1、 第第 2 课时课时 物质的量在化学方程式计算中的应用物质的量在化学方程式计算中的应用 核心素养发展目标 1.能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化，能运用物质的量与其 他物理量之间的换算关系进行有关计算。2.能结合物质的量在化学方程式计算中的应用，进一步体会 守恒思想，强化宏观辨识与微观探析能力。 一、物质的量在化学方程式计算中的应用 1化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 2CO O2= 点燃 2CO2 化学计量数 2 1 2 扩大 NA倍 2NA NA 2NA 物质的量 2 mol 1 mol 2 mol 质量 56 g 32 g 88 g 标况下气体体积 44.8 L 22.4
2、 L 44.8 L 结论： (1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其物质的量之比。 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比。 2物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 3计算实例 (1)已知量、未知量均以物质的量计算 例 1 5.4 g 铝与足量 NaOH 溶液反应生成的氢气在标准状况的体积是多少？ 答案 设：生成标准状况下氢气的物质的量为 n(H2) n(Al)mAl MAl 5.4 g 27 g mol 10.2 mol 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 3 02 mol n(H2) 2 0.2 mol 3
3、nH2 n(H2)0.3 mol V(H2)n(H2) Vm0.3 mol22.4 L mol 16.72 L 答：生成标准状况下氢气的体积是 6.72 L。 (2)已知量、未知量单位不一致的计算 例 2 医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保 持温热状态。若 56 g 铁粉完全氧化成氧化铁，则需要消耗标况下氧气的体积为多少？ 答案 设：需要消耗标况下氧气的体积为 V(O2) 由反应方程式 4Fe 3O2=2Fe2O3 456 g 322.4 L 56 g V(O2) 则564 g 56 g 322.4 L VO2 V(O2)322.4 L56 g 45
4、6 g 16.8 L。 答：需要消耗标况下氧气的体积为 16.8 L。 1书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号 表示，且数据的运算要公式化并带单位。 2单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量 的单位要“上下一致，左右相当”。 3如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据 不足量的物质进行计算。 二、化学计算中的常用方法 1关系式法 当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系， 即“关系式”。 (1)根据化学方程式确定关系式 写
5、出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。 (2)根据原子守恒确定关系式 例 3 把一定量的 CO 还原 Fe2O3生成的 CO2通入到澄清石灰水中，得 10 g 沉淀，那么参加反 应的 CO 的质量是 g。 答案 2.8 解析 (1)根据化学方程式确定关系： 3COFe2O3= 2Fe3CO2 CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O 则关系式为 3CO3CO23CaCO3 即 COCaCO3 (2)利用关系式进行计算 CO CaCO3 28 100 m(CO) 10 g 则 28 mCO 100 10 g m(CO)2.8 g。 2守恒法 (1)反应前后元素种类、质量、原子个数不变。
6、例 4 4.6 g 钠在空气中久置，最终得到 Na2CO3的质量是 g。 答案 10.6 解析 钠在空气中最终转化为 Na2CO3的过程中钠的原子个数不变，可得关系式： 2Na Na2CO3 223 106 4.6 g m(Na2CO3) 则223 4.6 g 106 mNa2CO3 m(Na2CO3)1064.6 g 223 10.6 g。 (2)还原剂失电子总数氧化剂得电子总数 例5 用1 mol L 1的Na 2SO3溶液30 mL恰好将210 2 mol的XO 4还原， 已知氧化产物为SO 2 4， 则元素 X 在还原产物中的化合价为 。 答案 4 解析 氧化还原反应中得失电子总数相等
7、，设元素 X 在还原产物中的化合价为 x，则有： 1 mol L 10.03 L(64)2102 mol(7x)，解得 x4。 3差量法 根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量 差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求 解的方法。 例 6 把铁棒插入 CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了 4 g，参加反应的 Fe 的质量 为 。 答案 28 g 解析 FeCuSO4=FeSO4Cu m 56 g 64 g 64 g56 g8 g m(Fe) 4 g 则 56 g mFe 8 g 4 g，m(
