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2023届高考化学二轮复习专题二化学计量及其应用课件
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这是一份2023届高考化学二轮复习专题二化学计量及其应用课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，核心考点聚焦，专项热考突破，专题体系构建，球形冷凝管，量筒托盘天平，答案A等内容，欢迎下载使用。
[核心回顾]1.物质的组成和结构与有关NA的计算 单原子分子,1 ml稀有气体只含1 ml原子(1)特殊分子的组成:稀有气体、臭氧(O3)、白磷(P4)分子中的原子数目。(2)含某核素的物质:一定质量含某核素的物质中的质子、中子、电子或原子的数目,如重水(D2O)、37Cl2等。阴、阳离子个数之比均为1∶1(3)特殊离子化合物:Na2O2、KO2、NaHSO4中的离子键及阴、阳离子个数比。
呈电中性,所含的质子数=核外电子数(4)有机基团含有的粒子:所含质子、电子或原子数目,如—OH、—CH3等。(5)物质中含有的共价键:1 ml SiO2中含有4NA个Si—O;1 ml金刚石含有2NA个C—C;1 ml白磷(P4,分子结构为 )含P—P的数目为6NA等。
2.两种不能用“Vm=22.4 L·ml-1”计算的情况(1)两种情况:①标准状况下的非气态物质(如水、CCl4等);②非标准状况下的气体,如常温常压下的H2(g)。(2)标准状况下的非气态物质有:H2O、H2O2、NO2、HF、SO3、醇类(如C2H5OH等)、卤代烃(除CH3Cl外)、碳原子数大于4的烃(新戊烷除外)等。
3.五类反应中电子转移与NA的计算
4.有关可逆反应中NA的计算在“NA”的应用中,高考常考的可逆反应如下:
判断生成分子、反应中转移电子等的数目时,要考虑可逆反应不能进行 到底。
5.电解质溶液中的粒子数计算的“四要点”(1)看清题目中是否指明溶液的体积。如在pH=13的NaOH溶液中,因溶液体积未知而无法求算溶液中OH-的数目。(2)看清要求计算的粒子数,若计算某电解质溶液中含有H(或O)原子的数目时,还要考虑溶剂水的组成。(3)看清溶液中是否有“弱粒子”,即是否存在弱电解质或易水解的“弱离子”。如1 L 0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液或1 L 0.1 ml·L-1的CH3COONa溶液中CH3COO-的数目均小于0.1NA。(4)看清单一电解质溶液还是多种电解质的混合溶液,若为混合溶液,有时要借助电荷守恒规律来计算某种离子的物质的量及数目。
[命题角度]角度1物质的组成与结构【典例】 (2022浙江6月选考,12)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NAC.8 g CH4含有中子数为3NAD.0.1 ml H2和0.1 ml I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
角度拓展——判断正误1.(2022浙江1月选考)1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA。( )2.(2022辽宁抚顺模拟)标准状况下,2.24 L HCl气体中含有的氢原子数目为0.1NA。( )3.(2022湖南长沙模拟)1 ml的羟基与1 ml的氢氧根离子所含电子数均为9NA。( )
提示 D2O的摩尔质量为20 g·ml-1,1.8 g重水为0.09 ml,则所含质子数为0.9NA。
提示 1个OH-含有10个电子,则1 ml OH-所含电子数为10NA。
4.(2022广东肇庆模拟)12.0 g熔融NaHSO4中含有阴离子的数目为0.1NA。( )5.(2022辽宁协作体联考)含4.6 g钠元素的Na2O2和Na2O的混合物中含有阴离子总数为0.1NA。( )
角度2标准状况下Vm=22.4 L·ml-1的应用【典例】 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( ) L C2H4所含极性共价键的数目为0.2NA[2021福建卷,3-A]B.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA[2021广东卷,11-C]C.标准状况下,11.2 L CO和H2的混合气体中分子数为0.5NA[2021湖北卷,6-D]D.32 g甲醇的分子中含有C—H的数目为4NA[2022浙江1月选考,12-D]
角度拓展——判断正误1.(2022湖南长沙模拟)标准状况下,2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA。( )2.(2022山东临沂模拟)标准状况下,11.2 L CH2Cl2中含有的原子总数为2.5NA。( )3.(2022辽宁丹东模拟)标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯的混合物中含氢原子数目为2NA。( )4.(2022辽宁大连模拟)标准状况下,0.1 ml铁与2.24 L氯气充分反应,转移的电子数为0.2NA。( )
提示 标准状况下,CH2Cl2是液体,11.2 L CH2Cl2的物质的量不是0.5 ml,则含有的原子总数不是2.5NA。
角度3氧化还原反应与电子转移【典例】 (双选)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是( )A.足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA[2022浙江1月选考,12-C]B.电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总质量为73 g,则转移电子数为NA[2021河北卷,7-C]C.向100 mL 0.10 ml·L-1 FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应,转移电子数目为0.01NA[2021浙江1月选考,18-C]
角度拓展——判断正误1.(2022湖北武汉模拟)1 ml Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为NA。( )2.(2022广东广州模拟)1 ml Fe溶于过量稀硝酸,转移的电子数目为3NA。( )3.(2022湖南怀化模拟)0.1 ml H2C2O4被氧化为CO2,转移的电子数为0.1NA。( )
提示 H2C2O4→CO2过程中,碳元素由+3价变为+4价,0.1 ml H2C2O4反应转移的电子数为0.2NA。
4.(2022广东肇庆模拟)H2与I2反应生成1 ml HI时转移电子的数目为NA。( )5.(2022湖北重点学校联考)32 g Cu与足量的S完全反应转移的电子数为0.5NA。( )
角度4可逆反应和隐含反应(或条件)【典例】 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A.2 ml NO与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA[2021湖南卷,5-C]B.22.4 L Cl2(标准状况)与水充分反应转移1 ml电子[2021辽宁卷,4-A]C.1 L pH=4的0.1 ml·L-1 K2Cr2O7溶液中 的数目为0.1NA[2021全国甲卷,8-D]D.1 ml碘蒸气和1 ml氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA[2021河北卷,7-B]
角度拓展——判断正误1.(2022湖南长沙模拟)标准状况下,2.24 L NO2中含有的氧原子的数目为0.2NA。( )2.(2022河北衡水三调)将0.1 ml甲烷和0.1 ml Cl2混合光照,生成一氯甲烷的分子数为0.1NA。( )
提示 标准状况下NO2不是气体,不能用气体摩尔体积进行相关计算。
