专题02 化学计量及其应用(复习讲义)(上海专用)2026年高考化学二轮复习讲练测
2025-12-27
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2份
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75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 | 物质的量 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.17 MB |
| 发布时间 | 2025-12-27 |
| 更新时间 | 2025-12-29 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-12-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55667742.html |
| 价格 | 4.00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聚焦化学计量核心考点,涵盖物质的量、阿伏伽德罗常数、物质的量浓度等高考高频内容,按“考情精解-知能架构-题型攻坚”逻辑组织,通过真题动向分析、必备知识梳理(如气体摩尔体积适用条件、电解质溶液粒子数判断)、关键能力指导(如关系式法、误差分析)、分层训练(基础题-综合题),帮助学生构建以物质的量为核心的计算体系,体现复习教学的系统性和针对性。
讲义突出情境化与学科融合特色,如以新材料碳酸丙烯酯为载体考查σ键计数,通过锗纯度测定实验串联多步氧化还原计算,培养学生科学思维与证据推理能力。设置考向预测和易错提醒(如可逆反应限度、非标准状况气体),配合真题变式训练,助力学生高效突破高频陷阱,为教师把控复习节奏、提升学生实战能力提供有力支撑。
内容正文:
专题02化学计量及其应用
目录
01 析·考情精解 2
02 构·知能架构 3
03 破·题型攻坚 3
题型一 物质的量和阿伏伽德罗常数的应用 3
真题动向
情境贴近实际,融入新材料合成、环境治理等热点;知识深度综合,聚焦弱电解质电离、盐类水解、氧化还原电子转移与物质结构的结合;陷阱精细化,侧重非标准状况气体、可逆反应限度、特殊物质组成等细节考查。
必备知识
知识1 物质的量及其相关计算
知识2气体摩尔体积适用条件及物质的聚集状态
知识3 氧化还原反应中转移电子数目 知识4 电解质溶液中粒子的数目
知识5 物质的组成和结构 知识6 隐含的可逆反应
关键能力
能力 解答有关阿伏加德罗常数类题目的方法
命题预测
考向1 物质的量的应用 考向2 阿伏伽德罗常数的应用
题型二 物质的量浓度及其应用 16
真题动向
结合真实应用情境,以实验基本操作为核心
必备知识
知识1物质的量浓度的相关计算
知识2 配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
关键能力
能力 以物质的量浓度为核心的计算关系
命题预测
考向1 以物质的量浓度为核心的计算
考向2 配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
命题轨迹透视
从近2年高考试题来看,试题以选择题和填空题为主,题目适中。命题趋势:核心考点聚焦物质的量、阿伏加德罗常数(NA)、物质的量浓度及溶液配制,NA 仍为高频考点,侧重微粒构成、电子转移等综合判断;题型从单一选择题转向非选择综合题,多嵌入工业流程(如物质制备)、滴定实验等真实情境;跨模块融合增强,与物质结构(化学键数目)、氧化还原反应等知识联动,强化计算与推理结合。
考点频次总结
考点
2025年
2024年
物质的量和阿伏伽德罗常数的应用
上海卷T1(2),T2(7)
上海卷T6(8),T7
(2),T10(5)
物质的量浓度及其应用
上海卷T4(9)
上海卷T10(3)
2026命题预测
预计在2026年高考中,核心考点稳定,NA考查热度略有下降,化学方程式定量计算占比提升;情境化进一步深化,可能引入热重分析等新型载体,强调数据解读与误差分析;强化 “计算服务实践” 导向,结合环保、材料等前沿场景,考查守恒法、关系式法应用;注重基础应用与高阶思维平衡,溶液配制的实验操作与浓度计算仍是基础得分点。
考点一 物质的量和阿伏伽德罗常数的应用
1.(2025上海,T1(2))碳酸丙烯酯()简称PC,是一种重要的有机化合物,具有多种工业通途。
(2)1mol PC分子中键的数目为_______。
A.7 B.12 C.13 D.14
命题解读
新情境:上海高考化学近年常以工业实用化合物为载体,本题选取有多元工业用途的碳酸丙烯酯(PC),跳出教材常见简单有机物的范畴,将考点嵌入真实化工产品情境。这既体现 “化学服务工业生产” 的学科价值,也要求学生具备从陌生工业物质中提取结构信息的能力,呼应上海考纲中 “学科与社会” 的考查维度。
新考法:传统 σ 键考查多围绕乙烷、乙酸等熟悉有机物,本题则以环状碳酸酯(含五元环、酯基、甲基)为对象,考法核心是 “陌生结构的化学键解构”:需学生明确 “单键全为 σ 键、双键含 1 个 σ 键” 的规则,同时准确分析环状结构、官能团(酯基)、取代基(甲基)的键连接。这种考法直指 “证据推理与模型认知” 素养,是上海高考近年从 “知识记忆” 转向 “知识应用” 的典型体现。
新角度:上海高考化学命题近年弱化 “机械记忆”,强化 “思维严谨性”。本题选项以 NA倍数设置,需学生精准计数,考查结构分析的细心程度;同时,命题角度锚定 “真实情境下的核心概念应用”,既落实 “化学键” 的基础概念,又渗透 “化学服务产业” 的学科价值,是上海高考 “知识、能力、价值” 三维考查的缩影。
2.(2024上海,T10(3))已知:
①
②
③
(5)关于上述电化学反应过程,描述正确的是_______。
A.该装置实现电能转化为化学能
B.电极b是负极
C.电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a
D.每参与反应时,转移电子
3.(2024上海,T7(2))已知可二聚为下图的二聚体:
(2)将该二聚体溶于生成(结构如图所示),已知其配离子为四面体形,该配合物中有键 。
4.(2024上海,T6(8))粗盐中含有等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知:和的溶解度如图所示:
(8)已知粗盐水中含量为,含量为,现用方案3提纯10L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为)和碳酸钠的物质的量 。
知识1 物质的量及其相关计算
1.物质的量(n)
表示含有 的集合体的物理量,单位为 。
2.物质的量的规范表示方法:
(1)用mol为单位只能用于物质的微观粒子,如分子、原子、离子或它们的特定组合。不能用于宏观物质。
(2)用mol为单位必须指明物质微粒(或微粒组合)的符号。
3.以物质的量为核心的各个化学计量之间的关系
知识2 气体摩尔体积适用条件及物质的聚集状态
考查角度
命题分析
注意事项
标准
状况下
在标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,分子数为NA,即Vm=22.4 L·mol-1。非气体不适用
熟记在标准状况下为非气态的常考物质。如单质溴、H2O、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH、SO3、碳原子数大于4的烃等均不是气体
非标准
状况下
①非标准状况(一般考查常温常压)下,气体摩尔体积未必为22.4 L·mol-1
②非标准状况下气体的物质的量或质量、物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关
①常温常压下,气体体积不能通过 22.4 L·mol-1转化计算;
②常温常压下,1 mol CO2质量为44 g,分子数是NA(气体质量和所含的粒子数与所处外界条件无关)
【易错提醒】
1.气体摩尔体积使用的对象是气体;标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。
2.在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4 L·mol-1
知识3 氧化还原反应中转移电子数目
考查角度
过程分析
注意事项
判断反应是否正确
知晓常见反应的反应产物,特别是涉及一些可变价元素的反应
注意常考易错反应,如:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
相关物质过量判断
根据化学方程式,计算物质是否过量,按不过量物质计算
如FeBr2和Cl2的反应中,当有部分Br-发生反应时,Fe2+已完全反应,计算转移电子数时,要把两步的转移电子数合并计算
判断化合价变化
根据化合价的升降来计算确定氧化、还原产物及转移的电子数
要注意特殊物质,如
①由Na2O2、H2O2制取1 mol O2转移2 mol电子;
②Fe与S、I2、非氧化性酸反应,1 mol Fe转移2 mol电子;1 mol Fe与足量的Cl2、稀HNO3反应,转移3 mol电子
【易错提醒】
熟记特殊反应中电子转移总数
反应
物质变化量
转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol或NA
1 mol O2
2 mol或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol或2NA
1 mol Fe
3 mol或3NA
知识4物质的组成和结构
考查角度
命题分析
注意事项
分子数
分析物质是否由分子构成,或是否有相应分子存在
如:HCl溶于水,完全电离,不存在分子;NaCl是离子化合物,物质中无分子;SiO2是原子晶体,物质中也无分子
原子数
①要分析分子中的原子组成,注意单原子分子、多原子分子;
②分子中原子及原子数比值相同的混合物,总质量一定,分子数不确定,但原子数确定
①惰性气体是单原子分子,Cl2、O2、N2等是双原子分子,O3、P4等是多原子分子;
②对实验式相同的混合物,按最简式来计算
如NO2和N2O4、乙烯与丙烯、同分异构体、乙炔与苯、乙酸与葡萄糖等,只要总质量一定,则其中所含原子数与二者比例无关
电子数
确定核外电子数,要分析微粒的结构
基团与离子的差异:—OH与OH-的电子数不同
化学键数
明确结构情况,不能只看化学式来确定化学键数,要分析分子结构和晶体结构来确定
①苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键,不含有碳碳双键;
②1 mol白磷(P4)中含有P—P的数目为6NA;1 mol S8含8 mol S—S;1 mol金刚石(晶体硅)中含有2 mol C—C(Si—Si);1 mol SiO2含有4 mol Si—O
【易错提醒】
(1)记住特殊物质中所含微粒的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等;
(2)记住最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等;
(3)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等
知识5 电解质溶液中粒子的数目
考查角度
命题分析
注意事项
电离
强电解质在水溶液中完全电离,弱电解质部分电离,计算分子数及离子数时要考虑是否完全电离
H2SO4等强电解质在水中完全电离,稀溶液中不存在硫酸分子;醋酸溶液中,CH3COOH部分发生电离,CH3COOH分子数减少;CH3CH2OH是非电解质,水溶液中分子数不变
水解
有些盐中弱离子要发生水解,离子数会增加或减少
如在Na2CO3溶液中,由于水解因素,CO3-会减少,但阴离子数增加
体积因素
计算溶液中微粒数目时要确认题干中是否已明确溶液体积
常见陷阱是溶液的体积未知,则溶质的物质的量无法计算,所含微粒数也无法计算
【易错提醒】
审准题目“要求”,是突破该类题目的关键
(1)溶液中是否有“弱粒子”,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1的乙酸或1 L 1 mol·L-1乙酸钠溶液中CH3COO-的数目均小于NA。
(2)题目中是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
知识6 隐含的可逆反应
考查角度
命题分析
注意事项
可逆反应
在可逆反应中,由于反应不完全,计算微粒数时不能按完全反应计算
经常考查的反应有:2SO2+O22SO3、2NO2N2O4、N2+3H22NH3、
Cl2+H2OHCl+HClO、
NH3+H2ONH3·H2ONH4+ +OH-
浓度影响
某些反应在反应过程中由于溶液浓度发生变化会造成反应发生改变或停止,此类反应在判断转移电子数目、物质的量的变化时均要考虑反应的改变
如MnO2与浓盐酸反应,Cu与浓H2SO4反应,Zn与浓H2SO4反应,Cu与浓硝酸反应
【易错提醒】
识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱
(1)2SO2+O22SO3 2NO2N2O4 N2+3H22NH3
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”
(6)所有的酯化反应
(7)在酸性条件下酯的水解反应等。
能力 解答有关阿伏加德罗常数类题目的方法
1.抓“两看”,突破气体与状况陷阱
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、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯等在标准状况下均不为气体]。
2.排“干扰”,突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱
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。
3.记“组成”,突破陷阱
(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)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,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
4.审“组成、体积”因素,突破电解质溶液中粒子数目陷阱
(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。
5.要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱。
(1)2SO2+O22SO3 2NO2N2O4
N2+3H22NH3
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)③NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
6.抓“反应”,突破陷阱
(1)明确确定电子转移数目的“三个步骤”
②熟记常考氧化还原反应转移的电子数(其他反应物均过量)
反应
物质
转移电子的物质的量或电子数目
Na2O2+CO2(或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol或NA
1 mol O2
2 mol或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol或2NA
1 mol Fe
3 mol或3NA
考向1 物质的量的应用
1.(25-26高三上·上海·月考)氢的存储是氢能应用的主要瓶颈。目前常用的储氢技术主要包括物理储氢、化学储氢与其它储氢。不同的储氢方式应用场景不同。高压气态储氢技术是目前发展最成熟、应用最广泛的物理储氢技术。已知在、时,含有个分子,则在此条件下容积为的高压气瓶能储存氢气
