1. 设为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）。
A. 溶液中含有的数目为
B. 中含有的中子数为
C. 铁在氯气中充分燃烧，转移电子数为
D. 标准状况下，氦气中含有的原子总数为
【答案】D
【解析】未说明溶液的体积，无法确定Na+的物质的量，A错误；一个D218O分子中含有12个中子，则1 mol D218O含有的中子数为12NA，B错误；Fe在氯气中燃烧生成氯化铁，5.6 g铁为0.1 mol，根据铁和氯气反应的化学方程式可知铁过量，则0.1 mol Cl2与铁反应生成氯化铁转移电子数为0.2 mol NA，C错误；标准状况下44.8 L氦气的物质的量为2 mol，含有的原子总数为2NA，D正确。
2. 水是一种重要的资源，图中和水相连的物质都能和水反应，下列说法正确的是（ ）。
A. ①反应，1 mol Na与足量水反应，放出11.2 L氢气
B. ②反应，与足量水反应，转移2 mol电子
C. ③反应，生成和
D. ④反应，水为还原剂
【答案】C
【解析】金属钠与H2O反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，题中没有给出是否是标准状况，无法计算生成氢气的体积，A错误；该反应为可逆反应，因此无法判断出转移电子物质的量，B错误；铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，C正确；C和H2O反应：C+H2OCO+H2，H元素的化合价由 +1价降低为0价，水作氧化剂，D错误。
3. 室温下，向某恒容密闭容器中装入0.1 mol和0.1 mol，加热充分反应，下列说法不正确的是（ ）。
A. 反应后，冷却至室温，容器内压强增大
B. 最终得到的气体为
C. 剩余固体为
D. 将剩余固体溶于水配成100 mL溶液，所得溶液中
【答案】C
【解析】由可知，0.1 mol受热分解生成0.05 mol、0.05 mol CO2、0.05 mol H2O，由于氢氧化钠可以与CO2反应生成，因此可以看作先与CO2反应，再与H2O反应，根据反应的化学计量数可知，生成0.05 mol，0.025 mol氧气，剩余0.05 mol，根据反应的化学计量数可知，生成0.1 mol NaOH，0.025 mol氧气，据此分析解答。由分析知，反应中生成了氧气，故反应后，冷却至室温，容器内压强增大，A正确；由分析知，最终得到的气体为，B正确；剩余固体为0.1 mol、0.1 mol NaOH，C错误；剩余固体为0.1 mol、0.1 mol NaOH，将剩余固体溶于水配成100 mL溶液，所得溶液中，D正确。
4. 已知：将Cl2通入适量NaOH溶液中，反应会放热，当温度升高后会发生如下反应：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O。则Cl2通入NaOH溶液的产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3中的两种或三种，且的值与温度高低有关。当参与反应的n(NaOH)= a mol时，下列说法错误的是（ ）。
A. 与碱的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂
B. 参加反应的Cl2物质的量为0.5a mol
C. 若某温度下，反应后=6，则溶液中
D. 改变温度，反应中转移电子的物质的量可能为mol
【答案】D
【解析】反应3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O中，氯气的化合价既升高又降低，Cl2既是氧化剂又是还原剂，A正确；结合钠元素守恒，参与反应的n(NaOH)= a mol时，NaCl、NaClO、NaClO3物质的量之和为a mol，根据氯原子守恒，参加反应的Cl2物质的量为0.5a mol，B正确；令n(ClO-)=1 mol，由题给信息，反应后=6，则n(Cl-)=6 mol，结合电子转移守恒，5×n(ClO)+1×n(ClO-)=1×n(Cl-)，即5×n(ClO3-)+1×1 mol=1×6 mol，解得n(ClO)=1 mol，则溶液中，C正确；当只发生反应6NaOH+3Cl2═5NaCl+NaClO3+3H2O时，转移电子数最多，依据化学方程式，6 mol氢氧化钠反应转移5 mol电子，所以a mol氢氧化钠反应，最多转移mol电子，若只发生反应2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，转移电子数最少，依据化学方程式，2 mol氢氧化钠反应转移1 mol电子，所以a mol氢氧化钠反应，最少转移a mol电子，故转移电子的物质的量n的范围a mol≤ n ≤a mol，不可能为mol，D错误。
5. 向一个铝质易拉罐中充入和氦气(标况)，然后往罐中注入溶液，立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出“咔咔”响声，且易拉罐变瘪，下列说法中正确的是（ ）。
