第3章 铁 金属材料 分层作业18（含答案） 物质的量在化学方程式计算中的应用--2025人教版化学必修第一册同步练习题
文档属性
| 名称 | 第3章 铁 金属材料 分层作业18（含答案） 物质的量在化学方程式计算中的应用--2025人教版化学必修第一册同步练习题 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 307.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-27 19:31:05 | ||
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文档简介
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2025人教版化学必修第一册
分层作业18 物质的量在化学方程式计算中的应用
A级必备知识基础练
题组1.物质的量在化学方程式计算中的应用
1.把一定量Na2O2放入足量水中,会发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.反应中Na2O2与NaOH的质量相等
B.反应中H2O与O2的质量之比为2∶1
C.反应中Na2O2与H2O的质量之比为1∶1
D.反应中Na2O2与NaOH的物质的量之比为1∶2
2.对于反应aA+bBcC+dD(A、B、C、D表示物质的化学式,a、b、c、d为化学方程式中的化学计量数),下列说法不正确的是( )
A.如果质量为m1的A与质量为m2的B恰好完全反应,则生成的C、D的质量之和一定等于(m1+m2)
B.参加反应的A和B中的原子总数一定等于生成的C和D的原子总数
C.(a+b)不一定等于(c+d)
D.A和B中的元素种类,不一定等于C和D中的元素种类
3.(2024·贵州铜仁检测)将一定量的镁铝合金均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为3∶2,则样品中镁、铝物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶4 D.4∶3
4.(2024·广东梅州高一检测)将12.8 g铜粉加到400 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液中,充分反应后(假设溶液总体积不变),下列说法正确的是( )
A.溶液中产生了黑色固体
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.溶液中Fe2+的物质的量浓度为2.0 mol·L-1
D.溶液中Fe3+和Fe2+物质的量之比为1∶2
题组2.化学计算的常用方法(差量法、守恒法、关系式法)
5.高温下铁粉可与水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体的质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是( )
A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.2 mol
6.0.3 mol氯气和足量的金属M反应,生成0.2 mol MCln,则n等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.将0.195 g锌粉加入20.0 mL 0.100 mol·L-1 M溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是 ( )
A.M B.M2+ C.M3+ D.MO2+
8.已知Fe+SFeS,FeS+2HClFeCl2+H2S↑,2H2S+3O22SO2+2H2O。一定量的铁粉和过量硫粉混合加热,待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧,共收集得9 g水,则加入的铁粉质量为( )
A.14 g B.42 g C.56 g D.28 g
B级关键能力提升练
9.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
10.(2024·湖北襄阳检测)常温下,将等质量的Mg和Al分别与等浓度、等体积的稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线
B.参加反应的Mg和Al的质量之比:
C.在Al与稀硫酸的反应中,每转移0.6 mol电子,同时生成气体的体积为6.72 L(标准状况下)
D.上述发生的反应中,与Al反应的稀硫酸的量不足
C级学科素养拔高练
11.(2024·河南平顶山高一检测)向50 g铁粉和氧化铁的混合物中加入200 mL的稀硫酸,恰好完全反应,放出氢气4.48 L(标准状况下),向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色,且无固体剩余物。求:
(1)发生的化学反应中有一个属于化合反应,写出其离子方程式 。
(2)混合物中含氧化铁 g。
(3)原稀硫酸的物质的量浓度为 mol·L-1。
参考答案
分层作业18 物质的量在化学方程式计算中的应用
1.D 解析 该反应中,Na2O2与NaOH的物质的量之比为1∶2,质量之比为78∶80,所以A项错误,D项正确;该反应中,H2O与O2的物质的量之比为2∶1,质量之比为(2×18)∶(16×2)=9∶8,所以B项错误;Na2O2与H2O的质量之比为(2×78)∶(2×18)=39∶9,C项错误。