A. B. C. D.
2.【自然物质循坏流程与学科知识结合】(25-26高三上·上海·月考)(多选)自然界中的局部氮循环如图。
图中含氮物质的各步转化的说法中,正确的是
A.植物吸收的无机氮主要是和
B.硝化作用中元素均被氧化
C.转化为需要消耗
D.属于氮的固定的是①②⑥
3.(25-26高三上·上海·阶段练习)灼烧硫铁矿的化学方程式如下:。
将硫铁矿(其中质量分数为)充分燃烧,理论上可产生 的气体(换算至标准状况)。
4.(2025·上海嘉定·二模)已知氧化性:NaClO强于H2O2,NaClO消毒剂和H2O2消毒剂混合后会失效,失效原因用化学方程式表示为 ,每消耗1.0 mol NaClO,生成的氧化产物在标准状况下的体积为 。
5.(24-25高三上·上海·阶段练习)天然碱的主要成分为,经充分加热得到的质量为 g。
6.(23-24高三上·上海浦东新·阶段练习)业内人士预测,2023年对中国汽车的出口量将历史性的超过日本,成为世界第一、中国电动汽车技术处于世界领先地位。比亚迪公司充电电池全线搭载了刀片电池,刀片电池具有续航里程高,安全性好的优点。刀片电池的正极材料使用了磷酸铁锂(LiFePO4)。磷酸铁锂(LiFePO4)由Li2CO3、C6H12O6和FePO4在高温条件下制备。
(1)LiFePO4中的化合物态的铁价电子排布式为 ,铁元素在元素周期表中的位置为 。
(2)C6H12O6在反应中表现出 (填氧化性、还原性),每生成27 g C6H12O6参与反应,转移电子数目为 。
7.(23-24高三上·上海·期中)CO2的结构式是 ,11.2L CO2分子(体积在标准状况下测定)中存在 个π键。
8.(25-26高三上·上海·阶段练习)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺()以中间产物的形式参与循环。已知。
(2)下列说法错误的是_______。
A.轻胺组成元素的第一电离能大小顺序为
B.溶液中和数均为
C.根据的热稳定性强于可知O元素的非金属性强于N
D.和所含的中子数相同
9.(25-26高三上·上海·开学考试)肼是火箭常用的高能燃料,常温下为液体,肼能与双氧水发生反应:,用表示阿伏加德罗常数。
(1)下列说法正确的是___________。
A.25 ℃、101 kPa下,中含有的电子数为
B.标准状况下,中含有的原子数为
C.的溶液中含有的氧原子数为
D.常温常压下,与个分子中含有的氢原子数相同
(2)若该反应中有8 molN-H键断裂,则形成的π键有 mol。
10.(25-26高三上·天津·月考)回答下列问题。
(2)天然碱的主要成分为,经充分加热得到的质量为 g。
11.(25-26高三上·天津·阶段练习)回答下列问题:
Ⅰ.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1)40.5 g某金属氯化物中含0.6 mol Cl-,则该氯化物的摩尔质量为 。
(2) mol 所含原子数与0.2 mol 所含原子数相等。
(3)三种盐混合溶液中含0.2mol 、0.25 mol 、0.4 mol 、,则的物质的量为 mol。
Ⅱ.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛应用于生产和生活中。
(4)某离子反应中涉及、、、、、六种微粒。其中、的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是 。
a.该反应的氧化剂是 b.消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子
c.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 d.当生成14 g 时,消耗的为1.5 mol
12.(25-26高三上·宁夏吴忠·月考)化学计量在生产和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)个分子在标准状况下的体积为 ,其质子的物质的量为 。
(2)某气态氧化物的化学式为,标准状况下2.2 g该氧化物的体积为1120 mL ,则的摩尔质量为 。
(3)若a g某气体A2,含有的分子数为N,气体在标准状况下的体积约为,则阿伏加德罗常数的数值可表示为 (用含字母的代数式表示)。
考向2 阿伏伽德罗常数的应用
1.(25-26高三上·河南南阳·期中)工业制备高纯硅的主要过程如下:石英砂粗硅 高纯硅。已知SiHCl3遇潮会发烟,下列说法正确的是
A.制备粗硅的反应方程式为
B.光导纤维的主要成分为高纯硅
C.1 mol Si含Si-Si键的数目约为
D.原料气HCl要充分干燥,去除水蒸气
2.(24-25高三上·上海·阶段练习)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.室温下,蔗糖完全水解生成的葡萄糖分子数为
B.的烃分子中含有键的数目一定为
C.与足量的反应,转移的电子数为
D.中所含质子数为
3.(23-24高三上·上海浦东新·阶段练习)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.0g H218O与D2O的混合物中所含中子数为NA
B.常温下,pH=13的NaOH溶液中含OH﹣的数目为0.1NA
C.在标况下,22.4L H2O中所含氢氧键的数目约为2NA
D.标况下,含2mol H2SO4的浓硫酸与足量Cu在加热条件下充分反应,可生成22.4L SO2
4.(2023·上海崇明·二模)一种新型人工固氮的原理如图所示,下列叙述不正确的是
A.反应①中每生成1molLi3N转移电子数为3NA
B.反应①②③均为氧化还原反应
C.反应③中O2为氧化产物
D.整个过程的总反应可表示2N2 + 6H2O = 4NH3 + 3O2
5.(2025·辽宁沈阳·三模)(五羰基铁)是一种典型的金属羰基化合物,在热、光、氧化还原等条件下表现出多种反应性,广泛应用于化学合成和材料科学,但需注意其毒性和不稳定性。已知反应:,阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.生成时,失去的电子数为
B.1 mol基态Fe原子的价电子数为
C.含有的中子数为
D.常温下,溶液中,数目
6.(25-26高三上·辽宁·期中)汽车碰撞时,安全气囊中的通过反应:转化为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.晶体中离子的数目为
B.分子中含键的数目为
C.反应中生成转移电子的数目为
D.溶液中阴离子的数目为
7.(25-26高三上·云南玉溪·期中)NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2NA
B.1L 1mol/L NH4NO3溶液中含的数目为NA
C.足量的浓盐酸与8.7gMnO2反应,转移电子的数目为0.4NA
D.标准状况下,22.4LSO3的物质的量为1mol
8.(23-24高三上·上海·期中)(多选)常温常压下,下列物质的物理量中前者是后者两倍的是
A.2.24LN2和2.24LHe所含的原子数
B.28g28Si和28g14N中所含的中子数
C.1molSO2和2molO2的密度
D.0.1mol•L﹣1H2SO4和0.1mol•L-1CH3COOH的c(H+)
题型二 物质的量浓度及其应用
1.(2025上海,T4(9))工业从低品位锗矿中提取精锗,使用分步升温的方法:
A.,2.5% B.,5.0% C.,2.5% D.,2.5%
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
a.称取m g单质锗样品,置于锥形瓶I中:向锥形瓶Ⅱ中加入过量的NaH2PO2溶液。
b.向锥形瓶I中加入足量FeCl3溶液和盐酸,加热充分反应。
c.反应结束后,用盐酸冲洗连接管和仪器A,冲洗液并入锥形瓶II中。
d.向锥形瓶Ⅱ中加一定量磷酸和盐酸,隔绝空气加热至微沸。充分反应后,用橡皮塞塞紧锥形瓶Ⅱ,并冷却到10℃以下(防止在步骤e中过量的NaH2PO2与KIO3发生反应)
e.向锥形瓶Ⅱ的无色溶液中加入淀粉溶液,用c mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,终点时消耗 V mL标准溶液。
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
①
②
③
④
(9)已知,求m g锗矿石样品中锗元素的质量分数为 (用c、V、m的代数式表示)。
命题解读
新情境:以上海卷青睐的 “前沿材料元素(锗,半导体核心材料)” 为载体,创设 “实验装置 + 多步氧化还原转化” 的陌生情境 —— 既关联新材料产业(符合上海 “科技赋能” 的命题导向,),又考查陌生反应下的知识迁移,规避教材常见元素的机械记忆,体现 “学科联系生产” 的命题理念。
新考法:突破传统 “单一反应计算”,采用上海卷高频的 “多步氧化还原关系式法”—— 需梳理 Ge 价态变化(0→+4→+2→+4),通过电子守恒建立 Ge 与滴定剂(KIO₃)的物质的量关系(3Ge~KIO₃),考查 “整体思维” 而非分步计算,匹配上海高考对 “证据推理与模型认知” 素养的考查。
新角度:体现上海卷 “实验与定量一体化” 的新逻辑 —— 将实验装置与定量计算(质量分数)绑定,既隐含装置功能的理解,又要求从实验流程中提取定量关系,实现 “实验操作 - 反应原理 - 定量计算” 的能力串联,呼应上海高考 “学科能力综合化” 的命题转向。
2.(2024上海,T10(3))已知:
①
②
③
(3)已知的,为 。当 时,开始产生沉淀。
1.物质的量浓度的相关计算
(1)物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算
c= === ,w= 。(ρ:g·cm-3)
(2)物质的量浓度与溶解度(S)的换算(饱和溶液)
c===,S=。(ρ:g·cm-3)
(3)气体溶质溶于水中制得溶液,其物质的量浓度和质量分数的计算
在标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液密度为ρ,则:
c===(ρ:g·cm-3);
w=×100%==×100%。
(4)溶液稀释定律(守恒观点)
①溶质的质量在稀释前后保持 ,即m1w1=m2w2。
②溶质的 在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
③溶液质量守恒, 。
(5)同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
①混合后溶液体积保持不变时, 。
②混合后溶液体积发生改变时, ,其中V混=。
(6)不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算
①明确各反应物、产物之间的 之比。
②巧用电荷守恒思想:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
(7)溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
①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%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
②等体积混合
A.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%)。
B.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.配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
Ⅰ.配制一定物质的量浓度溶液操作
以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例:
【易错提醒】
1.做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就一定不会漏写某种仪器。
2.容量瓶的规格,常见的有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。
3.所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
Ⅱ.配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析
(1)判断配制实验误差模板
(2)误差分析的思维流程
(3)对于定容时俯视、仰视对结果的影响,要学会画线分析(如图)
能力 以物质的量浓度为核心的计算关系
1. 有关物质的量浓度的计算方法
(1)物质的量浓度的简单计算: 。
(2)溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量不变: 。
(3)溶液混合的计算:混合前后溶质的物质的量不变: 。
(4)物质的量浓度和溶质的质量分数之间的关系:c= ,w=(ρ的单位:g·mL-1)。
2.配制物质的量浓度溶液的误差分析的一般方法:
根据公式c==可知,在判断误差时,要分清是“m”还是“V”引起的误差,具体情况如下:
可能引起误差的一些操作
过程分析
对c的影响
m
V
称量1.06 g Na2CO3时,物码放反
减少
-
未冷却至室温就注入定容
-
减小
定容时,水加多后用滴管吸出
减小
-
定容摇匀时液面下降再加水
-
增大
定容时俯视刻度线
-
减小
定容时仰视刻度线
-
增大
考向1 物质的量浓度的相关计算
1.(25-26高三上·上海·开学考试)海水中溶解无机碳()占海水总碳的95%以上,准确测量其浓度是研究海洋碳循环的基础。测量方法如下:
①提取、吸收CO2用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用NaOH溶液吸收(装置示意图如下)。
(1)将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂 。
②滴定。第一步:向溶液a中滴加稀盐酸,将碳元素转化为NaHCO3;第二步:用X mol/LHCl溶液滴定至终点,消耗Y mL HCl 溶液。
(2)向溶液a中滴加稀盐酸发生反应的离子方程式有 。海水中溶解无机碳的浓度为 mol/L。
2.(2025·上海·三模)已知合成氨反应:
制取原料气和时,都会产生副产物,为充分利用资源,需对进行吸收利用。
(1)工业上一般使用较浓的溶液吸收。
已知:常温下,碳酸钾的溶解度为110g/100g水,碳酸氢钾的溶解度为33.7g/100g水。为防止生成沉淀的堵塞吸收设备,碳酸钾溶液的浓度最高为 (该溶液密度为,结果保留3位有效数字)。
(2)浓溶液不仅吸收了,而且实现了循环利用,下列说法正确的是___________(不定项)。
A.吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钾受热易分解,可实现碳酸钾的再生
B.循环利用过程中,溶液的pH始终保持不变
C.循环利用能降低生产成本且减少对环境的污染
