课时素养评价 十八
铁合金 铝和铝合金 新型合金
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
1.(2019·大庆高一检测)青铜是我国使用最早的合金。下列关于青铜性质的说法,不正确的是 ( )
A.熔点比纯铜低
B.能够导电
C.能够导热
D.硬度比纯铜小
2.(2019·哈尔滨高一检测)下列物质中不属于铁合金的是 ( )
A.不锈钢 B.生铁
C.碳素钢 D.氧化铁
【补偿训练】
下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是 ( )
A.工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B.不锈钢抗腐蚀性能好,长期使用绝对不会生锈
C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
3.如图所示的实验中,投入铝片后 ( )
A.①中产生气泡,②中不产生气泡
B.①和②中都不产生气泡
C.①和②中都产生气泡,①中是H2,②中是O2
D.①和②中都产生气泡,且都是H2
4.下列说法正确的是 ( )
A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D.Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
【补偿训练】
中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法错误的是
( )
A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低
B.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C.镁铝合金耐腐蚀,但能被烧碱(NaOH)腐蚀
D.镁铝合金在盐酸中无法溶解
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
5.合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(1)下列物质不属于合金的是________(填字母,下同)。?
A.明矾 B.硬铝
C.生铁 D.青铜
(2)根据下表中四种金属的熔、沸点:
金 属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 567
2 467
2 750
其中不能形成合金的是________。?
①Cu与Na ②Fe与Cu
③Fe与Na ④Al与Na
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
6.某无色溶液放入铝片后有氢气产生,则在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是 ( )
A.Na+ B.Mg2+
C.H+ D.C
7.为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,可选用的试剂是 ( )
A.KOH溶液 B.氨水
C.稀盐酸 D.稀醋酸
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
8.某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为___________________。?
(2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是??????????????__。?
(3)B中发生反应的化学方程式为?___________________________________。?
(4)若实验用的铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为________。?
(5)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。?
课时素养评价 十八
铁合金 铝和铝合金 新型合金
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
1.(2019·大庆高一检测)青铜是我国使用最早的合金。下列关于青铜性质的说法,不正确的是 ( )
A.熔点比纯铜低
B.能够导电
C.能够导热
D.硬度比纯铜小
【解析】选D。青铜是铜的合金,其熔点比纯铜低,具有金属导电、导热的性质,硬度比成分金属纯铜大。
2.(2019·哈尔滨高一检测)下列物质中不属于铁合金的是 ( )
A.不锈钢 B.生铁
C.碳素钢 D.氧化铁
【解析】选D。合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。不锈钢、生铁、碳素钢是铁合金;氧化铁是氧化物,属于纯净物,不是合金,故D项错误。
【补偿训练】
下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是 ( )
A.工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B.不锈钢抗腐蚀性能好,长期使用绝对不会生锈
C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
【解析】选B。一氧化碳具有还原性,可以将铁矿石中的铁还原出来;在相同条件和环境下,不锈钢较碳钢而言不易生锈;碳素钢是铁和碳的合金;铁是人体必需的微量元素,使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。
3.如图所示的实验中,投入铝片后 ( )
A.①中产生气泡,②中不产生气泡
B.①和②中都不产生气泡
C.①和②中都产生气泡,①中是H2,②中是O2
D.①和②中都产生气泡,且都是H2
【解析】选D。Al与NaOH溶液和盐酸均反应生成H2。
4.下列说法正确的是 ( )
A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D.Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
【解析】选D。Al2O3虽然难溶于水,但是2Al(OH)3Al2O3+3H2O,Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同,所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物;金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念,二者没有必然的联系;Al2O3是两性氧化物,Al2O3与强酸、强碱反应,与弱碱不反应。
【补偿训练】
中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法错误的是
( )
A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低
B.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C.镁铝合金耐腐蚀,但能被烧碱(NaOH)腐蚀
D.镁铝合金在盐酸中无法溶解
【解析】选D。A项,合金均为混合物,一般来说,合金的熔点比成分金属的熔点低;B项,在熔剂层覆盖下熔炼,可隔绝空气,防止高温铝液被O2氧化;C项,镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应;D项,合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
5.合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(1)下列物质不属于合金的是________(填字母,下同)。?