提示 0.1 ml甲烷和0.1 ml Cl2混合光照,生成多种氯代甲烷,则生成一氯甲烷的分子数小于0.1NA。
3.(2022河北邯郸模拟)5.6 g铁粉与足量稀硝酸在加热条件下充分反应后,产生NO的分子数为0.1NA。( )4.(2022辽宁抚顺模拟)密闭容器中,2 ml SO2和1 ml O2催化反应后分子总数为2NA。( )5.(2022浙江嘉兴模拟)将1 ml氯气通入足量水中充分反应后,HClO、Cl-、ClO-的微粒数之和为2NA。( )
提示 Cl2与水的反应是可逆反应,1 ml Cl2通入足量水中不能完全反应,故HClO、Cl-、ClO-的微粒数之和小于2NA。
角度5电解质溶液中的粒子数【典例】 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A.0.1 ml·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA[2021湖南卷,5-B]B.1 ml·L-1 HCl溶液中,HCl分子的数目为NA[2021天津卷,7-A]C.100 mL 0.1 ml·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA[2021浙江6月选考,18-C]D.1 L 1 ml·L-1溴化铵水溶液中 与H+离子数之和大于NA[2021河北卷,7-D]
角度拓展——判断正误1.在1 L 0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液中,阴离子的总数大于0.1NA。( )2.(2022广东肇庆模拟)1 L 1 ml·L-1氨水中含有NH3·H2O分子的数目小于NA。( )3.0.1 ml·L-1的H2SO3溶液中H2SO3、 和 的总数为0.1NA。( )4.(2022浙江嘉兴模拟)常温下,1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含OH-的数目为0.1NA。( )5.(2022湖北重点学校联考)常温下1 L pH=9的醋酸钠溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA。( )
提示 题目未指明0.1 ml·L-1 H2SO3溶液的体积,不能确定溶液中含硫粒子的总数。
[核心回顾]1.了解一定物质的量浓度溶液的配制流程(以配制一定物质的量浓度的NaCl溶液为例)
2.一定物质的量浓度溶液配制的误差分析及方法(1)误差分析的思维流程
(2)视线引起误差的分析方法①定容时,仰视容量瓶刻度线(图1),导致溶液体积偏大,配制溶液的浓度偏低。②定容时,俯视容量瓶刻度线(图2),导致溶液体积偏小,配制溶液的浓度偏高。
3.有关物质的量浓度的计算(1)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算:c为溶质的物质的量浓度,单位为ml·L-1,ρ为溶液的密度,单位为g·cm-3,ω为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位为g·ml-1。(2)物质的量浓度计算的两大守恒规律
[命题角度]角度1配制溶液的操作及仪器的选择【典例】 (2022辽宁沈阳模拟)某同学阅读了“84”消毒液说明书中的内容,欲用NaClO固体配制480 mL含2.5% NaClO。密度为1.19 g·cm-3的消毒液。下列说法正确的是( )A.容量瓶用蒸馏水洗净后必须烘干才能用于溶液的配制B.需要称量的NaClO固体的质量为14.3 gC.所配得的NaClO消毒液在空气中光照,久置后溶液中NaClO的物质的量浓度减小D.配制过程需要的玻璃仪器有500 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管三种
角度拓展——填充与判断1.(2022广东卷,17节选)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是 (填字母)。
2.(2022全国乙卷,27节选)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是 (填仪器名称)。
4.(2022湖南怀化模拟)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.00 0 ml·L-1 NaOH溶液。( )
提示 NaOH固体不能直接在容量瓶中溶解,要在烧杯中溶解,冷却后再转移到容量瓶中。
5.(2022广东佛山模拟)配制0.400 0 ml·L-1的NaOH溶液:称取4.0 g固体NaOH置于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容。( )6.(2022浙江湖州模拟)为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线。( )
提示 溶解NaOH固体的烧杯和玻璃棒要洗涤2~3次,洗涤液一并转移到容量瓶中。
7.(2020全国卷Ⅰ,27节选)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L-1 FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。
角度2有关物质的量浓度的计算【典例】 (2022湖南娄底模拟)20 ℃时,饱和NaCl溶液的密度为ρ g·cm-3,物质的量浓度为c ml·L-1,则下列说法不正确的是( )A.温度低于20 ℃时,饱和NaCl溶液的浓度小于c ml·L-1B.此溶液中NaCl的质量分数为C.20 ℃时,密度小于ρ g·cm-3的NaCl溶液是不饱和溶液D.20 ℃时,饱和NaCl溶液的溶解度
角度拓展——判断正误1.取V1 mL c ml·L-1 NaCl溶液,向其中加入蒸馏水稀释到V2 mL,此时c(NaCl)= ml·L-1。( )2.用98%密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸配制1∶4(一体积浓硫酸和四体积水混合)的稀硫酸(密度为1.23 g·cm-3),所得溶液中溶质的物质的量浓度为4.6 ml·L-1。( )
提示 质量分数98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的物质的量浓度为18.4 ml·L-1,用其配制体积比为1∶4的稀硫酸(密度为1.23 g·cm-3),由于稀硫酸和浓硫酸的密度不同,故所得稀硫酸的物质的量浓度不会是4.6 ml·L-1。
3.(2022湖南重点校联考)将V1 mL c1 ml·L-1 NaCl溶液和V2 mL c2 ml·L-1 MgCl2溶液混合,所得混合液中c(Cl-)= ml·L-1[混合溶液总体积等于(V1+V2) mL]。( )
——突破一 命题篇——
新教材新高考 物质的量及应用1.明确新高考对阿伏加德罗常数的考查角度
典例突破1(2022辽宁卷,3)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.1.8 g 18O中含有的中子数为NAB.28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NAC.标准状况下,22.4 L HCl气体中H+数目为NAD.pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NA
典例突破2(2022湖北重点学校联考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.标准状况下,11.2 L乙酸中含氢原子数目为2NAB.6.0 g SiO2晶体中所含硅氧键数目约为 g 60%的乙酸溶液中,其中sp3杂化的氧原子数为NAD.用惰性电极电解1 L 0.2 ml·L-1 AgNO3溶液,当两极产生气体的物质的量相等时,电路中通过电子数为0.4NA
