2.2 第6讲 物质的量浓度(教师用书word)-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习(广东专版)
2025-11-14
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教辅
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 | 物质的量浓度 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 982 KB |
| 发布时间 | 2025-11-14 |
| 更新时间 | 2025-11-14 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高考大一轮复习讲义 |
| 审核时间 | 2025-11-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54849898.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中化学高考复习讲义围绕物质的量浓度专题,覆盖溶液含义、溶解度、浓度计算(质量分数与物质的量浓度换算)、溶液配制等核心考点,按概念辨析、定量计算、实验操作的逻辑层次架构知识,通过微思考深化理解、正误判断规避误区、例题精讲提炼方法、真题演练强化应用的教学流程,帮助学生突破溶液浓度换算、配制误差分析等难点。
讲义注重科学思维与科学探究能力培养,如在溶液配制中设计“查漏—溶解—转移—定容—误差分析”完整探究流程,在浓度计算中运用原子守恒、电荷守恒等方法建构解题模型,强化化学观念。结合2024年山东卷、全国甲卷等真题案例,设置基础巩固与能力提升分层练习,确保复习针对性与实战性,助力教师精准把控节奏,提升学生规范答题与综合解题能力。
内容正文:
第6讲 物质的量浓度
【复习目标】 1.了解溶液的含义。2.了解溶解度、饱和溶液的概念。3.了解溶液浓度的表示方法。4.理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。5.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。
考点一 溶液的浓度及其计算
1.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。
2.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
溶质质量分数w
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
c=
w=
两者关系
w=(M:摩尔质量,单位:g·mol-1;ρ:密度,单位:g·cm-3)
【微思考】 15%的NaCl溶液的含义是 ;0.1 mol·L-1 NaCl溶液的含义是 ;某加碘食盐中含碘量为20~40 mg·kg-1的含义是 。
提示:每100 g NaCl溶液中含有NaCl的质量为15 g
每1 L NaCl溶液中含有NaCl的物质的量为0.1 mol
每1 kg加碘食盐中含碘元素20~40 mg
【正误判断】
1.用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L-1( )
2.1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1 ( )
3.将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25% ( )
4.将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49% ( )
5.将62 g Na2O溶于水中,配成1 L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
规避2个易错点
易错点1 溶液中溶质的判断
物质
入水后的溶质
水量变化
Na、Na2O、Na2O2
NaOH
减少
SO3
H2SO4
减少
CuSO4·5H2O
CuSO4
增多
NH3
NH3·H2O(但计算时仍以NH3作为溶质)
减少
易错点2 混淆溶液的体积与溶剂的体积
不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算。
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物质的量浓度的计算
1.下列目的能达到的是( )
A.用20 mL量筒量取15 mL酒精,加水5 mL,配制质量分数为75%酒精溶液
B.将标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水中,配制1 mol·L-1的盐酸
C.在200 mL某硫酸盐溶液中,含有1.5NA个硫酸根离子,同时含有NA个金属离子,则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L-1
D.将78 g Na2O2溶于水,配成1 L溶液可得到浓度为1 mol·L-1的溶液
答案:C
解析:量筒不能用来配制溶液,应该用烧杯配制,15 mL酒精中加水5 mL,配制的酒精溶液体积分数为75% ,故A错误;将标准状况下22.4 L HCl即1 mol氯化氢溶于1 L水中,所得溶液体积不是1 L,因此不能配制1 mol·L-1盐酸,故B错误;1.5NA个硫酸根离子的物质的量为1.5 mol,NA个金属阳离子的物质的量为1 mol,令金属离子的化合价为x,根据电荷守恒可知,x=1.5×2=3,故金属阳离子为+3价,所以该硫酸盐可以表示为M2(SO4)3,根据硫酸根守恒可知,硫酸盐的物质的量为0.5 mol,所以该硫酸盐的物质的量浓度为=2.5 mol·L-1,故C正确;将78 g Na2O2即1 mol过氧化钠溶于水,得到2 mol氢氧化钠,配成1 L溶液可得到浓度为2 mol·L-1的溶液,故D错误。
气体溶于水,计算物质的量浓度的一般思路
有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算
2.已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL,密度为ρ g·cm-3,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度: 。
(2)用w、ρ表示溶液的物质的量浓度: 。
(3)用c、ρ表示溶质的质量分数: 。
(4)用w表示该温度下NaCl的溶解度: 。
答案:(1) mol·L-1 (2) mol·L-1
(3)×100% (4) g
解析:(1)c= mol·L-1= mol·L-1。
(2)c== mol·L-1。
(3)w=×100%=×100%。
(4)=,S= g。
溶液的稀释与混合
3.将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀释到500 mL,关于稀释后的溶液叙述不正确的是( )
A.浓度为0.03 mol·L-1
B.从中取出10 mL溶液,其浓度为0.03 mol·L-1
C.含NaOH 0.6 g
