第01讲 物质的分类 物质的量(复习讲义)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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2份
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43页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 物质的分类及转化,物质的量 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.07 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-06-21 |
| 作者 | shl228 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-06-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52564008.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第01讲 物质的分类 物质的量
目录
01 考情解码·命题预警 2
02 体系构建·思维可视 3
03 核心突破·靶向攻坚 4
考点一 物质的分类 4
知识点1 物质的分类 4
知识点2 分散系 4
考向1 考查物质的分类 6
考向2 考查胶体的制备 6
考点二 物质的量 7
知识点1 物质的量及摩尔质量 7
知识点2 气体摩尔体积 7
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论 7
知识点4 物质的量浓度与配制 8
考向1 考查物质的量与气体摩尔体积 9
思维建模 以物质的量为中心计算的思维流程
考向2 考查阿伏加德罗常数 10
思维建模 阿伏加德罗常数考点
考向3 考查物质的量浓度及溶液配制 12
思维建模 定容时视线引起误差的分析方法
考点三 物质的量与化学计算 13
知识点1 根据方程式计算 13
知识点2 根据关系式计算 13
知识点3 根据守恒原理计算 14
考向1 依据方程式的计算 14
考向2 依据关系式的计算 15
考向3 依据守恒原理的计算 16
思维建模 质量守恒的应用——热重分析
04 真题溯源·考向感知 18
考点要求
考查形式
2025年
2024年
物质的量与化学计算
选择题
非选择题
江苏卷T17(3),3分
江苏卷T17(1),3分
考情分析:
1.命题规律:
(1)物质的分类常在选择题中进行考查,难度不大;物质的量在选择题中常考查反应中转移的电子数或与嵌入微粒结构考查σ、π数目。
(2)以物质的量为核心,依据化学方程式的有关计算主要在非选择题中出现,难度较大。试题除了根据化学方程式进行计算外,通常还考查一些解题方法,如差量法、守恒法、关系式法。
2.复习策略:
复习过程中,对于物质的分类要熟记常见物质的性质及用途,多关注化学与环境、化学与能源、化学与生命、化学与材料知识;有关物质的量计算需要学生在掌握基本概念和计算方法的基础上注重实际应用和综合能力的培养,在日常解题时,指导学生学会审题即画出有关路线图,通过审题搞清有关量的关系,此外解题要规范;在复习到可能相关的知识点时注意物质的量在其中的作用。
复习目标:
1.认识元素可以组成不同种类的物质,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。
2.了解胶体是一种常见的分散系,知道胶体和溶液的区别。
3.理解摩尔质量与气体摩尔体积,阿伏加德罗定律及其相关推论,并能进行有关计算。
4.理解溶液中溶质的质量分数、物质的量浓度的概念,并能进行换算。
5.知道物质的量浓度配制步骤,会判断实验误差。
6.理解物质的量在化学计算的应用,了解化学计算常用的方法。
一、物质的分类
二、宏观物质与微观粒子间的计量关系
考点一 物质的分类
知识点1 物质的分类
1.同素异形体
概念
同种元素形成的不同_______叫同素异形体
形成方式
原子_______不同,如O2和O3
原子____________不同,如金刚石和石墨
性质差异
物理性质____________,化学性质_______
2.氧化物
①碱性氧化物________是金属氧化物,但金属氧化物___________是碱性氧化物(如Mn2O7为酸性氧化物、Al2O3为两性氧化物、Na2O2为过氧化物)。
②酸性氧化物___________是非金属氧化物(如Mn2O7),非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO、NO2)。
③酸性氧化物、碱性氧化物___________都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、Fe2O3)。
3.物质的溶解性
①微溶物:Ca(OH)2、CaSO4、MgCO3、Ag2SO4。
②硫化物:多数不溶水,如ZnS、FeS、CuS、Ag2S、PbS、MnS、HgS。
③氟化物:CaF2、MgF2、ZnF2、BaF2、PbF2等不溶于水。
4.几种含氧酸结构
名称及分子式
硫酸 H2SO4
过二硫酸 H2S2O8
硼酸 H3BO3
结构
几元酸
_______酸
二元酸
一元酸
名称及分子式
磷酸 H3PO4
亚磷酸 H3PO3
次磷酸 H3PO2
结构
几元酸
_______酸
二元酸
一元酸
说明:B(OH)3分子中虽然有3个H原子,却是一元酸,其原因为:B(OH)3+H2O[B(OH)4]-+H+。
1.同素异形体:同素异形体之间的转化属于_______变化
2.酸:能电离出H+的化合物不一定是酸,如NaHSO4属于盐;酸分子中有几个H原子,____________是几元酸,如亚磷酸(H3PO3)是二元酸、硼酸(H3BO3)是一元酸;金属元素也可形成酸或阴离子,如MnO4-、AlO2-。
3.酸性氧化物:溶于水生成酸的氧化物_______是酸性氧化物,如NO2。
4.共价化合物和离子化合物
①由非金属元素组成的化合物_______是共价化合物,如铵盐。
②由金属元素和非金属元素组成的化合物_______是离子化合物,如AlCl3。
5.高分子化合物:油脂_______高分子化合物。
知识点2 分散系
1.三种分散系
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子大小
小于1 nm
__________________
大于100 nm
分散质微粒组成
单个分子或离子
许多离子、分子的集合体,或高分子
巨大数量分子或离子的集合体
分散剂
水
有机化合物
气体
液体
固体
水
实例
氨水
碘酒
雾、云、烟
Fe(OH)3胶体
有色玻璃
油脂
外观
均一性
√
√
√
×
透明
√
√
√
×
稳定性
√
√
√
×
能否透过滤纸
能
能
悬浊液不能
2.胶体的性质与应用
性质
丁达尔效应
聚沉
应用
鉴别胶体和溶液
明矾、铁盐净水 卤水点豆腐 江河入海口处三角洲的形成
❶聚沉方法:①加电解质溶液;②加热;③加胶粒带相反电荷的胶体。
❷胶体粒子不能通过半透膜,可用渗析的方法分离。
3.Fe(OH)3胶体制备
原理
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
操作
得分速记
1.胶体与分散系之间的本质区别:分散质____________的不同,而不是是否有丁达尔效应。
2.Fe(OH)3胶体制备:是利用水解原理——越稀越水解及越热越水解,故不能将蒸馏水换成NaOH溶液或氨水;此外,当溶液呈现红褐色时即停止________,否则会析出Fe(OH)3沉淀;也不能搅拌,否则无法形成胶体。
考向1 考查物质的分类
(2025·江苏省苏州市十校12月)我国科学家研究“嫦娥六号”采集的月球土壤,分析揭示月壤中存在Al2O3、SiO2等多种氧化物,其中SiO2属于
A.酸性氧化物 B.两性氧化物
C.过氧化物 D.金属氧化物
【变式训练1·变载体】
(2024·盐城市模拟预测)一种陨磷钠镁钙石的化学式为Ca9NaMg(PO4)7。下列说法正确的是
A.Ca9NaMg(PO4)7属于混合物 B.Ca9NaMg(PO4)7属于共价化合物
C.CaO2、MgO均为碱性氧化物 D.Ca9NaMg(PO4)7属于正盐
【变式训练2】
(2024·江苏省盐城市期中)水是生命之源,寻找火星水源是“祝融”号火星车的任务之一。下列关于水的说法正确的是
A.属于两性氧化物 B.既有氧化性又有还原性
C.与H2O2互为同素异形体 D.不属于电解质
考向2 考查胶体的制备
(2024·江苏省南通市如皋市期初检测)下列关于胶体的叙述,不正确的是
A.明矾净水利用了胶体的吸附性
B.依据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体与浊液
C.雾是气溶胶,在阳光下可观察到丁达尔效应
D.用渗析法分离胶体与溶液
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省盐城中学月考)下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的是
A.利用图1所示装置制取少量NH3
B.利用图2所示装置制备Fe(OH)3胶体
C.利用图3所示装置收集HCl
D.利用图4所示装置检验是否生成乙烯
考点二 物质的量
知识点1 物质的量及摩尔质量
1.物质的量与阿伏加德罗常数
物理量(符号)
定义
常用单位
换算公式
注意事项
物质的量
(n)
用来表示含有一定数目________集合体的物理量
________
n=
物质的量只用于描述微观粒子,不适用于描述宏观物质
阿伏加德罗常数
(NA)
________任何粒子所含的粒子数
mol-1
常用6.02×1023 mol-1这个近似值
2.摩尔质量
物理量(符号)
定义
常用单位
换算公式
注意事项
摩尔质量
(M)
单位________________的物质所具有的质量
g·mol-1
n=
以g·mol-1作单位时,________上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量,但二者含义不一样
知识点2 气体摩尔体积
物理量(符号)
定义
常用单位
换算公式
注意事项
气体摩尔体积
(Vm)
单位物质的量的物质所具有的体积
L·mol-1
n=
因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件,因此非标准状况下1 mol气体的体积也可能是22.4 L!
