内容正文:
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第二章 海水中的重要
元素——钠和氯
整理与提升
网络建构
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目录
CONTENTS
热点突破
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网络建构
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热点突破
一、以物质的量为中心的有关计算
1.n、M、Vm及cB之间的关系
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2.把37 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的固体混合物溶于水配成500 mL溶液,其中c(Na+)=0.6 mol·L-1。若把等质量的固体加足量盐酸充分反应后,将溶液蒸干,所得固体的质量为( )
A.19 g B.17.55 g
C.11.7 g D.23.4 g
解析:由题意知溶液中n(Na+)=0.5 L×0.6 mol·L-1=0.3 mol,若把等质量的固体加足量盐酸充分反应后,将溶液蒸干,所得固体为NaCl,根据钠离子守恒,最终会生成0.3 mol NaCl,所以氯化钠质量为m(NaCl)=0.3 mol×58.5 g·mol-1=17.55 g。
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3.(1)4.9 g H3PO4可与________mol NaOH完全反应生成正盐(Na3PO4)。
(2)19 g某二价金属的氯化物中含有0.4 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为____________。
(3)8.4 g N2与9.6 g单质Rx所含原子数相同,且二者所含分子数之比为3∶2,则R的相对原子质量是________,x为________。
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95 g·mol-1
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COS
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2.阿伏加德罗常数(NA)应用的突破点
突破点1 明辨气体摩尔体积的适用“对象及条件”
(1)突破角度:从Vm=22.4 L·mol-1的适用条件突破。
(2)突破方法:抓“两看”。即一看是否处于“标准状况(0 ℃和101 kPa)”;二看标准状况下物质是否为“气体”。如CCl4、H2O、SO3、乙醇等在标准状况下均不为气体。
突破点2 物质的量(或质量)与物质所处状况
(1)突破角度:从物质的量(或质量)与物质的状态无关进行突破,排除干扰信息的影响。
(2)突破方法:排“干扰”。物质的量(或质量)确定时,物质所含的粒子数确定,与温度、压强等外界条件无关。
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突破点3 物质的组成与结构
(1)突破角度:从特殊物质的组成与结构特点突破。
(2)突破方法:熟练记住以下几种情况。
①某些物质分子中的原子个数,如Ne、O3、P4等。
②某些物质中含有的电子数。如Na原子有11个电子,Ne分子、H2O分子均有10个电子,H2S分子、H2O2分子均有18个电子等。
③熟记几种摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4的摩尔质量均为28 g·mol-1。
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突破点4 氧化还原反应中电子转移数目
(1)突破角度:特殊氧化还原反应中电子转移数目。
(2)突破方法
①三步确定电子转移数目
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②熟记以下常考情况
a.同一种物质既是氧化剂又是还原剂。如Na2O2与CO2或H2O的反应,1 mol Na2O2参加反应转移1 mol或NA个电子。再如Cl2与H2O或NaOH发生反应时,消耗1 mol Cl2转移1 mol电子。
b.涉及变价元素,同一物质与不同的氧化剂或还原剂反应时,生成物所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2,和S反应生成Cu2S。
c.注意氧化还原反应的竞争及用量问题。如向一定量的FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的用量不同,转移的电子数不同。
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突破点5 物质转化过程中的“隐含反应”
(1)突破角度:从特殊条件、特殊反应以及“隐含反应”突破。
(2)突破方法:
①记住常见特殊反应,如用MnO2制备氯气的反应中,必须是用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
②有些反应反应物的用量不同,反应不同。如二氧化碳与碱的反应,碳酸钠与盐酸的反应,石灰水与碳酸氢钠的反应等。
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突破点6 溶液中溶质成分计算误区
(1)缺少溶液体积。由物质的量浓度求算溶液中所含微粒数时,若未给溶液体积,则无法求算溶质的物质的量。
(2)忽略溶剂的组成。求溶液中的氧原子、氢原子数目时不要忽略溶剂(如水)中的氧原子或氢原子。
快速记忆
标准状况非气体,摩尔体积无法算;
气体须在标况下,牢记此点防错点;
物质混合寻简式,微粒计算并不难;
物质状态须牢记,阿氏常数是热点。
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解析 标准状况下苯是固体,不能利用气体摩尔体积进行计算,A错误;2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol,与H2SO4完全反应转移0.2 mol电子,B错误;标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体为0.1 mol,其分子数为0.1NA,C错误。