2.D 解析 化学反应的本质是把反应物中的分子拆成原子,再把原子重新组合成生成物中的分子,反应过程中元素种类不会改变,所以选D。
3.C 解析 根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比,设加入氢氧化钠溶液产生的H2为2 mol,则加入盐酸产生的H2为3 mol,根据反应2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知生成2 mol H2,需要Al的物质的量为 mol,由于2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑可知,等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多,故说明Mg与盐酸反应产生的H2为1 mol,根据反应方程式Mg+2HClMgCl2+H2↑可知,生成1 mol H2需消耗1 mol的Mg,故样品中镁、铝物质的量之比为1∶=3∶4,故选C。
4.B 解析 铜与FeCl3发生反应的离子方程式为Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,12.8 g铜粉的物质的量为=0.2 mol,400 mL 2 mol·L-1的FeCl3的物质的量为2 mol·L-1×0.4 L=0.8 mol,显然溶液中FeCl3过量。铜粉完全溶解,铁离子转化为亚铁离子,不会出现黑色固体,A错误;氧化产物为铜离子,还原产物为亚铁离子,两者物质的量之比为1∶2,B正确;溶液中Fe2+的物质的量浓度等于参加反应的Fe3+的物质的量浓度,则Fe2+的浓度为=1.0 mol·L-1,C错误;溶液中剩余的Fe3+的物质的量为0.8 mol-0.2 mol×2=0.4 mol,生成Fe2+的物质的量为0.2 mol×2=0.4 mol,所以两者的物质的量之比为1∶1,D错误。
5.C 解析 设参加反应的铁粉的物质的量是n(Fe),由高温下铁粉与水蒸气的反应可知:
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Δm(固)
3 mol 64 g
n(Fe) 32 g
,解得n(Fe)=1.5 mol。
6.C 解析 根据氯原子守恒可知,0.3 mol Cl2中的Cl和0.2 mol MCln中的Cl-数相等,则n=3。
7.B 解析 0.195 g锌粉的物质的量为0.003 mol,20.0 mL 0.100 mol·L-1 M溶液中n(M)=20.0×10-3 L×0.100 mol·L-1=2×10-3 mol。设还原产物中M的化合价为+x价,根据得失电子守恒可得:0.003 mol×(2-0)=2×10-3 mol×(5-x),解得x=2,故还原产物为M2+。
8.D 解析 根据反应方程式可找出已知量与未知量的关系。
Fe~FeS~H2S~H2O
56 18
X 9 g
列式:,解得x=28 g,即加入的铁粉质量为28 g。
9.B 解析 标准状况下,n(O2)==0.5 mol,由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑,可知M(NO3)2的物质的量为0.5 mol×2=1 mol,则M(NO3)2的摩尔质量==148 g·mol-1,故M的摩尔质量为(148-2×62) g·mol-1=24 g·mol-1。
10.B 解析 镁比铝活泼,反应速率更快,故曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线,A正确;反应生成氢气的量相同,Mg+H2SO4MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,则参加反应的Mg和Al的物质的量之比为3∶2,质量之比为(3×24)∶(2×27)=4∶3,B错误;在Al与稀硫酸的反应中存在关系2Al~6e-~3H2,每转移0.6 mol电子,同时生成氢气0.3 mol,其体积为6.72 L(标准状况下),C正确;若反应中硫酸过量,则铝会生成更多的氢气,故上述发生的反应中,稀硫酸的量不足,D正确。
11.答案 (1)Fe+2Fe3+3Fe2+ (2)28.736 (3)3.694
解析 向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色,且无固体剩余物,说明Fe元素全部转化为亚铁离子存在于溶液中,因此共发生3个反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)33FeSO4。(1)3个反应中Fe+Fe2(SO4)33FeSO4属于化合反应,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。(2)设混合物中Fe的物质的量为x mol,Fe2O3的物质的量为y mol,则①56x+160y=50,放出标准状况下氢气4.48 L(0.2 mol),则发生反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑消耗的Fe为0.2 mol,发生反应Fe+Fe2(SO4)33FeSO4消耗Fe的物质的量为y mol,则②0.2+y=x,联立二式解得x≈0.379 6,y≈0.179 6,则混合物中氧化铁的质量为0.179 6 mol×160 g·mol-1=28.736 g。(3)结合(2)可知n(H2SO4)=0.379 6 mol+0.179 6 mol×2=0.738 8 mol,c(H2SO4)==3.694 mol·L-1。
