第二讲 物质的量在化学实验中的应用(课件)-【大一轮课堂】2024年高考化学大一轮复习课件+习题
展开复习目标:1.了解物质的量浓度及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.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。3.掌握配制一定质量分数和物质的量浓度的溶液的方法。
考点二 配制一定物质的量浓度的溶液
考点三 初步建立化学计算的思维模型
1.物质的量浓度(cB)
对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、溶质质量分数均不变,但所含溶质的______、__________因体积不同而改变。
单位体积溶液里所含溶质B
表示__________________________的物质的量。
cB=________,变形:nB=__________,V= ________。
ml/L或________________。
以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示,也可用小数表示。
(3)溶液体积和溶剂体积关系①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:
(4)同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算①混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)。②混合后溶液体积发生变化时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混= 。③两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。
②两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积和。
3.物质的量浓度计算的三种类型
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算计算公式: c为溶质的物质的量浓度,单位 ml·L-1, ρ为溶液密度,单位 g·cm-3, w为溶质的质量分数, M为溶质的摩尔质量,单位g·ml-1)。
(3)溶液稀释、同种溶质的溶液混合的计算①溶液稀释a.溶质的质量在稀释前后保持不变,即____________________。b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即____________________。c.溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。②同种溶质的溶液混合:混合前后溶质的物质的量保持不变,即:______________________________。
c1V1+c2V2=c混V混
1.1 ml·L-1的NaCl溶液是指此溶液中含有1 ml Na+( )2.从100 mL 5 ml·L-1 H2SO4溶液中取出了10 mL,所得硫酸的物质的量浓度为0.5 ml·L-1( )3.将62 g Na2O溶于水中,配成1 L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1 ml·L-1( )4.0.5 ml·L-1的稀硫酸中,c(H+)为1.0 ml·L-1( )5.将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%( )
3.将3p%的硫酸溶液与同体积的p%的硫酸溶液混合得到q%的稀硫酸,则p、q的 关系正确的是( ) A.q=2pB.q>2p C.q<2pD.无法确定
【教师点拨】同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。(1)等体积混合①当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大,(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)等体积混合后质量分数w>1/2(a%+b%)。②当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小,(如酒精、氨水)等体积混合后,质量分数w<1/2(a%+b%)。
(2)等质量混合两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),则混合后溶液中溶质的质量分数w=1/2(a%+b%)。以上规律可概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
在进行有关物质的量浓度计算或判断时要注意:(1)物质溶于水后溶质是否改变,如:
(2)是否是溶液的体积。
配制一定物质的量浓度的溶液
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、______、________、__________。
2.容量瓶的结构及使用(1)结构及用途
容量瓶在使用前要 ,其操作顺序为装水→盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。
以配制480 mL 1.0 ml·L-1 NaCl溶液为例:
质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制
(1)配制100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入200 mL烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的蒸馏水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。(2)用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的蒸馏水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。
1.用质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84 g·cm-3)配制240 mL 1.84 ml·L-1稀硫酸, 下列操作正确的是( )
A.将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却B.必需的定量仪器有50 mL 量筒、250 mL 容量瓶和托盘天平C.量取浓硫酸的体积为25.0 mLD.先在容量瓶中加入适量水,将量好的浓硫酸注入容量瓶,加水定容
2、某同学在实验室配制500 mL 0.4 ml·L-1的NaCl溶液,他将配制过程按下列6步进行,请你将他的配制过程补充完整。(1)用托盘天平称取______g NaCl固体;(2)将所称取的固体放入______(填仪器名称)中,然后__________________________________________________;(3)将上述溶液注入______________(填仪器名称)中,用少量蒸馏水____________________________________________________;
加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌,
使NaCl固体全部溶解
玻璃棒2~3次,并将洗涤液注入容量瓶
3.(1)从改变溶质的物质的量角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。①配制450 mL 0.1 ml·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g:______。②配制500 mL 0.1 ml·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g:______。
③配制NaOH溶液,用托盘天平称量NaOH时,托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确:______。
④配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒:______。
⑤配制一定物质的量浓度的稀H2SO4溶液时,用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:______。⑥定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线:______。⑦配制一定物质的量浓度溶液时,烧杯及玻璃棒未洗涤:______。
(2)从改变溶液体积角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。①配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容:______。
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:______。③定容时仰视刻度线:______。④定容摇匀后少量溶液外流:________。⑤容量瓶中原有少量蒸馏水:________。
NaOH溶于水放热,导致溶液的体积比室温时大,应恢复至室温后再移液、定容。
(1)仰视容量瓶刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。(2)俯视容量瓶刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量),结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量),根据比例关系建立方程式并求出结果。(2)差量法的解题关键是找准研究对象。 通常有:①固体的质量差,研究对象是固体。 ②气体的质量差,研究对象是气体。 ③液体的质量差,研究对象是液体。
差量法的解题关键是找“差量”。通常有:①质量差。②体积差(气体)。
例 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,请列式计算该样品中Na2CO3的质量分数。
答案 样品加热发生的反应为
168 106 62m(NaHCO3) (w1-w2) g
(1)关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法,一般适用于多步进行的连续反应,因前一个反应的产物是后一个反应的反应物,可以根据中间物质的传递关系,找出原料和最终产物的相应关系式。(2)应用关系式法的思维模型
1.标准状况下,将20 L CO2和CO的混合气体全部通过足量的Na2O2粉末,在相同状况下,气体体积减少到16 L,则原混合气体中CO的体积为A.4 L B.8 L C.12 L D.16 L
混合气体中只有CO2和Na2O2反应,设二氧化碳的体积为V(CO2),2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 ΔV44.8 L 22.4 LV(CO2) (20-16) L44.8 L∶22.4 L=V(CO2)∶(20-16) L,解得V(CO2)=8 L,则V(CO)=(20-8) L=12 L。
(1)关系式法的基本应用200吨含硫40%的黄铁矿,用接触法可以制得95%的硫酸(不考虑中间过程的损耗)的质量为多少吨?