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5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.将11.2 L Cl2通入足量的NaOH溶液中充分反应,转移的电子数为0.5NA
B.常温下,1.0 L pH=1的H2SO4溶液中含有H+的数目为0.2NA
C.4.4 g由CO2和N2O组成的混合气体中含有的电子总数为2.2NA
D.11.5 g乙醇分子中含有C原子数目为1.5NA
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1.(河北卷改编)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.44 g CO2中氧原子的数目为2NA
B.1 mol KO2固体中离子的数目为3NA
C.1 mol·L-1 K2CO3溶液中K+的数目为2NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
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2.(辽宁卷改编)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,离子总数为0.02NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
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3.(北京卷改编)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是( )
A.两种物质的溶液能用CaCl2鉴别
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者相同浓度的溶液消耗的HCl的物质的量相同
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4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.(全国甲卷)标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
B.(河北卷)反应NaH+H2O===NaOH+H2中生成1 mol H2,转移NA个电子
C.(海南卷)5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl溶液充分反应,产生的气体分子数目为0.1NA
D.(广东卷)1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
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5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.(海南卷)2.4 g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2NA
B.(浙江6月选考)1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.(浙江6月选考)标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
D.(全国甲卷)25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA
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R
2.与物质的量相关计算的解题思路
具体计算时,紧紧抓住“物质的量”这个计算的核心。牢固建立“把其他物理量转化为物质的量”的这一思维模式,充分利用下列“万能恒等式”及其变形,进行各量的相互求算。
n=eq \f(m,M)=eq \f(V(g),Vm)=eq \f(N,NA)=cB·V
以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础,下列与“物质的量”相关的计算正确的是( )
A.现有CO、CO2、O3三种气体,它们分别都含有1 mol O原子,则三种气体的物质的量之比为3∶2∶1
B.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数一定相等
C.标准状况下,11.2 L X气体分子的质量为16 g,则X气体的摩尔质量是32
D.a g Cl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为eq \f(35.5b,a)
解析 CO、CO2、O3分别都含有1 mol O原子时三种气体的物质的量分别为1 mol、0.5 mol、eq \f(1,3) mol,所以三种气体物质的量之比为6∶3∶2,A错误;温度和压强未知,无法确定气体摩尔体积,导致无法计算二氧化碳的物质的量,所以无法比较二者中C原子个数是否相等,B错误;摩尔质量的单位是g/mol,C错误。
1.若50 g密度为ρ g·cm-3的硝酸钙溶液里含2 g Ca2+,则NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度( )
A.2ρ mol·L-1
B.2.5ρ mol·L-1
C.0.5ρ mol·L-1
D.0.002ρ mol·L-1
解析:2 g Ca2+物质的量n=eq \f(m,M)=eq \f(2 g,40 g·mol-1)=0.05 mol,50 g密度为ρ g·cm-3的溶液体积V=eq \f(m,ρ)=eq \f(50 g,ρ g·cm-3)=eq \f(50,ρ) mL,则硝酸钙物质的量浓度c=eq \f(n,V(aq))=eq \f(0.05 mol,\f(50,ρ)×10-3 L)=ρ mol·L-1,则NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为2ρ mol·L-1。
(4)液态化合物XOY在O2中燃烧的化学方程式为2XOY(液)+3O2(气)eq \o(=====,\s\up14(点燃))2XO2(气)+2YO2(气),取一定量的XOY在O2中完全燃烧,测得生成物在标准状况下的体积是448 mL,密度是2.41 g·L-1。回答下列问题。