D.整个循环过程中不需要再额外补充其他物质
(3)现代工业一般用乙醇胺溶液来吸收,写出生成物中正离子的结构简式 。
3.(24-25高三上·上海·期中)钠碱法的启动吸收剂为NaOH溶液,捕捉后生成和的混合液。
(1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用12gNaOH固体配成一定浓度的溶液,这些NaOH理论上最多可吸收的体积约为 L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了,则反应后的吸收液中,所含负离子的浓度由大到小的顺序为 。
(2)当钠碱法的吸收液pH达到46时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是 (填写化学式)。
(3)将通入NaOH溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中 ,此时溶液中 。(选填“>”“<”或“=”)
4.(25-26高三上·宁夏吴忠·月考)化学计量在生产和科研中应用广泛。回答下列问题:
(4)标准状况下将a LX气体(摩尔质量为)全部溶于0.1 L水(水的密度为)中(假设气体与水不反应),所得溶液的密度为,则此溶液的物质的量浓度为 。
(5)将溶液与溶液相混合,则混合溶液中的物质的量浓度为 (忽略混合前后溶液体积的变化)。
(6)某混合溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则该混合溶液中 。
5.(24-25高三上·上海·阶段练习)某实验小组利用如下装置(夹持装置略),探究浓、稀硝酸与铜反应的气体产物。
将3.2 g铜与60 mL一定浓度的硝酸充分反应,铜完全溶解,得到NO2和NO混合气体的体积为8.96 L(已折算为标准状况下)。待产生的气体全部释放后,向溶液中加入100 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
6.(25-26高三上·上海·开学考试)产品纯度分析
步骤1:取产品(杂质不参与反应)溶于氢氧化钠溶液中,配成100mL,取2.00mL置于碘量瓶中,加入溶液充分反应,无气体生成,且产物中含有;
步骤2:向上述所得溶液中加入过量的KI溶液,用稀硫酸调整溶液pH,暗处放置一段时间,再向所得溶液中加入几滴淀粉指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为18.00mL。产品中的纯度为 。(已知:,)
7.(2025·上海静安·二模)将4.695g普鲁士白晶体(Na2Mn[Fe(CN)6])溶于水,配制成100mL溶液,随后向该溶液逐滴加入0.5mol·L−1的BaCl2溶液,反应如下:Na2Mn[Fe(CN)6]+BaCl2=BaMn[Fe(CN)6]↓+2NaCl恰好完全反应,过滤。将滤液加水稀释至200mL,则稀释后Cl−的物质的量浓度为 。
8.(2024·上海虹口·二模)肼能除去锅炉用水中的溶解氧(即溶解的氧气),以减缓锅炉锈蚀。已知某锅炉用水中的溶解氧的浓度为8.0mg·L-1,若反应过程中肼全部转化为氮气,则每处理1m3该锅炉用水,需要消耗肼的质量为多少? (写出计算过程)。
9.(2024·上海松江·二模)实验室模拟工业生产,利用废铜(含少量铁)和硫酸制备胆矾的过程如下:
已知:
离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
4.7
5.8
1.9
完全沉淀时的pH
6.7
9.0
3.2
灼烧后的固体用硫酸溶解。配制100 mL 1.50 mol·L-1 硫酸溶液,需用98%的硫酸(密度为1.84 g•cm-3) mL(计算结果保留一位小数)。
考向2 配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
1.(24-25高三上·上海·期中)工业上还可用纯碱吸收二氧化硫法制备。
某小组同学用0.1000的酸性溶液测定纯碱吸收二氧化硫后所得固体产品中的含量,具体流程:
a.称量7.000g样品,溶解,配制成250mL的溶液;
b.用滴定管量取25.00mL样品溶液于锥形瓶中,用酸性溶液滴定;
c.消耗溶液体积为20.00mL。
(1)a中配制溶液时,需要用到除烧杯、胶体滴管、250mL容量瓶外的玻璃仪器有: ;判断滴定终点的现象是: 。
(2)假定杂质不含还原性物质,样品中的纯度为 。
2.(24-25高三上·上海·开学考试)掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,如图所示为两套实验装置:
(1)写出图1中下列仪器的名称:a: ,b: 。
现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL,图2是某同学转移溶液的示意图。
(2)图2中的错误是 ,
(3)除了图2中给出的仪器和电子天平外,为完成实验还需要的玻璃仪器有: 、 。
(4)根据计算得知,所需NaOH的质量为 g。
(5)配制时,其正确的操作顺序是 (用字母表示)。
A.用30mL水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液均注入容量瓶中
B.准确称取一定量的氢氧化钠固体于烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C.将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复颠倒摇匀
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,直到液面距离刻度线1~2cm处
(6)上问操作A中,将洗涤液均注入容量瓶,其目的是 ;
(7)将溶液注入容量瓶前需恢复到室温,原因是 。
3.(25-26高三上·上海·期中)柠檬酸(俗称枸橼酸,用表示)是一种有机弱酸,易溶于水,熔点为153℃,可作酸度调节剂、防腐剂等。其结构简式如图所示:
(3)现需柠檬酸溶液作酸度调节剂,配溶液时所需仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、电子天平、 。需称量柠檬酸质量为 g。
(4)配制上述溶液时,导致实验结果偏大的情况是___________。
A.柠檬酸已潮解(吸收水蒸气)
B.转移时未进行洗涤操作
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.容量瓶未干燥直接使用
4.(2025·上海松江·一模)测定产品的纯度:称取1.250g样品,配成100mL溶液,每次取出配制的溶液20.00mL,用溶液滴定,以酚酞作指示剂,实验数据如下表:
序号
1
2
3
4
NaOH溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
20.00
(1)配制上述溶液所需要的仪器有_______。
A.滴定管 B.量筒 C.100mL容量瓶 D.电子天平
(2)达到滴定终点的现象为 。
(3)所得产品的纯度为 。
(4)若测定结果偏低,可能的原因是_______。
A.样品中混有
B.滴定管未用NaOH溶液润洗
C.指示剂颜色发生改变时,立即停止滴定
D.滴定前滴定管尖嘴部分有小气泡,滴定后气泡消失
(5)检验产品中是否混有的方法是 。
5.(24-25高三下·上海·开学考试)甘氨酸亚铁[,]是一种补铁强化剂,实验室用绿矾(FeSO4·7H2O,)制备甘氨酸亚铁。
(2)制备碳酸亚铁:配制绿矾溶液后,取出200mL于烧杯中,并向其中缓慢加入溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤得到FeCO3。
①配制绿矾溶液,需要用电子天平称量绿矾 g。
(3)制备甘氨酸亚铁:实验室利用FeCO3与甘氨酸制备甘氨酸亚铁的实验装置如图(夹持和加热仪器已省略)
已知:i.甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。ii.柠檬酸易溶于水,有强酸性和还原性。
实验过程:I.装置C中盛有17.4gFeCO3和甘氨酸溶液。实验时,先打开活塞a,待装置C中空气排尽后,再向三颈烧瓶中滴加柠檬酸溶液,加热。II.经过一系列操作得到产品。
⑤测定产品的含量,实验步骤如下:称量ag产品于锥形瓶中,溶解后进行必要处理,用容量瓶配制成200mL溶液,量取20.00 mL,并加入2滴指示剂。用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为bmL。计算产品中甘氨酸亚铁的质量分数表达式为 。(已知滴定反应为:)
⑥最终得到的产品质量为16.32g,该实验产率为 %。
6.(24-25高三上·上海杨浦·期中)智能手机因其集成的高清摄像头和智能传感器而常被应用于化学实验。某实验小组利用实验室中的废铁屑(久置但未生锈)制备硝酸铁,并利用配制的硝酸铁标准溶液对“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的含量进行测定。实验过程如下:
【实验Ⅰ】的制备
【实验Ⅱ】标准溶液的配制。
准确称取0.8080g 配成100mL 0.02000mol/L溶液。
(5)实验中,除烧杯和玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是 。
(6)下列操作会导致所配溶液浓度偏低的是______。
A.溶液未恢复室温就注入容量瓶定容
B.定容时俯视液面
C.摇匀后发现液面低于刻度线,于是加水至刻度线
D.容量瓶底部残留少量的蒸馏水而未做干燥处理
【实验Ⅲ】绘制标准溶液与吸光度A(对特定波长光的吸收程度,数值与有色物质的浓度大小有关)的标准曲线。
①分别向6个100mL容量瓶中加入0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、2.00mL实验Ⅱ中标定的浓度为0.0200的标准溶液,然后分别加入1.50mL某浓度KSCN溶液,用蒸馏水定容。
②将配好的溶液加入10mL比色皿中,分别测定其吸光度,所得数据如下表所示:
比色管编号
S1
S2
S3
S4
S5
S6
溶液/mL
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
2.00
1
1.5
2
2.5
3
4
吸光度A
0.12
0.17
0.22
0.27
0.32
0.42
(7)上述实验数据处理中k= ,b= 。
【实验Ⅳ】“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素含量的测定
①取1.000g补铁剂样品,溶解后再加入足量溶液充分反应后配成100mL溶液。
②取1.0mL上一步所配溶液于100mL容量瓶中,加入1.50mL某浓度KSCN溶液,用蒸馏水定容。
③将最终配好的溶液加到10mL比色皿中,在与【实验Ⅲ】步骤②中相同条件下测得溶液吸光度。
(8)“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的质量分数为 %。
(9)下列操作中有利于更准确测得补铁剂中的铁元素含量的有______。
A.提前除去【实验Ⅰ】溶解铁屑所用硝酸中的杂质
B.用浓硝酸溶液代替【实验Ⅳ】中所用的溶液
C.整个实验中均采用相同浓度的KSCN溶液
D.对每一份溶液平行测定多次吸光度A,取平均值作结果
7.(2025·上海·三模)实验室用汞量法测定体液中的氯离子,即以硝酸汞(Ⅱ)为标准溶液,二苯卡巴腙为指示剂。已知滴定中与生成,具体步骤如下:
步骤①:称取一定量晶体,加入硝酸溶液,配制成溶液作为滴定剂。
步骤②:取溶液注入锥形瓶,再加入5滴二苯卡巴腙。终点消耗。
步骤③:取血清放入锥形瓶,加入3滴二苯卡巴腙,用上述溶液滴定,终点消耗。
步骤④:取十倍于血清体积的蒸馏水,重复步骤③,终点消耗溶液。
(1)步骤①中所需仪器有电子天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 、 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.步骤①中硝酸的作用是防止分解
B.步骤②滴定时的现象是溶液中出现浑浊
C.步骤③滴定终点颜色变化是由紫色变为无色
D.步骤④是空白实验,目的使实验结果更准确
(3)上述硝酸汞溶液的浓度为 。
A.0.005B.0.01C.0.02D.0.04
该血清样品中氯离子的浓度为 。
8.(24-25高三下·上海·阶段练习)柠檬酸钙样品纯度的测定
已知:柠檬酸钙的摩尔质量为,与按(物质的量之比)形成稳定配合物。将干燥后的柠檬酸钙样品置于锥形瓶中,按照滴定要求将其配成浅液,用溶液调节大于l3,加入钙指示剂,用的标准溶液滴定至试液由紫红色变为蓝色,达到滴定终点,消耗标准溶液。
(1)配制溶液时,需将洗涤烧杯内壁和玻璃棒的洗涤液一并转移至容量瓶中,其目的是 。
(2)测定实验中,滴定管用蒸馏水洗涤后,加入标准溶液之前,需进行的操作为 。
(3)若滴定所用锥形瓶在使用前洗净但未干燥,会导致测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)样品中柠檬酸钙质量分数的表达式是 (用字母表示)。
9.(25-26高三上·天津·阶段练习)回答下列问题:
Ⅲ.侯德榜先生发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备
(5)向饱和氨盐水中通入二氧化碳,利用在溶液中溶解度较小,析出,生成的总反应的化学方程式为 。
(6)实验室需配制溶液,实验中除了用到托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需用到的玻璃仪器有 。
(7)通过计算可知,该实验需要用托盘天平称量 。
(8)实际配得溶液的浓度小于1.0 mol/L,原因可能是 (填序号)。
a.转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
b.定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线
c.定容时仰视刻度线
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专题02化学计量及其应用
目录
01 析·考情精解 2
02 构·知能架构 3
03 破·题型攻坚 3
题型一 物质的量和阿伏伽德罗常数的应用 3
真题动向
情境贴近实际,融入新材料合成、环境治理等热点;知识深度综合,聚焦弱电解质电离、盐类水解、氧化还原电子转移与物质结构的结合;陷阱精细化,侧重非标准状况气体、可逆反应限度、特殊物质组成等细节考查。
必备知识
知识1 物质的量及其相关计算
知识2气体摩尔体积适用条件及物质的聚集状态
知识3 氧化还原反应中转移电子数目 知识4 电解质溶液中粒子的数目
知识5 物质的组成和结构 知识6 隐含的可逆反应
关键能力
能力 解答有关阿伏加德罗常数类题目的方法
命题预测
考向1 物质的量的应用 考向2 阿伏伽德罗常数的应用
题型二 物质的量浓度及其应用 23
真题动向
结合真实应用情境,以实验基本操作为核心