A. 易拉罐内的反应方程式为
B. 产生的和物质的量之比为
C. 若向罐内再加入约固体，则易拉罐会恢复原状
D. 若向罐内溶液中加入的硫酸溶液，当V>50mL时开始产生气体
【答案】C
【解析】二氧化碳的物质的量为0.01mol，氢氧化钠的物质的量为0.015mol，反应生成0.005mol碳酸钠和0.005mol碳酸氢钠，易拉罐内的反应方程式为，A错误；二氧化碳的物质的量为0.01mol，氢氧化钠的物质的量为0.015mol，反应生成0.005mol碳酸钠和0.005mol碳酸氢钠，产生的和物质的量之比为1:1，B错误；若向罐内再加入约固体，氢氧化钠的物质的量为0.012mol，发生反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O消耗0.005mol氢氧化钠，剩余0.007mol氢氧化钠和铝发生反应2Al+2NaOH+6H2O=2Na［Al(OH)4］+3H2↑放出约0.01mol氢气，则易拉罐会恢复原状，C正确；若向罐内溶液中加入的硫酸溶液，先发生反应2Na2CO3+H2SO4=2+Na2SO4，该反应消耗0.0025mol硫酸，当V>25mL时开始产生气体，D错误。
6. 将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入盐酸中，充分反应后产生(标准状况)，残留固体过滤，滤液中无。将滤液加水稀释到，测得其中为。下列说法不正确的是（ ）。
A. 残留固体没有，只有 B. 原混合物中单质铁的质量
C. 反应中消耗的盐酸的物质的量为 D. 溶液中没有，阳离子为和
【答案】B
【解析】由题意可知，反应所得残留固体为铜，滤液为氯化亚铁和盐酸的混合溶液，设混合物粉末中铁、氧化铁、氧化铜的物质的量分别为amol、bmol、cmol，由残留固体为铜可知，氧化铜的物质的量为c==0.02mol，由得失电子数目守恒可得：amol×2=bmol×2×1+0.02mol×2+×2，由原子个数守恒和电荷守恒可得：(a+2b)mol×2+0.300mol/L×0.2L=3.80 mol/L×0.1L，解联立方程可得a=0.08、b=0.04，则原混合物中单质铁的质量为0.08mol×56g/mol=4.48g，反应消耗盐酸的物质的量为3.80 mol/L×0.1L—0.300mol/L×0.2L=0.32mol。由分析可知，反应所得残留固体为铜，不可能含有铁，A错误；由分析可知，原混合物中单质铁的质量为4.48g，B错误；由分析可知，反应消耗盐酸的物质的量为3.80 mol/L×0.1L—0.300mol/L×0.2L=0.32mol，C正确；由分析可知，滤液为氯化亚铁和盐酸的混合溶液，溶液中不含有铁离子，含有亚铁离子和氢离子，D正确。
7. 现有400 g质量分数为的溶液，向其中加入足量铁粉充分反应，此时溶液体积为。试计算：
（1）的物质的量_______；
（2）反应后溶液中的物质的量浓度_______。
【答案】（1）0.1 （2）3
【解析】（1）溶液中的质量为，物质的量为；（2）溶液中铁离子的物质的量为0.2 mol，铁粉与铁离子反应的离子方程式为，故反应后Fe2+的物质的量为，物质的量浓度为。
8. 氯气是一种重要的化工原料，某学习小组对氯气的制备及性质进行了实验探究活动。若要制取常温常压下，理论上需要的质量为___________(已知：常温常压下)。
【答案】1.74g
【解析】n(Cl2) ==，根据化学方程式系数之比等于物质的量之比，所以n(MnO2)=n(Cl2)=0.02 mol，所以m(MnO2)=n(MnO2)·M = 0.02 mol ×87 g/mol=1.74 g。
9. 某化学研究小组在实验室用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制得FeSO4，并进一步制备LiFePO4。流程如图：(SiO2不与稀硫酸反应)
（1）“酸浸”后所得溶液中含有的阳离子主要有_____。
（2）将“氧化”的反应补充完整：_____Fe2++_____H++_____H2O2=_____Fe3++_____H2O。
（3）“还原”反应的化学方程式是_____；若生成了15.8 g LiFePO4，则参与反应的LiI的物质的量为_____mol。
【答案】（1）H+、Fe2+、Fe3+ （2）2 2 1 2 2 （3） 2LiI+2FePO4=2LiFePO4+I2 0.1