8、Fe)28 g。 4方程组法 一般方程组法用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二 元一次方程组进行求算未知量。 例7 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 L1(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。 答案 (1)消耗 HCl 的物质的量：0.2 L5 mol L 10.2 L4.6 mol L10.08 mol。 (2)设 Al、Fe 的物质的量分别为 x、y。 2Al 6HCl=2AlCl33H2 2 6 x 3x Fe
9、2HCl=FeCl2H2 1 2 y 2y 27 g mol 1x56 g mol1y1.1 g， 3x2y0.08 mol 解得：x0.02 mol，y0.01 mol。 即 n(Al)0.02 mol；n(Fe)0.01 mol。 (1)有关化学方程式计算的等式关系 各物质的化学计量数之比各物质的物质的量之比各物质构成粒子的粒子数之比相同条件 下气体的体积之比。 (2)化学计算中常用方法 守恒法(质量守恒、电荷守恒、电子守恒) 差量法(质量差值法、体积差值法) 关系式法(利用元素守恒建立关系式、利用方程式建立关系式、利用电子守恒建立关系式) 方程组法(两个已知量求解混合物中两种物质的未知量
10、) 1标准状况下，3.25 g 锌与足量的盐酸反应生成 x L 氢气，下列比例式正确的是( ) AZn2HCl=ZnCl2H2 1 mol 1 mol 3.25 g x L BZn2HCl=ZnCl2H2 65 g 1 L 3.25 g x L CZn2HCl=ZnCl2H2 1 mol 22.4 L 0.05 mol x L DZn2HCl=ZnCl2H2 65 g 1 mol 3.25 g x L 答案 C 解析 比例式应注意单位要“上下一致，左右对应”。 2(2019 合肥高一检测)0.56 g 氧化钙恰好与 20 mL 盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是( ) A0.10 mol L
11、1 B0.20 mol L 1 C0.50 mol L 1 D1.00 mol L 1 答案 D 解析 CaO2HCl=CaCl2H2O 56 g 2 mol 0.56 g c(HCl)2010 3 L 则： 56 g 0.56 g 2 mol cHCl2010 3 L 解得 c(HCl)1.00 mol L 1。 3向 500 mL NaOH 溶液中投入 10.8 g Al，二者恰好完全反应，试计算： (1)Al 的物质的量； (2)参加反应的 NaOH 的物质的量和溶液中 NaOH 的物质的量浓度； (3)在标准状况下生成 H2的体积。 答案 (1)Al 的摩尔质量是 27 g mol 1
12、， n(Al) 10.8 g 27 g mol 10.4 mol。 (2)设参加反应的 NaOH 物质的量是 n。 2Al 2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 2 0.4 mol n 2 0.4 mol 2 n，n0.4 mol c(NaOH)0.4 mol 0.5 L 0.8 mol L 1。 (3)设在标准状况下生成 H2的体积是 V。 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol 322.4 L 0.4 mol V V0.4 mol322.4 L 2 mol 13.44 L。 4(2019 银川一中高一期末)已知实验室在加热条件下制取 Cl2的化学方程式为 MnO
13、2 4HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O，将 8.7 g MnO2与足量浓盐酸混合加热，反应生成氯气的体积(标 准状况)是 ；被氧化的 HCl 的质量是 。 答案 2.24 L 7.3 g 解析 浓盐酸足量，产生 Cl2的体积和被氧化的 HCl 的质量都是由 8.7 g MnO2决定的。根据反应 MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O 中氯元素化合价的变化可知， 4 mol HCl 中只有 2 mol HCl 被氧化为 Cl2；8.7 g MnO2的物质的量 8.7 g 87 g mol 10.1 mol，设反应生成 Cl2的体积为 V，被氧化的 HCl 的质量为 x，则有：
14、 MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O2HCl(被氧化) 1 mol 22.4 L 236.5 g 0.1 mol V x 列比例式： 1 mol 0.1 mol 22.4 L V ， 1 mol 0.1 mol 236.5 g x 解得 V2.24 L，x7.3 g。 反应生成的 Cl2在标准状况下的体积为 2.24 L，被氧化的 HCl 的质量是 7.3 g。 A 组 基础对点练 题组一 物质的量在化学方程式中的应用 1物质在发生化学反应时( ) A它们的质量一定相等 B它们的物质的量一定相等 C它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比 D它们的物质的量之比等于方程式中化学计