必备知识
知识1物质的量浓度的相关计算
知识2 配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
关键能力
能力 以物质的量浓度为核心的计算关系
命题预测
考向1 以物质的量浓度为核心的计算
考向2 配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
命题轨迹透视
从近2年高考试题来看,试题以选择题和填空题为主,题目适中。命题趋势:核心考点聚焦物质的量、阿伏加德罗常数(NA)、物质的量浓度及溶液配制,NA 仍为高频考点,侧重微粒构成、电子转移等综合判断;题型从单一选择题转向非选择综合题,多嵌入工业流程(如物质制备)、滴定实验等真实情境;跨模块融合增强,与物质结构(化学键数目)、氧化还原反应等知识联动,强化计算与推理结合。
考点频次总结
考点
2025年
2024年
物质的量和阿伏伽德罗常数的应用
上海卷T1(2),T2(7)
上海卷T6(8),T7
(2),T10(5)
物质的量浓度及其应用
上海卷T4(9)
上海卷T10(3)
2026命题预测
预计在2026年高考中,核心考点稳定,NA考查热度略有下降,化学方程式定量计算占比提升;情境化进一步深化,可能引入热重分析等新型载体,强调数据解读与误差分析;强化 “计算服务实践” 导向,结合环保、材料等前沿场景,考查守恒法、关系式法应用;注重基础应用与高阶思维平衡,溶液配制的实验操作与浓度计算仍是基础得分点。
考点一 物质的量和阿伏伽德罗常数的应用
1.(2025上海,T1(2))碳酸丙烯酯()简称PC,是一种重要的有机化合物,具有多种工业通途。
(2)1mol PC分子中键的数目为_______。
A.7 B.12 C.13 D.14
【答案】(2)C
【详解】
(2)单键都是键,双键中含1个键和1个键,分子中含有13个键,则1 mol分子中含有个键;
命题解读
新情境:上海高考化学近年常以工业实用化合物为载体,本题选取有多元工业用途的碳酸丙烯酯(PC),跳出教材常见简单有机物的范畴,将考点嵌入真实化工产品情境。这既体现 “化学服务工业生产” 的学科价值,也要求学生具备从陌生工业物质中提取结构信息的能力,呼应上海考纲中 “学科与社会” 的考查维度。
新考法:传统 σ 键考查多围绕乙烷、乙酸等熟悉有机物,本题则以环状碳酸酯(含五元环、酯基、甲基)为对象,考法核心是 “陌生结构的化学键解构”:需学生明确 “单键全为 σ 键、双键含 1 个 σ 键” 的规则,同时准确分析环状结构、官能团(酯基)、取代基(甲基)的键连接。这种考法直指 “证据推理与模型认知” 素养,是上海高考近年从 “知识记忆” 转向 “知识应用” 的典型体现。
新角度:上海高考化学命题近年弱化 “机械记忆”,强化 “思维严谨性”。本题选项以 NA倍数设置,需学生精准计数,考查结构分析的细心程度;同时,命题角度锚定 “真实情境下的核心概念应用”,既落实 “化学键” 的基础概念,又渗透 “化学服务产业” 的学科价值,是上海高考 “知识、能力、价值” 三维考查的缩影。
2.(2024上海,T10(3))已知:
①
②
③
(5)关于上述电化学反应过程,描述正确的是_______。
A.该装置实现电能转化为化学能
B.电极b是负极
C.电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a
D.每参与反应时,转移电子
【答案】(5)B
【详解】(5)A.由图可知,电极与负载相连接,该装置为原电池,能实现化学能到电能的转化,故A错误;
B.电极b上失去电子变为CO2,电极b是负极,故B正确;
C.电极a为正极,电极b为负极,电子从电极b经过负载到电极a,电子不会进入水体中,故C错误;
D.电极b的电极反应式为:,每参与反应时,转移电子,故D错误;
故选B;
3.(2024上海,T7(2))已知可二聚为下图的二聚体:
(2)将该二聚体溶于生成(结构如图所示),已知其配离子为四面体形,该配合物中有键 。
【答案】(2) 14
【详解】(2)该配离子中,1个该配合物中含有12条单键,2条碳氮三键,其中碳氮三键中有1条σ键,因此1mol该配合物中σ键数量为14mol。
4.(2024上海,T6(8))粗盐中含有等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知:和的溶解度如图所示:
(8)已知粗盐水中含量为,含量为,现用方案3提纯10L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为)和碳酸钠的物质的量 。
【答案】(8)0.04mol;0.14mol
【分析】粗盐中含有等杂质离子,加入稍过量的BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,除去,过滤,滤液中加入稍过量NaOH溶液,生成Mg(OH)2沉淀,除去Mg2+,加入稍过量Na2CO3溶液,生成BaCO3和CaCO3沉淀,除去Ba2+和Ca2+,过滤,滤液中加入稀盐酸,除去、,经过一系列操作后得到精盐。
【详解】(8)含量为,即,由关系式:可得,提纯10L该粗盐水,需要加入石灰乳(视为)物质的量为;粗盐水中含量为,即,,加入石灰乳(视为)物质的量为0.04mol,即此时溶液中Ca2+总物质的量为:0.1mol+0.04mol=0.14mol,由关系式:可得,需加入Na2CO3的物质的量为0.14mol。
知识1 物质的量及其相关计算
1.物质的量(n)
表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
2.物质的量的规范表示方法:
(1)用mol为单位只能用于物质的微观粒子,如分子、原子、离子或它们的特定组合。不能用于宏观物质。
(2)用mol为单位必须指明物质微粒(或微粒组合)的符号。
3.以物质的量为核心的各个化学计量之间的关系
知识2 气体摩尔体积适用条件及物质的聚集状态
考查角度
命题分析
注意事项
标准
状况下
在标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,分子数为NA,即Vm=22.4 L·mol-1。非气体不适用
熟记在标准状况下为非气态的常考物质。如单质溴、H2O、苯、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CH3OH、CH3CH2OH、SO3、碳原子数大于4的烃等均不是气体
非标准
状况下
①非标准状况(一般考查常温常压)下,气体摩尔体积未必为22.4 L·mol-1
②非标准状况下气体的物质的量或质量、物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关
①常温常压下,气体体积不能通过 22.4 L·mol-1转化计算;
②常温常压下,1 mol CO2质量为44 g,分子数是NA(气体质量和所含的粒子数与所处外界条件无关)
【易错提醒】
1.气体摩尔体积使用的对象是气体;标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。
2.在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4 L·mol-1
知识3 氧化还原反应中转移电子数目
考查角度
过程分析
注意事项
判断反应是否正确
知晓常见反应的反应产物,特别是涉及一些可变价元素的反应
注意常考易错反应,如:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
相关物质过量判断
根据化学方程式,计算物质是否过量,按不过量物质计算
如FeBr2和Cl2的反应中,当有部分Br-发生反应时,Fe2+已完全反应,计算转移电子数时,要把两步的转移电子数合并计算
判断化合价变化
根据化合价的升降来计算确定氧化、还原产物及转移的电子数
要注意特殊物质,如
①由Na2O2、H2O2制取1 mol O2转移2 mol电子;
②Fe与S、I2、非氧化性酸反应,1 mol Fe转移2 mol电子;1 mol Fe与足量的Cl2、稀HNO3反应,转移3 mol电子
【易错提醒】
熟记特殊反应中电子转移总数
反应
物质变化量
转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol或NA
1 mol O2
2 mol或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol或2NA
1 mol Fe
3 mol或3NA
知识4物质的组成和结构
考查角度
命题分析
注意事项
分子数
分析物质是否由分子构成,或是否有相应分子存在
如:HCl溶于水,完全电离,不存在分子;NaCl是离子化合物,物质中无分子;SiO2是原子晶体,物质中也无分子
原子数
①要分析分子中的原子组成,注意单原子分子、多原子分子;
②分子中原子及原子数比值相同的混合物,总质量一定,分子数不确定,但原子数确定
①惰性气体是单原子分子,Cl2、O2、N2等是双原子分子,O3、P4等是多原子分子;
②对实验式相同的混合物,按最简式来计算
如NO2和N2O4、乙烯与丙烯、同分异构体、乙炔与苯、乙酸与葡萄糖等,只要总质量一定,则其中所含原子数与二者比例无关
电子数
确定核外电子数,要分析微粒的结构
基团与离子的差异:—OH与OH-的电子数不同
化学键数
明确结构情况,不能只看化学式来确定化学键数,要分析分子结构和晶体结构来确定
①苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键,不含有碳碳双键;
②1 mol白磷(P4)中含有P—P的数目为6NA;1 mol S8含8 mol S—S;1 mol金刚石(晶体硅)中含有2 mol C—C(Si—Si);1 mol SiO2含有4 mol Si—O
【易错提醒】
(1)记住特殊物质中所含微粒的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等;
(2)记住最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等;
(3)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等
知识5 电解质溶液中粒子的数目
考查角度
命题分析
注意事项
电离
强电解质在水溶液中完全电离,弱电解质部分电离,计算分子数及离子数时要考虑是否完全电离
H2SO4等强电解质在水中完全电离,稀溶液中不存在硫酸分子;醋酸溶液中,CH3COOH部分发生电离,CH3COOH分子数减少;CH3CH2OH是非电解质,水溶液中分子数不变
水解
有些盐中弱离子要发生水解,离子数会增加或减少
如在Na2CO3溶液中,由于水解因素,CO3-会减少,但阴离子数增加
体积因素
计算溶液中微粒数目时要确认题干中是否已明确溶液体积
常见陷阱是溶液的体积未知,则溶质的物质的量无法计算,所含微粒数也无法计算
【易错提醒】
审准题目“要求”,是突破该类题目的关键
(1)溶液中是否有“弱粒子”,即是否存在弱电解质或能水解的“弱离子”,如1 L 1 mol·L-1的乙酸或1 L 1 mol·L-1乙酸钠溶液中CH3COO-的数目均小于NA。
(2)题目中是否指明了溶液的体积,如在pH=1的HCl溶液中,因溶液体积未知而无法求算H+的数目。
(3)所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。
知识6 隐含的可逆反应
考查角度
命题分析
注意事项
可逆反应
在可逆反应中,由于反应不完全,计算微粒数时不能按完全反应计算
经常考查的反应有:2SO2+O22SO3、2NO2N2O4、N2+3H22NH3、
Cl2+H2OHCl+HClO、
NH3+H2ONH3·H2ONH4+ +OH-
浓度影响
某些反应在反应过程中由于溶液浓度发生变化会造成反应发生改变或停止,此类反应在判断转移电子数目、物质的量的变化时均要考虑反应的改变
如MnO2与浓盐酸反应,Cu与浓H2SO4反应,Zn与浓H2SO4反应,Cu与浓硝酸反应
【易错提醒】
识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱
(1)2SO2+O22SO3 2NO2N2O4 N2+3H22NH3
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”
(6)所有的酯化反应
(7)在酸性条件下酯的水解反应等。
能力 解答有关阿伏加德罗常数类题目的方法
1.抓“两看”,突破气体与状况陷阱
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、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯等在标准状况下均不为气体]。
2.排“干扰”,突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱
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。
3.记“组成”,突破陷阱
(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)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,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
4.审“组成、体积”因素,突破电解质溶液中粒子数目陷阱
(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。
5.要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响,突破陷阱。
(1)2SO2+O22SO3 2NO2N2O4
N2+3H22NH3
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)③NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
6.抓“反应”,突破陷阱
(1)明确确定电子转移数目的“三个步骤”
②熟记常考氧化还原反应转移的电子数(其他反应物均过量)
反应
物质
转移电子的物质的量或电子数目
Na2O2+CO2(或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol或NA
1 mol O2
2 mol或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol或2NA
1 mol Fe
3 mol或3NA
考向1 物质的量的应用
1.(25-26高三上·上海·月考)氢的存储是氢能应用的主要瓶颈。目前常用的储氢技术主要包括物理储氢、化学储氢与其它储氢。不同的储氢方式应用场景不同。高压气态储氢技术是目前发展最成熟、应用最广泛的物理储氢技术。已知在、时,含有个分子,则在此条件下容积为的高压气瓶能储存氢气
