3.2.2物质的量在化学方程式计算中的应用 课件（共52张PPT）人教版高中化学必修1
文档属性
| 名称 | 3.2.2物质的量在化学方程式计算中的应用 课件（共52张PPT）人教版高中化学必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-14 23:04:58 | ||
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文档简介
(共52张PPT)
第三章
第二节 第二课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
知识点一 物质的量在化学方程式
计算中的应用
知识点二 化学计算的常用方法
目录索引
素养目标 学习要点
1.知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系,并根据关系进行相关计算。能多角度、动态地根据化学方程式分析化学变化,培养变化观念与平衡思想的学科素养。 2.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行计算。建立计算模型,并会根据模型进行计算和论证,培养证据推理与模型认知的学科素养。 一个中心:以物质的量为中心的计算
五个步骤:化学方程式计算的一般步骤(写、标、列、解、答)
三种方法:守恒法、差量法、方程组法
知识点一 物质的量在化学方程式
计算中的应用
基础落实 必备知识全过关
1.物质的量与其他物理量之间的关系
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
(1)化学反应中粒子的数量关系
物质是由 、 、 等粒子构成的,物质之间的化学反应是这些粒子按一定的 进行的。
从微观角度认识化学反应
原子
分子
离子
数目关系
(2)化学方程式中的定量关系
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的___________ 之比,也等于各物质的 之比。
2×6.02×1023
2×6.02×1023
2×6.02×1023
1×6.02×1023
2
2
2
1
粒子个数
物质的量
3.解法示例
【例题】向足量的稀盐酸中投入13.0 g Zn,计算生成标准状况下H2的体积。
Zn + 2HCl ══ ZnCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V(H2)
(列比例式)
V(H2)= 。
答:生成标准状况下H2的体积为 L。
4.48 L
4.48
名师点拨
物质的量应用于计算的注意事项
(1)化学方程式必须配平。
(2)代入化学方程式中的量必须是参加反应的纯净物的量。
(3)在写出相关联的量时,要遵循“上下一致,左右对应”的原则。如:
或
规律方法
物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤:
正误判断
(1)化学反应前后物质的质量和物质的量均不变。( )
(2)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量之比。( )
(3)化学方程式2H2+O2 2H2O的意义为2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O。( )
×
提示 化学反应前后物质的总质量一定不变,但反应后物质的总物质的量可能增大、减小或不变。
×
提示 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
√
重难突破 能力素养全提升
探究角度1物质的量在化学方程式计算中的应用
例1(2024·湖北武汉高一检测)向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,计算:
(1)参加反应的NaOH的物质的量浓度为 (反应前后溶液体积不变,下同)。
(2)生成H2(标准状况下)的体积为 。
(3)如果向500 mL物质的量浓度为1 mol·L-1的NaOH溶液中投入10.8 g Al,生成H2(标准状况下)的体积为 。
0.8 mol·L-1
13.44 L
13.44 L
解析 设NaOH的物质的量为n(NaOH),生成氢气的体积为V(H2)。
2Al+ 2NaOH+6H2O ══ 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
54 g 2 mol 67.2 L(标准状况)
10.8 g n(NaOH) V(H2)
由于500 mL 0.8 mol·L-1 NaOH溶液与10.8 g Al恰好完全反应,如更换为500 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液,NaOH溶液过量,生成H2(标准状况下)的体积仍为13.44 L。
【变式设问】
(1)改变考查物质:向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,生成Na[Al(OH)4]的物质的量是多少
提示 0.4 mol。设生成Na[Al(OH)4]的物质的量为n。
2Al+2NaOH+6H2O ══ 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
54 g 2 mol
10.8 g n
列出比例式,解得n=0.4 mol。
(2)改变物质质量:如果向500 mL物质的量浓度为1 mol·L-1 NaOH溶液中投入16.2 g Al,生成H2(标准状况下)的体积为多少
提示 16.8 L。n(NaOH)=1 mol·L-1×0.5 L=0.5 mol,n(Al)=16.2 g÷27 g·mol-1 =0.6 mol。Al过量,应根据n(NaOH)进行计算,可得氢气在标准状况下的体积。
[对点训练1]
0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应,则此盐酸的物质的量浓度是( )