标准状况下的
气体摩尔体积
标准状况下,1 mol_____________的体积约为22.4 L
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论
内容
在相同的________和________下,相同体积的任何气体都含有________________________
适用范围
任何气体,包括单一气体或混合气体
三推论
1 同T、P:= ②同T、V:= ③同T、P:=
温馨提醒
阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体(包括混合气体),但对固体、液体不适用
气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例
得分速记
①气体的体积受“温度、压强”的影响很大,而物质的量、摩尔质量则不受其影响。
②在应用“22.4 L·mol-1”时,注意:物质必须为________,且必须处于________________。
知识点4 物质的量浓度与配制
1.物质的量浓度与溶质的质量分数
浓度
表达式
溶质单位
溶液的单位
单位
相互关系
物质的量浓度
c(B)=
mol
L
mol·L-1
c=____________
溶质的质量分数
w=
g
g
——
2.物质的量溶液的配制
配制步骤
仪器
注意事项
①
计算
②
称量/量取
小烧杯、托盘天平
量筒、滴定管
托盘天平使用(精确到0.1 g)
NaOH不能放纸上,量筒残留液不要洗涤
③
溶解/稀释
玻璃棒
玻璃棒的作用是:________
④
冷却
否则会使所配溶液的浓度________
⑤
移液
××mL容量瓶
玻璃棒的作用是:________
⑥
洗涤
转移后,烧杯未洗涤会使所配溶液浓度________
⑦
振荡
使溶液充分混合
⑧
定容
胶头滴管
使用该仪器的目的是:便于控制加水量,定容时,俯视标线会使所配溶液的浓度________
⑨
摇匀
准确定容振荡静置后,液面低于标线所配溶液的浓度:_______________
⑩
装瓶贴签
试剂瓶
得分速记
①配制溶液的误差分析技巧
②溶液的稀释
溶质的物质的量在稀释前后不变,即c稀V稀=c浓V浓。
考向1 考查物质的量与气体摩尔体积
(2025·盐城高三上阶段练习)下列叙述正确的是
A.0 ℃、101 kPa下,任何气体的摩尔体积都约22.4 L·mol-1
B.标准状况下,1 mol水的体积约为22.4 L
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1 mol气体的体积
D.若1 mol N2气体体积约为22.4 L,则它所处的条件一定是“标准状况”
思维建模 以物质的量为中心计算的思维流程
【环境保护与学科知识结合】【变式训练1】
(2024·江苏高三专题练习)甲醛(HCHO)是室内污染物之一。光催化氧化HCHO为CO2和H2O的示意图如图所示。下列说法正确的是
A.1 mol O2含有12 mol质子 B.1 mol HCHO的质量为30 g
C.1 mol CO2含有2 mol原子 D.1 mol H2O含有1 mol H2分子
【变式训练2·变载体】
(2024·海安检测)如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,其中四个容器均密闭、体积相等且初始压强均为101 kPa。
下列说法错误的是
A.实验开始时,O2和N2的密度之比为8∶7
B.12:30~13:30时间范围内CO2压强最大
C.若容器的容积为22.4 L,12:30时CO2原子个数等于3NA
D.光照相同时间,CO2的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的
考向2 考查阿伏加德罗常数
(2025·盐城一轮复习)工业上,可将Cl2通入石灰乳中制备漂白粉,发生反应:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.22.4 L Cl2中含有2NA个氯原子
B.反应中每生成1.8 g H2O就会转移0.1NA电子
C.0.1 mol·L-1的Ca(ClO)2溶液中ClO-的数目为0.2NA
D.常温下,1 L pH=12的Ca(OH)2溶液中OH-的数目为0.02NA
思维建模 阿伏加德罗常数考点
1.22.4 L·mol-1的适用条件
①题中给出物质的体积,先看物质是不是气体,若是气体,再看是否处于标准状况下。
②常考的标准状况下不是气体的物质:H2O、液溴、HF、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、SO3、NO2、酒精、乙酸、碳原子数大于4的烃(除新戊烷)、苯等。
2.物质的微观结构
①单质分子不一定双原子分子,如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、臭氧(O3)、白磷(P4)等。
②注意特殊物质所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如D2O、18O2、H37Cl、—OH、OH-。
③注意物质中的离子数目,如Na2O2中阴离子为O,NaHSO4熔融状态含Na+、HSO。
④最简式相同的物质:NO2和N2O4,乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等单烯烃。
⑤苯环中不含碳碳双键。
⑥了解一些特殊物质中的化学键数目。
物质
CnH2n+2
P4
Si
SiO2
石墨
金刚石
每摩尔含共价键数目
3n+1
6
2
4
1.5
2
3.氧化还原反应中电子转移的数目
①注意是否发生歧化反应,如Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,消耗1 mol Cl2,转移1 mol电子。
②注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而1 mol Fe与足量稀硝酸反应转移3 mol电子。
4.电解质的电离与水解
①看溶液中是否有“弱电解质”的电离,如1 mol CH3COOH溶于水,溶液中n(CH3COO-)<1 mol。
②看溶液中是否有“弱离子”的水解。如1 mol FeCl3溶于水,溶液中n(Fe3+)<1 mol。
③计算溶液中所含微粒数目时,看是否指明溶液体积。
5.隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底,如Cl2+H2OHCl+HClO、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)、2NO2(g)N2O4(g)等。
6.有关反应中浓度的问题
①MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
②Cu与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
③Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,最终得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,最终得到SO2和H2的混合气体。
7.分散系中的微粒数目
①计算H、O原子总数时,不能忽视溶剂水。
②胶粒是大量分子的集合体。如1 mol FeCl3水解转化为Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶粒数目小于6.02×1023。
【变式训练1】
(2024·江苏省苏州市一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.CO2的摩尔质量为44 g
B.1 L 0.5 mol·L-1 K2SO4溶液中含有K+的质量为78 g
C.常温常压下,22.4 L O2含分子数为NA
D.16 g CH4中含有氢原子的总数为4NA
【变式训练2·变载体】
(2023·宿迁高三调研)配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物,如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2=2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。设NA是阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中σ键的数目为21NA
B.0.1 mol·L-1 CoCl2溶液中Co2+数目为0.1NA
C.0.1 mol N2与足量H2在催化剂作用下合成氨,生成的NH3分子数为0.2NA
D.100 g质量分数为17%的H2O2溶液中,氧原子总数为NA
考向3 考查物质的量浓度及溶液配制
(2024·江苏省苏州期中)现有下列四种溶液:
①400 mL 2.5 mol·L-1 HCl溶液 ②250 mL 4.0 mol·L-1 HCl溶液 ③200 mL 2.0 mol·L-1 MgCl2溶液 ④600 mL 1.0 mol·L-1 CuCl2溶液
解答下列问题:
(1)Cl-的物质的量浓度由大到小的顺序为________________。
(2)标准状况下,将22.4 L HCl溶于400 mL水中能否得到①溶液?________(填“能”或“否”),简述判断依据:_____________________________________________________________。
(3)常温下,①、②两种溶液导电能力由大到小的顺序为________。
(4)在②、④中分别加入足量的铁粉,消耗的Fe的质量比为_________。
思维建模 定容时视线引起误差的分析方法
①仰视刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
②俯视刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省南京市、盐城市一模)磷酸锌是一种重要的活性防锈颜料,其制备和含量测定方案如下:
(1)提纯ZnSO4。向含有Mg2+的ZnSO4溶液中加入ZnF2可除去Mg2+,再经处理可得到纯度较高的ZnSO4。
(2)制备Zn3(PO4)2•4H2O。将一定量ZnSO4、CO(NH2)2和H3PO4加适量水搅拌溶解,加热至隆起白色沫状物,冷却、抽滤、洗涤,得到Zn3(PO4)2•4H2O。
(3)测定Zn3(PO4)2•4H2O含量。
测定含量前需用Zn2+标准溶液标定Na2H2Y溶液的浓度。请补充完整配制250 mL 0.2000 mol·L-1 Zn2+标准溶液的实验步骤:___________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀,继续加入蒸馏水至液面离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加至液面与刻度线相切,盖好瓶塞,摇匀,装瓶,贴标签。[Zn相对原子质量为65.38。实验中必须使用的试剂和仪器:纯锌、6.0 mol·L-1盐酸、精确度为0.0001 g的分析天平(如图所示)]。
