2021学年第三节 物质的量练习题

3.2.2  新型合金 物质的量在化学方程式计算中的应用

练习（解析版）

1．mg铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到mg铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为

A．8:7            B．1:7 C．7:8 D．7:1

【答案】D

【详解】ag铁粉的物质的量为 ，agCu的物质的量为 ，根据氧化还原顺序 先与 反应，再与 反应，因为 ，

所以 反应完全，剩余 与 反应，

所以参加反应的 的物质的量为 ，

参加反应的 的物质的量为 ，

参加反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为 ，

答案选D。

2．常温常压下，足量的铝分别与下列酸反应时，放出H2最多的是       （     ）

A．600 mL 18.4mol·L－1的硫酸    B．100 mL 1.0mol·L－1的盐酸

C．200 mL 12 mol·L－1的浓硝酸    D．600mL 0.1 mol·L－1的硫酸

【答案】D

【解析】常温下铝在浓硫酸、浓硝酸中钝化，A、C错误；盐酸提供n(H+)为0.1mol，而硫酸提供的n(H+)为0.12mol,所以硫酸放出的氢气多，D正确；答案选D。

3．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积比为（  ）

A．1:6          B．1:1 C．2:3 D．3:2

【答案】B

【解析】铝与盐酸和NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由方程式可知等质量的Al与足量盐酸和NaOH溶液反应产生H2物质的量相等，在同温同压下放出的H2体积相等，答案选B。

4．下列关于金属的叙述中正确的是（    ）

A．所有的金属都是固态的

B．金属具有导电性、导热性和延展性

C．活泼的金属、或较活泼的金属能与酸反应，但不能与碱反应

D．金属元素在自然界中都是以化合态存在的

【答案】B

【详解】A．常温下金属单质大多数是固体，但是汞常温下为液态，A项错误；
B．根据金属的通性可知，金属具有导电性、导热性和延展性，B项正确；

C．活泼的金属、或较活泼的金属能与酸反应，有的金属能够与强碱溶液反应，如铝，C项错误；
D．并不是所有金属在自然界都是以化合态存在的，如金、银等，D项错误；

答案选B。

5．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是(　　)

A．第一块钠失去电子数多 B．两块钠失去电子数一样多

C．第二块钠的反应产物质量较大 D．两块钠的反应产物质量一样大

【答案】B

【详解】A、金属钠失电子均变为+1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子是一样的，故A错误；

B、金属钠失电子均变为+1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子是一样的，故B正确；

C、根据4Na+O2=2Na2O，则1mol金属钠获得氧化钠的质量是31g，根据反应2Na+O2 Na2O2，则1mol金属钠获得过氧化钠的质量是39g，等质量的两块钠，即金属钠的物质的量是相等的，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量最大，故C错误；

D、根据C的计算可以知道第一块钠的反应产物质量最大，故D错误；

故选B。

6．ng金属溶于足量的盐酸时生成mmolH2，若该金属的化合价为+2价，则该金属的相对原子质量为（     ）

A．             B． C．g·mol-1 D．g·mol-1

【答案】A

【详解】+2价金属M和足量的盐酸反应，化学方程式为：M+2HCl=MCl2+H2↑，生成mmolH2，根据化学方程式可知，金属为mmol，所以该金属的摩尔质量为ng/mmol=g·mol-1，相对原子质量在数值上和摩尔质量相等，所以该金属的相对原子质量为。故选A。

7．（1）把5.1g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6 LH2（标准状况下）。

①合金中镁的物质的量_________。

②写出该合金溶于足量NaOH溶液的化学方程式_________________。同时产生H2的体积（标准状况下）为____________ 。

（2）相同条件下，某Cl2与O2混合气体100 mL恰好与150 mL H2化合生成HCl和H2O，则混合气体中Cl2与O2的体积比为__________，混合气体的平均相对分子质量为____________。

（3）两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入a g A气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则A的摩尔质量为____________。

（4）在同温、同压下，实验测得CO、N2和O2三种气体的混合气体的密度是H2的14.5倍，其中O2的质量分数为____________ (计算结果保留1位小数) 。若其中CO和N2的物质的量之比为1∶1，则混合气体中氧元素的质量分数为_______________ (计算结果保留1位小数)。

【答案】0.1 mol    2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑    3.36 L    1∶1    51.5    44 g·mol－1    27.6%    48.3%   

【解析】①设镁、铝的物质的量分别为 x mol、 y mol，列方程组：
①24x +27y =5.1 ②x + 1.5y =5.6/22.4=0.25，①②联立得x=0.1mol、y=0.1mol

答案：0.1mol；
②该合金中只有Al和NaOH溶液反应，溶于足量NaOH溶液的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。

