol,Fe与O2反应产生Fe2O3,反应的化学方程式为4Fe+3O22Fe2O3,根据物质反应转化关系可知1 mol Fe反应需消耗O2的物质的量n(O2)=0.75 mol,其质量m(O2)=0.75 mol×32 g·mol-1=24 g,故合理选项是A。
3.B 解析 3.6 g碳物质的量为=0.3 mol,根据碳原子守恒,反应后生成CO和CO2混合气体物质的量为0.3 mol,混合气体平均摩尔质量是32 g·mol-1,则混合气体质量为32 g·mol-1×0.3 mol=9.6 g。设一氧化碳物质的量为x,则二氧化碳物质的量为0.3 mol-x,则28 g·mol-1 x+44 g·mol-1(0.3 mol-x)=9.6 g,解得x=0.225 mol,因此一氧化碳质量为0.225 mol×28 g·mol-1=6.3 g,B正确。
4.C 解析 假设参与反应的NaOH的物质的量为6 mol,则其恰好与FeSO4溶液中的Fe2+反应产生Fe(OH)2沉淀3 mol,故FeSO4的物质的量是3 mol,n(FeSO4)=3 mol;与Fe2(SO4)3溶液中的Fe3+完全反应形成Fe(OH)3沉淀2 mol,n[Fe2(SO4)3]=1 mol,由于FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液体积相同,因此FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度之比为3∶1,故合理选项是C。
5.B 解析 溶液中S的物质的量为20×10-3 L×0.4 mol·L-1=8×10-3mol,溶液中Rn+的物质的量为40×10-3 L×0.2 mol·L-1=8×10-3 mol,由反应恰好沉淀完全,根据电荷守恒,n=2,B正确。
6.B 解析 由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物CaCO3中。且n(O)=n(CO2)=n(CaCO3)=0.007 5 mol,m(O)=0.007 5 mol ×16 g·mol-1=0.12 g。m(Fe)=0.4 g-0.12 g=0.28 g,n(Fe)=0.005 mol。n(Fe)∶n(O)=2∶3,B正确。
7.A
8.答案 (1)41 g·mol-1 (2)0.3NA (3)①O2 1.6NA ②2.24 L
解析 (1)标准状况下混合气体的体积为8.96 L,则物质的量为n==0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量=41 g·mol-1;(2)设混合气体中O2的物质的量为x,CO2的物质的量为y,则根据混合物的质量为16.4 g可得:32 g·mol-1x+44 g·mol-1y=16.4 g ①;根据气体的物质的量为0.4 mol可得:x+y=0.4 mol ②,解得:x=0.1 mol、y=0.3 mol,由于每个CO2分子中只含1个碳原子,故混合气体中共含C原子0.3NA个;(3)将混合气体依次通过题图装置,则CO2会被NaOH溶液吸收,剩余气体为氧气,被浓硫酸干燥后,在气球中收集到的是干燥纯净的氧气。①一个氧气分子含有16个电子,由氧气的物质的量为0.1 mol,则其电子的物质的量为1.6 mol,数目为1.6NA;②气球中氧气在标准状况下的体积V=0.1 mol ×22.4 L·mol-1=2.24 L。
9.解 混合溶液加入过量的氯化钡溶液,发生反应:BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3BaCO3↓+2NaCl,得到的16.84 g白色沉淀为BaSO4、BaCO3,沉淀用过量稀硝酸处理,发生反应:BaCO3+2HNO3Ba(NO3)2+CO2↑+H2O,最终6.99 g沉淀为BaSO4。
(1)最终6.99 g沉淀为BaSO4,n(Na2SO4)=n(BaSO4)==0.03 mol,所以c(Na2SO4)==0.3 mol·L-1;
(2)n(CO2)=n(BaCO3)==0.05 mol,V(CO2)=0.05 mol ×22.4 L·mol-1=1.12 L。
答:(1)原溶液中Na2SO4物质的量浓度为0.3 mol·L-1;(2)产生的CO2在标准状况下的体积为1.12 L。
B级 关键能力提升练
10.C 解析 H2的物质的量为0.2 mol。假设金属全部为锌可求得金属质量为13 g,假设金属全部为镁可求得金属质量为4.8 g,金属实际质量应在4.8 g~13 g之间,故选C。
11.A 解析 金属铝与酸或碱反应的关系式均为2Al~3H2↑,得到的氢气物质的量相同时,两份铝的质量相等,A正确。
