内容正文:
第1章 化学研究的天地
复习讲义
复习目标
1.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。
2.了解胶体是一种常见的分散系;了解胶体与溶液的简单鉴别方法和胶体的重要应用。
3.理解物质的量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度等物理量的含义,它们之间转化关系以及相关计算。
4.熟悉常见的基本实验操作;学会常见物质的分离和提纯的方法。
5.学会配置一定物质的量浓度的溶液,误差分析的方法。
重点和难点
重点:1.物质间的转化关系;胶体的性质应用;
2. 理解物质的量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度等物理量的含义,它们之间转化关系以及相关计算。
3.熟悉常见的基本实验操作;学会常见物质的分离和提纯的方法。
4.学会配置一定物质的量浓度的溶液,误差分析的方法。
难点:1.以物质的量为核心的相关计算。 2.误差分析的方法。
█知识点一 物质的分类
1.根据物质的组成和性质特点对物质进行分类(树状分类法)。金属单质,如Na、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Al等。
单质
(同种元素)
非金属单质,如S、C、P4、Cl2、O2、N2、H2等。
稀有气体,如He、Ne、Ar、Kr等。
金属氢化物,如NaH、CaH2等。
氢化物
非金属氢化物,如NH3、H2O等。
金属氧化物,如Na2O、CaO、Fe2O3等。
纯净物
(同种物质)
氧化物
无机
化合物
酸:强酸(如HCl)、弱酸(如H2CO3);
一元酸(如HNO3)、二元酸(如H2SO4)
非金属氧化物,如CO2、SO2、NO2等。
碱:强碱(如NaOH)、弱碱(如NH3·H2O);
一元碱(如KOH)、二元酸[如Ca(OH)2]
物
质
化合物
(不同种元素)
盐:可溶性盐(如Na2CO3)、不溶性盐(如BaSO4);
含氧酸盐(如Na2SO4)、无氧酸盐(如K2S)
烃:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃
有机
化合物
烃的衍生物:含氧衍生物、含氮衍生物等。
糖类、油脂、蛋白质
混合物
(不同种物质)
有机高分子化合物
2.依据不同的分类标准(溶解性、导电性、聚集状态)对物质进行分类(交叉分类法)。导体,如Cu、Al、石墨等。
依据导电性
半导体,如Si、Se、Ge、砷化镓等。
绝缘体,如塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、空气、CO2等。
易溶物,如KNO3、Na2CO3、NH4Cl、NH3、HCl、乙醇等。
依据溶解性
物
质
可溶物,如CaSO4、CO2、SO2、NaCl等。
微溶物,如Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3等。
难溶物,如CaCO3、AgCl、BaSO4、Cu(OH)2等。
气体,如CO2、SO2、CO 、NO、NH3等。石墨等。
液体,如硫酸、酒精、水、醋酸等。
依据聚集状态
固体,如Cu、Al、石墨、食盐、碳酸钠等。
易错提醒
①对于同一种物质,分类的标准不同,所属的物质类别也不同。如NaHSO4既属于盐,同时属于钠盐、酸式盐,又属于含氧酸盐等,因此在分类时必须明确分类的依据。
②分类时注意物质的真实组成,不要被俗名迷惑,如盐酸是HCl的水溶液,是混合物;纯碱是Na2CO3(填化学式),属于盐;结晶水合物,如CuSO4·5H2O,是纯净物。
③只有一种元素组成的物质,可能是纯净物,也可能是混合物。例如,O2、O3均是纯净物,而O2和O3混合后就是混合物。
④冰和水混合在一起是纯净物,二者仅是状态不同,但组成相同,都是H2O(填化学式)。
效果检测
1.属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
【答案】C
【详解】由金属阳离子和酸根离子构成的,属于盐类。故选C。
2.下列生活中的常见物质,按照单质、酸性氧化物、碱、混合物的顺序排列的一组是
A.液氢、、碱式碳酸铜、盐酸 B.硫黄、、纯碱、漂白粉
C.白磷、、碘酒 D.铁、、冰水混合物
【答案】C
【详解】A.二氧化氮不属于酸性氧化物,碱式碳酸铜属于碱式盐,A不符合题意;
B.纯碱为碳酸钠,属于盐,不属于碱,B不符合题意;
C.白磷为单质,Cl2O7为酸性氧化物,一水合氨属于碱,碘酒为混合物,C符合题意;
D.冰水混合物是水,属于纯净物,D不符合题意;
故答案选C。
█知识点二 分散系
1.概念:一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中所得到的体系。
2.组成:被分散的物质称为分散质,起容纳分散质作用的物质称为分散剂,分散系都是混合物。
3.分类:
(1)按照分散质粒子的大小不同(本质区别),分为三种分散系
(2)按照分散质和分散剂的状态,分为9种分散系
如烟属于气固分散系;雾属于气液分散系;悬浊液属于液固分散系;合金属于固固分散系。
(3)三种分散系比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子直径大小
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
分散质微粒成分
离子或小分子
大分子或离子集合体
巨大分子或离子集合体
外观特征
均匀、透明
均匀、透明或半透明
不均匀、不透明
稳定性
稳定,静置无沉淀
较稳定
不稳定,静置有沉淀或分层
分散质能否透过滤纸
能
能
不能
分类
饱和溶液、不饱和溶液
固溶胶、液溶胶、气溶胶
悬浊液、乳浊液
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH) 3胶体
泥水
4.胶体定义:分散质粒子直径在1~100 nm之间(本质特征)的分散系。
5.胶体分类:
①根据分散剂的状态分类:
a.气溶胶:烟、云、雾,分散剂为气体。
b.液溶胶:豆浆、稀牛奶、墨水、Fe(OH)3胶体,分散剂为液体。
c.固溶胶:有色玻璃、烟水晶,分散剂为固体。
②根据胶体粒子的组成分类:
a.粒子胶体:Fe(OH)3胶体
b.分子胶体:淀粉胶体、蛋白质胶体
6.性质及应用:
①丁达尔效应:可见光束通过胶体时,在入射光侧面可看到一条光亮的通路,这是胶体粒子对光线散射而形成的,可用此性质来鉴别溶液和胶体。
②布朗运动:胶粒永不停息地做无规则运动的现象叫做布朗运动,是胶体稳定的次要原因。
③电泳:由于胶体粒子带有电荷,在电场作用下,胶体粒子在分散剂中作定向移动的现象。此性质可用于工业上的静电除尘。
④介稳性:
胶体的稳定性介于溶液与浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系,但改变条件就有可能发生聚沉。
⑤聚沉:
方法:a).加入电解质溶液;b).加入胶粒带相反电荷的胶体;c).加热或搅拌。
⑥渗析:
原因:半透膜的细孔能让可溶性杂质的分子或离子通过,但不能让较大的胶粒通过,因而可以达到分离的目的。渗析是一种物理分离方法。
7.常见的胶体
①
气溶胶
云、烟、雾
②
液溶胶
豆浆、氢氧化铝胶体、Fe(OH)3胶体、硅酸胶体
③
固溶胶
果冻、宝石、烟水晶、有色玻璃
③
三种有机胶体
淀粉溶液、肥皂水、蛋白质溶液
8.胶体的应用
①丁达尔效应常用于鉴别溶液和胶体。
②胶体的介稳性常用于涂料、颜料、墨水的生产等领域。
③电泳现象可用于静电除尘、电泳电镀、分离蛋白质与氨基酸、血清电泳用于诊断疾病等。
④胶体聚沉可用于明矾净水、制肥皂、制豆腐和果冻等。
9.Fe(OH)3胶体的制备
①原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
②操作:在小烧杯中加入50mL 蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中慢慢滴入3mL氯化铁饱和溶液,用玻璃棒轻轻搅拌,继续加热至溶液刚好呈红褐色,停止加热。即可得到氢氧化铁胶体。。
易错提醒
1.胶体不带电,胶体中的微粒能吸附体系中的带电粒子而使胶粒带电荷,但整个体系仍呈电中性。
2.并不是所有的胶体都有电泳现象,如淀粉胶体粒子不带电荷而无电泳现象。
3.胶体聚沉属于物理变化。
4.为了制得浓度较大的Fe(OH)3胶体,使现象更明显,需要用FeCl3的饱和溶液。
5.书写制备胶体的化学方程式时,生成的胶体不加沉淀符号“↓”,应注明“胶体”二字;
效果检测
3.2023年诺贝尔化学奖授予了叶基莫夫等三位科学家以表彰他们为发现和合成量子点作出的贡献。利用颜色来自氯化铜的纳米颗粒,叶基莫夫证明了粒子大小通过量子效应影响玻璃的颜色。下列说法正确的是
A.叶基莫夫实验用的有色玻璃属于固溶胶 B.叶基莫夫实验用的氯化铜颗粒能透过半透膜
C.量子效应引起的颜色效果仅依赖颗粒尺寸 D.添加氯化铜纳米颗粒的玻璃一定是蓝色的
【答案】A
【分析】由题干信息可知,利用颜色来自氯化铜的纳米颗粒,即氯化铜的纳米颗粒分散到玻璃中,分散质粒子直径大小在1~100nm之间,形成胶体,据此分析解题。
【详解】A.叶基莫夫实验用的有色玻璃,则分散剂为固体,属于固溶胶,A正确;
B.实验用的氯化铜颗粒直径大小在1~100nm之间,形成胶体,不能透过半透膜,B错误;
C.根据题意,颗粒形成胶体后,才能引起量子效应,C错误;
D.CuCl2本身的颜色为棕黄色,CuCl2水溶液呈蓝色,故添加氯化铜纳米颗粒的玻璃不一定是蓝色的,D错误;
故选A。
4.铁在氯气中燃烧可以生成,氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是
A.加入硫酸镁产生沉淀 B.能透过半透膜
C.能有丁达尔现象 D.分散质分布均匀
【答案】D
【详解】A.向氯化铁溶液加入硫酸镁无明现象,向氢氧化铁胶体中加入硫酸镁,会使胶体聚沉而产生沉淀,故A不符合题意;
B.氯化铁溶液中的铁离子和氯离子可以透过半透膜,而氢氧化铁胶体中的胶粒不能透过半透膜,故B不符合题意;
C.氢氧化铁胶体能产生丁达尔现象,氯化铁溶液不能产生丁达尔现象,故C不符合题意;
D.溶液和胶体都是均匀、稳定的分散系,故D符合题意;
故选D。
5.生活中存在很多的胶体,如血液、云、烟、雾等。下列有关胶体的说法正确的是
①江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
②粒子直径在之间的碳纳米属于胶体
③胶体中的胶粒带电,但胶体不带电
④雾是气溶胶,在阳光下可观察到丁达尔效应
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④
【答案】B
【详解】①江河入海口三角洲的形成,是泥沙胶体遇到海水中的电解质发生的凝聚,正确;
②粒子直径在1-100 nm之间的碳纳米属于纯净物,不属于分散系,所以不是胶体,错误;
③胶体中的胶粒带电,但胶体属于分散系,整体不带电,正确;
④雾是气溶胶,在阳光照射下,可形成一条光亮的“通路”,从而观察到丁达尔效应,正确;
故选B。
█知识点三 物质的量相关概念
1.物质的量相关概念的关系图
2.物质的量
(1)符号为n,单位是摩尔(mol)。
(2)使用范围:适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
(3)阿伏加德罗常数:指1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,NA≈6.02×1023mol-1。
(4)公式:n=或N=n·NA或NA=。
点睛:物质的量——“四化”
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些微粒的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如米
具体化
必须指明具体微粒的种类,常用化学式表示,如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”;不能说“1 mol 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如1 mol NaCl、0.5 mol H2SO4
3.摩尔质量
摩尔质量——“三性”
(1)等值性:摩尔质量只是以g·mol-1作单位时,在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等。
(2)近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于相对分子质量或相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。
(3)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量多少而改变。
注意:摩尔质量与1 mol物质的质量的区别是两物理量的单位不同,1 mol物质的质量的单位是克,而摩尔质量的单位是克/摩。如1 mol H2O的质量是18 g,而H2O的摩尔质量是18 g/mol。
4.气体摩尔体积
在标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时。一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol”“约22.4 L”。
注意(1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念,使用时要避免混淆。如标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L,O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1。
(2)使用22.4 L·mol-1时应该注意的问题:
①条件必须是标准状况(0 ℃,101 kPa)。
②物质必须是气体,可以是单一气体也可以是混合气体。
(3)条件对气体摩尔体积的影响
温度与压强都影响气体的体积,不同温度和压强下,气体摩尔体积的数值可能不同。改变温度和压强,在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1。
5.物质的量、阿伏加德罗常数、物质的质量及粒子数之间的相关计算
计算关系式(公式)
主要应用
注意事项
n=
在n、N和NA中,已知任意两项求第三项
①NA有单位:mol−1
②求n或N时,概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol−1
M=
①在M、n和m中,已知任意两项求第三项
②先求M,后求Mr
M的单位取g·mol−1,m的单位取g
①在m、M、NA和N中已知任意三项求第四项
②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题
与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
6.阿伏加德罗定律的推论
依据公式pV=nRT(其中:p为压强,V为体积,n为物质的量,R为常数,T为温度),探究阿伏加德罗定律的推论,可得出下表结论。
条件
结论(等式)
语言叙述
T、p相同
同温同压下,气体体积之比等于气体物质的量之比
T、V相同
同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之比
n、T相同
同温同物质的量下,气体压强之比等于体积反比
T、p相同
同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比
T、p、V相同
同温同压下,相同体积的气体的质量之比等于摩尔质量之比
7.以物质的量为中心计算的思维流程
8.物质的量浓度
(1)概念
物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
(2)表达式:cB=,变形: nB=cB·V;V=。
(3)常用单位:mol·L-1或mol/L。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的质量、物质的量因体积不同而改变。
9.溶液的稀释与混合
(1)稀释
溶质质量不变:m1w1=m2w2;
溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)。
(2)混合
c(混)·V(混)=c1V1+c2V2。