A.明矾 B.硬铝
C.生铁 D.青铜
(2)根据下表中四种金属的熔、沸点:
金 属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 567
2 467
2 750
其中不能形成合金的是________。?
①Cu与Na ②Fe与Cu
③Fe与Na ④Al与Na
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
【解析】(1)A属于化合物;硬铝中含铝、铜、镁等,生铁中主要含铁、碳,青铜中含有铜、锡等,它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时,它们就不可能熔合在一起而形成合金。
答案:(1)A (2)B
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
6.某无色溶液放入铝片后有氢气产生,则在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是 ( )
A.Na+ B.Mg2+
C.H+ D.C
【解析】选A。该溶液能与铝反应放出氢气,说明该溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。Mg2+、H+不能在碱性溶液中大量存在,C不能在酸性溶液中大量存在。
7.为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,可选用的试剂是 ( )
A.KOH溶液 B.氨水
C.稀盐酸 D.稀醋酸
【解析】选A。要除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,所加试剂只能与Al2O3反应而不能与MgO反应,反应完全后过滤即可。氨水与Al2O3不反应,稀盐酸、稀醋酸均能与MgO反应,只有KOH溶液能与Al2O3反应而与MgO不反应。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
8.某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为___________________。?
(2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是??????????????__。?
(3)B中发生反应的化学方程式为?___________________________________。?
(4)若实验用的铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为________。?
(5)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。?
【解析】铝镁合金中二者都与酸反应,但铝与碱反应而镁不与碱反应,所以A中的试剂应选择氢氧化钠溶液。铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解, M===。如果在实验过程中未洗涤固体,则残留物质量偏大,铝的质量偏小,则测得铝的质量分数结果偏小。
答案:(1)氢氧化钠溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜 (3)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ (4) (5)偏小
课堂检测·素养达标
1.下列所用材料不属于合金的是 ( )
A.家用的铝窗 B.温度计用的水银
C.铸造用的黄铜 D.建筑用的钢筋
2.钢材是目前使用最广泛的金属材料。钢材可以用作桥梁的结构材料,是因为
它 ( )
A.有良好的导热性 B.有一定的机械强度
C.不易受空气和水的作用 D.有良好的导电性
3.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是 ( )
A.盛放食醋
B.烧煮开水
C.用金属丝擦洗表面的污垢
D.用碱水洗涤
【补偿训练】
(2019·六安高一检测)钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是 ( )
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,做钛合金装饰门
4.铝既能与硫酸溶液反应,又能与烧碱溶液反应,下列说法不正确的是 ( )
A.两个反应都是氧化还原反应
B.铝与硫酸反应时,硫酸作氧化剂
C.铝与烧碱溶液反应时,氢氧化钠作氧化剂
D.两个反应都有气体生成
5.(新思维·新考向)铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。
现有铁、铝的混合物进行如下实验:
(1)操作X的名称是________。?
(2)气体A是________。?
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成________(填化学式),A在该反应中作为________(填“氧化剂”或“还原剂”)。?
(4)溶液B中阴离子除OH-外还有_______________,溶液D中存在的金属离子为________。?