D.从中取出10 mL溶液,含NaOH 0.015 mol
答案:D
解析:溶液稀释前后溶质的物质的量不变。从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,其浓度不变,但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。30 mL 0.5 mol/L NaOH溶液中n(NaOH)=0.5 mol/L×0.03 L=0.015 mol,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度c(NaOH)==0.03 mol/L,从中取出10 mL,含NaOH的物质的量为0.015 mol×=0.000 3 mol,故D错误。
4.如图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
硫酸 化学纯 CP
500 mL
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
质量分数:98%
氨水 化学纯 CP
500 mL
品名:氨水
化学式:NH3
相对分子质量:17
密度:0.88 g·cm-3
质量分数:25%
按要求回答下列问题:
(1)硫酸的物质的量浓度为 ,氨水的物质的量浓度为 。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4) 9.2 mol·L-1,c(NH3) 6.45 mol·L-1(填“>”“<”或“=”,下同)。
(3)各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4) 49%,w(NH3) 12.5%。
答案:(1)18.4 mol·L-1 12.9 mol·L-1
(2)< > (3)> <
解析:(1)利用c=计算,c(H2SO4)= mol·L-1=18.4 mol·L-1,c(NH3)= mol·L-1≈12.9 mol·L-1。(2)硫酸的密度大于水,氨水的密度小于水,各取5 mL与等质量的水混合后,所得稀硫酸的体积大于10 mL,稀氨水的体积小于10 mL,故有c(H2SO4)<9.2 mol·L-1,c(NH3)>6.45 mol·L-1。(3)5 mL硫酸和5 mL氨水的质量分别为1.84 g·cm-3×5 mL=9.2 g、0.88 g·cm-3×5 mL=4.4 g,而5 mL水的质量约为5 g,故各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)>49%,w(NH3)<12.5%。
1.溶液体积和溶剂体积关系
(1)不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=。
(2)两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积加和。
2.同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生变化时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
(3)两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。
3.同溶质不同质量分数溶液混合的计算技巧
同溶质、质量分数分别为a%和b%的两溶液混合。
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后质量分数w>(a%+b%);
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
(2)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),则混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
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考点二 一定物质的量浓度的溶液的配制
1.容量瓶的使用
(1)构造及用途
(2)查漏操作
【微思考】 用“能”或“不能”填写容量瓶的用途
① 将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
② 作为反应容器或用来长期贮存溶液;
③ 将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,因为容量瓶的容积是在瓶身所标的温度下确定的;
④ 配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
提示:①不能 ②不能 ③不能 ④不能
2.配制主要仪器及过程
以配制500 mL 1.0 mol·L-1的NaCl溶液为例:
(1)主要仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、500 mL 容量瓶、胶头滴管。
(2)配制过程及操作
溶液配制的两种基本方法
1.配制100 g 10%的NaCl溶液:用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取适量的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
2.用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL:用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入到烧杯中,再用10 mL的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停搅拌。
“一定物质的量浓度溶液的配制过程”答题指导
1.实验室需要配制0.50 mol·L-1NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
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(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(带砝码、最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、 、 、 以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl固体 g。
(3)称量。
①调节游码使天平平衡时,请在图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置。
②称量过程中NaCl固体应放于天平的 (填“左盘”或“右盘”)。
③称量完毕,将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,目的是 。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流,需要洗涤烧杯2~3次是为了 。
(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线 处,改用 加水,使溶液凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀、装瓶。