【解析】硫铁矿烧渣的主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2，加入足量的稀硫酸酸浸，SiO2不与稀硫酸反应，Fe2O3、FeO与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁，过滤，滤渣A为SiO2，在滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子，加入磷酸沉铁生成FePO4沉淀，LiI将FePO4还原生成LiFePO4。（1）由分析知，“酸浸”后所得溶液中含有的阳离子主要有H+、Fe2+、Fe3+。（2）根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平“氧化”的反应方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3+ +2H2O。（3）LiI将FePO4还原生成LiFePO4。“还原”反应的化学方程式是2LiI+2FePO4= 2LiFePO4+I2；15.8 g LiFePO4物质的量为0.1 mol，由化学方程式的系数可知，参与反应的LiI的物质的量为0.1 mol。
真题链接
10.（2022·天津节选）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。天然碱的主要成分为，1 mol 经充分加热得到的质量为___________g。
【答案】159
【解析】，因此1 mol 经充分加热得到1.5 mol，其质量为1.5 mol×106 g mol 1＝159 g。
11.（2023·全国乙卷）元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题：
（1）将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先_______，而后将已称重的U形管c、d与石英管连接，检查_______。依次点燃煤气灯_______，进行实验。
（2）O2的作用有_______。CuO的作用是_______(举1例，用化学方程式表示)。
（3）c和d中的试剂分别是_______、_______(填字母)。c和d中的试剂不可调换，理由是_______。
A．CaCl2 B．NaCl C．碱石灰(CaO+NaOH) D．Na2SO3
（4）Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：_______。取下c和d管称重。
（5）若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为_______。
【答案】（1）通入一定的O2 装置气密性 b、a （2）为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U形管中 CO+CuOCu+CO2 （3）A C 碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳 （4）继续吹入一定量的O2，冷却装置 （5）C4H6O4
【解析】利用如图所示的装置测定有机物中C、H两种元素的含量，这是一种经典的李比希元素测定法，将样品装入Pt坩埚中，后面放置CuO作催化剂，用于催化前置坩埚中反应不完全的物质，后续将产物吹入到两U形管中，称量两U形管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量，结合其他技术手段，从而得到有机物的分子式。（1）实验前，应先通入一定的O2排出石英管中的杂质气体，保证没有其他产物生成，而后将已称重的U形管c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后先点燃b处煤气灯，后点燃a处煤气灯，保证当a处发生反应时产生的CO能与CuO反应生成CO2。（2）实验中O2的作用有：为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入U形管中；CuO的作用是催化a处产生的CO，使CO反应为CO2，反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2。（3）有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收，其中c管盛装无水CaCl2，d管盛装碱石灰，二者不可调换，因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳，影响最后分子式的确定。（4）反应完全以后应继续吹入一定量的O2，保证石英管中的气体产物完全吹入两U形管中，使装置冷却。（5）c管装有无水CaCl2，用来吸收生成的水蒸气，则增重量为水蒸气的质量，由此可得有机物中H元素的物质的量n(H)===0.001 2 mol；d管装有碱石灰，用来吸收生成的CO2，则增重量为CO2的质量，由此可得有机物中C元素的物质的量n(C)===0.000 8 mol；有机物中O元素的质量为0.012 8 g，其物质的量n(O)===0.000 8 mol；该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.000 8∶0.001 2∶0.000 8=2∶3∶2；质谱测得该有机物的相对分子质量为118，则其化学式为C4H6O4。第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