答案 D解析 标准状况下,乙酸不是气体,11.2 L乙酸的物质的量不是0.5 ml,不能确定含有的H原子数,A错误;1 ml SiO2晶体含4 ml硅氧键,6.0 g SiO2为0.1 ml,则所含硅氧键数目约为0.4NA,B错误;100 g 60%的乙酸溶液中含1 ml 乙酸,1 ml乙酸中sp3杂化的氧原子数为NA,水分子中也含有sp3杂化的氧原子,故溶液中sp3杂化的氧原子数大于NA,C错误;电解时阳极电极反应式为4OH--4e- ══ 2H2O+O2↑,阴极电极反应式为Ag++e- ══ Ag、2H++2e- ══ H2↑,当两极产生气体的物质的量相等时,电路中通过的电子数为0.4NA,D正确。
2.熟知溶液配制中的三个考查点(1)选取容量瓶时,要遵循“大而近”的原则,根据配制溶液的体积,确定容量瓶的规格。(2)结合实验步骤选择实验仪器,称取固体药品使用天平,量取浓溶液需用量筒;溶解(或稀释)使用烧杯、玻璃棒,转移溶液需用容量瓶,定容时需要胶头滴管。(3)仪器的合理使用:溶解固体时烧杯和玻璃棒、转移液体时玻璃棒、定容操作时胶头滴管等。
典例突破3(2022辽宁鞍山模拟)如图是配制一定物质的量浓度溶液的过程示意图。下列说法错误的是( )
A.配制100 mL 1.0 ml·L-1的Na2CO3溶液,操作1烧杯中应放入10.6 g Na2CO3固体B.操作2是将恢复至常温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中C.操作4是滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切D.操作5中,定容摇匀后发现凹液面低于刻度线,要继续加水至凹液面与刻度线相切
答案 D解析 配制100 mL 1.0 ml·L-1的Na2CO3溶液,需要溶质的物质的量n(Na2CO3)=1.0 ml·L-1×0.1 L=0.1 ml,则m(Na2CO3)=0.1 ml×106 g·ml-1 =10.6 g,A正确;用容量瓶配制溶液要求是在室温下,则操作2是将恢复至常温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中,B正确;操作4是定容,向容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1~2 cm时改用胶头滴管滴加,滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切,C正确;操作5中,定容摇匀后发现凹液面低于刻度线,继续加水至凹液面与刻度线相切,待颈部液体回流后,体积偏大,溶液浓度偏低,D错误。
新材料新情境 抗击新冠疫情与消毒剂的使用新材料 新型冠状病毒肺炎疫情对人们的生活造成了较大影响。常用的消毒剂可以快速灭活环境中的新冠病毒,包括氯系消毒剂(“84”消毒液、漂白粉)、醇类消毒剂(一定浓度的乙醇溶液)、过氧化物[H2O2、过氧乙酸( )]等。
判断(1)200 mL 1.0 ml·L-1 H2O2溶液中含有氢原子数为0.4NA。( )(2)常温常压下,76 g过氧乙酸分子中含有过氧键(O—O)的数目为NA。 ( )
典例突破4(2022辽宁协作体联考)为抗击新冠肺炎疫情,可用“84”消毒液对环境消毒。“84”消毒液与“洁厕灵”混用时易发生反应引起中毒,若反应为Na35ClO+2H37Cl ══ NaCl+Cl2↑+H2O。下列说法正确的是( )A.0.5 ml·L-1 NaClO溶液中含ClO-数目小于0.5NAB.标准状况下,11.2 L水中含有共价键数目为NAC.理论上,上述反应生成的1 ml Cl2含有的中子数为38NAD.上述反应中生成的Cl2的摩尔质量是71 g·ml-1
答案 C解析 题目未指明NaClO溶液的体积,无法确定含有ClO-的数目,A错误;标准状况下,水是非气体,11.2 L水不是0.5 ml,故含有共价键数目不是NA,B错误;生成物Cl2是35Cl37Cl,则1 ml Cl2含有的中子数为(18+20)NA=38NA,C正确;氧化剂是Na35ClO,还原剂是H37Cl,二者发生价态“归中反应”生成Cl2,则Cl2的摩尔质量为72 g·ml-1,D错误。
典例突破5(2022江苏七市联考)预防“新冠肺炎”可用0.3%的过氧乙酸( )溶液进行喷雾消毒。设NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )A.pH=3的过氧乙酸溶液中含H+的数目为10-3NAB.1 L 0.1 ml·L-1过氧乙酸的水溶液中含氧原子数为 g CH3COOOH中含有的共用电子对数目为9NAD.NA个CH3COOOH分子完全分解可生成1 ml CH3COOH和11.2 L O2
答案 C解析 题目未指明pH=3的过氧乙酸溶液的体积,不能计算含有的H+数目,A错误;1 L 0.1 ml·L-1过氧乙酸的水溶液中含0.1 ml过氧乙酸,由于水中也含氧原子,故含有氧原子数大于0.3NA,B错误;76 g CH3COOOH的物质的量为1 ml,含有的共用电子对数目为9NA,C正确;NA个CH3COOOH分子完全分解可生成1 ml CH3COOH和0.5 ml O2,题目未指明是否处于标准状况,D错误。
——突破二 解题篇——
素养命题+题型突破1.阿伏加德罗常数及计算(宏观辨识与微观探析)基于物质的量,从微观角度定量认识物质的组成、结构、性质和变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算,从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
典例突破1(2022福建莆田模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A.标准状况下,11.2 L一氯甲烷中含有的氯原子数为0.5NAB.标准状况下,11.2 L O2参与反应转移的电子数一定为2NAC.100 g质量分数为17%的H2O2溶液中极性键数目为NAD.常温下,1 L 0.1 ml·L-1 Na2C2O4溶液中含 的数目为0.1NA
答案 A解析 CH3Cl在标准状况下为气体,标准状况下11.2 L CH3Cl的物质的量为0.5 ml,含有氯原子的物质的量为0.5 ml,A正确。若氧气参与反应时氧元素由0价转化成-2价,标准状况下11.2 L氧气参与反应转移电子的物质的量为2 ml;若氧元素由0价转化为-1价,则标准状况下11.2 L氧气参与反应转移电子物质的量为1 ml,如金属钠与氧气反应生成Na2O2,B错误。过氧化氢溶液中含有极性键的物质除H2O2外,还有H2O,C错误。 在水溶液中发生水解,故1 L 0.1 ml·L-1 Na2C2O4溶液中含 的数目小于0.1NA,D错误。
方法点拨从近三年高考试题来看,阿伏加德罗常数及其应用仍是新高考命题的热点,解题的关键点:(1)分析题目中概念的层次,抓住题目中的关键词,研究对象包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、反应转移电子、化学键数目等。(2)分析各选项中的附加条件求出n(较大粒子),再结合物质的组成、结构及反应确定n(较小粒子),最后结合关系式“N=n×NA”计算出较小粒子的数目。
针对训练1(2022吉林白山模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值。溴蒸气与氨气相遇产生“白烟”,化学方程式为8NH3+3Br2 ══ N2+6NH4Br。下列说法正确的是( )A.生成14 g N2时,反应中作为还原剂的分子数目为4NAB.标准状况下,11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为NAC.0.5 ml·L-1的NH4Br溶液中含有Br-的数目为0.5NAD.当生成29.4 g NH4Br时,消耗NH3分子的数目为0.4NA
答案 D解析 14 g N2即0.5 ml N2,由方程式可知,生成0.5 ml N2时,被氧化的氨气的物质的量是1 ml,反应中还原剂的分子数目为NA,A错误;标准状况下Br2是液体,11.2 L Br2的物质的量不是0.5 ml,B错误;没有给出溶液的体积,不能计算0.5 ml·L-1的NH4Br溶液中含有Br-的数目,C错误;29.4 g NH4Br的物质的量为 ,当生成0.3 ml NH4Br时,消耗NH3分子的数目为0.4NA,D正确。