10.一定体积的气体(标准状况)溶于水后形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法
(1)若已知溶液的体积
(2)若已知溶液的密度
[假定气体的摩尔质量为M g/mol,V L(标准状况)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g/cm3]
计算过程:
①先计算溶质的物质的量:n= mol;
②再计算溶液的体积:
V(溶液)=
=×1×10-3 L/cm3
= L;
③最后计算溶质的物质的量浓度:
c==
= mol/L。
易错提醒
1.涉及稀有气体时要注意He、Ne、Ar为单原子分子,O2、N2、H2等为双原子分子,臭氧(O3)为三原子分子等。
2.求N时,概念性问题用NA,数字性问题用6.02×1023 mol-1。
3.气体的体积受温度、压强的影响很大,因此,说到气体的体积时,必须指明外界条件,否则就没有意义。
4.气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强,只适用于气态物质,对于固态物质和液态物质来讲不适用。这里所指的“气体”,可以是纯净物,也可是混合物。
效果检测
6.下列叙述中正确的是
A.摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质约含有6.02×1023个分子
B.1mol氧的质量为16g
C.0.5molHe约含有6.02×1023个电子
D.摩尔只适用于分子、原子和离子
【答案】C
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质约含有6.02×1023个微粒,A错误;
B.1mol氧原子的质量为16g,B错误;
C.He是单原子分子,1个He分子含有2个电子,0.5molHe约含有0.5mol×2×6.02×1023mol=6.02×1023个电子,C正确;
D.摩尔适用于分子、原子、离子以及它们的组合等,D错误;
答案选C。
7.下列与物质的量相关的计算正确的是
A.标准状况下,11.2LX气体分子质量为32g,则X气体的摩尔质量为64g
B.5.6gCO和4.48LCO2中含有碳原子数一定相等
C.分别含有1molO原子的CO、CO2、O3气体,则三种气体的物质的量之比为6:3:2
D.agCl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA可以表示为
【答案】C
【详解】A.摩尔质量的单位为g/mol,故A错误;
B.4.48LCO2没有说明摩尔体积 ,所以无法计算物质的量,无法计算碳原子数,故B错误;
C.分别含有1molO原子的CO、CO2、O3气体,则三种气体的物质的量分别为1mol、、,所以比值为6:3:2,故C正确;
D.由,得,故D错误;
答案选C。
█知识点四 实验室制取氯气
1.试剂选择:选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性,常用氧化其Cl-的方法来制取,因此要选用含有Cl-的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。
2.反应原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
3.实验装置:实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置,主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置
4.发生装置:
①类型:固体+液体气体。
②实验仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶
5.净化装置:气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质,以便选择适当的装置除去杂质。
①杂质成分:用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。
②除杂顺序:先除HCl气体,再除水蒸气。
③除杂试剂:用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体:常用浓H2SO4,也可用干燥的CaCl2,除去Cl2中少量的水蒸气。如图:
6.收集装置:选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水,密度比空气大,所以收集氯气时,不能用排水法,应该用向上排空气法,也可用排饱和食盐水法收集Cl2。
7.尾气处理装置:氯气有毒,实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行,通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。应注意:
①导气管要伸入液面以下;
②氢氧化钠溶液的作用:吸收过量的氯气,防止污染环境。
8.验满方法:
①观察法:氯气是黄绿色气体。
②将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满
③将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满
易错提醒
1.必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,且随着反应的进行,盐酸浓度变小,无论MnO2是否足量,盐酸均不能完全反应,反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液。
2.浓盐酸中,部分Cl-的化合价升高,4 mol HCl参加反应,被氧化的Cl-为2 mol。
效果检测
8.某气体制备装置示意图如图。该装置适合于
A.稀硫酸与Zn粒反应制H2 B.浓盐酸与MnO2反应制Cl2
C.稀盐酸与CaCO3反应制CO2 D.NH4Cl溶液与NaOH反应制NH3
【答案】C
【分析】根据装置图可知:该装置适用于固体与液体或液体与液体在常温下反应制取气体,制取的气体的密度比空气大,用向上排空气的方法进行收集,据此分析解答。
【详解】A.稀硫酸与Zn粒在常温下发生反应产生ZnSO4、H2,但由于制取的H2密度比空气小,应该使用向下排空气的方法收集,A不符合题意;
B.浓盐酸与MnO2混合加热,发生氧化还原反应反应制Cl2,该装置不能加热,一层不能用于制取Cl2,B不符合题意;
C.稀盐酸与CaCO3在常温下发生复分解反应制CO2,由于CO2的密度比空气大,一层可以使用向上排空气的方法进行收集,C符合题意;
D.NH4Cl溶液可以与NaOH固体发生复分解反应制NH3,但由于NH3密度比空气小,应该使用向下排空气的方法收集,D不符合题意;
故合理选项是C。
9.下列有关的制备、除杂和收集正确的是
A.用甲装置制备 B.用乙装置除去中的和
C.用丙装置收集 D.用丁装置吸收尾气
【答案】D
【详解】A.实验室常用MnO2与浓盐酸加热制备Cl2,甲装置没有加热,A错误;
B.饱和食盐水中有大量水,气体通过饱和食盐水会带出水蒸气,应先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水,B错误;
C.Cl2的密度大于空气,应该用向上排空气法收集,即长进短出,C错误;
D.Cl2有毒,可以用NaOH吸收尾气,球形干燥管起到防倒吸的作用,D正确;
故选D。
█知识点五 物质的分离和提纯
1.过滤
①适用范围:固液混合物的分离或可溶与难溶固体混合物的分离。
②主要仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、滤纸等。
③操作要点:
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸边缘略低于漏斗边缘;液体的液面略低于滤纸的边缘;
三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上;玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧;漏斗颈的末端尖嘴应靠到烧杯的内壁上。
2蒸发结晶
①原理:蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈
晶体析出,叫蒸发结晶,蒸发结晶适用于将可溶于溶剂的溶质分离出来。
②主要仪器:蒸发皿、三脚架或铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒。
③在进行蒸发操作时要注意以下几个问题:
a.在加热蒸发过程中,应用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部过热造成液滴飞溅;
b.加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热,用余热蒸干;
c.热的蒸发皿应用坩埚钳取下,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂要垫在石棉网上。
3.冷却结晶
①原理:在较高温度下蒸发溶剂,形成饱和溶液,降低温度,溶质溶解度降低,析出晶体的过程叫冷却结晶。
②应用:冷却结晶主要适用于分离溶解度随温度变化有较大差异的物质。如实验室从KCl和MnO2的混合物中分离、回收这两种物质的实验方案:将混合物加适量水,使KCl完全溶解,将混合物过滤,滤渣洗涤、干燥,得到MnO2,将滤液蒸发,得到KCl固体。如参照溶解度曲线,设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。
实验方案:将固体混合物用90℃以上的热水溶解,形成热的浓溶液,冷却至室温,过滤,将晶体洗涤、干燥,得到KNO3晶体。
4.蒸馏
①原理:将液态物质加热至沸点,使之汽化,然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程称为蒸馏。
②应用:运用蒸馏,可以分离沸点相差较大的液体混合物,也可以除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。
③实验装置:
④主要仪器:蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、接收管(牛角管)、锥形瓶、酒精灯。
⑤操作的顺序:安装蒸馏装置→加入待蒸馏的物质和沸石→通冷凝水→加热→弃去前馏分→收集馏分→停止加热→停止通冷凝水。
⑥操作要点:温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的,也不能少于;冷凝管中冷却水从下口进,上口出;先接通冷凝水,再加热;蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片——防液体暴沸;剩余少量溶液时即可停止加热,溶液不可蒸干。
5.分液
①原理:如果两种液体互不相溶,就可以用分液的方法分离这两种液体。
②仪器:铁架台、分液漏斗、烧杯。
③操作过程:装液(将要分离的液体倒入分液漏斗中,塞上分液漏斗顶部的塞子,将分液漏斗倒转过来,充分振荡,打开活塞放气,再关闭活塞)→静置(将分液漏斗放在铁架台上,分液漏斗下端尖嘴紧贴烧杯壁)→放液(打开分液漏斗顶部塞子,再打开活塞,将下层液体恰好放出到烧杯中,关闭活塞)→倒液(另取一只烧杯,将上层液体倒入烧杯中)。
6.萃取
①原理:萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,将物质从一种溶剂中转移到另一种溶剂(即萃取剂)中,从而实现分离的方法。
②萃取的条件:a.与原溶剂互不相溶;b.与原溶剂及溶质都不反应;c.溶质在萃取剂中的溶解度要远大于其在原溶剂中的溶解度。
③用CCl4萃取碘水中的碘:
取试剂→振荡→静置→分液
易错提醒
分液操作注意事项:分液漏斗使用前要洗涤并检漏;荡时,要不时旋开活塞放气,以防止分液漏斗内压强过大引起危险;分液时,要将漏斗下端管口尖嘴紧贴烧杯内壁,使液体顺利流下,防止液体飞溅;下层液体要从下口放出,恰好流尽时及时关闭活塞,防止上层液体流出,上层液体要从上口倒出,保证上层液体尽量少地沾附下层液体。
效果检测
10.下列装置或操作能达到实验目的的是
A.实验室制氧气
B.收集二氧化碳
C.检查装置气密性
D.分离酒精和水
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.集气瓶口不应塞橡胶塞,氧气密度大于空气,不能用向下排气法收集,A错误;
B.CO2密度大于空气,应用向上排气法收集,即应长进短出,B错误;
C.关闭止水夹,向长颈漏斗中加水,一段时间后产生液面差,则气密性良好,C正确;
D.酒精与水互溶,不能分液,D错误;
故选C。
11.下列分离方法与从含碘单质的水溶液中提取碘的原理相同的是
A.建筑工人用铁筛把大小不同的沙粒分开
B.农民“扬谷”分离饱满的谷粒与干瘪的谷壳
C.青海湖附近的人们“冬天捞碱,夏天晒盐”
D.屠呦呦用乙醚浸泡黄花蒿,再低温蒸出混合液中的乙醚获得青蒿素晶体
【答案】D
【分析】从含碘单质的水溶液中提取碘的原理是加入有机溶剂,利用碘在有机溶剂和水中的溶解度不同,进行萃取后分液的操作。
【详解】A.用铁筛把大小不同的沙粒分开是因为不同沙粒直径不同,直径小的能够通过铁筛,从而把不同的直径的沙粒进行分离的方法,与过滤原理相同,A不合题意;
B.农村“扬谷”分离饱满的谷粒和干瘪的谷壳,利用谷粒和谷壳的密度和质量大小进行分离,谷壳密度较小,在扬谷时易分离,与过滤无关,B不合题意;
C.青海湖附近的人们“冬天捞碱,夏天晒盐”是利用了食盐在不同温度下溶解度的不同,进行物质的分离,C不合题意;
D.用乙醚浸泡黄花蒿,再低温蒸出混合液中的乙醚获得青蒿素晶体即是先萃取,再分离的操作,与从含碘单质的水溶液中提取碘的原理相同,D符合题意;
故选D。
█知识点六 物质的检验
1.常见阳离子的检验
(l)H+ :能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
(2)Ba2+ :能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
(3)Mg2+ :能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
(4)Al3+ :能与适量的 NaOH溶液反应生成 白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
(5)Ag+ :能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成 白色AgCl沉淀,不溶于稀 HNO3。
2.常见阴离子的检验
(1)OH- :能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
(2)Cl-:能与硝酸银 反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸。
(5)SO42-:能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸
3.焰色反应
①定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上称为焰色反应。
③操作步骤
易错提醒
物质检验时,应按照取样→操作→现象→结论的顺序进行描述,具体如下:
a.“先取样,后操作”,若试样是固体,一般先配成溶液再检验。
b.“取少量溶液分别加入几支试管中”,不得在原试剂瓶中进行检验。
c.“先现象,后结论”。
效果检测
12.鉴别物质有多种方法,以下离子检验所选择的方法合理的是
A.用沉淀法检验K B.用沉淀法检验SO
C.用焰色试验检验Cl- D.用气体法检验Ca2
【答案】B
【详解】A.检验应利用焰色试验,透过蓝色钴玻璃观察焰色为紫色,而不是沉淀法,故A错误;
B.是加入稀盐酸和氯化钡溶液,生成了硫酸钡沉淀,所以是沉淀法,故B正确;
C.焰色试验是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应,不适合用于检验,故C错误;
D.检验可以利用可溶性碳酸盐与之反应产生白色沉淀,为沉淀法而不能用气体法,故D错误;
答案选B。
13.下列关于离子检验的过程及结论叙述正确的是
A.向某溶液中加入过量稀盐酸,若产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中的阴离子一定含有
