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鲁科版 (2019)必修 第一册第1章 认识化学科学本章综合与测试多媒体教学ppt课件
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第1章 认识化学科学本章综合与测试多媒体教学ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了内容索引，知识回顾，重难突破，Na2O2的性质，氯气的性质，物质的量，物质的量相关概念，深化拓展，答案B，答案C等内容，欢迎下载使用。
一、钠和Na2O2的性质
物质的量 相关概念
典例1(2020山东临沂第十九中学高一质量检测)Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。(1)Na2O2具有氧化性,可以与SO2反应生成硫酸钠,写出该反应的化学方程式: 。 (2)Na2O2与CO2反应可以产生氧气,某同学通过下列装置验证Na2O2能否与CO2反应(图中铁架台等装置已略去)。
①装置A的名称是 ,A中的固体为 ,装置B中试剂的作用为 。 ②若Na2O2能与CO2反应,则装置C中的现象是 。
(3)碱石灰是干燥剂,在a处收集气体,检测发现该气体中几乎都是CO2气体(过氧化钠足量),则说明过氧化钠与CO2气体不反应。该同学查阅相关文献,然后撤掉装置B,其他都保留(包括试剂),连接好装置后再次进行实验,重新收集气体检测,发现得到的气体几乎都是氧气,该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要有 存在。 (4)将一定量的Na2O2固体投入含有下列离子的溶液中: 、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有(不考虑溶液体积的变化) (填离子符号)。
答案 (1)Na2O2+SO2==Na2SO4(2)①锥形瓶 碳酸钠(合理即可) 干燥二氧化碳气体 ②淡黄色固体变成白色固体(3)水 (4)N
解析 (1)Na2O2与SO2反应生成硫酸钠,该反应的化学方程式为Na2O2+SO2==Na2SO4。(2)①装置A的名称是锥形瓶;硫酸与碳酸钠固体反应产生的二氧化碳气体中混有少量水蒸气,因此需用浓硫酸进行干燥,所以装置B中试剂的作用为干燥二氧化碳气体;②Na2O2为淡黄色固体,能与CO2发生反应生成白色碳酸钠固体,则装置C中的现象是淡黄色固体变成白色固体。
(3)根据信息可知,过氧化钠与CO2气体不反应,然后撤掉装置B,不再用浓硫酸吸收水蒸气,其他都保留(包括试剂),连接好装置后再次进行实验,重新收集气体检测,发现得到的气体几乎都是氧气,该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要有水存在。(4)Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,NaOH能与NaHCO3发生反应生成
典例2(1)某化工厂用氯气与石灰乳生产漂白粉,该漂白粉出厂产品说明书如下:
使用说明【主要成分】次氯酸钙、氯化钙。【用途用量】取漂白粉2至3 g,水1 000 g,配成溶液,将病人用具浸泡其中5至10分钟。如需要,浓度可提高,时间可延长。【注意事项】密封避光保存于阴凉处,随配随用,有腐蚀性,少与手接触。
①漂白粉长期露置在空气中会变质,写出漂白粉变质过程中涉及反应的化学方程式: ; 。
②某实验室研究员将完全变质后的漂白粉溶于水,向其中加入足量稀硝酸,收集到标准状况下448 mL气体,则该漂白粉中所含有效成分的质量为 (假设漂白粉中的其他成分不与硝酸反应)。 (2)将14 g Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应后,生成标准状况下的气体1.12 L,所得溶液的体积为400 mL。试计算:原混合物中Na2O的质量为 ,所得溶液中Na+的物质的量为 。
答案 (1)①Ca(ClO)2+H2O+CO2==CaCO3+2HClO 2HClO 2HCl+O2↑ ②2.86 g(2)6.2 g 0.4 ml
解析 (1)①漂白粉长期露置在空气中会与空气中的水和二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙,且次氯酸不稳定,见光易分解。②漂白粉完全变质后其中的有效成分Ca(ClO)2会转化为CaCO3,加入硝酸会发生反应:CaCO3+2HNO3==Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,收集到的二氧化碳的物质的量为 ml=0.02 ml;根据方程式中的关系可知,消耗碳酸钙的物质的量为0.02 ml,则Ca(ClO)2的物质的量为0.02 ml,其质量为0.02 ml×143 g·ml-1=2.86 g。