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知a L氢气含有b个分子,设50 L氢气含有个分子,根据比例关系,可得个分子。 然后根据物质的量与分子数的关系计算氢气的物质的量:由物质的量(为阿伏加德罗常数),那么50 L氢气的物质的量为: mol。 最后计算氢气的质量:氢气的摩尔质量是2 g/mol,根据,可得氢气质量 g。
故答案选A。
2.【自然物质循坏流程与学科知识结合】(25-26高三上·上海·月考)(多选)自然界中的局部氮循环如图。
图中含氮物质的各步转化的说法中,正确的是
A.植物吸收的无机氮主要是和
B.硝化作用中元素均被氧化
C.转化为需要消耗
D.属于氮的固定的是①②⑥
【答案】AB
【分析】如图,N2在根瘤菌的作用下由游离态反应得到有机氮,有机氮在氨化作用下得到,氮气在合成氨工业中也可以得到,经过硝化作用转化为,在反硝化细菌的作用下反应得到氮气,形成氮循环,据此回答。
【详解】A.植物主要通过根系吸收土壤中的无机氮,其中铵根离子()和硝酸根离子()是最主要的吸收形式,A正确;
B.硝化作用包括两步:→(N元素从-3价升至+3价,被氧化)和→(N元素从+3价升至+5价,被氧化),两步中N元素均被氧化,B正确;
C.0.1mol 转化为0.1mol ,N元素化合价从-3升至+5,失去0.8mol电子,O2作为氧化剂需得0.8mol电子,1mol O2得4mol电子,则需0.2mol O2,但题目未说明标准状况,无法确定O2体积为4.48L,C错误;
D.氮的固定是游离态N2转化为化合态氮的过程,①(N2→有机氮)、②(N2→NH3)属于固氮,⑥(→N2)是反硝化作用(化合态→游离态),不属于固氮,D错误;
故选AB。
3.(25-26高三上·上海·阶段练习)灼烧硫铁矿的化学方程式如下:。
将硫铁矿(其中质量分数为)充分燃烧,理论上可产生 的气体(换算至标准状况)。
【答案】
【详解】将硫铁矿(其中质量分数为)充分燃烧,设理论上可产生xt SO2;
根据S元素守恒,40t×75%×=xt×,x=32t,生成SO2在标准状况下的体积为。
4.(2025·上海嘉定·二模)已知氧化性:NaClO强于H2O2,NaClO消毒剂和H2O2消毒剂混合后会失效,失效原因用化学方程式表示为 ,每消耗1.0 mol NaClO,生成的氧化产物在标准状况下的体积为 。
【答案】 NaClO + H2O2 = NaCl + O2↑+ H2O 22.4L
【详解】NaClO氧化性强于H2O2,NaClO消毒剂和H2O2消毒剂混合后NaClO可将H2O2氧化生成氧气:NaClO + H2O2 = NaCl + O2↑+ H2O;根据反应方程式可知,每消耗1.0 mol NaClO,生成1.0mol氧气,对应标准状况下体积为22.4L。
5.(24-25高三上·上海·阶段练习)天然碱的主要成分为,经充分加热得到的质量为 g。
【答案】159
【详解】受热分解的方程式为,则经充分加热得到的质量为1.5mol×106g/mol=159g。
6.(23-24高三上·上海浦东新·阶段练习)业内人士预测,2023年对中国汽车的出口量将历史性的超过日本,成为世界第一、中国电动汽车技术处于世界领先地位。比亚迪公司充电电池全线搭载了刀片电池,刀片电池具有续航里程高,安全性好的优点。刀片电池的正极材料使用了磷酸铁锂(LiFePO4)。磷酸铁锂(LiFePO4)由Li2CO3、C6H12O6和FePO4在高温条件下制备。
(1)LiFePO4中的化合物态的铁价电子排布式为 ,铁元素在元素周期表中的位置为 。
(2)C6H12O6在反应中表现出 (填氧化性、还原性),每生成27 g C6H12O6参与反应,转移电子数目为 。
【答案】(1) 3d6 第四周期第Ⅷ族
(2) 还原性
【分析】,该反应中Fe元素化合价由+3价变为+2价、C6H12O6中C元素化合价由0价变为+2价,得电子化合价降低的反应物是氧化剂。
【详解】(1)Fe是26号元素,LiFePO4中的+2价的铁价电子排布式为3d6,铁元素在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族。故答案为:3d6;第四周期第Ⅷ族;
(2)C6H12O6中C元素化合价由0价变为+2价,在反应中表现出还原性,该反应中有1molC6H12O6反应时转移电子的物质的量为1mol×[(+2)-0]×12=12mol,根据N=nNA计算转移电子个数,每生成27 g C6H12O6即 =0.15mol参与反应,转移电子数目为12×0.15NA=。故答案为:还原性;;
7.(23-24高三上·上海·期中)CO2的结构式是 ,11.2L CO2分子(体积在标准状况下测定)中存在 个π键。
【答案】 O=C=O NA
【详解】CO2中C的价层电子对数为,即sp杂化,空间构型为直线型,故其结构式为O=C=O,每个CO2分子中含有2个键,2个键,故标准状况下11.2L CO2分子即0.5mol CO2分子中所含键数为,该空分别填O=C=O,NA。
8.(25-26高三上·上海·阶段练习)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺()以中间产物的形式参与循环。已知。
(2)下列说法错误的是_______。
A.轻胺组成元素的第一电离能大小顺序为
B.溶液中和数均为
C.根据的热稳定性强于可知O元素的非金属性强于N
D.和所含的中子数相同
【答案】(2)AB
【分析】由氮的循环转化及X、Y为氮氧化物,结合反应②(亚硝酸盐还原酶参与)、反应③(X还原酶参与),可推知X为NO,Y为N2O。
【详解】
(2)A.同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N原子的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于O,所以第一电离能大小顺序为H<O<N,A错误;
B.NaNO2溶液中,会发生水解:,所以溶液中,的物质的量小于0.1mol,即数小于,B错误;
C.元素的非金属性越强,其简单氢化物的热稳定性越强,H2O的热稳定性强于NH3,可知O元素的非金属性强于N,C正确;
D.的中子数为15 - 7 = 8,的中子数为16 - 8 = 8,所含的中子数相同,D正确;
故选AB。
9.(25-26高三上·上海·开学考试)肼是火箭常用的高能燃料,常温下为液体,肼能与双氧水发生反应:,用表示阿伏加德罗常数。
(1)下列说法正确的是___________。
A.25 ℃、101 kPa下,中含有的电子数为
B.标准状况下,中含有的原子数为
C.的溶液中含有的氧原子数为
D.常温常压下,与个分子中含有的氢原子数相同
(2)若该反应中有8 molN-H键断裂,则形成的π键有 mol。
【答案】(1)D
(2)4
【详解】(1)A.25 ℃、101 kPa非标况,无法计算11.2 L的物质的量从而无法计算电子数,A错误;
B.标况下,肼为液体,无法利用气体摩尔体积计算物质的量,B错误;
C.的溶液中除过氧化氢外水中也存在氧原子,故氧原子数大于,C错误;
D.含有个氢原子,个分子中含有个氢原子,D正确;
故选D。
(2)中含4个N-H键,生成物中仅氮气分子含有π键,每个氮气分子含有2个π键,8 molN-H键断裂,即消耗2 mol,生成2 mol,则形成的π键有4 mol。
10.(25-26高三上·天津·月考)回答下列问题。
(2)天然碱的主要成分为,经充分加热得到的质量为 g。
【答案】(2)159
【详解】
(2)存在反应,因此,充分加热得到的为1.5 mol,所以质量为。
11.(25-26高三上·天津·阶段练习)回答下列问题:
Ⅰ.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1)40.5 g某金属氯化物中含0.6 mol Cl-,则该氯化物的摩尔质量为 。
(2) mol 所含原子数与0.2 mol 所含原子数相等。
(3)三种盐混合溶液中含0.2mol 、0.25 mol 、0.4 mol 、,则的物质的量为 mol。
Ⅱ.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛应用于生产和生活中。
(4)某离子反应中涉及、、、、、六种微粒。其中、的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是 。
a.该反应的氧化剂是 b.消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子
c.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 d.当生成14 g 时,消耗的为1.5 mol
【答案】(1)135g/mol
(2)0.4
(3)0.15
(4)c
【详解】(1)该金属氯化物的物质的量为0.3 mol,摩尔质量为。
(2)0.2 mol磷酸所含原子物质的量为0.2 mol×8=1.6 mol,一个H2O2分子含4个原子,与0.4 mol H2O2所含原子数相同。
(3)设硫酸根的物质的量为n mol,根据电荷守恒,0.2+0.25×2=2n+0.4,解得,n=0.15,所以硫酸根物质的量为0.15 mol。
(4)由图可得,该体系中的反应为ClO-将氧化生成N2,反应方程式为,所以该反应的氧化剂为ClO-,a正确;消耗2 mol还原剂,转移6 mol电子,所以消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子,b正确;氧化剂ClO-与还原剂的物质的量为3:2,c错误;生成14 g N2,即0.5 molN2时,消耗0.5 mol×3=1.5 mol ClO-,d正确;故选c。
12.(25-26高三上·宁夏吴忠·月考)化学计量在生产和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)个分子在标准状况下的体积为 ,其质子的物质的量为 。
(2)某气态氧化物的化学式为,标准状况下2.2 g该氧化物的体积为1120 mL ,则的摩尔质量为 。
(3)若a g某气体A2,含有的分子数为N,气体在标准状况下的体积约为,则阿伏加德罗常数的数值可表示为 (用含字母的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)44g/mol
(3)
【详解】(1)个分子的物质的量=,在标准状况下的体积为;一个分子含18个质子,因此其质子的物质的量为,故答案为: ;;
(2)某气体氧化物的化学式为,在标准状况下,2.2 g该氧化物的体积为1120 mL ,即物质的量为,则该氧化物的摩尔质量为,故答案为:;
(3)g某气体A2,含有的分子数为,则,气体在标准状况下的体积约为,则,联立得:,故答案为:;
考向2 阿伏伽德罗常数的应用
1.(25-26高三上·河南南阳·期中)工业制备高纯硅的主要过程如下:石英砂粗硅 高纯硅。已知SiHCl3遇潮会发烟,下列说法正确的是
A.制备粗硅的反应方程式为
B.光导纤维的主要成分为高纯硅
C.1 mol Si含Si-Si键的数目约为
D.原料气HCl要充分干燥,去除水蒸气
【答案】D
【详解】A.C在高温下的氧化产物为CO,则制备粗硅的反应方程式应为,A错误;
B.光导纤维的主要成分是二氧化硅(SiO2),B错误;
C.硅晶体中每个硅原子形成4个Si-Si键,但每个键被2个原子共享,则1 mol Si含Si-Si键实际数目为,C错误;
D.SiHCl3遇潮会发烟,需避免与水反应,因此HCl必须充分干燥,D正确;
故答案选D。
2.(24-25高三上·上海·阶段练习)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.室温下,蔗糖完全水解生成的葡萄糖分子数为
B.的烃分子中含有键的数目一定为
C.与足量的反应,转移的电子数为
D.中所含质子数为
【答案】A
【详解】A.1mol蔗糖完全水解生成1mol葡萄糖和1mol果糖,0.1mol蔗糖完全水解生成的葡萄糖分子数为0.1NA,故A项正确;
B.该分子可能是不饱和的烯烃,含有C-C键4NA,也可能是饱和的环烷烃,含有C-C键5NA,故B项错误;
C.SO2与O2反应生成SO3为可逆反应,1mol SO2与足量反应时转移的电子数小于2NA,故C项错误;
D.1个D218O分子含有10个质子,D218O的摩尔质量为22g/mol,2.0g中含有的质子数为:,故D项错误;
故本题选A。
3.(23-24高三上·上海浦东新·阶段练习)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.0g H218O与D2O的混合物中所含中子数为NA
B.常温下,pH=13的NaOH溶液中含OH﹣的数目为0.1NA
C.在标况下,22.4L H2O中所含氢氧键的数目约为2NA
D.标况下,含2mol H2SO4的浓硫酸与足量Cu在加热条件下充分反应,可生成22.4L SO2
【答案】A
【详解】A.H218O与D2O的摩尔质量均为20g/mol,为2.0g混合物的物质的量为0.1mol,且均含10个中子,故0.1mol混合物中含有的中子数为NA个,选项A正确;
B.溶液体积不明确,故溶液中氢氧根的个数无法计算,选项B错误;
C.标准状况下,水不为气体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,选项C错误;
D.铜只能与浓硫酸反应,和稀硫酸不反应,故硫酸不能反应完全,则生成的二氧化硫的物质的量小于1mol,在标况下体积小于22.4L,选项D错误;
答案选A。
4.(2023·上海崇明·二模)一种新型人工固氮的原理如图所示,下列叙述不正确的是
A.反应①中每生成1molLi3N转移电子数为3NA
B.反应①②③均为氧化还原反应
C.反应③中O2为氧化产物
D.整个过程的总反应可表示2N2 + 6H2O = 4NH3 + 3O2
【答案】B
【分析】由图可知,反应①为氮气与锂反应生成氮化锂,反应②为氮化锂与水反应生成氨气和氢氧化锂,反应③为电解氢氧化锂生成锂、氧气和水,整个过程的总反应为氮气与水反应生成氨气和氧气。
【详解】A.由分析可知,反应①为氮气与锂反应生成氮化锂,则反应生成1mol氮化锂,转移电子数为1mol×3×NAmol—1=3NA,故A正确;
B.由分析可知,反应②为氮化锂与水反应生成氨气和氢氧化锂,反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故B错误;
C.由分析可知,反应③为电解氢氧化锂生成锂、氧气和水,反应中氧元素的化合价升高被氧化,氧气是反应的氧化产物,故C正确;
D.由分析可知,整个过程的总反应为氮气与水反应生成氨气和氧气,反应的方程式为2N2 + 6H2O = 4NH3 + 3O2,故D正确;
故选B。
5.(2025·辽宁沈阳·三模)(五羰基铁)是一种典型的金属羰基化合物,在热、光、氧化还原等条件下表现出多种反应性,广泛应用于化学合成和材料科学,但需注意其毒性和不稳定性。已知反应:,阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.生成时,失去的电子数为
B.1 mol基态Fe原子的价电子数为
C.含有的中子数为
D.常温下,溶液中,数目
【答案】A
【详解】A.反应过程中,只有铁元素和氯元素的化合价发生了变化,Fe(CO)5中Fe元素的化合价为0,生成物中铁元素化合价为+3,生成1mol 氯化铁时,Fe(CO)5失去3mol电子,数目为3NA,A正确;
