第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应 用 课后训练提升 合格考基础巩固 1.把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na+2H20一2NaOH+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与H2的质量相等 C.反应中H2O与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 答案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，A项错 误，D项正确。H20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.将足量铁粉放入100mL0.1molL1的CuSO4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 答案C 解析n(CuS04)=0.100L×0.1 mol-L-=0.01mol,由CuS04+Fe一FeSO4+Cu,可知 n(Cu)=n(CuSO4)=0.01 mol,m(Cu)=0.01 molx64 g mol-1=0.64 go 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 6.72L,生成物NaA1O2的物质的量浓度为（假定反应前后溶液体积不变）()。 A.1 mol-L-1 B.0.4 mol-L-1 C.1.5 mol-L-I D.2 mol-L-! 答案B 解析：2Al+2NaOH+2H2C一2NaA1O2+3H2↑ 2 mol 3×22.4L n(NaAlO2) 6.72L 2mol =3×22.4L n(NaAlO,) 6.72L n(NaAlO2)=0.2 mol c02mol-0.4 mol-L-1。 0.5L
第 2 课时 物质的量在化学方程式计算中的应 用 课后· 合格考基础巩固 1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O 2NaOH+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 与 H2 的质量相等 C.反应中 H2O 与 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 答案: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,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.将足量铁粉放入 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 答案:C 解析:n(CuSO4)=0.100 L×0.1 mol·L -1=0.01 mol,由 CuSO4+Fe FeSO4+Cu,可知 n(Cu)=n(CuSO4)=0.01 mol,m(Cu)=0.01 mol×64 g·mol-1=0.64 g。 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 6.72 L,生成物 NaAlO2 的物质的量浓度为(假定反应前后溶液体积不变)( )。 A.1 mol·L -1 B.0.4 mol·L -1 C.1.5 mol·L -1 D.2 mol·L -1 答案:B 解析:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2 + 3H2↑ 2 mol 3×22.4 L n(NaAlO2) 6.72 L 2mol 𝑛(NaAlO2 ) = 3×22.4 L 6.72 L n(NaAlO2)=0.2 mol c= 0.2mol 0.5 L =0.4 mol·L -1
4.2 mol-L-!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.0.05 mol B.0.075mol C.0.15 mol D.0.2 mol 答案：C 解析：n(HC1=0.2mol,nH2SO4）=0.2mol。 2HCI+Fe-FeCl2+H2 H2SO4+Fe=FeSO4+H↑ 若酸均不足，则完全反应生成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HC1的物 质的量可求出生成H20.1mol,则H2SO4与Fe反应生成0.15molH2,则n(Fe)=0.15 mol。 5.将8g铁片放入100L硫酸铜溶液中，溶液中的铜离子全部被还原时，固体质 量变为8.2g,则原溶液中硫酸铜的物质的量浓度为( )。 A.0.5 mol-L-1 B.0.25 mol-L-1 C.0.025 mol-L-!D.0.125 mol-L-! 