内容正文:
专题02 物质的化学计量
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 物质的量及其单位——摩尔 / 考点二 摩尔质量 / 考点三 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律 / 考点四 以物质的量为中心的计算与NA判断 / 考点五 物质的量浓度 / 考点六 一定物质的量浓度溶液的配制
05 重难题型突破
题型一 物质的量与微粒数的换算 / 题型二 气体摩尔体积的适用条件与计算 / 题型三 物质的量浓度的计算与换算 / 题型四 溶液配制的误差分析
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
本专题对应苏教版高中化学必修第一册专题1第二单元“物质的化学计量”,核心考点包括物质的量及其单位摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗定律及其推论,以及以物质的量为中心的各物理量之间的换算。命题上,“NA的正误判断”几乎每份期中卷必考,常在四个选项中分别设置状况、状态、粒子种类、物质结构四类陷阱;也常结合具体物质考查原子数、质子数、中子数、电子数的计算,结合气体所处的温度压强与状态考查22.4 L·mol-1的使用条件,结合阿伏加德罗定律考查同温同压下气体的体积、密度与摩尔质量的关系。本专题难度不大但陷阱密集,属于“容易送分、也很容易失分”的板块,复习的关键是把概念的使用条件抠准、把换算关系练熟。本专题横跨教材两个单元:物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗定律来自专题1第二单元“物质的化学计量”;物质的量浓度及其相关计算、一定物质的量浓度溶液的配制来自专题2第二单元“溶液组成的定量研究”。这两部分共用“物质的量”这一核心枢纽,期中复习时通常放在一起考查,故合并为一个专题。
识记
准确说出物质的量的含义、符号与单位;记住阿伏加德罗常数NA的数值与含义;记住摩尔质量的单位及其与相对原子(分子)质量的数值关系;熟记标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1;记住阿伏加德罗定律的内容。
理解
理解为什么同温同压下1 mol任何气体的体积基本相同;理解n = N/NA、n = m/M、n = V/Vm三个换算式的来由与适用条件;理解22.4 L·mol-1的两个使用前提;理解阿伏加德罗定律“三同定一同”的推理过程及其推论。
应用
能熟练进行粒子数、质量、气体体积与物质的量之间的相互换算;能计算一定量物质中所含原子、质子、中子、电子的数目;能快速判断NA类选择题中“状况、状态、粒子种类、物质结构"四类陷阱;能用阿伏加德罗定律及其推论比较气体的体积、压强、密度与摩尔质量;能正确书写物质的量浓度的表达式并完成稀释、混合、与质量分数的换算;能按规范完成一定物质的量浓度溶液的配制,并对错误操作作出误差判断。
考点一 物质的量及其单位——摩尔
1. 物质的量
(1)概念与单位
物质的量是表示含有一定数目粒子的 的物理量,符号 。它是国际单位制(SI)七个基本物理量之一(其余六个是长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度)。
单位: ,简称摩,符号 。
(2)计量对象
物质的量只用于描述 ——分子、原子、离子、质子、中子、电子等,以及这些粒子的特定组合(如 1mol NaCl表示含1mol Na+与1 mol Cl—的组合)。不能用来描述宏观物体(“1mol苹果”的说法是错误的)。
(3)使用规范
用摩尔计量时,必须用化学式指明粒子的 ,不能只用元素名称。例如“1mol氢”是错误表述,必须写成1mol H(氢原子)、1mol H2(氢分子)或1mol H+(氢离子),三者的含义完全不同。
⚠️概念辨析
物质的量是一个专有名词,四个字不能拆开或增减,不能简写成“物质量”;物质的量既不是“物质的质量”,也不是“粒子的个数”,而是把可称量的质量与不可称量的微观粒子数联系起来的桥梁;摩尔是物质的量的单位,不是物理量本身。
2. 阿伏加德罗常数
(1)定义:0.012 kg(即12 g)12C中所含的碳原子数目,符号 。
(2)数值:NA ≈ mol—1(第26届国际计量大会给出的精确值为6.02214076×1023mol—1)。
(3)含义:1mol任何粒子所含的粒子数都等于NA个,约为6.02×1023个。
(4)换算关系:n = ,变形得 N = n × NA、NA = N / n。
(5)注意:NA有单位(mol—1),不能只把它记成“6.02×1023”这个数;反过来,6.02×1023个粒子的物质的量才是1mol。
例:3.01×1023个O2分子的物质的量n = 3.01×1023 ÷ (6.02×1023mol—1) = 0.5mol,
其中含氧原子1mol,即6.02×1023个O原子。
3. 与物质的量有关的四个重要提醒
①物质的量描述的是“粒子的集合体”,与温度、压强等外界条件 ;②同种物质的物质的量与质量成正比,与状态无关(1mol水,无论是冰、水还是水蒸气,所含分子数都是NA个,质量都是18 g);③不同物质只要物质的量相同,所含粒子数就 ,但质量一般不同;④“1 mol 任何物质都含有NA个分子”这句话是错误的——有的物质不由分子构成(如NaCl由离子构成、SiO2由原子构成)。
⚠️避坑指南
①“1mol氢”没说清是氢原子还是氢分子,表述错误;
②“摩尔是基本物理量”错误,物质的量才是物理量,摩尔只是它的单位;
③“1mol任何物质都含NA个分子”错误,应改为“含NA个相应的基本单元”;
④“NA个粒子就是1mol”正确,但“6.02×1023个粒子”只是约为1mol。
考点二 摩尔质量
1. 概念与单位
摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的 ,符号 ,常用单位 (也可写成 或kg·mol—1)。
定义式:M = ,由此得到最重要的换算式n = m / M与m = 。
2. 数值规律
以g·mol—1为单位时,摩尔质量在数值上等于该粒子的 或 (即化学式量)。
粒子
摩尔质量
粒子
摩尔质量
粒子
摩尔质量
H2O
18g·mol—1
NaOH
40g·mol—1
H2SO4
98 g·mol—1
Na2CO3
106g·mol—1
CaCO3
100g·mol—1
NaCl
58.5 g·mol—1
CO2
44g·mol—1
O2
32g·mol—1
NH3
17 g·mol—1
SO42—
96g·mol—1
NH4+
18g·mol—1
OH—
17 g·mol—1
3. 摩尔质量与相对原子(分子)质量的区别
相对原子(分子)质量是一个比值,单位为1(通常不写);摩尔质量有单位g·mol—1。二者仅在 上相等,不能说“摩尔质量就是相对分子质量”。
同理,1mol物质的质量如果以克为单位,其数值等于 ,但一定要带单位g。
4. 摩尔质量的求法
①由定义求:M = ;②由相对原子(分子)质量求:M的数值=相对原子(分子)质量,单位取g·mol—1;③由一个粒子的实际质量求:M = m(一个粒子) × NA;④混合物的平均摩尔质量:M̄= m总 / n总(常用于阿伏加德罗定律推论的计算)。
⚠️易混易错
①摩尔质量的单位是g·mol—1,不能漏写,也不能写成“g”;
②不能说“1molH2O的质量是18”,应写成“18 g”;
③对离子化合物,如NaCl的摩尔质量58.5 g·mol—1,指的是“1mol Na+与1mol Cl—这一特定组合”的质量;
④描述构成时不能说“1mol H2SO4中含1mol H2”,应说含2mol H原子、1mol S原子、4mol O原子。
考点三 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
1. 决定物质体积大小的三个因素
①粒子 的多少;②粒子本身的 ;③粒子之间的 。
对于1mol固体或液体:粒子间距离很小,体积主要由粒子本身的 决定,不同物质的粒子大小差别很 ,所以1mol不同固体或液体的体积 。对于1mol气体:粒子间距离约为粒子直径的10倍左右,远大于粒子本身的大小,体积主要由粒子间的 决定;而同温同压下,任何气体分子间的平均距离近似相等,所以同温同压下1mol任何气体的体积基本 。
补充:气体分子间的距离受 和 影响很大——温度升高,间距 ,体积 ;压强增大,间距 ,体积 。因此说到气体体积,必须指明温度和压强,否则没有意义。
2. 气体摩尔体积
(1)定义:一定温度、压强下,单位物质的量的气体所占的 ,符号 ,常用单位 (或L/mol,也可为m3·mol—1)。
(2)定义式:Vm = ,变形得n = 、V = n × Vm。
(3)标准状况(0 ℃、101 kPa,简称“标况”)下,Vm ≈ 。即标况下1mol任何气体(单一气体或混合气体)的体积都约为 L。
3. 使用22.4 L·mol—1的“三个必须”
①必须是 (0 ℃、101 kPa)。常温常压(25 ℃、101 kPa)下Vm ≈ 24.5 L·mol—1,此时不能用22.4。
②必须是 。可以是单一气体,也可以是 气体(如空气、O2与N2的混合气)。
③标况下不是气体的常见物质要特别当心:H2O(液)、HF(液)、SO3(固)、CCl4(液)、苯(液)、己烷(液)、乙醇(液)、Br2(液)、I2(固)、NO2等,它们都不能用22.4 L·mol—1换算。
④补充:22.4 L·mol—1只是标况下的 ;非标况下若同时改变温度和压强,Vm也可能恰好等于22.4 L·mol—1。因此由Vm = 22.4L·mol—1不能反推“一定处于标准状况”。
4. 标况下气体密度的计算
ρ = m / V = = M / 22.4 (单位:g·L—1,仅适用于标准状况下的气体)
反推摩尔质量:M = (单位:g·mol—1,仅适用于标准状况下的气体)
这是测定气体相对分子质量的常用方法之一。注意:气体的密度随温度、压强变化很大,说气体密度时必须指明 。
5. 阿伏加德罗定律
(1)内容:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同 的粒子。也可表述为:同温同压下,粒子数相同的任何气体都具有相同的 。公式为:PV=nRT
(2)简记“三同定一同”:同T、同p、同V ⇒ 同 (同粒子数)。若只有“两同”,则另外两个量成 ,即“二同定比例”。
(3)本质:同温同压下不同气体分子间的平均距离 ,故气体的体积只由分子数目(物质的量)决定,与气体的种类无关。
(4)适用范围:任何 ,单一气体或混合气体均可;不适用于固体、液体。
6. 阿伏加德罗定律的推论(常考比例关系)
前提条件
结论
关系式
同T、同p
体积之比等于 (粒子数)之比
V1/V2 = n1/n2 = N1/N2
同T、同V
压强之比等于 之比
p1/p2 = n1/n2
同T、同p
密度之比等于 之比(相对密度D)
ρ1/ρ2 = M1/M2
同T、同p、同V
质量之比等于 之比
m1/m2 = M1/M2
同T、同p、同m
体积之比等于 的反比
V1/V2 = M2/M1
⚠️记忆口诀
标况二十二点四,一看状况二看气;三同定一同,二同定比例。
⚠️避坑指南
①看到“22.4 L”先查两点:是否标况、是否为气体;
②气体摩尔体积同样适用于混合气体,标况下1mol空气的体积也约为22.4 L;
③“1mol气体的体积是22.4 L“缺少标准状况”前提,说法错误;
④同温同压下气体体积之比等于物质的量之比,不等于质量之比;
⑤气体分子间的距离约为分子直径的10倍,所以气体体积主要由间距决定,不能认为“气体体积由分子大小决定”。
考点四 以物质的量为中心的计算与NA判断
1. 核心公式网络
物质的量n是整套计算的中心枢纽,四个物理量围绕它换算:
n = N / NA n = m / M n = V / Vm(标准状况下的气体)
物理量
符号
常用单位
与物质的量n的关系
质量
m
g
n = ,M为摩尔质量(g·mol—1)
粒子数
N
个
n = ,NA ≈ 6.02×1023 mol—1
标准状况下气体体积
V
L
n = ,Vm ≈ 22.4 L·mol—1
摩尔质量
M
g·mol—1
M = ,数值上等于相对原子(分子)质量
气体摩尔体积
Vm
L·mol—1
Vm = ,标况下约为22.4
阿伏加德罗常数
NA
mol—1
NA = ≈ 6.02×1023mol—1
2. 解题的通用三步法
第一步——统一单位:质量用g、体积用L、粒子数用“个”,摩尔质量用g·mol—1;
第二步——求物质的量:根据已知条件选公式,先把已知量换算成n;
第三步——按需换算:再由n换算成题目要求的粒子数、质量或气体体积。
凡是涉及化学式(如求质子数、电子数)的计算,都要先看清一个粒子里含多少个目标微粒,再乘以物质的量。
3. 质子数、中子数、电子数的计算
计算规则:
①质子数 = 各原子的 ;
②中子数 = 各原子的质量数 − 数(常用质量数 = 相对原子质量取整数近似);
③电子数:分子 = 数;阳离子 = 质子数 − 数;阴离子 = 数 + 所带电荷数;
④原子数 = 化学式中各元素 之和。
1mol粒子
原子数
质子数
中子数
电子数
H2O
3mol
10mol
8mol
10mol
NH3
4mol
10mol
7mol
10mol
OH—
2mol
9mol
8mol
10mol
NH4+
5mol
11mol
7mol
10mol
D2O(M=20 g·mol—1)
3mol
10mol
10mol
10mol
Na+
1mol
11mol
12mol
10mol
⚠️易混易错
Na2O2中的阴离子是过氧根离子O22—,因此1mol Na2O2中含2mol Na+和1mol O22—,离子总数为3mol而不是4 mol。
4. 化学计量数与物质的量
化学方程式中各物质前的化学计量数之比 = 之比 = 粒子数之比;对于气体,还等于同温同压下的 之比。
例:2H2 + O2 == 2H2O中,n(H2) : n(O2) : n(H2O) = ,
同温同压下参与反应的气体体积比 V(H2) : V(O2) = 。
5. NA正误判断的四类陷阱
陷阱类型
典型设置
破解方法
状况陷阱
给出“常温常压”“25 ℃、101 kPa”下的22.4 L气体,或只说“11.2 L O2”而不指明状况
凡用22.4 L·mol—1换算,必须先确认是否为标准状况(0 ℃、101 kPa)
状态陷阱
标况下给出H2O、SO3、CCl4、苯、乙醇、HF等物质,或给出“标况下22.4 L H2O含NA个分子”
标况下这些物质不是气体,不能用气体摩尔体积;应先看状态再看数值
粒子种类陷阱
“1mol氢”“1mol氧”“含NA个氧”等未指明粒子种类的说法
必须写成1mol H(原子)、1mol H2(分子)、1mol O2—(离子)等
物质结构陷阱
Na2O2的阴离子(是O22—而非O2—)、特殊物质的构成微粒、“1mol物质都含NA个分子”等
先判断该物质由什么微粒构成;不由分子构成的物质不能套用“分子数”
其他常见设错方式:
①“1mol气体体积为22.4 L”(缺标况);
②“NA个粒子的物质的量为1mol”(正确);
③“标准状况下1mol任何物质的体积都约为22.4 L”(错在“任何物质”,应为“任何气体”);
④“同温同压下,相同体积的任何气体质量相同”(错,应为物质的量、分子数相同)。
⚠️记忆口诀
做NA判断题的口诀:一查状况、二查状态、三查粒子种类、四查物质结构。四关都过了,这个选项才成立。
⚠️易混易错
①计算前一定先统一单位(g、L、mol—1),单位不统一是失分重灾区;
②求电子数时注意离子:阳离子要减电荷数,阴离子要加电荷数;
③“1mol气体”与“标况下22.4 L气体”不是一回事,后者才需要标况条件;
④涉及D(氘)、18O等同位素时,质子数不变而中子数改变,摩尔质量也随之改变。
考点五 物质的量浓度
1. 物质的量浓度
(1)定义:单位体积溶液中所含溶质B的 ,符号 。
cB = (nB为溶质的物质的量,V为溶液的体积)
(2)常用单位: (或 ),也写作mol·m—3。
(3)四个必须注意的点:
①公式中的V是 的体积,不是溶剂的体积,也不是“溶质体积+溶剂体积”;
②溶质必须用 表示,给出质量或气体体积时要先换算成 ;
③溶液是均一的:取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数都 ,但所含溶质的物质的量随体积改变;
④“1mol·L—1的NaCl溶液”表示每1 L溶液中含 NaCl。
2. 溶质判断的三种特殊情况
①带结晶水的物质:溶于水后溶质是 部分。如CuSO4·5H2O溶于水,溶质是 ,计算时用CuSO4·5H2O的质量除以其摩尔质量250 g·mol—1。
②与水反应的物质:溶质是反应后的 。如Na、Na2O、Na2O2溶于水后溶质都是 ;SO3溶于水后溶质是 。
③NH3溶于水:溶质按 计(虽然溶液中主要存在NH3·H2O)。
3. 溶液中离子浓度的计算
(1)单一溶质:按化学组成确定比例。如1mol·L—1的Al2(SO4)3溶液中,c(Al3+) = 2mol·L—1,c(SO42—) = 3mol·L—1;0.5mol·L—1的BaCl2溶液中c(Cl—) = 1mol·L—1。
(2)混合溶液:利用 守恒——溶液中阳离子所带 总数等于阴离子所带 总数。
例:NaCl与Na2SO4的混合液中,c(Na+) = c(Cl—) + 2c(SO42—)
4. 溶液的稀释与混合
(1)稀释定律:稀释前后溶质的 不变。
c(浓)·V(浓) = c(稀)·V(稀);即c1V1 =
(2)同溶质两溶液混合:混合前后溶质 不变。
c1V1 + c2V2 =
(3)体积如何处理:题目说明“不考虑体积变化”时,V(混) = V1 + V2;若给出混合后溶液的密度,则必须用V(混) = m(混) / ρ(混)计算。溶液的 可以相加,体积一般 直接相加。
5. 物质的量浓度与质量分数的换算
c = (ρ单位g·cm—3或g·mL—1,ω为质量分数,M单位 g·mol—1)
推导(取1 L溶液):溶液质量 = 1000ρ g → 溶质质量 = 1000ρω g → 溶质物质的量 = 1000ρω/M mol → 体积恰为1 L,故c = 1000ρω/M。
反向换算:ω = 。此式常用于由试剂瓶标签(如98%浓硫酸、密度1.84 g·cm—3)求其物质的量浓度。
6. 气体溶于水形成溶液的浓度
思路:先用n = V(气体)/22.4求溶质的 ,再用V(溶液) = m(总)/ρ求溶液 (不能把气体体积与水的体积相加),最后用c = n/V求 。
m(溶液) = m(气体) + m(水);V(溶液) = m(溶液) / ρ(注意ρ单位换算成g·mL—1)
⚠️记忆口诀
稀释混合看溶质,浓稀相乘两相等;若是气体溶于水,先求n再求V。
⚠️易混易错
①“将58.5 g NaCl溶于1 L水”所得溶液浓度不是1 mol·L—1,因为溶液体积不等于1 L;
②从1 L溶液中取出100 mL,浓度不变但溶质物质的量变为原来的1/10;
③稀释浓硫酸、溶解NaOH等放热明显的操作,必须冷却至室温后再转移定容;
④用c1V1 = c2V2时两处体积单位必须一致(都用L或都用mL)。
考点六 一定物质的量浓度溶液的配制
1. 容量瓶
(1)构造:细颈、梨形平底的玻璃仪器,瓶身上标有 (一般20 ℃)和 ,颈部有一圈刻度线。
(2)常见规格: mL、 mL、 mL、500 mL、1000 mL。配制时必须选用与所需体积相等或稍大的规格,如配制480 mL溶液只能选 容量瓶,并按 mL计算溶质。
(3)使用“五不能”:①不能作反应容器;②不能在其中溶解或稀释(尤其浓硫酸、NaOH固体);③不能长期存放溶液;④不能加热,也不能注入过冷或过热的液体;⑤不能配制任意体积的溶液(只能配对应规格体积)。
(4)使用前必须查漏:加水→塞紧瓶塞→倒立观察→正立并将瓶塞旋转180°→再倒立观察,两次均不漏水方可使用。
(5)容量瓶洗净后无需干燥(后面还要加水定容);但不能用待配溶液 。
2. 实验仪器
溶质状态
所需仪器
固体溶质
托盘天平(带砝码)、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶(注明规格)、胶头滴管
液体溶质(浓溶液稀释)
量筒、 、 、 (注明规格)、胶头滴管
3. 操作步骤(以配制100 mL 0.100 mol·L—1 Na2CO3溶液为例)
计算:m(Na2CO3) = c·V·M = 0.100 mol·L—1 × 0.100 L × 106 g·mol—1 = 1.06 g,托盘天平精确到 0.1 g,称取1.1g。
八步操作要点:
①计算与 (左物右码,NaOH等易潮解、腐蚀性固体要放在玻璃器皿中称量);
② (烧杯中加适量蒸馏水,玻璃棒搅拌);
③ (放热时必须冷却至室温);
④ (玻璃棒引流,棒下端靠在刻度线以下);
⑤ (洗烧杯和玻璃棒2~3次,洗液全部转入容量瓶);
⑥ (加水至距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管逐滴加至凹液面最低处与刻度线相切);
⑦ (塞紧瓶塞,反复上下颠倒);
⑧ (转入试剂瓶,注明名称与浓度)。
⚠️记忆口诀
算称量取步骤清,溶解冷却再转移;洗涤定容莫忘记,摇匀装瓶贴签明。
4. 误差分析
(1)分析依据:c = 。判断某个错误操作使n(溶质的物质的量)或V(溶液体积)如何变化,即可推出c偏大还是偏小。
(2)三步分析法:①看操作影响了 还是 ;②判断n(或V)偏大还是偏小;③代入c = n/V得结论。只要n减小或V增大,c就 ;反之偏高。
错误操作
对n的影响
对V的影响
浓度变化
称量时使用了游码且物、码位置颠倒
偏小
—
NaOH等易潮解固体放在滤纸上称量(或称量过久)
偏小
—
砝码生锈或沾有污物
偏大
—
用量筒量取浓溶液时仰视读数
偏大
—
用量筒量取浓溶液时俯视读数
偏小
—
量取浓溶液的量筒用水洗后洗液也转入容量瓶
偏大
—
溶解或转移时有液体溅出
偏小
—
未洗涤烧杯和玻璃棒(或洗液未转入)
偏小
—
未冷却至室温即转移并定容
—
偏小
定容时仰视刻度线
—
偏大
定容时俯视刻度线
—
偏小
定容时加水超过刻度线再用滴管吸出
偏小
—
摇匀后液面下降又加水至刻度线
—
偏大
容量瓶洗净后瓶内残留少量蒸馏水
—
—
图1 定容时平视、仰视、俯视的对比(仰视V偏大、c ;俯视V偏小、c )
口诀:仰(视)大俯(视)小——仰视时看到的“相切”对应实际液面更高,加水偏多,V偏大,c偏低;俯视时实际液面更低,加水偏少,V偏小,c偏高。
⚠️避坑指南
①容量瓶内有少量蒸馏水无影响(定容本来就加水);
②定容超过刻度线不能吸出,必须重新配制;
③摇匀后液面略低于刻度线是正常现象(液体沾在瓶塞和瓶颈),不能再加水;
④配制480 mL溶液要选500 mL容量瓶,并按500 mL计算溶质质量,这是最常考的“规格陷阱”。
题型一 物质的量与微粒数的换算
典例1 (25-26高一上·江苏无锡·期中)最近,全国的雾霾天气对环境造成了严重影响,芜湖市开展了臭氧的监测。下列有关说法正确的是
A.臭氧的摩尔质量是48g
B.同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧体积比为3∶2
C.20g氖气中含有个原子
D.1.00mol臭氧中含有电子总数为
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“48”“20”这类数值当成可以直接比较的量,看到等质量的O2与O3就按分子数之比3∶2去套。但同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比,而等质量时物质的量与摩尔质量成反比,故V(O2)∶V(O3)=M(O3)∶M(O2)=48∶32=3∶2,是“反比”不是“正比”。逐项核对时还要注意三个细节:①摩尔质量的单位是g·mol—1,写成“48 g”是把摩尔质量与质量混为一谈,A错在单位而非数值;②氖气是单原子分子,Ne的摩尔质量为20 g·mol—1,20 g氖气即1mol Ne,含NA个原子,不能按双原子分子去算;③分子的电子总数等于各原子核外电子数之和,1个O3含8×3=24个电子,故1.00mol O3含24mol电子。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏南通·期中)关于气体,下列说法正确的是
A.所含HCl的物质的量为
B.所含氢原子的数目为个
C.常温常压下的体积为
D.溶于100mL水中,
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.水的摩尔质量为18g
B.32g O2与O3的混合气体中,氧原子数为2
C.将1mol Na2SO4溶于水配成溶液,溶液中的氧原子数4
D.22.4LN2的质量为28g
题型二 气体摩尔体积的适用条件与计算
典例1 (25-26高一上·江苏苏州·期中)设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.标况下5.6克的铁与2.24L氯气完全反应,转移电子数目0.2NA
B.一定量的Na2O2与水反应生成1.12LO2,则反应中转移电子数为0.1NA
C.向KClO3固体中滴加浓盐酸生成2.24LCl2(标况),则反应中转移电子数为0.2NA
D.标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
💡破题要诀
这类“NA+氧化还原”题要连过三关:一关体积——凡是给出气体体积都要先问是否标况(B项1.12 L O2
未指明状况,无法换算物质的量,直接判错);二关反应——要看反应能否进行到底,Cl2与水的反应可逆,