A.0.10 mol·L-1 B.0.20 mol·L-1
C.0.50 mol·L-1 D.1.00 mol·L-1
D
解析
CaO + 2HCl ══ CaCl2+H2O
56 g 2 mol
0.56 g c(HCl)×20×10-3 L
解得c(HCl)=1.00 mol·L-1。
思维模型 物质的量在化学方程式计算中的应用解题步骤
[对点训练2]
(2024·江西萍乡高一检测)含MnO2 80%的MnO2样品21.75 g,与足量浓盐酸加热充分反应(杂质不与浓盐酸反应),在标准状况下生成Cl2的体积为多少 (写出解题步骤)
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol 22.4 L
0.2 mol V(Cl2)
答:在标准状况下生成Cl2的体积为4.48 L。
探究角度2方程组法在化学方程式计算中的应用
例2把1.1 g铝和铁的混合物溶于200 mL 5 mol·L-1盐酸中,反应后溶液中HCl的浓度变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化可忽略不计)。计算:
(1)反应中消耗HCl的物质的量。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
解 (1)消耗HCl的物质的量为0.2 L×5 mol·L-1-0.2 L×4.6 mol·L-1=0.08 mol。
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al + 6HCl ══ 2AlCl3+3H2↑
2 mol 6 mol
x 3x
Fe + 2HCl ══ FeCl2+H2↑
1 mol 2 mol
y 2y
解得x=0.02 mol,y=0.01 mol。
答:(1)消耗HCl的物质的量为0.08 mol。
(2)铝、铁的物质的量分别为0.02 mol、0.01 mol。
[对点训练3]
Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48 L,下列推断不正确的是( )
A.参加反应的Mg、Al共0.2 mol
B.参加反应的HCl为0.4 mol
C.Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2
A
解析 Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+ ══ Mg2++H2↑、2Al+6H+ ══ 2Al3++3H2↑。n(H2)= =0.2 mol,则参加反应的n(H+)=0.4 mol,B项正确;若换成足量稀硫酸,反应的离子方程式不变,同样产生0.2 mol H2,D项正确;依据得失电子守恒,由2H+→H2可知,转移电子的物质的量为0.2 mol×2=0.4 mol,C项正确;根据极值法,0.2 mol Mg提供0.4 mol电子,0.2 mol Al则提供0.6 mol电子,0.2 mol Mg、Al的混合物提供的电子的物质的量大于0.4 mol而小于0.6 mol,A项错误。
思维模型 化学计算中最常用的方法——方程组法
1.方法:根据质量守恒和比例关系,依据题设条件设立未知数,列方程或方程组求解。
2.类型:
反应方程组 已知混合物中几种物质反应的总量,求解其组分含量
组成方程组 已知混合物的几个组成总量,求解其组分含量
知识点二 化学计算的常用方法
重难突破 能力素养全提升
探究角度1守恒法
例1碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下CuCO3和Cu2(OH)2CO3两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g CuCO3和Cu2(OH)2CO3的混合物,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是( )
A.35 g B.30 g
C.20 g D.15 g
C
解析 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL,HCl的物质的量为0.5 mol,则CuCl2的物质的量为0.25 mol。根据铜元素守恒可知,原混合物中含有铜元素原子的物质的量为0.25 mol,则灼烧等质量的题给混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol,则得到氧化铜的质量为m(CuO)=0.25 mol×80 g·mol-1=20 g。
图解要点 守恒法在本题的分析思路
思维模型 应用守恒法的思维模型
[对点训练1]
A.2 B.3 C.4 D.5
B
解析 被0.2 mol Cl2氧化的Fe2+的物质的量是0.4 mol,被0.1 mol 氧化的Fe2+的物质的量为0.6 mol,则1 mol 在反应中得到6 mol e-,则反应后X元素为+3价的离子。
思维模型 电子守恒的思维模型
[对点训练2]
0.4
思维模型 电荷守恒的含义
电荷守恒——即溶液是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量=阴离子带的负电荷总量。如氯化钠和硫酸镁的混合溶液中2c(Mg2+)+c(Na+)=2c( )+c(Cl-)。
探究角度2差量法
例2将一铁片放入500 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液中,反应一段时间后,取出铁片,小心洗净后干燥称量,铁片增重0.8 g,假设反应前后溶液体积不变,则反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是( )
A.0.9 mol·L-1 B.0.85 mol·L-1
C.0.8 mol·L-1 D.0.75 mol·L-1
C
解析 设反应消耗的CuSO4的物质的量为x。
CuSO4+Fe ══ FeSO4+Cu Δm
1 mol 56 g 64 8 g
x 0.8 g