答案B 解析：Fe+CuSO4一FeSO4+Cu△m 1 mol 8g n(CuSO4) (8.2-8)g (CuSO4)-imolxo0.025mol.c(CuSO)0025mL-0.25 mol-L- 8g 0.1L 6将一定量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，若放出氢气的质量相等，则参加反应 的镁和铝的物质的量之比为( A.1:1 B.2:3 C.3:2 D.8:9 答案：C 解析：由Mg+2 HCI-MgC12+H2↑和2A1+6HCI一2A1Cl3+3H2↑可知，若生成1mol H需Mg 1 mol,.需Al三mol,则放出等质量的H2参加反应的Mg和Al的物质的 量之比为1：2即3：2。 7.一块表面已被氧化为N20的钠块10.8g将其投入100g水中，产生H20.2g,则 被氧化的钠的质量为()。 A.9.2g B.10.6g C.6.2g D.4.6g 答案D
4.2 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 答案:C 解析:n(HCl)=0.2 mol,n(H2SO4)=0.2 mol。 2HCl+Fe FeCl2+H2↑ H2SO4+Fe FeSO4+H2↑ 若酸均不足,则完全反应生成 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 与 Fe 反应生成 0.15 mol H2,则 n(Fe)=0.15 mol。 5.将 8 g 铁片放入 100 mL 硫酸铜溶液中,溶液中的铜离子全部被还原时,固体质 量变为 8.2 g,则原溶液中硫酸铜的物质的量浓度为( )。 A.0.5 mol·L -1 B.0.25 mol·L -1 C.0.025 mol·L -1 D.0.125 mol·L -1 答案:B 解析:Fe+CuSO4 FeSO4+Cu Δm 1 mol 8 g n(CuSO4) (8.2-8) g n(CuSO4)=1mol ×0.2 g 8 g =0.025 mol,c(CuSO4)=0.025mol 0.1 L =0.25 mol·L -1。 6.将一定量的镁和铝分别与足量的盐酸反应,若放出氢气的质量相等,则参加反应 的镁和铝的物质的量之比为( )。 A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.8∶9 答案:C 解析:由 Mg+2HCl MgCl2+H2↑和 2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑可知,若生成 1 mol H2 需 Mg 1 mol,需 Al 2 3 mol,则放出等质量的 H2 参加反应的 Mg 和 Al 的物质的 量之比为 1∶ 2 3 ,即 3∶2。 7.一块表面已被氧化为 Na2O 的钠块 10.8 g,将其投入 100 g 水中,产生 H2 0.2 g,则 被氧化的钠的质量为( )。 A.9.2 g B.10.6 g C.6.2 g D.4.6 g 答案:D
解析：由于钠块放入水中发生反应：2Na+2H2O一2NaOH+H2↑，由产生H的体积可 求出Na的质量，进而可求出钠块中NaO的质量，最后根据关系式：NaO~2Na可 求出“原来被氧化的钠”的质量。 8.将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1molL1的盐酸中，同温同压下产生 的气体的体积之比是( )。 A.1:2:3 B.6:3:2 C.3:1:1 D.1:1:1 答案：C 解析：金属均为0.3mol,nHCI)=0.1mol,镁和铝与盐酸反应生成氢气的量由盐酸的 量决定，都是0.05mol,钠还可与水反应生成H2,由2Na~H2知，Na参加反应生成 0.15molH2,故三者产生气体的体积之比为3：1：1。 9.已知Fe+S△FeS,FeS+2HCI一FeC1h+HS↑，2HS+30.整2S02+2H0。一定量 的铁粉和9g硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧 共收集得9g水，则加入的铁粉质量为( A.14g B.42g C.56g D.28g 答案D 解析：设加入的铁粉的质量为x。根据各步反应的定量关系，可列出关系式： Fe→FS(铁守恒)H2S(硫守恒)→H2O(氢守恒) Fe→H2(Fe与HCl反应)】→H2O(氢守恒) 推出：FeH2O 5618 9g 56=8 x9g x=28g 即加入的铁粉为28g。 10.将Fe和A1按一定的质量比组成合金。 (I)取一定量的该合金，向其中加入足量NaOH溶液，生成气体nL(标准状况)，则反 应的离子方程式是 ,合金中AI 的物质的量是 (2)另取相同质量的该合金，向其中加入足量稀硫酸，固体全部溶解，生成气体m L(标准状况)，则反应中转移电子的物质的量是 mol,合金中Fe的 质量是 答案：(1)2A+20F+2H,0—2A10+3H↑。mol
