高一化学必修 第一册(2019版)_《金属材料》素养评价(第2课时)

第2节金属材料（课时2）
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+2H
2O2NaOH+H
2
↑。

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H
2O和H
2
的质量相等
C.反应中H
2O和H
2
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28g铁粉放入100mL0.1mol·L-1的CuSO
4
溶液中,充分反应后析出的铜的质量为( )
A.32g
B.6.4g
C.0.64g
D.3.2g
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500mLCuSO
4
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0.5g,则该CuSO
4
溶液的物质的量浓度为( )
A.0.5mol·L-1
B.1mol·L-1
C.1.5mol·L-1
D.2mol·L-1
5.用1L1.0mol·L-1的氢氧化钠溶液吸收0.8mol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
6.2mol·L-1的盐酸和硫酸各100mL,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.0.05mol
B.0.075mol
C.0.15mol
D.0.2mol
二、非选择题(本题包括1小题,共8分)
7.向50mLNa
2SO
4
和Na
2
CO
3
的混合溶液中加入过量的BaCl
2
溶液,得到14.51g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4.66g,并有气体产生。

(1)原混合溶液中Na
2SO
4
和Na
2
CO
3
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nmol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VL。

下列关系式正确的是( )
A.x=
B.0<x≤0.5
C.V=33.6n(1-x)
D.11.2n<V≤22.4n
9.将23g钠投入m
1g足量水中得到ag溶液,将24g镁投入m
2
g足量盐酸中得到bg
溶液。

若m
1=m
2
,则a与b的关系是( )
A.a>b
B.a<b
C.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30mL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:
(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________。

参考答案
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+2H
2O2NaOH+H
2
↑。

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H
2O和H
2
的质量相等
C.反应中H
2O和H
2
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;H
2O与H
2
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28g铁粉放入100mL0.1mol·L-1的CuSO
4
溶液中,充分反应后析出的铜的质量为( )
A.32g
B.6.4g
C.0.64g
D.3.2g
【解析】选C。

n(Fe)==0.5mol,
n(CuSO
4
)=0.1L×0.1mol·L-1=0.01mol,
由CuSO
4+Fe FeSO
4
+Cu
可知Fe过量,所以应按CuSO
4
的量计算:
n(Cu)=n(CuSO
4
)=0.01mol。

m(Cu)=0.01mol×64g·mol-1=0.64g。

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+6HCl2AlCl
3+3H
2
↑,2Al+2NaOH+2H
2
O
2NaAlO
2+3H
2
↑,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500mLCuSO
4
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0.5g,则该CuSO
4
溶液的物质的量浓度为( )
A.0.5mol·L-1
B.1mol·L-1
C.1.5mol·L-1
D.2mol·L-1
【解析】选B。

Zn与CuSO
4
溶液反应时,置换出来的Cu附着在锌片上。

Zn+Cu2+Zn2++Cu Δm
1mol 1g
n(Cu2+)0.5g
=,
解得n(Cu2+)=0.5mol,
所以c(CuSO
4
)==1mol·L-1。

5.用1L1.0mol·L-1的氢氧化钠溶液吸收0.8mol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=1L×1.0mol·L-1,由碳原子守恒可得②x+y=0.8mol,解得x=
0.2mol,y=0.6mol。

6.2mol·L-1的盐酸和硫酸各100mL,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.0.05mol
B.0.075mol
C.0.15mol
D.0.2mol
【解析】选C 。

n(HCl)=0.2mol,n(H 2SO 4)=0.2mol 。

若酸均不足,即完全反应生成H 2的质量之比为1∶2;若酸均过量,即金属不足,则生成H 2的质量之比为1∶1。

现生成H 2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H 20.1mol,则H 2SO 4反应生成0.15molH 2,则铁粉为0.15mol 。

二、非选择题(本题包括1小题,共8分)
7.向50mLNa 2SO 4和Na 2CO 3的混合溶液中加入过量的BaCl 2溶液,得到14.51g 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4.66g,并有气体产生。

(1)原混合溶液中Na 2SO 4和Na 2CO 3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,4.66g 沉淀即为硫酸钡沉淀,故硫酸钠的物质的量为n(Na 2SO 4)=0.02mol,其浓度为c(Na 2SO 4)=
=0.4mol ·L -1;碳酸钡沉淀的质量
为14.51g-4.66g=9.85g,n(BaCO 3)=0.05mol,故碳酸钠的浓度为c(Na 2CO 3)=
=1mol ·L -1;产生的二氧化碳气体的物质的量为0.05mol 。

答案:(1)0.4mol ·L -1 1mol ·L -1 (2)0.05mol
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nmol 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VL 。

下列关系式正确的是 ( )
A.x=
B.0<x ≤0.5
C.V=33.6n(1-x)
D.11.2n<V ≤22.4n
【解析】选D。

Na的物质的量为nxmol,Al的物质的量为n(1-x)mol,根据得失电
子守恒,可知H
2
的物质的量为mol,则V=11.2n(3-2x),x=-。

根
据反应2Na+2H
2O2NaOH+H
2
↑,2Al+2NaOH+2H
2
O2NaAlO
2
+3H
2
↑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H
2
的物质的量为
0.5nmol,即11.2nL(标准状况);当x=0.5时,产生H
2
的物质的量为nmol,即22.4nL(标准状况),故11.2n<V≤22.4n,D项正确。

9.将23g钠投入m
1g足量水中得到ag溶液,将24g镁投入m
2
g足量盐酸中得到bg
溶液。

若m
1=m
2
,则a与b的关系是( )
A.a>b
B.a<b
C.a=b
D.无法确定
【解析】选C。

由于m
1=m
2
,所以只需比较反应后溶液增加的质量即可。

用差量法
可知,23g钠投入水中放出1g氢气,溶液增重22g,24g镁投入盐酸中放出2g氢气,溶液增重22g,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30mL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H
2的体积不等,则产生H
2
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H
2
:×385mL ≈423mL,而实际为336mL,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 ～H
2
2 1
n(HCl)=×2=3×10-2mol
c(HCl)==1mol·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255mg,生成气体
280mL计算。

根据Mg～H
2,Al～H
2
得:
n(Mg)×24g·mol-1+n(Al)×27g·mol-1
=255×10-3g
n(Mg)+n(Al)=
求得:n(Mg)=0.005mol,n(Al)=0.005mol, n(Mg)∶n(Al)=1∶1。

答案:(1)乙甲、乙生成H
2的体积不等,则产生H
2
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H
2
:×385mL ≈423mL,而实际为336mL,说明乙中盐酸不足,镁铝混合物过量
(2)336mL 1mol·L-1
(3)255mg和280mL 1∶1。