B.向某溶液中加入溶液,若产生白色沉淀,则该溶液的阴离子一定是
C.向某溶液中加入过量稀盐酸,无明显现象,再加入溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中的阴离子一定是
D.向某溶液中加入少量NaOH溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中的阳离子一定含有
【答案】C
【详解】A.若溶液中存在 、 、等,加入过量稀盐酸,则产生的气体也能使澄清石灰水变浑浊,A错误;
B.硫酸银,碳酸银也是白色沉淀,不能排除硫酸根离子,碳酸根离子的干扰,B错误;
C.盐酸可以排除碳酸根离子,亚硫酸根离子和氯离子的干扰,再利用硫酸钡为白色沉淀检验硫酸根离子,故硫酸根离子检验的方法正确,C正确;
D.和氢氧化钠溶液产生白色沉淀的离子有镁离子,铝离子等,D错误;
故本题选C。
█知识点七 配置一定物质的量浓度的溶液
1.配制过程
以配制100 mL 1.000 mol·L-1 的氯化钠溶液为例
【实验仪器】电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管、试剂瓶
【实验步骤】
①计算:根据配制要求计算出所用固体溶质的质量
根据nB=cB·V =0.1mol,则m(NaCl)=5.850 g
②称量:用电子天平称量固体溶质的质量
用电子天平可准确称取NaCl固体5.850 g
③溶解:在烧杯中用蒸馏水将称出的固体溶解,并用玻璃棒不断搅拌
④转移:待烧杯内溶液恢复室温后,用玻璃棒引流,将其缓缓注入100 mL 容量瓶中
⑤洗涤:用蒸馏水将烧杯内壁和玻璃棒洗涤2~3次,并将洗涤液全部注入容量瓶里
⑥定容:向容量瓶加蒸馏水至液面距刻线1cm~2cm处,再改用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水,直至 溶液的凹液面最低处恰好与刻线相切
⑦⑧摇匀:塞好瓶塞,用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反复倒转,使溶液混合均匀
2.误差分析
①原理依据
根据cB== 判断。其他条件不变时:
(1)使m增大(或减小)的因素,导致cB偏大(或偏小)。
(2)使V增大(或减小)的因素,导致cB偏小(或偏大)。
②误差分析
能引起误差的一些操作
m
V
cB
托盘天平
天平的砝码沾有其他物质或已生锈
增大
不变
偏大
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码
减小
不变
偏小
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长
减小
不变
偏小
量筒
用量筒量取液体时,仰视读数
增大
不变
偏大
用量筒量取液体时,俯视读数
减小
不变
偏小
烧杯和
玻璃棒
搅拌时部分液体溅出
减小
不变
偏小
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
不变
偏小
容量瓶
溶液未冷却到室温就注入容量瓶定容
不变
减小
偏大
向容量瓶转移溶液时有少量液体流出
减小
不变
偏小
定容时,水加多了,用滴管吸出
减小
不变
偏小
定容时,俯视刻度线
不变
减小
偏大
定容时,仰视刻度线
不变
增大
偏小
③定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
(1)仰视刻度线(图甲)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于液面的实际高度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
(2)俯视刻度线(图乙)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面的实际高度,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
易错提醒
1.配制失败,重新配制。
2.进行误差分析时,需要控制变量,保持一个物理量不变,分析另一个物理量的变化情况。
效果检测
14.若所配制的次氯酸钠溶液浓度偏小,原因可能是下列分析中的
A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水 B.定容时水多、超过刻度线,用胶头滴管吸出
C.定容时,俯视溶液的凹液面最低处 D.溶解后未冷却就进行下一步操作
【答案】B
【详解】A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水,不影响配制,没有误差,A不符合题意;
B.定容时水多,溶液浓度偏小,B符合题意;
C.定容时,俯视溶液的凹液面最低处,导致加水量偏少,溶液浓度偏大,C不符合题意;
D.溶解后未冷却就进行下一步操作,待溶液温度降低至室温后,溶液体积减小,定容时加水量不足,浓度偏大,D不符合题意;
故选B。
15.用胆矾()配制的硫酸铜溶液,下列方法合理的是
A.取25g胆矾,溶于1000mL水中
B.取25g胆矾,加热使其失去全部结晶水,然后溶于1000mL水中
C.取25g胆矾溶于少量水中,然后加水配成1000mL溶液
D.取25g胆矾,加热使其失去全部结晶水后,称取16g无水硫酸铜溶于少量水中,然后加水配成1000mL溶液
【答案】C
【详解】A.取25g胆矾,物质的量为0.1mol,溶于1000mL水中,溶液的总体积大于1000mL,物质的量浓度小于,故A不符合题意;
B.取25g胆矾,物质的量为0.1mol,加热使其失去全部结晶水,然后溶于1000mL水中,溶液的总体积大于1000mL,物质的量浓度小于,故B不符合题意;
C.取25g胆矾即物质的量为0.1mol,溶于少量水中,然后加水配成1000mL溶液,物质的量浓度等于,故C符合题意;
D.取25g胆矾即物质的量为0.1mol,加热使其失去全部结晶水后,称取16g无水硫酸铜溶于少量水中,然后加水配成1000mL溶液,物质的量浓度等于,但加热使其失去全部结晶水没有任何意义,浪费了时间和能源,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
█考点一 物质的分类方法
【例1】将下列各组物质按酸、碱、盐分类顺次排列,正确的是
A.硫酸,纯碱,孔雀石 B.硝酸,烧碱,绿矾
C.冰醋酸,乙醇,醋酸钠 D.盐酸,熟石灰,苛性钠
【答案】B
【详解】A.纯碱是碳酸钠,属于盐类化合物,孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜,属于混合物,A错误;
B.硝酸属于酸,烧碱是氢氧化钠,属于碱,绿矾是,属于盐类化合物,B正确;
C.乙醇属于有机物,不属于碱,C错误;
D.苛性钠是氢氧化钠,属于碱类化合物,D错误;
答案选B。
解题要点
1.“交叉分类法”的特点是对同一事物按照不同的标准进行分类,从而可以看出同一物质的多种属性。
把同一种物质根据不同分类标准进行分类。
2.“树状分类法”的特点是同类事物按照某些属性进行再分类,形成一定的从属关系。
把不同的物质根据相同的分类标准进行分类。
【变式1-1】下列各组内物质属同一类别的是
A.苛性钠、纯碱、烧碱、氢氧化钡 B.硫酸、亚硫酸、硝酸、碳酸
C.硫酸铵、醋酸钠、碳酸铵、醋酸 D.氧化钠、氧化钾、氧化铜、熟石灰
【答案】B
【详解】A.苛性钠、烧碱、氢氧化钡均属于碱,纯碱为碳酸钠,属于盐,A不符合题意;
B.硫酸、亚硫酸、硝酸、碳酸均属于酸,B符合题意;
C.硫酸铵、醋酸钠、碳酸铵均属于盐,醋酸属于酸,C不符合题意;
D.氧化钠、氧化钾、氧化铜均属于氧化物,熟石灰属于碱,D不符合题意;;
答案为B。
【变式1-2】下列叙述正确的是
A.非金属氧化物一定是酸性氧化物 B.金属氧化物一定是碱性氧化物
C.酸性氧化物一定是非金属氧化物 D.碱性氧化物一定是金属氧化物
【答案】D
【详解】A.酸性氧化物是一类能与碱作用只生成一种盐和水的氧化物,大多数非金属氧化物是酸性氧化物,但也有不是的,如CO,A错误;
B.碱性氧化物是指和酸反应只能生成盐和水的氧化物,大多数金属氧化物是碱性氧化物,但也有不是的,如Mn2O7,B错误;
C.酸性氧化物是一类能与碱作用只生成一种盐和水的氧化物,酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7,C错误;
D.碱性氧化物是指和酸反应只能生成盐和水的氧化物,碱性氧化物一定是金属氧化物,D正确;
故选D。
█考点二 胶体的制备、性质与应用
【例2】下列有关胶体的说法,正确的是
A.胶体是一种特殊的分散系,其分散质微粒直径在之间
B.静电除尘器的工作原理利用了胶体带电的性质
C.江河入海口处三角洲的形成是由于胶体的聚沉
D.胶体的分散质粒子可以通过滤纸,这一过程称为渗析
【答案】C
【详解】A.胶体是一种特殊的分散系,其分散质微粒直径在1∼100nm之间,故A错误;
B.静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘是利用胶粒的带电性而加以除去,此过程为胶体的电泳,故B错误;
C.江河中的泥浆属于胶体,江河入海口三角洲的形成是胶体聚沉的结果,故C正确;
D.胶体的分散质粒子不能透过半透膜,利用半透膜的选择透过性来分离胶体,这一过程称为渗析,故D错误;
故本题选C。
解题要点
1.胶体区别于其他分散系的本质特征是:分散质的颗粒直径在1~100 nm 之间。
2.丁达尔现象是胶体的重要特征,是鉴别胶体和溶液的常用方法。
3.胶体稳定的原因:胶体粒子可以选择吸附带相同电荷的微粒,即同种胶体粒子带上同种电荷,导致胶体粒子彼此相互排斥,在一般情况下,胶体粒子不容易聚集,因而胶体可以比较稳定地存在。
4.在外加直流电场作用下,带电的胶体粒子或离子向着与其电性相反的电极移动,发生电泳。
5.当胶体粒子遇到带有相反电荷的离子或其他胶体粒子时,由于电荷的中和,胶体粒子聚集成为较大的颗粒物,在重力作用下形成沉淀析出,发生聚沉。
6. ①日常生活:制豆腐、豆浆以及明矾净水等。
②农业生产:土壤的保肥作用。土壤里许多物质,如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在。
③医疗卫生:血液透析、血清纸上电泳、利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质。
④自然地理:江河入海口处形成三角洲。
⑤工业生产:制有色玻璃、冶金。
【变式2-1】新型冠状病毒的主要传播途径有直接传播(飞沫传播)和接触传播。下列说法不正确的是
A.云、烟、雾均属于气溶胶
B.可用渗析的方法除去胶体中存在的离子
C.胶体是混合物,可用丁达尔效应来鉴别胶体和溶液
D.PM2.5是对空气中直径小于或等于2.5μm的固体颗粒或液滴的总称,其分散在空气中一定形成气溶胶
【答案】D
【详解】A.云、烟、雾是气体或固体颗粒分散在空气中形成的胶体分散系,空气是溶剂,属于气溶胶,故A正确;
B.胶粒不能透过半透膜,溶液能透过,可净化胶体,故B正确;
C.胶体是由分散质和分散剂组成,属于混合物,胶体和溶液可以用丁达尔现象鉴别,光线通过时胶体出现光亮的通路,溶液无现象,故C正确;
D.胶体粒子的直径介于1nm~100nm(10-9~10-7m)之间,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm=2.5×10-6m的颗粒物,不一定为胶体,故D错误;
故选:D。
【变式2-2】下列事实不能用胶体相关性质进行解释的是
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐 B.将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物
C.在江河入海处易形成三角洲 D.冶金厂用高压直流电除去大量烟尘
【答案】B
【详解】A.豆浆具有胶体的性质,向其中加入盐卤,盐卤中含丰富的电解质氯化钙等,可以使豆浆凝聚,A错误;
B.植物油、水的混合物属于乳浊液,不属于胶体,B正确;
C.河流中的水含有泥沙胶粒,海水中含有氯化钠、氯化钙等电解质,二者相遇是可以发生胶体凝聚,就形成三角洲,与胶体有关,C错误;
D.废气中的固体悬浮物属于胶体分散系,胶体粒子带电,在外压的作用下定向移动而达到工厂利用静电除尘的目的,与胶体有关,D错误;
故选B。
█考点三 物质的量相关概念
【例3】下列基本概念错误的是
A.物质的量是表示含有一定数目微粒的集合体,其单位为mol
B.阿伏加德罗常数是指1mol任何粒子的粒子数,其单位为
C.摩尔质量指的是单位物质的量的物质所具有的质量,单位为g
D.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,单位有
【答案】C
【详解】A.物质的量是物理量,表示含有一定数目微粒的集合体,其单位为mol,A正确;
B.阿伏加德罗常数是指1mol粒子集合体所含任何粒子的粒子数,其单位为,B正确;
C.摩尔质量指的是单位物质的量的物质所具有的质量,摩尔质量的单位为g/mol,C错误;
D.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,单位有,标准状况下,气体摩尔体积为,D正确;
答案选C。
解题要点
1.物质的量是联系宏观与微观的桥梁,物质的量是一个专有的物理量,摩尔是物质的量的单位。
2.阿伏伽德罗常数是1mol任何粒子集合体所含的粒子数,其近似值是6.02×1023 ;其单位是mol-1
3. 根据公式, NA =,式中的分子和分母必须是同一种微粒。
【变式3-1】化学的学习与研究,由宏观到微观,由定性到定量。下列叙述正确的是
A.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
B.1molCO2中含有1mol碳和2mol氧
C.CuSO4·5H2O的摩尔质量为250g
D.0℃、101KPa,1mol任何气体的体积都约为22.4L
【答案】D
【详解】A.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,A错误;
B.1molCO2中含有1mol碳原子和2mol氧原子,题目没有明确粒子的类型,B错误;
C.CuSO4·5H2O的摩尔质量为250g/mol,C错误;
D.0℃、101KPa是标准状况,在标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L,D正确;
答案选D。
【变式3-2】下列说法正确的是
A.O2的摩尔质量是32 g
B.44 g CO2中含有的分子数约为6.02×1023
C.常温常压下,22.4 L H2O的物质的量为1 mol
D.1 mol·L−1 H2SO4溶液中含有2 mol H+
【答案】B
【详解】A.摩尔质量的单位应为g·mol-1,O2的摩尔质量是32g·mol-1,而非32g,A错误;
B.CO2的摩尔质量为44g·mol-1,44g CO2的物质的量为1mol,分子数约为6.02×1023,B正确;
C.常温常压下,H2O为液态,其体积与物质的量关系不符合气体摩尔体积(22.4L/mol),C错误;
D.未说明溶液体积,无法确定H+的物质的量,D错误;
故选B。
█考点四 阿伏伽德罗常数相关计算
【例4】为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温下,11.2L氯气所含的原子数小于
B.1mol Fe与足量氯气完全反应转移的电子数约为
C.标准状况下,3.36L HCl含有电子数目为1.2
D.标准状况下,11.2L H2O分子数目大于
【答案】C
【详解】A.常温下(25℃),气体摩尔体积大于22.4 L/mol,11.2L氯气的物质的量小于0.5mol,原子数小于NA,A正确;
B.铁与氯气反应生成氯化铁,所以1molFe失去电子数约为,B正确;
C.标况下,3.36L HCl为0.15mol,每个HCl分子含18个电子,总电子数为(0.15×18)NA =2.7NA,C错误;
D.标准状况下,H2O不是气体,11.2 L水的质量约为11200 g,对应物质的量约为622.2 mol,分子数远大于NA,D正确;
故选C。
解题要点
1.N=n · NA,但要注意所涉及是微粒及微粒之间的关系。
2.在化学式中,各微粒的个数之比等于它们的物质的量之比
3.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于它们的物质的量之比。
4.在化学式中,各微粒的个数之比等于它们的物质的量之比
5.