解得x=0.1 mol,反应后剩余CuSO4的物质的量为0.4 mol,反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是 =0.8 mol·L-1,C正确。
[对点训练3]
将100 g Na2CO3与NaHCO3的混合物加热分解至恒重后,测得残留固体的质量为93.8 g,则原混合物中Na2CO3的质量分数为 。
83.2%
解析 设混合物中NaHCO3的质量为x
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
168 g 62 g
x 6.2 g
思维模型
差量法的应用
探究角度3关系式法
例3把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,得到10 g沉淀,那么参加反应的CO的质量是 g。
2.8
解析 根据化学方程式确定关系:
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
CO2+Ca(OH)2 ══ CaCO3↓+H2O
则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。利用关系式进行计算:
CO ~ CaCO3
28 g 100 g
m(CO) 10 g
[对点训练4]
对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为 。
0.84 g
解析 1 mol CO2与足量Na2O2反应,最终Na2O2增重的质量相当于1 mol CO的质量,假设固体NaHCO3的质量为x,根据各步的化学方程式可列如下关系式:
2NaHCO3~CO2~Na2O2~CO
168 g 28 g
x 0.14 g
思维模型 应用关系式法的思维模型
学以致用 随堂检测全达标
题组1物质的量在化学方程式计算中的应用
1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O ══ 2NaOH+H2↑。有关该反应的下列说法正确的是( )
A.反应中Na与NaOH的质量相等
B.反应中H2O和H2的质量相等
C.反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
D
解析 该反应中,Na与NaOH的物质的量之比为1∶1,质量之比为23∶40,所以A项错误,D项正确;H2O与H2的物质的量之比为2∶1,质量之比为18∶1,所以B项、C项均错误。
2.SiC具有优良的耐磨性。工业制造SiC(其中硅的化合价是+4价)的化学方程式为SiO2+3C SiC+2CO↑。在这个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比是( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶5
A
解析 SiO2既不是氧化剂也不是还原剂。该反应中每有3 mol C反应时,有1 mol C做氧化剂得到还原产物SiC,有2 mol C做还原剂得到氧化产物CO。
3.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是( )
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3
B
题组2 化学计算的常用方法
4.某研究小组对离子方程式xR2++yH++O2 ══ mR3++nH2O进行研究,下列说法不正确的是( )
A.根据质量守恒,得出x和m的数值一定相等
B.根据得失电子守恒,得出x=4的结论
C.根据电荷守恒,得出x与y的和一定等于m
D.根据氧化还原反应关系得出:O2是氧化剂,R3+是氧化产物
C
解析 根据R元素守恒,得出x和m一定相等,A项正确;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,根据得失电子守恒得出x=4,B项正确;根据电荷守恒,得出2x+y=3m,C项错误;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,O2是氧化剂,R3+是氧化产物,D项正确。
5.将过量的锌片放入500 mL CuSO4溶液中,待充分反应后取出锌片,洗净、称量,发现锌片质量比原来减少了0.5 g,则CuSO4溶液的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
B
解析 Zn与CuSO4溶液反应时,置换出来的Cu附着在锌片上。根据反应的离子方程式分析:
Zn+Cu2+ ══ Zn2++Cu Δm
1 mol 65 g-64 g=1 g
n(Cu2+) 0.5 g
6.(2024·辽宁丹东高一检测)把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,反应后得到6.72 L标准状况下的H2。试计算:
(1)该合金中铝的质量分数为 。
(2)该合金中镁与铝的物质的量之比为 。
(3)该合金溶于足量的盐酸中产生H2的体积为 (标准状况下)。
52.9%
1∶1
11.2 L
解析 (1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应,只有Al能与NaOH溶液反应。设Al的物质的量为n(Al),则:
2Al+2NaOH+6H2O ══ 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 mol 3×22.4 L
n(Al) 6.72 L
(2)m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,n(Mg)= =0.2 mol,所以n(Mg)∶n(Al)=0.2 mol∶0.2 mol=1∶1。
(3)设由铝生成氢气的体积为V1,由镁生成氢气的体积为V2,由镁和铝与盐酸的反应可知:
2Al+6HCl ══ 2AlCl3+3H2↑
2 mol 3×22.4 L
0.2 mol V1
解得V1=6.72 L
