第三节 物质的量应用于化学方程式的计算

化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,即:ν1:ν2=n1:n2. 【例题分析】 【例1】 有20.4g Na2O2被用做呼吸面具的供氧剂,经使用后,质量增至23.2 g,则吸收的CO2的物质的量是多少

【分析】 题中20.4g Na2O2 不知是否完全反应掉,同样,质量增至23.2g,也不一定全部是Na2CO3 的质量,故不能直接根据这两个数据计算,但可根据固体质量增量来计算. 【解】 2 Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 △m 2 mol (88-32) g=56 g

n(CO2) (23.2-20.4) g=2.8 g n(CO2)=二0.1 mol

【答案】 吸收的CO2的物质的量是0.1 mol.

【例2】 将4.72g干燥的KClO3,和MnO2的混合物加热至反应完全,得到960 mL(标准状况)O2.计算原混合物中KClO3的质量分数.

【分析】 加热KClO3和Mn02的混合物时,KClO3分解生成氧气,而MnO2则作为催化剂,在反应前后其质量并没有变化,所以根据反应方程式,利用氧气的体积,先计算出KClO3的物质的量,再计算出KClO3的质量分数. 【解】

2 KClO32KCl+3O2↑ 2 mol 3×22.4 L n(KClO3) 0.960L

n(KClO3)==0.0286 mol m(KClO3)=0.0286 mol×l22.5 g·mo-1=3.50 g ω(KClO3):×100%=74.2%

【答案】 原混合物中KClO3的质量分数为74.2%.

【例3】电子表使用的微型电池是利用氧化还原反应:Ag2O+Zn=ZnO+2Ag来设计的,反应时若有0.5 mol Zn参加反应,则转移的电子数为多少 【分析】 先用双线桥法标出电子转移方向和数目,再根据1mol Zn反应,转移电子的物质的量,求出0.5mol Zn参加反应时,转移电子的个数. 【解】

由反应方程式中电子转移情况可知,每1 mol Zn参加反应时,转移电子的物质的量为2 mol,所以,有0.5 mol Zn参加反应时,转移电子的物质的量为1 mol,即转移的电子数为6.02×1023个. 【答案】6.02×1023个.

【例4】为测定人呼出气体中的CO2的含量,将1000 mL呼出的气体通入50.0 mL Ba(OH)2溶液中,使其完全吸收,过滤后取出20.0 mL澄清溶液,向其中滴加0.100 mol/L的盐酸,当用去20.4 mL盐酸时恰好完全反应.另取20.0 mL原Ba(OH)2溶液,用同样盐酸与之反应,当耗去36.4 mL盐酸时,恰好完全反应.试计算人呼出气体中CO2的体积分数(气体体积在标准状况下测定).

【分析】根据题意,气体通入Ba(OH)2溶液中,其中的CO2完全被Ba(OH)2溶液吸收,生成BaCO3沉淀,向过滤后的20.0 mL澄清溶液中加入盐酸,应该是未反应完的Ba(OH)2溶液继续与盐酸反应. 【解】

Ba(OH)2 + 2HCl == BaCl2 + H2O

1 2

n[Ba(OH)2] 0.100 mol·L-1×(36.4-20.4)×10-3 L n[Ba(OH)2] = = 8.0×10-4 mol

则50 mL Ba(OH)2溶液中与CO2反应的Ba(OH)2的物质的量为: ×8.0×10-4 mol = 2×10-3 mol CO2+Ba(OH)2= BaCO3↓+H2O

由反应方程式可知:n(CO2) = n[Ba(OH)2] = 2×10-3 mol,在标准状况下的体积为: V(CO2) = 2×10-3 mol×22.4 L·mol-1 = 4.48×10-2L, 人呼出气体中CO2的体积分数为: ×100% = 4.48%

【答案】人呼出气体中CO2的体积分数为4.48%. 【例5】将一定量碳酸氢钠和铜的混合粉末放在容器里,在空气中用酒精灯加热至质量不改变,发现加热前后固体质量相等,计算原混合粉末中铜的质量分数.

【分析】本题表面上看无数据,实际上数据就隐含在化学原理中,解题的关键是要善于找出隐蔽的数据.

碳酸氢钠在加热条件下分解生成碳酸钠,水和二氧化碳,完全分解后,得到的固体是碳酸钠,反应前后固体质量要减少,铜在加热条件下与氧气化合生成氧化铜,反应后固体质量增加.现加热的是两种固体混合物,且加热前后固体质量不变,说明该题隐含的数据为放出的水和二氧化碳的质量等于参加反应的氧气的质量. 【解】

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 2 mol 62 g

n (NaHCO3) m (H2O+CO2) m (H2O+CO2) = 2Cu + O2 2CuO 2 mo1 32 g n (Cu) m (O2) m (O2) =

因为m (H2O+CO2) = m (O2),所以:n (NaHCO3) : n(Cu) = 16:31, ω(Cu) = ×100% = 59.6%

【答案】铜的质量分数为59.6% 【基础训练】 A组

一.填空题

某元素M的氯化物溶液20 mL,浓度为0.05mol·L-1,恰好与30mL的0.1 mol·L-1 AgNO3溶液完全反应,则该元素氯化物的化学式为 .