2.有关物质的量浓度的计算(宏观辨识与微观探析)基于物质的量浓度认识溶液的组成及其变化,能进行相关的简单计算;建构以物质的量为中心的转化关系,感受宏观与微观相结合的思想,从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系。
典例突破2(2022河北衡水调研)某营养液中含有KCl、K2SO4、NaCl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL该营养液加水稀释,测得Na+的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙曲线所示。下列判断错误的是( )
A.图甲中X是B.图乙中m=8.0C.营养液中NaCl与K2SO4的物质的量之比为2∶1D.营养液中KCl的浓度一定为2.0 ml·L-1
答案 D解析 取200 mL该营养液加水稀释,由图乙可得,m ml·L-1×0.2 L=1.6 ml·L-1×1 L,则有m=8.0,即该营养液中c(Na+)=8.0 ml·L-1,B正确;图甲中X的浓度为4.0 ml·L-1,则X是 ,A正确;营养液中,n(NaCl)=8.0 ml·L-1×V L=8.0V ml(V为营养液的体积),n(K2SO4)=4.0 ml·L-1×V L=4.0V ml,则其物质的量之比为2∶1,C正确;营养液中若c(K2SO4)=c( )=4.0 ml·L-1,则由K2SO4提供的c(K+)=8.0 ml·L-1,图甲中c(K+)=9.0 ml·L-1,推知c(KCl)=9.0 ml·L-1-8.0 ml·L-1=1.0 ml·L-1,D错误。
方法点拨有关物质的量浓度的计算是化学定量计算的基础,解答此类问题要注意:(1)分析题中提供的数据,选择合适的计算依据,确定依据定义式、换算关系还是稀释定律。(2)计算溶液中某种离子的浓度时,要注意电荷守恒规律的应用,即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
针对训练2(2022湖南师大附中月考)在0.1 L由NaCl、MgCl2、BaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度大小如图所示,下列对该溶液成分说法不正确的是( )
A.NaCl的物质的量为0.1 mlB.溶质MgCl2的质量为4.75 gC.该混合液中BaCl2的物质的量为0.05 mlD.将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Na+的物质的量浓度为0.5 ml·L-1
答案 D解析 由图可知,Na+、Mg2+、Cl-的物质的量浓度分别为1.0 ml·L-1、0.5 ml·L-1和3.0 ml·L-1,则0.1 L 该混合液中含有NaCl为1.0 ml·L-1×0.1 L =0.1 ml,A正确;含MgCl2的物质的量为0.5 ml·L-1×0.1 L=0.05 ml,其质量为0.05 ml×95 g·ml-1=4.75 g,B正确;据电荷守恒可得: c(Na+)+2c(Mg2+)+2c(Ba2+)=c(Cl-),则有1.0 ml·L-1+0.5 ml·L-1×2 +2c(Ba2+)=3.0 ml·L-1,c(Ba2+)=0.5 ml·L-1,故该混合液中含有BaCl2的物质的量为0.5 ml·L-1×0.1 L=0.05 ml,C正确;据“稀释定律”可得:0.1 L×1.0 ml·L-1=1 L×c(Na+),c(Na+)=0.1 ml·L-1,D错误。
——突破三 热点专攻——
高考必备1.命题分析近三年中,高考试题在化工流程题、化学实验综合题中考查实验数据的处理,常用于测定产品的纯度等,涉及“关系式法”“守恒法”“热重分析法”等方法的应用,要求基于实验数据对物质的组成、结构及其变化进行定量分析与计算,考查实践操作能力群中数据处理能力、信息转化能力等。2.守恒法利用守恒法计算物质含量,其关键是建立关系式,一般途径有两种:(1)依据多个反应方程式,根据某物质(或元素)确定关系式。(2)根据守恒关系(如原子守恒、得失电子守恒等)确定关系式。
3.关系式法“关系式”是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,可以将最初反应物与最终生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。(1)连续滴定:第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量。(2)过量返滴:第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所消耗物质的物质的量。
4.热重分析法(1)“热重曲线”(如图)是指使用热天平记录的曲线,纵坐标为试样质量或残留率,横坐标为温度或时间。通过对热重曲线的分析,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。
(2)图中T1为起始温度,T5为终止温度。对于含有结晶水的某固体M·xH2O热分解反应的过程主要有两个变化阶段:T1→T2为固体失去结晶水的过程;T3→T4为M固体分解的过程。对于具体的图像可以发生分步反应失去结晶水或M固体分解生成多种物质。(3)M固体可能为盐或氧化物,随着温度的升高,继续分解可能失去一些挥 发性的物质,如NH3、CO2、CO等气体,而金属一般以化合态残留在最终产物中。
真题感悟1.(2022全国乙卷,11)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是( )
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B.最高价氧化物的水化物酸性:Y
解析 (1)称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷却至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3,则水的质量是(m2-m3) g,故胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为
考向预测1.(关系式法的应用)(2022广东梅州模拟)FeSO4·7H2O样品的纯度可通过滴定法进行测定,实验步骤如下:步骤1:称取5.800 g绿矾产品,经溶解、在容量瓶中定容等步骤准确配制250 mL溶液。步骤2:从上述容量瓶中量取25.00 mL待测溶液置于锥形瓶中。步骤3:用硫酸酸化的0.010 0 ml·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,记录消耗KMnO4溶液的体积。步骤4:重复步骤2、步骤3两次。
(1)步骤2量取溶液所用仪器是 。 (2)数据处理:
计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 (保留两位小数)。
答案 (1)酸式滴定管(或移液管) (2)95.86%解析 (1)硫酸亚铁水解使溶液显酸性,步骤2量取硫酸亚铁样品溶液所用仪器是酸式滴定管(或移液管)。(2)第1、2、3次所消耗标准溶液的体积分别为39.99 mL、40.01 mL、39.00 mL,第3次数据误差较大舍去,则平均消耗标准溶液的体积为40.00 mL;根据得失电子守恒可得关系式:KMnO4~5FeSO4·7H2O,则样品中FeSO4·7H2O的物质的量为40.00×10-3 L×0.010 0 ml·L-1×5× =0.02 ml,则样品中FeSO4·7H2O的质量分数为
2.(热重分析法的应用)(2022辽宁师大附中模拟)0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。请回答下列问题:
(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式 。 (2)取270 ℃所得样品,在570 ℃时灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为 ,其存在的最高温度是 。
[核心回顾]1.物质的组成和结构与有关NA的计算 单原子分子,1 ml稀有气体只含1 ml原子(1)特殊分子的组成:稀有气体、臭氧(O3)、白磷(P4)分子中的原子数目。(2)含某核素的物质:一定质量含某核素的物质中的质子、中子、电子或原子的数目,如重水(D2O)、37Cl2等。阴、阳离子个数之比均为1∶1(3)特殊离子化合物:Na2O2、KO2、NaHSO4中的离子键及阴、阳离子个数比。
呈电中性,所含的质子数=核外电子数(4)有机基团含有的粒子:所含质子、电子或原子数目,如—OH、—CH3等。(5)物质中含有的共价键:1 ml SiO2中含有4NA个Si—O;1 ml金刚石含有2NA个C—C;1 ml白磷(P4,分子结构为 )含P—P的数目为6NA等。
2.两种不能用“Vm=22.4 L·ml-1”计算的情况(1)两种情况:①标准状况下的非气态物质(如水、CCl4等);②非标准状况下的气体,如常温常压下的H2(g)。(2)标准状况下的非气态物质有:H2O、H2O2、NO2、HF、SO3、醇类(如C2H5OH等)、卤代烃(除CH3Cl外)、碳原子数大于4的烃(新戊烷除外)等。
3.五类反应中电子转移与NA的计算
4.有关可逆反应中NA的计算在“NA”的应用中,高考常考的可逆反应如下:
判断生成分子、反应中转移电子等的数目时,要考虑可逆反应不能进行 到底。
5.电解质溶液中的粒子数计算的“四要点”(1)看清题目中是否指明溶液的体积。如在pH=13的NaOH溶液中,因溶液体积未知而无法求算溶液中OH-的数目。(2)看清要求计算的粒子数,若计算某电解质溶液中含有H(或O)原子的数目时,还要考虑溶剂水的组成。(3)看清溶液中是否有“弱粒子”,即是否存在弱电解质或易水解的“弱离子”。如1 L 0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液或1 L 0.1 ml·L-1的CH3COONa溶液中CH3COO-的数目均小于0.1NA。(4)看清单一电解质溶液还是多种电解质的混合溶液,若为混合溶液,有时要借助电荷守恒规律来计算某种离子的物质的量及数目。
[命题角度]角度1物质的组成与结构【典例】 (2022浙江6月选考,12)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NAC.8 g CH4含有中子数为3NAD.0.1 ml H2和0.1 ml I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
角度拓展——判断正误1.(2022浙江1月选考)1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA。( )2.(2022辽宁抚顺模拟)标准状况下,2.24 L HCl气体中含有的氢原子数目为0.1NA。( )3.(2022湖南长沙模拟)1 ml的羟基与1 ml的氢氧根离子所含电子数均为9NA。( )
提示 D2O的摩尔质量为20 g·ml-1,1.8 g重水为0.09 ml,则所含质子数为0.9NA。
提示 1个OH-含有10个电子,则1 ml OH-所含电子数为10NA。
4.(2022广东肇庆模拟)12.0 g熔融NaHSO4中含有阴离子的数目为0.1NA。( )5.(2022辽宁协作体联考)含4.6 g钠元素的Na2O2和Na2O的混合物中含有阴离子总数为0.1NA。( )
角度2标准状况下Vm=22.4 L·ml-1的应用【典例】 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( ) L C2H4所含极性共价键的数目为0.2NA[2021福建卷,3-A]B.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA[2021广东卷,11-C]C.标准状况下,11.2 L CO和H2的混合气体中分子数为0.5NA[2021湖北卷,6-D]D.32 g甲醇的分子中含有C—H的数目为4NA[2022浙江1月选考,12-D]
角度拓展——判断正误1.(2022湖南长沙模拟)标准状况下,2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA。( )2.(2022山东临沂模拟)标准状况下,11.2 L CH2Cl2中含有的原子总数为2.5NA。( )3.(2022辽宁丹东模拟)标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯的混合物中含氢原子数目为2NA。( )4.(2022辽宁大连模拟)标准状况下,0.1 ml铁与2.24 L氯气充分反应,转移的电子数为0.2NA。( )
提示 标准状况下,CH2Cl2是液体,11.2 L CH2Cl2的物质的量不是0.5 ml,则含有的原子总数不是2.5NA。
角度3氧化还原反应与电子转移【典例】 (双选)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是( )A.足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA[2022浙江1月选考,12-C]B.电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总质量为73 g,则转移电子数为NA[2021河北卷,7-C]C.向100 mL 0.10 ml·L-1 FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应,转移电子数目为0.01NA[2021浙江1月选考,18-C]
角度拓展——判断正误1.(2022湖北武汉模拟)1 ml Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为NA。( )2.(2022广东广州模拟)1 ml Fe溶于过量稀硝酸,转移的电子数目为3NA。( )3.(2022湖南怀化模拟)0.1 ml H2C2O4被氧化为CO2,转移的电子数为0.1NA。( )
提示 H2C2O4→CO2过程中,碳元素由+3价变为+4价,0.1 ml H2C2O4反应转移的电子数为0.2NA。
4.(2022广东肇庆模拟)H2与I2反应生成1 ml HI时转移电子的数目为NA。( )5.(2022湖北重点学校联考)32 g Cu与足量的S完全反应转移的电子数为0.5NA。( )
角度4可逆反应和隐含反应(或条件)【典例】 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A.2 ml NO与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA[2021湖南卷,5-C]B.22.4 L Cl2(标准状况)与水充分反应转移1 ml电子[2021辽宁卷,4-A]C.1 L pH=4的0.1 ml·L-1 K2Cr2O7溶液中 的数目为0.1NA[2021全国甲卷,8-D]D.1 ml碘蒸气和1 ml氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA[2021河北卷,7-B]
角度拓展——判断正误1.(2022湖南长沙模拟)标准状况下,2.24 L NO2中含有的氧原子的数目为0.2NA。( )2.(2022河北衡水三调)将0.1 ml甲烷和0.1 ml Cl2混合光照,生成一氯甲烷的分子数为0.1NA。( )
提示 标准状况下NO2不是气体,不能用气体摩尔体积进行相关计算。
提示 0.1 ml甲烷和0.1 ml Cl2混合光照,生成多种氯代甲烷,则生成一氯甲烷的分子数小于0.1NA。
3.(2022河北邯郸模拟)5.6 g铁粉与足量稀硝酸在加热条件下充分反应后,产生NO的分子数为0.1NA。( )4.(2022辽宁抚顺模拟)密闭容器中,2 ml SO2和1 ml O2催化反应后分子总数为2NA。( )5.(2022浙江嘉兴模拟)将1 ml氯气通入足量水中充分反应后,HClO、Cl-、ClO-的微粒数之和为2NA。( )