(2)将Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中发生反应:2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑、Na2O+H2O==2NaOH,生成的氧气的物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml-1=0.05 ml,则n(Na2O2)=0.05 ml×2=0.1 ml,m(Na2O2)=0.1 ml×78 g·ml-1=7.8 g,m(Na2O)=14 g-7.8 g=6.2 g,则n(Na2O)= =0.1 ml;所得溶液中n(Na+)=2n(Na2O2)+2n(Na2O)=2×(0.1 ml+0.1 ml)=0.4 ml。
1.钠及其几种重要化合物(1)钠的几种重要化合物的化学性质。
(2)有关Na2O2与CO2、H2O反应中的几个重要关系。①物质的量的关系。无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,参与反应的CO2或H2O与放出的O2的物质的量之比为2∶1。②气体体积关系。若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量或原混合气体体积的 即为生成氧气的体积。
2.氯及其化合物的性质
变式训练1(2020云南玉溪景东一中高一检测)为了证明在实验室制备得到的Cl2中会混有HCl,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答下列问题(已知湿润的淀粉KI试纸遇Cl2能显蓝色)。
(1)请根据甲同学的示意图,所需实验装置从左至右的连接顺序应为②→ 。 (2)装置②中主要玻璃仪器的名称分别是 、 、 。 (3)装置③中Cu的作用是 (用化学方程式表示)。 (4)乙同学认为甲同学的实验设计仍然存在缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为此,乙同学提出气体通入装置①之前,要加装一个检验装置⑤,以证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。你认为装置⑤中应放入 。
(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置,只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换成紫色石蕊溶液,如果观察到 的现象,则证明制Cl2时有HCl挥发出来。
答案 (1)④→③→①(2)圆底烧瓶 分液漏斗 酒精灯(3)Cu+Cl2 CuCl2(4)湿润的淀粉KI试纸(5)溶液只变红,不褪色
解析 (1)实验的目的是证明实验室制备的氯气中含有氯化氢,所以先制备氯气,然后除去氯气中的水蒸气,再除去氯气,最后检验氯化氢,可以用浓硫酸除水,用铜除去氯气,用硝酸银溶液检验氯化氢,所以顺序为②④③①。(2)装置②是制备氯气的装置,玻璃仪器有圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯。
(3)铜和氯气反应生成氯化铜,化学方程式为Cu+Cl2 CuCl2。(4)①装置是为了检验氯化氢气体,为了确保实验结论的可靠性应排除氯气的干扰,在③吸收氯气之后要检验氯气是否已被完全除去,根据已知信息可以用湿润的淀粉KI试纸,若淀粉KI试纸变蓝,说明还有氯气,若试纸不变蓝,则说明氯气已被完全除去。(5)若把硝酸银溶液改为紫色石蕊溶液,氯化氢溶于水显酸性,会使石蕊变红,但有氯气时会先变红后褪色,若溶液只变红,不褪色,说明只有氯化氢气体,没有氯气。
典例3(2020江西南昌第二中学高一月考)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )A.充入的CO分子数比CO2分子数少B.甲容器的体积比乙容器的体积小C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
答案 D解析 相同质量的气体其物质的量之比等于其摩尔质量的反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28 g·ml-1、44 g·ml-1,所以二者的物质的量之比为44 g·ml-1∶28 g·ml-1=11∶7,二者的分子数之比等于其物质的量之比为11∶7,所以CO的分子数多,A错误;相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以甲的体积比乙大,B错误;温度和压强相等时,其气体摩尔体积相等,C错误;相同条件下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小,D正确。
方法总结1.阿伏加德罗定律阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子(即“四同”)。可简记为“三同定一同”,即对气体来说,温度、压强、体积、分子数(物质的量)四个量中,每有三个量相同,则第四个量必相同。
2.阿伏加德罗定律的推论主要推论可归纳为 “三正比,一反比”
变式训练2(2020河北邯郸高一期中)X、Y、Z三种气体的相对分子质量关系为Mr(X)
