3.1.2　金属与酸和水的反应（跟踪训练）.docx

人教版高一（必修一）化学第三章3.1.3物质的量在化学方程式计算中的应用（含答案解析）‎ 一、选择题 ‎1．等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是(　　)‎ A．1︰1　　　　　　 B．3︰4‎ C．2︰3 D．4︰3‎ ‎【解析】　根据反应的化学方程式知：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2,1 mol Fe与盐酸反应生成1 mol H2，与水蒸气反应生成 mol H2，故相同条件下，产生H2的体积比是3︰4。‎ ‎【答案】　B ‎2．将28 g铁粉放入100 mL 0.1 mol/L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】　n(Fe)＝＝0.5 mol，‎ n(CuSO4)＝0.100 L×0.1 mol/L＝0.01 mol，‎ 由CuSO4＋Fe===FeSO4＋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。‎ ‎【答案】　C ‎3．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为(　　)‎ A. mol B．1 mol C．2 mol D. mol ‎【解析】　铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为 mol。‎ ‎【答案】　D ‎4．将等体积的HnRO3和Hn＋1RO4两种酸溶液与一定量的NaOH中和都生成正盐，则这两种酸的物质的量浓度比是(　　)‎ A．n︰(n＋1)　　　　 B．1︰1‎ C．1︰(n＋1) D．(n＋1)︰n ‎【解析】　酸碱中和的本质是：H＋＋OH－===H2O，由此可以得到如下关系式：HnRO3～nNaOH、Hn ‎ ‎ ‎＋1RO4～(n＋1)NaOH，因为NaOH的量一定，将上述关系式变形得：HnRO3～NaOH、Hn＋1RO4～NaOH，所以两种酸的物质的量浓度比是︰＝(n＋1)︰n。‎ ‎【答案】　D ‎5．将4.6 g Na投入到95.6 g水中，所得溶液中溶质的质量分数为(　　)‎ A．小于4.6% B．等于8.0%‎ C．小于8.0% D．大于8.0%‎ ‎【解析】　由于钠是活泼金属能与水发生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反应，设2.3克金属钠与水反应生成氢氧化钠的质量为X，生成氢气质量为Y：‎ ‎2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑‎ ‎46　　　　　　　80　　2‎ ‎4．6 g　　　　 　x　　 y ＝＝，解得x＝8 g；y＝0.2 g，反应后所得溶液的质量分数：×100%＝8%。‎ ‎【答案】　B ‎6．将0.5 mol Na和0.5 mol Mg分别投入到过量的m1 g水和m2 g盐酸中，分别得到溶液a和b，若m1＝m2，则a和b的质量关系是(　　)‎ A．a＞b B．a＜b C．a＝b D．无法确定 ‎【解析】　根据反应方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑和Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑知，0.5 mol钠与水反应生成0.25 mol氢气，ma＝0.5×23＋m1－0.25×2＝11＋m1,0.5 mol镁与盐酸反应生成0.5 mol氢气，mb＝0.5×24＋m2－0.5×2＝11＋m2，因为m1＝m2所以ma＝mb，选C。‎ ‎【答案】　C ‎7．把足量的铁粉投入到稀盐酸和氯化铜的混合溶液中，充分反应后，残余固体的质量与原来加入的铁粉质量相等，则原溶液中H＋和Cl－的物质的量之比为(　　)‎ A．1︰4 B．1︰7‎ C．1︰8 D．2︰5‎ ‎【解析】　在盐酸和氯化铜的混合溶液中加入足量的铁粉，分别生成：2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，其充分反应，所得滤渣的质量与原铁粉的质量恰好相等，则消耗的铁的质量应等于生成的铜的质量，令Cu的质量为64 g，其物质的量为1 mol，则 Fe ＋ Cu2＋ === Fe2＋＋Cu ‎56 g 1mol　　　　　64 g 故溶液中n(Cu2＋)＝1 mol 所以与酸反应的Fe的质量为64 g－56 g＝8 g，其物质的量为8 g÷56 g/mol＝1/7 mol，由2 H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，可知n(H＋)＝2/7 mol，根据电荷守恒得n(Cl－)＝n(H＋)＋2n(Cu2＋)＝2/7 mol＋2 mol＝16/7 mol，故原混合溶液中c(H＋)︰c(Cl－)＝2/7 mol︰16/7 mol＝1︰8，故C项正确。‎ ‎ ‎ ‎【答案】　C ‎8．1 L混合溶液中含有SO 0.25 mol，Cl－ 0.75 mol，Na＋ 0.25 mol，其余为H＋，则H＋的物质的量浓度为(　　)‎ A．2.5 mol·L－1　　　　 B．5 mol·L－1‎ C．0.1 mol·L－1 D．1 mol·L－1‎ ‎【解析】　根据电荷守恒：2×c(SO)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，2×0.25 mol·L－1＋0.75 mol·L－1＝0.25 mol·L－1＋c(H＋)，得c(H＋)＝1 mol·L－1。