【变式4-1】表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.与葡萄糖所含氧原子数相同
B.的摩尔质量均为
C.常温常压下,水中含有水分子个数为
D.标准状况下,与所占体积相同
【答案】C
【详解】A.1molO2含有2mol氧原子,氧原子数为2NA,葡萄糖的分子式为C6H12O6,摩尔质量为180g/mol,90g葡萄糖物质的量为0.5mol,含有氧原子数为3NA,A错误;
B.CO2和N2O的摩尔质量均为44g/mol,B错误;
C.常温常压下,18g水物质的量为1mol,含有水分子个数为NA,C正确;
D.32g氧气的物质的量为1mol,18gH2O的物质的量为1mol,标况下,水不是气体,氧气是气体,则32g氧气所占体积大于18gH2O所占体积,D错误;
故答案选C。
【变式4-2】用表示阿伏加德罗常数的值,下列有关微粒数目正确的是
A.标准状况下,含有的分子数为
B.1molNaOH溶解在1L水中,则其100mL溶液中数为
C.常温常压下,和分子个数比为1:1
D.标准状况下,22.4LHe和混合气体中含有分子的数目为
【答案】C
【详解】A.标准状况下,H2O为液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量及分子数,A错误;
B.1molNaOH溶解在1L水中,溶液体积大于1L,钠离子浓度小于1mol/L,则100mL溶液中Na+数小于0.1NA,B错误;
C.氧气和硫化氢的摩尔质量分别为32g/mol和34g/mol,32gO2和34gH2S的物质的量均为1mol,分子个数比为1:1,C正确;
D.标准状况下,22.4LHe和Cl2混合气体总物质的量为1mol,故混合气体中分子的数目为NA,D错误。
故答案为:C。
█考点五 实验室制取氯气
【例5】某研究小组制备Cl2并收集Cl2,装置如下图所示。
下列说法不正确的是
A.装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性
B.装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
C.装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体
D.装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出
【答案】B
【分析】a中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气:,b中饱和食盐水吸收挥发的HCl气体,c中收集氯气,氯气密度比水大,应选用向上排空气法收集,d中选用氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染空气。
【详解】A.a中反应为:,浓盐酸中部分氯元素化合价升高,浓盐酸表现还原性和酸性,A正确;
B.MnO2为氧化剂,HCl为还原剂(4个HCl分子中只有2个作还原剂),氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2,B错误;
C.根据分析,装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体,C正确;
D.根据分析,c中收集氯气,氯气密度比水大,应选用向上排空气法收集,应长管进短管出,D正确;
故选B。
解题要点
1.反应原理:浓盐酸+强氧化性物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)。
我们课本上使用的是:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
2.制备氯气的优化装置及作用如图:
【变式5-1】有关氯气制备的装置如图所示,下列说法不正确的是
A.制备氯气时,做氧化剂
B.可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液
C.图中浓硫酸的作用是干燥氯气
D.图中采用了向上排空气法收集氯气
【答案】B
【分析】实验室用加热二氧化锰与浓盐酸的方法制取氯气,二者反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为,浓盐酸易挥发,所以制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,氯化氢易溶于水,所以可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气,用向上排空气法收集氯气,最后用氢氧化钠溶液进行尾气处理,防止污染空气,据此解答。
【详解】A.制备氯气时,二氧化锰中锰元素化合价由+4价变为+2价,化合价降低,二氧化锰作氧化剂,A正确;
B.饱和碳酸氢钠溶液会和挥发出来的HCl反应生成CO2,引入新杂质,且氯气也和碳酸氢钠溶液反应,所以不能用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液,B错误;
C.浓硫酸具有吸水性,装置中浓硫酸的作用是干燥氯气,C正确;
D.氯气的密度大于空气的密度,图中采用的是向上排空气法收集氯气,D正确;
故选B。
【变式5-2】实验室用如图装置制取、提纯、收集及尾气处理,其中不能达到实验目的的是
A.制取
B.除去中少量的
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.实验室用二氧化锰和浓盐酸加热,制取氯气,故A正确;
B.饱和食盐水能除去氯气中的HCl杂质,但气体应从长管进,从短管出,故B中图示装置不能达到实验目的,故B错误;
C.氯气密度比空气大,用向上排空气法收集氯气,故C正确;
D.氯气有毒,用氢氧化钠溶液吸收尾气中的氯气,故D正确;
答案寻B。
█考点六 物质的分离和提纯
【例6】下列实验操作中正确的是
A.用酒精萃取碘水中的碘
B.做焰色反应实验所用的铂丝应先蘸稀硫酸,再放在火焰上烧至无色
C.蒸馏时,温度计水银球应靠近蒸馏烧瓶的支管口
D.配制450 mL溶液采用450 mL容量瓶
【答案】C
【详解】A.酒精与水混溶,因此不能用酒精作萃取剂萃取碘水中的碘,A错误;
B.做焰色反应实验所用的铂丝应先蘸稀盐酸,再放在火焰上烧至无色,B错误;
C.蒸馏时,使用温度计测量蒸气的温度,因此温度计水银球应靠近蒸馏烧瓶的支管口处,C正确;
D.实验室中没有规格是450 mL的容量瓶,应该选择使用500 mL的容量瓶配制溶液,然后从中取出450 mL溶液,D错误;
故选C。
解题要点
1.固液混合物的分离
(1)不溶性固体与液体,用过滤法。
(2)可溶性固体与液体,用结晶法。
2.液体混合物的分离方法
(1)沸点相差较大时,用蒸馏法。
(2)互不混溶时,用分液法。
(3)在不同溶剂中的溶解度相差较大时,用萃取法。
3.过滤:滤液能通过滤纸的小孔,适用于固液混合物的分离或可溶与难溶固体混合物的分离。
4.结晶:利用固体溶质溶解度的差异分离物质,适用于分离能溶于溶剂的固体。
5.蒸馏:是利用混合溶液中各成分的沸点相差较大,来分离互溶液体混合物
【变式6-1】下列实验方案能达到实验目的的是
A.用酒精萃取溴水中的单质溴
B.用焰色反应鉴别和
C.用KSCN检验某溶液中是否含有
D.用饱和溶液除去中含有的少量
【答案】B
【详解】A.酒精与水互溶,无法分层,不能用作萃取剂萃取溴水中的溴,A不符合题意;
B.焰色反应可鉴别(紫色,需钴玻璃)和(黄色),和分别含和,实验可行,B符合题意;
C.KSCN用于检验Fe3+(显血红色),无法直接检验Fe2+,C不符合题意;
D.会与溶液反应,导致损失,应使用饱和食盐水除HCl,D不符合题意;
故选B。
【变式6-2】下列实验操作正确的是
A.蒸馏操作时,应使温度计水银球插入蒸馏烧瓶的溶液中
B.过滤操作时,玻璃棒应靠在三层滤纸的一侧
C.鉴定某物质为钾盐时,采用灼烧时直接观察焰色的方法
D.分液操作时,分液漏斗中下层液体先从下口放出,上层液体后从下口放出
【答案】B
【详解】A.蒸馏的原理:通过控制沸点的不同来实现物质的分离,所以温度计水银球要靠近蒸馏烧瓶支管口,不能插入蒸馏烧瓶液体中,故A错误;
B.过滤时,为防止玻璃棒弄坏滤纸,应将玻璃棒在引流过程中放在三层滤纸处,故B正确;
C.观察钾的焰色,应该通过蓝色钴玻璃,故C错误;
D.分液时,分液漏斗中下层液体先从下口放出,上层液体再从上口倒出,故D错误;
故选B。
█考点七 物质的检验
【例7】下列离子检验的方法和结论正确的是
A.某溶液中滴加硝酸银溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有Cl-
B.某溶液中滴加氯化钡溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有SO
C.某溶液中滴加氢氧化钠溶液生成蓝色沉淀,说明原溶液中有Cu2+
D.某溶液中滴加稀硫酸溶液生成无色气体,说明原溶液中有CO
【答案】C
【详解】A.能与Ag+沉淀的离子有很多,未滴加稀硝酸酸化,不能排除CO等离子的干扰,A错误;
B.未先滴加稀盐酸酸化,不能排除Ag+、CO等离子的干扰,B错误;
C.Cu2+能与NaOH溶液反应生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,C正确;
D.H2SO4与CO、HCO、SO、HSO反应,都会生成无色气体,不能排除HCO、SO、HSO离子的干扰,D错误;
故选C。
解题要点
物质检验的思路
1.产生气体或沉淀,如:CO32-与盐酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,NH4+与碱溶液在加热时2.生成有刺激性气味的气体;SO42-与稀盐酸、BaCl2溶液反应生成白色沉淀。
3.产生特殊气味,如:蛋白质灼烧产生烧焦羽毛的气味。
4.呈现特殊颜色。如:淀粉溶液遇碘单质变蓝色。
【变式7-1】下列实验中,能确证实验中有存在的是
A.加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加H2SO4仍有白色沉淀
B.加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加HCl沉淀不消失
C.加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀,再加HNO3沉淀不消失
D.先加入盐酸未看见任何现象,再加入BaCl2溶液看见有白色沉淀
【答案】D
【详解】A. 加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加H2SO4仍有白色沉淀,可能存在、、,加入H2SO4仍会有、AgCl沉淀,故A错误;
B. 加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加HCl沉淀不消失,可能存在,不能确定有存在,故B错误;
C. 加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀,再加HNO3沉淀不消失,可能存在,白色沉淀为,能被HNO3氧化为,故不能确定有存在,故C错误;
D. 先加入盐酸未看见任何现象,排除了、、等对检验的干扰,再加入BaCl2溶液看见有白色沉淀,可确定原溶液中肯定存在,故D正确;
故选D。
【变式7-2】下列说法正确的是
A.某溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中可能含Cl⁻
B.将0.1mol Cl2溶于1L 水中, Cl2可与水反应生成0.1mol HCl
C.某溶液中滴入碘化钾淀粉溶液后出现蓝色,则该溶液一定是氯水
D.胶体与其他分散系的本质区别在于胶体具有丁达尔效应
【答案】A
【详解】A.某溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中可能含Cl⁻,还可能是等,A正确;
B.Cl2与水反的反应为可逆应生,故将0.1mol Cl2溶于1L 水中,生成的HCl 小于0.1mol,B错误;
C.某溶液与淀粉碘化钾溶液反应后显蓝色,证明溶液是具有氧化性的物质,不一定是氯水,C错误;
D.胶体是分散质微粒的直径在1-100nm之间的分散系,胶体区别于其他分散系的本质是分散质微粒的直径大小,D错误;
故选A。
█考点八 配置一定物质的量浓度的溶液
【例8】配制的溶液,部分实验操作示意图如下,下列说法正确的是
A.实验中需用的玻璃仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒
B.上述实验操作步骤的正确顺序为②④①③
C.用托盘天平称量固体的质量为
D.定容时,俯视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏高
【答案】D
【详解】A.配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,A错误;
B.配制一定物质的量浓度的溶液的步骤有计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,操作步骤正确的顺序为②①④③,B错误;
C.托盘天平称量精确度为0.lg,称取的质量为5.9g,C错误;
D.定容时俯视容量瓶的刻度线,则所加蒸馏水偏少,溶液的体积V偏小,溶液的浓度偏高,D正确;
故选D。
解题要点
1.配制一定物质的量浓度溶液所需仪器:电子天平、小烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶、胶头滴管。
2.配制过程:计算—称量—溶解—移液—洗涤—定容—摇匀。
3.误差分析:根据配制过程中溶质的物质的量和溶液的体积变化进行误差分析,即根据公式c=n/V进行分析。
【变式8-1】某同学用碳酸钠固体配制的碳酸钠溶液的过程如图所示,你认为该同学的错误共有
A.5处 B.4处 C.3处 D.2处
【答案】C
【详解】配制一定物质的量浓度的溶液的步骤有:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,根据图中①~⑦具体的实验操作判断操作方法的正误;第一步称量时应该是左物右码,在第④步和第⑤步之间还需要旋摇混匀,第⑥步定容时,视线要与容量瓶中的凹液面相平,所以总共3处错误,答案选C。
【变式8-2】实验室用氢氧化钠固体配制溶液的部分过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.用托盘天平称取4.0g固体,加蒸馏水溶解
B.氢氧化钠固体用蒸馏水溶解后,立即转移入容量瓶
C.步骤3中液面距容量瓶刻度线1~2cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切
D.步骤4中摇匀后若容量瓶内液面下降,不可再加水至刻度线
【答案】B
【分析】实验室用氢氧化钠固体配制溶液,经过计算需要的氢氧化钠固体的质量为
【详解】A.由分析可知,配制溶液所需的氢氧化钠固体质量为4.0g,用托盘天平进行称量,加入蒸馏水溶解,A正确;
B.氢氧化钠固体溶于水会放出热量,溶液温度高于室温,应该冷却至室温后再转移入容量瓶,B错误;
C.定容时当液面距容量瓶刻度线1~2cm时,要改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切,操作正确,C正确;
D.摇匀后若容量瓶内液面下降是正常现象,不可再加水至刻度线,D正确;
故选B。
基础应用
1.(24-25高一上·浙江温州·期末)按物质的组成进行分类,漂粉精属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
【答案】D
【详解】漂粉精由氯气与石灰乳反应制得,主要成分为次氯酸钙[]和氯化钙(),属于多种物质的混合。按组成分类,混合物(D)符合题意;酸、碱、盐均为纯净物,而漂粉精并非单一成分,故排除A、B、C;
答案选D。
2.(24-25高一上·上海·期中)盐的组成中一定含有的元素是
A.金属元素 B.非金属元素 C.氧元素 D.氢元素
【答案】B
【分析】盐是指金属离子或铵根离子与酸根离子或简单非金属离子结合的化合物。
【详解】A.铵根离子与酸根离子或简单非金属离子结合的化合物不含有金属元素,如NH4NO3由铵根离子和硝酸根离子构成,属于铵盐,但不含有金属元素,故A错误;
B.盐中酸根离子或简单非金属离子必须含有非金属元素,故B正确;
C.铵根离子与简单非金属离子结合的化合物不含有氧元素,如NH4Cl由铵根离子和氯离子构成,属于铵盐,但不含有氧元素,故C错误;
D.盐可由金属离子和简单非金属离子结合的化合物,化合物中可不含有氢元素,如NaCl,故D错误;
故选:B。
3.(24-25高一上·重庆·阶段练习)下列各组概念之间,不符合如图所示关系的是
X
Y
Z
A
化合物
氧化物
酸
B
化合物
强电解质
非电解质
C
化学反应
氧化还原反应
离子反应
D
分散系
胶体
溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氧化物和酸都属于化合物;氧化物和酸为并列关系,A符合图示关系;
B.强电解质和非电解质都属于化合物;强电解质和非电解质为并列关系,B符合图示关系;
C.氧化还原反应和离子反应都属于化学反应;氧化还原反应和离子反应有交集不能相互独立,比如Zn+Cu2+=Zn2++Cu,C不符合图示关系;
D.胶体和溶液都属于分散系;胶体和溶液分散质微粒直径大小不同,为并列关系,D符合图示关系;
故选C。
4.(23-24高一上·上海·期末)碘酊又称碘酒,常用于皮肤消毒。它是由I2、KI分散于乙醇后形成的分散系。碘酊中分散剂为
A.I2 B.KI C.水 D.乙醇
【答案】D
【详解】一种或几种物质分散到另一种物质中,形成均一的,稳定的混合物,叫做溶液;溶质可以是固体、液体或气体,一种溶液中的溶质可以是一种或多种物质,水是最常用的溶剂,汽油、酒精等也可以作为溶剂,如汽油能够溶解油脂,酒精能够溶解碘等,碘酒是将碘放到酒精中,溶质是碘,溶剂是酒精,即分散剂为酒精;
故选D。
5.(23-24高一上·上海宝山·期中)下列判断正确的是
A.分散系一定是混合物
B.浊液可以用过滤的方法进行分离
C.丁达尔现象、布朗运动、渗析都是胶体的物理性质
D.因为胶粒比溶液中溶质微粒大,所以胶体可以用过滤的方法把胶粒分离出来
【答案】A
【详解】A.分散系是由分散质和分散剂形成的混合物,故A正确;
B.浊液分为悬浊液和乳浊液,乳浊液不能用过滤的方法分离,应该用分液的方法分离,故B错误;
C.渗析是一种分离方法,不属于胶体的物理性质,故C错误;
D.胶粒可以透过滤纸,但不能透过半透膜,所以胶体可以用渗析的方法把胶粒分离出来,故D错误;
故选A。
6.(23-24高一上·上海长宁·期中)我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中错误的是