典例4(1)某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·ml-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数的值为NA,则:①该气体在标准状况下的体积为 L。 ②该气体在标准状况下的密度为 g·L-1。 ③该气体所含的原子总数为 。 ④该气体一个分子的质量为 g。 (2)标准状况下,1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L。该气体的摩尔质量是 。
方法总结化学计算常常是先借助化学知识寻找已知量与未知量之间的数量关系,然后运算求解。在解题的过程中,若根据条件找出已知量与未知量之间的物质的量关系,就可使复杂的问题简单化。其解题方法是依据变化前后某一粒子物质的量保持不变,列出守恒关系求解。1.物质的量是联系宏观量(如质量、体积)与微观量(如粒子数目)的桥梁和纽带,是计算的核心。解答时,要理清它们之间的关系。
2.要紧紧抓住“物质的量”这个计算的核心。牢固建立“把其他物理量转化为物质的量”这一思维模式,充分利用下列“万能恒等式”及其变形,进行各量的相互求算。
式中n为物质的量,单位为ml;m为物质的质量,单位为g;M为摩尔质量,单位为g·ml-1;V(g)为气体体积,单位为L;Vm为气体摩尔体积,单位为L·ml-1;N为粒子个数;NA为阿伏加德罗常数,单位为ml-1;x为饱和溶液的质量,单位为g;S为溶解度,单位为g;c为物质的量浓度,单位为ml·L-1;V(aq)为溶液体积,单位为L。
变式训练3标准状况下,将a L H2和Cl2的混合气体点燃,充分反应后,将混合气体通入含b ml NaOH的热溶液中,气体恰好被完全吸收,NaOH无剩余,测得反应后溶液中含NaCl、NaClO和NaClO3,且三者物质的量之比为8∶1∶1,则原混合气体中H2的物质的量为( )
解析 根据质量守恒,结合题意可知反应后溶液中的“Na原子”的物质的量等于NaCl、NaClO和NaClO3三者的物质的量之和,也等于混合气体中“氯原子”的物质的量,所以原混合气体中氯气的物质的量
典例5有CO2和O2的混合气体100 mL,通入足量的Na2O2后,体积变为60 mL,则原混合气体中O2的体积为多少?
解 利用差量法:2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2 ΔV 2 1V(CO2) 100 mL-60 mL
则原混合气体中的V(O2)=100 mL-80 mL=20 mL。答:原混合气体中O2的体积为20 mL。
方法总结1.根据化学方程式进行有关物质的量的计算方法(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出相关物质的化学计量数之比。(3)对应化学计量数,找出相关物质的物质的量。(4)列出比例式进行计算。
2.关系式法化学计算的依据是物质之间量的比例关系,这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中得到。但对复杂的问题,如已知物与待求物之间是靠多个反应相联系,这时就需直接确定已知量与未知量之间的比例关系,即“关系式”。对于多步反应的计算,利用“关系式”更为简便。“关系式”有多种,常见的有:质量或质量分数关系式、物质的量或粒子数关系式、气体体积的关系式等。确定已知量与未知量之间的关系式的一般方法有如下两种。
(1)根据化学方程式确定关系式:先写出化学方程式,然后再根据需要从方程式中提炼出某些关系。如MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,可得如下关系:4HCl~Cl2。(2)在Na与H2O或酸的反应中,根据守恒原理确定关系式:2Na~H2。
3.差量法差量法是根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出所谓的“理论差量”。如反应前后的质量、气体体积、物质的量、气体压强、反应过程中的热量变化等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变的计算方法。解此类题的关键是根据题意确定“理论差量”,再根据题目提供的“实际差量”列出比例式,然后求解。
4.过量问题的计算物质发生的化学反应按一定量的关系进行,但题中若给出两种或两种以上反应物的量,解此类题应当先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物质去求解。(1)写出反应的化学方程式。(2)判断哪一种反应物过量。(3)根据不足量的物质求解。
变式训练4为了检验某NaHCO3、Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数,现将m1 g样品加热,其质量变为m2 g。已知加热时发生的反应为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,则NaHCO3的质量分数是 。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm2×84 106 2×84-106m1·w(NaHCO3) m1-m2
变式训练5向某硝酸银溶液中逐滴加入密度为1.10 g·mL-1的盐酸,恰好完全反应时,过滤所得沉淀的质量恰好与盐酸的质量相等。求盐酸的质量分数和物质的量浓度。