提示 Cl2与水的反应是可逆反应,1 ml Cl2通入足量水中不能完全反应,故HClO、Cl-、ClO-的微粒数之和小于2NA。
角度5电解质溶液中的粒子数【典例】 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A.0.1 ml·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA[2021湖南卷,5-B]B.1 ml·L-1 HCl溶液中,HCl分子的数目为NA[2021天津卷,7-A]C.100 mL 0.1 ml·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA[2021浙江6月选考,18-C]D.1 L 1 ml·L-1溴化铵水溶液中 与H+离子数之和大于NA[2021河北卷,7-D]
角度拓展——判断正误1.在1 L 0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液中,阴离子的总数大于0.1NA。( )2.(2022广东肇庆模拟)1 L 1 ml·L-1氨水中含有NH3·H2O分子的数目小于NA。( )3.0.1 ml·L-1的H2SO3溶液中H2SO3、 和 的总数为0.1NA。( )4.(2022浙江嘉兴模拟)常温下,1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含OH-的数目为0.1NA。( )5.(2022湖北重点学校联考)常温下1 L pH=9的醋酸钠溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA。( )
提示 题目未指明0.1 ml·L-1 H2SO3溶液的体积,不能确定溶液中含硫粒子的总数。
[核心回顾]1.了解一定物质的量浓度溶液的配制流程(以配制一定物质的量浓度的NaCl溶液为例)
2.一定物质的量浓度溶液配制的误差分析及方法(1)误差分析的思维流程
(2)视线引起误差的分析方法①定容时,仰视容量瓶刻度线(图1),导致溶液体积偏大,配制溶液的浓度偏低。②定容时,俯视容量瓶刻度线(图2),导致溶液体积偏小,配制溶液的浓度偏高。
3.有关物质的量浓度的计算(1)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算:c为溶质的物质的量浓度,单位为ml·L-1,ρ为溶液的密度,单位为g·cm-3,ω为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位为g·ml-1。(2)物质的量浓度计算的两大守恒规律
[命题角度]角度1配制溶液的操作及仪器的选择【典例】 (2022辽宁沈阳模拟)某同学阅读了“84”消毒液说明书中的内容,欲用NaClO固体配制480 mL含2.5% NaClO。密度为1.19 g·cm-3的消毒液。下列说法正确的是( )A.容量瓶用蒸馏水洗净后必须烘干才能用于溶液的配制B.需要称量的NaClO固体的质量为14.3 gC.所配得的NaClO消毒液在空气中光照,久置后溶液中NaClO的物质的量浓度减小D.配制过程需要的玻璃仪器有500 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管三种
角度拓展——填充与判断1.(2022广东卷,17节选)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是 (填字母)。
2.(2022全国乙卷,27节选)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是 (填仪器名称)。
4.(2022湖南怀化模拟)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.00 0 ml·L-1 NaOH溶液。( )
提示 NaOH固体不能直接在容量瓶中溶解,要在烧杯中溶解,冷却后再转移到容量瓶中。
5.(2022广东佛山模拟)配制0.400 0 ml·L-1的NaOH溶液:称取4.0 g固体NaOH置于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容。( )6.(2022浙江湖州模拟)为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线。( )
提示 溶解NaOH固体的烧杯和玻璃棒要洗涤2~3次,洗涤液一并转移到容量瓶中。
7.(2020全国卷Ⅰ,27节选)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L-1 FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。
角度2有关物质的量浓度的计算【典例】 (2022湖南娄底模拟)20 ℃时,饱和NaCl溶液的密度为ρ g·cm-3,物质的量浓度为c ml·L-1,则下列说法不正确的是( )A.温度低于20 ℃时,饱和NaCl溶液的浓度小于c ml·L-1B.此溶液中NaCl的质量分数为C.20 ℃时,密度小于ρ g·cm-3的NaCl溶液是不饱和溶液D.20 ℃时,饱和NaCl溶液的溶解度
角度拓展——判断正误1.取V1 mL c ml·L-1 NaCl溶液,向其中加入蒸馏水稀释到V2 mL,此时c(NaCl)= ml·L-1。( )2.用98%密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸配制1∶4(一体积浓硫酸和四体积水混合)的稀硫酸(密度为1.23 g·cm-3),所得溶液中溶质的物质的量浓度为4.6 ml·L-1。( )
提示 质量分数98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的物质的量浓度为18.4 ml·L-1,用其配制体积比为1∶4的稀硫酸(密度为1.23 g·cm-3),由于稀硫酸和浓硫酸的密度不同,故所得稀硫酸的物质的量浓度不会是4.6 ml·L-1。
3.(2022湖南重点校联考)将V1 mL c1 ml·L-1 NaCl溶液和V2 mL c2 ml·L-1 MgCl2溶液混合,所得混合液中c(Cl-)= ml·L-1[混合溶液总体积等于(V1+V2) mL]。( )
——突破一 命题篇——
新教材新高考 物质的量及应用1.明确新高考对阿伏加德罗常数的考查角度
典例突破1(2022辽宁卷,3)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.1.8 g 18O中含有的中子数为NAB.28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NAC.标准状况下,22.4 L HCl气体中H+数目为NAD.pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NA
典例突破2(2022湖北重点学校联考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.标准状况下,11.2 L乙酸中含氢原子数目为2NAB.6.0 g SiO2晶体中所含硅氧键数目约为 g 60%的乙酸溶液中,其中sp3杂化的氧原子数为NAD.用惰性电极电解1 L 0.2 ml·L-1 AgNO3溶液,当两极产生气体的物质的量相等时,电路中通过电子数为0.4NA
答案 D解析 标准状况下,乙酸不是气体,11.2 L乙酸的物质的量不是0.5 ml,不能确定含有的H原子数,A错误;1 ml SiO2晶体含4 ml硅氧键,6.0 g SiO2为0.1 ml,则所含硅氧键数目约为0.4NA,B错误;100 g 60%的乙酸溶液中含1 ml 乙酸,1 ml乙酸中sp3杂化的氧原子数为NA,水分子中也含有sp3杂化的氧原子,故溶液中sp3杂化的氧原子数大于NA,C错误;电解时阳极电极反应式为4OH--4e- ══ 2H2O+O2↑,阴极电极反应式为Ag++e- ══ Ag、2H++2e- ══ H2↑,当两极产生气体的物质的量相等时,电路中通过的电子数为0.4NA,D正确。