Mg+2HCl ══ MgCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V2
解得V2=4.48 L
V(H2)总=V1+V2=6.72 L+4.48 L=11.2 L。
第三章
第二节 第二课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
知识点一 物质的量在化学方程式
计算中的应用
知识点二 化学计算的常用方法
目录索引
素养目标 学习要点
1.知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系,并根据关系进行相关计算。能多角度、动态地根据化学方程式分析化学变化,培养变化观念与平衡思想的学科素养。 2.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行计算。建立计算模型,并会根据模型进行计算和论证,培养证据推理与模型认知的学科素养。 一个中心:以物质的量为中心的计算
五个步骤:化学方程式计算的一般步骤(写、标、列、解、答)
三种方法:守恒法、差量法、方程组法
知识点一 物质的量在化学方程式
计算中的应用
基础落实 必备知识全过关
1.物质的量与其他物理量之间的关系
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
(1)化学反应中粒子的数量关系
物质是由 、 、 等粒子构成的,物质之间的化学反应是这些粒子按一定的 进行的。
从微观角度认识化学反应
原子
分子
离子
数目关系
(2)化学方程式中的定量关系
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的___________ 之比,也等于各物质的 之比。
2×6.02×1023
2×6.02×1023
2×6.02×1023
1×6.02×1023
2
2
2
1
粒子个数
物质的量
3.解法示例
【例题】向足量的稀盐酸中投入13.0 g Zn,计算生成标准状况下H2的体积。
Zn + 2HCl ══ ZnCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V(H2)
(列比例式)
V(H2)= 。
答:生成标准状况下H2的体积为 L。
4.48 L
4.48
名师点拨
物质的量应用于计算的注意事项
(1)化学方程式必须配平。
(2)代入化学方程式中的量必须是参加反应的纯净物的量。
(3)在写出相关联的量时,要遵循“上下一致,左右对应”的原则。如:
或
规律方法
物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤:
正误判断
(1)化学反应前后物质的质量和物质的量均不变。( )
(2)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量之比。( )
(3)化学方程式2H2+O2 2H2O的意义为2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O。( )
×
提示 化学反应前后物质的总质量一定不变,但反应后物质的总物质的量可能增大、减小或不变。
×
提示 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
√
重难突破 能力素养全提升
探究角度1物质的量在化学方程式计算中的应用
例1(2024·湖北武汉高一检测)向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,计算:
(1)参加反应的NaOH的物质的量浓度为 (反应前后溶液体积不变,下同)。
(2)生成H2(标准状况下)的体积为 。
(3)如果向500 mL物质的量浓度为1 mol·L-1的NaOH溶液中投入10.8 g Al,生成H2(标准状况下)的体积为 。
0.8 mol·L-1
13.44 L
13.44 L
解析 设NaOH的物质的量为n(NaOH),生成氢气的体积为V(H2)。
2Al+ 2NaOH+6H2O ══ 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
54 g 2 mol 67.2 L(标准状况)
10.8 g n(NaOH) V(H2)
由于500 mL 0.8 mol·L-1 NaOH溶液与10.8 g Al恰好完全反应,如更换为500 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液,NaOH溶液过量,生成H2(标准状况下)的体积仍为13.44 L。
【变式设问】
(1)改变考查物质:向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,生成Na[Al(OH)4]的物质的量是多少
提示 0.4 mol。设生成Na[Al(OH)4]的物质的量为n。
2Al+2NaOH+6H2O ══ 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
54 g 2 mol
10.8 g n
列出比例式,解得n=0.4 mol。
(2)改变物质质量:如果向500 mL物质的量浓度为1 mol·L-1 NaOH溶液中投入16.2 g Al,生成H2(标准状况下)的体积为多少
提示 16.8 L。n(NaOH)=1 mol·L-1×0.5 L=0.5 mol,n(Al)=16.2 g÷27 g·mol-1 =0.6 mol。Al过量,应根据n(NaOH)进行计算,可得氢气在标准状况下的体积。
[对点训练1]
0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应,则此盐酸的物质的量浓度是( )
A.0.10 mol·L-1 B.0.20 mol·L-1
C.0.50 mol·L-1 D.1.00 mol·L-1
D
解析
CaO + 2HCl ══ CaCl2+H2O
56 g 2 mol
0.56 g c(HCl)×20×10-3 L