答案:(1)500 mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒
(2)14.6
(3)①
②左盘
(4)搅拌,加速NaCl溶解
(5)保证溶质全部转入容量瓶中
(6)1~2 cm 胶头滴管
解析:配制480 mL 0.50 mol·L-1的NaCl溶液,必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)=0.50 mol·L-1×0.5 L×58.5 g·mol-1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时,物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。
1.考生答卷案例——找错纠错
(1)容量瓶、玻璃棒、胶头滴管
(2)[案例1]14.625;[案例2]14.0
(3)②左
(4)搅拌,加速NaCl容解
(5)减小误差
(6)2~3 交头滴管
2.失分原因分析
(1)虽然熟悉某一规格的容量瓶只能配制一定体积的溶液,但未指明所选容量瓶的规格。
(2)[案例1]没有注意体现托盘天平的精确度;[案例2]注意了托盘天平的精确度,但不会四舍五入,保留小数点后一位数字。
(3)②不按要求作答。
(4)汉字使用错误。
(5)回答问题不完整、太笼统。
(6)数值错误;未写单位;汉字使用错误。
一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
2.(1)从溶质改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
①配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g: 。
②配制500 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g: 。
③配制NaOH溶液时,天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确: 。
④配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒: 。
⑤用量筒量取浓硫酸时,仰视读数: 。
⑥定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线: 。
⑦未洗涤烧杯及玻璃棒: 。
答案:①偏小 ②偏小 ③偏小 ④偏小 ⑤偏大
⑥偏小 ⑦偏小
(2)从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
①配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容: 。
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线: 。
③定容时仰视刻度线: 。
④定容摇匀后少量溶液外流: 。
⑤容量瓶中原有少量蒸馏水: 。
答案:①偏大 ②偏小 ③偏小 ④无影响
⑤无影响
1.误差分析的思维流程
2.视线引起误差的分析方法
(1)仰视容量瓶刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视容量瓶刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
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1.(2024·山东卷节选)取20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体,配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是 (填标号)。
A.玻璃棒 B.1 000 mL锥形瓶
C.500 mL容量瓶 D.胶头滴管
答案:AD
2.(2024·全国甲卷节选)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是
,定容后还需要的操作为 。
答案:保证溶质全部转移到容量瓶中 盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀
3.(2024·湖北卷节选)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到下列仪器中的 (填标号)。
答案:bc
4.(2022·广东卷节选)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液,需5 mol·L-1 HAc溶液的体积为 mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是 。
答案:(1)5.0 (2)C
解析:(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250 mL×0.1 mol/L=V×5 mol/L,解得V=5.0 mL。(2)容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;定容时平视,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误;向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故C正确;定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从手中掉落,综上所述,正确的是C项。
一、在“22.4 L·mol-1的适用条件及物质的聚集状态”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA ( )
(2)常温下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA ( )
(3)标准状况下,2.24 L氨水含有NH3分子数为0.1NA ( )
(4)标准状况下,22.4 L SO3中含有SO3分子数为NA ( )
(5)标准状况下,22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子 ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
抓“两看”突破陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)。
二、用“与计算无关的一些干扰条件”设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)常温常压下,3.2 g O2所含的原子数为0.2NA ( )
(2)标准状况下,18 g H2O所含的氧原子数目为NA ( )
(3)室温下,1 mol CH4中含有5NA原子 ( )
(4)常温常压下,1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA ( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
