3.2.2 物质的量在化学方程式计算中的应用(习题精炼)(解析版)-2020-2021学年高一化学同步课件精讲+习题精练(人教2019必修第一册)
第3章 铁 金属材料
3.2.2 物质的量在化学方程式计算中的应用
一、选择题
1.以太阳能为热源分解 Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制 的过程如图所示。下列叙述不正确的是(
)
A.过程Ⅰ中的能量转化形式是太阳能→化学能
B.过程Ⅱ的化学方程式为 3FeO+H2O Fe3O4+H2↑
C.过程Ⅰ中每消耗 116 g Fe3O4转移 2 mol 电子
D.铁氧化合物循环制 H2具有节约能源、产物易分离等优点
【答案】C
【解析】A. 过程 I利用太阳能将 Fe3O4转化为 O2和FeO,实现的能量转化形式是太阳能→化学能,A正确;
B. 过程 II 实现了 FeO 与H2O反应生成 Fe3O4和H2的转化反应,其反应方程式为 3FeO+H2O Fe3O4+H2↑,B
正确;
C. 过程Ⅰ:2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g),当有 2molFe3O4分解时,生成 1mol 氧气,而 n(Fe3O4)=116
g÷232 g/mol=0.5 mol,故生成 0.25mol 氧气,而氧元素由-2 价变为 0价,故转移 0.25mol×4=1mol 电子,C错误;
D. 根据流程信息可知,铁氧化合物循环制 H2具有节约能源、产物易分离等优点,D正确;
2. 离子在酸性溶液中与 反应,反应产物为 RO2、Mn2+、H2O。已知反应中氧化剂与还原剂的个
数之比为 2:5,则 x的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】设 中 R元素化合价为+n 价,反应中 是氧化剂,Mn 元素从+7 价降为+2 价,R元素从+n
价升高为+4 价,则根据电子守恒规律可得:(7-2)×2=(4-n)×2×5,解得:n=3,此时 中(+3)×2+(-2)×4= -2,
即x=2,故答案为 B。
3.已知 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。向 100mL 的FeBr2溶液中通入标准状况下的 Cl2 3.36L,充分反应后测得溶液
中Cl-与Br-的物质的量浓度相等,则原 FeBr2溶液的物质的量浓度为( )
A.2 mol/L B.1 mol/L C.0.4 mol/L D.0.2 mol/L
【答案】A
【解析】还原性 Fe2+>Br-,所以通入氯气先发生反应 2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕,剩余的氯气再反应
反应 2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,溶液中含有 Br-,说明氯气完全反应,Cl2的物质的量= =0.15mol,若 Br-没
有反应,则 c(FeBr2)=0.5n(Br-)=0.15mol,0.15mol Fe2+只能消耗 0.075mol 的Cl2,故有部分 Br-参加反应,设 FeBr2
的物质的量为 x,则 n(Fe2+)=x mol,n(Br-)=2x mol,未反应的 n(Br-)=0.3 mol,参加反应的 n(Br-)=(2x-0.3)mol,根
据电子转移守恒有 x×1+[2x-0.3]×1=0.15mol×2,解得 x=0.2 mol,所以原 FeBr2溶液的物质的量浓度为
=2mol/L。故选 A。
4.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得 ClO2:
2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,对于该反应,下列说法正确的是( )
A.KClO3在反应中失去电子 B.ClO2是氧化剂
C.H2C2O4在反应中被氧化 D.1molKClO3参加反应,有 2mol 电子转移
【答案】C
【解析】A.KClO3中Cl 元素由+5 价下降为+4 价得到电子,故 A错误;
B. KClO3得到电子生成产物 ClO2,则 ClO2是还原产物,故 B错误;
C. H2C2O4中C元素化合价由+3 价升高到+4 价在反应中被氧化,故 C正确;
D. KClO3中Cl 元素由+5 价下降为+4 价化合价下降 1价得到一个电子,则 1molKClO3参加反应,有 1mol 电子转
移,故 D错误;
5.高效“绿色”消毒剂二氧化氯通常为气体,实验室用 NC13 溶液和 NaClO2溶液制备 ClO2气体,化学方程式为
6NaClO2+NC13 +3H2O=6ClO2↑ +NH3 ↑ +3NaC1+3NaOH。下列有关说法正确的是( )
A.根据上面化学方程式,生成 22. 4 L NH3 时转移电子数目为 6 NA
B.NC13 中所有原子都满足 8 电子结构
C.在 NaClO2 和NC13 的反应中 ,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 6:1
D.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
【答案】B
【解析】A.缺标准状况,无法计算 22. 4 L NH3的物质的量和反应转移电子的数目,故 A错误;
B.NC13为共价化合物,电子式为 ,由电子式可知分子中中所有原子都满足 8 电子结构,故 C正确;
C.由方程式可知,NaClO2中氯元素的化合价升高被氧化,NaClO2为反应的还原剂,NC13中氮元素的化合价降
低被还原,NC13为反应的氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:6,故 C错误;
D.ClO2具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒,故 D错误;
6.在一定条件下 PbO2与Cr3+反应,产物是 Cr2O和Pb2+,则与 1.0molCr3+反应所需 PbO2的物质的量为( )
A.3.0mol B.1.5mol C.1.0mol D.0.75mol
【答案】B
【解析】已知 Pb 由+4 价变为+2 价,Cr 由+3 价变为+6 价,设所需 PbO2的物质的量为 xmol,则有 1.0mol×1×(6-
3)=xmol×1×(4-2),解得 x=1.5mol,故 B正确。
7.向 100mL 含等物质的量的 HBr 和H2SO3的混合溶液中通入 0.01mol Cl2,有一半 Br-变为 Br2(已知 Br2能氧化
H2SO3)。原溶液中 HBr 和H2SO3的浓度均为( )
A.0.0075 mol·L-1 B.0.008 mol·L-1
C.0.075 mol·L-1 D.0.08 mol·L-1
【答案】D
【解析】已知 Br2能氧化 H2SO3,说明 H2SO3的还原性比 Br-强,通入的 Cl2先与 H2SO3发生反应:
Cl2+H2SO3+H2O=2HCl+H2SO4,然后再与 Br-发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。设 H2SO3和HBr 的物质的量都为
xmol·L-1,依据电子守恒可知,根据得失电子则有:0.01mol×2=0.1L×x mol·L-1×2+0.1L×x mol·L-1×,解得
x=0.008mol,所以 c (H2SO3)= c (HBr)= 0.08 mol·L-1,故选 D。
8.将磁性氧化铁放入稀 HNO3中可发生如下反应:3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)x+NO↑+14H2O。下列判断正确的
是( )
A. Fe(NO3)x,中的 x为
B.反应中每生成 0.2 mol 还原产物,就有 0.6 mol 电子转移
C. HNO3在反应中只体现氧化剂
D.磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化
【答案】B
【解析】A. 由N原子守恒可知,28=9x+1,解得 x=3,A错误;
B. N 元素的化合价由+5 价降低为+2 价,则反应中每还原 0.2 mol 氧化剂,就有 0.2 mol×(5-2)=0.6 mol 电子转移,
B正确;
C. 稀HNO3在反应中生成硝酸盐和 NO,则硝酸表现酸性和氧化性,C错误;
D. 磁性氧化铁中的 Fe 元素的化合价有+2 价和+3 价,则 Fe 元素部分被氧化,D错误;
9.用 48mL0.1mol/L 的FeSO4溶液,恰好还原 2.4×10-3mol [RO(OH)2]+,Fe2+被氧化为 Fe3+,则 R元素的最终价
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