答案 25.44% 7.7 ml·L-1
解析 题中发生反应的化学方程式为AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO336.5 g143.5 g
一、钠和Na2O2的性质
物质的量 相关概念
典例1(2020山东临沂第十九中学高一质量检测)Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。(1)Na2O2具有氧化性,可以与SO2反应生成硫酸钠,写出该反应的化学方程式: 。 (2)Na2O2与CO2反应可以产生氧气,某同学通过下列装置验证Na2O2能否与CO2反应(图中铁架台等装置已略去)。
①装置A的名称是 ,A中的固体为 ,装置B中试剂的作用为 。 ②若Na2O2能与CO2反应,则装置C中的现象是 。
(3)碱石灰是干燥剂,在a处收集气体,检测发现该气体中几乎都是CO2气体(过氧化钠足量),则说明过氧化钠与CO2气体不反应。该同学查阅相关文献,然后撤掉装置B,其他都保留(包括试剂),连接好装置后再次进行实验,重新收集气体检测,发现得到的气体几乎都是氧气,该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要有 存在。 (4)将一定量的Na2O2固体投入含有下列离子的溶液中: 、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有(不考虑溶液体积的变化) (填离子符号)。
答案 (1)Na2O2+SO2==Na2SO4(2)①锥形瓶 碳酸钠(合理即可) 干燥二氧化碳气体 ②淡黄色固体变成白色固体(3)水 (4)N
解析 (1)Na2O2与SO2反应生成硫酸钠,该反应的化学方程式为Na2O2+SO2==Na2SO4。(2)①装置A的名称是锥形瓶;硫酸与碳酸钠固体反应产生的二氧化碳气体中混有少量水蒸气,因此需用浓硫酸进行干燥,所以装置B中试剂的作用为干燥二氧化碳气体;②Na2O2为淡黄色固体,能与CO2发生反应生成白色碳酸钠固体,则装置C中的现象是淡黄色固体变成白色固体。
(3)根据信息可知,过氧化钠与CO2气体不反应,然后撤掉装置B,不再用浓硫酸吸收水蒸气,其他都保留(包括试剂),连接好装置后再次进行实验,重新收集气体检测,发现得到的气体几乎都是氧气,该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要有水存在。(4)Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,NaOH能与NaHCO3发生反应生成
典例2(1)某化工厂用氯气与石灰乳生产漂白粉,该漂白粉出厂产品说明书如下:
使用说明【主要成分】次氯酸钙、氯化钙。【用途用量】取漂白粉2至3 g,水1 000 g,配成溶液,将病人用具浸泡其中5至10分钟。如需要,浓度可提高,时间可延长。【注意事项】密封避光保存于阴凉处,随配随用,有腐蚀性,少与手接触。
①漂白粉长期露置在空气中会变质,写出漂白粉变质过程中涉及反应的化学方程式: ; 。
②某实验室研究员将完全变质后的漂白粉溶于水,向其中加入足量稀硝酸,收集到标准状况下448 mL气体,则该漂白粉中所含有效成分的质量为 (假设漂白粉中的其他成分不与硝酸反应)。 (2)将14 g Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应后,生成标准状况下的气体1.12 L,所得溶液的体积为400 mL。试计算:原混合物中Na2O的质量为 ,所得溶液中Na+的物质的量为 。
答案 (1)①Ca(ClO)2+H2O+CO2==CaCO3+2HClO 2HClO 2HCl+O2↑ ②2.86 g(2)6.2 g 0.4 ml
解析 (1)①漂白粉长期露置在空气中会与空气中的水和二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙,且次氯酸不稳定,见光易分解。②漂白粉完全变质后其中的有效成分Ca(ClO)2会转化为CaCO3,加入硝酸会发生反应:CaCO3+2HNO3==Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,收集到的二氧化碳的物质的量为 ml=0.02 ml;根据方程式中的关系可知,消耗碳酸钙的物质的量为0.02 ml,则Ca(ClO)2的物质的量为0.02 ml,其质量为0.02 ml×143 g·ml-1=2.86 g。
(2)将Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中发生反应:2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑、Na2O+H2O==2NaOH,生成的氧气的物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml-1=0.05 ml,则n(Na2O2)=0.05 ml×2=0.1 ml,m(Na2O2)=0.1 ml×78 g·ml-1=7.8 g,m(Na2O)=14 g-7.8 g=6.2 g,则n(Na2O)= =0.1 ml;所得溶液中n(Na+)=2n(Na2O2)+2n(Na2O)=2×(0.1 ml+0.1 ml)=0.4 ml。