解析:由于钠块放入水中发生反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,由产生 H2的体积可 求出 Na 的质量,进而可求出钠块中 Na2O 的质量,最后根据关系式:Na2O~2Na 可 求出“原来被氧化的钠”的质量。 8.将钠、镁、铝各 0.3 mol 分别放入 100 mL 1 mol·L -1 的盐酸中,同温同压下产生 的气体的体积之比是( )。 A.1∶2∶3 B.6∶3∶2 C.3∶1∶1 D.1∶1∶1 答案:C 解析:金属均为 0.3 mol,n(HCl)=0.1 mol,镁和铝与盐酸反应生成氢气的量由盐酸的 量决定,都是 0.05 mol,钠还可与水反应生成 H2,由 2Na~H2 知,Na 参加反应生成 0.15 mol H2,故三者产生气体的体积之比为 3∶1∶1。 9.已知 Fe+S FeS,FeS+2HCl FeCl2+H2S↑,2H2S+3O2 2SO2+2H2O。一定量 的铁粉和 9 g 硫粉混合加热,待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧, 共收集得 9 g 水,则加入的铁粉质量为( )。 A.14 g B.42 g C.56 g D.28 g 答案:D 解析:设加入的铁粉的质量为 x。根据各步反应的定量关系,可列出关系式: Fe FeS(铁守恒) H2S(硫守恒) H2O(氢守恒) Fe H2(Fe 与 HCl 反应) H2O(氢守恒) 推出:Fe~H2O 56 18 x 9 g 56 𝑥 = 18 9 g x=28 g, 即加入的铁粉为 28 g。 10.将 Fe 和 Al 按一定的质量比组成合金。 (1)取一定量的该合金,向其中加入足量 NaOH 溶液,生成气体 n L(标准状况),则反 应的离子方程式是 ,合金中 Al 的物质的量是 。 (2)另取相同质量的该合金,向其中加入足量稀硫酸,固体全部溶解,生成气体 m L(标准状况),则反应中转移电子的物质的量是 mol,合金中 Fe 的 质量是 。 答案:(1)2Al+2OH-+2H2O 2AlO2 - +3H2↑ 𝑛 33.6 mol
2品 56(m-n 22.4 ·g 解析：合金中AI既能与NOH溶液反应，也能与稀硫酸反应，且等量Al与足量的 NaOH溶液或稀硫酸反应生成等量的H2;而Fe只能与稀硫酸反应。由2Al+2OH +2H,0一2A10:+3H可知，合金中AN的物质的量为号×24下=G moLFe、A1与稀疏酸反应生成mLH,由2H+2cH可知转移电子的物质的量 为品mol由Fe置换出的体积为(m-)L,故mFe)22的r×56gmor,即 (m-n)L 56(m-n) 22.4 g。 11.金属钠1.15g与水反应，得到100mL溶液，试计算： (1)生成的气体在标准状况下的体积 (2)反应后所得溶液的物质的量浓度（设溶液体积变化忽略不计）。 答案：(1)0.56L(2)0.5molL 解析：nNa,1158=0.05mol 23g.mol1 2Na+2H20一2NaOH+H2↑ 2 mol 2 mol 22.4L 0.05 mol n(NaOH)V (1r=005molx224L-0.56L。 2mol (2)n(NaOH)-0.05 molc(NaOH)-005m1-0.5 mol-L-1 0.1L 等级考拓展提高 1.等体积的硫酸锌、硫酸铝溶液分别与足量的氯化钡溶液反应，若生成的硫酸钡 沉淀的质量之比为2：3，则两种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为( A.2:1 B.2:3 C.1:3 D.3:2 答案：A 解析：根据题意，生成BaSO4的质量之比为2：3，可推知ZnSO4、Al2(SO4)3两种溶 液中所含S02的物质的量之比为2：3，所以ZnSO4、Al2(SO4)3两溶液的物质的 量浓度之比为2：1。 2.将4.6g金属钠投入足量水中，充分反应后得ag溶液；将4.8g金属镁投入足量 盐酸中，充分反应后得bg溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液 的质量关系式为 A.a=b B.a-b C.a<b D.无法判断
(2) 𝑚 11.2 56(𝑚-𝑛) 22.4 g 解析:合金中 Al 既能与 NaOH 溶液反应,也能与稀硫酸反应,且等量 Al 与足量的 NaOH 溶液或稀硫酸反应生成等量的 H2;而 Fe 只能与稀硫酸反应。由 2Al+2OH- +2H2O 2AlO2 - +3H2↑可知,合金中 Al 的物质的量为2 3 × 𝑛L 22.4 L·mol -1 = 𝑛 33.6 mol;Fe、Al 与稀硫酸反应生成 m L H2,由 2H+ H2 可知转移电子的物质的量 为 𝑚 11.2 mol;由 Fe 置换出的 H2 体积为(m-n) L,故 m(Fe)= (𝑚-𝑛) L 22.4 L·mol -1×56 g·mol-1 ,即 56(𝑚-𝑛) 22.4 g。 11.金属钠 1.15 g 与水反应,得到 100 mL 溶液,试计算: (1)生成的气体在标准状况下的体积; (2)反应后所得溶液的物质的量浓度(设溶液体积变化忽略不计)。 