A.其分子直径比氯离子大
B.在水中形成的分散系属于悬浊液
C.在水中形成的分散系具有丁达尔效应
D.“钴酞菁”分子能透过滤纸
【答案】B
【详解】A.分散质“钴酞菁”分子的直径(1.3×10-9 m)介于1~100 nm之间,大于氯离子直径,故A正确;
B.分散质“钴酞菁”分子的直径(1.3×10-9 m)介于1~100 nm之间(大于氯离子的直径),分散于水中形成胶体,故B错误;
C.在水中形成的分散系是胶体,胶体都具有丁达尔效应,故C正确;
D.分散质“钴酞菁”分子的直径(1.3×10-9 m)介于1~100 nm之间(大于氯离子的直径),能透过滤纸,故D正确。
答案选B。
7.(24-25高一上·上海·期中)将淀粉混合溶液装入半透膜袋中,将此袋下半部浸泡在盛有蒸馏水的烧杯中,过一段时间后取出烧杯中液体进行试验。下列现象能证明半透膜一定有破损的是
A.加入碘水(指单质碘的水溶液)变蓝 B.加入氯水没有变蓝,但出现深黄色
C.加入溶液产生黄色沉淀 D.焰色反应,透过蓝色钴玻璃,呈紫色
【答案】A
【详解】A.取出烧杯中液体加碘水变蓝,说明有淀粉,证明半透膜破损,故A正确;
B.取出烧杯中液体加入氯水没有变蓝,说明淀粉没有到烧杯中,则半透膜没有破损,故B错误;
C.碘离子能透过半透膜,无论半透膜是否损坏,溶液都能和硝酸银反应生成黄色沉淀,故C错误;
D.K+能透过半透膜,无论半透膜是否损坏,进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃,都呈紫色,故D错误;
答案选A。
8.(24-25高一上·上海·期中)1996年,科学家在宇宙深处发现了微粒,关于此微粒说法正确的是
A.是氢元素的某种同素异形体 B.氢元素呈游离态
C.摩尔质量为3 D.化学性质与相同
【答案】C
【详解】A.同素异形体是同一元素的不同单质,为离子,不是氢元素的同素异形体,A错误;
B.游离态是指该元素形成的单质,为离子,不属于游离态的氢,B错误;
C.摩尔质量为3 ,C正确;
D.为离子,为分子,化学性质与不相同,D错误;
故选C。
9.(24-25高一上·上海·期中)用代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.时,所含的原子数目为
B.的溶液中,含有个数为
C.足量的与含的浓盐酸充分反应,产生的氯气分子数为。
D.和混合气体中含有原子总数为
【答案】D
【详解】A.不是标准状况下的温度和大气压,11.2L氧气的物质的量不等于0.5mol,原子数目不等于,A错误;
B.溶液未说明体积,无法计算氯离子个数,B错误;
C.根据二氧化锰与浓盐酸反应方程式,随着反应的进行,浓盐酸逐渐变稀,产生的氯气分子数应小于,C错误;
D.和的最简式均为,46g和的混合物含有最简式物质的量为1mol,则含有原子总数为,D正确;
故选D。
10.(24-25高一上·上海·期中)叠氮化钠是点击化学中常用的一种催化剂,真空中加热分解成和。下列说法正确的是
A.在真空中完全分解,转移
B.的摩尔质量为65
C.中氮元素的平均化合价为
D.在真空中完全分解,产生的体积为
【答案】C
【分析】叠氮化钠真空中分解方程式为,据此回答;
【详解】A.叠氮化钠真空中分解时,Na从+1价降低到0价,得1个电子,故在真空中完全分解,转移,A错误;
B.的摩尔质量为65g/mol,B错误;
C.中Na为+1价,根据化合物中化合价代数和为0,可求算氮元素的平均化合价为,C正确;
D.未给出标准状况,无法求算的体积,D错误;
故选C。
11.(24-25高一上·上海浦东新·期中)下列说法错误的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)
A.1molH2O含有的H2O分子数目为NA
B.32gO2所含的原子数目为NA
C.0.5molH2O含有的原子数目为1.5NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5mol
【答案】B
【详解】A.水是由水分子构成,1molH2O含有的H2O分子数目为NA,A正确;
B.32gO2为1mol,含2mol氧原子,原子数目为2NA,B错误;
C.0.5molH2O含有的原子数目为3×0.5 NA =1.5NA,C正确;
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是,D正确;
故选B。
12.(22-23高一上·上海嘉定·期末)用如下实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略),能达到实验目的的是
A.干燥Cl2
B.吸收NH3
C.蒸馏溶有碘的CCl4
D.吸收SO2尾气
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.用浓硫酸干燥Cl2时,应长管进气,短管出气,故A错误;
B.NH3极易溶于水,用导管直接把NH3通入H2O中,会引起倒吸,故B错误;
C.蒸馏时,温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,故C错误;
D.SO2属于酸性氧化物,能和氢氧化钠反应,所以把SO2通入CCl4中可防止倒吸,故D正确;
故选D。
13.(23-24高一上·上海·期末)在某种无色溶液中,加入BaCl2溶液后产生白色沉淀,加入稀硝酸后沉淀不消失。下列判断中,正确的是
A.一定有SO B.一定有CO C.一定有Ag+ D.可能有SO或Ag+
【答案】D
【详解】不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银,也可能是硫酸钡,另外亚硫酸钡也能被硝酸氧化为硫酸钡,因此原溶液中可能存在SO或Ag+,故D正确;
故选:D。
14.(24-25高一上·上海静安·期中)电解水时,为增强水的导电性,通常向纯水中加入适量的NaOH(NaOH不参加反应)。
(1)下列关于水的说法,正确的是_______。
A.2mol水的摩尔质量是 36g·mol-1 B.标况下 1mol 水的体积约是22.4L
C.1mol水分子中含2mol氢原子 D.一个水分子的质量约是 0.18g
(2)某电解水实验开始时,向180g纯水中溶解了4gNaOH。此时溶液中Na+和水分子的个数比为 。请判断此时是否可以直接计算氢氧化钠溶液的浓度: (填“可以”或“不可以”)。若可以,请计算浓度;若不可以,请填写所需要查找确定的物理量 。
(3)当实验进行到一段时间,两个电极共收集到的气体折合成标准状况约是6.72L(不考虑气体溶解)。计算此时被电解的水的物质的量是 。实际收集气体的外界条件并非标况。假如该条件下气体摩尔体积是C L·mol-1,阿伏加德罗常数的值是NA,当收集到氢气的体积是VL时,则同时收集到的氧气分子的个数是 。
(4)常温常压,电解水阳极(与外电源正极相连)和阴极(与外电源负极相连)产生的气体的密度之比为 ,质量之比为 ,混合两极的气体,其平均摩尔质量为 g·mol-1。
【答案】(1)C
(2) 1:100 不可以 氢氧化钠溶液的密度
(3) 0.2mol
(4) 16:1 8:1 12
【详解】(1)A.摩尔质量用“g/mol”作单位时,其数值等于其相对分子质量,2 mol水的摩尔质量是18g/mol,A错误;
B.标况下水是液体,则标况下1mol水的体积不是22.4L,B错误;
C.1个水分子中含2个氢原子,则1mol水分子中含2mol氢原子,C正确;
D.1mol水分子的质量是18g,则一个水分子的质量约是,D错误;
故选C。
(2)向180g纯水(即10mol)中溶解了4gNaOH(即0.1mol),此时溶液中Na+和水分子的个数比为0.1∶10=1∶100。因向180g纯水中溶解4gNaOH所得溶液体积未知,此时不可以直接计算氢氧化钠溶液的浓度。要计算其浓度,即需计算出溶液体积,则所需要查找确定的物理量是:氢氧化钠溶液的密度;
(3)电解水发生反应:,两个电极共收集到的气体折合成标准状况约是6.72L(不考虑气体溶解,即0.3mol),结合反应生成、的配比可知,生成氢气0.2mol、氧气0.1mol,则此时被电解的水的物质的量是0.2mol。由方程式可知,此时被电解的水的物质的量是0.2mol。实际收集气体的外界条件并非标况。假如该条件下气体摩尔体积是C L·mol-1,当收集到氢气的体积是VL时,即生成氢气物质的量为,则生成氧气,收集到的氧气分子的个数是;
(4)电解水发生反应:,阳极产生,阴极产生,常温常压下,气体密度之比等于其摩尔质量之比,则电解水阳极(与外电源正极相连)和阴极(与外电源负极相连)产生的气体的密度之比为32∶2=16∶1,质量之比为32g∶4g=8∶1,混合两极的气体,其平均摩尔质量为g·mol-1。
15.(23-24高一上·上海青浦·期中)某学生欲用浓盐酸(标签如图)配制稀盐酸,可供选用的仪器有:①胶头滴管 ②圆底烧瓶③烧杯④药匙⑤量筒⑥电子天平⑦玻璃棒。
盐酸
分子式:
相对分子质量:36.5
密度:
质量分数:36.5%
请回答下列问题:
(1)该浓盐酸的物质的量浓度是 。
(2)利用上述仪器配制稀盐酸时,还缺少的仪器有 (写仪器名称)。
(3)该学生需要量取 上述浓盐酸来配制。
(4)配制时,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个字母只能用一次) 。
A.用水洗涤烧杯次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需浓盐酸的体积,慢慢沿杯壁注入盛有少量水(约)的烧杯中,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线处
(5)在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?(填“偏高”或“偏低”或“无影响”)。
①用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面 。
②溶液注入容量瓶前没有恢复到室温就进行定容 。
【答案】(1)12mol/L
(2)500mL容量瓶
(3)12.5
(4)BCAFED
(5) 偏低 偏高
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
【详解】(1)由可知密度为12 g/cm3质量分数为365%的浓盐酸的物质的量浓度为mol/L=12mol/L;
(2)配制稀盐酸,需要使用500mL的容量瓶,则用上述仪器配制稀盐酸时,还缺少的仪器有500mL容量瓶;
(3)设需要浓盐酸的体积为V mL,由稀释定律可知,稀释前后溶质的物质的量不变,则有V×10-3L×12 mol/L=0.5 L×0.3mol/L,解得V=12.5mL;
(4)配制时,其正确的操作顺序是:B.用量筒准确量取所需浓盐酸的体积,慢慢沿杯壁注入盛有少量水(约)的烧杯中,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀;C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入的容量瓶中;A.用水洗涤烧杯次,洗涤液均注入容量瓶,振荡;F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线处;E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度线相切;D.将容量瓶盖紧,颠倒摇匀;故为BCAFED;
(5)①用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面,使得浓盐酸体积偏小,导致配制溶液浓度偏低;
②溶液注入容量瓶前没有恢复到室温就进行定容,冷却后溶液体积偏小,使得溶液浓度偏高。
能力提升
1.(24-25高一上·上海·期中)属于酸性氧化物,与相似,但很难与水直接化合,实验室可以采用先碱溶后酸化的方法来制备难溶的硅酸()。
(1)用烧碱溶解可以得到硅酸钠,相应的化学方程式为: 。
(2)向盐酸中逐滴滴加制得的硅酸钠溶液,当pH达到6~7时得到一种乳白色、半透明的分散系,其分散质为粒径在5~100nm的粒子。该分散系属于 (选填“溶液”“浊液”或“胶体”),简单的证明方法是 。(写出具体操作方法)向该分散系中加入电解质溶液(如浓溶液),有白色胶状硅酸沉淀生成。写出另一种能使该分散系转化为硅酸沉淀的方法: 。
【答案】(1) (2) 胶体 用激光笔照射,有一条明亮的光路,说明其为胶体 加热或加入氢氧化铁胶体
【解析】(1)烧碱溶解反应生成硅酸钠和水:;
(2)胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系;该分散质为粒径在5~100nm的粒子,故该分散系属于胶体;光束通过胶体时,光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应,而通入其它分散系时不能产生丁达尔效,故简单的证明方法是用激光笔照射,有一条明亮的光路,说明其为胶体;加热、加入电解质溶液、加入带相反电荷胶粒的胶体都会使得胶体发生聚沉,故另一种能使该分散系转化为硅酸沉淀的方法:加热或加入氢氧化铁胶体。
2.(23-24高一上·上海青浦·期中)胶体具有良好的净水效果,某实验小组尝试制备胶体并对其进行性质探究。
(1)制备的实验操作为:将 逐滴滴加至 中,待液体呈红褐色后,停止加热。反应方程式为 。
(2)胶体和溶液在外观上并无太大差异,为确认生成的物质是否为胶体,该小组同学采用的简单操作方法为 。
(3)如图可利用 方法(填方法名称),对胶体提纯。
(4)若向其中逐滴加入稀硫酸至过量,现象是 ,解释现象产生的原因为 。
(5)有一种橘红色的硫化锑胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极(与电源正极相连的一端)附近橘红色加深,这叫 现象,证明胶粒带 电荷。
【答案】(1) 饱和FeCl3溶液 沸水
(2)用激光笔照射,出现光亮的通道则是胶体
(3)渗析
(4) 先产生红褐色沉淀,后观察到沉淀逐渐溶解,溶液变为黄色 先发生胶体的聚沉,然后沉淀与H2SO4发生中和反应沉淀溶解,得到含Fe3+的黄色溶液
(5) 电泳 负
【详解】(1)制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色,;
(2)光束通过胶体时,光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应,而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应;故为:用激光笔照射,出现光亮的通道则是胶体;
(3)胶体中分散质不能透过半透膜、而溶液中分散质粒子可以,图示为渗析的方法对胶体提纯;
(4)若向其中逐滴加入稀硫酸至过量,稀硫酸使得胶体的聚沉,然后沉淀与H2SO4发生中和反应而使沉淀溶解,得到含Fe3+的黄色溶液,故现象为:先产生红褐色沉淀,后观察到沉淀逐渐溶解,溶液变为黄色;
(5)有一种橘红色的硫化锑胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,说明胶体微粒吸附的是负电荷,此现象是胶体的电泳现象。
3.(24-25高一上·上海奉贤·期中)如图是某硫酸试剂标签上的部分内容,请回答下列问题。
(1)要配制50mL、4.6mol•L-1的稀硫酸,需取该硫酸 mL。
(2)若在配制过程遇到下列情况,溶液的浓度偏低的是_______(不定项)。
A.加水时超过刻度线,再用滴管吸出直至刻度线
B.未冷却立即定容
C.定容时,仰视容量瓶刻度线
D.洗净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液
(3)取任意体积的该硫酸溶液时,下列物理量中不随所取体积多少而变化的是_______(不定项)。
A.溶液中H2SO4的物质的量 B.溶液的浓度
C.溶液中的数目 D.溶液的密度
【答案】(1)12.5mL
(2)AC
(3)BD
【详解】(1)浓硫酸浓度为,稀释前后溶质的物质的量不变,要配制50mL、4.6mol•L-1的稀硫酸,需取该硫酸 mL=12.5 mL;
(2)A.加水时超过刻度线,再用滴管吸出直至刻度线,会将一部分溶质吸出,造成溶质质量偏小,溶液的浓度偏低,A正确;
B.定容时,溶液温度高,冷却后,溶液体积偏小,溶液的浓度偏高,B错误;
C.定容时,仰视容量瓶刻度线读数,溶液体积偏大,溶液的浓度偏低,C正确;
D.洗净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液,对所配溶液浓度无影响,因为定容时还要加水,D错误;
故选AC;
(3)A.n=cV,溶液体积改变,溶液中H2SO4的物质的量改变,A错误;
B.溶液的物质的量浓度c=,不随溶液体积的改变而改变,B正确;
C.溶液中微粒数目N=nNA=cVNA,溶液体积改变,溶液中的数目改变,C错误;
D.溶液的密度与溶液的体积无关,不会随体积的改变为改变,D正确;
答案选BD。
4.(24-25高一上·上海·期中)Ⅰ.粗盐中常含有少量、、、等杂质离子,实验室提纯的流程如下:
提供的试剂:①;②;③;④;⑤75%乙醇;⑥四氯化碳
(1)欲除去溶液Ⅰ中的、、,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次是 (选填编号)。
(2)流程中“……”处所需的实验操作有 。
(3)洗涤除去晶体表面附带的少量,选用的试剂为 (选填编号)。
Ⅱ.用提纯后的食盐晶体制备化工产品烧碱和产品甲。
(4)设备甲中发生的反应的化学方程式为: ,氯气在 极上产生,检验氯气的方法 。
(5)设备乙中发生的反应的火焰颜色为 ,产品甲为 。
(6)设备丙中得到的烧碱溶液中还混有少量(两种物质的溶解度曲线如上图所示),分离得到的实验方法是 。
【答案】(1)②③①或③①②或③②①
(2)蒸发结晶、过滤
(3)75%乙醇
(4) 阳 通入淀粉碘化钾溶液中,若溶液变蓝,则为氯气
(5) 苍白色 盐酸溶液
(6)冷却结晶
【分析】Ⅰ.由题给流程可知,将粗食盐在加热条件溶于水得到粗盐溶液Ⅰ,向溶液中依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液将溶液中的钙离子、镁离子、硫酸根离子除去,过滤得到沉淀和滤液;向滤液中加入盐酸调节溶液pH将过量的氢氧根离子、碳酸根离子除去得到溶液Ⅱ,溶液经蒸发浓缩得到糊状物,冷却、过滤得到晶体,以此解题。
Ⅱ.用提纯后的食盐晶体制备化工产品烧碱和产品甲,设备甲中发生为电解食盐水产生氢氧化钠,根据电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气、氯气,氢气在氯气中燃烧火焰呈苍白色,生成HCl,HCl被水吸收生成产品甲为盐酸溶液,据此分析解题。