课堂检测·素养达标
1.下列所用材料不属于合金的是 ( )
A.家用的铝窗 B.温度计用的水银
C.铸造用的黄铜 D.建筑用的钢筋
【解析】选B。A.家用的铝窗是铝合金,不符合题意;B.温度计用的水银是金属汞单质,不是合金,符合题意;C.铸造用的黄铜是铜的合金,不符合题意;D.建筑用的钢筋是铁合金,不符合题意。
2.钢材是目前使用最广泛的金属材料。钢材可以用作桥梁的结构材料,是因为
它 ( )
A.有良好的导热性 B.有一定的机械强度
C.不易受空气和水的作用 D.有良好的导电性
【解析】选B。钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。
3.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是 ( )
A.盛放食醋
B.烧煮开水
C.用金属丝擦洗表面的污垢
D.用碱水洗涤
【解析】选B。食醋中含有的醋酸呈酸性,能与铝和氧化铝发生反应而使其被腐蚀;用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀;而用碱水洗涤也同样不行,因为铝和氧化铝都能跟碱反应而使其被腐蚀。
【补偿训练】
(2019·六安高一检测)钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是 ( )
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,做钛合金装饰门
【解析】选A。保险丝应该用熔点比较低的金属材料制作,而钛及其合金熔点高,所以不用来做保险丝,A符合题意;因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工,所以可用于制造航天飞机,B不符合题意;因为钛合金与人体器官有很好的“生物相容性”,所以可用来制造人造骨,C不符合题意;因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工,所以可用于家庭装修,做钛合金装饰门,D不符合题意。
4.铝既能与硫酸溶液反应,又能与烧碱溶液反应,下列说法不正确的是 ( )
A.两个反应都是氧化还原反应
B.铝与硫酸反应时,硫酸作氧化剂
C.铝与烧碱溶液反应时,氢氧化钠作氧化剂
D.两个反应都有气体生成
【解析】选C。铝与硫酸溶液反应生成硫酸铝和氢气,铝是还原剂,硫酸是氧化剂;铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,铝是还原剂,水是氧化剂。
5.(新思维·新考向)铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。
现有铁、铝的混合物进行如下实验:
(1)操作X的名称是________。?
(2)气体A是________。?
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成________(填化学式),A在该反应中作为________(填“氧化剂”或“还原剂”)。?
(4)溶液B中阴离子除OH-外还有_______________,溶液D中存在的金属离子为________。?
【解析】 (1)加入足量NaOH溶液,Al溶解,操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气,气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH-、Al,溶液D中金属离子为Fe2+。
答案: (1)过滤 (2)H2(或氢气) (3)HCl 还原剂 (4)Al Fe2+
课堂检测·素养达标
1.下列所用材料不属于合金的是 ( )
A.家用的铝窗 B.温度计用的水银
C.铸造用的黄铜 D.建筑用的钢筋
【解析】选B。A.家用的铝窗是铝合金,不符合题意;B.温度计用的水银是金属汞单质,不是合金,符合题意;C.铸造用的黄铜是铜的合金,不符合题意;D.建筑用的钢筋是铁合金,不符合题意。
2.钢材是目前使用最广泛的金属材料。钢材可以用作桥梁的结构材料,是因为
它 ( )
A.有良好的导热性 B.有一定的机械强度
C.不易受空气和水的作用 D.有良好的导电性
【解析】选B。钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。
3.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是 ( )
A.盛放食醋
B.烧煮开水
C.用金属丝擦洗表面的污垢
D.用碱水洗涤
【解析】选B。食醋中含有的醋酸呈酸性,能与铝和氧化铝发生反应而使其被腐蚀;用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀;而用碱水洗涤也同样不行,因为铝和氧化铝都能跟碱反应而使其被腐蚀。
【补偿训练】
(2019·六安高一检测)钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是 ( )
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,做钛合金装饰门
【解析】选A。保险丝应该用熔点比较低的金属材料制作,而钛及其合金熔点高,所以不用来做保险丝,A符合题意;因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工,所以可用于制造航天飞机,B不符合题意;因为钛合金与人体器官有很好的“生物相容性”,所以可用来制造人造骨,C不符合题意;因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工,所以可用于家庭装修,做钛合金装饰门,D不符合题意。
4.铝既能与硫酸溶液反应,又能与烧碱溶液反应,下列说法不正确的是 ( )
A.两个反应都是氧化还原反应
B.铝与硫酸反应时,硫酸作氧化剂
C.铝与烧碱溶液反应时,氢氧化钠作氧化剂
D.两个反应都有气体生成
【解析】选C。铝与硫酸溶液反应生成硫酸铝和氢气,铝是还原剂,硫酸是氧化剂;铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,铝是还原剂,水是氧化剂。
5.(新思维·新考向)铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。
现有铁、铝的混合物进行如下实验:
(1)操作X的名称是________。?