【变式训练2】
(2024·江苏省高邮市调研)如图是某品牌饮用矿物质水标签的部分内容。下列说法正确的是
饮用矿物质水
净含量:500 mL
配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾
保质期:12个月
主要离子成分:
钾离子(K+):1.0~27.3 mg·L-1
镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1
A.标签上离子的浓度是物质的量浓度
B.取少量矿物质水于试管中,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则该品牌饮用矿物质水中含有Cl-
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)最大值为2.0×10-4 mol·L-1
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中Cl-的物质的量不超过3.5×10-5mol
考点三 物质的量与化学计算
知识点1 根据方程式计算
基本原理
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
化学计量数之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
物质的量之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
气体的体积之比 — 2 ∶ — 1
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比,也等于各物质的________________之比,对于气体等于其体积之比。
解题步骤
①根据题意写出并配平化学方程式。
②依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质,用完全反应物质的量进行计算。
③把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面,两个量及单位“上下一致,左右相当”。
④选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据,列比例式,求未知量。
知识点2 根据关系式计算
含义
关系式是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子,在多步反应中,它可以把始态反应物与终态生成物之间“量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。
解题的关键是正确书写关系式。
解题步骤
第一步
写出各步反应的化学方程式
第二步
根据化学方程式找出作为中介的物质,并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量或物质的量或相同条件下气体的体积)的关系
第三步
确定已知物质和所求物质之间量的关系
第四步
根据所确定的已知物质和所求物质之间量的关系和已知条件进行计算
知识点3 根据守恒原理计算
含义
所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒,如质量守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。
解题步骤
第一步
明确题目要求解的物理量
第二步
根据题目中要求解的物理量,分析反应过程中物质的变化,找出守恒类型及相关的物理量
第三步
根据守恒原理,梳理出反应前后守恒的物理量,列式计算求解
考向1 依据方程式的计算
(2023·南京、盐城二模节选)通过下列方法测定MnO2的纯度:准确称取0.400 0 g MnO2样品,加入25.00 mL 0.200 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液和适量硫酸,加热至完全反应(发生反应为MnO2+C2O+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O),用0.010 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定过量的Na2C2O4至终点,消耗KMnO4标准溶液20.00 mL(滴定反应为2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
计算样品中MnO2的质量分数(写出计算过程)。
【变式训练1·变载体】
(2024·江苏阶段练习)金属铑(Rh)是一种高效催化剂。水合肼(N2H4·H2O)在铑催化剂作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:N2H4·H2O=N2↑+2H2↑+H2O
反应Ⅱ:3(N2H4·H2O)=N2↑+4NH3↑+3H2O
若25 g N2H4·H2O完全分解后生成的N2质量为8.4 g,则产物中的H2和NH3在相同条件下的体积比为_______。
【变式训练2·变题型】
(2024·扬州中学期中节选)用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt,含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下:
Ni2O3产品中可能含少量NiO,为测定Ni2O3的纯度,进行如下实验:称取5.000 g样品,加入足量硫酸后,再加入100 mL 1.000 mol·L-1 Fe2+标准溶液,充分反应,加水定容至200 mL。取出20.00 mL,用0.1 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00 mL。实验过程中发生反应如下:
Ni2O3+Fe2++H+Ni2++Fe3++H2O(未配平)
Fe2++MnO4-+H+Fe3++Mn2++H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3的质量分数,并写出计算过程。
考向2 依据关系式的计算
(2023·南京、盐城一模节选)测定Cr(OH)3样品纯度。准确称取0.900 0 g样品,溶于过量硫酸并配成250.0 mL溶液。取25.00 mL溶液,用足量(NH4)2S2O8溶液将Cr3+氧化为Cr2O,煮沸除去过量的(NH4)2S2O8,冷却至室温。再加入过量KI溶液,以淀粉溶液为指示剂,用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液24.00 mL(已知反应:Cr2O+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O;I2+2S2O=S4O+2I-)。
计算Cr(OH)3样品的纯度(写出计算过程)。
【变式训练1·变载体】
(2023·连云港高级中学)测定样品中铁黄(FeOOH)的质量分数(O—16,K—39,Cr—52,Fe—56)。
称取铁黄样品6.000 g置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸、加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(将Fe3+还原为Fe2+)充分反应,再除去过量的Sn2+。用上述配制的0.5000 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点(Cr2O+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
计算该样品中铁黄的质量分数(写出计算过程)。
【变式训练2】
(2024·淮安市期中)铁红(Fe2O3)是一种用途广泛的颜料,用某烧渣(主要成分为Fe2O3,含少量SiO2)制备铁红的流程如下:
产品中Fe2O3质量分数的测定:称取已干燥的产品1.000 g,将其置于500 mL锥形瓶中,加入适量的盐酸并加热使其完全反应,然后滴加足量的SnCl2溶液,发生反应:2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+,充分反应后,除去其中过量SnCl2;再向锥形瓶中逐滴加入0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液,发生反应:6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,恰好完全反应时消耗K2Cr2O7溶液18.75 mL,计算产品中Fe2O3的质量分数(写出计算过程)。
考向3 依据守恒原理的计算
(2025·江苏苏州市开学考)MoS2(Mo的化合价为+4)被誉为“固体润滑油王”。不溶于水,也不溶于大多数有机溶剂,对空气中少量的NH3具有高灵敏度检测性能(气敏性),是优良的NH3传感器检测材料。
将(NH4)2MoS4在空气中加热可得MoS2,加热时所得剩余固体的质量与原始固体质量的比值与温度的关系如图所示。
450~550℃时,得到Mo的一种氧化物,该氧化物的化学式为___________。(写出计算过程)
思维建模 质量守恒的应用——热重分析
热重分析法
指程序控制温度和一定气氛条件下,测量物质的质量与温度关系的一种热分析方法
热重曲线
由热重分析记录的质量变化对温度的关系曲线称热重曲线,曲线的横轴为温度,纵轴为质量或失重百分数
实例:固体物质A热分解反应:A(固体)B(固体)+C(气体)的典型热重曲线如图所示,图中T1为固体A开始分解的温度,T2为质量变化达到最大值时的终止温度,若试样初始质量为m0,失重后试样质量为m1,则失重百分数为×100%。
热重分析的解题流程
①设晶体为1 mol。
②失重一般是先失水,再失非金属氧化物。
③计算每步的m(剩余),固体残留率=×100%。
④晶体中金属质量不减少,仍在m(剩余)中。
⑤失重残留物最后一般为金属氧化物,由质量守恒得m(O),由n(金属)∶n(O),即可求出失重后物质的化学式。
热重曲线解题思维建模——以盐类或碱受热减重为例
计算推导核心
减重全程金属原子的物质的量不变
计算步骤
①先计算化合物中的m(金属)、m(H2O),用于判断脱水过程在哪一温度(阶段)结束。
②脱水后产物继续减重,常伴随CO、CO2等气体的产生。
③若为富氧环境,则金属元素或低价非金属元素价态可因氧化而升高。
【变式训练2】
(2025·无锡市阶段练习)通过下列实验测定硫酸亚铁晶体样品的纯度。准确称取1.200 0 g样品置于锥形瓶中,用50 mL蒸馏水完全溶解,加一定量硫酸和磷酸溶液;用0.020 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点(MnO4-转化为Mn2+),平行滴定3次,平均消耗KMnO4标准溶液42.90 mL。计算硫酸亚铁晶体样品中FeSO4·7H2O的质量分数(写出计算过程)。
【变式训练2·变载体】
