第三章

鐵

金屬材料

第二節

金屬材料

課時2物質的量在方程式中的應用物質的量在化學方程式中計算的應用質量m(g)微粒數N個÷M物質的量n(mol)×M×NA÷NA氣體體積V×22.4L·mol-16.02×1023摩爾質量溶液體積×物質的量濃度(c)÷物質的量濃度÷22.4L·mol-1

標準狀況下結論：物質的量是聯系各物理量的紐帶，可以簡便的進行各量之間的轉換。請你回憶！物質的量與其它物理量之間的聯系物質的量在化學方程式中計算的應用你知回憶！化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系2CO＋O2

2CO2化學計量數

2____擴大NA倍

2NA_______物質的量

2mol__________質量

56g_________標況下氣體體積

44.8L____________12NA2NA1mol2mol32g88g22.4L44.8L結論：化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其粒子數目之比，等于其物質的量之比，也等于同溫同壓下氣體的體積之比物質的量在化學方程式中計算的應用1.物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟①設未知量，統一規定符號，如物質的量(n)②寫出反應的化學方程式或離子方程式，注意配平③找出已知量與未知量的關系，并寫在對應物質的正下方④列比例式，求解⑤檢查無誤后，寫出簡明答案例1[2024·黑龍江牡丹江期中]相同質量的Mg和Al分別與足量的鹽酸反應,所生成的氫氣在標準狀況下的體積比是(

)A.2∶3 B.1∶1C.3∶4 D.24∶27C物質的量在化學方程式中計算的應用例2某研究性學習小組通過實驗探究鎂鋁合金的組成,實驗裝置如圖所示。用托盤天平稱量5.1g鎂鋁合金粉末,與足量稀硫酸充分反應,測得生成5.6LH2(折算成標準狀況下)。請你幫助該小組同學完成探究實驗。(1)該合金中Al和Mg的物質的量之比為

。

1∶1

(2)該合金中鋁的質量分數為

(保留1位小數)。

52.9%化學計算中的常用方法1.關系式法——解答連續反應類型計算題的捷徑當已知量和未知量之間是靠多個反應來聯系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系，即“關系式”。①根據化學方程式確定關系式②根據原子守恒確定關系式③利用關系式進行計算化學計算中的常用方法把一定量的CO還原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10g沉淀，那么參加反應的CO的質量是

g。解析(1)根據化學方程式確定關系：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O則關系式為3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3(2)利用關系式進行計算CO～CaCO328100m(CO)10gm(CO)＝2.8g化學計算中的常用方法2.差量法——質量差值法、體積差值法根據化學反應前后物質的有關物理量發生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應前后的質量差、物質的量差、氣體體積差等，該差量與反應物的有關量成正比。差量法就是借助這種比例關系求解的方法。【例5】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時間后取出，鐵棒質量增加了4g，參加反應的Fe的質量為_。28g解析Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

Δm

56g

64g

64g－56g＝8g

m(Fe)

4g化學計算中的常用方法3.守恒法——質量守恒、電荷守恒、電子守恒【例6】

4.6g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質量是

g。10.6解析鈉在空氣中最終轉化為Na2CO3的過程中鈉的原子個數不變，可得關系式：2Na～Na2CO32×231064.6gm(Na2CO3)化學計算中的常用方法4.方程組法——兩個已知量求解混合物中兩種物質的未知量把1.1g鐵、鋁混合物溶于200mL5mol·L－1鹽酸中，反應后鹽酸的濃度變為4.6mol·L－1(溶液體積變化忽略不計)。求：(1)反應中消耗HCl的物質的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。化學計算中的常用方法設Al、Fe的物質的量分別為x、y。2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2

6x

3xFe＋2HCl===FeCl2＋H2↑1

2y

2y解得：x＝0.02mol，y＝0.01mol。即n(Al)＝0.02mol；n(Fe)＝0.01mol。消耗HCl的物質的量：0.2L×5mol·L－1－0.2L×4.6mol·L－1＝0.08mol。1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)化學方程式2H2+O2