排“干扰”突破陷阱
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
三、在“物质的组成与结构”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)在常温常压下,18 g H2O与18 g D2O所含电子数均为10NA ( )
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(2)标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA ( )
(3)30 g SiO2中含有硅氧键个数为NA ( )
(4)56 g乙烯中所含共用电子对数目为12NA ( )
(5)78 g苯中含有3NA碳碳双键 ( )
(6)28 g乙烯中含有σ键的个数为5NA ( )
(7)1 mol HCN分子中含有π键个数为2NA ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
(6)√ (7)√
记“组成”突破陷阱
1.记特殊物质中所含微粒的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
2.记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
3.记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
4.记物质中所含化学键的数目,如分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
5.一个N2中含有一个σ键,两个π键;一个CH≡CH中含有3个σ键,2个π键;一个[Cu(NH3)4]2+中含有16个σ键。
6.一个H2O中含两个孤电子对,两个σ键。
四、在“电解质溶液中粒子数目”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)0.1 L 3.0 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的N的数目为0.3NA ( )
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA
( )
(3)0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA ( )
(4)25 ℃时,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA ( )
(5)1 L 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
审准“题目”突破陷阱
1.是否存在弱电解质的电离或盐类水解。
2.已知浓度,是否指明体积,用好公式n=cV。
3.在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水。
五、在“物质转化中的隐含反应”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA ( )
(2)常温下,密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA ( )
(3)常温下,56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子 ( )
(4)一定条件下合成氨反应,用1.5 mol H2和0.5 mol N2,充分反应后可得到NH3分子数为NA ( )
(5)1 L 0.01 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数大于0.02NA ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
记“隐含反应”突破陷阱
1.2SO2+O22SO3
2NO2⥫⥬N2O4
N2+3H22NH3
2.Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO
3.NH3+H2O⥫⥬NH3·H2O⥫⥬N+OH-
4.H2+I2⥫⥬2HI
六、在“电子转移数目”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA ( )
(2)1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数为NA( )
(3)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA ( )
(4)向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有1 mol Fe2+被氧化时,共转移电子的数目为NA
( )
(5)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA ( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
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抓“反应”突破陷阱
1.同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。如Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂。
2.量不同,所表现的化合价不同。如Fe和稀HNO3反应,Fe不足时生成Fe3+,Fe过量时生成Fe2+。
3.氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
4.注意氧化还原的顺序。如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
1.(2025·内蒙古八省联考卷)CO2能与H2反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应①每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA
B.标准状况下,2.24 L HCHO中含中子数目为1.6NA
C.反应③每生成3.2 g CH3OH,转移电子数目为0.4NA
D.100 mL 1 mol·L-1 HCOOH溶液中含H原子数目为0.2NA
答案:A
解析:反应①为CO2+4H2CH4+2H2O,每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA,A正确;标准状况下,2.24 L HCHO物质的量为0.1 mol,HCHO中中子数为6+8=14个,故2.24 L HCHO中含中子数目为1.4NA,B错误;反应③中CO2CH3OH碳元素化合价从+4价降到-2价,每生成3.2 g CH3OH即0.1 mol,转移电子数目为0.6NA,C错误;HCOOH溶液中HCOOH和H2O中都含H原子,故H原子数目大于0.2NA,D错误。