12.A 解析 标准状况下V L A气体的物质的量为 mol;气体的质量为 mol×M g·mol-1= g,水的质量为100 mL×1 g·mL-1=100 g,即溶液的质量为 g+100 g,溶液的体积=;则溶液的物质的量浓度c= mol·L-1= mol·L-1,A项正确。
13.D 解析 根据题意,500 mL溶液分成5等份,每份为100 mL。每份中n(Ba2+)=a mol,n(Cl-)=b mol,根据电荷守恒关系得n(K+)=(b-2a)mol,则c(K+)==10(b-2a)mol·L-1。
14.B 解析 28.70 g ZnSO4·7H2O的物质的量为0.1 mol,由Zn元素守恒可以知道,生成ZnSO4·H2O或ZnSO4或ZnO或Zn3O(SO4)2时,物质的量分别为0.1 mol、0.1 mol、0.1 mol、 mol,若得ZnSO4·H2O,质量为17.90 g(100 ℃);若得ZnSO4,质量为16.10 g(250 ℃);若得ZnO,质量为8.10 g(930 ℃);据此通过排除法确定680 ℃时所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。
15.答案 (1)7∶8
(2)4.00 mol·L-1
解析 (1)从题中第一组反应数据可知,加入的铁首先与FeCl3发生反应,当FeCl3反应完毕,铁再与HCl反应生成H2。对比题中二、三组数据可知,第二组反应中HCl有余,则从第二组投料分析:投进18.0 g Fe、Cu混合物后剩余的9.60 g为Cu,因为Fe与混合液中的HCl反应已产生了1.12 L的H2,Fe3+已反应完全,加入的Cu没有参与反应,全部剩余,即18 g固体中Cu的质量为9.6 g,则Fe的质量为8.4 g,即混合固体中,m(Fe)∶m(Cu)=7∶8。
(2)对比题中二、三组数据可知,第三组实验中盐酸已完全反应。则由第三组数据分析:加入27.0 g固体,充分反应后剩余15.8 g,减少的质量为11.2 g,全部是溶解的Fe,而Fe参与了两个反应,先与HCl反应生成H2,再与FeCl3反应。
n(H2)==0.1 mol
Fe+2HClFeCl2 + H2↑
0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
m(Fe)=n(Fe)·M(Fe)=0.1 mol×56 g·mol-1=5.6 g
m'(Fe)=11.2 g-5.6 g=5.6 g
n'(Fe)==0.1 mol
Fe+2FeCl33FeCl2
0.1 mol 0.3 mol
即最终溶液中的溶质全部为FeCl2:0.1 mol+0.3 mol=0.4 mol
故原混合溶液中c(Cl-)= mol·L-1=4.00 mol·L-1。
16.答案 (1)0.100 mol
(2)2.40 g
解析 (1)将Fe2O3、CuO混合物加入硫酸充分反应后,再加入铁粉,剩余固体有两种可能:第一种为单质Cu,第二种为Fe、Cu混合物,同时可知溶液中不含Fe2(SO4)3。根据溶液中S守恒,所得溶液中溶质的物质的量为0.100 mol。由于体系中的铁“原子”(氧化铁、铁粉)总物质的量大于0.100 mol,故可以判断加入的铁粉有剩余,剩余固体为Fe、Cu混合物,溶液中溶质为FeSO4。
(2)设Fe2O3的物质的量为x,CuO的物质的量为y,根据质量守恒,160 g·mol-1×x+80 g·mol-1×y=4.00 g,根据整个体系中金属元素守恒:56 g·mol-1×2x+64 g·mol-1×y+5.60 g=0.100 mol×56 g·mol-1+3.04 g,解方程得x=0.01 mol,y=0.03 mol,故CuO的质量为2.40 g。
C级 学科素养创新练
17.答案 (1)正常 (2)8.10×10-4 (3)0.024 mol·L-1
(4)500 mL容量瓶、玻璃棒 (5)15
解析 (1)根据题表中数据,葡萄糖的参考值为3.89~6.11 mmol·L-1,教师血糖含量4.50 mmol·L-1,在参考值范围内,属于正常;(2)教师血糖含量为4.50 mmol·L-1,即4.50×10-6 mol·mL-1,即1 mL血液中含有4.50×10-6 mol血糖,质量为4.50×10-6 mol×180 g·mol-1=8.10×10-4 g;(3)“鲜花保鲜剂”中K+(阿司匹林中不含K+)存在于硫酸钾、高锰酸钾中,n(K+)=×2+=0.012 mol,则c(K+)==0.024 mol·L-1;(4)准确配制500 mL的上述溶液,需选用500 mL的容量瓶,溶解和转移时还需要玻璃棒;(5)98%硫酸物质的量浓度c= mol·L-1=18.4 mol·L-1,则配制所需硫酸需要98%硫酸的体积=≈0.013 6 L=13.6 mL,量取液体时,应选用15 mL的量筒。