由NH3氧化制NO的转化率为96%,NO转化为HNO3的转化率为92%,现有10 t NH3,总共可以制得63%的HNO3多少吨?
(2)关系式法在滴定计算中的应用硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·ml-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:(1)溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在_______中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的_________中,加蒸馏水至__________________________。
溶液的凹液面与刻度线相切
配制一定物质的量浓度的溶液,应该在烧杯中溶解,冷却至室温后,转移至100 mL的容量瓶中,加水至距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面与刻度线相切。
(2)滴定:取0.009 50 ml·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应: +6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定,发生反应:I2+ === +2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液________________________________________,即为滴定终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为______%(结果保留1位小数)。
蓝色褪去,且半分钟内不恢复成原来的颜色
加入淀粉作指示剂,淀粉遇I2变蓝色,加入的Na2S2O3样品与I2反应,当I2消耗完后,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复成原来的颜色,即为滴定终点。
1 60.009 50 ml·L-1 0.009 50 ml·L-1×0.02 L ×0.02 L×6
守恒法是一种整合的思维方法,运用守恒定律,不纠缠过程细节,只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态(如反应中的原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、化合价升降守恒、能量守恒等)或相互间的关系(如化合物中的化合价规则、电解质溶液中的电中性原则等),从而达到速解、巧解化学试题的目的。1.质量守恒(原子守恒)依据化学反应的实质是原子的重新组合,反应前后各原子的种类和数目保持不变。
例1 28 g铁粉溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,列式计算最终得到的固体质量。
答案 经过一系列反应后,最终得到的固体为Fe2O3,根据铁原子守恒:
2.电荷守恒在离子方程式中,反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。例3 将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200 mL pH=1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液,使Fe3+ 、Al3+刚好沉淀完全,用去NaOH溶液100 mL,则NaOH溶液的浓度为_____________。
3.得失电子守恒(详见热点强化 电子守恒法计算及应用)氧化还原反应中, 元素原子化合价升高的总价数=元素原子化合价降低的总价数即还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
1.下列所得溶液的物质的量浓度为0.1 ml·L-1的是A.将0.1 ml氨充分溶解在1 L水中B.将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合C.将25.0 g胆矾溶于水配成1 L溶液D.将10 mL 1 ml·L-1的盐酸与90 mL水充分混合
2.现有两份体积相同的混合溶液,其组成如下:
则两份溶液中各离子浓度A.仅c(K+)相同 B.仅c(Cl-)相同C.完全相同 D.完全不同
3.在标准状况下,1体积水约溶解700体积氨气,所得溶液密度为0.9 g·cm-3,这种氨水的物质的量浓度和溶质的质量分数分别为A.18.4 ml·L-1 34.7%B.20.4 ml·L-1 38.5%C.18.4 ml·L-1 38.5%D.20.4 ml·L-1 34.7%
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列对0.3 ml·L-1 K2SO4溶液的叙述正确的是 ( )
5.配制250 mL 0.5 ml·L-1的NaOH溶液,在下列仪器中:①量筒、②250 mL容量瓶、③托盘天平和砝码、④500 mL容量瓶、⑤烧杯、⑥玻璃棒、⑦漏斗、⑧药匙、⑨胶头滴管、⑩250 mL烧瓶,需要用到的仪器按使用先后顺序排列正确的是A.⑧③⑤⑥②⑨ B.②③⑦⑤⑥C.②⑤⑦⑥① D.④③⑦⑤⑥
6.(得失电子守恒)(1)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
“氧化”中欲使3 ml的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为____ml。(2)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为______(计算结果保留两位小数)。
1.(2022·全国乙卷)由CuSO4·5H2O配制已知浓度的CuSO4溶液,下列仪器中不需 要的是________(填仪器名称)。`
答案 分液漏斗、球形冷凝管解析 由CuSO4·5H2O配制已知浓度的CuSO4溶液,称量CuSO4·5H2O的质量用到天平;溶解固体用到烧杯;加水用到量筒,故不需要的是分液漏斗、球形冷凝管。
2.(2022·浙江6月选考,27)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=+1.8×102 kJ·ml-1,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成CO2,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的CO2最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为30 kJ·g-1(假设焦炭不含杂质)。请回答:(1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO390%,杂质不参与反应),需要投料______kg焦炭。
(2)每生产106 kg纯碱,同时可获得__________________________kg CaO(列式计算)。
3.(2020·全国卷Ⅰ)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)。
答案 烧杯、量筒、托盘天平解析 由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L-1FeSO4溶液的步骤为计算、称量、溶解并冷却至室温、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签,由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L-1FeSO4溶液需要的仪器有药匙、托盘天平、合适的量筒、烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、胶头滴管。
4.(2022·全国甲卷,11)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.25 ℃,101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NAB.2.0 L 1.0 ml·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NAC.0.20 ml苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NAD.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.10NA
5.(2019·北京,26改编)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a ml·L-1 KBrO3标准溶液。Ⅱ.取v1 mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色。Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水。Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI。Ⅴ.用b ml·L-1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。
第三讲 物质的组成、性质和分类(课件)-【大一轮课堂】2024年高考化学大一轮复习课件+习题: 这是一份第三讲 物质的组成、性质和分类(课件)-【大一轮课堂】2024年高考化学大一轮复习课件+习题,共48页。PPT课件主要包含了复习目标,物质的组成与分类,物质的性质与变化,思维在线,分散系及其分类,传统国粹,真题验收制胜高考等内容,欢迎下载使用。
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