0.1mol Cl2不可能完全反应,D项算出的0.1NA是上限而非实际值;三关用量——先判断谁过量、按不足的一方算,A项中n(Fe)=0.1mol、n(Cl2)=0.1mol,由2Fe+3Cl2==2FeCl3可知Cl2不足,应按Cl2计算,0.1mol Cl2得0.2mol电子,即0.2NA。C项还要认出KClO3与浓盐酸是归中反应(KClO3+6HCl==KCl+3Cl2↑+3H2O),生成3mol Cl2转移5mol电子,故0.1mol Cl2对应1/6mol电子,不是0.2NA。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏苏州·期中)用表示阿伏加德罗常数的值,下列有关Cl2的说法正确的是
A.足量与浓盐酸共热生成Cl2的数目小于
B.与完全反应,转移的电子数为
C.常温常压下,中含有的氯原子数目为
D.1mol Cl2通入水,所得溶液中的物质的量之和为
2.(25-26高一上·江苏连云港·期中)下列说法中,正确的是
A.溶液中含
B.常温下,3.4gNH3中含有个质子
C.标准状况下,2.24LH2O中含0.2 mol氢原子
D.常温下,0.1mol氯气与足量NaOH溶液反应转移0.2 mol电子
题型三 物质的量浓度的计算与换算
典例1 (25-26高一上·福建南平·期中)在无土栽培中,需用0.5mol/L NH4Cl、0.16 mol/L KCl、0.24 mol/L K2SO4的营养液,若用KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4三种固体配制1L营养液,则需此三种固体的物质的量为
A.0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol B.0.4mol、0.5 mol、0.12 mol
C.0.64 mol、0.5 mol、0.24 mol D.0.66 mol、0.5 mol、0.24 mol
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“三种固体的物质的量”误当成“三种离子的物质的量”,直接照抄营养液中NH4Cl、
KCl、K2SO4的浓度0.5、0.16、0.24。正确做法是按“离子守恒配料”:第一步算目标液里各离子的总物质的量,n(NH4+)=0.5mol、n(K+)=0.16+0.24×2=0.64mol、n(Cl—)=0.5+0.16=0.66mol、n(SO42—)=0.24mol;第二步从“只有一种试剂能提供的离子”入手——SO42—只能由(NH4)2SO4提供,故需(NH4)2SO4 0.24mol,K+只能由KCl提供,故需KCl 0.64mol;第三步用剩下的离子配平,此时Cl—尚缺0.66−0.64=0.02mol、NH4+尚缺0.5−0.24×2=0.02mol,正好由0.02mol NH4Cl补齐。全程都要盯住化学式中的角标,漏乘(NH4)2SO4中的“2”是最典型的失分点。
迁移应用
1.(24-25高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.1L水中溶解了,所得溶液中的物质的量浓度为
B.将溶液加水稀释至500mL,则稀释后溶液中为
C.将4.48LHCl溶于水配成500mL溶液,所得溶液中HCl的物质的量浓度为
D.溶液与溶液混合后,所得150mL溶液中为(忽略溶液体积变化)
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)两份体积相同的某植物营养液,其配方分别如下:(注:“—”表示营养液中不含该物质)
KCl
K2SO4
ZnSO4
①
0.3mol
0.2mol
0.1mol
②
0.1mol
0.3mol
—
关于两份营养液的叙述不正确的是
A.的物质的量相同 B.的物质的量不同
C.的微粒数目不同 D.的物质的量浓度不同
题型四 溶液配制的误差分析
典例1 (25-26高一上·江苏扬州·期中)某学习小组成员欲用质量分数98%、密度为的浓硫酸配制500mL的的稀硫酸,下列说法正确的是
A.配制该稀硫酸溶液需用量筒量取27.17mL浓硫酸
B.若量取浓硫酸的过程中俯视量筒会导致所配稀硫酸浓度偏小
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致所配溶液浓度偏大
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,需补加少量水以重新达到刻度线
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把所有读数误差都记成同一个方向,或一看到“操作有误”就判浓度偏大。误差分
析要分环节:量取环节影响溶质n,定容环节影响溶液体积V,再代入c=n/V。B项中量取浓硫酸时俯视量
筒,视线偏高、实际液面偏低,量取的浓硫酸偏少,n偏小,浓度偏小——注意这与“容量瓶定容时俯视则
V偏小、浓度偏高”方向相反,两处最易混淆。此外还要认出两类非误差型陷阱:一是仪器精度,量筒只能精确到0.1mL,计算值27.17mL根本无法量取,A错;二是常识判断,转移时液体溅出会损失溶质、浓度应偏小而非偏大,摇匀后液面低于刻度线是因为溶液沾在瓶塞与瓶颈,属正常现象,补加水反而使V偏大、浓度偏小,故C、D皆错。
迁移应用
1.(25-26高一上·福建厦门·期中)某同学进行实验时需要溶液,但实验室只有质量分数为20%、密度为的溶液和碳酸钠晶体()。该同学利用所给试剂配制所需溶液,下列说法正确的是
A.实验室提供的溶液的物质的量浓度为
B.若用实验室提供的溶液配制,需要用量筒量取该溶液
C.若用碳酸钠晶体配制,需要用托盘天平称取晶体的质量为
D.所用碳酸钠晶体部分失去结晶水或定容时仰视刻度线,都将导致所配制的溶液浓度偏大
2.(25-26高一上·福建漳州·期中)某实验兴趣小组配制90mL 0.10mol/L NaOH溶液,部分操作如图所示:
下列说法正确的是
A.称量时,将烧杯放置于托盘天平并归零,然后称取3.6g NaOH固体
B.溶解后,立即将NaOH溶液转移至容量瓶
C.定容时,若俯视刻度线,则所配溶液浓度偏高
D.摇匀后,发现液面低于刻度线继续加水至凹液面最低处与刻度线相切
基础固本练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏·期中)实验室用胆矾(CuSO4·5H2O)配制480 mL 0.100 CuSO4溶液,下列做法中正确的是
A.用烧杯在托盘天平上称取12.0 g硫酸铜晶体,加蒸馏水溶解
B.容量瓶使用前应检漏,再需用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
C.向容量瓶转移液体时,玻璃棒下端应在容量瓶刻度线以下
D.定容后摇匀,发现液面低于刻度线,又补加少量水,重新达到刻度线
2.(24-25高一上·江苏盐城·期中)配制一定物质的量浓度的溶液,不需要进行的操作是
A.溶解
B.蒸发
C.转移
D.定容
A.A B.B C.C D.D
3.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列溶液中,的物质的量浓度与100 mL KCl溶液中所含的物质的量浓度相同的是
A.60 mL NaCl溶液 B.20 mL 溶液
C.100 mL 溶液 D.50 mL HCl溶液
4.(25-26高一上·江苏南通·期中)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.NA个CO和的质量比为7:4
B.常温常压下,气体中含有的氧原子数为0.5NA
C.同温同压下,体积相同的氢气和氨气所含的原子数相等
D.和的混合气体所含原子数为2.5NA
5.(25-26高一上·江苏南京·期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 溶液:、、
B. 溶液:、、
C. 溶液:、、
D. 溶液:、、
6.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列实验方法或操作正确的是
A.制取、收集氧气
B.分离泥沙与水
C收集氯化氢气体
D.配制NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
7.(25-26高一上·江苏泰州·期中)如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是
硫酸化学纯(CP)(500 ml)
品名:硫酸
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.取该硫酸100 mL,则浓度变为原来的1/5
8.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.标准状况下,等质量的和所含氧原子个数相同
C.硫酸的摩尔质量为98 g
D.1 mol任何物质都含有约个原子
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏连云港·期中)下列说法中,正确的是
A.溶液中含
B.常温下,3.4gNH3中含有个质子
C.标准状况下,2.24LH2O中含0.2 mol氢原子
D.常温下,0.1mol氯气与足量NaOH溶液反应转移0.2 mol电子
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.水的摩尔质量为18g
B.32g O2与O3的混合气体中,氧原子数为2
C.将1mol Na2SO4溶于水配成溶液,溶液中的氧原子数4
D.22.4LN2的质量为28g
3.(25-26高一上·江苏扬州·期中)某学习小组成员欲用质量分数98%、密度为的浓硫酸配制500mL的的稀硫酸,下列说法正确的是
A.配制该稀硫酸溶液需用量筒量取27.17mL浓硫酸
B.若量取浓硫酸的过程中俯视量筒会导致所配稀硫酸浓度偏小
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致所配溶液浓度偏大
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,需补加少量水以重新达到刻度线
4.(24-25高一上·江苏南京·期中)设表示阿伏加德罗常数的值,“嫦娥五号”探测器完成探月任务后顺利返回。下列有关说法错误的是
A.火箭通常采用偏二甲肼作为燃料,中含有的电子数为
B.探测器采用的太阳能电池帆板主要成分为硅,晶体硅中含有原子数为
C.运载火箭采用铝合金,铝和足量盐酸反应生成的气体含有原子数为
D.运载火箭采用液氧作为氧化剂,氧气反应过程中转移电子数为
5.(25-26高一上·江苏南京·期中)中国钢铁行业的碳排放量约占全国碳排放总量的15%,是制造业中碳排放量最大的行业。炼铁高炉中发生着与相互转化。下列说法正确的
A.、是酸性氧化物
B.、是碳元素的同素异形体
C.在标准状况下,5.6 L CO的质量是7 g
D.相同质量的和所含的原子个数之比是
6.(25-26高一上·江苏无锡·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是
A.溶液中含有的数目为
B.常温下,和混合物中含有原子数为
C.标准状况下,含有的分子数为
D.中所含离子的数目为
7.(25-26高一上·江苏无锡·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.所含电子总数为
B.与足量金属钠反应,转移的电子数为
C.常温、常压下,含有的原子数为
D.由和组成的混合气体中含有的分子数为
8.(25-26高一上·江苏常州·期中)某兴趣小组的同学们计划利用碳酸钠溶液进行测定“未知浓度盐酸”的实验。该实验的准确性高度依赖于碳酸钠标准溶液的浓度是否精确。因此,兴趣小组的首要任务是精确配制250 mL 0.200 mol·L-1的Na2CO3溶液。
信息提示:Na2CO3的热稳定性非常高,普通加热条件下不会分解。
回答下列问题:
(1)实验室中有一瓶分析纯的碳酸钠固体,它在空气中会轻微吸水。为保证配制的准确性,在称量前将碳酸钠固体置于________中________至恒重(选填字母)。
a. b. c. d.蒸发 e.灼烧 f.蒸馏
(2)完成精确配制该溶液实验时,所需要的仪器有烧杯(量筒)、天平、药匙、胶头滴管、试剂瓶和________。
(3)在实验中,按下列步骤“计算→称量→溶解→转移(洗涤)→定容→摇匀→保存到试剂瓶中”进行配制。在定容操作中,当液面接近容量瓶刻度线________________时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水。定容后液面位置如图所示,其中正确的是________(填字母,下同),所配溶液的浓度偏小的是________。