因为2Al～3H2，前面已经算出Al的物质的量为0.1mol，则V（H2）=0.1mol×3/2×22.4L/mol=3.36L；

答案：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ； 3.36L。

（2）设氯气为xmL，氧气为ymL

Cl2 + H22HCl，2H2 +  O22H2O

xmL   xmL          2y mL  ymL

①x+y=100   ② x+2y=150，①②两个方程联立可得x=y=50mL，

假设氯气和氧气各1摩尔，则混合气体的平均摩尔质量为：=51.5g/mol，混合气体的平均相对分子质量为51.5；
答案：1：1；51.5

（3）根据PV=nRT，在T、V相同时，压强之比等于物质的量之比，即4：11=：，解得：M=44g/mol；
答案：44g/mol。

（4）混合气体的密度是H2的14.5倍,平均相对分子质量=14.5×2=29,由于CO,N2相对分子质量都是28,所以可以设CO,N2总物质的量为x,O2物质的量为y,则28x+32y=29×(x+y),解得x:y=3:1,所以O2的质量分数=32/(29×4)=27.6%
若其中CO和N2的物质的量之比为1:1,假设CO为1mol,氮气为1mol，氧气为（1+1）×1/3=2/3mol,则混合气体中氧元素的质量分数=×100%=48.3%；

答案：27.6%     48.3%

8．将质量为1.15 g钠用刺了孔的铝箔包裹后放入水中，共收集到1.232 L(标准状况)气体。请回答下列问题：

(1)1.15 g钠与水反应，理论上生成气体的体积(标准状况)为__________ L 。

(2)Al和NaOH溶液反应也能生成H2，写出相应的化学方程式：_____________；

(3)若反应后溶液的体积为100 mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为多少？(写出计算过程)_______。

【答案】0.56    2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑    0.3mol/L   

【详解】(1)设生成氢气的体积为x

   2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

46g              22.4L

1.15g              x

，解得x=0.56L；

(2)铝和氢氧化钠、水反应生成偏氯酸钠和氢气，在该反应中，Al失电子3e-，发生氧化反应，水中的H得电子2×e-，发生还原反应，转移电子数为最小公倍数是6，所以Al、NaAlO2的系数是2，氢气的系数是3，然后配平其它物质，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

(3)Na与水反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，1.15gNa的物质的量为n(Na)==0.05mol，由方程式关系可知反应产生的NaOH的物质的量为0.05mol，反应放出氢气的

钠与水反应生成的氢氧化钠的物质的量为0.05mol，生成氢气的物质的量是0.025mol，其体积为V(H2)=0.025mol×22.4L/mol=0.56LL，则铝与氢氧化钠反应生成的氢气体积为1.232L-0.56L=0.672L，该氢气的物质的量为0.672L÷22.4L/mol=0.03mol根据Al与NaOH溶液反应的方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知与 Al反应的NaOH的物质的量为0.02mol，反应产生的NaAlO2的物质的量是0.02mol，所以剩余NaOH的物质的量为0.05mol-0.02mol=0.03mol，因此反应后溶液中氢氧化钠的物质的量浓度c==0.3mol/L。

9．实验室用锌与足量的稀硫酸反应制取氢气。若要制得标准状况下4.48L氢气。求：

（1）需要锌的物质的量。__________

（2）需要消耗20%的硫酸（密度为1.14g·cm-3）的体积。_________

【答案】0.2mol    85.96cm3   

【详解】

标准状况下4.48L氢气的物质的量为0.2mol。锌和稀硫酸反应的化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。化学方程式的计量数之比等于物质的量之比。生成0.2mol氢气，需要消耗0.2mol锌和0.2mol硫酸。0.2mol硫酸的质量为0.2mol×98g/mol=19.6g，则20%的硫酸的质量为19.6g/20%=98g，所以需要消耗的硫酸溶液的体积为：98g/1.14g·cm-3=85.96cm3。故答案为：0.2mol，85.96cm3。

10．今有铁和铜的混合物17.5g，其中铁的质量分数为32%，与足量盐酸反应。

（1）参加反应的铁的物质的量是多少；__________

（2）生成标准状况下的氢气的体积__________

【答案】5.6g    2.24L   

【详解】

铁和铜的混合物，铜与盐酸不反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；

(1)m(Fe)=17.5g×32%=5.6g

n(Fe)=5.6g/56g·mol-1=0.1mol

答案为：5.6g；

(2)设生成标准状况下的氢气的体积为x，根据化学反应方程式：

Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑

1mol         22.4L

0.1mol         x

解得：x=2.24L

答案为：2.24L。