课时2 物质的量在化学方程式计算中的简单应用
1. 设为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）。
A. 溶液中含有的数目为
B. 中含有的中子数为
C. 铁在氯气中充分燃烧，转移电子数为
D. 标准状况下，氦气中含有的原子总数为
2. 水是一种重要的资源，图中和水相连的物质都能和水反应，下列说法正确的是（ ）。
A. ①反应，1 mol Na与足量水反应，放出11.2 L氢气
B. ②反应，与足量水反应，转移2 mol电子
C. ③反应，生成和
D. ④反应，水为还原剂
3. 室温下，向某恒容密闭容器中装入0.1 mol和0.1 mol，加热充分反应，下列说法不正确的是（ ）。
A. 反应后，冷却至室温，容器内压强增大
B. 最终得到的气体为
C. 剩余固体为
D. 将剩余固体溶于水配成100 mL溶液，所得溶液中
4. 已知：将Cl2通入适量NaOH溶液中，反应会放热，当温度升高后会发生如下反应：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O。则Cl2通入NaOH溶液的产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3中的两种或三种，且的值与温度高低有关。当参与反应的n(NaOH)= a mol时，下列说法错误的是（ ）。
A. 与碱的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂
B. 参加反应的Cl2物质的量为0.5a mol
C. 若某温度下，反应后=6，则溶液中
D. 改变温度，反应中转移电子的物质的量可能为mol
5. 向一个铝质易拉罐中充入和氦气(标况)，然后往罐中注入溶液，立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出“咔咔”响声，且易拉罐变瘪，下列说法中正确的是（ ）。
A. 易拉罐内的反应方程式为
B. 产生的和物质的量之比为
C. 若向罐内再加入约固体，则易拉罐会恢复原状
D. 若向罐内溶液中加入的硫酸溶液，当V>50mL时开始产生气体
6. 将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入盐酸中，充分反应后产生(标准状况)，残留固体过滤，滤液中无。将滤液加水稀释到，测得其中为。下列说法不正确的是（ ）。
A. 残留固体没有，只有 B. 原混合物中单质铁的质量
C. 反应中消耗的盐酸的物质的量为 D. 溶液中没有，阳离子为和
7. 现有400 g质量分数为的溶液，向其中加入足量铁粉充分反应，此时溶液体积为。试计算：
（1）的物质的量_______；
（2）反应后溶液中的物质的量浓度_______。
8. 氯气是一种重要的化工原料，某学习小组对氯气的制备及性质进行了实验探究活动。若要制取常温常压下，理论上需要的质量为___________(已知：常温常压下)。
9. 某化学研究小组在实验室用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制得FeSO4，并进一步制备LiFePO4。流程如图：(SiO2不与稀硫酸反应)
（1）“酸浸”后所得溶液中含有的阳离子主要有_____。
（2）将“氧化”的反应补充完整：_____Fe2++_____H++_____H2O2=_____Fe3++_____H2O。
（3）“还原”反应的化学方程式是_____；若生成了15.8 g LiFePO4，则参与反应的LiI的物质的量为_____mol。
真题链接
10.（2022·天津节选）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。天然碱的主要成分为，1 mol 经充分加热得到的质量为___________g。
11.（2023·全国乙卷）元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题：
（1）将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先_______，而后将已称重的U形管c、d与石英管连接，检查_______。依次点燃煤气灯_______，进行实验。
（2）O2的作用有_______。CuO的作用是_______(举1例，用化学方程式表示)。
（3）c和d中的试剂分别是_______、_______(填字母)。c和d中的试剂不可调换，理由是_______。
A．CaCl2 B．NaCl C．碱石灰(CaO+NaOH) D．Na2SO3
（4）Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：_______。取下c和d管称重。
（5）若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为_______。