(2)气体A是________。?
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成________(填化学式),A在该反应中作为________(填“氧化剂”或“还原剂”)。?
(4)溶液B中阴离子除OH-外还有_______________,溶液D中存在的金属离子为________。?
【解析】 (1)加入足量NaOH溶液,Al溶解,操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气,气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH-、Al,溶液D中金属离子为Fe2+。
答案: (1)过滤 (2)H2(或氢气) (3)HCl 还原剂 (4)Al Fe2+
课堂检测·素养达标
1.下列所用材料不属于合金的是 ( )
A.家用的铝窗 B.温度计用的水银
C.铸造用的黄铜 D.建筑用的钢筋
【解析】选B。A.家用的铝窗是铝合金,不符合题意;B.温度计用的水银是金属汞单质,不是合金,符合题意;C.铸造用的黄铜是铜的合金,不符合题意;D.建筑用的钢筋是铁合金,不符合题意。
2.钢材是目前使用最广泛的金属材料。钢材可以用作桥梁的结构材料,是因为
它 ( )
A.有良好的导热性 B.有一定的机械强度
C.不易受空气和水的作用 D.有良好的导电性
【解析】选B。钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。
3.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是 ( )
A.盛放食醋
B.烧煮开水
C.用金属丝擦洗表面的污垢
D.用碱水洗涤
【解析】选B。食醋中含有的醋酸呈酸性,能与铝和氧化铝发生反应而使其被腐蚀;用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀;而用碱水洗涤也同样不行,因为铝和氧化铝都能跟碱反应而使其被腐蚀。
【补偿训练】
(2019·六安高一检测)钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是 ( )
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,做钛合金装饰门
【解析】选A。保险丝应该用熔点比较低的金属材料制作,而钛及其合金熔点高,所以不用来做保险丝,A符合题意;因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工,所以可用于制造航天飞机,B不符合题意;因为钛合金与人体器官有很好的“生物相容性”,所以可用来制造人造骨,C不符合题意;因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工,所以可用于家庭装修,做钛合金装饰门,D不符合题意。
4.铝既能与硫酸溶液反应,又能与烧碱溶液反应,下列说法不正确的是 ( )
A.两个反应都是氧化还原反应
B.铝与硫酸反应时,硫酸作氧化剂
C.铝与烧碱溶液反应时,氢氧化钠作氧化剂
D.两个反应都有气体生成
【解析】选C。铝与硫酸溶液反应生成硫酸铝和氢气,铝是还原剂,硫酸是氧化剂;铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,铝是还原剂,水是氧化剂。
5.(新思维·新考向)铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。
现有铁、铝的混合物进行如下实验:
(1)操作X的名称是________。?
(2)气体A是________。?
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成________(填化学式),A在该反应中作为________(填“氧化剂”或“还原剂”)。?
(4)溶液B中阴离子除OH-外还有_______________,溶液D中存在的金属离子为________。?
【解析】 (1)加入足量NaOH溶液,Al溶解,操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气,气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH-、Al,溶液D中金属离子为Fe2+。
答案: (1)过滤 (2)H2(或氢气) (3)HCl 还原剂 (4)Al Fe2+
课时素养评价 十九
物质的量在化学方程式计算中的应用
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题4分,共24分)
1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法正确的是 ( )
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
2.将28 g铁粉放入100 mL 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中,充分反应后析出的铜的质量为 ( )
A.32 g B.6.4 g
C.0.64 g D.3.2 g
3.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为 ( )
A.3∶1 B.2∶1
C.1∶1 D.1∶3
4.将一定质量的锌片放入500 mL CuSO4溶液中,二者恰好完全反应,待充分反应后取出锌片,洗净后称量,发现锌片比原来减轻了0.5 g,则该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
5.用1 L 1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液吸收0.8 mol二氧化碳,所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比是 ( )
A.1∶3 B.1∶2
C.2∶3 D.3∶2
6.2 mol·L-1的盐酸和硫酸各100 mL,分别加入等质量的铁粉,反应后生成的气体质量之比为2∶3,则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为 ( )
A.0.05 mol B.0.075 mol
C.0.15 mol D.0.2 mol
二、非选择题(本题包括1小题,共8分)
7.向50 mL Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中加入过量的BaCl2溶液,得到14.51 g白色沉淀,向白色沉淀中加入过量的稀硝酸,充分反应后,沉淀减少到4.66 g,并有气体产生。
(1)原混合溶液中Na2SO4和Na2CO3的物质的量浓度各是多少?