B.基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,一个基态Fe原子共有8个价电子,1mol基态Fe原子的价电子数为8NA,B错误;
C.未说明是否为标准状况,22.4 L37Cl2的物质的量不确定是否为1mol,无法计算其中的中子数,C错误;
D.Fe3+在溶液中会发生水解,实际浓度小于0.01mol/L,因此1 L溶液中Fe3+数目小于10-2NA,D错误;
故选A。
6.(25-26高三上·辽宁·期中)汽车碰撞时,安全气囊中的通过反应:转化为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.晶体中离子的数目为
B.分子中含键的数目为
C.反应中生成转移电子的数目为
D.溶液中阴离子的数目为
【答案】B
【详解】A.1molNa2O晶体中含2mol和1mol,1mol Na2O含3mol离子,总数为3,A错误;
B.14g N2的物质的量为0.5mol,每个N2分子含2个π键,故π键总数为0.5×2×=,B正确;
C.反应中,Na由0价升高到+1价,N由+5价降至0价,10mol Na失去10mol电子,2molKNO3得到10mol电子,故生成1mol N2时转移10mol电子,即转移电子数为10,C错误;
D.溶液未给出溶液体积,无法确定阴离子数目,D错误;
故选B。
7.(25-26高三上·云南玉溪·期中)NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2NA
B.1L 1mol/L NH4NO3溶液中含的数目为NA
C.足量的浓盐酸与8.7gMnO2反应,转移电子的数目为0.4NA
D.标准状况下,22.4LSO3的物质的量为1mol
【答案】A
【详解】A.镁的摩尔质量为24 g/mol,。镁燃烧时每个镁原子失去2个电子(无论生成MgO或Mg3N2),转移电子总物质的量为0.1×2=0.2 mol,即转移电子总数目为0.2 NA,A正确;
B.在水中会水解,所以1 L 1 mol/L NH4NO3溶液中,未水解时,,部分水解后,溶液中,即溶液中数目小于NA,B错误;
C.,与浓盐酸反应时,反应方程式为:,Mn化合价从+4价降到+2价,每个MnO2分子转移2个电子,转移电子物质的量为:0.1 mol×2=0.2mol,转移电子的数目为0.2NA,C错误;
D.标准状况下SO3为固体,无法用 “22.4 L/mol” 计算其物质的量,D错误;
故答案选A。
8.(23-24高三上·上海·期中)(多选)常温常压下,下列物质的物理量中前者是后者两倍的是
A.2.24LN2和2.24LHe所含的原子数
B.28g28Si和28g14N中所含的中子数
C.1molSO2和2molO2的密度
D.0.1mol•L﹣1H2SO4和0.1mol•L-1CH3COOH的c(H+)
【答案】AC
【详解】A.同问同压下,气体体积比=物质的量之比,故2.24LN2和2.24LHe的物质的量相等,原子数之比为2:1,故A正确;
B.28g28Si所含的中子数为×(28﹣14)NA•mol-1=14NA,28g14N中含有的中子数为×(14﹣7)NA•mol-1=14NA,故B错误;
C.常温常压下,气体的密度之比=其摩尔质量之比,SO2和O2的密度之比为64:32=2:1,故C正确;
D.醋酸属于弱酸,部分电离,无法计算醋酸溶液中氢离子浓度,故D错误;
故选AC。
题型二 物质的量浓度及其应用
1.(2025上海,T4(9))工业从低品位锗矿中提取精锗,使用分步升温的方法:
A.,2.5% B.,5.0% C.,2.5% D.,2.5%
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
a.称取m g单质锗样品,置于锥形瓶I中:向锥形瓶Ⅱ中加入过量的NaH2PO2溶液。
b.向锥形瓶I中加入足量FeCl3溶液和盐酸,加热充分反应。
c.反应结束后,用盐酸冲洗连接管和仪器A,冲洗液并入锥形瓶II中。
d.向锥形瓶Ⅱ中加一定量磷酸和盐酸,隔绝空气加热至微沸。充分反应后,用橡皮塞塞紧锥形瓶Ⅱ,并冷却到10℃以下(防止在步骤e中过量的NaH2PO2与KIO3发生反应)
e.向锥形瓶Ⅱ的无色溶液中加入淀粉溶液,用c mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,终点时消耗 V mL标准溶液。
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
①
②
③
④
(9)已知,求m g锗矿石样品中锗元素的质量分数为 (用c、V、m的代数式表示)。
【答案
(9)
【分析】低品位锗矿焙烧得到,然后加入真空还原为,经过多步反应得到Ge;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管;查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录;锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【详解】
(9)
由题干反应结合Ge元素守恒,存在,则样品(固体)中元素的质量分数;
命题解读
新情境:以上海卷青睐的 “前沿材料元素(锗,半导体核心材料)” 为载体,创设 “实验装置 + 多步氧化还原转化” 的陌生情境 —— 既关联新材料产业(符合上海 “科技赋能” 的命题导向,),又考查陌生反应下的知识迁移,规避教材常见元素的机械记忆,体现 “学科联系生产” 的命题理念。
新考法:突破传统 “单一反应计算”,采用上海卷高频的 “多步氧化还原关系式法”—— 需梳理 Ge 价态变化(0→+4→+2→+4),通过电子守恒建立 Ge 与滴定剂(KIO₃)的物质的量关系(3Ge~KIO₃),考查 “整体思维” 而非分步计算,匹配上海高考对 “证据推理与模型认知” 素养的考查。
新角度:体现上海卷 “实验与定量一体化” 的新逻辑 —— 将实验装置与定量计算(质量分数)绑定,既隐含装置功能的理解,又要求从实验流程中提取定量关系,实现 “实验操作 - 反应原理 - 定量计算” 的能力串联,呼应上海高考 “学科能力综合化” 的命题转向。
2.(2024上海,T10(3))已知:
①
②
③
(3)已知的,为 。当 时,开始产生沉淀。
【答案】
(3) 4.2×10-3
【详解】
(3),,H2CO3的,;,即,;
1.物质的量浓度的相关计算
(1)物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算
c====,w= 。(ρ:g·cm-3)
(2)物质的量浓度与溶解度(S)的换算(饱和溶液)
c===,S=。(ρ:g·cm-3)
(3)气体溶质溶于水中制得溶液,其物质的量浓度和质量分数的计算
在标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液密度为ρ,则:
c===(ρ:g·cm-3);
w=×100%==×100%。
(4)溶液稀释定律(守恒观点)
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
③溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
(5)同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
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改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
(6)不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算
①明确各反应物、产物之间的物质的量之比。
②巧用电荷守恒思想:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
(7)溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
①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%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
②等体积混合
A.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%)。
B.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.配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
Ⅰ.配制一定物质的量浓度溶液操作
以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例:
【易错提醒】
1.做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就一定不会漏写某种仪器。
2.容量瓶的规格,常见的有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。
3.所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
Ⅱ.配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析
(1)判断配制实验误差模板
(2)误差分析的思维流程
(3)对于定容时俯视、仰视对结果的影响,要学会画线分析(如图)
能力 以物质的量浓度为核心的计算关系
1. 有关物质的量浓度的计算方法
(1)物质的量浓度的简单计算:c=。
(2)溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量不变:c1V1=c2V2。
(3)溶液混合的计算:混合前后溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c混V混。
(4)物质的量浓度和溶质的质量分数之间的关系:c=,w=(ρ的单位:g·mL-1)。
2.配制物质的量浓度溶液的误差分析的一般方法:
根据公式c==可知,在判断误差时,要分清是“m”还是“V”引起的误差,具体情况如下:
可能引起误差的一些操作
过程分析
对c的影响
m
V
称量1.06 g Na2CO3时,物码放反
减少
-
偏低
未冷却至室温就注入定容
-
减小
偏高
定容时,水加多后用滴管吸出
减小
-
偏低
定容摇匀时液面下降再加水
-
增大
偏低
定容时俯视刻度线
-
减小
偏高
定容时仰视刻度线
-
增大
偏低
考向1 物质的量浓度的相关计算
1.(25-26高三上·上海·开学考试)海水中溶解无机碳()占海水总碳的95%以上,准确测量其浓度是研究海洋碳循环的基础。测量方法如下:
①提取、吸收CO2用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用NaOH溶液吸收(装置示意图如下)。
(1)将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂 。
②滴定。第一步:向溶液a中滴加稀盐酸,将碳元素转化为NaHCO3;第二步:用X mol/LHCl溶液滴定至终点,消耗Y mL HCl 溶液。
(2)向溶液a中滴加稀盐酸发生反应的离子方程式有 。海水中溶解无机碳的浓度为 mol/L。
【答案】(1)
(2) ;
【详解】(1)
氮气吹出二氧化碳时,挥发性的HCl、HNO3等会挥发,最终影响实验,故酸化海水用难挥发性酸如H2SO4溶液进行酸化,装置图如右所示:;
(2)由于溶液a含有过量氢氧化钠和生成的碳酸根,所以加入盐酸以后的离子方程式为,。滴定时的反应为:,,则碳的浓度为:。
2.(2025·上海·三模)已知合成氨反应:
制取原料气和时,都会产生副产物,为充分利用资源,需对进行吸收利用。
(1)工业上一般使用较浓的溶液吸收。
已知:常温下,碳酸钾的溶解度为110g/100g水,碳酸氢钾的溶解度为33.7g/100g水。为防止生成沉淀的堵塞吸收设备,碳酸钾溶液的浓度最高为 (该溶液密度为,结果保留3位有效数字)。
(2)浓溶液不仅吸收了,而且实现了循环利用,下列说法正确的是___________(不定项)。
A.吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钾受热易分解,可实现碳酸钾的再生
B.循环利用过程中,溶液的pH始终保持不变
C.循环利用能降低生产成本且减少对环境的污染
D.整个循环过程中不需要再额外补充其他物质
(3)现代工业一般用乙醇胺溶液来吸收,写出生成物中正离子的结构简式 。
【答案】(1)1.67
(2)ACD
(3)
【详解】(1)由数据,碳酸氢钾溶解度小于碳酸钾,100g水形成的饱和碳酸氢钾溶液中含33.7g碳酸氢钾,,则生成33.7g碳酸氢钾消耗碳酸钾、消耗二氧化碳,则原碳酸钾溶液的浓度最高为=1.67mol/L;
(2)A.吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钾受热易分解,分解生成碳酸钾和二氧化碳,可实现碳酸钾的再生,正确;
B.碳酸钾的水解程度大于碳酸氢钾,等浓度碳酸钾溶液的碱性大于碳酸氢钾,则循环利用过程中,溶液的pH会发生改变,错误;
C.循环利用能提高原料利用率,且能对二氧化碳充分利用,可以降低生产成本且减少对环境的污染,正确;
D.、,结合反应,整个循环过程为碳酸钾和碳酸氢钾的转化,不需要再额外补充其他物质,正确;
故选ACD;
(3)乙醇胺溶液中氨基具有碱性,能与二氧化碳反应来吸收,与水结合生成H2CO3后解离出H+,氨基中的氮原子孤对电子接受H+,生成质子化的氨基,形成正离子。
3.(24-25高三上·上海·期中)钠碱法的启动吸收剂为NaOH溶液,捕捉后生成和的混合液。
(1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用12gNaOH固体配成一定浓度的溶液,这些NaOH理论上最多可吸收的体积约为 L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了,则反应后的吸收液中,所含负离子的浓度由大到小的顺序为 。
(2)当钠碱法的吸收液pH达到46时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是 (填写化学式)。
(3)将通入NaOH溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中 ,此时溶液中 。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) 6.72 c(OH-)>c()>c()
(2)Na2SO3
(3) 2c() >
【详解】(1)n(NaOH)==0.3mol,NaOH吸收SO2生成NaHSO3时,理论上吸收的SO2最多,此时NaOH与SO2按物质的量1:1反应,最多可吸收SO2的体积约为0.3mol×22.4L/mol=6.72L(折算成标准状况);