15、量数之比 答案 D 解析 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 2一块表面被氧化的钠的质量是 10.8 g，投入水中，完全反应得到标准状况下的氢气 0.2 g，则 原钠块中被氧化的钠的质量是( ) A4.6 g B6.2 g C7.8 g D9.2 g 答案 A 解析 设产生 0.2 g 氢气需钠的质量为 x。 2Na2H2O=2NaOHH2 46 g 2 g x 0.2 g 46 g x 2 g 0.2 g 解得 x4.6 g，则氧化钠的质量是 10.8 g4.6 g6.2 g， n(N
16、a2O) 6.2 g 62 g mol 10.1 mol。 根据反应：4NaO2=2Na2O 可知，被氧化的钠的物质的量为 0.1 mol20.2 mol，被氧化的钠 的质量为 0.2 mol23 g mol 14.6 g。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 列比例式求算被氧化的钠的质量 3在 500 mL NaOH 溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体 33.6 L，该 NaOH 溶液的浓度为( ) A1.0 mol L 1 B2.0 mol L 1 C1.5 mol L 1 D3.0 mol L 1 答案 B 解析 2Al2NaOH2H2O=2NaAl
17、O23H2 2 mol 67.2 L n(NaOH) 33.6 L n(NaOH)2 mol33.6 L 67.2 L 1.0 mol， c(NaOH)1 mol 0.5 L2.0 mol L 1。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 铝与碱溶液反应的定量计算 4等质量的两份铝分别与足量稀硫酸和足量 NaOH 溶液反应，若消耗的两溶液的体积相等，则 两溶液的物质的量浓度之比为( ) A32 B23 C11 D12 答案 A 解析 依题意，两份铝的物质的量相等，设 n(Al)1 mol。 2Al 3H2SO4=Al2(SO4)33H2 2 mol 3 mol 1 mol n(H
18、2SO4) 得：n(H2SO4)1.5 mol。 2Al 2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol 2 mol 1 mol n(NaOH) 得：n(NaOH)1 mol。 两溶液体积相等，故 c(H2SO4)c(NaOH)n(H2SO4)n(NaOH)1.5132。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 铝与酸、碱反应的定量计算 5甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol L 1 的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质 量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为 12，则加入的铝粉质量为( ) A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g 答案
19、 A 解析 由 2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，两份等 质量的 Al 都完全反应时，生成 H2的量相等，消耗 HCl 与 NaOH 的量不相等。实际上 HCl、NaOH 同 为 0.3 mol，且已知生成 H2的体积比为 12，所以发生反应时分别为 HCl 不足 Al 过量，NaOH 过量 Al 不足。与 0.3 mol 盐酸完全反应的 Al 为 2.7 g，则由生成 H2的体积比为 12 可知，反应的 Al 的量 之比也为 12，即与 NaOH 溶液反应的 Al 为 5.4 g。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 铝
20、与酸碱反应的定量计算 题组二 化学计算中的常用方法 621 g 铁粉与 8 g 硫粉混合加热，若不考虑其他损失，可生成硫化亚铁的质量为( ) A33 g B24 g C29 g D22 g 答案 D 解析 根据题意 n(Fe)0.375 mol，n(S)0.25 mol。由 SFe= FeS 可知 Fe 过量，按 S 的量 计算，反应生成的 n(FeS)n(S)0.25 mol，所以 m(FeS)22 g。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 铁粉和硫粉反应的定量计算 7 有一铁的氧化物样品， 用 140 mL 5 mol L 1 的盐酸恰好完全溶解， 所得溶液还能与通入的
21、0.56 L 氯气(标准状况)反应，使 Fe2 全部转化为 Fe3，则此氧化物为( ) AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7 答案 D 解析 铁的氧化物与稀盐酸反应可能生成 FeCl2、FeCl3和 H2O。通入 Cl2后 Fe2 被氧化为 Fe3，则 溶液中溶质最终只有 FeCl3，可由 n(Cl)求 n(Fe)。氧化物中的氧与盐酸中的 H 结合生成 H 2O，可由盐 酸中的 n(H )求 n(O)； 再由nFe nO求得铁的氧化物的化学式。 n(Cl)5 mol L 10.14 L2 0.56 L 22.4 L mol 1 0.75 mol；n(H )5 mol L10.