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2025苏教版化学必修第一册
分层作业11 化学反应的计算
A级必备知识基础练
1.镁条、铝片分别放入足量的稀盐酸中,完全反应生成相同条件下相同体积的氢气,则镁与铝的物质的量之比为( )
A.1∶2 B.1∶1
C.2∶3 D.3∶2
2.医疗上颇为流行的“理疗特效热”,就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热,使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁,则需要消耗标准状况下氧气的质量为( )
A.24 g B.32 g
C.21 g D.16 g
3.3.6 g碳在一定量的氧气中燃烧,反应后生成一氧化碳和二氧化碳混合气体的平均摩尔质量是32 g·mol-1,则生成的一氧化碳的质量是( )
A.3.3 g B.6.3 g
C.8.4 g D.13.2 g
4.用一定物质的量浓度的NaOH溶液使相同体积的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中的Fe2+、Fe3+完全沉淀,若所用的NaOH溶液的体积相同,则FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度之比为( )
A.1∶1 B.1∶3
C.3∶1 D.3∶2
5.用含0.2 mol·L-1某金属阳离子Rn+的盐溶液40 mL,恰好将20 mL 0.4 mol·L-1的硫酸盐溶液中的硫酸根离子完全沉淀,则n值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
6.有0.4 g铁的氧化物,用足量的CO在高温下将其还原,把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中得到0.75 g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为 ( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.Fe4O5
7.由两种金属组成的合金10 g,投入足量的稀硫酸中,反应完全后得到氢气11.2 L(标准状况下),此合金可能是( )
A.镁铝合金 B.镁铁合金
C.铁锌合金 D.镁锌合金
8.现有O2和CO2的混合气体16.4 g,在标准状况下其体积为8.96 L。请回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为 。
(2)混合气体中碳原子的个数为 。
(3)将混合气体依次通过下图所示装置,最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体为 ,电子总数为 。
②气球中的气体在标准状况下体积为 。
9.取100.0 mL含Na2CO3和Na2SO4的混合溶液,加入过量BaCl2溶液后得到16.84 g沉淀,用过量稀硝酸处理后沉淀质量减少至6.99 g,同时溶液中有气泡产生。试求:
(1)原混合液中Na2SO4的物质的量浓度。
(2)产生的气体在标准状况下的体积(要求写出计算过程)。
B级关键能力提升练
10.将一定质量的Mg、Zn混合物与足量稀硫酸反应,生成H2 4.48 L(标准状况),原混合物的质量可能是( )
A.2 g B.4 g
C.8 g D.16 g
11.已知:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。取两份铝片,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量烧碱溶液反应,标准状况下均产生5.6 L气体,则两份铝片的质量之比为( )
A.一定为1∶1 B.可能为2∶3
C.一定为3∶2 D.可能为1∶6
12.在标准状况下,将V L A气体(摩尔质量是M g·mol-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为d g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1
B. mol·L-1
C. mol·L-1
D. mol·L-1