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+H2SO42ClO2↑+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 O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
答案:D
解析:O分子中H原子无中子,18O原子的中子数为10,则0.1 mol O中含有的中子数为NA,故A错误;由反应方程式H2C2O4+2KClO3+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O可知,每生成2 mol ClO2转移电子数为2 mol,则每生成67.5 g ClO2即1 mol ClO2转移电子数为NA,故B错误;未给出草酸溶液的体积且H2C2O4是弱酸,不能完全电离,则无法计算0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目,故C错误;1个二氧化碳分子中含有2个σ键和2个π键,则标准状况下22.4 L CO2即1 mol CO2中含σ键数目为2.0NA,故D正确。
3.(2024·河北卷)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+2CO22K2CO3+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σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
答案:A
解析:44 g(即1 mol)CO2中σ键的数目为2NA,A正确;KO2由K+和构成,1 mol KO2晶体中离子的数目为2NA,B错误;C在水溶液中会发生水解:C+H2O⥫⥬HC+OH-,故1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目小于NA,C错误;该反应中部分氧元素化合价由-0.5价升至0价,部分氧元素化合价由-0.5价降至-2价,则每4 mol KO2参加反应转移3 mol电子,生成3 mol O2,每转移1 mol电子生成O2的数目为NA,D错误。
4.(2024·九省联考广西卷)反应H2O2+Cl22Cl-+O2+2H+常被用于除去水中残余氯。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.100 mL 1 mol·L-1 H2O2溶液中含有的H—O键数目为0.2NA
B.25 ℃、101 kPa时,22.4 L Cl2中氯原子的数目为2NA
C.0.1 mol O2含有质子的数目为0.8NA
D.通过上述反应除去0.5 mol Cl2,转移电子的数目为NA
答案:D
解析:100 mL 1 mol·L-1 H2O2溶液中的水中也含有H—O键,所以H—O键数目大于0.2NA,故A错误;25 ℃、101 kPa不是标准状况,不能用22.4 L/mol计算,故B错误;O的质子数为8,0.1 mol O2含有质子的数目为1.6NA,故C错误;根据反应H2O2+Cl2⥫⥬2Cl-+O2+2H+,除去1个Cl2分子转移电子数为2,所以除去0.5 mol Cl2,电子转移的数目为NA,故D正确。
5.(2021·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol CHCl3含有C—Cl的数目为3NA
B.1 L 1.0 mol/L盐酸中含有阴离子总数为2NA
C.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
D.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
答案:A
解析:1 L 1.0 mol/L盐酸中含有的Cl-数目为NA,还有水微弱电离产生的OH-,但阴离子总数小于2NA,B错误;气体的状况未知,无法利用22.4 L/mol计算物质的量,也无法确定反应后的分子数目,C错误;Na与足量H2O反应,根据2Na~H2,23 g Na的物质的量为1 mol,可生成0.5 mol H2,H2分子数目为0.5NA,D错误。
学生用书⬇第36页
类型一 关系式法的应用
从原料到产品可能要经过若干步反应,前一步反应的生成物是后一步反应的反应物(中间产物)。列关系式通常有如下几种方法:
(1)有关化学方程式的化学计量数关系;
(2)原子守恒关系;
(3)得失电子守恒关系。
关系式法不用写出完整的化学方程式,快速高效,例如滴定操作中的间接滴定法的计算。
注意事项:在多步反应中,每一步中的转化率、利用率及最后所得产品的纯度等,可以累积进行计算。
特征:关系传递,连接符号(~),首尾列比例计算。
1.(2022·湖南卷节选)某实验小组用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。步骤如下:
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。
则产品中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=0.488 g,质量分数为×100%=97.6%。
2.KMnO4是一种用途广泛的氧化剂,可由软锰矿(主要成分为MnO2)通过下列方法制备:
a.软锰矿与过量KOH、KClO3固体熔融生成K2MnO4;
b.溶解、过滤后将滤液酸化,使K2MnO4完全转化为MnO2和KMnO4;
c.滤去MnO2,将滤液浓缩、结晶得到深紫色的KMnO4产品。
测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。
(1)配制250 mL 0.100 mol·L-1标准Na2S2O3溶液,需准确称取Na2S2O3固体的质量为 g。
(2)取上述制得的KMnO4产品0.600 0 g,酸化后用0.100 mol·L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定,滴定至终点消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。计算该KMnO4产品的纯度(写出计算过程)。(有关离子方程式为Mn+S2+H+S+Mn2++H2O,未配平)
答案:(1)3.950
(2)由化学方程式:8Mn+5S2+14H+10S+8Mn2++7H2O,设样品中KMnO4物质的量为n mol,可知:
8Mn~5S2
n 0.100 mol·L-1×20.00×10-3 L
所以n(KMnO4)=×0.100 mol·L-1×20.00×10-3 L=3.2×10-3 mol,
所以m(KMnO4)=nM=3.2×10-3 mol×158 g·mol-1=0.505 6 g,KMnO4产品的纯度为×100%≈84.27%。
解析:(1)n=cV=0.100 mol·L-1×0.250 L=0.025 mol,m=nM=0.025 mol×158 g·mol-1=3.950 g。
建立关系式的三种常用方法
方法1.叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)
⇒C+2H2O(g)CO2+2H2