A. B. C. D.
(4)某同学经计算,需用托盘天平称________g Na2CO3固体。在称量时,将砝码放在左盘,Na2CO3固体放在右盘(其他操作均正确),并成功配得了溶液。请分析该同学配制的Na2CO3溶液的实际浓度与0.200 mol·L-1相比________(填:“偏大”、“偏小”),引起变化的原因________________________。
(5)另一位同学在转移溶解后的Na2CO3溶液时,不小心将少量溶液溅出容量瓶外,他并未在意,继续完成后续定容操作。然后用配制的溶液进行“测定盐酸浓度”的实验,测得“未知浓度盐酸”的物质的量浓度________(填:“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏徐州·期中)某补铁口服液中含乳酸亚铁(,相对分子质量:234)及维生素,每支()口服液含乳酸亚铁,已知维生素和乳酸亚铁都具有还原性,均能使酸性溶液褪色。下列说法正确的是
A.乳酸亚铁的摩尔质量为
B.每支口服液含有的质量约为
C.乳酸亚铁的物质的量浓度为
D.滴加少量酸性溶液能证明口服液中含维生素
2.(25-26高一上·江苏扬州·期中)实验室有一瓶 和MgSO4的混合溶液,体积为500mL,分为两等份。取一份加入足量BaCl2溶液,生成4.66g白色沉淀;另一份加入足量NaOH溶液,生成0.58g白色沉淀。下列说法不正确的是
A.Na2SO4和 MgSO4均为电解质
B.原混合溶液中MgSO4的物质的量浓度为
C.原混合溶液中 Na+的物质的量浓度为
D.该混合溶液中
3.(25-26高一上·江苏扬州·期中)聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z•nH2O]是一种高效混凝剂,常用于净水。组成可以通过以下实验测定:
①称取65.0 g聚合硫酸铁配成250.00 mL溶液。
②准确量取25.00 mL溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体6.99 g。
③准确量取25.00 mL溶液,加入足量NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重,得到红棕色固体3.20 g。
聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z•nH2O]中x:y:z:n的值为
A.3:4:2:6 B.8:12:6:13 C.2:3:1:6 D.4:6:3:2
4.(25-26高一上·江苏宿迁·期中)碱式碳酸铜俗称铜绿,难溶于水和乙醇,可用作催化剂、杀菌剂等。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的最佳温度并制备碱式碳酸铜,测定产品中铜元素的质量分数。
已知:
实验Ⅰ.探究制备碱式碳酸铜的最佳温度
取0.500mol·L-1溶液2mL,按合适配比加入0.500mol·L-1溶液混合均匀,分别在不同温度的水浴锅中反应相同时间,所得沉淀的颜色和产率如下表所示:
实验小组
①
②
③
④
温度/℃
25
50
70
100
沉淀颜色
无
蓝绿色
绿色
绿色(少量黑色)
产率(%)
73.8
91.7
(1)实验Ⅰ中,需要配制250mL0.500mol·L-1溶液,用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要___________;定容时若仰视刻度线,则所配溶液浓度___________(选填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
(2)实验Ⅰ中,实验小组④所得产物中混有少量黑色物质,产生该物质的原因可能是___________。
实验Ⅱ.制备碱式碳酸铜
取一定量上述溶液和溶液,控制合适的反应物配比及最佳温度,待沉淀完全后减压过滤,洗涤,干燥。
(3)实验Ⅱ中,控制溶液和溶液反应的最佳温度为___________。
(4)实验Ⅱ中,检验沉淀是否洗涤干净的操作为___________。
实验Ⅲ.测定产品中铜元素的质量分数
准确称取2.000g样品于烧杯中,加入6mol·L-1的硫酸搅拌使其完全溶解,冷却至室温后转移至250mL容量瓶中定容摇匀。取25.00mL上述溶液与过量KI完全反应后,以淀粉为指示剂,用0.1000mol·L-1标准溶液滴定至终点,重复3次实验,平均消耗标准溶液16.8mL。
(5)计算上述样品中铜元素的质量分数___________(写出计算过程)。(已知:,)
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专题02 物质的化学计量
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 物质的量及其单位——摩尔 / 考点二 摩尔质量 / 考点三 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律 / 考点四 以物质的量为中心的计算与NA判断 / 考点五 物质的量浓度 / 考点六 一定物质的量浓度溶液的配制
05 重难题型突破
题型一 物质的量与微粒数的换算 / 题型二 气体摩尔体积的适用条件与计算 / 题型三 物质的量浓度的计算与换算 / 题型四 溶液配制的误差分析
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
本专题对应苏教版高中化学必修第一册专题1第二单元“物质的化学计量”,核心考点包括物质的量及其单位摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗定律及其推论,以及以物质的量为中心的各物理量之间的换算。命题上,“NA的正误判断”几乎每份期中卷必考,常在四个选项中分别设置状况、状态、粒子种类、物质结构四类陷阱;也常结合具体物质考查原子数、质子数、中子数、电子数的计算,结合气体所处的温度压强与状态考查22.4 L·mol-1的使用条件,结合阿伏加德罗定律考查同温同压下气体的体积、密度与摩尔质量的关系。本专题难度不大但陷阱密集,属于“容易送分、也很容易失分”的板块,复习的关键是把概念的使用条件抠准、把换算关系练熟。本专题横跨教材两个单元:物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗定律来自专题1第二单元“物质的化学计量”;物质的量浓度及其相关计算、一定物质的量浓度溶液的配制来自专题2第二单元“溶液组成的定量研究”。这两部分共用“物质的量”这一核心枢纽,期中复习时通常放在一起考查,故合并为一个专题。
识记
准确说出物质的量的含义、符号与单位;记住阿伏加德罗常数NA的数值与含义;记住摩尔质量的单位及其与相对原子(分子)质量的数值关系;熟记标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1;记住阿伏加德罗定律的内容。
理解
理解为什么同温同压下1 mol任何气体的体积基本相同;理解n = N/NA、n = m/M、n = V/Vm三个换算式的来由与适用条件;理解22.4 L·mol-1的两个使用前提;理解阿伏加德罗定律“三同定一同”的推理过程及其推论。
应用
能熟练进行粒子数、质量、气体体积与物质的量之间的相互换算;能计算一定量物质中所含原子、质子、中子、电子的数目;能快速判断NA类选择题中“状况、状态、粒子种类、物质结构"四类陷阱;能用阿伏加德罗定律及其推论比较气体的体积、压强、密度与摩尔质量;能正确书写物质的量浓度的表达式并完成稀释、混合、与质量分数的换算;能按规范完成一定物质的量浓度溶液的配制,并对错误操作作出误差判断。
考点一 物质的量及其单位——摩尔
1. 物质的量
(1)概念与单位
物质的量是表示含有一定数目粒子的 集合体 的物理量,符号 n 。它是国际单位制(SI)七个基本物理量之一(其余六个是长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度)。
单位: 摩尔 ,简称摩,符号 mol 。
(2)计量对象
物质的量只用于描述 微观粒子 ——分子、原子、离子、质子、中子、电子等,以及这些粒子的特定组合(如 1mol NaCl表示含1mol Na+与1 mol Cl—的组合)。不能用来描述宏观物体(“1mol苹果”的说法是错误的)。
(3)使用规范
用摩尔计量时,必须用化学式指明粒子的 种类 ,不能只用元素名称。例如“1mol氢”是错误表述,必须写成1mol H(氢原子)、1mol H2(氢分子)或1mol H+(氢离子),三者的含义完全不同。
⚠️概念辨析
物质的量是一个专有名词,四个字不能拆开或增减,不能简写成“物质量”;物质的量既不是“物质的质量”,也不是“粒子的个数”,而是把可称量的质量与不可称量的微观粒子数联系起来的桥梁;摩尔是物质的量的单位,不是物理量本身。
2. 阿伏加德罗常数
(1)定义:0.012 kg(即12 g)12C中所含的碳原子数目,符号 NA 。
(2)数值:NA ≈ 6.02×1023 mol—1(第26届国际计量大会给出的精确值为6.02214076×1023mol—1)。
(3)含义:1mol任何粒子所含的粒子数都等于NA个,约为6.02×1023个。
(4)换算关系:n = N / NA ,变形得 N = n × NA、NA = N / n。
(5)注意:NA有单位(mol—1),不能只把它记成“6.02×1023”这个数;反过来,6.02×1023个粒子的物质的量才是1mol。
例:3.01×1023个O2分子的物质的量n = 3.01×1023 ÷ (6.02×1023mol—1) = 0.5mol,
其中含氧原子1mol,即6.02×1023个O原子。
3. 与物质的量有关的四个重要提醒
①物质的量描述的是“粒子的集合体”,与温度、压强等外界条件 无关 ;②同种物质的物质的量与质量成正比,与状态无关(1mol水,无论是冰、水还是水蒸气,所含分子数都是NA个,质量都是18 g);③不同物质只要物质的量相同,所含粒子数就 相同 ,但质量一般不同;④“1 mol 任何物质都含有NA个分子”这句话是错误的——有的物质不由分子构成(如NaCl由离子构成、SiO2由原子构成)。
⚠️避坑指南
①“1mol氢”没说清是氢原子还是氢分子,表述错误;
②“摩尔是基本物理量”错误,物质的量才是物理量,摩尔只是它的单位;
③“1mol任何物质都含NA个分子”错误,应改为“含NA个相应的基本单元”;
④“NA个粒子就是1mol”正确,但“6.02×1023个粒子”只是约为1mol。
考点二 摩尔质量
1. 概念与单位
摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的 质量 ,符号 M ,常用单位 g·mol—1 (也可写成 g/mol或kg·mol—1)。
定义式:M = m / n ,由此得到最重要的换算式n = m / M与m = n × M 。
2. 数值规律
以g·mol—1为单位时,摩尔质量在数值上等于该粒子的 相对原子质量 或 相对分子质量 (即化学式量)。
粒子
摩尔质量
粒子
摩尔质量
粒子
摩尔质量
H2O
18g·mol—1
NaOH
40g·mol—1
H2SO4
98 g·mol—1
Na2CO3
106g·mol—1
CaCO3
100g·mol—1
NaCl
58.5 g·mol—1
CO2
44g·mol—1
O2
32g·mol—1
NH3
17 g·mol—1
SO42—
96g·mol—1
NH4+
18g·mol—1
OH—
17 g·mol—1
3. 摩尔质量与相对原子(分子)质量的区别
相对原子(分子)质量是一个比值,单位为1(通常不写);摩尔质量有单位g·mol—1。二者仅在 数值 上相等,不能说“摩尔质量就是相对分子质量”。
同理,1mol物质的质量如果以克为单位,其数值等于 相对原子(分子)质量 ,但一定要带单位g。
4. 摩尔质量的求法
①由定义求:M = m / n ;②由相对原子(分子)质量求:M的数值=相对原子(分子)质量,单位取g·mol—1;③由一个粒子的实际质量求:M = m(一个粒子) × NA;④混合物的平均摩尔质量:M̄= m总 / n总(常用于阿伏加德罗定律推论的计算)。
⚠️易混易错
①摩尔质量的单位是g·mol—1,不能漏写,也不能写成“g”;
②不能说“1molH2O的质量是18”,应写成“18 g”;
③对离子化合物,如NaCl的摩尔质量58.5 g·mol—1,指的是“1mol Na+与1mol Cl—这一特定组合”的质量;
④描述构成时不能说“1mol H2SO4中含1mol H2”,应说含2mol H原子、1mol S原子、4mol O原子。
考点三 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
1. 决定物质体积大小的三个因素
①粒子 数目 的多少;②粒子本身的 大小 ;③粒子之间的 距离 。
对于1mol固体或液体:粒子间距离很小,体积主要由粒子本身的 大小 决定,不同物质的粒子大小差别很 大 ,所以1mol不同固体或液体的体积 各不相同 。对于1mol气体:粒子间距离约为粒子直径的10倍左右,远大于粒子本身的大小,体积主要由粒子间的 平均距离 决定;而同温同压下,任何气体分子间的平均距离近似相等,所以同温同压下1mol任何气体的体积基本 相同 。
补充:气体分子间的距离受 温度 和 压强 影响很大——温度升高,间距 增大 ,体积 变大 ;压强增大,间距 减小 ,体积 变小 。因此说到气体体积,必须指明温度和压强,否则没有意义。
2. 气体摩尔体积
(1)定义:一定温度、压强下,单位物质的量的气体所占的 体积 ,符号 Vm ,常用单位 L·mol—1 (或L/mol,也可为m3·mol—1)。
(2)定义式:Vm = V / n ,变形得n = V / Vm 、V = n × Vm。
(3)标准状况(0 ℃、101 kPa,简称“标况”)下,Vm ≈ 22.4 L·mol—1 。即标况下1mol任何气体(单一气体或混合气体)的体积都约为 22.4 L。
3. 使用22.4 L·mol—1的“三个必须”
①必须是 标准状况 (0 ℃、101 kPa)。常温常压(25 ℃、101 kPa)下Vm ≈ 24.5 L·mol—1,此时不能用22.4。
②必须是 气体 。可以是单一气体,也可以是 混合 气体(如空气、O2与N2的混合气)。
③标况下不是气体的常见物质要特别当心:H2O(液)、HF(液)、SO3(固)、CCl4(液)、苯(液)、己烷(液)、乙醇(液)、Br2(液)、I2(固)、NO2等,它们都不能用22.4 L·mol—1换算。