用250 mL盐酸与足量锌反应,放出的氢气在标准状况下体积为5.6 L,原盐酸的浓度为 mol·L-1.

三种金属A,B,C均为0.1 mol,分别与盐酸反应,在标准状况下共得到氢气的体积为6.72 L,已知B和C产生的氢气的体积之比为2:1,B和C产生的氢气的体积之和等于A产生的氢气的体积.则A,B,C三种金属在生成物中的化合价分别为 , , . 在50 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液中,加入0.1 mol·L-1 AgNO3溶液10 mL,反应后各离子的物质的量浓度分别为:Ag+: ,Cl-: ,Ba2+: ,NO3- : .

在室温下的H2,Cl2混合气体100 mL,其中一种气体的体积为45 mL,另一种气体的体积为55

mL,光照使两种气体充分反应后恢复到室温,气体的总体积为 mL,为了证明反应后气体中H2还是Cl2剩余.使气体通入10 mL水,并使剩余气体干燥后恢复到室温,若: (1)若氢气有剩余,最后剩余气体的体积 (填大于,等于或小于)10 mL. (2)若得到的溶液具有 性,则可断定 剩余,理由是 . 二.选择题(每小题只有1个选项符合题意)

m g某金属M溶于盐酸中,放出的气体在标准状况下的体积为n L,并生成氯化物MCl2,则金属M的相对原子质量为 ( ) A. B. C. D.

分别用V mL 1 mol/L的AgNO3溶液恰好跟相同体积的下述溶液完全作用,这些溶液中物质的量浓度最大的是 ( )

A. MgCl2 B. KCl C. AlCl3 D. CaCl2

在0.3 mol/L的AgNO3溶液60 mL中,加入0.02 mol/L的KCl溶液40 mL,混合溶液中离子最多的是 ( )

A. NO3― B. Cl― C. K+ D. Ag+

0.8 mol/L某金属阳离子Xn+的溶液10 mL,刚好跟30 mL 0.4 mol/L的碳酸钠中的CO32―完全沉淀,则n为 ( ) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

某二价金属1.2 g在氧气中完全燃烧,得到氧化物的质量为2 g,下列说法正确的是 ( )

A. 该金属的摩尔质量为48 B. 该金属的摩尔质量为24

C. 该金属的相对原子质量为48 D. 该金属的相对原子质量为24

完全中和等体积等物质的量浓度的稀H2SO4,消耗等体积的NaOH溶液和Ba(OH)2溶液,则NaOH溶液和Ba(OH)2溶液的物质的量浓度之比为 ( ) A. 1:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 4:1

下列固体分别与50 g 10%的盐酸恰好完全反应,所得到的溶液浓度最大的是( ) A. Mg B. MgO C.MgCO3 D. Mg(OH)2

实验室用MnO2和浓HCl制取氯气,当有0.5 mol HCI被氧化,则此时产生的氯气在标准状况下的体积为 ( )

A. 5.6 L B. 11.2 L C. 22.4 L D. 33.6 L

10 mL Al2(SO4)3溶液中,加入15 mL 0.1mol·L-1的BaCl2溶液,恰好使SO42―完全沉淀,则Al2(SO4)3溶液中Al3+的物质的量浓度为 ( ) A. 0.01mol·L-1 B. 0.1mol·L-1 C. 0.2mol·L-1 D. 0.3mol·L-1

气体X2和O2在一定条件下反应,生成气体X2O5,已知反应中消耗8 g O2,则生成的气体X2O5在标准状况下的体积为 ( ) A. 0.56 L B. 1.12L C. 2.24 L D. 4.48 L

在加热的条件下,氯气和KOH溶液发生如下反应:6KOH+3C125KCl+KClO3+3H2O,计算当消耗2.53 g KOH时,被还原的C12和被氧化的C12在标准状况下的体积之比为 A. 1:5 B. 5:l C. 1:6 D. 1:l 等物质量的Na2CO3·nH2O和BaCl2·nH2O的混和物3.68g,加足量水搅拌,充分反应后得到1.97 g沉淀,则m和n的值分别是 ( ) A. 1和2 B. 1和3 C. 7和3 D. 10和2

三.选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)

1 mol NaOH跟足量CuSO4溶液反应,生成Cu(OH)2沉淀为 ( )

A. 0.5 mol B. 1 mol C. 49 g D. 98 g

将1 molCl2与一定量的H2在密闭容器中引爆,充分反应后得到的气体能全部被NaOH溶液吸收,则下列说法中正确的是 ( ) A. H2的物质的量一定为1 mol