1.钠及其几种重要化合物(1)钠的几种重要化合物的化学性质。
(2)有关Na2O2与CO2、H2O反应中的几个重要关系。①物质的量的关系。无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,参与反应的CO2或H2O与放出的O2的物质的量之比为2∶1。②气体体积关系。若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量或原混合气体体积的 即为生成氧气的体积。
2.氯及其化合物的性质
变式训练1(2020云南玉溪景东一中高一检测)为了证明在实验室制备得到的Cl2中会混有HCl,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答下列问题(已知湿润的淀粉KI试纸遇Cl2能显蓝色)。
(1)请根据甲同学的示意图,所需实验装置从左至右的连接顺序应为②→ 。 (2)装置②中主要玻璃仪器的名称分别是 、 、 。 (3)装置③中Cu的作用是 (用化学方程式表示)。 (4)乙同学认为甲同学的实验设计仍然存在缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为此,乙同学提出气体通入装置①之前,要加装一个检验装置⑤,以证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。你认为装置⑤中应放入 。
(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置,只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换成紫色石蕊溶液,如果观察到 的现象,则证明制Cl2时有HCl挥发出来。
答案 (1)④→③→①(2)圆底烧瓶 分液漏斗 酒精灯(3)Cu+Cl2 CuCl2(4)湿润的淀粉KI试纸(5)溶液只变红,不褪色
解析 (1)实验的目的是证明实验室制备的氯气中含有氯化氢,所以先制备氯气,然后除去氯气中的水蒸气,再除去氯气,最后检验氯化氢,可以用浓硫酸除水,用铜除去氯气,用硝酸银溶液检验氯化氢,所以顺序为②④③①。(2)装置②是制备氯气的装置,玻璃仪器有圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯。
(3)铜和氯气反应生成氯化铜,化学方程式为Cu+Cl2 CuCl2。(4)①装置是为了检验氯化氢气体,为了确保实验结论的可靠性应排除氯气的干扰,在③吸收氯气之后要检验氯气是否已被完全除去,根据已知信息可以用湿润的淀粉KI试纸,若淀粉KI试纸变蓝,说明还有氯气,若试纸不变蓝,则说明氯气已被完全除去。(5)若把硝酸银溶液改为紫色石蕊溶液,氯化氢溶于水显酸性,会使石蕊变红,但有氯气时会先变红后褪色,若溶液只变红,不褪色,说明只有氯化氢气体,没有氯气。
典例3(2020江西南昌第二中学高一月考)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )A.充入的CO分子数比CO2分子数少B.甲容器的体积比乙容器的体积小C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
答案 D解析 相同质量的气体其物质的量之比等于其摩尔质量的反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28 g·ml-1、44 g·ml-1,所以二者的物质的量之比为44 g·ml-1∶28 g·ml-1=11∶7,二者的分子数之比等于其物质的量之比为11∶7,所以CO的分子数多,A错误;相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以甲的体积比乙大,B错误;温度和压强相等时,其气体摩尔体积相等,C错误;相同条件下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小,D正确。
方法总结1.阿伏加德罗定律阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子(即“四同”)。可简记为“三同定一同”,即对气体来说,温度、压强、体积、分子数(物质的量)四个量中,每有三个量相同,则第四个量必相同。
2.阿伏加德罗定律的推论主要推论可归纳为 “三正比,一反比”
变式训练2(2020河北邯郸高一期中)X、Y、Z三种气体的相对分子质量关系为Mr(X)
典例4(1)某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·ml-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数的值为NA,则:①该气体在标准状况下的体积为 L。 ②该气体在标准状况下的密度为 g·L-1。 ③该气体所含的原子总数为 。 ④该气体一个分子的质量为 g。 (2)标准状况下,1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L。该气体的摩尔质量是 。