④补充:22.4 L·mol—1只是标况下的 近似值 ;非标况下若同时改变温度和压强,Vm也可能恰好等于22.4 L·mol—1。因此由Vm = 22.4L·mol—1不能反推“一定处于标准状况”。
4. 标况下气体密度的计算
ρ = m / V = M / Vm = M / 22.4 (单位:g·L—1,仅适用于标准状况下的气体)
反推摩尔质量:M = ρ × 22.4 (单位:g·mol—1,仅适用于标准状况下的气体)
这是测定气体相对分子质量的常用方法之一。注意:气体的密度随温度、压强变化很大,说气体密度时必须指明 条件 。
5. 阿伏加德罗定律
(1)内容:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同 数目 的粒子。也可表述为:同温同压下,粒子数相同的任何气体都具有相同的 体积 。公式为:PV=nRT
(2)简记“三同定一同”:同T、同p、同V ⇒ 同 n (同粒子数)。若只有“两同”,则另外两个量成 比例 ,即“二同定比例”。
(3)本质:同温同压下不同气体分子间的平均距离 相等 ,故气体的体积只由分子数目(物质的量)决定,与气体的种类无关。
(4)适用范围:任何 气体 ,单一气体或混合气体均可;不适用于固体、液体。
6. 阿伏加德罗定律的推论(常考比例关系)
前提条件
结论
关系式
同T、同p
体积之比等于 物质的量 (粒子数)之比
V1/V2 = n1/n2 = N1/N2
同T、同V
压强之比等于 物质的量 之比
p1/p2 = n1/n2
同T、同p
密度之比等于 摩尔质量 之比(相对密度D)
ρ1/ρ2 = M1/M2
同T、同p、同V
质量之比等于 摩尔质量 之比
m1/m2 = M1/M2
同T、同p、同m
体积之比等于 摩尔质量 的反比
V1/V2 = M2/M1
⚠️记忆口诀
标况二十二点四,一看状况二看气;三同定一同,二同定比例。
⚠️避坑指南
①看到“22.4 L”先查两点:是否标况、是否为气体;
②气体摩尔体积同样适用于混合气体,标况下1mol空气的体积也约为22.4 L;
③“1mol气体的体积是22.4 L“缺少标准状况”前提,说法错误;
④同温同压下气体体积之比等于物质的量之比,不等于质量之比;
⑤气体分子间的距离约为分子直径的10倍,所以气体体积主要由间距决定,不能认为“气体体积由分子大小决定”。
考点四 以物质的量为中心的计算与NA判断
1. 核心公式网络
物质的量n是整套计算的中心枢纽,四个物理量围绕它换算:
n = N / NA n = m / M n = V / Vm(标准状况下的气体)
物理量
符号
常用单位
与物质的量n的关系
质量
m
g
n = m / M ,M为摩尔质量(g·mol—1)
粒子数
N
个
n = N / NA ,NA ≈ 6.02×1023 mol—1
标准状况下气体体积
V
L
n = V / Vm ,Vm ≈ 22.4 L·mol—1
摩尔质量
M
g·mol—1
M = m / n ,数值上等于相对原子(分子)质量
气体摩尔体积
Vm
L·mol—1
Vm = V / n ,标况下约为22.4
阿伏加德罗常数
NA
mol—1
NA = N / n ≈ 6.02×1023mol—1
2. 解题的通用三步法
第一步——统一单位:质量用g、体积用L、粒子数用“个”,摩尔质量用g·mol—1;
第二步——求物质的量:根据已知条件选公式,先把已知量换算成n;
第三步——按需换算:再由n换算成题目要求的粒子数、质量或气体体积。
凡是涉及化学式(如求质子数、电子数)的计算,都要先看清一个粒子里含多少个目标微粒,再乘以物质的量。
3. 质子数、中子数、电子数的计算
计算规则:
①质子数 = 各原子的 原子序数 ;
②中子数 = 各原子的质量数 − 质子 数(常用质量数 = 相对原子质量取整数近似);
③电子数:分子 = 质子 数;阳离子 = 质子数 − 所带电荷 数;阴离子 = 质子 数 + 所带电荷数;
④原子数 = 化学式中各元素 原子个数 之和。
1mol粒子
原子数
质子数
中子数
电子数
H2O
3mol
10mol
8mol
10mol
NH3
4mol
10mol
7mol
10mol
OH—
2mol
9mol
8mol
10mol
NH4+
5mol
11mol
7mol
10mol
D2O(M=20 g·mol—1)
3mol
10mol
10mol
10mol
Na+
1mol
11mol
12mol
10mol
⚠️易混易错
Na2O2中的阴离子是过氧根离子O22—,因此1mol Na2O2中含2mol Na+和1mol O22—,离子总数为3mol而不是4 mol。
4. 化学计量数与物质的量
化学方程式中各物质前的化学计量数之比 = 物质的量 之比 = 粒子数之比;对于气体,还等于同温同压下的 体积 之比。
例:2H2 + O2 == 2H2O中,n(H2) : n(O2) : n(H2O) = 2 : 1 : 2 ,
同温同压下参与反应的气体体积比 V(H2) : V(O2) = 2 : 1 。
5. NA正误判断的四类陷阱
陷阱类型
典型设置
破解方法
状况陷阱
给出“常温常压”“25 ℃、101 kPa”下的22.4 L气体,或只说“11.2 L O2”而不指明状况
凡用22.4 L·mol—1换算,必须先确认是否为标准状况(0 ℃、101 kPa)
状态陷阱
标况下给出H2O、SO3、CCl4、苯、乙醇、HF等物质,或给出“标况下22.4 L H2O含NA个分子”
标况下这些物质不是气体,不能用气体摩尔体积;应先看状态再看数值
粒子种类陷阱
“1mol氢”“1mol氧”“含NA个氧”等未指明粒子种类的说法
必须写成1mol H(原子)、1mol H2(分子)、1mol O2—(离子)等
物质结构陷阱
Na2O2的阴离子(是O22—而非O2—)、特殊物质的构成微粒、“1mol物质都含NA个分子”等
先判断该物质由什么微粒构成;不由分子构成的物质不能套用“分子数”
其他常见设错方式:
①“1mol气体体积为22.4 L”(缺标况);
②“NA个粒子的物质的量为1mol”(正确);
③“标准状况下1mol任何物质的体积都约为22.4 L”(错在“任何物质”,应为“任何气体”);
④“同温同压下,相同体积的任何气体质量相同”(错,应为物质的量、分子数相同)。
⚠️记忆口诀
做NA判断题的口诀:一查状况、二查状态、三查粒子种类、四查物质结构。四关都过了,这个选项才成立。
⚠️易混易错
①计算前一定先统一单位(g、L、mol—1),单位不统一是失分重灾区;
②求电子数时注意离子:阳离子要减电荷数,阴离子要加电荷数;
③“1mol气体”与“标况下22.4 L气体”不是一回事,后者才需要标况条件;
④涉及D(氘)、18O等同位素时,质子数不变而中子数改变,摩尔质量也随之改变。
考点五 物质的量浓度
1. 物质的量浓度
(1)定义:单位体积溶液中所含溶质B的 物质的量 ,符号 cB 。
cB = nB / V (nB为溶质的物质的量,V为溶液的体积)
(2)常用单位: mol·L—1 (或 mol/L ),也写作mol·m—3。
(3)四个必须注意的点:
①公式中的V是 溶液 的体积,不是溶剂的体积,也不是“溶质体积+溶剂体积”;
②溶质必须用 物质的量 表示,给出质量或气体体积时要先换算成 n ;
③溶液是均一的:取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数都 不变 ,但所含溶质的物质的量随体积改变;
④“1mol·L—1的NaCl溶液”表示每1 L溶液中含 1mol NaCl。
2. 溶质判断的三种特殊情况
①带结晶水的物质:溶于水后溶质是 无水 部分。如CuSO4·5H2O溶于水,溶质是 CuSO4 ,计算时用CuSO4·5H2O的质量除以其摩尔质量250 g·mol—1。
②与水反应的物质:溶质是反应后的 生成物 。如Na、Na2O、Na2O2溶于水后溶质都是 NaOH ;SO3溶于水后溶质是 H2SO4 。
③NH3溶于水:溶质按 NH3 计(虽然溶液中主要存在NH3·H2O)。
3. 溶液中离子浓度的计算
(1)单一溶质:按化学组成确定比例。如1mol·L—1的Al2(SO4)3溶液中,c(Al3+) = 2mol·L—1,c(SO42—) = 3mol·L—1;0.5mol·L—1的BaCl2溶液中c(Cl—) = 1mol·L—1。
(2)混合溶液:利用 电荷 守恒——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。
例:NaCl与Na2SO4的混合液中,c(Na+) = c(Cl—) + 2c(SO42—)
4. 溶液的稀释与混合
(1)稀释定律:稀释前后溶质的 物质的量 不变。
c(浓)·V(浓) = c(稀)·V(稀);即c1V1 = c2V2
(2)同溶质两溶液混合:混合前后溶质 总物质的量 不变。
c1V1 + c2V2 = c(混)·V(混)
(3)体积如何处理:题目说明“不考虑体积变化”时,V(混) = V1 + V2;若给出混合后溶液的密度,则必须用V(混) = m(混) / ρ(混)计算。溶液的 质量 可以相加,体积一般 不能 直接相加。
5. 物质的量浓度与质量分数的换算
c = 1000ρω / M (ρ单位g·cm—3或g·mL—1,ω为质量分数,M单位 g·mol—1)
推导(取1 L溶液):溶液质量 = 1000ρ g → 溶质质量 = 1000ρω g → 溶质物质的量 = 1000ρω/M mol → 体积恰为1 L,故c = 1000ρω/M。
反向换算:ω = cM / (1000ρ) 。此式常用于由试剂瓶标签(如98%浓硫酸、密度1.84 g·cm—3)求其物质的量浓度。
6. 气体溶于水形成溶液的浓度
思路:先用n = V(气体)/22.4求溶质的 物质的量 ,再用V(溶液) = m(总)/ρ求溶液 体积 (不能把气体体积与水的体积相加),最后用c = n/V求 浓度 。
m(溶液) = m(气体) + m(水);V(溶液) = m(溶液) / ρ(注意ρ单位换算成g·mL—1)
⚠️记忆口诀
稀释混合看溶质,浓稀相乘两相等;若是气体溶于水,先求n再求V。
⚠️易混易错
①“将58.5 g NaCl溶于1 L水”所得溶液浓度不是1 mol·L—1,因为溶液体积不等于1 L;
②从1 L溶液中取出100 mL,浓度不变但溶质物质的量变为原来的1/10;
③稀释浓硫酸、溶解NaOH等放热明显的操作,必须冷却至室温后再转移定容;
④用c1V1 = c2V2时两处体积单位必须一致(都用L或都用mL)。
考点六 一定物质的量浓度溶液的配制
1. 容量瓶
(1)构造:细颈、梨形平底的玻璃仪器,瓶身上标有 温度 (一般20 ℃)和 规格 ,颈部有一圈刻度线。
(2)常见规格: 50 mL、 100 mL、 250 mL、500 mL、1000 mL。配制时必须选用与所需体积相等或稍大的规格,如配制480 mL溶液只能选 500 mL 容量瓶,并按 500 mL计算溶质。
(3)使用“五不能”:①不能作反应容器;②不能在其中溶解或稀释(尤其浓硫酸、NaOH固体);③不能长期存放溶液;④不能加热,也不能注入过冷或过热的液体;⑤不能配制任意体积的溶液(只能配对应规格体积)。
(4)使用前必须查漏:加水→塞紧瓶塞→倒立观察→正立并将瓶塞旋转180°→再倒立观察,两次均不漏水方可使用。
(5)容量瓶洗净后无需干燥(后面还要加水定容);但不能用待配溶液 润洗 。
2. 实验仪器
溶质状态
所需仪器
固体溶质
托盘天平(带砝码)、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶(注明规格)、胶头滴管
液体溶质(浓溶液稀释)
量筒、 烧杯 、 玻璃棒 、 容量瓶 (注明规格)、胶头滴管
3. 操作步骤(以配制100 mL 0.100 mol·L—1 Na2CO3溶液为例)
计算:m(Na2CO3) = c·V·M = 0.100 mol·L—1 × 0.100 L × 106 g·mol—1 = 1.06 g,托盘天平精确到 0.1 g,称取1.1g。
八步操作要点:
①计算与 称量 (左物右码,NaOH等易潮解、腐蚀性固体要放在玻璃器皿中称量);
② 溶解 (烧杯中加适量蒸馏水,玻璃棒搅拌);
③ 冷却 (放热时必须冷却至室温);
④ 转移 (玻璃棒引流,棒下端靠在刻度线以下);
⑤ 洗涤 (洗烧杯和玻璃棒2~3次,洗液全部转入容量瓶);
⑥ 定容 (加水至距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管逐滴加至凹液面最低处与刻度线相切);
⑦ 摇匀 (塞紧瓶塞,反复上下颠倒);
⑧ 装瓶贴签 (转入试剂瓶,注明名称与浓度)。
⚠️记忆口诀
算称量取步骤清,溶解冷却再转移;洗涤定容莫忘记,摇匀装瓶贴签明。
4. 误差分析
(1)分析依据:c = n / V 。判断某个错误操作使n(溶质的物质的量)或V(溶液体积)如何变化,即可推出c偏大还是偏小。
(2)三步分析法:①看操作影响了 n 还是 V ;②判断n(或V)偏大还是偏小;③代入c = n/V得结论。只要n减小或V增大,c就 偏低 ;反之偏高。
错误操作
对n的影响
对V的影响
浓度变化
称量时使用了游码且物、码位置颠倒
偏小
—
偏低
NaOH等易潮解固体放在滤纸上称量(或称量过久)
偏小
—
偏低
砝码生锈或沾有污物
偏大
—
偏高
用量筒量取浓溶液时仰视读数
偏大
—
偏高
用量筒量取浓溶液时俯视读数
偏小
—
偏低
量取浓溶液的量筒用水洗后洗液也转入容量瓶
偏大
—
偏高
溶解或转移时有液体溅出
偏小
—
偏低
未洗涤烧杯和玻璃棒(或洗液未转入)
偏小
—
偏低
未冷却至室温即转移并定容
—
偏小
偏高
定容时仰视刻度线
—
偏大
偏低
定容时俯视刻度线
—
偏小
偏高
定容时加水超过刻度线再用滴管吸出
偏小
—
偏低
摇匀后液面下降又加水至刻度线
—
偏大
偏低
容量瓶洗净后瓶内残留少量蒸馏水
—
—
无影响
图1 定容时平视、仰视、俯视的对比(仰视V偏大、c 偏低 ;俯视V偏小、c 偏高 )
口诀:仰(视)大俯(视)小——仰视时看到的“相切”对应实际液面更高,加水偏多,V偏大,c偏低;俯视时实际液面更低,加水偏少,V偏小,c偏高。
⚠️避坑指南
①容量瓶内有少量蒸馏水无影响(定容本来就加水);
②定容超过刻度线不能吸出,必须重新配制;
③摇匀后液面略低于刻度线是正常现象(液体沾在瓶塞和瓶颈),不能再加水;
④配制480 mL溶液要选500 mL容量瓶,并按500 mL计算溶质质量,这是最常考的“规格陷阱”。