B. 无论H2的量是多少,实际参加反应的NaOH一定为2 mol C. H2的物质的量一定不大于0.5 mol

D. 无法计算参加反应的NaOH的物质的量

在3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,当有1.5 mol Cu被氧化时,下列说法正确的是 ( )

A. 有4 mol HNO3被还原 B. 有1 mol HNO3被还原

C. 有6 mol电子发生了转移 D. 有3 mol电子发生了转移 用200 mL 0.5 mol/L H2SO4和24.4g BaCl2·xH20恰好反应,则x的数值应是( ) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

CO和H2的混合气体V mL,完全燃烧后消耗O2 mL,则原混合气体中CO与H2的体积比为 ( ) A. 1:1 B. 2:1 C. 10:1 D. 任意比

二硫化碳(CS2)能够在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和二氧化硫.今有0.228 g CS2在氧气中完全燃烧,反应后生成二氧化硫的物质的量为 ( ) A. 0.001 mol B. 0.002 mol C. 0.003 mol D. 0.006 mol

在反应气X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩尔质量之比为22:9,当1.6 g X与Y完全反应后,生成4.4 g R,则此反应中Y和M的质量之比是 ( ) A. 16:9 B. 23:9 C. 32:9 D. 46:9

用10 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液恰好可使相同体积的硫酸铁,硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀,则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是 ( )

A. 3:2:2 B. 1:2:3 C. 1:3:3 D. 3:1:1 四.计算题.

质量为8.02 g的铁片,放入1.0 L 0.9 mol·L-1 CuSO4溶液中,一段时间后取出洗净,干燥后称量,质量为8.66 g,则剩余溶液中Cu2+的物质的量浓度为多少(忽略溶液体积变化)

将8 g NaOH溶解在250 mL某物质的量浓度的盐酸中,把所得的溶液分成两等分,向其中一份中加入足量硝酸银溶液,生成沉淀28.7 g;向另一份溶液中加人足量金属铁,产生气体的最大值是1.12 L(标准状况).试计算所用盐酸的物质的量浓度. B组

一.填空题

当空气(氧气占1/5)与CO2按5:1体积比混合的气体与足量的灼热的焦炭充分反应,若反应后的生成物全部是CO,则CO占反应后混合气体总体积的体积分数是 .

将Na,Na2O,Na2O2的混合物溶于水,充分反应后所得标准状况下的气体6.72 L,若将该气体点燃时,恰好完全反应,则原混合物中Na与Na2O2的物质的量之比为 . 为测定某固体物质中Cl―的质量分数,现用0.2 mol·L-1的AgNO3溶液滴定含1 g样品的溶液(使样品中的氯化物与AgNO3恰好完全反应),消耗AgNO3溶液y mL,则样品中Cl―的质量分数是 .如果为了省去计算过程,当称取的样品的质量为某一数值时,可使滴定所用的AgNO3溶液的毫升数恰好等于样品中Cl―的质量分数a%中的a,那么应称取的样品的质量为 g.

二.选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)

硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作脱氯剂,已知25.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224

mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl―,则S2O32-将转化为 ( ) A. S2― B. S C. SO32- D.SO42-

将K2SO4,Al2(SO4)3,KAl(SO4)2三种盐混合溶于硫酸酸化的水中,测得C(SO42―)=0.105 mol·L-1,C(Al3+)=0.055 mol·L-1,C(H+)=0.01 mol·L-1(假设溶液中H2SO4完全电离成H+和SO42―),则C(K+)是 ( ) A. 0.035 mol·L-1 B. 0.045 mol·L-1 C. 0.040 mol·L-1 D. 0.030 mol·L-1

一定物质的量的Fe和Al分别与足量盐酸反应,若生成气体在相同状态下体积相同,则Fe和Al的关系是 ( )

A.质量之比1:1, B.质量之比为28:9

C.物质的量之比为2:3 D.物质的量之比为3:2

在反应mA+nB=pC+qD中,若40 g A恰好跟21 g B完全反应生成28 g C,则物质B与D的摩尔质量之比为 ( ) A. B. C. D.

将KCI和KBr混合物13.4g溶于水配成500 mL溶液,通人过量的Cl2后充分反应,最后蒸干溶液得固体物质11.175 g,则配制的溶液中K+,Cl―,Br―的物质的量浓度之比为 ( )

A. 1:2:3 B. 3:2:1 C. 1:3:2 D. 2:3:1 三.计算题

在100 mL氢氧化钡与氢氧化钠组成的混合液中加入20 mL 5 mol·L-1的稀硫酸,将所得沉淀用过滤法进行分离,得白色沉淀9.32g,再在滤液中加入足量的铁粉,产生的氢气在标准状况下为0.448 L.试求原混合液中氢氧化钡和氢氧化钠的物质的量浓度. △

====== △

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====== 得2×e- 失2e- +1 0 +2 0

Ag2O+Zn=ZnO+2Ag MnO2 ====== △