答案:(1)0.56 L (2)0.5 mol·L -1 解析:n(Na)= 1.15 g 23 g·mol -1 =0.05 mol 2Na+2H2O 2NaOH + H2↑ 2 mol 2 mol 22.4 L 0.05 mol n(NaOH) V (1)V= 0.05mol ×22.4 L 2mol =0.56 L。 (2)n(NaOH)=0.05 mol,c(NaOH)=0.05mol 0.1 L =0.5 mol·L -1。 等级考拓展提高 1.等体积的硫酸锌、硫酸铝溶液分别与足量的氯化钡溶液反应,若生成的硫酸钡 沉淀的质量之比为 2∶3,则两种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为( )。 A.2∶1 B.2∶3 C.1∶3 D.3∶2 答案:A 解析:根据题意,生成 BaSO4 的质量之比为 2∶3,可推知 ZnSO4、Al2(SO4)3两种溶 液中所含 SO4 2-的物质的量之比为 2∶3,所以 ZnSO4、Al2(SO4)3两溶液的物质的 量浓度之比为 2∶1。 2.将 4.6 g 金属钠投入足量水中,充分反应后得 a g 溶液;将 4.8 g 金属镁投入足量 盐酸中,充分反应后得 b g 溶液,假设水的质量与盐酸的质量相等,则反应后两溶液 的质量关系式为( )。 A.a=b B.a>b C.a<b D.无法判断
答案：A 解析：溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出H2的质量。 2Na+2H2O-2NaOH+H2↑ 46 2 4.6g 0.2g a=4.6+m(H20)0.2=4.4+m(H20) Mg+2HCI—MgC+H2↑ 24 2 4.8g 0.4g b=4.8+m(盐酸)0.4=4.4+m(盐酸) 因为m(H20）=m(盐酸)，所以a=b。 3.将铁、铝的混合物加入足量氢氧化钠溶液中，充分反应后过滤，再将过滤得到的 固体加入足量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤得到的固体质量正好与原固体质 量相等，则原固体中铝的质量分数为( A.14.3% B.12.5% C.87.5% D.无法计算 答案B 解析：混合物中的铝与氢氧化钠溶液反应，剩余固体为铁，铁再与硫酸铜反应，得到 的固体是铜，得到的铜的质量与原混合物的质量相等，即相当于铁置换出铜时的质 量差即为铝的质量，所以当铁的质量为56g时，生成铜的质量为64g,增加了8g, 即相当于原混合物中铝的质量为8g,所以铝的质量分数为 88-×100%=12.5%。 56g+8g 4.将铁加入100L某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为αL(标准 状况下)，将铝加入100mL2moLl氢氧化钠溶液中恰好完全反应，充分反应后生 成的气体为3aL。下列说法正确的是()。 A.铁和铝的物质的量相等 B.原盐酸中cHCI)=2molL1 C.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe+6Ht一2Fe3+3H2↑ D.盐酸与氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度之比为1：3 答案B 解析：铝与氢氧化钠溶液的反应为 2A1+2NaOH+2H2C一2NaAI1O2+3H2↑ 2 mol 2 mol 3 mol n(Al)0.1L×2 mol-L-1 n(H2)
答案:A 解析:溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出 H2 的质量。 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ 46 2 4.6 g 0.2 g a=4.6+m(H2O)-0.2=4.4+m(H2O) Mg+2HCl MgCl2+H2↑ 24 2 4.8 g 0.4 g b=4.8+m(盐酸)-0.4=4.4+m(盐酸) 因为 m(H2O)=m(盐酸),所以 a=b。 3.将铁、铝的混合物加入足量氢氧化钠溶液中,充分反应后过滤,再将过滤得到的 固体加入足量的硫酸铜溶液中,充分反应后过滤得到的固体质量正好与原固体质 量相等,则原固体中铝的质量分数为( )。 A.14.3% B.12.5% C.87.5% D.无法计算 答案:B 解析:混合物中的铝与氢氧化钠溶液反应,剩余固体为铁,铁再与硫酸铜反应,得到 的固体是铜,得到的铜的质量与原混合物的质量相等,即相当于铁置换出铜时的质 量差即为铝的质量,所以当铁的质量为 56 g 时,生成铜的质量为 64 g,增加了 8 g, 即相当于原混合物中铝的质量为 8 g,所以铝的质量分数为 8 g 56 g+8 g ×100%=12.5%。 4.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 a 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 3a L。