解得c(HCl)=1.00 mol·L-1。
思维模型 物质的量在化学方程式计算中的应用解题步骤
[对点训练2]
(2024·江西萍乡高一检测)含MnO2 80%的MnO2样品21.75 g,与足量浓盐酸加热充分反应(杂质不与浓盐酸反应),在标准状况下生成Cl2的体积为多少 (写出解题步骤)
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol 22.4 L
0.2 mol V(Cl2)
答:在标准状况下生成Cl2的体积为4.48 L。
探究角度2方程组法在化学方程式计算中的应用
例2把1.1 g铝和铁的混合物溶于200 mL 5 mol·L-1盐酸中,反应后溶液中HCl的浓度变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化可忽略不计)。计算:
(1)反应中消耗HCl的物质的量。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
解 (1)消耗HCl的物质的量为0.2 L×5 mol·L-1-0.2 L×4.6 mol·L-1=0.08 mol。
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al + 6HCl ══ 2AlCl3+3H2↑
2 mol 6 mol
x 3x
Fe + 2HCl ══ FeCl2+H2↑
1 mol 2 mol
y 2y
解得x=0.02 mol,y=0.01 mol。
答:(1)消耗HCl的物质的量为0.08 mol。
(2)铝、铁的物质的量分别为0.02 mol、0.01 mol。
[对点训练3]
Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48 L,下列推断不正确的是( )
A.参加反应的Mg、Al共0.2 mol
B.参加反应的HCl为0.4 mol
C.Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2
A
解析 Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+ ══ Mg2++H2↑、2Al+6H+ ══ 2Al3++3H2↑。n(H2)= =0.2 mol,则参加反应的n(H+)=0.4 mol,B项正确;若换成足量稀硫酸,反应的离子方程式不变,同样产生0.2 mol H2,D项正确;依据得失电子守恒,由2H+→H2可知,转移电子的物质的量为0.2 mol×2=0.4 mol,C项正确;根据极值法,0.2 mol Mg提供0.4 mol电子,0.2 mol Al则提供0.6 mol电子,0.2 mol Mg、Al的混合物提供的电子的物质的量大于0.4 mol而小于0.6 mol,A项错误。
思维模型 化学计算中最常用的方法——方程组法
1.方法:根据质量守恒和比例关系,依据题设条件设立未知数,列方程或方程组求解。
2.类型:
反应方程组 已知混合物中几种物质反应的总量,求解其组分含量
组成方程组 已知混合物的几个组成总量,求解其组分含量
知识点二 化学计算的常用方法
重难突破 能力素养全提升
探究角度1守恒法
例1碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下CuCO3和Cu2(OH)2CO3两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g CuCO3和Cu2(OH)2CO3的混合物,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是( )
A.35 g B.30 g
C.20 g D.15 g
C
解析 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL,HCl的物质的量为0.5 mol,则CuCl2的物质的量为0.25 mol。根据铜元素守恒可知,原混合物中含有铜元素原子的物质的量为0.25 mol,则灼烧等质量的题给混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol,则得到氧化铜的质量为m(CuO)=0.25 mol×80 g·mol-1=20 g。
图解要点 守恒法在本题的分析思路
思维模型 应用守恒法的思维模型
[对点训练1]
A.2 B.3 C.4 D.5
B
解析 被0.2 mol Cl2氧化的Fe2+的物质的量是0.4 mol,被0.1 mol 氧化的Fe2+的物质的量为0.6 mol,则1 mol 在反应中得到6 mol e-,则反应后X元素为+3价的离子。
思维模型 电子守恒的思维模型
[对点训练2]
0.4
思维模型 电荷守恒的含义
电荷守恒——即溶液是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量=阴离子带的负电荷总量。如氯化钠和硫酸镁的混合溶液中2c(Mg2+)+c(Na+)=2c( )+c(Cl-)。
探究角度2差量法
例2将一铁片放入500 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液中,反应一段时间后,取出铁片,小心洗净后干燥称量,铁片增重0.8 g,假设反应前后溶液体积不变,则反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是( )
A.0.9 mol·L-1 B.0.85 mol·L-1
C.0.8 mol·L-1 D.0.75 mol·L-1
C
解析 设反应消耗的CuSO4的物质的量为x。
CuSO4+Fe ══ FeSO4+Cu Δm
1 mol 56 g 64 8 g
x 0.8 g
解得x=0.1 mol,反应后剩余CuSO4的物质的量为0.4 mol,反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是 =0.8 mol·L-1,C正确。
[对点训练3]