22、14 L0.7 mol，所以nFe nO 1 3nCl 1 2nH 1 30.75 mol 1 20.7 mol 5 7，即该氧化物 的化学式为 Fe5O7。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 铁的氧化物与酸反应的定量计算 8某铁的氧化物(FexO)1.52 g 溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下 112 mL Cl2，恰好 将 Fe2 完全氧化。x 值为( ) A0.80 B0.85 C0.90 D0.93 答案 A 解析 根据得失电子守恒可知，FexO 被氧化为 Fe3 转移的电子数和 Cl 2被还原为 Cl 转移的电子 数相等。 标准状况下 112 mL Cl
23、2转移电子数为 0.01 mol。 则有 1.52 56x16(3 2 x)x0.01， 解得 x0.80。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 得失电子守恒求算铁的氧化物中铁原子数目 9(2019 南昌十中期末)向 Fe2O3和铁屑的混合物中加入足量的稀硫酸至固体完全溶解，所得溶 液中不含 Fe3 ，而产生的 Fe2和 H 2的物质的量之比为 41，则原混合物中 Fe2O3和 Fe 的物质的量 之比为( ) A11 B21 C12 D13 答案 C 解析 设原混合物中含有 x mol Fe，y mol Fe2O3，由化学方程式 Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)3 3
24、H2O 和 Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4得到 Fe2O3Fe2(SO4)3Fe3FeSO4，可见 y mol 的 Fe2O3参加反应 转化为 3y mol FeSO4，同时消耗 y mol 的 Fe；又由 FeH2SO4=FeSO4H2可知，(xy)mol 的 Fe 与硫酸反应产生(xy)mol 的 FeSO4和(xy)mol H2；则有3y mol(xy)mol(xy)mol41，整 理得 yx12，故合理选项是 C。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 利用关系式法的定量计算 10 已知： 碳酸钠高温下不分解； 碳酸氢钠受热发生分解反应： 2NaHCO3= Na2
25、CO3H2O CO2。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 19 g，完全反应后固体质量减轻了 3.1 g，求： (1)原混合物中碳酸钠的质量是 g。 (2)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是 L。 答案 (1)10.6 (2)3.36 解析 (1)设混合物中碳酸氢钠的质量为 m，则： 2NaHCO3= Na2CO3H2OCO2 质量减少 m 168 g 106 g 62 g m 3.1 g 故 m3.1 g 62 g168 g8.4 g， 则碳酸钠的质量为 19 g8.4 g10.6 g。 (2)剩余固体为碳酸钠，质量为 19 g3.1 g15.9 g， 物质的量
26、为 15.9 g 106 g mol 10.15 mol， 根据碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为 0.15 mol，标准状况下的体积为 0.15 mol 22.4 L mol 1 3.36 L。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 差量法在定量计算中的应用 B 组 综合强化练 1将 5 g 镁、锌、铁三种金属的混合物投入 40 mL 稀硫酸中，恰好完全反应，生成的氢气在标 准状况下的体积是 2.8 L，则这三种金属的物质的量之和为( ) A0.25 mol B0.125 mol C0.1 mol D0.5 mol 答案 B 解析 Mg、Zn、Fe 均用 R 表示，这三