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分层作业18 物质的量在化学方程式计算中的应用
A级必备知识基础练
题组1.物质的量在化学方程式计算中的应用
1.把一定量Na2O2放入足量水中,会发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.反应中Na2O2与NaOH的质量相等
B.反应中H2O与O2的质量之比为2∶1
C.反应中Na2O2与H2O的质量之比为1∶1
D.反应中Na2O2与NaOH的物质的量之比为1∶2
2.对于反应aA+bBcC+dD(A、B、C、D表示物质的化学式,a、b、c、d为化学方程式中的化学计量数),下列说法不正确的是( )
A.如果质量为m1的A与质量为m2的B恰好完全反应,则生成的C、D的质量之和一定等于(m1+m2)
B.参加反应的A和B中的原子总数一定等于生成的C和D的原子总数
C.(a+b)不一定等于(c+d)
D.A和B中的元素种类,不一定等于C和D中的元素种类
3.(2024·贵州铜仁检测)将一定量的镁铝合金均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为3∶2,则样品中镁、铝物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶4 D.4∶3
4.(2024·广东梅州高一检测)将12.8 g铜粉加到400 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液中,充分反应后(假设溶液总体积不变),下列说法正确的是( )
A.溶液中产生了黑色固体
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.溶液中Fe2+的物质的量浓度为2.0 mol·L-1
D.溶液中Fe3+和Fe2+物质的量之比为1∶2
题组2.化学计算的常用方法(差量法、守恒法、关系式法)
5.高温下铁粉可与水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体的质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是( )
A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.2 mol
6.0.3 mol氯气和足量的金属M反应,生成0.2 mol MCln,则n等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.将0.195 g锌粉加入20.0 mL 0.100 mol·L-1 M溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是 ( )
A.M B.M2+ C.M3+ D.MO2+
8.已知Fe+SFeS,FeS+2HClFeCl2+H2S↑,2H2S+3O22SO2+2H2O。一定量的铁粉和过量硫粉混合加热,待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧,共收集得9 g水,则加入的铁粉质量为( )
A.14 g B.42 g C.56 g D.28 g
B级关键能力提升练
9.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
10.(2024·湖北襄阳检测)常温下,将等质量的Mg和Al分别与等浓度、等体积的稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线
B.参加反应的Mg和Al的质量之比:
C.在Al与稀硫酸的反应中,每转移0.6 mol电子,同时生成气体的体积为6.72 L(标准状况下)
D.上述发生的反应中,与Al反应的稀硫酸的量不足
C级学科素养拔高练
11.(2024·河南平顶山高一检测)向50 g铁粉和氧化铁的混合物中加入200 mL的稀硫酸,恰好完全反应,放出氢气4.48 L(标准状况下),向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色,且无固体剩余物。求:
(1)发生的化学反应中有一个属于化合反应,写出其离子方程式 。
(2)混合物中含氧化铁 g。
(3)原稀硫酸的物质的量浓度为 mol·L-1。
参考答案
分层作业18 物质的量在化学方程式计算中的应用
1.D 解析 该反应中,Na2O2与NaOH的物质的量之比为1∶2,质量之比为78∶80,所以A项错误,D项正确;该反应中,H2O与O2的物质的量之比为2∶1,质量之比为(2×18)∶(16×2)=9∶8,所以B项错误;Na2O2与H2O的质量之比为(2×78)∶(2×18)=39∶9,C项错误。
2.D 解析 化学反应的本质是把反应物中的分子拆成原子,再把原子重新组合成生成物中的分子,反应过程中元素种类不会改变,所以选D。