‎ ‎【答案】　D ‎9．将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·mL－1，该溶液中溶质质量分数为(　　)‎ A.% B.%‎ C.% D.%‎ ‎【解析】　本题既考查了Na与H2O的反应，又考查了Al与NaOH的反应，应注意用关系式来进行计算。‎ 由　2Na　～　2NaOH　～　H2↑‎ ‎ a mol a mol a/2 mol ‎2Al ～ 2NaOH～2NaAlO2～3H2↑‎ a mol a mol a mol 3a/2 mol 得50a＋m－(＋a)×2＝46a＋m 所以w(NaAlO2)＝×100%＝%。‎ ‎【答案】　C ‎10．由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的混合物共12 g，跟足量的盐酸反应产生5.6 L氢气(标准状况)，那么此混合物中一定含有的金属是(　　)‎ A．Na　　　　　 B．Mg C．Al D．Zn ‎【解析】　标况下5.6 L氢气的物质的量＝5.6 L÷22.4 mol/L＝0.25 mol，故12 g金属提供的电子为0.25 mol×2＝0.5 mol，则提供1 mol电子需要金属的质量为12 g÷0.5 mol×1 mol＝24 g，Na在反应中表现＋1价，提供1 mol电子需要Na的质量为23 g/mol×1 mol＝23 g，Al在反应中表现＋3价，提供1 mol电子需要Al的质量为27 g/mol×1/3 mol＝9 g，Zn在反应中表现＋2价，提供1 mol电子需要Zn的质量为65 g/mol×1/2 mol＝32.5 g，Mg在反应中表现＋2价，提供1 mol电子需要Mg的质量为24 g/mol×1/2 mol＝12 g，提供1 mol电子，只有Zn的质量大于24 g，其它金属的质量都小于24 g，故金属混合物中一定有Zn，故D项正确。‎ ‎【答案】　D ‎ ‎ 二、非选择题 ‎11． Fe、Al分别与盐酸反应(结果可用分数表示)：‎ ‎(1)若盐酸足量，等物质的量的Fe、Al产生H2的质量之比为________。‎ ‎(2)若盐酸足量，等质量的Fe、Al产生H2的质量之比为________。‎ ‎(3)若盐酸足量，等质量的Fe、Al产生H2在同温同压下的体积比为________。‎ ‎【解析】　(1)令金属为1 mol，则：‎ Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑‎ ‎1 mol　　　　　　1 mol ‎2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎1 mol　　　　　　　1.5 mol 生成氢气质量之比等于其物质的量之比＝1 mol︰1.5 mol＝2︰3.‎ ‎(2)令金属质量为1 g，则：‎ Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑‎ ‎56　　　　　　　　2‎ ‎1 g ‎2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎54　　　　　　　　　 6‎ ‎1 g ‎1 g×2/56＝1/28和1 g×6/54＝1/9生成氢气质量之比＝1/28︰1/9＝9︰28‎ ‎(3)由(2)可知，等质量的Fe、Al产生氢气的物质的量之比＝9︰28，相同条件下体积之比等于物质的量之比，则生成氢气的体积之比＝9︰28.‎ ‎【答案】　(1)2︰3　(2)9︰28　(3)9︰28‎ ‎12． 28 g Fe与足量稀盐酸混合，充分反应，消耗多少克HCl？生成FeCl2的物质的量为多少？标准状况下最多能收集到多少升气体？‎ ‎【解析】　‎ Fe　　＋　　2HCl　===　FeCl2　　＋　　H2↑‎ ‎56 g 　　　2×36.5 g　　1 mol 　　　　22.4 L ‎28 g 　　　m(HCl)　　　n(FeCl2)　　　V(H2)‎ m(HCl)＝(28×2×36.5)/56＝36.5 g　n(FeCl2)＝28×1/56＝0.5 mol　V(H2)＝28×22.4/56＝11.2 L ‎【答案】　消耗36.5 g HCl；生成FeCl2的物质的量为0.5 mol；标准状况下最多能收集到11.2 L气体。‎ ‎13．把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。求：‎ ‎(1)反应中消耗HCl的物质的量。‎ ‎(2)该混合物中铝、铁的物质的量。‎ ‎【解析】　(1)消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol。‎ ‎(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。‎ ‎2Al　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎ ‎ ‎2 mol 6 mol x 3x Fe　＋　 2HCl ===FeCl2＋H2↑‎ ‎1 mol 2 mol y 2y 得x＝0.02 mol，y＝0.01 mol。‎ ‎【答案】　(1)0.08 mol　(2)0.02 mol　0.01 mol ‎【点拨】　解答本题要注意以下三点：‎ ‎(1)应用“n(消耗)＝n(初始)－n(剩余)”，计算消耗的n(HCl)；‎ ‎(2)明确有关混合物的计算方法；‎ ‎(3)充分领会该题设问的递进关系。 ‎ ‎ ‎