方法总结化学计算常常是先借助化学知识寻找已知量与未知量之间的数量关系,然后运算求解。在解题的过程中,若根据条件找出已知量与未知量之间的物质的量关系,就可使复杂的问题简单化。其解题方法是依据变化前后某一粒子物质的量保持不变,列出守恒关系求解。1.物质的量是联系宏观量(如质量、体积)与微观量(如粒子数目)的桥梁和纽带,是计算的核心。解答时,要理清它们之间的关系。
2.要紧紧抓住“物质的量”这个计算的核心。牢固建立“把其他物理量转化为物质的量”这一思维模式,充分利用下列“万能恒等式”及其变形,进行各量的相互求算。
式中n为物质的量,单位为ml;m为物质的质量,单位为g;M为摩尔质量,单位为g·ml-1;V(g)为气体体积,单位为L;Vm为气体摩尔体积,单位为L·ml-1;N为粒子个数;NA为阿伏加德罗常数,单位为ml-1;x为饱和溶液的质量,单位为g;S为溶解度,单位为g;c为物质的量浓度,单位为ml·L-1;V(aq)为溶液体积,单位为L。
变式训练3标准状况下,将a L H2和Cl2的混合气体点燃,充分反应后,将混合气体通入含b ml NaOH的热溶液中,气体恰好被完全吸收,NaOH无剩余,测得反应后溶液中含NaCl、NaClO和NaClO3,且三者物质的量之比为8∶1∶1,则原混合气体中H2的物质的量为( )
解析 根据质量守恒,结合题意可知反应后溶液中的“Na原子”的物质的量等于NaCl、NaClO和NaClO3三者的物质的量之和,也等于混合气体中“氯原子”的物质的量,所以原混合气体中氯气的物质的量
典例5有CO2和O2的混合气体100 mL,通入足量的Na2O2后,体积变为60 mL,则原混合气体中O2的体积为多少?
解 利用差量法:2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2 ΔV 2 1V(CO2) 100 mL-60 mL
则原混合气体中的V(O2)=100 mL-80 mL=20 mL。答:原混合气体中O2的体积为20 mL。
方法总结1.根据化学方程式进行有关物质的量的计算方法(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出相关物质的化学计量数之比。(3)对应化学计量数,找出相关物质的物质的量。(4)列出比例式进行计算。
2.关系式法化学计算的依据是物质之间量的比例关系,这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中得到。但对复杂的问题,如已知物与待求物之间是靠多个反应相联系,这时就需直接确定已知量与未知量之间的比例关系,即“关系式”。对于多步反应的计算,利用“关系式”更为简便。“关系式”有多种,常见的有:质量或质量分数关系式、物质的量或粒子数关系式、气体体积的关系式等。确定已知量与未知量之间的关系式的一般方法有如下两种。
(1)根据化学方程式确定关系式:先写出化学方程式,然后再根据需要从方程式中提炼出某些关系。如MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,可得如下关系:4HCl~Cl2。(2)在Na与H2O或酸的反应中,根据守恒原理确定关系式:2Na~H2。
3.差量法差量法是根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出所谓的“理论差量”。如反应前后的质量、气体体积、物质的量、气体压强、反应过程中的热量变化等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变的计算方法。解此类题的关键是根据题意确定“理论差量”,再根据题目提供的“实际差量”列出比例式,然后求解。
4.过量问题的计算物质发生的化学反应按一定量的关系进行,但题中若给出两种或两种以上反应物的量,解此类题应当先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物质去求解。(1)写出反应的化学方程式。(2)判断哪一种反应物过量。(3)根据不足量的物质求解。
变式训练4为了检验某NaHCO3、Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数,现将m1 g样品加热,其质量变为m2 g。已知加热时发生的反应为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,则NaHCO3的质量分数是 。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm2×84 106 2×84-106m1·w(NaHCO3) m1-m2
变式训练5向某硝酸银溶液中逐滴加入密度为1.10 g·mL-1的盐酸,恰好完全反应时,过滤所得沉淀的质量恰好与盐酸的质量相等。求盐酸的质量分数和物质的量浓度。
答案 25.44% 7.7 ml·L-1
解析 题中发生反应的化学方程式为AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO336.5 g143.5 g
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