27、种金属与稀硫酸反应符合通式 RH2SO4=RSO4H2， 故这三种金属的物质的量之和等于氢气的物质的量，为 2.8 L 22.4 L mol 10.125 mol。 2现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：取 a g 样品，向其中加 入足量的 NaOH 溶液，测得生成气体的体积为 b L(标准状况下)；另取 a g 样品，高温条件下二者恰 好完全反应： 2AlFe2O3= 高温 Al2O32Fe， 待其冷却后， 加入足量盐酸， 测得生成气体的体积为 c L(标 准状况下)。则 cb 等于( ) A11 B12 C23 D34 答案 C 解析 该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液
28、反应， 铝与氧化铁反应后的生成物中只有铁能与盐酸 反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到如下关系式： 2AlFe2O32Fe,2Al3H2,2Fe2H2， 故 cb23。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 利用关系式法的定量计算 3现有一定量 FeO、Fe2O3的混合物，在足量 H2气流中加热充分反应，冷却后称得剩余固体质 量比原混合物减少 0.8 g； 将等质量的原混合物与盐酸反应， 欲使之完全溶解， 则需 1 mol L 1 盐酸的体积 至少为( ) A0.05 L B0.1 L C0.2 L D1 L 答案 B 解析 剩余固体比原混合物减少的质量即为原混合物中 O 的
29、质量，则 n(O) 0.8 g 16 g mol 10.05 mol。原混合物与盐酸反应，生成氯化物和水，则 n(H )2n(O)0.05 mol20.1 mol，n(HCl)0.1 mol，则 1 mol L 1 盐酸的体积至少为 0.1 mol 1 mol L 10.1 L。 4工业纯碱中常含有少量的 NaCl 杂质，某化学兴趣小组取 a g 工业纯碱样品与足量稀盐酸充分 反应，加热、蒸干、灼烧，得 b g 固体。则该样品中纯碱的质量分数是( ) A.ba a 100% B.168ab 51a 100% C.84ba 11a 100% D.106ba 11a 100% 答案 D 解析 根据
30、反应的化学方程式，采用差量法可求出该样品中 Na2CO3的质量为ba 11 106 g，其质 量分数为 ba 11 106 a 100%106ba 11a 100%。 5由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物 10 g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标 准状况下的体积为 11.2 L，则混合物中一定含有的金属是( ) A铁 B锌 C铝 D镁 答案 C 解析 已知 10 g 金属与足量盐酸反应产生标准状况下 11.2 L H2，要确定金属的组成，有以下几 种方法： 解法 1 (关系式法)：由 Mn 2H2(M 为 Fe、Zn、Al 或 Mg，n 为 M 与盐酸反应形成氯化物时 M 的化合价的
31、绝对值)可以算出， 产生标准状况下 11.2 L H2时， 需要各金属的质量分别是 m(Zn)32.5 g， m(Fe)28 g，m(Mg)12 g，m(Al)9 g10 g。即只有当 Al 与其他任意一种金属混合时才合理。 解法 2 (平均相对原子质量法)：先假定所有金属发生反应后的化合价均为2，列比例式求出混 合物的平均相对原子质量，即 10Ar 11.222.4，则Ar 20，Ar(Zn)、Ax(Fe)、Ar(Mg)均大于 20。铝 视为2 价时，相对原子质量可折算为 272 31820，则必含 Al。 6(2019 太原期末)将 a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的 100
32、mL 0.05 mol L 1 的盐酸中，然后 向其中加入 NaOH 溶液使 Fe3 、Al3刚好完全沉淀，消耗 NaOH 溶液 100 mL，则 NaOH 溶液的浓度 为( ) A0.1 mol L 1 B0.2 mol L 1 C0.05 mol L 1 D无法计算 答案 C 解析 n(HCl)0.05 mol L 10.1 L0.005 mol，加入 NaOH 溶液使 Fe3、Al3刚好完全沉淀时， 溶液中的溶质只有 NaCl， 根据氯原子守恒， n(NaCl)n(HCl)0.005 mol， 则 n(NaOH)n(NaCl)0.005 mol，所以 c(NaOH)0.005 mol 0