2.熟知溶液配制中的三个考查点(1)选取容量瓶时,要遵循“大而近”的原则,根据配制溶液的体积,确定容量瓶的规格。(2)结合实验步骤选择实验仪器,称取固体药品使用天平,量取浓溶液需用量筒;溶解(或稀释)使用烧杯、玻璃棒,转移溶液需用容量瓶,定容时需要胶头滴管。(3)仪器的合理使用:溶解固体时烧杯和玻璃棒、转移液体时玻璃棒、定容操作时胶头滴管等。
典例突破3(2022辽宁鞍山模拟)如图是配制一定物质的量浓度溶液的过程示意图。下列说法错误的是( )
A.配制100 mL 1.0 ml·L-1的Na2CO3溶液,操作1烧杯中应放入10.6 g Na2CO3固体B.操作2是将恢复至常温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中C.操作4是滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切D.操作5中,定容摇匀后发现凹液面低于刻度线,要继续加水至凹液面与刻度线相切
答案 D解析 配制100 mL 1.0 ml·L-1的Na2CO3溶液,需要溶质的物质的量n(Na2CO3)=1.0 ml·L-1×0.1 L=0.1 ml,则m(Na2CO3)=0.1 ml×106 g·ml-1 =10.6 g,A正确;用容量瓶配制溶液要求是在室温下,则操作2是将恢复至常温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中,B正确;操作4是定容,向容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1~2 cm时改用胶头滴管滴加,滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切,C正确;操作5中,定容摇匀后发现凹液面低于刻度线,继续加水至凹液面与刻度线相切,待颈部液体回流后,体积偏大,溶液浓度偏低,D错误。
新材料新情境 抗击新冠疫情与消毒剂的使用新材料 新型冠状病毒肺炎疫情对人们的生活造成了较大影响。常用的消毒剂可以快速灭活环境中的新冠病毒,包括氯系消毒剂(“84”消毒液、漂白粉)、醇类消毒剂(一定浓度的乙醇溶液)、过氧化物[H2O2、过氧乙酸( )]等。
判断(1)200 mL 1.0 ml·L-1 H2O2溶液中含有氢原子数为0.4NA。( )(2)常温常压下,76 g过氧乙酸分子中含有过氧键(O—O)的数目为NA。 ( )
典例突破4(2022辽宁协作体联考)为抗击新冠肺炎疫情,可用“84”消毒液对环境消毒。“84”消毒液与“洁厕灵”混用时易发生反应引起中毒,若反应为Na35ClO+2H37Cl ══ NaCl+Cl2↑+H2O。下列说法正确的是( )A.0.5 ml·L-1 NaClO溶液中含ClO-数目小于0.5NAB.标准状况下,11.2 L水中含有共价键数目为NAC.理论上,上述反应生成的1 ml Cl2含有的中子数为38NAD.上述反应中生成的Cl2的摩尔质量是71 g·ml-1
答案 C解析 题目未指明NaClO溶液的体积,无法确定含有ClO-的数目,A错误;标准状况下,水是非气体,11.2 L水不是0.5 ml,故含有共价键数目不是NA,B错误;生成物Cl2是35Cl37Cl,则1 ml Cl2含有的中子数为(18+20)NA=38NA,C正确;氧化剂是Na35ClO,还原剂是H37Cl,二者发生价态“归中反应”生成Cl2,则Cl2的摩尔质量为72 g·ml-1,D错误。
典例突破5(2022江苏七市联考)预防“新冠肺炎”可用0.3%的过氧乙酸( )溶液进行喷雾消毒。设NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )A.pH=3的过氧乙酸溶液中含H+的数目为10-3NAB.1 L 0.1 ml·L-1过氧乙酸的水溶液中含氧原子数为 g CH3COOOH中含有的共用电子对数目为9NAD.NA个CH3COOOH分子完全分解可生成1 ml CH3COOH和11.2 L O2
答案 C解析 题目未指明pH=3的过氧乙酸溶液的体积,不能计算含有的H+数目,A错误;1 L 0.1 ml·L-1过氧乙酸的水溶液中含0.1 ml过氧乙酸,由于水中也含氧原子,故含有氧原子数大于0.3NA,B错误;76 g CH3COOOH的物质的量为1 ml,含有的共用电子对数目为9NA,C正确;NA个CH3COOOH分子完全分解可生成1 ml CH3COOH和0.5 ml O2,题目未指明是否处于标准状况,D错误。
——突破二 解题篇——
素养命题+题型突破1.阿伏加德罗常数及计算(宏观辨识与微观探析)基于物质的量,从微观角度定量认识物质的组成、结构、性质和变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算,从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
典例突破1(2022福建莆田模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A.标准状况下,11.2 L一氯甲烷中含有的氯原子数为0.5NAB.标准状况下,11.2 L O2参与反应转移的电子数一定为2NAC.100 g质量分数为17%的H2O2溶液中极性键数目为NAD.常温下,1 L 0.1 ml·L-1 Na2C2O4溶液中含 的数目为0.1NA
答案 A解析 CH3Cl在标准状况下为气体,标准状况下11.2 L CH3Cl的物质的量为0.5 ml,含有氯原子的物质的量为0.5 ml,A正确。若氧气参与反应时氧元素由0价转化成-2价,标准状况下11.2 L氧气参与反应转移电子的物质的量为2 ml;若氧元素由0价转化为-1价,则标准状况下11.2 L氧气参与反应转移电子物质的量为1 ml,如金属钠与氧气反应生成Na2O2,B错误。过氧化氢溶液中含有极性键的物质除H2O2外,还有H2O,C错误。 在水溶液中发生水解,故1 L 0.1 ml·L-1 Na2C2O4溶液中含 的数目小于0.1NA,D错误。
方法点拨从近三年高考试题来看,阿伏加德罗常数及其应用仍是新高考命题的热点,解题的关键点:(1)分析题目中概念的层次,抓住题目中的关键词,研究对象包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、反应转移电子、化学键数目等。(2)分析各选项中的附加条件求出n(较大粒子),再结合物质的组成、结构及反应确定n(较小粒子),最后结合关系式“N=n×NA”计算出较小粒子的数目。
针对训练1(2022吉林白山模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值。溴蒸气与氨气相遇产生“白烟”,化学方程式为8NH3+3Br2 ══ N2+6NH4Br。下列说法正确的是( )A.生成14 g N2时,反应中作为还原剂的分子数目为4NAB.标准状况下,11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为NAC.0.5 ml·L-1的NH4Br溶液中含有Br-的数目为0.5NAD.当生成29.4 g NH4Br时,消耗NH3分子的数目为0.4NA
答案 D解析 14 g N2即0.5 ml N2,由方程式可知,生成0.5 ml N2时,被氧化的氨气的物质的量是1 ml,反应中还原剂的分子数目为NA,A错误;标准状况下Br2是液体,11.2 L Br2的物质的量不是0.5 ml,B错误;没有给出溶液的体积,不能计算0.5 ml·L-1的NH4Br溶液中含有Br-的数目,C错误;29.4 g NH4Br的物质的量为 ,当生成0.3 ml NH4Br时,消耗NH3分子的数目为0.4NA,D正确。
2.有关物质的量浓度的计算(宏观辨识与微观探析)基于物质的量浓度认识溶液的组成及其变化,能进行相关的简单计算;建构以物质的量为中心的转化关系,感受宏观与微观相结合的思想,从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系。
