2023届高考化学二轮总复习广西专版课件 第一部分 专题整合高频突破 专题一 基本概念和基本原理 第1讲 化学常用计量

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学科素养练——热重分析的方法
1.(2021全国甲)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)。A.18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NAB.3 ml的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NAC.32 g环状S8( )分子中含有的S—S 数为NAD.1 L pH=4的0.1 ml·L-1 K2Cr2O7溶液中 的数目为0.1NA
解题要领:D2O的摩尔质量为20 g·ml-1,1 ml D2O所含质子数为10NA,18 g D2O所含质子数小于10NA,A项说法错误;由3NO2+H2O ══ 2HNO3+NO可知,3 ml NO2与水完全反应转移电子数为2NA,B项说法错误;由S8的分子结构可知,一个S8分子中含8个S—S,故32 g S8( ml)含S—S的数目为NA,C项说法正确;K2Cr2O7溶于水后,在水溶液中存在如下平衡 ,故1 L pH=4的0.1 ml·L-1 K2Cr2O7溶液中的 的数目小于0.1NA,D项说法错误。
2.(2020全国Ⅲ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B.1 ml重水比1 ml水多NA个质子C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子D.1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液含有28NA个电子
解题要领:本题考查了关于NA的正误判断。标准状况下,22.4 L氮气的物质的量为1 ml,1 ml N2中含有14NA个中子,A项错误;1个重水分子和1个普通水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数都是10,故1 ml重水和1 ml水中所含质子数相等,B项错误;石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12 g石墨烯和12 g金刚石中都含有1 ml碳原子,C项正确;1 L 1 ml·L-1 NaCl溶液中含有1 ml NaCl和大量的水,1 ml NaCl中含有28 ml电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液中的电子数大于28NA,D项错误。
3.(2022全国甲)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 L 1.0 ml·L-1 AlCl3溶液中,Al3+的数目为 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0.1NA
4.(2021广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。A.1 ml CHCl3含有C—Cl的数目为3NAB.1 L 1.0 ml·L-1的盐酸含有阴离子总数为2NAC.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NAD.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
解题要领:本题考查阿伏加德罗常数的相关计算。一个CHCl3分子中有3个C—Cl,故1 ml CHCl3中含有C—Cl的数目为3NA,A项正确;1 L 1.0 ml·L-1的盐酸中含NA个Cl-和水微弱电离的OH-,B项错误;未指明气体所处的温度和压强,无法计算NO、O2的物质的量,也无法计算NO与O2反应生成NO2的物质的量,C项错误;23 g Na与足量H2O反应生成0.5 ml H2,D项错误。
5.(2022广东卷,节选)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。(1)配制250 mL 0.1 ml·L-1的HAc溶液,需5 ml·L-1 HAc溶液的体积为　　　　mL。 (2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是　　(填字母)。 
解题要领:本题以探究实验为背景,融合了实验操作,侧重分析能力与实验探究能力的考查。题目难度中等。(1)配制一定物质的量浓度的溶液时,溶质的物质的量不变。n(HAc)=cV=0.1 ml·L-1×0.25 L,故需要5 ml·L-1 HAc溶液的体积为(2)摇动时,应盖好瓶塞,右手持瓶颈,水平摇动锥形瓶,故A项错误;摇匀时应用食指顶住瓶塞,用另一只手托住瓶底,把容量瓶倒转上下摇匀,故D项错误;定容时,视线要与容量瓶中的凹液面相平,故B项错误;引流时,玻璃棒的下端应在容量瓶刻度以下,故C项正确。
【有关阿伏加德罗常数解题的思维路径】
【问题探究】1.常考物质中粒子(共价键)数目的判断。(1)求粒子数目。
(2)求共价键数目。
(3)求混合物中指定粒子数目。
2.常考电子转移数目的判断。
3.考题中常设置的陷阱。陷阱1　溶液体积未知陷阱。(1)在pH=13的NaOH溶液中OH-的数目为0.1×6.02×1023。(　×　)(2)0.1 ml·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA。(　×　)陷阱2　标准状况下与非标准状况下陷阱。(1)常温常压下,22.4 L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA。(　×　)(2)标准状况下,2.24 L SO3中含有0.3NA个氧原子。(　×　)(3)标准状况下,22.4 L CCl4中含有NA个分子。(　×　)