(2)产生的气体的物质的量为多少?
一、选择题(本题包括2小题,每小题4分,共8分)
8.将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式正确的是 ( )
A.x=
B.0C.V=33.6n(1-x)
D.11.2n9.将23 g钠投入m1 g足量水中得到a g溶液,将24 g镁投入m2 g足量盐酸中得到b g溶液。若m1=m2,则a与b的关系是 ( )
A.a>b B.aC.a=b D.无法确定
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
10.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30 mL同浓度的盐酸,加入同一种镁铝混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下:
实验序号
甲
乙
丙
混合物质量/mg
255
385
459
生成气体体积/mL
280
336
336
(1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的?______(填“甲”或“乙”)。理由是__??????????????????????__。 ?
(2)要算出盐酸中HCl的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是________,求得盐酸中HCl的物质的量浓度为________。 ?
(3)求混合物中Mg、Al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是________,求得Mg、Al的物质的量之比为________。 ?
课时素养评价 十九
物质的量在化学方程式计算中的应用
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题4分,共24分)
1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法正确的是 ( )
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
【解析】选D。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.将28 g铁粉放入100 mL 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中,充分反应后析出的铜的质量为 ( )
A.32 g B.6.4 g
C.0.64 g D.3.2 g
【解析】选C。n(Fe)==0.5 mol,
n(CuSO4)=0.1 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol,
由CuSO4+FeFeSO4+Cu
可知Fe过量,所以应按CuSO4的量计算:
n(Cu)=n(CuSO4)=0.01 mol。
m(Cu)=0.01 mol×64 g· mol-1=0.64 g。
3.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为 ( )
A.3∶1 B.2∶1
C.1∶1 D.1∶3
【解析】选A。由反应方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑,可知生成相同体积的氢气时,消耗HCl、NaOH物质的量之比为3∶1。
4.将一定质量的锌片放入500 mL CuSO4溶液中,二者恰好完全反应,待充分反应后取出锌片,洗净后称量,发现锌片比原来减轻了0.5 g,则该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
【解析】选B。Zn与CuSO4溶液反应时,置换出来的Cu附着在锌片上。
Zn+Cu2+Zn2++Cu Δm
1 mol 1 g
n(Cu2+) 0.5 g
=,
解得n(Cu2+)=0.5 mol,
所以c(CuSO4)==1 mol·L-1。
5.用1 L 1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液吸收0.8 mol二氧化碳,所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比是 ( )
A.1∶3 B.1∶2
C.2∶3 D.3∶2
【解析】选A。设生成碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为x、y,由钠离子守恒可得①2x+y=1 L×1.0 mol·L-1,由碳原子守恒可得②x+y=0.8 mol,解得x=
0.2 mol,y=0.6 mol。
6.2 mol·L-1的盐酸和硫酸各100 mL,分别加入等质量的铁粉,反应后生成的气体质量之比为2∶3,则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为 ( )
A.0.05 mol B.0.075 mol
C.0.15 mol D.0.2 mol
【解析】选C。n(HCl)=0.2 mol,n(H2SO4)=0.2 mol。若酸均不足,即完全反应生成H2的质量之比为1∶2;若酸均过量,即金属不足,则生成H2的质量之比为1∶1。现生成H2的质量之比为2∶3,则说明盐酸不足,硫酸过量;根据盐酸中HCl的物质的量可求出生成H2 0.1 mol,则H2SO4反应生成0.15 mol H2,则铁粉为0.15 mol。
二、非选择题(本题包括1小题,共8分)
7.向50 mL Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中加入过量的BaCl2溶液,得到14.51 g白色沉淀,向白色沉淀中加入过量的稀硝酸,充分反应后,沉淀减少到4.66 g,并有气体产生。
(1)原混合溶液中Na2SO4和Na2CO3的物质的量浓度各是多少?