将100 g Na2CO3与NaHCO3的混合物加热分解至恒重后,测得残留固体的质量为93.8 g,则原混合物中Na2CO3的质量分数为 。
83.2%
解析 设混合物中NaHCO3的质量为x
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
168 g 62 g
x 6.2 g
思维模型
差量法的应用
探究角度3关系式法
例3把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,得到10 g沉淀,那么参加反应的CO的质量是 g。
2.8
解析 根据化学方程式确定关系:
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
CO2+Ca(OH)2 ══ CaCO3↓+H2O
则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。利用关系式进行计算:
CO ~ CaCO3
28 g 100 g
m(CO) 10 g
[对点训练4]
对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为 。
0.84 g
解析 1 mol CO2与足量Na2O2反应,最终Na2O2增重的质量相当于1 mol CO的质量,假设固体NaHCO3的质量为x,根据各步的化学方程式可列如下关系式:
2NaHCO3~CO2~Na2O2~CO
168 g 28 g
x 0.14 g
思维模型 应用关系式法的思维模型
学以致用 随堂检测全达标
题组1物质的量在化学方程式计算中的应用
1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O ══ 2NaOH+H2↑。有关该反应的下列说法正确的是( )
A.反应中Na与NaOH的质量相等
B.反应中H2O和H2的质量相等
C.反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
D
解析 该反应中,Na与NaOH的物质的量之比为1∶1,质量之比为23∶40,所以A项错误,D项正确;H2O与H2的物质的量之比为2∶1,质量之比为18∶1,所以B项、C项均错误。
2.SiC具有优良的耐磨性。工业制造SiC(其中硅的化合价是+4价)的化学方程式为SiO2+3C SiC+2CO↑。在这个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比是( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶5
A
解析 SiO2既不是氧化剂也不是还原剂。该反应中每有3 mol C反应时,有1 mol C做氧化剂得到还原产物SiC,有2 mol C做还原剂得到氧化产物CO。
3.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是( )
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3
B
题组2 化学计算的常用方法
4.某研究小组对离子方程式xR2++yH++O2 ══ mR3++nH2O进行研究,下列说法不正确的是( )
A.根据质量守恒,得出x和m的数值一定相等
B.根据得失电子守恒,得出x=4的结论
C.根据电荷守恒,得出x与y的和一定等于m
D.根据氧化还原反应关系得出:O2是氧化剂,R3+是氧化产物
C
解析 根据R元素守恒,得出x和m一定相等,A项正确;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,根据得失电子守恒得出x=4,B项正确;根据电荷守恒,得出2x+y=3m,C项错误;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,O2是氧化剂,R3+是氧化产物,D项正确。
5.将过量的锌片放入500 mL CuSO4溶液中,待充分反应后取出锌片,洗净、称量,发现锌片质量比原来减少了0.5 g,则CuSO4溶液的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
B
解析 Zn与CuSO4溶液反应时,置换出来的Cu附着在锌片上。根据反应的离子方程式分析:
Zn+Cu2+ ══ Zn2++Cu Δm
1 mol 65 g-64 g=1 g
n(Cu2+) 0.5 g
6.(2024·辽宁丹东高一检测)把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,反应后得到6.72 L标准状况下的H2。试计算:
(1)该合金中铝的质量分数为 。
(2)该合金中镁与铝的物质的量之比为 。
(3)该合金溶于足量的盐酸中产生H2的体积为 (标准状况下)。
52.9%
1∶1
11.2 L
解析 (1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应,只有Al能与NaOH溶液反应。设Al的物质的量为n(Al),则:
2Al+2NaOH+6H2O ══ 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 mol 3×22.4 L
n(Al) 6.72 L
(2)m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,n(Mg)= =0.2 mol,所以n(Mg)∶n(Al)=0.2 mol∶0.2 mol=1∶1。
(3)设由铝生成氢气的体积为V1,由镁生成氢气的体积为V2,由镁和铝与盐酸的反应可知:
2Al+6HCl ══ 2AlCl3+3H2↑
2 mol 3×22.4 L
0.2 mol V1
解得V1=6.72 L
Mg+2HCl ══ MgCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V2
解得V2=4.48 L
V(H2)总=V1+V2=6.72 L+4.48 L=11.2 L。