(2023·南通一模节选)从废脱硝催化剂(主要成分为TiO2、V2O5)中回收TiO2和V2O5,具有重要意义。
为测定回收所得V2O5样品的纯度,进行如下实验:称取2.000 g样品,用稀硫酸溶解、定容得100 mL (VO2)2SO4溶液。量取20.00 mL 溶液放入锥形瓶中,加入10.00 mL 0.500 0 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量),再用0.010 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液24.00 mL。滴定过程中发生如下反应(均未配平):VO+Fe2++H+→VO2++Fe3++H2O;MnO+Fe2++H+→Mn2++Fe3++H2O。
计算V2O5样品的纯度___________(写出计算过程)。
1.(2024·浙江6月卷)按物质组成分类,KAl(SO4)2•12H2O属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
2.(2024·贵州卷)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4+2KClO3+H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.0.1 mol HO中含有的中子数为1.2NA
B. 每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
C.0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
3.(2024·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.26 g H—C≡C—H中含有σ键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含NH的数目为NA
C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA
D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA
4.(2023·全国甲卷)实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 mol·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯
A.①②④⑥ B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧
5.(2024·江苏卷)净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。
①向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液,Nd3+可转化为Nd(OH)CO3沉淀。
②将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g·mol-1)在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600℃时,所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c,通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)∶n(CO32-)的比值___________(写出计算过程)。
6.(2022·湖南节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。
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第01讲 物质的分类 物质的量
目录
01 考情解码·命题预警 2
02 体系构建·思维可视 3
03 核心突破·靶向攻坚 4
考点一 物质的分类 4
知识点1 物质的分类 4
知识点2 分散系 5
考向1 考查物质的分类 6
考向2 考查胶体的制备 7
考点二 物质的量 8
知识点1 物质的量及摩尔质量 8
知识点2 气体摩尔体积 8
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论 8
知识点4 物质的量浓度与配制 8
考向1 考查物质的量与气体摩尔体积 10
思维建模 以物质的量为中心计算的思维流程
考向2 考查阿伏加德罗常数 11
思维建模 阿伏加德罗常数考点
考向3 考查物质的量浓度及溶液配制 13
思维建模 定容时视线引起误差的分析方法
考点三 物质的量与化学计算 16
知识点1 根据方程式计算 16
知识点2 根据关系式计算 16
知识点3 根据守恒原理计算 16
考向1 依据方程式的计算 17
考向2 依据关系式的计算 19
考向3 依据守恒原理的计算 20
思维建模 质量守恒的应用——热重分析
04 真题溯源·考向感知 22
考点要求
考查形式
2025年
2024年
物质的量与化学计算
选择题
非选择题
江苏卷T17(3),3分
江苏卷T17(1),3分
考情分析:
1.命题规律:
(1)物质的分类常在选择题中进行考查,难度不大;物质的量在选择题中常考查反应中转移的电子数或与嵌入微粒结构考查σ、π数目。
(2)以物质的量为核心,依据化学方程式的有关计算主要在非选择题中出现,难度较大。试题除了根据化学方程式进行计算外,通常还考查一些解题方法,如差量法、守恒法、关系式法。
2.复习策略:
复习过程中,对于物质的分类要熟记常见物质的性质及用途,多关注化学与环境、化学与能源、化学与生命、化学与材料知识;有关物质的量计算需要学生在掌握基本概念和计算方法的基础上注重实际应用和综合能力的培养,在日常解题时,指导学生学会审题即画出有关路线图,通过审题搞清有关量的关系,此外解题要规范;在复习到可能相关的知识点时注意物质的量在其中的作用。
复习目标:
1.认识元素可以组成不同种类的物质,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。
2.了解胶体是一种常见的分散系,知道胶体和溶液的区别。
3.理解摩尔质量与气体摩尔体积,阿伏加德罗定律及其相关推论,并能进行有关计算。
4.理解溶液中溶质的质量分数、物质的量浓度的概念,并能进行换算。
5.知道物质的量浓度配制步骤,会判断实验误差。
6.理解物质的量在化学计算的应用,了解化学计算常用的方法。
一、物质的分类
二、宏观物质与微观粒子间的计量关系
考点一 物质的分类
知识点1 物质的分类
1.同素异形体
概念
同种元素形成的不同单质叫同素异形体
形成方式
原子个数不同,如O2和O3
原子排列方式不同,如金刚石和石墨
性质差异
物理性质差别较大,化学性质相似
2.氧化物
①碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物(如Mn2O7为酸性氧化物、Al2O3为两性氧化物、Na2O2为过氧化物)。
②酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7),非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO、NO2)。
③酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、Fe2O3)。
3.物质的溶解性
①微溶物:Ca(OH)2、CaSO4、MgCO3、Ag2SO4。
②硫化物:多数不溶水,如ZnS、FeS、CuS、Ag2S、PbS、MnS、HgS。
③氟化物:CaF2、MgF2、ZnF2、BaF2、PbF2等不溶于水。
4.几种含氧酸结构
名称及分子式
硫酸 H2SO4
过二硫酸 H2S2O8
硼酸 H3BO3
结构
几元酸
二元酸
二元酸
一元酸
名称及分子式
磷酸 H3PO4
亚磷酸 H3PO3
次磷酸 H3PO2
结构
几元酸
三元酸
二元酸
一元酸
说明:B(OH)3分子中虽然有3个H原子,却是一元酸,其原因为:B(OH)3+H2O[B(OH)4]-+H+。
1.同素异形体:同素异形体之间的转化属于化学变化
2.酸:能电离出H+的化合物不一定是酸,如NaHSO4属于盐;酸分子中有几个H原子,不一定是几元酸,如亚磷酸(H3PO3)是二元酸、硼酸(H3BO3)是一元酸;金属元素也可形成酸或阴离子,如MnO4-、AlO2-。
3.酸性氧化物:溶于水生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2。
4.共价化合物和离子化合物
①由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如铵盐。
②由金属元素和非金属元素组成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3。
5.高分子化合物:油脂不是高分子化合物。
知识点2 分散系
1.三种分散系
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子大小
小于1 nm
1 nm~100 nm
大于100 nm
分散质微粒组成
单个分子或离子
许多离子、分子的集合体,或高分子
巨大数量分子或离子的集合体
分散剂
水
有机化合物
气体
液体
固体
水
实例
氨水
碘酒
雾、云、烟
Fe(OH)3胶体
有色玻璃
油脂
外观
均一性
√
√
√
×
透明
√
√
√
×
稳定性
√
√
√
×
能否透过滤纸
能
能
悬浊液不能
2.胶体的性质与应用
性质
丁达尔效应
聚沉
应用
鉴别胶体和溶液
明矾、铁盐净水 卤水点豆腐 江河入海口处三角洲的形成
❶聚沉方法:①加电解质溶液;②加热;③加胶粒带相反电荷的胶体。
❷胶体粒子不能通过半透膜,可用渗析的方法分离。
3.Fe(OH)3胶体制备
原理
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
操作
得分速记
1.胶体与分散系之间的本质区别:分散质直径大小的不同,而不是是否有丁达尔效应。
2.Fe(OH)3胶体制备:是利用水解原理——越稀越水解及越热越水解,故不能将蒸馏水换成NaOH溶液或氨水;此外,当溶液呈现红褐色时即停止加热,否则会析出Fe(OH)3沉淀;也不能搅拌,否则无法形成胶体。
考向1 考查物质的分类
(2025·江苏省苏州市十校12月)我国科学家研究“嫦娥六号”采集的月球土壤,分析揭示月壤中存在Al2O3、SiO2等多种氧化物,其中SiO2属于
A.酸性氧化物 B.两性氧化物
C.过氧化物 D.金属氧化物
【答案】A
【解析】酸性氧化物是与碱反应只生成盐和水的氧化物;既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应只生成盐和水的氧化物是两性氧化物;含有-O-O-键的氧化物属于过氧化物;由金属元素和氧元素组成的氧化物是金属氧化物;SiO2能与NaOH反应生成盐和水,属于酸性氧化物,答案选A项。
【变式训练1·变载体】
(2024·盐城市模拟预测)一种陨磷钠镁钙石的化学式为Ca9NaMg(PO4)7。下列说法正确的是