陷阱3　不能完全反应陷阱。(1)2 ml NO2置于密闭容器中,最终生成的N2O4分子数为NA。(　×　)(2)密闭容器中1 ml N2与3 ml H2充分反应,生成2 ml NH3。(　×　)(3)50 mL 12 ml·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA。(　×　)(4)含2 ml H2SO4的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA。(　×　)陷阱4　盐类水解、弱电解质电离陷阱。(1)1 L 0.1 ml·L-1CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA。(　×　)(2)2 L 1 ml·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为2NA。(　×　)
例1用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)。A.100 g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子数为6NAB.标准状况下,6 g乙酸和丙醇的混合物中含有的分子数为0.1NAC.标准状况下,铁丝在22.4 L氧气中燃烧时转移的电子数为3NAD.将10 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液滴入沸水中得到Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体粒子的个数为0.001NA
分析推理:(1)100 g质量分数为46%的乙醇水溶液中,除了乙醇中含有氢原子外,还有什么物质中含有氢原子?由于溶剂水分子中还有氢原子,故含有的氢原子数大于6NA。(2)乙酸和丙醇的摩尔质量是多少?乙酸和丙醇的摩尔质量都是60 g·ml-1。(3)铁丝在氧气中燃烧的产物是什么?铁丝在氧气中燃烧的产物是Fe3O4。(4)FeCl3溶液滴入沸水中得到Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体粒子的存在形式是什么?FeCl3溶液滴入沸水中得到Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体粒子为Fe(OH)3的聚集体。
综合以上分析,可知:100 g质量分数为46%的乙醇溶液中,乙醇的物质的量为1 ml,由于溶剂水分子中还含有氢原子,故含有的氢原子数大于6NA,A项错误;乙酸的分子式为C2H4O2,相对分子质量为60,丙醇的分子式为C3H8O,相对分子质量为60,故6 g乙酸和丙醇混合物的物质的量为0.1 ml,含有的分子数为0.1NA,B项正确;标准状况下,22.4 L氧气物质的量为1 ml,根据电子守恒可知转移的电子数为4NA,C项错误;由于Fe(OH)3胶体粒子为Fe(OH)3的聚集体,则制得的胶体中含有Fe(OH)3胶体粒子的数目一定小于0.001NA,D项错误。答案:B
对点训练1(2021湖南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。A.18 g 含有的中子数为10NAB.0.1 ml·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NAC.2 ml NO与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NAD.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
【以物质的量为中心的计算的解题思维路径】
【问题探究】化学计算中的常用方法有哪些?1.守恒法。守恒法是中学化学计算中一种常用方法,守恒法中的三把“金钥匙”——质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒,都是抓住有关变化的始态和终态,淡化中间过程,利用某种不变量[(1)某原子、离子或原子团不变,(2)溶液中阴阳离子所带电荷总数相等,(3)氧化还原反应中得失电子数目相等]建立关系式,从而达到简化过程、快速解题的目的。
2.关系式法。多步反应计算的特征是多个反应连续发生,起始物与目标物之间存在确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式,依据化学方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物的物质的量的关系,最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系,列出计算式求解,从而简化运算过程。
例2为测定某石灰石中CaCO3的质量分数,称取W g石灰石样品,加入过量的浓度为6 ml·L-1的盐酸,使它完全溶解,加热煮沸,除去溶解的CO2,再加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液后,慢慢加入氨水降低溶液的酸度,则析出草酸钙沉淀,离子方程式为
分析推理:本题涉及的化学方程式或离子方程式为
由方程式可以得出相应的关系式:5CaCO3~5Ca2+~5CaC2O4~5H2C2O4~252n1(CaCO3) aV2×10-3 mln1(CaCO3)=2.5aV2×10-3 ml
对点训练21.(2022浙江宁波高三二模)单质硫在热的NaOH溶液中发生如下反应:3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O。若硫过量,会进一步生成Na2Sx和Na2S2O3:(x-1)S+Na2S Na2Sx,S+Na2SO3 Na2S2O3。现有3.84 g硫与含0.06 ml NaOH的热溶液完全反应,生成a ml Na2Sx和b ml Na2S2O3,在混合溶液中加入NaClO碱性溶液300 mL,恰好将硫元素全部转化为 。请计算:(1)a ml Na2Sx和b ml Na2S2O3中a∶b=　　　　　　。 (2)NaClO溶液的物质的量浓度为　　　　 ml·L-1。 
答案:(1)2∶1　(2)1.2(2)3.84 g硫单质的物质的量为n(S)=0.12 ml,其反应产生a ml Na2Sx和b ml Na2S2O3,在混合溶液中加入NaClO碱性溶液300 mL,硫元素完全转化为Na2SO4,NaClO得到电子被还原为NaCl,根据氧化还原反应中得失电子守恒可得0.12 ml×(6-0)=n(NaClO)×[1-(-1)],解得n(NaClO)=0.36 ml。由于NaClO碱性溶液体积是300 mL,则该溶液的物质的量浓度c(NaClO)= =1.2 ml·L-1。