若实验时只吸收了0.10mol SO2,2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,SO2不足,则反应后的吸收液中含0.1molNa2SO3、0.1molNaOH,少量水解得到,所含负离子的浓度由大到小的顺序为c(OH-)>c()>c();
(2)加热NaHSO3溶液,2NaHSO3 Na2SO3+ SO2↑+H2O,可回收得到较高纯度的SO2,剩余溶液为Na2SO3溶液,可循环使用,进一步吸收SO2,则剩余溶液的主要溶质是Na2SO3;
(3)据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c()+c(),pH=7时溶液中氢离子和氢氧根离子浓度相等,则c(Na+)= 2c()+c();
c(H2SO3)+c()+c()=0.100mol/L,此时c(Na+)=0.100mol/L+c()-c(H2SO3),从图中可知,pH=7时,c()-c(H2SO3)0,则c(Na+)>0.100mol/L。
4.(25-26高三上·宁夏吴忠·月考)化学计量在生产和科研中应用广泛。回答下列问题:
(4)标准状况下将a LX气体(摩尔质量为)全部溶于0.1 L水(水的密度为)中(假设气体与水不反应),所得溶液的密度为,则此溶液的物质的量浓度为 。
(5)将溶液与溶液相混合,则混合溶液中的物质的量浓度为 (忽略混合前后溶液体积的变化)。
(6)某混合溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则该混合溶液中 。
【答案】
(4)
(5)
(6)
【详解】(1)个分子的物质的量=,在标准状况下的体积为;一个分子含18个质子,因此其质子的物质的量为,故答案为: ;;
(2)某气体氧化物的化学式为,在标准状况下,2.2 g该氧化物的体积为1120 mL ,即物质的量为,则该氧化物的摩尔质量为,故答案为:;
(3)g某气体A2,含有的分子数为,则,气体在标准状况下的体积约为,则,联立得:,故答案为:;
(4)气体溶于水后,溶质的物质的量=;溶液的质量=,溶液体积=,则此溶液的物质的量浓度为=,故答案为:;
(5)不参与离子反应,则混合后钠离子的物质的量浓度=,故答案为:;
(6)溶液呈电中性,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,c()+2 c ()=c ()+2 c (),则该混合溶液中 +2×-2×=,故答案为:。
5.(24-25高三上·上海·阶段练习)某实验小组利用如下装置(夹持装置略),探究浓、稀硝酸与铜反应的气体产物。
将3.2 g铜与60 mL一定浓度的硝酸充分反应,铜完全溶解,得到NO2和NO混合气体的体积为8.96 L(已折算为标准状况下)。待产生的气体全部释放后,向溶液中加入100 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
【答案】 10
【解析】恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,由N原子守恒可知,原硝酸的物质的量=混合气体的物质的量+NaOH的物质的量= +100×10-3L×2mol/L=0.6mol,则原硝酸溶液的浓度为c= 。
6.(25-26高三上·上海·开学考试)产品纯度分析
步骤1:取产品(杂质不参与反应)溶于氢氧化钠溶液中,配成100mL,取2.00mL置于碘量瓶中,加入溶液充分反应,无气体生成,且产物中含有;
步骤2:向上述所得溶液中加入过量的KI溶液,用稀硫酸调整溶液pH,暗处放置一段时间,再向所得溶液中加入几滴淀粉指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为18.00mL。产品中的纯度为 。(已知:,)
【答案】38%
【详解】由题意可知,步骤1发生的反应为四氢合硼酸钠与碘酸钾反应生成偏硼酸钠、碘化钾和水,反应的化学方程式为:3NaBH4+4KIO3=3NaBO2+4KI+6H2O,步骤2发生的反应为碘酸钾与过量的碘化钾溶液和稀硫酸反应生成硫酸钾、碘和水,反应的化学方程式为:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,反应生成的碘与硫代硫酸钠溶液反应生成连四硫酸钠和碘化钠,反应的化学方程式为:2Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaI,由步骤2方程式可得如下转化关系:KIO33I26 Na2S2O3,滴定消耗18.00mL、0.2000mol/L硫代硫酸钠溶液,则步骤1过量碘酸钾的物质的量为0.2000mol/L×0.018L×=0.0006 mol,由步骤1方程式可知,产品中四氢合硼酸钠的纯度为×100%=38%。
7.(2025·上海静安·二模)将4.695g普鲁士白晶体(Na2Mn[Fe(CN)6])溶于水,配制成100mL溶液,随后向该溶液逐滴加入0.5mol·L−1的BaCl2溶液,反应如下:Na2Mn[Fe(CN)6]+BaCl2=BaMn[Fe(CN)6]↓+2NaCl恰好完全反应,过滤。将滤液加水稀释至200mL,则稀释后Cl−的物质的量浓度为 。
【答案】0.15mol·L−1
【详解】4.695g普鲁士白晶体的物质的量为=0.015mol,根据反应方程式:Na2Mn[Fe(CN)6]+BaCl2=BaMn[Fe(CN)6]↓+2NaCl,加入的BaCl2的物质的量为0.015mol,则Cl-的物质的量为0.03mol,将滤液加水稀释至200mL,则稀释后Cl−的物质的量浓度为=0.15mol/L。
8.(2024·上海虹口·二模)肼能除去锅炉用水中的溶解氧(即溶解的氧气),以减缓锅炉锈蚀。已知某锅炉用水中的溶解氧的浓度为8.0mg·L-1,若反应过程中肼全部转化为氮气,则每处理1m3该锅炉用水,需要消耗肼的质量为多少? (写出计算过程)。
【答案】8g
【详解】发生的化学方程式是:,则,则。
9.(2024·上海松江·二模)实验室模拟工业生产,利用废铜(含少量铁)和硫酸制备胆矾的过程如下:
已知:
离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
4.7
5.8
1.9
完全沉淀时的pH
6.7
9.0
3.2
灼烧后的固体用硫酸溶解。配制100 mL 1.50 mol·L-1 硫酸溶液,需用98%的硫酸(密度为1.84 g•cm-3) mL(计算结果保留一位小数)。
【答案】8.2mL
【分析】根据流程图结合题干信息综合分析得到:废铜中含有少量的铁,灼烧后得到氧化铜和四氧化三铁的混合物,在稀硫酸的作用下,固体溶解,得到硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液,加入过氧化氢氧化Fe2+后,得到含有Cu2+和Fe3+的混合溶液,再经过调节溶液pH,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,得到较为精CuSO4溶液,最后得到胆矾晶体;
该浓硫酸的,设所需浓硫酸的体积为xL,根据稀释定律得0.1L×1.5mol/L=18.4mol/Lx,得到x=0.0082L,0.0082L=8.2mL;
故答案为:8.2mL
考向2 配制-定物质的量浓度的溶液的操作和误差分析
1.(24-25高三上·上海·期中)工业上还可用纯碱吸收二氧化硫法制备。
某小组同学用0.1000的酸性溶液测定纯碱吸收二氧化硫后所得固体产品中的含量,具体流程:
a.称量7.000g样品,溶解,配制成250mL的溶液;
b.用滴定管量取25.00mL样品溶液于锥形瓶中,用酸性溶液滴定;
c.消耗溶液体积为20.00mL。
(1)a中配制溶液时,需要用到除烧杯、胶体滴管、250mL容量瓶外的玻璃仪器有: ;判断滴定终点的现象是: 。
(2)假定杂质不含还原性物质,样品中的纯度为 。
【答案】 玻璃棒 当滴入最后一滴标准液时,溶液有无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 2.90%
【解析】(1)a中配制溶液时,需要用到除烧杯外的玻璃仪器有:玻璃棒、250mL容量瓶、胶体滴管;判断滴定终点的现象是当滴入最后半滴标准液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
(2)酸性KMnO4溶液滴定产品中Na2SO3,反应的离子方程式为:,得关系式,25mL溶液中含Na2SO3的物质的量为=0.005mol,250mL的溶液中含Na2SO3的物质的量=0.005mol×=0.05mol,样品中Na2SO3的纯度==90%。
2.(24-25高三上·上海·开学考试)掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,如图所示为两套实验装置:
(1)写出图1中下列仪器的名称:a: ,b: 。
现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL,图2是某同学转移溶液的示意图。
(2)图2中的错误是 ,
(3)除了图2中给出的仪器和电子天平外,为完成实验还需要的玻璃仪器有: 、 。
(4)根据计算得知,所需NaOH的质量为 g。
(5)配制时,其正确的操作顺序是 (用字母表示)。
A.用30mL水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液均注入容量瓶中
B.准确称取一定量的氢氧化钠固体于烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C.将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复颠倒摇匀
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,直到液面距离刻度线1~2cm处
(6)上问操作A中,将洗涤液均注入容量瓶,其目的是 ;
(7)将溶液注入容量瓶前需恢复到室温,原因是 。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 冷凝管
(2)未用玻璃棒引流
(3) 玻璃棒 胶头滴管
(4)2.0
(5)BCAFED
(6)将溶质全部转移到容量瓶中
(7)物质具有热胀冷 缩的性质,温度变化会影响液体体积和容量瓶容积,因此需恢复到室温
【分析】(1)根据仪器的结构特征判断仪器的名称;(2)容量瓶在转移液体时的操作;(3)根据配制一定物质的量浓度的溶液的方法和操作来寻找装置中的错误,并判断使用仪器和操作步骤;(4)配制一定物质的量浓度的溶液的计算;(5)配制一定物质的量浓度的溶液的操作步骤(6)(7)配制一定物质的量浓度的溶液的注意事项及误差分析;
【详解】(1)a为蒸馏烧瓶,b为冷凝管
(2)配制一定物质的量浓度的溶液是必须用玻璃棒引流,防止液体外溅,
(3)当滴加到离刻度线1~2cm时改用胶头滴管滴加液体,则为完成实验还需要的玻璃仪器有玻璃棒、胶头滴管;
(4)实验室没有450mL的容量瓶,应配制500mL,则需n(NaOH) = 0.1 mol/L × 0.5L = 0.05mol ,m(NaOH) =0.05mol× 40 g/mol = 2.0g;
(5)配制溶液5000mL,配制步骤有量取、稀释、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,用托盘天平称量2.0gNaOH,在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,冷却后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤,并将洗涤液移入容量瓶,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀,所以操作顺序为BCAFED;
(6)洗涤溶解NaOH的烧杯和玻璃棒,将溶质全部转移到容量瓶中,否则溶质有损耗,溶质的物质的量n偏小,浓度偏小;
(7)注入容量瓶前需恢复到室温,原因是物质具有热胀冷 缩的性质,温度变化会影响液体体积和容量瓶容积,因此需恢复到室温;
3.(25-26高三上·上海·期中)柠檬酸(俗称枸橼酸,用表示)是一种有机弱酸,易溶于水,熔点为153℃,可作酸度调节剂、防腐剂等。其结构简式如图所示:
(3)现需柠檬酸溶液作酸度调节剂,配溶液时所需仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、电子天平、 。需称量柠檬酸质量为 g。
(4)配制上述溶液时,导致实验结果偏大的情况是___________。
A.柠檬酸已潮解(吸收水蒸气)
B.转移时未进行洗涤操作
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.容量瓶未干燥直接使用
【答案】
(3) 胶头滴管 1.92
(4)C
【详解】
(3)现需柠檬酸溶液作酸度调节剂,所需仪器有胶体滴管、烧杯、玻璃棒、容量瓶、电子天平,需柠檬酸质量为;
(4)A.柠檬酸已潮解(吸收水蒸气)则导致溶质的物质的量偏小,所配溶液浓度偏小,A不合题意;
B.转移时未进行洗涤操作则导致溶质的物质的量偏小,所配溶液浓度偏小,B不合题意;
C.定容时俯视容量瓶刻度线则导致溶液体积偏小,所配溶液浓度偏大,C符合题意;
D.容量瓶未干燥直接使用对实验结果无影响,D不合题意;
故答案为C。
4.(2025·上海松江·一模)测定产品的纯度:称取1.250g样品,配成100mL溶液,每次取出配制的溶液20.00mL,用溶液滴定,以酚酞作指示剂,实验数据如下表:
序号
1
2
3
4
NaOH溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
20.00
(1)配制上述溶液所需要的仪器有_______。
A.滴定管 B.量筒 C.100mL容量瓶 D.电子天平
(2)达到滴定终点的现象为 。
(3)所得产品的纯度为 。
(4)若测定结果偏低,可能的原因是_______。
A.样品中混有
B.滴定管未用NaOH溶液润洗
C.指示剂颜色发生改变时,立即停止滴定
D.滴定前滴定管尖嘴部分有小气泡,滴定后气泡消失
(5)检验产品中是否混有的方法是 。
【答案】(1)CD
(2)当最后半滴NaOH标准溶液滴入后,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色
(3)96%
(4)C
(5)取样,加入过量的浓NaOH溶液,加热,若产生能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则说明混有(NH4)2SO4
【详解】(1)配制NaHSO4溶液所需要的仪器有电子天平、100mL容量瓶,故答案选CD;
(2)当过量半滴NaOH溶液时,溶液为碱性,酚酞变红,故达到滴定终点的现象为:当最后半滴NaOH标准溶液滴入后,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色;