①反应消耗的O2在标准状况下的体积是________mL。
②已知X的摩尔质量为12 g·mol-1,则Y的摩尔质量为________g·mol-1,XOY的化学式为________。
解析:(1)n(H3PO4)=eq \f(4.9 g,98 g·mol-1)=0.05 mol,1 mol H3PO4与NaOH反应生成Na3PO4需要3 mol NaOH,所以0.05 mol H3PO4与NaOH反应生成Na3PO4需要NaOH的物质的量为0.05 mol×3=0.15 mol。
(2)n(Cl-)=0.4 mol,则该氯化物的物质的量为0.2 mol,摩尔质量为eq \f(19 g,0.2 mol)=95 g·mol-1。
(3)n(N2)=eq \f(8.4 g,28 g·mol-1)=0.3 mol,所含原子的物质的量为0.6 mol,由于二者所含分子数之比为3∶2,则n(Rx)=0.2 mol,x=3,M(R3)=eq \f(9.6 g,0.2 mol)=48 g·mol-1,则R的相对原子质量为16。
(4)①根据关系式:3O2~2XO2可知,V(O2)=eq \f(3,2)×eq \f(448,2) mL=336 mL。②根据质量守恒定律可知,m(XOY)+eq \f(0.336 L,22.4 L·mol-1)×32 g·mol-1=2.41 g·L-1×0.448 L,解得m(XOY)≈0.6 g,又n(XOY)=eq \f(2,3)×n(O2)=eq \f(2,3)×eq \f(0.336 L,22.4 L·mol-1)=0.01 mol,故XOY的摩尔质量为eq \f(0.6 g,0.01 mol)=60 g·mol-1,所以Y的摩尔质量为32 g·mol-1,Y为S,XOY的化学式为COS。
二、有关阿伏加德罗常数(NA)的正误判断
1.解题思路
eq \x(\a\al(由已知条,件计算对,应物质的,物质的量))→eq \x(\a\al(分析该物,质的微观,组成))→eq \x(\a\al(计算确定,目标微粒,的数目))→eq \x(\a\al(判断选项,是否正确))
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(已知:苯在标准状况下为固态,其燃烧的化学方程式为2C6H6+15O2eq \o(――→,\s\up14(点燃))12CO2+6H2O)( )
A.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
B.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.1 mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.1 mol Na在空气中完全燃烧转移电子数为2NA
B.标准状况下,11.2 L H2O所含的分子数为0.5NA
C.0.5 mol/L Fe2(SO4)3溶液中含有的SOeq \o\al(2-,4)数目为1.5NA
D.常温下新制氯水(不考虑HClO分解),若含有Cl-数为NA,则转移的电子数为NA
解析:标准状况下SO2为气体,11.2 L SO2为0.5 mol,其含有原子数为1.5NA,A错误;100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中Na+数目为0.02NA,溶液中还含有SOeq \o\al(2-,3)等,故离子总数大于0.02NA,B错误;反应①的方程式为SO2+2H2S===3S+2H2O,反应中每生成3 mol S消耗2 mol H2S,3.4 g H2S为0.1 mol,故可以生成0.15 mol S,生成的硫原子数目为0.15NA,C错误。
6.(辽宁高考)下列说法正确的是( )
A.22.4 L Cl2(标准状况)与水充分反应转移1 mol电子
B.H2SO4和CuCl2均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.SO2与KClO溶液反应:SO2+2ClO-+H2O===2HClO+SOeq \o\al(2-,3)
解析:Cl2与H2O的反应为可逆反应,故22.4 L Cl2(标准状况)与水充分反应转移电子小于1 mol,A错误;SO3+H2O===H2SO4,Cu+Cl2eq \o(=====,\s\up14(△))CuCl2,故H2SO4和CuCl2均可通过化合反应得到,B正确;由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C错误;SO2与KClO溶液反应:SO2+ClO-+H2O===2H++Cl-+SOeq \o\al(2-,4),D错误。
7.(湖南高考)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2Oeq \o(=====,\s\up14(△))6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IOeq \o\al(-,3)的存在
解析:该反应中只有碘元素价态升高,由0价升高至KH(IO3)2中+5价,每个碘原子升高5价,即6I2~60e-,又因方程式中6I2~3Cl2,故3Cl2~60e-,即Cl2~20e-,所以产生22.4 L (标准状况) Cl2即1 mol Cl2时,反应中转移20 mol e-,A错误;该反应中KClO3中氯元素价态降低,KClO3作氧化剂,I2中碘元素价态升高,I2作还原剂,由该方程式的计量系数可知,11KClO3~6I2,故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6,B正确;漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,C正确;食盐中IOeq \o\al(-,3)可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应IOeq \o\al(-,3)+5I-+6H+===3I2+3H2O生成I2,I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IOeq \o\al(-,3)的存在,D正确。
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