33、.1 L0.05 mol L 1。 7某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。 外观暗灰色，表皮光滑； 在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落； 取刮去表皮的合金 10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的 H2 8.96 L； 另取刮去表皮的合金 10 g，放入足量的 NaOH 溶液中，也收集到标准状况下的 H2 8.96 L。 (1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是 (填元素符号)；可能含有下列元素中的 (填字母)。 aAg bMg cNa dFe (2)如果该合金中只含 2 种元素，则二者的质量比是 。 答案 (1)Cu、Al a (2
34、)m(Al)m(Cu)187 解析 (1)火焰呈绿色，说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或 NaOH 溶液反应放出 H2 的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属 Na、Mg、Fe 等。且 Na 的熔、沸点太 低，不能与 Cu 熔合形成合金，则还可能含有不与稀硫酸和 NaOH 反应的 Ag。(2)该合金如果只含 2 种元素，则为 Cu、Al。 2Al 3H2 2 mol 3 mol mAl 27 g mol 1 8.96 L 22.4 L mol 10.4 mol m(Al)0.8 3 mol27 g mol 17.2 g m(Cu)10 g7.2 g2.8 g m(Al)
35、m(Cu)7.2 2.8187。 8(2020 湖北麻城一中高一检测)将 2.5 g 碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水 制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入 1 mol L 1 盐酸，所加入盐酸的体积与产生二氧化碳的体积(标 准状况)关系如图所示。 (1)写出 OA 段所发生反应的离子方程式： 。 (2)当加入 35 mL 盐酸时，所产生的二氧化碳的体积(标准状况)是 。 (3)计算原混合物中 Na2CO3的质量分数为 。 答案 (1)H OH=H 2O、CO 2 3H =HCO 3 (2)0.224 L (3)42.4% 解析 (1)设碳酸钠、 碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量分别
36、为 x mol、 y mol、 z mol， 则 x moly mol 1 mol L 10.02 L、 2x moly molz mol1 mol L10.045 L、 106 g mol1x mol84 g mol1y mol40 g mol 1z mol2.5 g，解得 x0.01，y0.01，z0.015，所以 2.5 g 碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧 化钠的固体混合物完全溶于水制成稀溶液，溶质为碳酸钠和氢氧化钠。AB 段发生反应 NaHCO3 HCl=NaClCO2H2O， 消耗盐酸体积为(4525)mL20 mL， 那么之前 Na2CO3HCl=NaHCO3 NaCl 消耗盐酸体积也应该
37、是 20 mL， 而 OA 段消耗盐酸 25 mL， 其中 OA 段 V(盐酸)为 05 mL 时， 发生酸碱中和反应，其离子方程式为 H OH=H 2O，再发生反应 CO 2 3H =HCO 3。 (2)结合图像可知，当加入 35 mL 盐酸时，V(盐酸)为 2535 mL 时发生碳酸氢钠与盐酸的反应生 成二氧化碳气体，消耗盐酸的物质的量为 0.01 L1 mol L 10.01 mol，根据方程式 HCO 3H =CO2H2O可知产生二氧化碳的物质的量是0.01 mol， 标准状况下其体积为0.01 mol22.4 L mol 10.224 L。 (3)由(1)中分析知，碳酸钠的质量是 0.01 mol106 g mol 11.06 g，则固体混合物中碳酸钠的质 量分数是1.06 g 2.5 g 100%42.4%。 【考点】 物质的量在化学方程式计算中的应用 【题点】 看图分析、定量计算