13.把500 mL含BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含b mol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为( )
A.0.1(b-2a)mol·L-1
B.10(2a-b)mol·L-1
C.10(b-a)mol·L-1
D.10(b-2a)mol·L-1
14.取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如下图所示:
分析数据,680 ℃时所得固体的化学式为( )
A.ZnO B.Zn3O(SO4)2
C.ZnSO4 D.ZnSO4·H2O
15.向200 mL FeCl3和HCl的混合溶液中,分别加入一定量成分均匀的Fe、Cu混合固体,充分反应后剩余固体质量及放出气体的体积(标准状况下测得)如下表所示。(已知Fe+2FeCl33FeCl2、Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2)
加入固体质量/g 9.00 18.0 27.0
剩余固体质量/g 3.20 9.60 15.8
放出气体体积/L 0 1.12 2.24
试计算:
(1)混合固体中m(Fe)∶m(Cu)= 。
(2)原混合溶液中c(Cl-)= 。
16.已知Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4;Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4。称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物,加入50.0 mL 2.00 mol·L-1的硫酸充分溶解,往所得溶液中加入5.60 g铁粉,充分反应后,得固体的质量为3.04 g。
请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量 。
(2)固体混合物中氧化铜的质量 。
C级学科素养创新练
17.Ⅰ.下表是某位生物教师血液化验单的部分内容:
已知:1 mol=1 000 mmol,血液中的葡萄糖简称血糖,分子式为C6H12O6,请根据以上信息回答下列问题:
项目名称 参考值
尿素氮 2.95 2.00~6.10 mmol·L-1
葡萄糖 4.50 3.89~6.11 mmol·L-1
总胆固醇 3.75 <5.20 mmol·L-1
甘油三酯 1.80↑ <1.70 mmol·L-1
(1)这位教师的血糖含量属 (填“正常”“偏高”或“偏低”)。
(2)这位教师的1 mL血液中含葡萄糖 g。
Ⅱ.在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”,能延长鲜花的寿命。下表是500 mL“鲜花保鲜剂”中含有的成分,阅读并回答下列问题:
成分 成分的质量/g 摩尔质量/(g·mol-1)
蔗糖 25.00 342
硫酸钾 0.87 174
阿司匹林 0.17 180
高锰酸钾 0.316 158
硝酸银 0.02 170
(3)“鲜花保鲜剂”中K+(阿司匹林中不含K+)的物质的量浓度为 。
(4)配制上述“鲜花保鲜剂”所需要的仪器有烧杯、胶头滴管、药匙、托盘天平(带砝码)、 (填所缺仪器的名称)。
(5)若要配制0.5 mol·L-1 500 mL的硫酸溶液,现有质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸。实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用 mL量筒最好。
分层作业11 化学反应的计算
A级 必备知识基础练
1.D 解析 由题意得,反应生成的氢气的物质的量相等,设生成的氢气的物质的量为1 mol
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
1 mol 1 mol
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
mol 1 mol
镁与铝的物质的量之比为1 mol∶mol=3∶2,故选D。
2.A 解析 56 g铁粉的物质的量是1 mol,Fe与O2反应产生Fe2O3,反应的化学方程式为4Fe+3O22Fe2O3,根据物质反应转化关系可知1 mol Fe反应需消耗O2的物质的量n(O2)=0.75 mol,其质量m(O2)=0.75 mol×32 g·mol-1=24 g,故合理选项是A。