⇒由木炭、水蒸气制取NH3的关系式为3C~4NH3。
方法2.原子守恒法
4NH3+5O24NO+6H2O
2NO+O22NO2
4NO2+O2+2H2O4HNO3
经多次氧化和吸收,由N元素守恒知:NH3~HNO3。
方法3.电子转移守恒法
H3HO3,2
由得失电子总数相等知,NH3经氧化等一系列过程生成HNO3,NH3和O2的关系式为NH3~2O2。
学生用书⬇第37页
类型二 差量法的应用
化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为:
(1)准确写出有关反应的化学方程式;
(2)深入细致地分析题意,关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等,且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比;
(3)根据反应方程式,从“实际差量”寻找比例关系,列比例式求解。如:
2C(s)+O2(g)2CO(g) Δm(固)/ Δn(气) /ΔV(气)
2 mol 1 mol 2 mol 24 g 1 mol 22.4 L(标准状况)
1.(2021·河北卷)对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为 g。
答案:0.84
解析:由2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Δm
2 mol 56 g
x 0.14 g
=,解得:x=0.005 mol,
根据2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑得,
m(NaHCO3)=0.005 mol×2×84 g/mol=0.84 g。
2.取7.90 g KMnO4,加热分解后剩余固体7.42 g。该剩余固体与足量浓盐酸在加热条件下充分反应,生成单质气体A,产物中锰为Mn2+。计算:
(1)KMnO4的分解率为 ;
(2)气体A的物质的量为 。
答案:(1)60% (2)0.095 mol
解析:(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2×158 32
m(KMnO4) 7.90 g-7.42 g
m(KMnO4)==4.74 g,
KMnO4分解率=×100%=×100%=60%。
(2)由题意分析知,A为Cl2,由得失电子守恒,反应前后,Mn元素化合价(+7→+2),得到电子;O元素化合价(-2→0),Cl元素化合价(-1→0),失去电子。由得失电子守恒分析得:5n(KMnO4)=4n(O2)+2n(Cl2)。即5×=4×+2n(Cl2);n(Cl2)=0.095 mol。
类型三 守恒法计算及应用
一、质量守恒(原子守恒)
依据:化学反应的实质是原子的重新组合,反应前后各原子的种类和数目保持不变。
28 g铁粉溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体质量为 。
答案:40 g
解析:经过一系列反应后,最终得到的固体为Fe2O3,根据铁原子守恒:
n(Fe2O3)=n(Fe)=×=0.25 mol,所得Fe2O3固体的质量为0.25 mol×160 g·mol-1=40 g。
二、电荷守恒
在离子方程式中,反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。
在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的S完全沉淀;加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,则原溶液中Al3+的浓度(mol·L-1)为( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:由混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的S完全沉淀,根据S+Ba2+BaSO4↓可知n(S)=b mol;由加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,根据N+OH-NH3↑+H2O可知n(N)=c mol,由于溶液为电中性,设原溶液中Al3+的物质的量为x mol,由电荷守恒可知,3x+c=2b,所以x=,由于溶液的体积是a L,所以原溶液中Al3+的物质的量浓度c(Al3+)== mol·L-1,故D正确。
三、得失电子守恒
氧化还原反应中,元素原子化合价升高的总价数=元素原子化合价降低的总价数,即还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
某同学设计如下实验测定绿矾样品(主要成分为FeSO4·7H2O)的纯度,称取11.5 g绿矾产品,溶解,配制成1 000 mL溶液;量取25.00 mL待测溶
液于锥形瓶中,用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1高锰酸钾溶液滴定至终点,消耗高锰酸钾溶液的平均体积为20.00 mL。根据数据计算该绿矾样品的纯度约为( )
A.94.5% B.96.1%
C.96.7% D.97.6%
答案:C
解析:高锰酸根离子与亚铁离子反应的离子方程式为Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O,n(KMnO4)=20.00×10-3 L×0.010 00 mol·L-1=2.0×10-4 mol,则n(FeSO4·7H2O)=5n(KMnO4)=1.0×10-3 mol,w(FeSO4·7H2O)=×100%≈96.7%。
1.将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L(标准状况),则反应消耗HNO3的物质的量为 。
答案:0.11 mol
解析:被还原的硝酸的物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和,被还原n(HNO3)==0.05 mol;表现酸性的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中N的物质的量,参加反应的硝酸包括表现酸性的硝酸[生成Cu(NO3)2]和被还原的硝酸(生成NO2和NO)。n(HNO3)=(×2+) mol=0.11 mol。
2.在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中,Al3+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,S为0.4 mol·L-1,溶液中Na+的物质的量浓度为( )
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1
答案:B
解析:在任何一个溶液中,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数,则有3c(Al3+)+c(Na+)=2c(S),解得c(Na+)=0.2 mol·L-1。
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