A.Ca9NaMg(PO4)7属于混合物 B.Ca9NaMg(PO4)7属于共价化合物
C.CaO2、MgO均为碱性氧化物 D.Ca9NaMg(PO4)7属于正盐
【答案】D
【解析】A项,Ca9NaMg(PO4)7属于纯净物,错误;B项,Ca9NaMg(PO4)7属于离子化合物,错误;C项,CaO2属于过氧化物,MgO为碱性氧化物,错误;D项,Ca9NaMg(PO4)7属于正盐,正确。
【变式训练2】
(2024·江苏省盐城市期中)水是生命之源,寻找火星水源是“祝融”号火星车的任务之一。下列关于水的说法正确的是
A.属于两性氧化物 B.既有氧化性又有还原性
C.与H2O2互为同素异形体 D.不属于电解质
【答案】B
【解析】A项,两性氧化物指的是既能与酸反应又能与碱反应的氧化物,错误;B项,水电解生成氢气和氧气的反应中,水既作氧化剂也作还原剂,正确;C项,同素异形体为由同种元素组成的不同单质,水及双氧水为化合物,错误;D项,水为弱电解质,错误。
考向2 考查胶体的制备
(2024·江苏省南通市如皋市期初检测)下列关于胶体的叙述,不正确的是
A.明矾净水利用了胶体的吸附性
B.依据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体与浊液
C.雾是气溶胶,在阳光下可观察到丁达尔效应
D.用渗析法分离胶体与溶液
【答案】B
【解析】A项,胶体胶粒直径小,比表面积大,吸附性强,明矾净水利用了胶体的吸附性,正确;B项,依据分散质粒子直径的大小可将分散系分为溶液、胶体与浊液,错误;雾是气溶胶,属于胶体,C项,在阳光下可观察到丁达尔效应,正确;D项,溶液能透过半透膜,胶体粒子不能通过半透膜,可用渗析的方法分离,正确。
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省盐城中学月考)下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的是
A.利用图1所示装置制取少量NH3
B.利用图2所示装置制备Fe(OH)3胶体
C.利用图3所示装置收集HCl
D.利用图4所示装置检验是否生成乙烯
【答案】A
【解析】A项,氨气密度比空气小,可用向下排空法收集,正确;
B项,制备Fe(OH)3胶体的操作为:加热烧杯中的水至沸腾,向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,即停止加热,得到氢氧化铁胶体;氢氧化钠溶液与氯化铁溶液会生成Fe(OH)3沉淀,错误;C项,氯化氢密度比空气大,应用向上排空气法,错误;D项,乙醇具有良好挥发性,乙醇和乙烯均能使酸性高锰酸钾褪色,应先除掉乙醇,错误。
考点二 物质的量
知识点1 物质的量及摩尔质量
1.物质的量与阿伏加德罗常数
物理量(符号)
定义
常用单位
换算公式
注意事项
物质的量
(n)
用来表示含有一定数目粒子集合体的物理量
mol
n=
物质的量只用于描述微观粒子,不适用于描述宏观物质
阿伏加德罗常数
(NA)
1 mol任何粒子所含的粒子数
mol-1
常用6.02×1023 mol-1这个近似值
2.摩尔质量
物理量(符号)
定义
常用单位
换算公式
注意事项
摩尔质量
(M)
单位物质的量的物质所具有的质量
g·mol-1
n=
以g·mol-1作单位时,数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量,但二者含义不一样
知识点2 气体摩尔体积
物理量(符号)
定义
常用单位
换算公式
注意事项
气体摩尔体积
(Vm)
单位物质的量的物质所具有的体积
L·mol-1
n=
因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件,因此非标准状况下1 mol气体的体积也可能是22.4 L!
标准状况下的
气体摩尔体积
标准状况下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论
内容
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子
适用范围
任何气体,包括单一气体或混合气体
三推论
1 同T、P:= ②同T、V:= ③同T、P:=
温馨提醒
阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体(包括混合气体),但对固体、液体不适用
气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例
得分速记
①气体的体积受“温度、压强”的影响很大,而物质的量、摩尔质量则不受其影响。
②在应用“22.4 L·mol-1”时,注意:物质必须为气体,且必须处于标准状况。
知识点4 物质的量浓度与配制
1.物质的量浓度与溶质的质量分数
浓度
表达式
溶质单位
溶液的单位
单位
相互关系
物质的量浓度
c(B)=
mol
L
mol·L-1
c=
溶质的质量分数
w=
g
g
——
2.物质的量溶液的配制
配制步骤
仪器
注意事项
①
计算
②
称量/量取
小烧杯、托盘天平
量筒、滴定管
托盘天平使用(精确到0.1 g)
NaOH不能放纸上,量筒残留液不要洗涤
③
溶解/稀释
玻璃棒
玻璃棒的作用是:搅拌
④
冷却
否则会使所配溶液的浓度偏大
⑤
移液
××mL容量瓶
玻璃棒的作用是:引流
⑥
洗涤
转移后,烧杯未洗涤会使所配溶液浓度偏小
⑦
振荡
使溶液充分混合
⑧
定容
胶头滴管
使用该仪器的目的是:便于控制加水量,定容时,俯视标线会使所配溶液的浓度偏大
⑨
摇匀
准确定容振荡静置后,液面低于标线所配溶液的浓度:无影响
⑩
装瓶贴签
试剂瓶
得分速记
①配制溶液的误差分析技巧
②溶液的稀释
溶质的物质的量在稀释前后不变,即c稀V稀=c浓V浓。
考向1 考查物质的量与气体摩尔体积
(2025·盐城高三上阶段练习)下列叙述正确的是
A.0 ℃、101 kPa下,任何气体的摩尔体积都约22.4 L·mol-1
B.标准状况下,1 mol水的体积约为22.4 L
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1 mol气体的体积
D.若1 mol N2气体体积约为22.4 L,则它所处的条件一定是“标准状况”
【答案】A
【解析】A项,0 ℃、101 kPa是标准状况,任何气体的摩尔体积都约为22.4 L·mol-1,正确;B项,标准状况下,水呈液态,1 mol水的体积小于22.4 L,不正确;C项,气体摩尔体积指一定温度和压强下1 mol气体的体积,不一定指标准状况下,不正确;D项,若1 mol N2气体体积约为22.4 L,则它所处的条件不一定是标准状况,可能是2×273 K、2×101 kPa条件下,不正确。
思维建模 以物质的量为中心计算的思维流程
【环境保护与学科知识结合】【变式训练1】
(2024·江苏高三专题练习)甲醛(HCHO)是室内污染物之一。光催化氧化HCHO为CO2和H2O的示意图如图所示。下列说法正确的是
A.1 mol O2含有12 mol质子 B.1 mol HCHO的质量为30 g
C.1 mol CO2含有2 mol原子 D.1 mol H2O含有1 mol H2分子
【答案】B
【解析】A项,1个O原子中有8个质子,则1个O2中含有16个质子,因此1 mol O2含有16 mol质子,错误;B项,HCHO的摩尔质量是30 g·mol-1,则1 mol HCHO的质量为30 g,正确;C项,1个CO2分子中含有3个原子,则1 mol CO2含有3 mol原子,错误;D项,H2O是由H2O分子一种微粒构成的纯净物,错误。
【变式训练2·变载体】
(2024·海安检测)如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,其中四个容器均密闭、体积相等且初始压强均为101 kPa。
下列说法错误的是
A.实验开始时,O2和N2的密度之比为8∶7
B.12:30~13:30时间范围内CO2压强最大
C.若容器的容积为22.4 L,12:30时CO2原子个数等于3NA
D.光照相同时间,CO2的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的
【答案】C
【解析】A项,根据阿伏加德罗定律:开始时四种气体的压强相同,体积相同,则气体的物质的量相同,则气体的密度比等于气体摩尔质量之比,即O2和N2的密度之比为8∶7,正确;B项,根据图示可知:12:30~13:30时间范围内CO2温度升高最大,由于开始压强相同,则在这一段时间内压强最大,正确;C项,此时气体未处于标准状况,不能用气体摩尔体积为22.4 L·mol-1进行计算,错误;D项,根据图示可知:光照相同时间,CO2的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的,正确。
考向2 考查阿伏加德罗常数
(2025·盐城一轮复习)工业上,可将Cl2通入石灰乳中制备漂白粉,发生反应:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.22.4 L Cl2中含有2NA个氯原子
B.反应中每生成1.8 g H2O就会转移0.1NA电子
C.0.1 mol·L-1的Ca(ClO)2溶液中ClO-的数目为0.2NA
D.常温下,1 L pH=12的Ca(OH)2溶液中OH-的数目为0.02NA
【答案】B
【解析】A项,不清楚温度和压强,因此22.4 L Cl2气体的物质的量无法计算,错误;B项,根据反应方程式转移2 mol电子生成2 mol水即36 g,因此反应中每生成1.8 g H2O就会转移0.1NA电子,正确;C项,0.1 mol·L-1的Ca(ClO)2溶液,体积未知,因此ClO-的数目无法计算,错误;D项,常温下,1 L pH=12的Ca(OH)2溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,因此1 L Ca(OH)2溶液中n(OH-)=0.01 mol,OH-的数目为0.01NA,错误。
思维建模 阿伏加德罗常数考点
1.22.4 L·mol-1的适用条件
①题中给出物质的体积,先看物质是不是气体,若是气体,再看是否处于标准状况下。
②常考的标准状况下不是气体的物质:H2O、液溴、HF、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、SO3、NO2、酒精、乙酸、碳原子数大于4的烃(除新戊烷)、苯等。
2.物质的微观结构
①单质分子不一定双原子分子,如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、臭氧(O3)、白磷(P4)等。
②注意特殊物质所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如D2O、18O2、H37Cl、—OH、OH-。
③注意物质中的离子数目,如Na2O2中阴离子为O,NaHSO4熔融状态含Na+、HSO。
④最简式相同的物质:NO2和N2O4,乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等单烯烃。