(2)产生的气体的物质的量为多少?
【解析】根据题意知,4.66 g沉淀即为硫酸钡沉淀,故硫酸钠的物质的量为n(Na2SO4)=0.02 mol,其浓度为c(Na2SO4)==0.4 mol·L-1;碳酸钡沉淀的质量为14.51 g-4.66 g=9.85 g,n(BaCO3)=0.05 mol,故碳酸钠的浓度为c(Na2CO3)==1 mol·L-1;产生的二氧化碳气体的物质的量为0.05 mol。
答案:(1)0.4 mol·L-1 1 mol·L-1
(2)0.05 mol
一、选择题(本题包括2小题,每小题4分,共8分)
8.将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式正确的是 ( )
A.x=
B.0C.V=33.6n(1-x)
D.11.2n【解析】选D。Na的物质的量为nx mol,Al的物质的量为n(1-x) mol,根据得失电子守恒,可知H2的物质的量为 mol,则V=11.2n(3-2x),x=-。根据反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑和题中“金属没有剩余”,可知n(Na)≥n(Al),即0.5≤x<1。当x=1时,产生H2的物质的量为0.5n mol,即11.2n L(标准状况);当x=0.5时,产生H2的物质的量为n mol,即22.4n L(标准状况),故11.2n9.将23 g钠投入m1 g足量水中得到a g溶液,将24 g镁投入m2 g足量盐酸中得到b g溶液。若m1=m2,则a与b的关系是 ( )
A.a>b B.aC.a=b D.无法确定
【解析】选C。由于m1=m2,所以只需比较反应后溶液增加的质量即可。用差量法可知,23 g钠投入水中放出1 g氢气,溶液增重22 g,24 g镁投入盐酸中放出2 g氢气,溶液增重22 g,所以反应后a=b。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
10.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30 mL同浓度的盐酸,加入同一种镁铝混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下:
实验序号
甲
乙
丙
混合物质量/mg
255
385
459
生成气体体积/mL
280
336
336
(1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的?______(填“甲”或“乙”)。理由是__??????????????????????__。 ?
(2)要算出盐酸中HCl的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是________,求得盐酸中HCl的物质的量浓度为________。 ?
(3)求混合物中Mg、Al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是________,求得Mg、Al的物质的量之比为________。 ?
【解析】(1)因甲、乙生成H2的体积不等,则产生H2体积小的,说明还有酸未反应,因此甲中盐酸过量,混合物反应完全;若乙中盐酸过量,则可产生H2:×385 mL≈423 mL,而实际为336 mL,说明乙中盐酸不足,混合物过量。
(2)在乙或丙中,因盐酸反应完全,则可根据
2HCl ～ H2
2 1
n(HCl)=×2=3×10-2 mol
c(HCl)==1 mol·L-1
(3)在甲中,混合物完全反应,盐酸有剩余,则可根据混合物质量255 mg,生成气体280 mL计算。根据Mg～H2,Al～H2得:
n(Mg)×24 g· mol-1+n(Al)×27 g· mol-1
=255×10-3 g
n(Mg)+n(Al)=
求得:n(Mg)=0.005 mol,n(Al)=0.005 mol,
n(Mg)∶n(Al)=1∶1。
答案:(1)乙 甲、乙生成H2的体积不等,则产生H2体积小的,说明还有酸未反应,因此甲中盐酸过量,混合物反应完全;若乙中盐酸过量,则可产生H2:×385 mL≈423 mL,而实际为336 mL,说明乙中盐酸不足,镁铝混合物过量
(2)336 mL 1 mol·L-1
(3)255 mg和280 mL 1∶1
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1.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
2.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气。下列比例式正确的
是 ( )
A.Zn+2HClZnCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C.Zn+2HClZnCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x L
D.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
3.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L。该NaOH溶液的物质的量浓度为 ( )
A.1.0 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1
4.铁粉可与高温水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体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
5.将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体为V L(标准状况下),将铝加入100 mL 2 mol·L-1 氢氧化钠溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体为3V L。下列说法正确的是 ( )
A.原铁和铝的物质的量相等
B.原盐酸的浓度为2 mol·L-1
C.铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe+6H+3Fe3++3H2↑
D.盐酸与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比为1∶3
6.(新思维·新考向)把6.5 g锌加入50 g 20%的稀硫酸中,求算生成标准状况下氢气的体积。
(1)阅读题目分析,在进行本题的求算时,需要进行过量分析吗?