【详解】(1)除去粗盐中的可溶性杂质Ca2+、Mg2+、时,可以加入过量NaOH除去镁离子;加入过量BaCl2除去硫酸根离子;加入过量Na2CO3除去钙离子以及多余的钡离子,碳酸钠必须加在氯化钡之后,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序,所以按滴加顺序依次为BaCl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH,故答案为②③①或③①②或③②①;
(2)由分析可知,溶液Ⅱ中主要是氯化钠,含有少量的HCl,而且氯化钠的溶解度随温度变化不大,则流程中“……”处所需的实验操作有:蒸发结晶、过滤,故答案为:蒸发结晶、过滤;
(3)氯化钠微溶于乙醇且乙醇易挥发,洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为75%乙醇,故答案为:75%乙醇;
(4)设备甲中发生为电解食盐水产生氢氧化钠,反应的化学方程式为,氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气,电解池阳极发生氧化反应,所以氯气在阳极上产生;氯气具有较强的氧化性,能氧化I-生成I2,能使淀粉碘化钾溶液变蓝,所以检验氯气的方法为通入淀粉碘化钾溶液中,若溶液变蓝,则为氯气,故答案为;阳;通入淀粉碘化钾溶液中,若溶液变蓝,则为氯气;
(5)根据电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气、氯气,氢气在氯气中燃烧火焰呈苍白色,生成HCl,HCl被水吸收生成产品甲为盐酸溶液,故答案为:苍白色;盐酸溶液;
(6)氢氧化钠溶解度受温度影响较大,氯化钠溶解度受温度影响较小,故要分离得到NaOH,可通过冷却结晶的方法,故答案为:冷却结晶。
5.(23-24高一上·上海闵行·期中)如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,选择装置 (填代表装置图的字母);
(2)分离(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的液体混合物,可选择装置A,该分离方法的名称为 ,装置A中①的名称是 ,进冷却水的方向是 。
(3)实验室用B装置从碘水中分离出,将碘水和注入分液漏斗中充分振荡并静置后,碘主要溶解在 (填“上层”或“下层”)液体中,该层溶液颜色为 。
(4)除去粗盐中的难溶性杂质是否可以选用装置C? 。请再举一个可以利用装置C来进行物质分离的实例。 (如“分离……”)
【答案】(1)D
(2) 蒸馏 直形冷凝管 从下往上
(3) 下层 紫红色
(4) 是 分离BaSO4和NaCl
【分析】A装置为蒸馏,B为萃取分液,C为过滤,D为蒸发结晶;
【详解】(1)蒸发可以实现易溶于水的固体和水的分离,从氯化钾溶液中得到氯化钾固体可用蒸发,选择装置为D;
(2)选择装置A分离CCl4和甲苯的液体混合物,蒸馏可用于分离两种沸点差异较大的液体,该分离方法的名称为蒸馏;装置A中①的名称是直形冷凝管,为了达到较好的冷凝效果,冷凝水‘下进上出’, 进冷却水的方向是从下往上;
(3)从碘水中分离出I2,选择装置B,该分离方法的名称为萃取,若将碘水和CCl4注入分液漏斗中充分振荡并静置后,碘主要溶解在下层液体中,该层溶液颜色为紫红色,故答案为:下层;紫红色;
(4)装置C为过滤,用于分离固体和液体,除去粗盐中的难溶性杂质可以选用装置C,还可以用来分离BaSO4和NaCl。
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第1章 化学研究的天地
复习讲义
复习目标
1.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。
2.了解胶体是一种常见的分散系;了解胶体与溶液的简单鉴别方法和胶体的重要应用。
3.理解物质的量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度等物理量的含义,它们之间转化关系以及相关计算。
4.熟悉常见的基本实验操作;学会常见物质的分离和提纯的方法。
5.学会配置一定物质的量浓度的溶液,误差分析的方法。
重点和难点
重点:1.物质间的转化关系;胶体的性质应用;
2. 理解物质的量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度等物理量的含义,它们之间转化关系以及相关计算。
3.熟悉常见的基本实验操作;学会常见物质的分离和提纯的方法。
4.学会配置一定物质的量浓度的溶液,误差分析的方法。
难点:1.以物质的量为核心的相关计算。 2.误差分析的方法。
█知识点一 物质的分类
1.根据物质的组成和性质特点对物质进行分类(树状分类法)。金属单质,如 等。
单质
(同种元素)
非金属单质,如 等。
稀有气体,如 等。
金属氢化物,如 等。
氢化物
非金属氢化物,如 等。
金属氧化物,如 等。
纯净物
(同种物质)
氧化物
无机
化合物
酸:强酸(如 、弱酸(如 );
一元酸(如HNO3)、二元酸(如H2SO4)
非金属氧化物,如 等。
碱:强碱(如 、弱碱(如 );
一元碱(如 )、二元酸[如 ]
物
质
化合物
(不同种元素)
盐:可溶性盐(如 )、不溶性盐(如 );
含氧酸盐(如 )、无氧酸盐(如 )
烃:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃
有机
化合物
烃的衍生物:含氧衍生物、含氮衍生物等。
糖类、油脂、蛋白质
混合物
(不同种物质)
有机高分子化合物
2.依据不同的分类标准(溶解性、导电性、聚集状态)对物质进行分类(交叉分类法)。导体,如 等。
依据导电性
半导体,如Si、Se、Ge、砷化镓等。
绝缘体,如 等。
易溶物,如 等。
依据溶解性
物
质
可溶物,如 等。
微溶物,如 等。
难溶物,如 等。
气体,如 等。 等。
液体,如 等。
依据聚集状态
固体,如 等。
易错提醒
①对于同一种物质,分类的标准不同,所属的物质类别也不同。如NaHSO4既属于盐,同时属于钠盐、酸式盐,又属于含氧酸盐等,因此在分类时必须明确分类的依据。
②分类时注意物质的真实组成,不要被俗名迷惑,如盐酸是HCl的水溶液,是混合物;纯碱是Na2CO3(填化学式),属于盐;结晶水合物,如CuSO4·5H2O,是纯净物。
③只有一种元素组成的物质,可能是纯净物,也可能是混合物。例如,O2、O3均是纯净物,而O2和O3混合后就是混合物。
④冰和水混合在一起是纯净物,二者仅是状态不同,但组成相同,都是H2O(填化学式)。
效果检测
1.属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
2.下列生活中的常见物质,按照单质、酸性氧化物、碱、混合物的顺序排列的一组是
A.液氢、、碱式碳酸铜、盐酸 B.硫黄、、纯碱、漂白粉
C.白磷、、碘酒 D.铁、、冰水混合物
█知识点二 分散系
1.概念: 物质分散到 物质中所得到的体系。
2.组成:被分散的物质称为 质,起容纳分散质作用的物质称为 剂,分散系都是 物。
3.分类:
(1)按照分散质粒子的大小不同(本质区别),分为三种分散系
(2)按照分散质和分散剂的状态,分为9种分散系
如 属于气固分散系; 属于气液分散系; 属于液固分散系; 属于固固分散系。
(3)三种分散系比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子直径大小
分散质微粒成分
离子或小分子
大分子或离子集合体
巨大分子或离子集合体
外观特征
均匀、透明
均匀、透明或半透明
不均匀、不透明
稳定性
稳定,静置无沉淀
较稳定
不稳定,静置有沉淀或分层
分散质能否透过滤纸
分类
饱和溶液、不饱和溶液
固溶胶、液溶胶、气溶胶
悬浊液、乳浊液
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH) 3胶体
泥水
4.胶体定义:分散质粒子直径在 nm之间(本质特征)的分散系。
5.胶体分类:
①根据分散剂的状态分类:
a.气溶胶:烟、云、雾,分散剂为 。
b.液溶胶:豆浆、稀牛奶、墨水、Fe(OH)3胶体,分散剂为 。
c.固溶胶:有色玻璃、烟水晶,分散剂为 。
②根据胶体粒子的组成分类:
a. 胶体:Fe(OH)3胶体
b. 胶体:淀粉胶体、蛋白质胶体
6.性质及应用:
①丁达尔效应:可见光束通过胶体时,在入射光侧面可看到一条 ,这是胶体粒子对光线散射而形成的,可用此性质来 溶液和胶体。
②布朗运动:胶粒永不停息地做 运动的现象叫做布朗运动,是胶体稳定的次要原因。
③电泳:由于胶体粒子带有 ,在电场作用下,胶体粒子在分散剂中作 移动的现象。此性质可用于工业上的静电 。
④介稳性:
胶体的稳定性介于 与 之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系,但改变条件就有可能发生 。
⑤聚沉:
方法:a).加入电解质溶液;b).加入胶粒带相反电荷的胶体;c).加热或搅拌。
⑥渗析:
原因:半透膜的细孔能让可溶性杂质的分子或离子通过,但不能让较大的 通过,因而可以达到分离的目的。渗析是一种物理分离方法。
7.常见的胶体
①
气溶胶
云、烟、雾
②
液溶胶
、氢氧化铝胶体、Fe(OH)3胶体、硅酸胶体
③
固溶胶
果冻、宝石、烟水晶、有色玻璃
③
三种有机胶体
、 、
8.胶体的应用
①丁达尔效应常用于鉴别溶液和胶体。
②胶体的介稳性常用于涂料、颜料、墨水的生产等领域。
③电泳现象可用于静电除尘、电泳电镀、分离蛋白质与氨基酸、血清电泳用于诊断疾病等。
④胶体聚沉可用于明矾净水、制肥皂、制豆腐和果冻等。
9.Fe(OH)3胶体的制备
①原理: 。
②操作:在小烧杯中加入50mL 蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中慢慢滴入3mL 饱和溶液,用玻璃棒轻轻搅拌,继续加热至溶液刚好呈 ,停止加热。即可得到氢氧化铁胶体。。
易错提醒
1.胶体不带电,胶体中的微粒能吸附体系中的带电粒子而使胶粒带电荷,但整个体系仍呈电中性。
2.并不是所有的胶体都有电泳现象,如淀粉胶体粒子不带电荷而无电泳现象。
3.胶体聚沉属于物理变化。
4.为了制得浓度较大的Fe(OH)3胶体,使现象更明显,需要用FeCl3的饱和溶液。
5.书写制备胶体的化学方程式时,生成的胶体不加沉淀符号“↓”,应注明“胶体”二字;
效果检测
3.2023年诺贝尔化学奖授予了叶基莫夫等三位科学家以表彰他们为发现和合成量子点作出的贡献。利用颜色来自氯化铜的纳米颗粒,叶基莫夫证明了粒子大小通过量子效应影响玻璃的颜色。下列说法正确的是
A.叶基莫夫实验用的有色玻璃属于固溶胶 B.叶基莫夫实验用的氯化铜颗粒能透过半透膜
C.量子效应引起的颜色效果仅依赖颗粒尺寸 D.添加氯化铜纳米颗粒的玻璃一定是蓝色的
4.铁在氯气中燃烧可以生成,氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是
A.加入硫酸镁产生沉淀 B.能透过半透膜
C.能有丁达尔现象 D.分散质分布均匀
5.生活中存在很多的胶体,如血液、云、烟、雾等。下列有关胶体的说法正确的是
①江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
②粒子直径在之间的碳纳米属于胶体
③胶体中的胶粒带电,但胶体不带电
④雾是气溶胶,在阳光下可观察到丁达尔效应
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④
█知识点三 物质的量相关概念
1.物质的量相关概念的关系图
2.物质的量
(1)符号为n,单位是 (mol)。
(2)使用范围:适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
(3)阿伏加德罗常数:指1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,NA≈ 。
(4)公式:n=或N= 或NA=。
点睛:物质的量——“四化”
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些微粒的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如米
具体化
必须指明具体微粒的种类,常用化学式表示,如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”;不能说“1 mol 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如1 mol NaCl、0.5 mol H2SO4
3.摩尔质量
摩尔质量——“三性”
(1)等值性:摩尔质量只是以g·mol-1作单位时,在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等。
(2)近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于相对分子质量或相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。
(3)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量多少而改变。
注意:摩尔质量与1 mol物质的质量的区别是两物理量的单位不同,1 mol物质的质量的单位是克,而摩尔质量的单位是克/摩。如1 mol H2O的质量是18 g,而H2O的摩尔质量是18 g/mol。
4.气体摩尔体积
在标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时。一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol”“约22.4 L”。
注意(1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念,使用时要避免混淆。如标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L,O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1。
(2)使用22.4 L·mol-1时应该注意的问题:
①条件必须是标准状况(0 ℃,101 kPa)。
②物质必须是气体,可以是单一气体也可以是混合气体。
(3)条件对气体摩尔体积的影响
温度与压强都影响气体的体积,不同温度和压强下,气体摩尔体积的数值可能不同。改变温度和压强,在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1。
5.物质的量、阿伏加德罗常数、物质的质量及粒子数之间的相关计算
计算关系式(公式)
主要应用
注意事项
n=
在n、N和NA中,已知任意两项求第三项
①NA有单位:mol−1
②求n或N时,概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol−1
M=
①在M、n和m中,已知任意两项求第三项
②先求M,后求Mr
M的单位取g·mol−1,m的单位取g
①在m、M、NA和N中已知任意三项求第四项
②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题
与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
6.阿伏加德罗定律的推论
依据公式pV=nRT(其中:p为压强,V为体积,n为物质的量,R为常数,T为温度),探究阿伏加德罗定律的推论,可得出下表结论。
条件
结论(等式)
语言叙述
T、p相同
同温同压下,气体体积之比等于气体物质的量之比
T、V相同
同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之比
n、T相同
同温同物质的量下,气体压强之比等于体积反比
T、p相同
同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比
T、p、V相同
同温同压下,相同体积的气体的质量之比等于摩尔质量之比
7.以物质的量为中心计算的思维流程
8.物质的量浓度
(1)概念
物质的量浓度表示 里所含溶质B的物质的量,也称为 ,符号为cB。
(2)表达式:cB=,变形: nB=cB·V;V=。
(3)常用单位:mol·L-1或mol/L。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的 、
因体积不同而改变。
9.溶液的稀释与混合
(1)稀释
溶质质量不变:m1w1=m2w2;
溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)。
(2)混合
c(混)·V(混)=c1V1+c2V2。
10.一定体积的气体(标准状况)溶于水后形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法
(1)若已知溶液的体积
(2)若已知溶液的密度
[假定气体的摩尔质量为M g/mol,V L(标准状况)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g/cm3]
计算过程:
①先计算溶质的物质的量:n= mol;
②再计算溶液的体积:
V(溶液)=
=×1×10-3 L/cm3
= L;
③最后计算溶质的物质的量浓度:
c==
= mol/L。
易错提醒
1.涉及稀有气体时要注意He、Ne、Ar为单原子分子,O2、N2、H2等为双原子分子,臭氧(O3)为三原子分子等。
2.求N时,概念性问题用NA,数字性问题用6.02×1023 mol-1。
3.气体的体积受温度、压强的影响很大,因此,说到气体的体积时,必须指明外界条件,否则就没有意义。
4.气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强,只适用于气态物质,对于固态物质和液态物质来讲不适用。这里所指的“气体”,可以是纯净物,也可是混合物。
效果检测
6.下列叙述中正确的是
A.摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质约含有6.02×1023个分子
B.1mol氧的质量为16g
C.0.5molHe约含有6.02×1023个电子
D.摩尔只适用于分子、原子和离子
7.下列与物质的量相关的计算正确的是
A.标准状况下,11.2LX气体分子质量为32g,则X气体的摩尔质量为64g
B.5.6gCO和4.48LCO2中含有碳原子数一定相等
C.分别含有1molO原子的CO、CO2、O3气体,则三种气体的物质的量之比为6:3:2
D.agCl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA可以表示为
█知识点四 实验室制取氯气