⑤苯环中不含碳碳双键。
⑥了解一些特殊物质中的化学键数目。
物质
CnH2n+2
P4
Si
SiO2
石墨
金刚石
每摩尔含共价键数目
3n+1
6
2
4
1.5
2
3.氧化还原反应中电子转移的数目
①注意是否发生歧化反应,如Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,消耗1 mol Cl2,转移1 mol电子。
②注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而1 mol Fe与足量稀硝酸反应转移3 mol电子。
4.电解质的电离与水解
①看溶液中是否有“弱电解质”的电离,如1 mol CH3COOH溶于水,溶液中n(CH3COO-)<1 mol。
②看溶液中是否有“弱离子”的水解。如1 mol FeCl3溶于水,溶液中n(Fe3+)<1 mol。
③计算溶液中所含微粒数目时,看是否指明溶液体积。
5.隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底,如Cl2+H2OHCl+HClO、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)、2NO2(g)N2O4(g)等。
6.有关反应中浓度的问题
①MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
②Cu与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
③Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,最终得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,最终得到SO2和H2的混合气体。
7.分散系中的微粒数目
①计算H、O原子总数时,不能忽视溶剂水。
②胶粒是大量分子的集合体。如1 mol FeCl3水解转化为Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶粒数目小于6.02×1023。
【变式训练1】
(2024·江苏省苏州市一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.CO2的摩尔质量为44 g
B.1 L 0.5 mol·L-1 K2SO4溶液中含有K+的质量为78 g
C.常温常压下,22.4 L O2含分子数为NA
D.16 g CH4中含有氢原子的总数为4NA
【答案】D
【解析】A项,摩尔质量单位为g·mol-1,错误;B项,n(K+)=0.5 mol·L-1×1 L×2=1 mol,n(K+)=39 g,错误;C项,常温常压下,22.4 L O2的物质的量小于1 mol,错误;D项,16 g CH4的物质的量为1 mol,则所含有氢原子的总数为4NA,正确。
【变式训练2·变载体】
(2023·宿迁高三调研)配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物,如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2=2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。设NA是阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中σ键的数目为21NA
B.0.1 mol·L-1 CoCl2溶液中Co2+数目为0.1NA
C.0.1 mol N2与足量H2在催化剂作用下合成氨,生成的NH3分子数为0.2NA
D.100 g质量分数为17%的H2O2溶液中,氧原子总数为NA
【答案】A
【解析】A项,[Co(NH3)5Cl]Cl2中配位键数为5+1=6、NH3中σ键数为15,故1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中σ键的数目为21NA,正确;B项,溶液体积未知,不能计算Co2+的数目,错误;C项,合成氨是可逆反应,0.1 mol N2不能完全反应,故生成的NH3分子数小于0.2NA,错误;D项,水中也含有氧原子,则n(O)=×2+≈5.6 mol,错误。
考向3 考查物质的量浓度及溶液配制
(2024·江苏省苏州期中)现有下列四种溶液:
①400 mL 2.5 mol·L-1 HCl溶液 ②250 mL 4.0 mol·L-1 HCl溶液 ③200 mL 2.0 mol·L-1 MgCl2溶液 ④600 mL 1.0 mol·L-1 CuCl2溶液
解答下列问题:
(1)Cl-的物质的量浓度由大到小的顺序为________________。
(2)标准状况下,将22.4 L HCl溶于400 mL水中能否得到①溶液?________(填“能”或“否”),简述判断依据:_____________________________________________________________。
(3)常温下,①、②两种溶液导电能力由大到小的顺序为________。
(4)在②、④中分别加入足量的铁粉,消耗的Fe的质量比为_________。
【答案】(1)②=③>①>④ (2)否 标准状况下,将22.4 L HCl溶于400 mL水中,所得溶液的体积不是400 mL,浓度也不是2.5 mol·L-1 (3)②>① (4)5∶6
【解析】(1)c(Cl-)分别为:①2.5 mol·L-1、②4.0 mol·L-1、③2.0 mol·L-1×2=4.0 mol·L-1、④1.0 mol·L-1×2=2.0 mol·L-1,故答案为②=③>①>④;(2)由于HCl溶于水后溶液的体积不是0.4 L,则浓度不是2.5 mol·L-1;(3)离子浓度越大,单位体积内离子所带电荷数越多,溶液的导电能力就越强,②的浓度比①大,则答案为②>①;(4)250 mL 4.0 mol·L-1盐酸中含HCl的物质的量为1 mol,消耗铁的物质的量为0.5 mol;600 mL 1.0 mol·L-1氯化铜溶液中含氯化铜的物质的量为0.6 mol,消耗铁的物质的量为0.6 mol;消耗的Fe的质量比为5∶6。
思维建模 定容时视线引起误差的分析方法
①仰视刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
②俯视刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省南京市、盐城市一模)磷酸锌是一种重要的活性防锈颜料,其制备和含量测定方案如下:
(1)提纯ZnSO4。向含有Mg2+的ZnSO4溶液中加入ZnF2可除去Mg2+,再经处理可得到纯度较高的ZnSO4。
(2)制备Zn3(PO4)2•4H2O。将一定量ZnSO4、CO(NH2)2和H3PO4加适量水搅拌溶解,加热至隆起白色沫状物,冷却、抽滤、洗涤,得到Zn3(PO4)2•4H2O。
(3)测定Zn3(PO4)2•4H2O含量。
测定含量前需用Zn2+标准溶液标定Na2H2Y溶液的浓度。请补充完整配制250 mL 0.2000 mol·L-1 Zn2+标准溶液的实验步骤:___________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀,继续加入蒸馏水至液面离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加至液面与刻度线相切,盖好瓶塞,摇匀,装瓶,贴标签。[Zn相对原子质量为65.38。实验中必须使用的试剂和仪器:纯锌、6.0 mol·L-1盐酸、精确度为0.0001 g的分析天平(如图所示)]。
【答案】计算需用锌粒的质量m=0.25 L×0.2000 mol·L-1×65.38 g·mol-1=3.2690 g;使用分析天平称量3.2690 g的纯锌;将将其全部转移至烧杯中,加入6.0 mol·L-1盐酸到纯锌全部溶解;在烧杯中加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌,冷却至室温;将烧杯中的溶液沿玻璃棒转移到250 mL容量瓶中;用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,将洗涤液全部转移到容量瓶中
【解析】配制250 mL 0.2000 mol·L-1 Zn2+标准溶液的实验步骤如下:计算需用锌粒的质量m=0.25 L×0.2000 mol·L-1×65.38 g·mol-1=3.2690 g;使用分析天平称量3.2690 g的纯锌;将称量好的锌粒全部放入烧杯中,加入6.0 mol·L-1盐酸,使之与锌粒充分反应;在烧杯中加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌;将烧杯中的溶液沿玻璃棒转移到250 mL容量瓶中;用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,将洗涤液一并转移到容量瓶中;轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀,继续加入蒸馏水至液面离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加至液面与刻度线相切,盖好瓶塞,摇匀,装瓶,贴标签。
【变式训练2】
(2024·江苏省高邮市调研)如图是某品牌饮用矿物质水标签的部分内容。下列说法正确的是
饮用矿物质水
净含量:500 mL
配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾
保质期:12个月
主要离子成分:
钾离子(K+):1.0~27.3 mg·L-1
镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1
A.标签上离子的浓度是物质的量浓度
B.取少量矿物质水于试管中,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则该品牌饮用矿物质水中含有Cl-
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)最大值为2.0×10-4 mol·L-1
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中Cl-的物质的量不超过3.5×10-5mol
【答案】C
【解析】A项,标签上离子的浓度表示单位体积内含离子的质量,不是物质的量浓度,错误;B项,矿物质水中含有的硫酸根离子也能与银离子形成沉淀,错误;C项,镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1,则最大值c(Mg2+)==2.0×10-4 mol·L-1,正确;D项,该品牌饮用矿物质水中含氯化钾,则最大值c(Cl-)=c(K+)==7.0×10-4 mol·L-1,则一瓶该矿物质水中含Cl-最大值为:7.0×10-4 mol·L-1×0.5 L=3.5×10-4 mol,错误。