3.C 解析 根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比,设加入氢氧化钠溶液产生的H2为2 mol,则加入盐酸产生的H2为3 mol,根据反应2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知生成2 mol H2,需要Al的物质的量为 mol,由于2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑可知,等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多,故说明Mg与盐酸反应产生的H2为1 mol,根据反应方程式Mg+2HClMgCl2+H2↑可知,生成1 mol H2需消耗1 mol的Mg,故样品中镁、铝物质的量之比为1∶=3∶4,故选C。
4.B 解析 铜与FeCl3发生反应的离子方程式为Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,12.8 g铜粉的物质的量为=0.2 mol,400 mL 2 mol·L-1的FeCl3的物质的量为2 mol·L-1×0.4 L=0.8 mol,显然溶液中FeCl3过量。铜粉完全溶解,铁离子转化为亚铁离子,不会出现黑色固体,A错误;氧化产物为铜离子,还原产物为亚铁离子,两者物质的量之比为1∶2,B正确;溶液中Fe2+的物质的量浓度等于参加反应的Fe3+的物质的量浓度,则Fe2+的浓度为=1.0 mol·L-1,C错误;溶液中剩余的Fe3+的物质的量为0.8 mol-0.2 mol×2=0.4 mol,生成Fe2+的物质的量为0.2 mol×2=0.4 mol,所以两者的物质的量之比为1∶1,D错误。
5.C 解析 设参加反应的铁粉的物质的量是n(Fe),由高温下铁粉与水蒸气的反应可知:
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Δm(固)
3 mol 64 g
n(Fe) 32 g
,解得n(Fe)=1.5 mol。
6.C 解析 根据氯原子守恒可知,0.3 mol Cl2中的Cl和0.2 mol MCln中的Cl-数相等,则n=3。
7.B 解析 0.195 g锌粉的物质的量为0.003 mol,20.0 mL 0.100 mol·L-1 M溶液中n(M)=20.0×10-3 L×0.100 mol·L-1=2×10-3 mol。设还原产物中M的化合价为+x价,根据得失电子守恒可得:0.003 mol×(2-0)=2×10-3 mol×(5-x),解得x=2,故还原产物为M2+。
8.D 解析 根据反应方程式可找出已知量与未知量的关系。
Fe~FeS~H2S~H2O
56 18
X 9 g
列式:,解得x=28 g,即加入的铁粉质量为28 g。
9.B 解析 标准状况下,n(O2)==0.5 mol,由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑,可知M(NO3)2的物质的量为0.5 mol×2=1 mol,则M(NO3)2的摩尔质量==148 g·mol-1,故M的摩尔质量为(148-2×62) g·mol-1=24 g·mol-1。
10.B 解析 镁比铝活泼,反应速率更快,故曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线,A正确;反应生成氢气的量相同,Mg+H2SO4MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,则参加反应的Mg和Al的物质的量之比为3∶2,质量之比为(3×24)∶(2×27)=4∶3,B错误;在Al与稀硫酸的反应中存在关系2Al~6e-~3H2,每转移0.6 mol电子,同时生成氢气0.3 mol,其体积为6.72 L(标准状况下),C正确;若反应中硫酸过量,则铝会生成更多的氢气,故上述发生的反应中,稀硫酸的量不足,D正确。
11.答案 (1)Fe+2Fe3+3Fe2+ (2)28.736 (3)3.694
解析 向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色,且无固体剩余物,说明Fe元素全部转化为亚铁离子存在于溶液中,因此共发生3个反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)33FeSO4。(1)3个反应中Fe+Fe2(SO4)33FeSO4属于化合反应,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。(2)设混合物中Fe的物质的量为x mol,Fe2O3的物质的量为y mol,则①56x+160y=50,放出标准状况下氢气4.48 L(0.2 mol),则发生反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑消耗的Fe为0.2 mol,发生反应Fe+Fe2(SO4)33FeSO4消耗Fe的物质的量为y mol,则②0.2+y=x,联立二式解得x≈0.379 6,y≈0.179 6,则混合物中氧化铁的质量为0.179 6 mol×160 g·mol-1=28.736 g。(3)结合(2)可知n(H2SO4)=0.379 6 mol+0.179 6 mol×2=0.738 8 mol,c(H2SO4)==3.694 mol·L-1。
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