题型一 物质的量与微粒数的换算
典例1 (25-26高一上·江苏无锡·期中)最近,全国的雾霾天气对环境造成了严重影响,芜湖市开展了臭氧的监测。下列有关说法正确的是
A.臭氧的摩尔质量是48g
B.同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧体积比为3∶2
C.20g氖气中含有个原子
D.1.00mol臭氧中含有电子总数为
【答案】B
【详解】A.摩尔质量的单位应为,臭氧的摩尔质量是,A错误;
B.同温同压下,等质量的气体体积之比等于摩尔质量的反比,氧气摩尔质量为,臭氧摩尔质量为,故二者体积比为,B正确;
C.氖气为单原子分子,摩尔质量为,氖气的物质的量为,含有的原子数为,C错误;
D.每个氧原子含有8个电子,臭氧()含有电子,电子总数为,D错误;
故选B。
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“48”“20”这类数值当成可以直接比较的量,看到等质量的O2与O3就按分子数之比3∶2去套。但同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比,而等质量时物质的量与摩尔质量成反比,故V(O2)∶V(O3)=M(O3)∶M(O2)=48∶32=3∶2,是“反比”不是“正比”。逐项核对时还要注意三个细节:①摩尔质量的单位是g·mol—1,写成“48 g”是把摩尔质量与质量混为一谈,A错在单位而非数值;②氖气是单原子分子,Ne的摩尔质量为20 g·mol—1,20 g氖气即1mol Ne,含NA个原子,不能按双原子分子去算;③分子的电子总数等于各原子核外电子数之和,1个O3含8×3=24个电子,故1.00mol O3含24mol电子。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏南通·期中)关于气体,下列说法正确的是
A.所含HCl的物质的量为
B.所含氢原子的数目为个
C.常温常压下的体积为
D.溶于100mL水中,
【答案】A
【详解】A.的摩尔质量为,的物质的量,A正确;
B.含原子,数目为,B错误;
C.标准状况下气体体积为,常温常压不属于标准状况,体积不等于,C错误;
D.溶于水后,溶液体积不等于,无法得到,D错误;
故选A。
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.水的摩尔质量为18g
B.32g O2与O3的混合气体中,氧原子数为2
C.将1mol Na2SO4溶于水配成溶液,溶液中的氧原子数4
D.22.4LN2的质量为28g
【答案】B
【详解】A.摩尔质量的单位为,水的摩尔质量为,而非,A错误;
B.和均由氧原子构成,混合气体中氧原子总物质的量为,氧原子数为,B正确;
C.中含氧原子,但溶液中的溶剂水也含有氧原子,故溶液中氧原子数大于,C错误;
D.未说明是标准状况,无法确定的物质的量,因此无法计算其质量,D错误;
故选B。
题型二 气体摩尔体积的适用条件与计算
典例1 (25-26高一上·江苏苏州·期中)设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.标况下5.6克的铁与2.24L氯气完全反应,转移电子数目0.2NA
B.一定量的Na2O2与水反应生成1.12LO2,则反应中转移电子数为0.1NA
C.向KClO3固体中滴加浓盐酸生成2.24LCl2(标况),则反应中转移电子数为0.2NA
D.标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
【答案】A
【详解】A.标况下5.6g 物质的量为0.1mol,2.24L 物质的量为0.1mol,二者反应为,过量,按完全反应的计算,1mol 反应转移2mol电子,故0.1mol 完全反应转移电子数目为,A正确;
B.题目未说明氧气处于标准状况,无法确定1.12L 的物质的量,无法计算转移电子数,B错误;
C.标况下2.24L 物质的量为0.1mol,反应为归中反应,生成3mol 转移5mol电子,故生成0.1mol 转移电子数为,不是,C错误;
D.与水的反应为可逆反应,0.1mol 不能完全反应,故转移电子数目小于,D错误;
故选A。
💡破题要诀
这类“NA+氧化还原”题要连过三关:一关体积——凡是给出气体体积都要先问是否标况(B项1.12 L O2
未指明状况,无法换算物质的量,直接判错);二关反应——要看反应能否进行到底,Cl2与水的反应可逆,
0.1mol Cl2不可能完全反应,D项算出的0.1NA是上限而非实际值;三关用量——先判断谁过量、按不足的一方算,A项中n(Fe)=0.1mol、n(Cl2)=0.1mol,由2Fe+3Cl2==2FeCl3可知Cl2不足,应按Cl2计算,0.1mol Cl2得0.2mol电子,即0.2NA。C项还要认出KClO3与浓盐酸是归中反应(KClO3+6HCl==KCl+3Cl2↑+3H2O),生成3mol Cl2转移5mol电子,故0.1mol Cl2对应1/6mol电子,不是0.2NA。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏苏州·期中)用表示阿伏加德罗常数的值,下列有关Cl2的说法正确的是
A.足量与浓盐酸共热生成Cl2的数目小于
B.与完全反应,转移的电子数为
C.常温常压下,中含有的氯原子数目为
D.1mol Cl2通入水,所得溶液中的物质的量之和为
【答案】A
【详解】A.浓盐酸中总物质的量为,反应中,随反应进行浓盐酸变稀后反应停止,实际生成的物质的量小于,数目小于,A正确;
B.与反应生成:,完全反应时转移电子,转移电子数为,不是,B错误;
C.常温常压下气体摩尔体积大于,的物质的量小于,含氯原子数目小于,C错误;
D.与水的反应为可逆反应,溶液中还存在未反应的分子,因此、、的数目之和小于,D错误;
故答案选A。
2.(25-26高一上·江苏连云港·期中)下列说法中,正确的是
A.溶液中含
B.常温下,3.4gNH3中含有个质子
C.标准状况下,2.24LH2O中含0.2 mol氢原子
D.常温下,0.1mol氯气与足量NaOH溶液反应转移0.2 mol电子
【答案】B
【详解】A.仅给出溶液的浓度,未告知溶液体积,无法计算的物质的量,A错误;
B.的摩尔质量为,的物质的量为,1个分子含10个质子,故0.2mol 含2mol质子,数目为,B正确;
C.标准状况下不是气体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量, C错误;
D.与反应的化学方程式为,1mol 参与反应转移1mol电子,故0.1mol 反应转移0.1mol电子,D错误;
故答案选B。
题型三 物质的量浓度的计算与换算
典例1 (25-26高一上·福建南平·期中)在无土栽培中,需用0.5mol/L NH4Cl、0.16 mol/L KCl、0.24 mol/L K2SO4的营养液,若用KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4三种固体配制1L营养液,则需此三种固体的物质的量为
A.0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol B.0.4mol、0.5 mol、0.12 mol
C.0.64 mol、0.5 mol、0.24 mol D.0.66 mol、0.5 mol、0.24 mol
【答案】A
【详解】A.0.64 mol 可提供全部所需的0.64 mol 和0.64 mol ,0.02 mol 提供0.02 mol 和0.02 mol ,0.24 mol 提供0.48 mol 和全部所需的0.24 mol ;最终各离子总物质的量:,,,,均符合配制要求,A正确;
B.0.12 mol 仅能提供0.12 mol ,所需为0.24 mol,量不足,B错误;
C.0.5 mol 会使总为,总为,均远大于所需值,C错误;
D.0.66 mol 会使总为0.66 mol,总为,总为,均大于所需值,D错误;
故答案为A。
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“三种固体的物质的量”误当成“三种离子的物质的量”,直接照抄营养液中NH4Cl、
KCl、K2SO4的浓度0.5、0.16、0.24。正确做法是按“离子守恒配料”:第一步算目标液里各离子的总物质的量,n(NH4+)=0.5mol、n(K+)=0.16+0.24×2=0.64mol、n(Cl—)=0.5+0.16=0.66mol、n(SO42—)=0.24mol;第二步从“只有一种试剂能提供的离子”入手——SO42—只能由(NH4)2SO4提供,故需(NH4)2SO4 0.24mol,K+只能由KCl提供,故需KCl 0.64mol;第三步用剩下的离子配平,此时Cl—尚缺0.66−0.64=0.02mol、NH4+尚缺0.5−0.24×2=0.02mol,正好由0.02mol NH4Cl补齐。全程都要盯住化学式中的角标,漏乘(NH4)2SO4中的“2”是最典型的失分点。
迁移应用
1.(24-25高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.1L水中溶解了,所得溶液中的物质的量浓度为
B.将溶液加水稀释至500mL,则稀释后溶液中为
C.将4.48LHCl溶于水配成500mL溶液,所得溶液中HCl的物质的量浓度为
D.溶液与溶液混合后,所得150mL溶液中为(忽略溶液体积变化)
【答案】D
【详解】A.1L水中溶解了,n(CuSO4∙5H2O)==0.1mol,但溶剂的体积为1L,而溶液的体积不确定,所以无法求出所得溶液中的物质的量浓度,A不正确;
B.将溶液加水稀释至500mL,则稀释后溶液中为=0.18mol/L,B不正确;
C.未指明4.48LHCl所处环境的温度和压强,不能利用22.4L/mol进行计算,无法求出其物质的量,也就无法求出溶于水配成500mL溶液中HCl的物质的量浓度,C不正确;
D.溶液与溶液混合后,所得150mL溶液中==(忽略溶液体积变化),D正确;
故选D。
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)两份体积相同的某植物营养液,其配方分别如下:(注:“—”表示营养液中不含该物质)
KCl
K2SO4
ZnSO4
①
0.3mol
0.2mol
0.1mol
②
0.1mol
0.3mol
—
关于两份营养液的叙述不正确的是
A.的物质的量相同 B.的物质的量不同
C.的微粒数目不同 D.的物质的量浓度不同
【答案】D
【详解】A.营养液①中,营养液②中,二者物质的量相同,A正确;
B.营养液①中,营养液②中,二者物质的量不同,B正确;
C.营养液①中,营养液②不含锌盐,,根据可知二者微粒数目不同,C正确;
D.营养液①中,营养液②中,两份溶液体积相同,根据可知物质的量浓度相同,D错误;
因此答案选D。
题型四 溶液配制的误差分析
典例1 (25-26高一上·江苏扬州·期中)某学习小组成员欲用质量分数98%、密度为的浓硫酸配制500mL的的稀硫酸,下列说法正确的是
A.配制该稀硫酸溶液需用量筒量取27.17mL浓硫酸
B.若量取浓硫酸的过程中俯视量筒会导致所配稀硫酸浓度偏小
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致所配溶液浓度偏大
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,需补加少量水以重新达到刻度线
【答案】B
【详解】A.先计算浓硫酸的物质的量浓度:,结合稀释定律,可得所需浓硫酸体积,但量筒精度仅为0.1 mL,无法量取27.17 mL浓硫酸,A错误;
B.量取浓硫酸时俯视量筒,会使实际量取的浓硫酸体积偏小,溶质的物质的量偏小,根据,所配稀硫酸浓度偏小,B正确;
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致溶质损失,偏小,所配溶液浓度偏小,C错误;
D.摇匀后液面低于刻度线是因为部分溶液附着在容量瓶刻度线上方内壁,属于正常现象,补加水会使溶液体积偏大,浓度偏小,D错误;
故选B。
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把所有读数误差都记成同一个方向,或一看到“操作有误”就判浓度偏大。误差分
析要分环节:量取环节影响溶质n,定容环节影响溶液体积V,再代入c=n/V。B项中量取浓硫酸时俯视量
筒,视线偏高、实际液面偏低,量取的浓硫酸偏少,n偏小,浓度偏小——注意这与“容量瓶定容时俯视则
V偏小、浓度偏高”方向相反,两处最易混淆。此外还要认出两类非误差型陷阱:一是仪器精度,量筒只能精确到0.1mL,计算值27.17mL根本无法量取,A错;二是常识判断,转移时液体溅出会损失溶质、浓度应偏小而非偏大,摇匀后液面低于刻度线是因为溶液沾在瓶塞与瓶颈,属正常现象,补加水反而使V偏大、浓度偏小,故C、D皆错。
迁移应用
1.(25-26高一上·福建厦门·期中)某同学进行实验时需要溶液,但实验室只有质量分数为20%、密度为的溶液和碳酸钠晶体()。该同学利用所给试剂配制所需溶液,下列说法正确的是
A.实验室提供的溶液的物质的量浓度为
B.若用实验室提供的溶液配制,需要用量筒量取该溶液
C.若用碳酸钠晶体配制,需要用托盘天平称取晶体的质量为
D.所用碳酸钠晶体部分失去结晶水或定容时仰视刻度线,都将导致所配制的溶液浓度偏大
【答案】B
【详解】A.由可知,质量分数为20%、密度为1.2084 g/mL的碳酸钠溶液的浓度为:mol/L≈2.28 mol/L, A错误;
B.实验室无400 mL容量瓶,配制400 mL0.1 mol/L碳酸钠溶液时应选用500 mL容量瓶,由稀释定律可知,需用量筒量取质量分数为20%、密度为1.2084 g/mL的碳酸钠溶液的体积为:×103 mL/L≈21.9 mL,B正确;
C.实验室无400 mL容量瓶,配制400 mL0.1 mol/L碳酸钠溶液时应选用500 mL容量瓶,需要用托盘天平称取十水碳酸钠的质量为:0.1 mol/L×0.5 L×286 g/mol=14.3 g,C错误;
D.所用碳酸钠晶体部分失去结晶水会使溶质的物质的量偏大,导致所配溶液浓度偏大;定容时仰视刻度线会使溶液体积偏大,导致所配溶液浓度偏小,D错误;
故选B。
2.(25-26高一上·福建漳州·期中)某实验兴趣小组配制90mL 0.10mol/L NaOH溶液,部分操作如图所示:
下列说法正确的是
A.称量时,将烧杯放置于托盘天平并归零,然后称取3.6g NaOH固体
B.溶解后,立即将NaOH溶液转移至容量瓶
C.定容时,若俯视刻度线,则所配溶液浓度偏高
D.摇匀后,发现液面低于刻度线继续加水至凹液面最低处与刻度线相切
【答案】C
【详解】A.实验室没有90 mL规格的容量瓶,配制该溶液需选用100 mL容量瓶,应计算称量NaOH的质量为,而非3.6 g,A错误;
B.NaOH溶解时会放热,需冷却至室温后再转移到容量瓶,否则溶液体积会因热胀冷缩最终偏小,导致浓度误差,B错误;
C.根据浓度公式,定容时俯视刻度线,会导致最终溶液的实际体积偏小,溶质物质的量不变,所配溶液浓度偏高,C正确;
D.摇匀后液面低于刻度线是部分溶液附着在容量瓶瓶颈处导致的正常现象,若继续加水至刻度线,会使溶液体积偏大,浓度偏低,D错误;
故选C。
基础固本练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏·期中)实验室用胆矾(CuSO4·5H2O)配制480 mL 0.100 CuSO4溶液,下列做法中正确的是
A.用烧杯在托盘天平上称取12.0 g硫酸铜晶体,加蒸馏水溶解
B.容量瓶使用前应检漏,再需用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
C.向容量瓶转移液体时,玻璃棒下端应在容量瓶刻度线以下
D.定容后摇匀,发现液面低于刻度线,又补加少量水,重新达到刻度线
【答案】C
【详解】A.配制480 mL 0.100CuSO4溶液,需要使用500mL容量瓶,所需胆矾质量为0.5L× 0.100mol/L×250g/mol=12.5g,A错误;
B.用自来水洗涤会引入杂质,而用蒸馏水洗涤后不需干燥,残留的蒸馏水对实验结果无影响,B错误;
C.转移液体时玻璃棒下端应在刻度线以下,避免液体残留导致浓度偏差,C正确;
D.定容后补加水会改变溶液体积和浓度,操作错误,D错误;
故选C。
2.(24-25高一上·江苏盐城·期中)配制一定物质的量浓度的溶液,不需要进行的操作是
A.溶解
B.蒸发
C.转移
D.定容
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】配制一定物质的量浓度的溶液的步骤:计算→称量→溶解→冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶,用不到的操作是蒸发;
故选B。
3.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列溶液中,的物质的量浓度与100 mL KCl溶液中所含的物质的量浓度相同的是
A.60 mL NaCl溶液 B.20 mL 溶液
C.100 mL 溶液 D.50 mL HCl溶液
【答案】C
【详解】A.1.0 mol/L NaCl溶液中浓度为1.0 mol/L,不等于0.6 mol/L,A错误;
B.溶液中浓度为0.6×3=1.8 mol/L,不等于0.6 mol/L,B错误;
C.溶液中浓度为0.3×2=0.6 mol/L,等于0.6 mol/L,C正确;
D.1.2 mol/L HCl溶液中浓度为1.2 mol/L,不等于0.6 mol/L,D错误;
故选C。
4.(25-26高一上·江苏南通·期中)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.NA个CO和的质量比为7:4
B.常温常压下,气体中含有的氧原子数为0.5NA
C.同温同压下,体积相同的氢气和氨气所含的原子数相等
D.和的混合气体所含原子数为2.5NA
【答案】B
【详解】A.为,一氧化碳质量为:;的质量为:,二者质量比为:,A错误;
B.气体为,含有的氧原子数是,B正确;
C.同温同压下,体积相同的氢气和氨气,根据阿伏加德罗定律,它们的物质的量相等。但1个氢气分子含有2个原子,1个氨气分子含有4个原子,所以等物质的量的氢气和氨气所含原子数不相等,C错误;
D.氧气和臭氧都由氧原子组成,和的混合气体中,氧原子的物质的量为,所含原子数为,D错误;
故选B。
5.(25-26高一上·江苏南京·期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 溶液:、、
B. 溶液:、、
C. 溶液:、、
D. 溶液:、、
【答案】B
【详解】A.、OH-结合生成弱碱,不能大量共存,故A不选;
B.K2CO3溶液中该组离子之间不反应,可大量共存,故B选;
C.、OH-结合生成水、碳酸根离子,不能大量共存,故C不选;
D.Ca2+、结合生成沉淀,不能大量共存,故D不选;
答案选B。
6.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列实验方法或操作正确的是
A.制取、收集氧气
B.分离泥沙与水
C收集氯化氢气体
D.配制NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.加热固体药品制取气体时,为防止冷凝水倒流炸裂试管,试管口应略向下倾斜,图中试管口向上倾斜,A错误
B.分离泥沙与水的操作为固液分离的操作,应用过滤的方法分离,B正确;
C.氯化氢气体极易溶于水,不能用排水法收集氯化氢,C错误;
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,溶质要放在烧杯中溶解,不能直接放在容量瓶中溶解,D错误;
故选B。
7.(25-26高一上·江苏泰州·期中)如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是
硫酸化学纯(CP)(500 ml)
品名:硫酸
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.取该硫酸100 mL,则浓度变为原来的1/5
【答案】B
【详解】A.该硫酸的物质的量浓度为=18.4 mol/L,而非9.2 mol/L,A错误;
B.根据稀释前后溶质物质的量不变可知,配制的稀硫酸需取该硫酸,B正确;
C.因为该硫酸的密度大于水的密度,即该硫酸与等体积水混合后总质量小于该硫酸质量的2倍,而溶质质量不变,根据质量分数=,则该硫酸与等体积水混合后质量分数大于49%,C错误;
D.溶液具有均一性,则取该硫酸100 mL,其浓度与原来的相同,D错误;
故选B。
8.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.标准状况下,等质量的和所含氧原子个数相同
C.硫酸的摩尔质量为98 g
D.1 mol任何物质都含有约个原子
【答案】B
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量才是国际基本物理量,A错误;
B.和都由氧原子构成,等质量的二者所含氧原子总质量相等,氧原子的物质的量相等,因此氧原子个数相同,B正确;
C.摩尔质量的单位为,硫酸的摩尔质量应为,C错误;
D.构成物质的微粒不一定是原子,也可能是分子、离子等,物质所含原子数不一定为,D错误;
故选B。
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏连云港·期中)下列说法中,正确的是
A.溶液中含
B.常温下,3.4gNH3中含有个质子
C.标准状况下,2.24LH2O中含0.2 mol氢原子
D.常温下,0.1mol氯气与足量NaOH溶液反应转移0.2 mol电子
【答案】B
【详解】A.仅给出溶液的浓度,未告知溶液体积,无法计算的物质的量,A错误;
B.的摩尔质量为,的物质的量为,1个分子含10个质子,故0.2mol 含2mol质子,数目为,B正确;
C.标准状况下不是气体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量, C错误;
D.与反应的化学方程式为,1mol 参与反应转移1mol电子,故0.1mol 反应转移0.1mol电子,D错误;
故答案选B。
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.水的摩尔质量为18g
B.32g O2与O3的混合气体中,氧原子数为2
C.将1mol Na2SO4溶于水配成溶液,溶液中的氧原子数4
D.22.4LN2的质量为28g
【答案】B
【详解】A.摩尔质量的单位为,水的摩尔质量为,而非,A错误;
B.和均由氧原子构成,混合气体中氧原子总物质的量为,氧原子数为,B正确;
C.中含氧原子,但溶液中的溶剂水也含有氧原子,故溶液中氧原子数大于,C错误;
D.未说明是标准状况,无法确定的物质的量,因此无法计算其质量,D错误;
故选B。
3.(25-26高一上·江苏扬州·期中)某学习小组成员欲用质量分数98%、密度为的浓硫酸配制500mL的的稀硫酸,下列说法正确的是
A.配制该稀硫酸溶液需用量筒量取27.17mL浓硫酸
B.若量取浓硫酸的过程中俯视量筒会导致所配稀硫酸浓度偏小
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致所配溶液浓度偏大
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,需补加少量水以重新达到刻度线
【答案】B
【详解】A.先计算浓硫酸的物质的量浓度:,结合稀释定律,可得所需浓硫酸体积,但量筒精度仅为0.1 mL,无法量取27.17 mL浓硫酸,A错误;
B.量取浓硫酸时俯视量筒,会使实际量取的浓硫酸体积偏小,溶质的物质的量偏小,根据,所配稀硫酸浓度偏小,B正确;
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致溶质损失,偏小,所配溶液浓度偏小,C错误;
D.摇匀后液面低于刻度线是因为部分溶液附着在容量瓶刻度线上方内壁,属于正常现象,补加水会使溶液体积偏大,浓度偏小,D错误;
故选B。
4.(24-25高一上·江苏南京·期中)设表示阿伏加德罗常数的值,“嫦娥五号”探测器完成探月任务后顺利返回。下列有关说法错误的是
A.火箭通常采用偏二甲肼作为燃料,中含有的电子数为
B.探测器采用的太阳能电池帆板主要成分为硅,晶体硅中含有原子数为
C.运载火箭采用铝合金,铝和足量盐酸反应生成的气体含有原子数为
D.运载火箭采用液氧作为氧化剂,氧气反应过程中转移电子数为
【答案】D
【详解】A.偏二甲肼的摩尔质量为,该物质的物质的量为,1个分子含电子数为,故该物质含电子数为,A正确;
B.晶体硅由原子构成,的摩尔质量为,晶体硅的物质的量为,含原子数为,B正确;
C.铝的物质的量为,铝和盐酸反应时,反应生成,则生成,每个含2个原子,故气体含原子数为,C正确;
D.未指明氧气处于标准状况下,无法确定氧气的物质的量,D错误;
故选D。
5.(25-26高一上·江苏南京·期中)中国钢铁行业的碳排放量约占全国碳排放总量的15%,是制造业中碳排放量最大的行业。炼铁高炉中发生着与相互转化。下列说法正确的
A.、是酸性氧化物
B.、是碳元素的同素异形体
C.在标准状况下,5.6 L CO的质量是7 g
D.相同质量的和所含的原子个数之比是
【答案】C
【详解】A.CO2是酸性氧化物,但CO是不成盐氧化物,故A错误;
B.同种元素组成的结构不同的单质互为同素异形体,而CO、CO2是碳元素两种氧化物,它们不是碳形成的单质,故B错误;
C.标准状况下,5.6LCO的物质的量为=0.25 mol,其质量为0.25 mol×28 g/mol=7 g,故C正确;
D.根据n=可知,相同质量的CO和CO2物质的量之比为=11:7,每个CO分子含有2个原子,而每个CO2分子含有3个原子,所含原子数目之比为(11×2):(7×3)=22:21,故D错误;
答案选C。
6.(25-26高一上·江苏无锡·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是
A.溶液中含有的数目为
B.常温下,和混合物中含有原子数为
C.标准状况下,含有的分子数为
D.中所含离子的数目为
【答案】A
【详解】A.未指明溶液体积,无法确定Na+数目,A错误;
B.S4和S8均由硫原子组成,64g混合物中硫原子总物质的量为,原子数为2NA,B正确;
C.标准状况下,44.8 L CO2物质的量为,分子数为2NA,C正确;
D.1 mol Na2CO3含有2 mol Na+和1 mol ,0.2 mol Na2CO3含离子总物质的量为,离子数为0.6NA,D正确;
故答案选A。
7.(25-26高一上·江苏无锡·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.所含电子总数为
B.与足量金属钠反应,转移的电子数为
C.常温、常压下,含有的原子数为
D.由和组成的混合气体中含有的分子数为
【答案】A
【详解】A.1个OH-中含有电子数为10个(8+1+1=10),故所含电子总数为1mol×10NA=10NA,A正确;
B.该反应中氯元素化合价由0降为-1,故与足量金属钠反应,转移的电子数为0.1mol×2×NA=0.2NA,B错误;
C.44gCO2的物质的量为1mol,所含原子数为3NA,C错误;
D.和的摩尔质量相同,故混合气体的平均摩尔质量为28g/mol,混合气体的分子数为,D错误;
故答案选A。
8.(25-26高一上·江苏常州·期中)某兴趣小组的同学们计划利用碳酸钠溶液进行测定“未知浓度盐酸”的实验。该实验的准确性高度依赖于碳酸钠标准溶液的浓度是否精确。因此,兴趣小组的首要任务是精确配制250 mL 0.200 mol·L-1的Na2CO3溶液。
信息提示:Na2CO3的热稳定性非常高,普通加热条件下不会分解。
回答下列问题:
(1)实验室中有一瓶分析纯的碳酸钠固体,它在空气中会轻微吸水。为保证配制的准确性,在称量前将碳酸钠固体置于________中________至恒重(选填字母)。
a. b. c. d.蒸发 e.灼烧 f.蒸馏
(2)完成精确配制该溶液实验时,所需要的仪器有烧杯(量筒)、天平、药匙、胶头滴管、试剂瓶和________。
(3)在实验中,按下列步骤“计算→称量→溶解→转移(洗涤)→定容→摇匀→保存到试剂瓶中”进行配制。在定容操作中,当液面接近容量瓶刻度线________________时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水。定容后液面位置如图所示,其中正确的是________(填字母,下同),所配溶液的浓度偏小的是________。