考点三 物质的量与化学计算
知识点1 根据方程式计算
基本原理
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
化学计量数之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
物质的量之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
气体的体积之比 — 2 ∶ — 1
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比,也等于各物质的物质的量之比,对于气体等于其体积之比。
解题步骤
①根据题意写出并配平化学方程式。
②依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质,用完全反应物质的量进行计算。
③把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面,两个量及单位“上下一致,左右相当”。
④选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据,列比例式,求未知量。
知识点2 根据关系式计算
含义
关系式是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子,在多步反应中,它可以把始态反应物与终态生成物之间“量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。
解题的关键是正确书写关系式。
解题步骤
第一步
写出各步反应的化学方程式
第二步
根据化学方程式找出作为中介的物质,并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量或物质的量或相同条件下气体的体积)的关系
第三步
确定已知物质和所求物质之间量的关系
第四步
根据所确定的已知物质和所求物质之间量的关系和已知条件进行计算
知识点3 根据守恒原理计算
含义
所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒,如质量守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。
解题步骤
第一步
明确题目要求解的物理量
第二步
根据题目中要求解的物理量,分析反应过程中物质的变化,找出守恒类型及相关的物理量
第三步
根据守恒原理,梳理出反应前后守恒的物理量,列式计算求解
考向1 依据方程式的计算
(2023·南京、盐城二模节选)通过下列方法测定MnO2的纯度:准确称取0.400 0 g MnO2样品,加入25.00 mL 0.200 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液和适量硫酸,加热至完全反应(发生反应为MnO2+C2O+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O),用0.010 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定过量的Na2C2O4至终点,消耗KMnO4标准溶液20.00 mL(滴定反应为2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
计算样品中MnO2的质量分数(写出计算过程)。
【答案】97.88%(过程见解析)
【解析】根据2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,与MnO反应的C2O的物质的量:n(C2O)剩=×0.010 00 mol·L-1×0.020 00 L=5.000×10-4 mol,0.400 0 g样品中MnO2的物质的量:n(MnO2)=n(C2O)总-n(C2O)剩=0.200 00 mol·L-1×0.025 00 L-5.000×10-4 mol=4.500×10-3 mol;m(MnO2)=4.500×10-3 mol×87 g·mol-1=0.391 5 g;则样品中MnO2的质量分数w(MnO2)=×100%≈97.88%。
【变式训练1·变载体】
(2024·江苏阶段练习)金属铑(Rh)是一种高效催化剂。水合肼(N2H4·H2O)在铑催化剂作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:N2H4·H2O=N2↑+2H2↑+H2O
反应Ⅱ:3(N2H4·H2O)=N2↑+4NH3↑+3H2O
若25 g N2H4·H2O完全分解后生成的N2质量为8.4 g,则产物中的H2和NH3在相同条件下的体积比为_______。
【答案】1∶1
【解析】n(N2H4·H2O)==0.5 mol,n(N2)==0.3 mol。
设N2H4·H2O参加反应Ⅰ的是x mol,参加反应Ⅱ的是3y mol,则
Ⅰ:N2H4·H2O=N2↑+2H2↑+H2O
1 1 2
x x 2x
Ⅱ:3N2H4·H2O=N2↑+4NH3↑+3H2O
3 1 4
3y y 4y
x+3y=0.5 mol
x+y=0.3 mol
解得:x=0.2 mol y=0.1 mol
====1∶1。
【变式训练2·变题型】
(2024·扬州中学期中节选)用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt,含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下:
Ni2O3产品中可能含少量NiO,为测定Ni2O3的纯度,进行如下实验:称取5.000 g样品,加入足量硫酸后,再加入100 mL 1.000 mol·L-1 Fe2+标准溶液,充分反应,加水定容至200 mL。取出20.00 mL,用0.1 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00 mL。实验过程中发生反应如下:
Ni2O3+Fe2++H+Ni2++Fe3++H2O(未配平)
Fe2++MnO4-+H+Fe3++Mn2++H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3的质量分数,并写出计算过程。
【答案】83%(计算过程见解析)
【解析】100 mL 1.000 mol·L-1 Fe2+标准溶液中:n(Fe2+)=1.00 mol·L-1×0.1 L=0.1 mol。20.00 mL溶液消耗KMnO4的物质的量为:n(KMnO4)=0.1 mol·L-1×0.0100 L=1×10-3 mol,则200 mL溶液消耗KMnO4的物质的量为:n(KMnO4)=1×10-3×=1×10-2 mol。
根据反应:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知与MnO4-反应的n(Fe2+)=5n(KMnO4)= 5×10-2 mol。
设Ni2O3的物质的量为x,根据反应:Ni2O3+2Fe2++6H+=2Ni2++2Fe3++3H2O可知与Ni2O3反应的n(Fe2+)=2x。
则:5×10-2 mol+2x=0.1 mol,x=0.025 mol,即n(Ni2O3)=0.025 mol,故Ni2O3的质量分数为×100%=83%。
考向2 依据关系式的计算
(2023·南京、盐城一模节选)测定Cr(OH)3样品纯度。准确称取0.900 0 g样品,溶于过量硫酸并配成250.0 mL溶液。取25.00 mL溶液,用足量(NH4)2S2O8溶液将Cr3+氧化为Cr2O,煮沸除去过量的(NH4)2S2O8,冷却至室温。再加入过量KI溶液,以淀粉溶液为指示剂,用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液24.00 mL(已知反应:Cr2O+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O;I2+2S2O=S4O+2I-)。
计算Cr(OH)3样品的纯度(写出计算过程)。
【答案】91.56%(过程见解析)
【解析】n(S2O)=24.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1=2.4×10-3 mol。根据Cr2O+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O;I2+2S2O=S4O+2I-,得:2Cr3+~Cr2O~3I2~6S2O,n[Cr(OH)3]=n(Cr3+)===8.0×10-4 mol,0.900 0 g样品中含n[Cr(OH)3]为8.0×10-4 mol×=8.0×10-3 mol,Cr(OH)3样品纯度为×100%≈91.56%。
【变式训练1·变载体】
(2023·连云港高级中学)测定样品中铁黄(FeOOH)的质量分数(O—16,K—39,Cr—52,Fe—56)。
称取铁黄样品6.000 g置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸、加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(将Fe3+还原为Fe2+)充分反应,再除去过量的Sn2+。用上述配制的0.5000 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点(Cr2O+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
计算该样品中铁黄的质量分数(写出计算过程)。
【答案】97.9%
【解析】由关系式:6FeOOH~6Fe2+~Cr2O知,n(FeOOH)=6n(Cr2O)=6×0.500 mol·L-1×22.00×10-3 L=6.600×10-2 mol,样品中铁黄的质量分数=×100%=97.9%。
【变式训练2】
(2024·淮安市期中)铁红(Fe2O3)是一种用途广泛的颜料,用某烧渣(主要成分为Fe2O3,含少量SiO2)制备铁红的流程如下:
产品中Fe2O3质量分数的测定:称取已干燥的产品1.000 g,将其置于500 mL锥形瓶中,加入适量的盐酸并加热使其完全反应,然后滴加足量的SnCl2溶液,发生反应:2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+,充分反应后,除去其中过量SnCl2;再向锥形瓶中逐滴加入0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液,发生反应:6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,恰好完全反应时消耗K2Cr2O7溶液18.75 mL,计算产品中Fe2O3的质量分数(写出计算过程)。
【答案】90%