(2)根据计算型题目的解题流程,求算生成标准状况下氢气的体积。
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1.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
【解析】选D。化学反应中的守恒既包括质量守恒,也包括元素种类守恒、原子个数守恒,故D错误。
【方法规律】认识化学计量数
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于组成各物质的粒子数之比,因而也等于各物质的物质的量之比。
(2)将物质的量(n)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)等概念应用于化学方程式进行计算时,通过物质的量与化学计量数之间的关系以及物质的量与物理量之间的联系,能使化学计算变得更加简便。
2.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气。下列比例式正确的
是 ( )
A.Zn+2HClZnCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C.Zn+2HClZnCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x L
D.Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
【解析】选C。比例式应注意单位要“上下一致,左右对应”。
3.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L。该NaOH溶液的物质的量浓度为 ( )
A.1.0 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1
【解析】选B。
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
2 mol 67.2 L
n(NaOH) 33.6 L
n(NaOH)==1 mol,
c(NaOH)==2 mol·L-1。
4.铁粉可与高温水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体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
【解析】选C。
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Δm
3 mol 64 g
n(Fe) 32 g
=,解得n(Fe)=1.5 mol。
5.将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体为V L(标准状况下),将铝加入100 mL 2 mol·L-1 氢氧化钠溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体为3V L。下列说法正确的是 ( )
A.原铁和铝的物质的量相等
B.原盐酸的浓度为2 mol·L-1
C.铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe+6H+3Fe3++3H2↑
D.盐酸与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比为1∶3
【解析】选B。铝与氢氧化钠溶液的反应为
2Al + 2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
2 mol 2 mol 3 mol
n(Al) 0.1 L×2 mol·L-1 n(H2)
=,解得n(H2)=0.3 mol,
=,解得n(Al)=0.2 mol,
由铝与氢氧化钠溶液反应生成的气体为3V L,
得=0.3 mol则V=2.24 L。再根据反应Fe+2HClFeCl2+H2↑,可求出反应的铁的物质的量为0.1 mol,HCl的物质的量为0.2 mol,则c(HCl)==
2 mol·L-1。
6.(新思维·新考向)把6.5 g锌加入50 g 20%的稀硫酸中,求算生成标准状况下氢气的体积。
(1)阅读题目分析,在进行本题的求算时,需要进行过量分析吗?
提示:此题将反应中两种反应物的量都已给出,则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应。如果不是恰好完全反应,应判断哪种物质有剩余,然后根据完全反应的量来计算。
(2)根据计算型题目的解题流程,求算生成标准状况下氢气的体积。
提示:设6.5 g锌完全反应需要H2SO4的质量为x,则有
Zn + H2SO4ZnSO4+H2↑
65 98
6.5 g x
x==9.8 g
因为9.8 g<50 g×20%=10 g,所以H2SO4过量,应按锌来计算。
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
65 g 22.4 L
6.5 g V(H2)
V(H2)==2.24 L