2H2O的意義為2molH2和1molO2在點燃的條件下完全反應生成2molH2O。(

)(2)根據化學方程式進行計算時,各物質對應的各物理量的單位,左、右、上、下都必須相同。(

)(3)等物質的量的Na、Mg、Al分別與足量的鹽酸反應,產生的氣體在相同狀況下的體積之比為1∶2∶3。(

)(4)0.1molZn和Fe的混合物與足量的稀硫酸反應,一定生成0.1molH2。(

)×

√√√(5)0.1molAl與足量的氫氧化鈉溶液反應,生成3.36LH2。(

)(6)將鋁投入硫酸溶液中,當有3mol電子發生轉移時,反應的鋁的質量為27g。(

)(7)1L0.1mol·L-1

硫酸溶液中加入0.2molFe,生成0.2molH2。(

)×

×√課堂訓練2.[2024·遼寧朝陽期末]MnO2與足量濃鹽酸共熱,收集到標準狀況下的氣體22.4L,理論上消耗HCl的物質的量和MnO2的質量分別是(

)A.4mol

87g B.2mol

43.5gC.4mol

43.5g D.2mol

87gA

[解析]22.4L氣體為1mol,根據反應化學計量數關系:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O1mol

4mol

1mol故理論上消耗HCl和MnO2的物質的量分別4mol和1mol,所以消耗MnO2的質量是87g,故選A項。課堂訓練3.

[2024·黑龍江哈爾濱月考]將足量鐵粉投入100mL1mol·L-1H2SO4和1mol·L-1CuSO4混合液中,充分反應,消耗鐵粉的總質量為 (

)A.5.6g B.11.2g C.16.8g D.2.8gB[解析]100mL1mol·L-1H2SO4和1mol·L-1CuSO4混合液中n(H2SO4)=n(CuSO4)=0.1L×1mol·L-1=0.1mol,

Fe

+

H2SO4=FeSO4+H2↑Fe

+

CuSO4=FeSO4+Cu0.1mol

0.1mol

0.1mol

0.1mol則消耗鐵粉的總質量為(0.1mol+0.1mol)×56g·mol-1=11.2g。課堂訓練4.

13.7gNa2CO3和NaHCO3的混合物充分加熱,共收集到標準狀況下的氣體1.12L,則混合物中Na2CO3和NaHCO3的物質的量之比為 (

)A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1C

課堂訓練例1

[2024·陜西榆林月考]將2.32gFe3O4溶解在過量熱的稀硫酸中,當加入25mL0.1mol·L-1NaNO3溶液后,恰好能使其中的Fe2+全部轉化為Fe3+,NaNO3完全轉化為NxOy氣體逸出,則NxOy是 (

)

A.N2O B.NOC.N2O3

D.NO2A

課堂訓練例2

已知:①碳酸鈉高溫不分解;②碳酸氫鈉受熱發生分解反應2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加熱19g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,完全反應后固體質量減輕了3.1g,求:(1)原混合物中碳酸鈉的質量是

g。

10.6

課堂訓練例2

已知:①碳酸鈉高溫不分解;②碳酸氫鈉受熱發生分解反應2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加熱19g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,完全反應后固體質量減輕了3.1g,求:(2)若將剩余固體溶于水配成300mL溶液,其中c(Na+)是

。

1mol·L-1

課堂訓練例2

已知:①碳酸鈉高溫不分解;②碳酸氫鈉受熱發生分解反應2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加熱19g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,完全反應后固體質量減輕了3.1g,求:(3)若向剩余固體中加入過量鹽酸,反應后放出二氧化碳的體積(標準狀況)是

L。

[解析]

設生成CO2的物質的量為x,則:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑1

10.15mol

x故x=0.15mol,則生成二氧化碳的體積(標準狀況下)為0.15mol×22.4L·mol-1=3.36L。

3.36課堂訓練例3

[2024·江蘇南菁高級中學月考]聚合硫酸鐵[Fex(OH)y(SO4)z]的組成可通過下列實驗測定:①稱取一定質量的聚合硫酸鐵配成100.00mL溶液A;②準確量取20.00mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體11.65g;③準確量取20.00mL溶液A,加入足量銅粉,充分反應后過濾、洗滌,將濾液和洗液合并配成250.00mL溶液B;④準確量取25.00mL溶液B,用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液8.00mL。

通過計算確定該聚合硫酸鐵的化學式(寫出計算過程)。