【解析】滴定消耗18.75 mL 0.100 0 mol·L-1重铬酸钾溶液,则n(K2Cr2O7)=0.100 0 mol·L-1×0.01875 mL=1.875×10-3 mol,由2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+、6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O可得如下转化关系:3Fe2O3~6Fe3+~K2Cr2O7,n(Fe2O3)=3n(K2Cr2O7)=3×1.875×10-3 mol,则样品中氧化铁的质量分数为×100%=90%。
考向3 依据守恒原理的计算
(2025·江苏苏州市开学考)MoS2(Mo的化合价为+4)被誉为“固体润滑油王”。不溶于水,也不溶于大多数有机溶剂,对空气中少量的NH3具有高灵敏度检测性能(气敏性),是优良的NH3传感器检测材料。
将(NH4)2MoS4在空气中加热可得MoS2,加热时所得剩余固体的质量与原始固体质量的比值与温度的关系如图所示。
450~550℃时,得到Mo的一种氧化物,该氧化物的化学式为___________。(写出计算过程)
【答案】设(NH4)2MoS4的物质的量为1 mol,m[(NH4)2MoS4]=260 g,则m(Mo)=96 g,500℃得到的一种氧化物质量为144 g,则n(O)==3 mol,则该氧化物化学式为MoO3。
【解析】设(NH4)2MoS4的物质的量为1 mol,m[(NH4)2MoS4]=260g,则m(Mo)=96g,500℃得到的一种氧化物质量为144 g,则n(O)==3 mol,则该氧化物化学式为MoO3。
思维建模 质量守恒的应用——热重分析
热重分析法
指程序控制温度和一定气氛条件下,测量物质的质量与温度关系的一种热分析方法
热重曲线
由热重分析记录的质量变化对温度的关系曲线称热重曲线,曲线的横轴为温度,纵轴为质量或失重百分数
实例:固体物质A热分解反应:A(固体)B(固体)+C(气体)的典型热重曲线如图所示,图中T1为固体A开始分解的温度,T2为质量变化达到最大值时的终止温度,若试样初始质量为m0,失重后试样质量为m1,则失重百分数为×100%。
热重分析的解题流程
①设晶体为1 mol。
②失重一般是先失水,再失非金属氧化物。
③计算每步的m(剩余),固体残留率=×100%。
④晶体中金属质量不减少,仍在m(剩余)中。
⑤失重残留物最后一般为金属氧化物,由质量守恒得m(O),由n(金属)∶n(O),即可求出失重后物质的化学式。
热重曲线解题思维建模——以盐类或碱受热减重为例
计算推导核心
减重全程金属原子的物质的量不变
计算步骤
①先计算化合物中的m(金属)、m(H2O),用于判断脱水过程在哪一温度(阶段)结束。
②脱水后产物继续减重,常伴随CO、CO2等气体的产生。
③若为富氧环境,则金属元素或低价非金属元素价态可因氧化而升高。
【变式训练2】
(2025·无锡市阶段练习)通过下列实验测定硫酸亚铁晶体样品的纯度。准确称取1.200 0 g样品置于锥形瓶中,用50 mL蒸馏水完全溶解,加一定量硫酸和磷酸溶液;用0.020 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点(MnO4-转化为Mn2+),平行滴定3次,平均消耗KMnO4标准溶液42.90 mL。计算硫酸亚铁晶体样品中FeSO4·7H2O的质量分数(写出计算过程)。
【答案】99.39%
【解析】MnO4-Mn2+、Fe2+Fe3+,据得失电子守恒可得:n(MnO4-)×5=n(Fe2+)×1,n(Fe2+)=0.020 00 mol·L-1×0.042 90 L×5=0.004 290 mol,硫酸亚铁晶体样品中FeSO4·7H2O的质量分数为×100%≈99.39%。
【变式训练2·变载体】
(2023·南通一模节选)从废脱硝催化剂(主要成分为TiO2、V2O5)中回收TiO2和V2O5,具有重要意义。
为测定回收所得V2O5样品的纯度,进行如下实验:称取2.000 g样品,用稀硫酸溶解、定容得100 mL (VO2)2SO4溶液。量取20.00 mL 溶液放入锥形瓶中,加入10.00 mL 0.500 0 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量),再用0.010 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液24.00 mL。滴定过程中发生如下反应(均未配平):VO+Fe2++H+→VO2++Fe3++H2O;MnO+Fe2++H+→Mn2++Fe3++H2O。
计算V2O5样品的纯度___________(写出计算过程)。
【答案】86.45%(过程见解析)
【解析】V2O5VO,VOVO2+,则V2O5VO2+,MnO4-Mn2+,Fe2+Fe3+,根据得失电子守恒可得:2n(V2O5)+5n(MnO)=n(Fe2+),n(V2O5)==×=0.009 500 mol,则m(V2O5)=10.009 500 mol×82 g·mol-1=1.729 g,w(V2O5)=×100%=×100%=86.45%。
1.(2024·浙江6月卷)按物质组成分类,KAl(SO4)2•12H2O属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
【答案】C
【解析】KAl(SO4)2•12H2O是结晶水合物,属于纯净物;是由金属阳离子K+、Al3+和酸根阴离子SO42-组成的复盐;答案选C项。
2.(2024·贵州卷)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4+2KClO3+H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.0.1 mol HO中含有的中子数为1.2NA
B. 每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
C.0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
【解析】D
【解析】A项,HO中子数为10,0.1 mol HO中含有的中子数为NA,错误;B项,反应中每生成2 mol ClO2转移2 mol e-,则每生成67.5 g ClO2(即1 mol),转移1 mol e-,错误;C项,缺少溶液的体积和该温度下H2C2O4的电离平衡常数,无法计算H+数目,错误;D项,O=C=O分子中含有2个σ键,22.4 L CO2(即1 mol)中含σ键数目为2.0NA,正确。
3.(2024·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.26 g H—C≡C—H中含有σ键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含NH的数目为NA
C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA
D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA
【答案】A
【解析】A项,26 g C2H2的物质的量为1 mol,1 mol C2H2分子中含有3 mol σ键,故26 g C2H2中含有σ键的数目为3NA,正确;B项,NH在水溶液中发生水解,1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含NH的数目小于NA,错误;C项,CO和H2均由分子构成,1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,错误;D项,Na与H2O反应生成11.2 L H2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法得出转移电子数目,错误。
4.(2023·全国甲卷)实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 mol·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯
A.①②④⑥ B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧
【答案】D
【解析】粗盐提纯涉及的操作及使用的仪器有溶解(⑥烧杯和玻璃棒)、除杂、过滤(漏斗、玻璃棒、⑥烧杯)、蒸发结晶(蒸发皿、⑧酒精灯、玻璃棒)。配制0.100 0 mol·L-1的NaCl溶液的操作步骤及使用的仪器是称量(①天平)→溶解(⑥烧杯和玻璃棒)→移液(⑥烧杯、玻璃棒、⑤容量瓶)→定容(胶头滴管),故本题选D项。
5.(2024·江苏卷)净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。
①向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液,Nd3+可转化为Nd(OH)CO3沉淀。
②将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g·mol-1)在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600℃时,所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c,通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)∶n(CO32-)的比值___________(写出计算过程)。
【答案】2∶1
【解析】8.84 mg Nd(OH)CO3的物质的量为=4.0×10-5 mol,其在氮气氛围中焙烧后,金属元素的质量和化合价均保持不变,因此,n(Nd3+)=4.0×10-5 mol;550~600℃时剩余固体的质量为7.60 mg,固体减少的质量为8.84 mg-7.60 mg=1.24 mg,由于碱式盐在受热分解时易变为正盐,氢氧化物分解得到氧化物和H2O,碳酸盐分解得到氧化物和CO2,因此,可以推测固体变为NdaOb(CO3)c时失去的质量是生成H2O和CO2的质量;根据H元素守恒可知,固体分解时生成H2O的质量为4.0×10-5 mol××18×103 mg·mol-1=0.36 mg,则生成CO2的质量为1.24 mg-0.36 mg=0.88 mg,则生成CO2的物质的量为=2.0×10-5 mol,由C元素守恒可知,分解后剩余的CO32-的物质的量为4×10-5 mol-2.0×10-5 mol=2.0×10-5 mol,因此可以确定该产物中n(Nd3+)∶n(CO32-)的比值为=2∶1。
6.(2022·湖南节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。
【答案】97.6%
【解析】由题意可知,硫酸钡的物质的量为=0.002 mol,依据钡原子守恒,产品中BaCl2·2H2O的物质的量为0.002 mol,质量为0.002 mol×244 g·mol-1=0.488 g,质量分数为×100%=97.6%。
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