3.B 解析 3.6 g碳物质的量为=0.3 mol,根据碳原子守恒,反应后生成CO和CO2混合气体物质的量为0.3 mol,混合气体平均摩尔质量是32 g·mol-1,则混合气体质量为32 g·mol-1×0.3 mol=9.6 g。设一氧化碳物质的量为x,则二氧化碳物质的量为0.3 mol-x,则28 g·mol-1 x+44 g·mol-1(0.3 mol-x)=9.6 g,解得x=0.225 mol,因此一氧化碳质量为0.225 mol×28 g·mol-1=6.3 g,B正确。
4.C 解析 假设参与反应的NaOH的物质的量为6 mol,则其恰好与FeSO4溶液中的Fe2+反应产生Fe(OH)2沉淀3 mol,故FeSO4的物质的量是3 mol,n(FeSO4)=3 mol;与Fe2(SO4)3溶液中的Fe3+完全反应形成Fe(OH)3沉淀2 mol,n[Fe2(SO4)3]=1 mol,由于FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液体积相同,因此FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度之比为3∶1,故合理选项是C。
5.B 解析 溶液中S的物质的量为20×10-3 L×0.4 mol·L-1=8×10-3mol,溶液中Rn+的物质的量为40×10-3 L×0.2 mol·L-1=8×10-3 mol,由反应恰好沉淀完全,根据电荷守恒,n=2,B正确。
6.B 解析 由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物CaCO3中。且n(O)=n(CO2)=n(CaCO3)=0.007 5 mol,m(O)=0.007 5 mol ×16 g·mol-1=0.12 g。m(Fe)=0.4 g-0.12 g=0.28 g,n(Fe)=0.005 mol。n(Fe)∶n(O)=2∶3,B正确。
7.A
8.答案 (1)41 g·mol-1 (2)0.3NA (3)①O2 1.6NA ②2.24 L
解析 (1)标准状况下混合气体的体积为8.96 L,则物质的量为n==0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量=41 g·mol-1;(2)设混合气体中O2的物质的量为x,CO2的物质的量为y,则根据混合物的质量为16.4 g可得:32 g·mol-1x+44 g·mol-1y=16.4 g ①;根据气体的物质的量为0.4 mol可得:x+y=0.4 mol ②,解得:x=0.1 mol、y=0.3 mol,由于每个CO2分子中只含1个碳原子,故混合气体中共含C原子0.3NA个;(3)将混合气体依次通过题图装置,则CO2会被NaOH溶液吸收,剩余气体为氧气,被浓硫酸干燥后,在气球中收集到的是干燥纯净的氧气。①一个氧气分子含有16个电子,由氧气的物质的量为0.1 mol,则其电子的物质的量为1.6 mol,数目为1.6NA;②气球中氧气在标准状况下的体积V=0.1 mol ×22.4 L·mol-1=2.24 L。
9.解 混合溶液加入过量的氯化钡溶液,发生反应:BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3BaCO3↓+2NaCl,得到的16.84 g白色沉淀为BaSO4、BaCO3,沉淀用过量稀硝酸处理,发生反应:BaCO3+2HNO3Ba(NO3)2+CO2↑+H2O,最终6.99 g沉淀为BaSO4。
(1)最终6.99 g沉淀为BaSO4,n(Na2SO4)=n(BaSO4)==0.03 mol,所以c(Na2SO4)==0.3 mol·L-1;
(2)n(CO2)=n(BaCO3)==0.05 mol,V(CO2)=0.05 mol ×22.4 L·mol-1=1.12 L。
答:(1)原溶液中Na2SO4物质的量浓度为0.3 mol·L-1;(2)产生的CO2在标准状况下的体积为1.12 L。
B级 关键能力提升练
10.C 解析 H2的物质的量为0.2 mol。假设金属全部为锌可求得金属质量为13 g,假设金属全部为镁可求得金属质量为4.8 g,金属实际质量应在4.8 g~13 g之间,故选C。
11.A 解析 金属铝与酸或碱反应的关系式均为2Al~3H2↑,得到的氢气物质的量相同时,两份铝的质量相等,A正确。
12.A 解析 标准状况下V L A气体的物质的量为 mol;气体的质量为 mol×M g·mol-1= g,水的质量为100 mL×1 g·mL-1=100 g,即溶液的质量为 g+100 g,溶液的体积=;则溶液的物质的量浓度c= mol·L-1= mol·L-1,A项正确。