(3)四次实验,第2次实验体积误差较大,取1、3、4次实验溶液体积的平均值:,由关系式,可知=,100mL溶液中的质量为0.1000mol/L×0.1L×120g/mol=1.2g,样品的纯度为:;
(4)A.样品中混有,铵根离子也会消耗,(NH4)2SO4~2NaOH,故样品中混有,V(NaOH)偏大,c(NaHSO4)偏大,A不符合题意;
B.滴定管未用NaOH溶液润洗,消耗V(NaOH)偏大,则c(NaHSO4)偏大,B正确;
C.指示剂颜色发生改变时,立即停止滴定,则V(NaOH)偏小,则c(NaHSO4)偏小,C符合题意;
D.滴定前滴定管中有气泡,滴定后气泡消失,则V(NaOH)偏大,c(NaHSO4)偏大,D不符合题意;
故选C;
(5)检验产品中是否混有的方法是取样,加入过量的浓NaOH溶液,加热,若产生能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则说明混有。
5.(24-25高三下·上海·开学考试)甘氨酸亚铁[,]是一种补铁强化剂,实验室用绿矾(FeSO4·7H2O,)制备甘氨酸亚铁。
(2)制备碳酸亚铁:配制绿矾溶液后,取出200mL于烧杯中,并向其中缓慢加入溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤得到FeCO3。
①配制绿矾溶液,需要用电子天平称量绿矾 g。
(3)制备甘氨酸亚铁:实验室利用FeCO3与甘氨酸制备甘氨酸亚铁的实验装置如图(夹持和加热仪器已省略)
已知:i.甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。ii.柠檬酸易溶于水,有强酸性和还原性。
实验过程:I.装置C中盛有17.4gFeCO3和甘氨酸溶液。实验时,先打开活塞a,待装置C中空气排尽后,再向三颈烧瓶中滴加柠檬酸溶液,加热。II.经过一系列操作得到产品。
⑤测定产品的含量,实验步骤如下:称量ag产品于锥形瓶中,溶解后进行必要处理,用容量瓶配制成200mL溶液,量取20.00 mL,并加入2滴指示剂。用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为bmL。计算产品中甘氨酸亚铁的质量分数表达式为 。(已知滴定反应为:)
⑥最终得到的产品质量为16.32g,该实验产率为 %。
【答案】(2) 34.750g (3) % 80
【分析】由CaCO3和稀盐酸在A中制备二氧化碳,经过B装置吸收混有的HCl气体,先用A生成的二氧化碳排尽装置内的空气,再向C中滴入柠檬酸溶液并加热反应制备(NH2CH2COO)2Fe,D用来判断空气是否排尽,反应结束后过滤,滤液经蒸发浓缩、加入乙醇后过滤、洗涤、干燥得到产品,据此分析;
【详解】(2)①要用250mL的容量瓶进行配制,0.250L×0.500mol·L-1×278g/mol=34.750g,需要用电子天平(精确到0.001g)称量绿矾34.750g;
(3)
⑤滴定反应为,n(Fe2+)= n(Ce4+)=cb×10-3mol/L,甘氨酸亚铁的质量为m=nM= cb×10-3mol/L,ag产品中甘氨酸亚铁的质量分数为%;
⑥根据制备反应FeCO3+2NH2CH2COOH=(NH2CH2COO)2Fe+H2O+CO2↑可知,FeCO3过量,用甘氨酸可以计算出甘氨酸亚铁的理论产量为,m[(NH2CH2COO)2Fe]=204g/mol×0.1mol=20.4g,因此产率为=80%。
6.(24-25高三上·上海杨浦·期中)智能手机因其集成的高清摄像头和智能传感器而常被应用于化学实验。某实验小组利用实验室中的废铁屑(久置但未生锈)制备硝酸铁,并利用配制的硝酸铁标准溶液对“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的含量进行测定。实验过程如下:
【实验Ⅰ】的制备
【实验Ⅱ】标准溶液的配制。
准确称取0.8080g 配成100mL 0.02000mol/L溶液。
(5)实验中,除烧杯和玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是 。
(6)下列操作会导致所配溶液浓度偏低的是______。
A.溶液未恢复室温就注入容量瓶定容
B.定容时俯视液面
C.摇匀后发现液面低于刻度线,于是加水至刻度线
D.容量瓶底部残留少量的蒸馏水而未做干燥处理
【实验Ⅲ】绘制标准溶液与吸光度A(对特定波长光的吸收程度,数值与有色物质的浓度大小有关)的标准曲线。
①分别向6个100mL容量瓶中加入0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、2.00mL实验Ⅱ中标定的浓度为0.0200的标准溶液,然后分别加入1.50mL某浓度KSCN溶液,用蒸馏水定容。
②将配好的溶液加入10mL比色皿中,分别测定其吸光度,所得数据如下表所示:
比色管编号
S1
S2
S3
S4
S5
S6
溶液/mL
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
2.00
1
1.5
2
2.5
3
4
吸光度A
0.12
0.17
0.22
0.27
0.32
0.42
(7)上述实验数据处理中k= ,b= 。
【实验Ⅳ】“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素含量的测定
①取1.000g补铁剂样品,溶解后再加入足量溶液充分反应后配成100mL溶液。
②取1.0mL上一步所配溶液于100mL容量瓶中,加入1.50mL某浓度KSCN溶液,用蒸馏水定容。
③将最终配好的溶液加到10mL比色皿中,在与【实验Ⅲ】步骤②中相同条件下测得溶液吸光度。
(8)“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的质量分数为 %。
(9)下列操作中有利于更准确测得补铁剂中的铁元素含量的有______。
A.提前除去【实验Ⅰ】溶解铁屑所用硝酸中的杂质
B.用浓硝酸溶液代替【实验Ⅳ】中所用的溶液
C.整个实验中均采用相同浓度的KSCN溶液
D.对每一份溶液平行测定多次吸光度A,取平均值作结果
【答案】
(5)100mL容量瓶、胶头滴管、量筒
(6)C
(7) 1000 0.02
(8)18.48
(9)CD
【分析】Fe(NO3)3•9H2O的制备:废铁屑加入碳酸钠溶液小火加热除去表面的油污,过滤洗涤后加入硝酸溶液,溶解滤渣,45℃水浴加热,逐氮排出二氧化氮,溶液通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤洗涤得到Fe(NO3)3•9H2O,以此解答。
【详解】
(5)标准溶液的配制过程中除烧杯和玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是100mL容量瓶、胶头滴管、量筒。
(6)A.由于液体热胀冷缩,故溶液未恢复室温就注入容量瓶定容,导致所配溶液体积偏小,浓度偏高,A不符合题意;
B.定容时俯视液面,导致所配溶液体积偏小,浓度偏高,B不符合题意;
C.摇匀后发现液面低于刻度线,于是加水至刻度线,导致所配溶液体积偏大,浓度偏低,C符合题意;
D.容量瓶底部残留少量的蒸馏水而未做干燥处理,对实验结果无影响,D不符合题意;
故答案为:C。
(7)任取两组实验数据,则有:0.17=k×1.5×10-4+b,0.32=k×3.0×10-4+b,解得上述实验数据处理中k=1000,b=0.02。
(8)根据(7)分析可知,A=1000x+0.02,在与【实验Ⅲ】步骤②中相同条件下测得溶液吸光度A=0.35,解得x=3.3×10-4mol/L,故原样品中含有的Fe2+的物质的量为:,故“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的质量分数为 。
(9)A.实验Ⅰ中引入的Fe3+与补铁剂中的Fe3+无关,故除不除去【实验Ⅰ】溶解铁屑所用硝酸中的Fe3+杂质对测量结果无关,A不合题意;
B.【实验Ⅳ】中使用H2O2是将Fe2+氧化为Fe3+,浓硝酸也能起到同样的作用,故用浓硝酸溶液代替【实验Ⅳ】中所用的H2O2溶液对实验结果无影响,只是将产生有毒有害气体NO2,污染环境,B不合题意;
C.根据控制变量法,整个实验中均采用相同浓度的KSCN溶液,有利于更准确测得补铁剂中的铁元素含量,C符合题意;
D.对每一份溶液平行测定多次吸光度A,取平均值作结果,使实验结果更加准确,故有利于更准确测得补铁剂中的铁元素含量,D符合题意;
故答案为:CD。
7.(2025·上海·三模)实验室用汞量法测定体液中的氯离子,即以硝酸汞(Ⅱ)为标准溶液,二苯卡巴腙为指示剂。已知滴定中与生成,具体步骤如下:
步骤①:称取一定量晶体,加入硝酸溶液,配制成溶液作为滴定剂。
步骤②:取溶液注入锥形瓶,再加入5滴二苯卡巴腙。终点消耗。
步骤③:取血清放入锥形瓶,加入3滴二苯卡巴腙,用上述溶液滴定,终点消耗。
步骤④:取十倍于血清体积的蒸馏水,重复步骤③,终点消耗溶液。
(1)步骤①中所需仪器有电子天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 、 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.步骤①中硝酸的作用是防止分解
B.步骤②滴定时的现象是溶液中出现浑浊
C.步骤③滴定终点颜色变化是由紫色变为无色
D.步骤④是空白实验,目的使实验结果更准确
(3)上述硝酸汞溶液的浓度为 。
A.0.005B.0.01C.0.02D.0.04
该血清样品中氯离子的浓度为 。
【答案】 500mL容量瓶 量筒 D B 213
【分析】本题为血清中氯离子含量的测定的实验题,首先配制标准的硝酸汞溶液,最后用该溶液滴定血清中的氯离子,在计算时注意减掉空白溶液中的影响,以此解题。
(1)配制500mL一定物质的量浓度的溶液,需用500mL容量瓶定容;量取5mL硝酸溶液需用量筒,故答案为:500mL容量瓶、量筒;
(2)A.硝酸的作用是抑制Hg2+水解(而非分解),分解需加热条件,A错误;
B.终点时Hg2+过量,与二苯卡巴腙生成紫色配合物,现象为溶液显紫色,而非浑浊,B错误;
C.终点颜色变化应为无色(Cl-过量,指示剂未显色)变为紫色(Hg2+与指示剂配位),C错误;
D.步骤④为空白实验,扣除蒸馏水对滴定结果的干扰,提高准确性,D正确;
故选D;
(3)步骤②中,n(Cl−)=0.0100mol⋅L−1×0.0200L=0.0002mol,反应Hg2++2Cl−=HgCl2中,n(Hg2+)=n(Cl−)=0.0001mol,浓度c[Hg(NO3)2]==0.01mol⋅L−1,故选B;
取“十倍于血清体积的蒸馏水”,滴定消耗Hg(NO3)2溶液0.30mL,则步骤③中血清中氯离子消耗硝酸汞为1.53mL-0.03mL=1.5mL,n(Hg2+)=0.01mol·L−1×0.0015L=1.5×10−5mol;根据步骤②反应式可知,n(Cl−)=2×n(Hg2+)=3×10−5mol,m(Cl−)=3×10−5mol×35.5g·mol−1=1.065×10−3g=1.065mg,100mL血清中Cl−质量:1.065mg×=213mg/100mL。
8.(24-25高三下·上海·阶段练习)柠檬酸钙样品纯度的测定
已知:柠檬酸钙的摩尔质量为,与按(物质的量之比)形成稳定配合物。将干燥后的柠檬酸钙样品置于锥形瓶中,按照滴定要求将其配成浅液,用溶液调节大于l3,加入钙指示剂,用的标准溶液滴定至试液由紫红色变为蓝色,达到滴定终点,消耗标准溶液。
(1)配制溶液时,需将洗涤烧杯内壁和玻璃棒的洗涤液一并转移至容量瓶中,其目的是 。
(2)测定实验中,滴定管用蒸馏水洗涤后,加入标准溶液之前,需进行的操作为 。
(3)若滴定所用锥形瓶在使用前洗净但未干燥,会导致测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)样品中柠檬酸钙质量分数的表达式是 (用字母表示)。
【答案】减少溶质的损失,降低实验误差 用少量标准溶液润洗滴定管2~3次 无影响
【解析】(1)配制一定物质的量浓度的溶液,需将烧杯和玻璃棒进行洗涤,将洗涤烧杯内壁和玻璃棒的洗涤液一并转移至容量瓶中,目的是将溶质全部转移至容量瓶中,减少溶质的损失,降低实验误差;
(2)滴定管用蒸馏水洗涤后,加入标准溶液之前,需用对滴定管进行润洗,故操作为:用少量标准溶液润洗滴定管2~3次;
(3)滴定所用锥形瓶在使用前洗净但未干燥,这些水分不改变标准液和待测液中的溶质,所以对滴定结果无影响;
(4)柠檬酸钙的摩尔质量为,与按 (物质的量之比)形成稳定配合物。由,列比例可得样品中柠檬酸钙质量,样品中柠檬酸钙质量分数的表达式:。
9.(25-26高三上·天津·阶段练习)回答下列问题:
Ⅲ.侯德榜先生发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备
(5)向饱和氨盐水中通入二氧化碳,利用在溶液中溶解度较小,析出,生成的总反应的化学方程式为 。
(6)实验室需配制溶液,实验中除了用到托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需用到的玻璃仪器有 。
(7)通过计算可知,该实验需要用托盘天平称量 。
(8)实际配得溶液的浓度小于1.0 mol/L,原因可能是 (填序号)。
a.转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
b.定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线
c.定容时仰视刻度线
【答案】
(5)
(6)250 mL容量瓶
(7)71.5g
(8)bc
【详解】(1)该金属氯化物的物质的量为0.3 mol,摩尔质量为。
(2)0.2 mol磷酸所含原子物质的量为0.2 mol×8=1.6 mol,一个H2O2分子含4个原子,与0.4 mol H2O2所含原子数相同。
(3)设硫酸根的物质的量为n mol,根据电荷守恒,0.2+0.25×2=2n+0.4,解得,n=0.15,所以硫酸根物质的量为0.15 mol。
(4)由图可得,该体系中的反应为ClO-将氧化生成N2,反应方程式为,所以该反应的氧化剂为ClO-,a正确;消耗2 mol还原剂,转移6 mol电子,所以消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子,b正确;氧化剂ClO-与还原剂的物质的量为3:2,c错误;生成14 g N2,即0.5 molN2时,消耗0.5 mol×3=1.5 mol ClO-,d正确;故选c。
(5)侯氏制碱法的化学方程式为。
(6)配制一定浓度的240 mL溶液还要用到250 mL容量瓶。
(7)碳酸钠的物质的量为1 mol/L×0.25 L=0.25 mol,需要质量为0.25mol×286 g/mol=71.5g。
(8)转移溶液前容量瓶有蒸馏水对浓度无影响,a不可能;定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线,溶液浓度偏小,b可能;定容时仰视刻度线,溶液体积偏大,溶液浓度偏小,c可能;故选bc。
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