1.试剂选择:选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有 性,常用氧化其Cl-的方法来制取,因此要选用含有Cl-的物质(如 )和具有 性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。
2.反应原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
3.实验装置:实验室制取氯气是采用 制气体的装置,主要有气体的 装置、 装置、干燥装置、 装置和 装置
4.发生装置:
①类型: 。
②实验仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、 、 、导气管、洗气瓶、集气瓶
5.净化装置:气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质,以便选择适当的装置除去杂质。
①杂质成分:用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的 和 。
②除杂顺序:先除 ,再除 。
③除杂试剂:用 除去Cl2中少量的HCl气体:常用 ,也可用干燥的 ,除去Cl2中少量的水蒸气。如图:
6.收集装置:选用收集方法的主要依据是气体的 。因为氯气能溶于水,密度比空气 ,所以收集氯气时,不能用 ,应该用 法,也可用排 法收集Cl2。
7.尾气处理装置:氯气有毒,实验室制取氯气时应在密闭系统或 中进行,通常在收集装置的后面连接盛有 溶液的吸收装置。应注意:
①导气管要伸入液面以下;
②氢氧化钠溶液的作用: 。
8.验满方法:
①观察法:氯气是 色气体。
②将湿润的 试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即变 ,则证明已集满
③将湿润的 色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即发生先 后 的变化,则证明已集满
易错提醒
1.必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,且随着反应的进行,盐酸浓度变小,无论MnO2是否足量,盐酸均不能完全反应,反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液。
2.浓盐酸中,部分Cl-的化合价升高,4 mol HCl参加反应,被氧化的Cl-为2 mol。
效果检测
8.某气体制备装置示意图如图。该装置适合于
A.稀硫酸与Zn粒反应制H2 B.浓盐酸与MnO2反应制Cl2
C.稀盐酸与CaCO3反应制CO2 D.NH4Cl溶液与NaOH反应制NH3
9.下列有关的制备、除杂和收集正确的是
A.用甲装置制备 B.用乙装置除去中的和
C.用丙装置收集 D.用丁装置吸收尾气
█知识点五 物质的分离和提纯
1.过滤
①适用范围: 混合物的分离或可溶与难溶固体混合物的分离。
②主要仪器: 等。
③操作要点:
一贴:滤纸紧贴 ;
二低:滤纸边缘略低于 ;液体的液面略低于 ;
三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应靠到 上;玻璃棒的底端应轻靠到 ;漏斗颈的末端尖嘴应靠到 。
2蒸发结晶
①原理:蒸发溶剂,使溶液由 变为 ,继续蒸发,过剩的溶质就会呈
析出,叫蒸发结晶,蒸发结晶适用于将可溶于溶剂的溶质分离出来。
②主要仪器: 。
③在进行蒸发操作时要注意以下几个问题:
a.在加热蒸发过程中,应用 不断搅拌,防止由于局部过热造成液滴飞溅;
b.加热到蒸发皿中剩余 时(出现较多晶体时)应停止加热,用 蒸干;
c.热的蒸发皿应用 取下,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂要垫在 上。
3.冷却结晶
①原理:在较高温度下蒸发溶剂,形成 溶液,降低温度,溶质溶解度降低,析出 的过程叫冷却结晶。
②应用:冷却结晶主要适用于分离 的物质。如实验室从KCl和MnO2的混合物中分离、回收这两种物质的实验方案:将混合物加适量水,使KCl完全溶解,将混合物过滤,滤渣洗涤、干燥,得到MnO2,将滤液蒸发,得到KCl固体。如参照溶解度曲线,设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。
实验方案:将固体混合物用90℃以上的热水溶解,形成热的浓溶液,冷却至室温,过滤,将晶体洗涤、干燥,得到KNO3晶体。
4.蒸馏
①原理:将 物质加热至沸点,使之 ,然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程称为蒸馏。
②应用:运用蒸馏,可以分离 的液体混合物,也可以除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。
③实验装置:
④主要仪器: 。
⑤操作的顺序:安装蒸馏装置→加入待蒸馏的物质和沸石→通冷凝水→加热→弃去前馏分→收集馏分→停止加热→停止通冷凝水。
⑥操作要点:温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的,也不能少于;冷凝管中冷却水从 口进, 口出;先接通冷凝水,再加热;蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片——防液体 ;剩余少量溶液时即可停止加热,溶液不可蒸干。
5.分液
①原理:如果两种液体互不相溶,就可以用分液的方法分离这两种液体。
②仪器: 。
③操作过程:装液(将要分离的液体倒入分液漏斗中,塞上分液漏斗顶部的塞子,将分液漏斗倒转过来,充分振荡,打开活塞放气,再关闭活塞)→静置(将分液漏斗放在铁架台上,分液漏斗下端尖嘴紧贴烧杯壁)→放液(打开分液漏斗顶部塞子,再打开活塞,将下层液体恰好放出到烧杯中,关闭活塞)→倒液(另取一只烧杯,将上层液体倒入烧杯中)。
6.萃取
①原理:萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里 的不同,将物质从一种溶剂中转移到另一种溶剂(即萃取剂)中,从而实现 的方法。
②萃取的条件:a.与原溶剂 ;b.与原溶剂及溶质都 ;c.溶质在萃取剂中的溶解度要远 其在原溶剂中的溶解度。
③用CCl4萃取碘水中的碘:
取试剂→振荡→静置→分液
易错提醒
分液操作注意事项:分液漏斗使用前要洗涤并检漏;荡时,要不时旋开活塞放气,以防止分液漏斗内压强过大引起危险;分液时,要将漏斗下端管口尖嘴紧贴烧杯内壁,使液体顺利流下,防止液体飞溅;下层液体要从下口放出,恰好流尽时及时关闭活塞,防止上层液体流出,上层液体要从上口倒出,保证上层液体尽量少地沾附下层液体。
效果检测
10.下列装置或操作能达到实验目的的是
A.实验室制氧气
B.收集二氧化碳
C.检查装置气密性
D.分离酒精和水
A.A B.B C.C D.D
11.下列分离方法与从含碘单质的水溶液中提取碘的原理相同的是
A.建筑工人用铁筛把大小不同的沙粒分开
B.农民“扬谷”分离饱满的谷粒与干瘪的谷壳
C.青海湖附近的人们“冬天捞碱,夏天晒盐”
D.屠呦呦用乙醚浸泡黄花蒿,再低温蒸出混合液中的乙醚获得青蒿素晶体
█知识点六 物质的检验
1.常见阳离子的检验
(l)H+ :能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
(2)Ba2+ :能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
(3)Mg2+ :能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
(4)Al3+ :能与适量的 NaOH溶液反应生成 白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
(5)Ag+ :能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成 白色AgCl沉淀,不溶于稀 HNO3。
2.常见阴离子的检验
(1)OH- :能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
(2)Cl-:能与硝酸银 反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸。
(5)SO42-:能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸
3.焰色反应
①定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上称为焰色反应。
③操作步骤
易错提醒
物质检验时,应按照取样→操作→现象→结论的顺序进行描述,具体如下:
a.“先取样,后操作”,若试样是固体,一般先配成溶液再检验。
b.“取少量溶液分别加入几支试管中”,不得在原试剂瓶中进行检验。
c.“先现象,后结论”。
效果检测
12.鉴别物质有多种方法,以下离子检验所选择的方法合理的是
A.用沉淀法检验K B.用沉淀法检验SO
C.用焰色试验检验Cl- D.用气体法检验Ca2
13.下列关于离子检验的过程及结论叙述正确的是
A.向某溶液中加入过量稀盐酸,若产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中的阴离子一定含有
B.向某溶液中加入溶液,若产生白色沉淀,则该溶液的阴离子一定是
C.向某溶液中加入过量稀盐酸,无明显现象,再加入溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中的阴离子一定是
D.向某溶液中加入少量NaOH溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中的阳离子一定含有
█知识点七 配置一定物质的量浓度的溶液
1.配制过程
以配制100 mL 1.000 mol·L-1 的氯化钠溶液为例
【实验仪器】电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒、 、胶头滴管、试剂瓶
【实验步骤】
①计算:根据配制要求计算出所用固体溶质的质量
根据nB=cB·V =0.1mol,则m(NaCl)=5.850 g
②称量:用电子天平称量固体溶质的质量
用电子天平可准确称取NaCl固体5.850 g
③溶解:在烧杯中用蒸馏水将称出的固体溶解,并用玻璃棒不断搅拌
④转移:待烧杯内溶液恢复室温后,用玻璃棒引流,将其缓缓注入100 mL 容量瓶中
⑤洗涤:用蒸馏水将烧杯内壁和玻璃棒洗涤2~3次,并将洗涤液全部注入容量瓶里
⑥定容:向容量瓶加蒸馏水至液面距刻线1cm~2cm处,再改用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水,直至 溶液的凹液面最低处恰好与刻线相切
⑦⑧摇匀:塞好瓶塞,用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反复倒转,使溶液混合均匀
2.误差分析
①原理依据
根据cB== 判断。其他条件不变时:
(1)使m增大(或减小)的因素,导致cB偏大(或偏小)。
(2)使V增大(或减小)的因素,导致cB偏小(或偏大)。
②误差分析
能引起误差的一些操作
m
V
cB
托盘天平
天平的砝码沾有其他物质或已生锈
增大
不变
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码
减小
不变
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长
减小
不变
量筒
用量筒量取液体时,仰视读数
增大
不变
用量筒量取液体时,俯视读数
减小
不变
烧杯和
玻璃棒
搅拌时部分液体溅出
减小
不变
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
不变
容量瓶
溶液未冷却到室温就注入容量瓶定容
不变
减小
向容量瓶转移溶液时有少量液体流出
减小
不变
定容时,水加多了,用滴管吸出
减小
不变
定容时,俯视刻度线
不变
减小
定容时,仰视刻度线
不变
增大
③定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
(1)仰视刻度线(图甲)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于液面的实际高度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
(2)俯视刻度线(图乙)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面的实际高度,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
易错提醒
1.配制失败,重新配制。
2.进行误差分析时,需要控制变量,保持一个物理量不变,分析另一个物理量的变化情况。
效果检测
14.若所配制的次氯酸钠溶液浓度偏小,原因可能是下列分析中的
A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水 B.定容时水多、超过刻度线,用胶头滴管吸出
C.定容时,俯视溶液的凹液面最低处 D.溶解后未冷却就进行下一步操作
15.用胆矾()配制的硫酸铜溶液,下列方法合理的是
A.取25g胆矾,溶于1000mL水中
B.取25g胆矾,加热使其失去全部结晶水,然后溶于1000mL水中
C.取25g胆矾溶于少量水中,然后加水配成1000mL溶液
D.取25g胆矾,加热使其失去全部结晶水后,称取16g无水硫酸铜溶于少量水中,然后加水配成1000mL溶液
█考点一 物质的分类方法
【例1】将下列各组物质按酸、碱、盐分类顺次排列,正确的是
A.硫酸,纯碱,孔雀石 B.硝酸,烧碱,绿矾
C.冰醋酸,乙醇,醋酸钠 D.盐酸,熟石灰,苛性钠
解题要点
1.“交叉分类法”的特点是对同一事物按照不同的标准进行分类,从而可以看出同一物质的多种属性。
把同一种物质根据不同分类标准进行分类。
2.“树状分类法”的特点是同类事物按照某些属性进行再分类,形成一定的从属关系。
把不同的物质根据相同的分类标准进行分类。
【变式1-1】下列各组内物质属同一类别的是
A.苛性钠、纯碱、烧碱、氢氧化钡 B.硫酸、亚硫酸、硝酸、碳酸
C.硫酸铵、醋酸钠、碳酸铵、醋酸 D.氧化钠、氧化钾、氧化铜、熟石灰
【变式1-2】下列叙述正确的是
A.非金属氧化物一定是酸性氧化物 B.金属氧化物一定是碱性氧化物
C.酸性氧化物一定是非金属氧化物 D.碱性氧化物一定是金属氧化物
█考点二 胶体的制备、性质与应用
【例2】下列有关胶体的说法,正确的是
A.胶体是一种特殊的分散系,其分散质微粒直径在之间
B.静电除尘器的工作原理利用了胶体带电的性质
C.江河入海口处三角洲的形成是由于胶体的聚沉
D.胶体的分散质粒子可以通过滤纸,这一过程称为渗析
解题要点
1.胶体区别于其他分散系的本质特征是:分散质的颗粒直径在1~100 nm 之间。
2.丁达尔现象是胶体的重要特征,是鉴别胶体和溶液的常用方法。
3.胶体稳定的原因:胶体粒子可以选择吸附带相同电荷的微粒,即同种胶体粒子带上同种电荷,导致胶体粒子彼此相互排斥,在一般情况下,胶体粒子不容易聚集,因而胶体可以比较稳定地存在。
4.在外加直流电场作用下,带电的胶体粒子或离子向着与其电性相反的电极移动,发生电泳。
5.当胶体粒子遇到带有相反电荷的离子或其他胶体粒子时,由于电荷的中和,胶体粒子聚集成为较大的颗粒物,在重力作用下形成沉淀析出,发生聚沉。
6. ①日常生活:制豆腐、豆浆以及明矾净水等。
②农业生产:土壤的保肥作用。土壤里许多物质,如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在。
③医疗卫生:血液透析、血清纸上电泳、利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质。
④自然地理:江河入海口处形成三角洲。
⑤工业生产:制有色玻璃、冶金。
【变式2-1】新型冠状病毒的主要传播途径有直接传播(飞沫传播)和接触传播。下列说法不正确的是
A.云、烟、雾均属于气溶胶
B.可用渗析的方法除去胶体中存在的离子
C.胶体是混合物,可用丁达尔效应来鉴别胶体和溶液
D.PM2.5是对空气中直径小于或等于2.5μm的固体颗粒或液滴的总称,其分散在空气中一定形成气溶胶
【变式2-2】下列事实不能用胶体相关性质进行解释的是
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐 B.将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物
C.在江河入海处易形成三角洲 D.冶金厂用高压直流电除去大量烟尘
█考点三 物质的量相关概念
【例3】下列基本概念错误的是
A.物质的量是表示含有一定数目微粒的集合体,其单位为mol
B.阿伏加德罗常数是指1mol任何粒子的粒子数,其单位为
C.摩尔质量指的是单位物质的量的物质所具有的质量,单位为g
D.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,单位有
解题要点
1.物质的量是联系宏观与微观的桥梁,物质的量是一个专有的物理量,摩尔是物质的量的单位。
2.阿伏伽德罗常数是1mol任何粒子集合体所含的粒子数,其近似值是6.02×1023 ;其单位是mol-1
3. 根据公式, NA =,式中的分子和分母必须是同一种微粒。
【变式3-1】化学的学习与研究,由宏观到微观,由定性到定量。下列叙述正确的是
A.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
B.1molCO2中含有1mol碳和2mol氧
C.CuSO4·5H2O的摩尔质量为250g
D.0℃、101KPa,1mol任何气体的体积都约为22.4L
【变式3-2】下列说法正确的是
A.O2的摩尔质量是32 g
B.44 g CO2中含有的分子数约为6.02×1023
C.常温常压下,22.4 L H2O的物质的量为1 mol
D.1 mol·L−1 H2SO4溶液中含有2 mol H+
█考点四 阿伏伽德罗常数相关计算
【例4】为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温下,11.2L氯气所含的原子数小于
B.1mol Fe与足量氯气完全反应转移的电子数约为
C.标准状况下,3.36L HCl含有电子数目为1.2
D.标准状况下,11.2L H2O分子数目大于
解题要点
1.N=n · NA,但要注意所涉及是微粒及微粒之间的关系。
2.在化学式中,各微粒的个数之比等于它们的物质的量之比
3.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于它们的物质的量之比。
4.在化学式中,各微粒的个数之比等于它们的物质的量之比
5.