13.D 解析 根据题意,500 mL溶液分成5等份,每份为100 mL。每份中n(Ba2+)=a mol,n(Cl-)=b mol,根据电荷守恒关系得n(K+)=(b-2a)mol,则c(K+)==10(b-2a)mol·L-1。
14.B 解析 28.70 g ZnSO4·7H2O的物质的量为0.1 mol,由Zn元素守恒可以知道,生成ZnSO4·H2O或ZnSO4或ZnO或Zn3O(SO4)2时,物质的量分别为0.1 mol、0.1 mol、0.1 mol、 mol,若得ZnSO4·H2O,质量为17.90 g(100 ℃);若得ZnSO4,质量为16.10 g(250 ℃);若得ZnO,质量为8.10 g(930 ℃);据此通过排除法确定680 ℃时所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。
15.答案 (1)7∶8
(2)4.00 mol·L-1
解析 (1)从题中第一组反应数据可知,加入的铁首先与FeCl3发生反应,当FeCl3反应完毕,铁再与HCl反应生成H2。对比题中二、三组数据可知,第二组反应中HCl有余,则从第二组投料分析:投进18.0 g Fe、Cu混合物后剩余的9.60 g为Cu,因为Fe与混合液中的HCl反应已产生了1.12 L的H2,Fe3+已反应完全,加入的Cu没有参与反应,全部剩余,即18 g固体中Cu的质量为9.6 g,则Fe的质量为8.4 g,即混合固体中,m(Fe)∶m(Cu)=7∶8。
(2)对比题中二、三组数据可知,第三组实验中盐酸已完全反应。则由第三组数据分析:加入27.0 g固体,充分反应后剩余15.8 g,减少的质量为11.2 g,全部是溶解的Fe,而Fe参与了两个反应,先与HCl反应生成H2,再与FeCl3反应。
n(H2)==0.1 mol
Fe+2HClFeCl2 + H2↑
0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
m(Fe)=n(Fe)·M(Fe)=0.1 mol×56 g·mol-1=5.6 g
m'(Fe)=11.2 g-5.6 g=5.6 g
n'(Fe)==0.1 mol
Fe+2FeCl33FeCl2
0.1 mol 0.3 mol
即最终溶液中的溶质全部为FeCl2:0.1 mol+0.3 mol=0.4 mol
故原混合溶液中c(Cl-)= mol·L-1=4.00 mol·L-1。
16.答案 (1)0.100 mol
(2)2.40 g
解析 (1)将Fe2O3、CuO混合物加入硫酸充分反应后,再加入铁粉,剩余固体有两种可能:第一种为单质Cu,第二种为Fe、Cu混合物,同时可知溶液中不含Fe2(SO4)3。根据溶液中S守恒,所得溶液中溶质的物质的量为0.100 mol。由于体系中的铁“原子”(氧化铁、铁粉)总物质的量大于0.100 mol,故可以判断加入的铁粉有剩余,剩余固体为Fe、Cu混合物,溶液中溶质为FeSO4。
(2)设Fe2O3的物质的量为x,CuO的物质的量为y,根据质量守恒,160 g·mol-1×x+80 g·mol-1×y=4.00 g,根据整个体系中金属元素守恒:56 g·mol-1×2x+64 g·mol-1×y+5.60 g=0.100 mol×56 g·mol-1+3.04 g,解方程得x=0.01 mol,y=0.03 mol,故CuO的质量为2.40 g。
C级 学科素养创新练
17.答案 (1)正常 (2)8.10×10-4 (3)0.024 mol·L-1
(4)500 mL容量瓶、玻璃棒 (5)15
解析 (1)根据题表中数据,葡萄糖的参考值为3.89~6.11 mmol·L-1,教师血糖含量4.50 mmol·L-1,在参考值范围内,属于正常;(2)教师血糖含量为4.50 mmol·L-1,即4.50×10-6 mol·mL-1,即1 mL血液中含有4.50×10-6 mol血糖,质量为4.50×10-6 mol×180 g·mol-1=8.10×10-4 g;(3)“鲜花保鲜剂”中K+(阿司匹林中不含K+)存在于硫酸钾、高锰酸钾中,n(K+)=×2+=0.012 mol,则c(K+)==0.024 mol·L-1;(4)准确配制500 mL的上述溶液,需选用500 mL的容量瓶,溶解和转移时还需要玻璃棒;(5)98%硫酸物质的量浓度c= mol·L-1=18.4 mol·L-1,则配制所需硫酸需要98%硫酸的体积=≈0.013 6 L=13.6 mL,量取液体时,应选用15 mL的量筒。
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