典例突破2(2022河北衡水调研)某营养液中含有KCl、K2SO4、NaCl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL该营养液加水稀释,测得Na+的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙曲线所示。下列判断错误的是( )
A.图甲中X是B.图乙中m=8.0C.营养液中NaCl与K2SO4的物质的量之比为2∶1D.营养液中KCl的浓度一定为2.0 ml·L-1
答案 D解析 取200 mL该营养液加水稀释,由图乙可得,m ml·L-1×0.2 L=1.6 ml·L-1×1 L,则有m=8.0,即该营养液中c(Na+)=8.0 ml·L-1,B正确;图甲中X的浓度为4.0 ml·L-1,则X是 ,A正确;营养液中,n(NaCl)=8.0 ml·L-1×V L=8.0V ml(V为营养液的体积),n(K2SO4)=4.0 ml·L-1×V L=4.0V ml,则其物质的量之比为2∶1,C正确;营养液中若c(K2SO4)=c( )=4.0 ml·L-1,则由K2SO4提供的c(K+)=8.0 ml·L-1,图甲中c(K+)=9.0 ml·L-1,推知c(KCl)=9.0 ml·L-1-8.0 ml·L-1=1.0 ml·L-1,D错误。
方法点拨有关物质的量浓度的计算是化学定量计算的基础,解答此类问题要注意:(1)分析题中提供的数据,选择合适的计算依据,确定依据定义式、换算关系还是稀释定律。(2)计算溶液中某种离子的浓度时,要注意电荷守恒规律的应用,即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
针对训练2(2022湖南师大附中月考)在0.1 L由NaCl、MgCl2、BaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度大小如图所示,下列对该溶液成分说法不正确的是( )
A.NaCl的物质的量为0.1 mlB.溶质MgCl2的质量为4.75 gC.该混合液中BaCl2的物质的量为0.05 mlD.将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Na+的物质的量浓度为0.5 ml·L-1
答案 D解析 由图可知,Na+、Mg2+、Cl-的物质的量浓度分别为1.0 ml·L-1、0.5 ml·L-1和3.0 ml·L-1,则0.1 L 该混合液中含有NaCl为1.0 ml·L-1×0.1 L =0.1 ml,A正确;含MgCl2的物质的量为0.5 ml·L-1×0.1 L=0.05 ml,其质量为0.05 ml×95 g·ml-1=4.75 g,B正确;据电荷守恒可得: c(Na+)+2c(Mg2+)+2c(Ba2+)=c(Cl-),则有1.0 ml·L-1+0.5 ml·L-1×2 +2c(Ba2+)=3.0 ml·L-1,c(Ba2+)=0.5 ml·L-1,故该混合液中含有BaCl2的物质的量为0.5 ml·L-1×0.1 L=0.05 ml,C正确;据“稀释定律”可得:0.1 L×1.0 ml·L-1=1 L×c(Na+),c(Na+)=0.1 ml·L-1,D错误。
——突破三 热点专攻——
高考必备1.命题分析近三年中,高考试题在化工流程题、化学实验综合题中考查实验数据的处理,常用于测定产品的纯度等,涉及“关系式法”“守恒法”“热重分析法”等方法的应用,要求基于实验数据对物质的组成、结构及其变化进行定量分析与计算,考查实践操作能力群中数据处理能力、信息转化能力等。2.守恒法利用守恒法计算物质含量,其关键是建立关系式,一般途径有两种:(1)依据多个反应方程式,根据某物质(或元素)确定关系式。(2)根据守恒关系(如原子守恒、得失电子守恒等)确定关系式。
3.关系式法“关系式”是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,可以将最初反应物与最终生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。(1)连续滴定:第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量。(2)过量返滴:第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所消耗物质的物质的量。
4.热重分析法(1)“热重曲线”(如图)是指使用热天平记录的曲线,纵坐标为试样质量或残留率,横坐标为温度或时间。通过对热重曲线的分析,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。
(2)图中T1为起始温度,T5为终止温度。对于含有结晶水的某固体M·xH2O热分解反应的过程主要有两个变化阶段:T1→T2为固体失去结晶水的过程;T3→T4为M固体分解的过程。对于具体的图像可以发生分步反应失去结晶水或M固体分解生成多种物质。(3)M固体可能为盐或氧化物,随着温度的升高,继续分解可能失去一些挥 发性的物质,如NH3、CO2、CO等气体,而金属一般以化合态残留在最终产物中。
真题感悟1.(2022全国乙卷,11)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是( )
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B.最高价氧化物的水化物酸性:Y
解析 (1)称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷却至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3,则水的质量是(m2-m3) g,故胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为
考向预测1.(关系式法的应用)(2022广东梅州模拟)FeSO4·7H2O样品的纯度可通过滴定法进行测定,实验步骤如下:步骤1:称取5.800 g绿矾产品,经溶解、在容量瓶中定容等步骤准确配制250 mL溶液。步骤2:从上述容量瓶中量取25.00 mL待测溶液置于锥形瓶中。步骤3:用硫酸酸化的0.010 0 ml·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,记录消耗KMnO4溶液的体积。步骤4:重复步骤2、步骤3两次。
(1)步骤2量取溶液所用仪器是 。 (2)数据处理:
计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 (保留两位小数)。
答案 (1)酸式滴定管(或移液管) (2)95.86%解析 (1)硫酸亚铁水解使溶液显酸性,步骤2量取硫酸亚铁样品溶液所用仪器是酸式滴定管(或移液管)。(2)第1、2、3次所消耗标准溶液的体积分别为39.99 mL、40.01 mL、39.00 mL,第3次数据误差较大舍去,则平均消耗标准溶液的体积为40.00 mL;根据得失电子守恒可得关系式:KMnO4~5FeSO4·7H2O,则样品中FeSO4·7H2O的物质的量为40.00×10-3 L×0.010 0 ml·L-1×5× =0.02 ml,则样品中FeSO4·7H2O的质量分数为
2.(热重分析法的应用)(2022辽宁师大附中模拟)0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。请回答下列问题:
(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式 。 (2)取270 ℃所得样品,在570 ℃时灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为 ,其存在的最高温度是 。
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