2.(2020广西柳州高三模拟,节选)亚硝酸钠(NaNO2)是肉制品生产中最常使用的一种食品添加剂,某化学兴趣小组利用氮氧化物与过氧化钠反应制备亚硝酸钠并进行一系列实验探究。Ⅰ.查阅资料:①SO2+Na2O2 ══ Na2SO4,NO2和NO能与Na2O2发生类似反应。③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。
Ⅱ.测定制得的产品纯度,实验步骤:①准确称量5.000 g产品配成250 mL溶液。②从步骤①配制的溶液中移取25.00 mL注入锥形瓶中。③用0.100 0 ml·L-1酸性KMnO4溶液滴定至终点。④重复以上操作3次,消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。达到滴定终点的现象是 　 。 产品中NaNO2的纯度为　　　 　。 
答案:当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液由无色变成浅紫色,且半分钟内不褪色　69%
学科素养练—— 热重分析的方法
【素养必备】(1)设晶体为1 ml。(2)失重一般是先失水,再失非金属氧化物。(4)晶体中金属质量不减少,仍在m余中。(5)失重最后一般为金属氧化物,由质量守恒得mO,由n金属∶nO,即可求出失重后物质的化学式。
【学科素养强化训练】1.(2019全国Ⅰ,改编)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为　　　　　　　　　　　。 
答案:NH4Fe(SO4)2·12H2O
解析:设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 ml,则失去水的物质的量为1.5 ml,质量为27 g,由此可知,硫酸铁铵晶体的相对分子质量为
2.PbO2在加热过程中发生分解的失重曲线如图所示,已知失重曲线上的A点为样品失重4.0% 的残留固体。若A点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO,列式计算x值和m∶n值。
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。A.25 g胆矾溶于水形成1 L溶液,所得溶液中Cu2+数目为 g NaHSO4固体含有H+的数目为NAC.17 g甲基(—14CH3)所含的中子数目为8NAD.1 ml FeI2与22.4 L Cl2完全反应时转移的电子数为2NA
解析:25 g胆矾即0.1 ml五水硫酸铜晶体,溶于水形成1 L溶液,所得溶液中Cu2+发生水解,所以Cu2+数目小于0.1NA,故A错误;120 g NaHSO4的物质的量为1 ml,固体中含有Na+和 ,不含H+,故B错误;17 g 甲基(—14CH3)的物质的量为1 ml,每个甲基含有8个中子,所以所含的中子数目为8NA,故C正确;22.4 L Cl2没有说明是否在标准状况下,不能确定其物质的量,不能计算其与1 ml FeI2完全反应时转移的电子数,故D错误。
2.(2022广东新高考联盟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。A.2 ml SO2与1 ml O2在密闭容器中充分反应后所得分子总数大于2NAB.0.5 ml XeF6中的孤电子对数为NAC.6 g乙酸中含共用电子对的数目为0.7NAD.1 L 0.1 ml·L-1 NaClO溶液中离子总数为0.2NA
解析:二氧化硫与氧气的反应为可逆反应,不能进行到底,2 ml SO2与1 ml O2在密闭容器中充分反应后所得分子总数大于2NA,A项正确;1个XeF6分子中含有6×3+1=19对孤电子对,故0.5 ml XeF6中的孤电子对数为9.5NA,B项错误;6 g乙酸的物质的量为0.1 ml,每个乙酸分子中含有8对共用电子对,故6 g乙酸中含共用电子对的数目为0.8NA,C项错误;1 L 0.1 ml·L-1 NaClO溶液中盐的水解促进水的电离,离子总数大于0.2NA,D项错误。
3.NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)。A.0.1 ml H2和0.1 ml I2在密闭容器中充分反应后,其分子总数为 g由3H和16O组成的超重水中,中子数和电子数之和为10NAC.等物质的量的NaN3和Na2O2中所含阴离子数目均为NAD.0.5 ml雄黄(As4S4,结构为 )含有NA个S—S
解析:H2和I2反应的化学方程式为H2(g)+I2(g) 2HI(g),反应前后气体化学计量数之和不变,所以充分反应后分子总数仍为0.2NA,A项正确;的质量数为22,11 g由3H和16O组成的超重水 的物质的量为0.5 ml,中子数和电子数之和为11NA,B项错误;NaN3和Na2O2物质的量相等,但物质的量未知,无法判断所含阴离子数具体是多少,C项错误;根据原子的成键规则(S为第ⅥA族元素可形成2个共价键,As为第ⅤA族元素可形成3个共价键)和雄黄的结构可知,黑球为As,白球为S,分子结构中不含S—S,D项错误。
4.实验室需要480 mL 1 ml·L-1 NaOH溶液,根据溶液配制情况回答下列 问题。(1)实验中除了托盘天平(带砝码)、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒外还需要的其他仪器有　　　　　　、　　　　　。 (2)如图是某同学在实验室配制该NaOH溶液的过程示意图,其中有错误的是　　　　(填操作序号)。 
(3)称取NaOH固体时,所需砝码的质量为　　　　(填字母)。 A.19.2 gB.20 gC.19.2~20 gD.大于20 g(4)在溶液的配制过程中,有以下基本实验步骤,其中只需进行一次的操作步骤是(填操作步骤的编号)　　　　。 ①称量　②溶解　③转移　④洗涤 ⑤定容(5)下列操作一定会导致所配溶液的物质的量浓度偏高的是　　　　。 A.NaOH固体长期曝露在空气中B.用水溶解NaOH固体后,立即转入容量瓶中定容C.称量固体时,将物质和砝码放反D.定容后发现液面高于刻度线,可用胶头滴管将多余的水吸出E.定容时俯视刻度线
答案:(1)胶头滴管　500 mL容量瓶　(2)①⑤　(3)D(4)②⑤　(5)BE