第三章

鐵

金屬材料

第二節(jié)

金屬材料

課時(shí)2物質(zhì)的量在方程式中的應(yīng)用物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用質(zhì)量m(g)微粒數(shù)N個(gè)÷M物質(zhì)的量n(mol)×M×NA÷NA氣體體積V×22.4L·mol-16.02×1023摩爾質(zhì)量溶液體積×物質(zhì)的量濃度(c)÷物質(zhì)的量濃度÷22.4L·mol-1

標(biāo)準(zhǔn)狀況下結(jié)論：物質(zhì)的量是聯(lián)系各物理量的紐帶，可以簡(jiǎn)便的進(jìn)行各量之間的轉(zhuǎn)換。請(qǐng)你回憶！物質(zhì)的量與其它物理量之間的聯(lián)系物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用你知回憶！化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與相關(guān)物理量的關(guān)系2CO＋O2

2CO2化學(xué)計(jì)量數(shù)

2____擴(kuò)大NA倍

2NA_______物質(zhì)的量

2mol__________質(zhì)量

56g_________標(biāo)況下氣體體積

44.8L____________12NA2NA1mol2mol32g88g22.4L44.8L結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其粒子數(shù)目之比，等于其物質(zhì)的量之比，也等于同溫同壓下氣體的體積之比物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用1.物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟①設(shè)未知量，統(tǒng)一規(guī)定符號(hào)，如物質(zhì)的量(n)②寫出反應(yīng)的化學(xué)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(guān)系，并寫在對(duì)應(yīng)物質(zhì)的正下方④列比例式，求解⑤檢查無誤后，寫出簡(jiǎn)明答案例1[2024·黑龍江牡丹江期中]相同質(zhì)量的Mg和Al分別與足量的鹽酸反應(yīng),所生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積比是(

)A.2∶3 B.1∶1C.3∶4 D.24∶27C物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用例2某研究性學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)探究鎂鋁合金的組成,實(shí)驗(yàn)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(yīng),測(cè)得生成5.6LH2(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。請(qǐng)你幫助該小組同學(xué)完成探究實(shí)驗(yàn)。(1)該合金中Al和Mg的物質(zhì)的量之比為

。

1∶1

(2)該合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

(保留1位小數(shù))。

52.9%化學(xué)計(jì)算中的常用方法1.關(guān)系式法——解答連續(xù)反應(yīng)類型計(jì)算題的捷徑當(dāng)已知量和未知量之間是靠多個(gè)反應(yīng)來聯(lián)系時(shí)，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)系式”。①根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系式②根據(jù)原子守恒確定關(guān)系式③利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算化學(xué)計(jì)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(yīng)的CO的質(zhì)量是

g。解析(1)根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O則關(guān)系式為3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3(2)利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算CO～CaCO328100m(CO)10gm(CO)＝2.8g化學(xué)計(jì)算中的常用方法2.差量法——質(zhì)量差值法、體積差值法根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、氣體體積差等，該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法?！纠?】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時(shí)間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了4g，參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為_。28g解析Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

Δm

56g

64g

64g－56g＝8g

m(Fe)

4g化學(xué)計(jì)算中的常用方法3.守恒法——質(zhì)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(zhì)量是

g。10.6解析鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過程中鈉的原子個(gè)數(shù)不變，可得關(guān)系式：2Na～Na2CO32×231064.6gm(Na2CO3)化學(xué)計(jì)算中的常用方法4.方程組法——兩個(gè)已知量求解混合物中兩種物質(zhì)的未知量把1.1g鐵、鋁混合物溶于200mL5mol·L－1鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?.6mol·L－1(溶液體積變化忽略不計(jì))。求：(1)反應(yīng)中消耗HCl的物質(zhì)的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。化學(xué)計(jì)算中的常用方法設(shè)Al、Fe的物質(zhì)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(zhì)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(cuò)誤的打“×”)。(1)化學(xué)方程式2H2+O2

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

)(2)根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí),各物質(zhì)對(duì)應(yīng)的各物理量的單位,左、右、上、下都必須相同。(

)(3)等物質(zhì)的量的Na、Mg、Al分別與足量的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)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(yīng),一定生成0.1molH2。(

)×

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

)(6)將鋁投入硫酸溶液中,當(dāng)有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),反應(yīng)的鋁的質(zhì)量為27g。(

)(7)1L0.1mol·L-1

硫酸溶液中加入0.2molFe,生成0.2molH2。(

)×

×√課堂訓(xùn)練2.[2024·遼寧朝陽(yáng)期末]MnO2與足量濃鹽酸共熱,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體22.4L,理論上消耗HCl的物質(zhì)的量和MnO2的質(zhì)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(jù)反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O1mol

4mol

1mol故理論上消耗HCl和MnO2的物質(zhì)的量分別4mol和1mol,所以消耗MnO2的質(zhì)量是87g,故選A項(xiàng)。課堂訓(xùn)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(yīng),消耗鐵粉的總質(zhì)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(zhì)量為(0.1mol+0.1mol)×56g·mol-1=11.2g。課堂訓(xùn)練4.

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

)A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1C

課堂訓(xùn)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(dāng)加入25mL0.1mol·L-1NaNO3溶液后,恰好能使其中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,NaNO3完全轉(zhuǎn)化為NxOy氣體逸出,則NxOy是 (

)

A.N2O B.NOC.N2O3

D.NO2A

課堂訓(xùn)練例2

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

g。

10.6

課堂訓(xùn)練例2

已知:①碳酸鈉高溫不分解;②碳酸氫鈉受熱發(fā)生分解反應(yīng)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加熱19g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,完全反應(yīng)后固體質(zhì)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(xùn)練例2

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

L。

[解析]

設(shè)生成CO2的物質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)狀況下)為0.15mol×22.4L·mol-1=3.36L。

3.36課堂訓(xùn)練例3

[2024·江蘇南菁高級(jí)中學(xué)月考]聚合硫酸鐵[Fex(OH)y(SO4)z]的組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:①稱取一定質(zhì)量的聚合硫酸鐵配成100.00mL溶液A;②準(zhǔn)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(zhǔn)確量取20.00mL溶液A,加入足量銅粉,充分反應(yīng)后過濾、洗滌,將濾液和洗液合并配成250.00mL溶液B;④準(zhǔn)確量取25.00mL溶液B,用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液8.00mL。

通過計(jì)算確定該聚合硫酸鐵的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。