下列说法正确的是( )。 A.铁和铝的物质的量相等 B.原盐酸中 c(HCl)=2 mol·L -1 C.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为 2Fe+6H+ 2Fe3++3H2↑ D.盐酸与氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度之比为 1∶3 答案:B 解析:铝与氢氧化钠溶液的反应为 2Al+ 2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ 2 mol 2 mol 3 mol n(Al) 0.1 L×2 mol·L -1 n(H2)
1t0r=解得HH03mol0r=器解得MAl02mol由 2mol 2mol 铝与直氧化纳溶液反应生成的气体为3aL,得24am0r0.3mol则224。再根 据反应Fe+2HCI一FeC2+H2↑，可求出反应的铁的物质的量为0.1mol,HCI的物 质的量为0.2mol,则cHC1-o2mol-2molL1。 0.1L 5.为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验： (I)若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同） 体积为bL。反应的化学方程式是 :样品 中铝的质量为 (2)另取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是2A+F®20，商温 2Fe+A2O3,反应中氧化铁与铝的质量比是 (3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL,该气体与 (1)中所得气体的体积之比c.b= 答案：{(12A+2NaOH+2H20—2NaA1O2+3H↑ 11.2 (2)80:27 (3)2:3 解析：(I)铝热剂中的铝与NaOH反应，铝与氢气的关系式为 2Al 3H2 (2×27)g (3×22.4)L m(Al) bL 所以mAl光g器g。 2)根据反应2A+Fe20,高送2Fe+A503,氧化铁与铝的质量比为mFe20): m(A1)=160:54=80:27。 (3)在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸，A2O3、Fe均与盐酸发生反应，但只有 盐酸与Fe反应时才放出气体Fe+2 HCI-FeC2+H2↑。 要知道放出多少气体，必须知道铁的质量或F2O3的质量，但题目要求的是Al与 NaOH溶液、Fe与盐酸产生H2体积比，只要知道铝热剂中Al与反应后生成Fe 的物质的量之比即可求出。由2AlFe2O3~2Fe可知n(Al)=n(Fe),由2A~3H2、 2Fe~2H2可得c.b=2:3。 挑战创新 在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张己除去氧化膜并用 针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内，待钠块反应 完全后，在容器中收集到1.12L氢气（标准状况），此时测得铝箔质量比反应前减小
2mol 0.1 L×2mol·L -1 = 3mol 𝑛(H2 ) ,解得 n(H2)=0.3 mol, 2mol 0.1 L×2mol·L -1 = 2mol 𝑛(Al) ,解得 n(Al)=0.2 mol,由 铝与氢氧化钠溶液反应生成的气体为 3a L,得 3𝑎L 22.4 L·mol -1 =0.3 mol,则 a=2.24。再根 据反应 Fe+2HCl FeCl2+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)=0.2mol 0.1 L =2 mol·L -1。 5.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成,分别进行下列实验: (1)若取 a g 样品,向其中加入足量的 NaOH 溶液,测得生成的气体(标准状况,下同) 体积为 b L。反应的化学方程式是 ;样品 中铝的质量为 g。 (2)另取 a g 样品将其点燃,恰好完全反应,该反应的化学方程式是 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,反应中氧化铁与铝的质量比是 。 (3)待(2)中反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为 c L,该气体与 (1)中所得气体的体积之比 c∶b= 。 答案:(1)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ 9𝑏 11.2 (2)80∶27 (3)2∶3 解析:(1)铝热剂中的铝与 NaOH 反应,铝与氢气的关系式为 2Al ~ 3H2 (2×27) g (3×22.4) L m(Al) b L 所以,m(Al)=54𝑏 67.2 g= 9𝑏 11.2 g。 (2)根据反应:2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,氧化铁与铝的质量比为 m(Fe2O3)∶ m(Al)=160∶54=80∶27。 (3)在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸,Al2O3、Fe 均与盐酸发生反应,但只有 盐酸与 Fe 反应时才放出气体:Fe+2HCl FeCl2+H2↑。 要知道放出多少气体,必须知道铁的质量或 Fe2O3 的质量,但题目要求的是 Al 与 NaOH 溶液、Fe 与盐酸产生 H2 体积比,只要知道铝热剂中 Al 与反应后生成 Fe 的物质的量之比即可求出。由 2Al~Fe2O3~2Fe 可知 n(Al)=n(Fe),由 2Al~3H2、 2Fe~2H2 可得 c∶b=2∶3。 挑战创新 在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜并用 针刺一些小孔的铝箔包好,然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内,待钠块反应 完全后,在容器中收集到 1.12 L 氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减小
了0.27g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0L,溶液中NaOH的物质的量浓度为 0.050olL1。(忽略溶液中溶解的氢气的量) (1)写出该实验中发生反应的化学方程式。 (2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。 答案：(1)2Na+2H2O一2NaOH+H2↑，Na2O+HC一2NaOH,2A1+2NaOH+2H2C 2 NaAlO2+3H2↑。 (②消耗的A1的物质的量为MA0010m0l根据反应 2A+2NaOH+2H2C一2 NaAlO2+3Hh↑可得由铝消耗NaOH的物质的量为 n(NaOH)=0.010mol,生成的氢气的物质的量为nH2）=0.015mol,那么由金属钠生 成的氢气的物质的量为m厂是一0015mo-035m0l根据反应 2Na+2H202NaOH+H2↑可得金属钠的物质的量为nNa)=2×0.035mol=0.070 moL,反应后溶液中NaOH的物质的量为n(NaOH)=2.0L×0.050 mol-L-=0.10mol, 所以溶液中Na+的总物质的量nNa)=0.10mol+0.010mol=0.110mol, nNa20)0110mo-o.070mol-0.020mol, 2 该钠块中钠元素的质量分数为 0.110mol×23gmor1 0070molx23gm0+0020m01x62gm0FX1009689%
了 0.27 g,水槽和容器内溶液的总体积为 2.0 L,溶液中 NaOH 的物质的量浓度为 0.050 mol·L -1。(忽略溶液中溶解的氢气的量) (1)写出该实验中发生反应的化学方程式。 (2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。 答案:(1)2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,Na2O+H2O 2NaOH,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑。 (2)消耗的 Al 的物质的量为 n(Al)= 0.27 g 27 g·mol -1=0.010 mol,根据反应 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑可得由铝消耗 NaOH 的物质的量为 n(NaOH)=0.010 mol,生成的氢气的物质的量为 n(H2)=0.015 mol,那么由金属钠生 成的氢气的物质的量为 n(H2)= 1.12 L 22.4 L·mol -1 -0.015 mol=0.035 mol,根据反应 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑可得金属钠的物质的量为 n(Na)=2×0.035 mol=0.070 mol,反应后溶液中 NaOH 的物质的量为 n(NaOH)=2.0 L×0.050 mol·L -1=0.10 mol, 所以溶液中 Na+的总物质的量 n(Na+ )=0.10 mol+0.010 mol=0.110 mol, n(Na2O)=0.110mol-0.070mol 2 =0.020 mol, 该钠块中钠元素的质量分数为 0.110mol ×23 g·mol -1 0.070mol×23 g·mol -1 +0.020 mol×62 g·mol -1×100%≈89%