【变式4-1】表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.与葡萄糖所含氧原子数相同
B.的摩尔质量均为
C.常温常压下,水中含有水分子个数为
D.标准状况下,与所占体积相同
【变式4-2】用表示阿伏加德罗常数的值,下列有关微粒数目正确的是
A.标准状况下,含有的分子数为
B.1molNaOH溶解在1L水中,则其100mL溶液中数为
C.常温常压下,和分子个数比为1:1
D.标准状况下,22.4LHe和混合气体中含有分子的数目为
█考点五 实验室制取氯气
【例5】某研究小组制备Cl2并收集Cl2,装置如下图所示。
下列说法不正确的是
A.装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性
B.装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
C.装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体
D.装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出
解题要点
1.反应原理:浓盐酸+强氧化性物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)。
我们课本上使用的是:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
2.制备氯气的优化装置及作用如图:
【变式5-1】有关氯气制备的装置如图所示,下列说法不正确的是
A.制备氯气时,做氧化剂
B.可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液
C.图中浓硫酸的作用是干燥氯气
D.图中采用了向上排空气法收集氯气
【变式5-2】实验室用如图装置制取、提纯、收集及尾气处理,其中不能达到实验目的的是
A.制取
B.除去中少量的
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A B.B C.C D.D
█考点六 物质的分离和提纯
【例6】下列实验操作中正确的是
A.用酒精萃取碘水中的碘
B.做焰色反应实验所用的铂丝应先蘸稀硫酸,再放在火焰上烧至无色
C.蒸馏时,温度计水银球应靠近蒸馏烧瓶的支管口
D.配制450 mL溶液采用450 mL容量瓶
解题要点
1.固液混合物的分离
(1)不溶性固体与液体,用过滤法。
(2)可溶性固体与液体,用结晶法。
2.液体混合物的分离方法
(1)沸点相差较大时,用蒸馏法。
(2)互不混溶时,用分液法。
(3)在不同溶剂中的溶解度相差较大时,用萃取法。
3.过滤:滤液能通过滤纸的小孔,适用于固液混合物的分离或可溶与难溶固体混合物的分离。
4.结晶:利用固体溶质溶解度的差异分离物质,适用于分离能溶于溶剂的固体。
5.蒸馏:是利用混合溶液中各成分的沸点相差较大,来分离互溶液体混合物
【变式6-1】下列实验方案能达到实验目的的是
A.用酒精萃取溴水中的单质溴
B.用焰色反应鉴别和
C.用KSCN检验某溶液中是否含有
D.用饱和溶液除去中含有的少量
【变式6-2】下列实验操作正确的是
A.蒸馏操作时,应使温度计水银球插入蒸馏烧瓶的溶液中
B.过滤操作时,玻璃棒应靠在三层滤纸的一侧
C.鉴定某物质为钾盐时,采用灼烧时直接观察焰色的方法
D.分液操作时,分液漏斗中下层液体先从下口放出,上层液体后从下口放出
█考点七 物质的检验
【例7】下列离子检验的方法和结论正确的是
A.某溶液中滴加硝酸银溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有Cl-
B.某溶液中滴加氯化钡溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有SO
C.某溶液中滴加氢氧化钠溶液生成蓝色沉淀,说明原溶液中有Cu2+
D.某溶液中滴加稀硫酸溶液生成无色气体,说明原溶液中有CO
解题要点
物质检验的思路
1.产生气体或沉淀,如:CO32-与盐酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,NH4+与碱溶液在加热时2.生成有刺激性气味的气体;SO42-与稀盐酸、BaCl2溶液反应生成白色沉淀。
3.产生特殊气味,如:蛋白质灼烧产生烧焦羽毛的气味。
4.呈现特殊颜色。如:淀粉溶液遇碘单质变蓝色。
【变式7-1】下列实验中,能确证实验中有存在的是
A.加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加H2SO4仍有白色沉淀
B.加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加HCl沉淀不消失
C.加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀,再加HNO3沉淀不消失
D.先加入盐酸未看见任何现象,再加入BaCl2溶液看见有白色沉淀
【变式7-2】下列说法正确的是
A.某溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中可能含Cl⁻
B.将0.1mol Cl2溶于1L 水中, Cl2可与水反应生成0.1mol HCl
C.某溶液中滴入碘化钾淀粉溶液后出现蓝色,则该溶液一定是氯水
D.胶体与其他分散系的本质区别在于胶体具有丁达尔效应
█考点八 配置一定物质的量浓度的溶液
【例8】配制的溶液,部分实验操作示意图如下,下列说法正确的是
A.实验中需用的玻璃仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒
B.上述实验操作步骤的正确顺序为②④①③
C.用托盘天平称量固体的质量为
D.定容时,俯视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏高
解题要点
1.配制一定物质的量浓度溶液所需仪器:电子天平、小烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶、胶头滴管。
2.配制过程:计算—称量—溶解—移液—洗涤—定容—摇匀。
3.误差分析:根据配制过程中溶质的物质的量和溶液的体积变化进行误差分析,即根据公式c=n/V进行分析。
【变式8-1】某同学用碳酸钠固体配制的碳酸钠溶液的过程如图所示,你认为该同学的错误共有
A.5处 B.4处 C.3处 D.2处
【变式8-2】实验室用氢氧化钠固体配制溶液的部分过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.用托盘天平称取4.0g固体,加蒸馏水溶解
B.氢氧化钠固体用蒸馏水溶解后,立即转移入容量瓶
C.步骤3中液面距容量瓶刻度线1~2cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切
D.步骤4中摇匀后若容量瓶内液面下降,不可再加水至刻度线
基础应用
1.(24-25高一上·浙江温州·期末)按物质的组成进行分类,漂粉精属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
2.(24-25高一上·上海·期中)盐的组成中一定含有的元素是
A.金属元素 B.非金属元素 C.氧元素 D.氢元素
3.(24-25高一上·重庆·阶段练习)下列各组概念之间,不符合如图所示关系的是
X
Y
Z
A
化合物
氧化物
酸
B
化合物
强电解质
非电解质
C
化学反应
氧化还原反应
离子反应
D
分散系
胶体
溶液
A.A B.B C.C D.D
4.(23-24高一上·上海·期末)碘酊又称碘酒,常用于皮肤消毒。它是由I2、KI分散于乙醇后形成的分散系。碘酊中分散剂为
A.I2 B.KI C.水 D.乙醇
5.(23-24高一上·上海宝山·期中)下列判断正确的是
A.分散系一定是混合物
B.浊液可以用过滤的方法进行分离
C.丁达尔现象、布朗运动、渗析都是胶体的物理性质
D.因为胶粒比溶液中溶质微粒大,所以胶体可以用过滤的方法把胶粒分离出来
6.(23-24高一上·上海长宁·期中)我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中错误的是
A.其分子直径比氯离子大
B.在水中形成的分散系属于悬浊液
C.在水中形成的分散系具有丁达尔效应
D.“钴酞菁”分子能透过滤纸
7.(24-25高一上·上海·期中)将淀粉混合溶液装入半透膜袋中,将此袋下半部浸泡在盛有蒸馏水的烧杯中,过一段时间后取出烧杯中液体进行试验。下列现象能证明半透膜一定有破损的是
A.加入碘水(指单质碘的水溶液)变蓝 B.加入氯水没有变蓝,但出现深黄色
C.加入溶液产生黄色沉淀 D.焰色反应,透过蓝色钴玻璃,呈紫色
8.(24-25高一上·上海·期中)1996年,科学家在宇宙深处发现了微粒,关于此微粒说法正确的是
A.是氢元素的某种同素异形体 B.氢元素呈游离态
C.摩尔质量为3 D.化学性质与相同
9.(24-25高一上·上海·期中)用代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.时,所含的原子数目为
B.的溶液中,含有个数为
C.足量的与含的浓盐酸充分反应,产生的氯气分子数为。
D.和混合气体中含有原子总数为
10.(24-25高一上·上海·期中)叠氮化钠是点击化学中常用的一种催化剂,真空中加热分解成和。下列说法正确的是
A.在真空中完全分解,转移
B.的摩尔质量为65
C.中氮元素的平均化合价为
D.在真空中完全分解,产生的体积为
11.(24-25高一上·上海浦东新·期中)下列说法错误的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)
A.1molH2O含有的H2O分子数目为NA
B.32gO2所含的原子数目为NA
C.0.5molH2O含有的原子数目为1.5NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5mol
12.(22-23高一上·上海嘉定·期末)用如下实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略),能达到实验目的的是
A.干燥Cl2
B.吸收NH3
C.蒸馏溶有碘的CCl4
D.吸收SO2尾气
A.A B.B C.C D.D
13.(23-24高一上·上海·期末)在某种无色溶液中,加入BaCl2溶液后产生白色沉淀,加入稀硝酸后沉淀不消失。下列判断中,正确的是
A.一定有SO B.一定有CO C.一定有Ag+ D.可能有SO或Ag+
14.(24-25高一上·上海静安·期中)电解水时,为增强水的导电性,通常向纯水中加入适量的NaOH(NaOH不参加反应)。
(1)下列关于水的说法,正确的是_______。
A.2mol水的摩尔质量是 36g·mol-1 B.标况下 1mol 水的体积约是22.4L
C.1mol水分子中含2mol氢原子 D.一个水分子的质量约是 0.18g
(2)某电解水实验开始时,向180g纯水中溶解了4gNaOH。此时溶液中Na+和水分子的个数比为 。请判断此时是否可以直接计算氢氧化钠溶液的浓度: (填“可以”或“不可以”)。若可以,请计算浓度;若不可以,请填写所需要查找确定的物理量 。
(3)当实验进行到一段时间,两个电极共收集到的气体折合成标准状况约是6.72L(不考虑气体溶解)。计算此时被电解的水的物质的量是 。实际收集气体的外界条件并非标况。假如该条件下气体摩尔体积是C L·mol-1,阿伏加德罗常数的值是NA,当收集到氢气的体积是VL时,则同时收集到的氧气分子的个数是 。
(4)常温常压,电解水阳极(与外电源正极相连)和阴极(与外电源负极相连)产生的气体的密度之比为 ,质量之比为 ,混合两极的气体,其平均摩尔质量为 g·mol-1。
15.(23-24高一上·上海青浦·期中)某学生欲用浓盐酸(标签如图)配制稀盐酸,可供选用的仪器有:①胶头滴管 ②圆底烧瓶③烧杯④药匙⑤量筒⑥电子天平⑦玻璃棒。
盐酸
分子式:
相对分子质量:36.5
密度:
质量分数:36.5%
请回答下列问题:
(1)该浓盐酸的物质的量浓度是 。
(2)利用上述仪器配制稀盐酸时,还缺少的仪器有 (写仪器名称)。
(3)该学生需要量取 上述浓盐酸来配制。
(4)配制时,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个字母只能用一次) 。
A.用水洗涤烧杯次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需浓盐酸的体积,慢慢沿杯壁注入盛有少量水(约)的烧杯中,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线处
(5)在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?(填“偏高”或“偏低”或“无影响”)。
①用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面 。
②溶液注入容量瓶前没有恢复到室温就进行定容 。
能力提升
1.(24-25高一上·上海·期中)属于酸性氧化物,与相似,但很难与水直接化合,实验室可以采用先碱溶后酸化的方法来制备难溶的硅酸()。
(1)用烧碱溶解可以得到硅酸钠,相应的化学方程式为: 。
(2)向盐酸中逐滴滴加制得的硅酸钠溶液,当pH达到6~7时得到一种乳白色、半透明的分散系,其分散质为粒径在5~100nm的粒子。该分散系属于 (选填“溶液”“浊液”或“胶体”),简单的证明方法是 。(写出具体操作方法)向该分散系中加入电解质溶液(如浓溶液),有白色胶状硅酸沉淀生成。写出另一种能使该分散系转化为硅酸沉淀的方法: 。
2.(23-24高一上·上海青浦·期中)胶体具有良好的净水效果,某实验小组尝试制备胶体并对其进行性质探究。
(1)制备的实验操作为:将 逐滴滴加至 中,待液体呈红褐色后,停止加热。反应方程式为 。
(2)胶体和溶液在外观上并无太大差异,为确认生成的物质是否为胶体,该小组同学采用的简单操作方法为 。
(3)如图可利用 方法(填方法名称),对胶体提纯。
(4)若向其中逐滴加入稀硫酸至过量,现象是 ,解释现象产生的原因为 。
(5)有一种橘红色的硫化锑胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极(与电源正极相连的一端)附近橘红色加深,这叫 现象,证明胶粒带 电荷。
3.(24-25高一上·上海奉贤·期中)如图是某硫酸试剂标签上的部分内容,请回答下列问题。
(1)要配制50mL、4.6mol•L-1的稀硫酸,需取该硫酸 mL。
(2)若在配制过程遇到下列情况,溶液的浓度偏低的是_______(不定项)。
A.加水时超过刻度线,再用滴管吸出直至刻度线
B.未冷却立即定容
C.定容时,仰视容量瓶刻度线
D.洗净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液
(3)取任意体积的该硫酸溶液时,下列物理量中不随所取体积多少而变化的是_______(不定项)。
A.溶液中H2SO4的物质的量 B.溶液的浓度
C.溶液中的数目 D.溶液的密度
4.(24-25高一上·上海·期中)Ⅰ.粗盐中常含有少量、、、等杂质离子,实验室提纯的流程如下:
提供的试剂:①;②;③;④;⑤75%乙醇;⑥四氯化碳
(1)欲除去溶液Ⅰ中的、、,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次是 (选填编号)。
(2)流程中“……”处所需的实验操作有 。
(3)洗涤除去晶体表面附带的少量,选用的试剂为 (选填编号)。
Ⅱ.用提纯后的食盐晶体制备化工产品烧碱和产品甲。
(4)设备甲中发生的反应的化学方程式为: ,氯气在 极上产生,检验氯气的方法 。
(5)设备乙中发生的反应的火焰颜色为 ,产品甲为 。
(6)设备丙中得到的烧碱溶液中还混有少量(两种物质的溶解度曲线如上图所示),分离得到的实验方法是 。
5.(23-24高一上·上海闵行·期中)如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,选择装置 (填代表装置图的字母);
(2)分离(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的液体混合物,可选择装置A,该分离方法的名称为 ,装置A中①的名称是 ,进冷却水的方向是 。
(3)实验室用B装置从碘水中分离出,将碘水和注入分液漏斗中充分振荡并静置后,碘主要溶解在 (填“上层”或“下层”)液体中,该层溶液颜色为 。
(4)除去粗盐中的难溶性杂质是否可以选用装置C? 。请再举一个可以利用装置C来进行物质分离的实例。 (如“分离……”)
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