A. B. C. D.
(4)某同学经计算,需用托盘天平称________g Na2CO3固体。在称量时,将砝码放在左盘,Na2CO3固体放在右盘(其他操作均正确),并成功配得了溶液。请分析该同学配制的Na2CO3溶液的实际浓度与0.200 mol·L-1相比________(填:“偏大”、“偏小”),引起变化的原因________________________。
(5)另一位同学在转移溶解后的Na2CO3溶液时,不小心将少量溶液溅出容量瓶外,他并未在意,继续完成后续定容操作。然后用配制的溶液进行“测定盐酸浓度”的实验,测得“未知浓度盐酸”的物质的量浓度________(填:“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1) b e
(2) 容量瓶、玻璃棒
(3) D C
(4) 偏小 物码反放,实际称取的碳酸钠质量为 ,小于理论值 ,导致溶质的物质的量偏小
(5)偏高
【详解】(1)碳酸钠固体在空气中会轻微吸水,为保证准确性,需加热除去水分。固体加热除水通常在坩埚中进行灼烧,图片a为蒸发皿,b为坩埚,c为烧杯,故仪器选b,操作选e。
(2) 配制 溶液,必须使用对应规格的容量瓶,即 容量瓶;在溶解和转移液体的过程中都需要使用玻璃棒进行搅拌或引流。
(3)定容时,当液面接近容量瓶刻度线 时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水。正确的定容操作应使凹液面最低处与刻度线相切,故选D;若所配溶液浓度偏小,说明加水量过多,导致溶液体积偏大,液面高于刻度线,故选C。
(4)配制的 溶液,所需溶质质量 。称量时需要使用 砝码和 游码。若物码反放,根据“左盘质量 = 右盘质量 + 游码读数”,即 ,实际称得的质量为 。由于实际称取的溶质质量偏小,最终配制的溶液浓度偏小。
(5) 转移时溶液溅出,导致配制的标准 溶液实际浓度偏低。在测定未知浓度盐酸时,消耗的该标准溶液体积会偏大。根据 ,代入计算的 仍为理论值 ,而实际消耗的 偏大,因此计算得出的盐酸浓度偏高。
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏徐州·期中)某补铁口服液中含乳酸亚铁(,相对分子质量:234)及维生素,每支()口服液含乳酸亚铁,已知维生素和乳酸亚铁都具有还原性,均能使酸性溶液褪色。下列说法正确的是
A.乳酸亚铁的摩尔质量为
B.每支口服液含有的质量约为
C.乳酸亚铁的物质的量浓度为
D.滴加少量酸性溶液能证明口服液中含维生素
【答案】B
【详解】A.摩尔质量的单位应为g/mol,题干给出的是相对分子质量234,故乳酸亚铁的摩尔质量为234g/mol,A错误;
B.每支口服液含乳酸亚铁5.0×10-5mol,每个乳酸亚铁含1个Fe2+,Fe的摩尔质量为56g/mol,计算得Fe2+质量为5.0×10-5mol×56g/mol=2.8mg,B正确;
C.物质的量浓度为=5.0×10-3mol·L-1,而非5.0×10-7mol·L-1,C错误;
D.乳酸亚铁和维生素C均能使酸性KMnO4褪色,无法单独证明含维生素C,D错误;
故答案为:B。
2.(25-26高一上·江苏扬州·期中)实验室有一瓶 和MgSO4的混合溶液,体积为500mL,分为两等份。取一份加入足量BaCl2溶液,生成4.66g白色沉淀;另一份加入足量NaOH溶液,生成0.58g白色沉淀。下列说法不正确的是
A.Na2SO4和 MgSO4均为电解质
B.原混合溶液中MgSO4的物质的量浓度为
C.原混合溶液中 Na+的物质的量浓度为
D.该混合溶液中
【答案】C
【详解】A.Na2SO4和MgSO4均为强电解质,在水溶液中完全电离,A正确;
B.第二份溶液中Mg(OH)2沉淀为0.58 g,对应Mg2+物质的量为,原液中MgSO4浓度为,B正确;
C.第一份溶液中BaSO4沉淀为4.66 g,对应硫酸根的物质的量。其中0.01 mol来自MgSO4,剩余0.01 mol来自Na2SO4;原溶液中Na2SO4浓度为,则Na+浓度为0.04×2=0.08 mol/L,C错误;
D.根据溶液电荷守恒:,代入数据:0.08+2×0.04=2×0.08,等式成立,D正确;
故答案选C。
3.(25-26高一上·江苏扬州·期中)聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z•nH2O]是一种高效混凝剂,常用于净水。组成可以通过以下实验测定:
①称取65.0 g聚合硫酸铁配成250.00 mL溶液。
②准确量取25.00 mL溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体6.99 g。
③准确量取25.00 mL溶液,加入足量NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重,得到红棕色固体3.20 g。
聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z•nH2O]中x:y:z:n的值为
A.3:4:2:6 B.8:12:6:13 C.2:3:1:6 D.4:6:3:2
【答案】D
【详解】由题意可知:25.00 mL溶液中硫酸根离子物质的量;25.00mL溶液中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,充分反应后得到氢氧化铁沉淀,再将沉淀过滤、洗涤、灼烧得到氧化铁、称重,得红棕色固体3.20 g,说明氧化铁质量是3.20 g,则铁离子物质的量=0.04mol;由此可得x:z=0.04:0.03=4:3,,再根据电荷守恒可得3x=y+2z,共同确定x、y、z的值分别是4、6、3,则65.0g聚合硫酸铁的物质的量为=0.1 mol,聚合硫酸铁摩尔质量,代入x=4、y=6、z=3,解得n=2,综上,x:y:z:n=4:6:3:2,故答案选D。
4.(25-26高一上·江苏宿迁·期中)碱式碳酸铜俗称铜绿,难溶于水和乙醇,可用作催化剂、杀菌剂等。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的最佳温度并制备碱式碳酸铜,测定产品中铜元素的质量分数。
已知:
实验Ⅰ.探究制备碱式碳酸铜的最佳温度
取0.500mol·L-1溶液2mL,按合适配比加入0.500mol·L-1溶液混合均匀,分别在不同温度的水浴锅中反应相同时间,所得沉淀的颜色和产率如下表所示:
实验小组
①
②
③
④
温度/℃
25
50
70
100
沉淀颜色
无
蓝绿色
绿色
绿色(少量黑色)
产率(%)
73.8
91.7
(1)实验Ⅰ中,需要配制250mL0.500mol·L-1溶液,用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要___________;定容时若仰视刻度线,则所配溶液浓度___________(选填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
(2)实验Ⅰ中,实验小组④所得产物中混有少量黑色物质,产生该物质的原因可能是___________。
实验Ⅱ.制备碱式碳酸铜
取一定量上述溶液和溶液,控制合适的反应物配比及最佳温度,待沉淀完全后减压过滤,洗涤,干燥。
(3)实验Ⅱ中,控制溶液和溶液反应的最佳温度为___________。
(4)实验Ⅱ中,检验沉淀是否洗涤干净的操作为___________。
实验Ⅲ.测定产品中铜元素的质量分数
准确称取2.000g样品于烧杯中,加入6mol·L-1的硫酸搅拌使其完全溶解,冷却至室温后转移至250mL容量瓶中定容摇匀。取25.00mL上述溶液与过量KI完全反应后,以淀粉为指示剂,用0.1000mol·L-1标准溶液滴定至终点,重复3次实验,平均消耗标准溶液16.8mL。
(5)计算上述样品中铜元素的质量分数___________(写出计算过程)。(已知:,)
【答案】(1) 250mL容量瓶 偏低
(2)温度较高,部分碱式碳酸铜分解,生成黑色氧化铜
(3)70 ℃
(4)取少量最后一次洗涤滤液于试管中,先加入足量盐酸酸化,再加入少量氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则已洗涤干净
(5)53.76%
【详解】(1)由配制步骤,实验Ⅰ中,实验Ⅰ中,需要配制250 mL0.500 mol·L-1CuSO4溶液,用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶;定容时若仰视刻度线,导致溶液体积偏大,则所配溶液浓度偏低;
(2)实验Ⅰ中,实验小组④温度较高,导致部分碱式碳酸铜分解,生成黑色的氧化铜,故所得产物中混有少量黑色物质;
(3)实验I中,实验小组③中产率最高,则控制CuSO4溶液和Na2CO3溶液反应的最佳温度为70 ℃;
(4)判断沉淀是否洗净可判断表面的硫酸根是否存在,操作步骤为:取少量最后一次洗涤滤液于试管中,先加入足量盐酸酸化,再加入少量氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则已洗涤干净;
(5)n(Na2S2O3)=0.1000 mol/L×(16.80×10-3) L =1.68×10-3 mol,由化学方程式:、可得到关系式:,则n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=1.68×10-3 mol,2.000g产品中铜元素的质量:m(Cu)=m(Cu2+)=1.68×10-3 mol××64 g/mol=1.0752 g,铜的质量分数为:。
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