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文档介绍
2019届二轮复习化学常用计量课件(92张)(全国通用)
第 2 讲 化学常用计量 2 年考情回顾 知识网络构建 热点考点突破 热点题源预测 2 年考情回顾 设问 方式 ① 有关阿伏加德罗常数的综合判断 [ 例 ] (2018 · 全国卷 Ⅰ , 10) , (2018 · 全国卷 Ⅱ , 10) , (2017 · 全国卷 Ⅲ , 10) , (2017 · 海南卷, 7) ② 以 “ 物质的量 ” 为核心的多角度计算 [ 例 ] (2018 · 全国卷 Ⅲ , 8) ③ 一定物质的量浓度溶液的配制 [ 例 ] (2018 · 全国卷 Ⅱ , 11) 知识网络构建 热点考点突破 考点一 阿伏加德罗常数的应用 ▼ 命题规律 : 1 . 题型: 正误判断型选择题 2 . 考向: 以选择题的形式考查一定量的物质所含粒子 ( 分子、原子、离子、质子、中子等 ) 数目、氧化还原转移电子的数目、一定量的物质所含某种化学键的数目等。 ▼ 方法点拨: 1 . 关于阿伏加德罗常数试题常设的 “ 陷阱 ” (1) 气体摩尔体积的运用条件陷阱:考查气体时经常给定非标准状况下 ( 如 25 ℃ 、 1.01×10 5 Pa) 气体体积,考生易用 22.4 L · mol - 1 进行换算,误入陷阱。 (2) 物质的聚集状态陷阱: 22.4 L · mol - 1 适用对象是标准状况下的气体。命题者常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如 H 2 O 、 CCl 4 、辛烷、汽油、 SO 3 、 C 6 H 6 等。 (3) 单质的组成陷阱:气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子 ( 如 He 、 Ne 等 ) 、三原子分子 ( 如 O 3 ) 等。 (4) 某些氧化还原反应中电子转移的数目陷阱:命题者常用一些反应中转移电子的数目来迷惑考生,如 Na 2 O 2 与 H 2 O 反应、 Cl 2 与 NaOH 溶液反应、 Fe 与 HCl 反应、 HNO 3 与过量 Fe 反应、电解 CuSO 4 溶液等。 (5) 物质的组成、结构陷阱:如 Na 2 O 2 是由 Na + 和 O 构成,而不是 Na + 和 O 2 - ; NaCl 为离子化合物,只有离子没有分子;苯中不含碳碳单键和碳碳双键。 1 .设 N A 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 __________________ 。 (1)16.25 g FeCl 3 水解形成的 Fe(OH) 3 胶体粒子数为 0.1 N A (2018 · 全国卷 Ⅰ ) (2)92.0 g 甘油 ( 丙三醇 ) 中含有羟基数为 1.0 N A (2018 · 全国卷 Ⅰ ) (3)1.0 mol CH 4 与 Cl 2 在光照下反应生成的 CH 3 Cl 分子数为 1.0 N A (2018 · 全国卷 Ⅰ ) (4) 常温常压下, 124 g P 4 中所含 P — P 键数目为 4 N A (2018 · 全国卷 Ⅱ ) (5) 标准状况下, 11.2 L 甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为 2 N A (2018 · 全国卷 Ⅱ ) (6)0.1 mol 11 B 的原子中,含有 0.6 N A 个中子 (2017 · 全国卷 Ⅲ ) (7)2.24 L( 标准状况 ) 苯在 O 2 中完全燃烧,得到 0.6 N A 个 CO 2 分子 (2017 · 全国卷 Ⅲ ) (8) 密闭容器中 1 mol PCl 3 与 1 mol Cl 2 反应制备 PCl 5 (g) ,增加 2 N A 个 P — Cl 键 (2017 · 全国卷 Ⅲ ) (9)0.1 mol H 2 和 0.1 mol I 2 于密闭容器中充分反应后,其分子总数为 0.2 N A (2017 · 全国卷 Ⅱ ) (10)pH = 1 的 H 3 PO 4 溶液中,含有 0.1 N A 个 H + (2017 · 全国卷 Ⅲ ) (11)50 ml 12 mol/L 盐酸与足量 MnO 2 共热,转移的电子数为 0.3 N A (2015 · 四川卷 ) (12) 钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。 23 g 钠充分燃烧时转移电子数为 1 N A (2015 · 全国卷 Ⅱ ) 答案 (5)(6)(9)(12)(13) 突破点拨 (1) 化学键数目:注意物质的结构特点; (2) 溶液中离子数目判断:注意浓度和体积是否确定,注意是否发生水解和电离等变化; (3) 晶体中离子数目:注意物质的真实组成; (4) 电子得失数目:注意价态变化; (5) 化学反应前后微粒数目变化:注意反应是否彻底。 【变式考法】 设 N A 为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是 _____________ 。 (1)46 g 分子式为 C 2 H 6 O 的有机物中含有的 C — H 键的数目为 6 N A (2018 · 湖南 G10 四调 ) (2)8.4 g NaHCO 3 和 MgCO 3 混合物中含有阴离子数目为 0.1 N A (2018 · 湖南 G10 四调 ) (3)1 mol Mg 在空气中完全燃烧生成 MgO 和 Mg 3 N 2 ,转移的电子数为 3 N A (2018 · 江苏四市联考 ) (4)1 mol NaHSO 4 固体中所含阴、阳离子数目总数为 3 N A (2018 · 江苏四市联考 ) (5) 标准状况下, 44.8 L NO 与 22.4 L O 2 完全反应所得分子数目为 2 N A (2018 · 江苏四市联考 ) (6) 常温常压下, 1.8 g 甲基 ( — CD 3 ) 中含有的中子数为 N A (2018 · 江淮十校模拟 ) (7) 标准状况下, 22.4 L HF 与 0.5 N A 个 H 2 O 中含有的氢原子个数相同 (2018 · 湖南十四校二调 ) (8) 含有 N A 个 Fe(OH) 3 胶粒的氢氧化铁胶体溶液中,铁元素的质量远大于 56 g (2018 · 湖南十四校二调 ) 答案 (2)(8)(11)(12) B (5) 高温下, 16.8 g Fe 与足量水蒸气完全反应转移电子数为 0.8 N A (6) 某温度下, 1 L pH = 1 的稀硫酸溶液中, H + 离子数目一定为 0.1 N A (7) 一定温度下, 6.4 g S 2 、 S 4 、 S 6 、 S 8 混合蒸气中,一定含有 0.2 N A 个 S 原子 (8) 用惰性电极电解 KOH 溶液,若阳极产生 5.6 L 气体,则电路中通过 0.5 N A 电子 A . (1)(2)(4)(5)(8) B . (1)(2)(4)(5)(6)(7) C . (2)(3)(5)(8) D .全部 答案 B 解答阿伏加德罗常数问题 “ 看 ”“ 定 ”“ 算 ” 三步骤 ▼ 命题规律 : 1 . 题型: Ⅰ 卷计算型选择题、 Ⅱ 卷高分值填空题。 2 . 考向: 各物理量以 “ 物质的量 ” 为核心的相互转换应用,混合物成分含量的确定,未知物质化学式的确定,根据化学方程式的计算,多步连续反应的计算即关系式法计算等。 考点二 以 “ 物质的量 ” 为核心的计算 ▼ 方法点拨: 1 . 掌握物质的量与各物理量之间的关系 2 . 牢记两大常数 (1) 阿伏加德罗常数:约为 6.02 × 10 23 mol - 1 ; (2) 气体摩尔体积 ( 标准状况 ) :约为 22.4 L · mol - 1 。 3 . 理解六个基本公式 (1) n = N / N A ; (2) n = m / M ; (3) n = V / V m ; 45.0% 1.57 (3) (2016 · 上海卷 ) 称取 (NH 4 ) 2 SO 4 和 NH 4 HSO 4 混合物样品 7.24 g ,加入含 0.1 mol NaOH 的溶液,完全反应,生成 NH 3 1792 mL( 标准状况 ) ,则 (NH 4 ) 2 SO 4 和 NH 4 HSO 4 的物质的量比为 ________ 。 1.87∶1 (4) (2018 · 江苏卷 ) 通过测定碱式硫酸铝 (1 - x )Al 2 (SO 4 ) 3 · x Al(OH) 3 溶液中相关离子的浓度确定 x 的值,测定方法如下: ① 取碱式硫酸铝溶液 25.00 mL ,加入盐酸酸化的过量 BaCl 2 溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体 2.330 0 g 。 ② 取碱式硫酸铝溶液 2.50 mL ,稀释至 25 mL ,加入 0.100 0 mol · L - 1 EDTA 标准溶液 25.00 mL ,调节溶液 pH 约为 4.2 ,煮沸,冷却后用 0.080 00 mol · L - 1 CuSO 4 标准溶液滴定过量的 EDTA 至终点,消耗 CuSO 4 标准溶液 20.00 mL( 已知 Al 3 + 、 Cu 2 + 与 EDTA 反应的化学计量比均为 1 ∶ 1) 。计算 (1 - x )Al 2 (SO 4 ) 3 · x Al(OH) 3 中的 x 值 ( 写出计算过程 ) 。 突破点拨 (1) 滴定反应可由化学方程式找出已知与未知的关系式,再根据关系式法求解; (2) 解答信息给予题,先理解题给信息,再以物质的量为中心进行计算。 【变式考法】 (1) (2017 · 江苏卷 ) 碱式氯化铜有多种组成,可表示为 Cu a (OH) b Cl c · x H 2 O 。为测定某碱式氯化铜的组成,进行下列实验: ① 称取样品 1.116 0 g ,用少量稀 HNO 3 溶解后配成 100.00 mL 溶液 A ; ② 取 25.00 mL 溶液 A ,加入足量 AgNO 3 溶液,得 AgCl 0.172 2 g ; ③ 另取 25.00 mL 溶液 A ,调节 pH 4 ~ 5 ,用浓度为 0.080 00 mol · L - 1 的 EDTA(Na 2 H 2 Y · 2H 2 O) 标准溶液滴定 Cu 2 + ( 离子方程式为 Cu 2 + + H 2 Y 2 - ===CuY 2 - + 2H + ) ,滴定至终点,消耗标准溶液 30.00 mL 。通过计算确定该样品的化学式 _________________ 。 Cu 2 (OH) 3 Cl · H 2 O 0.002 5 mol·L - 1 (3) (2018 · 衡阳模拟 ) 一定量 Fe 和 Fe 2 O 3 的混合物投入 250 mL 2 mol · L - 1 的硝酸中,反应共生成 1.12 L NO( 标准状况下 ) ,再向反应后的溶液中加入 1 mol · L - 1 的 NaOH 溶液,当沉淀完全时所加 NaOH 溶液的体积最少是 ________ 。 (4) (2018 · 湖南 G10 联盟 ) 实验室将氧气和臭氧的混合气体 0.896 L( 标准状况 ) 通入盛有 20.0 g 足量铜粉的反应容器中,充分加热后,粉末的质量变为 21.6 g 。则原混合气中臭氧的体积分数为 _______ 。 450 mL 50% 2 . (2018 · 全国卷 Ⅲ ) 下列叙述正确的是 ( ) A . 24 g 镁与 27 g 铝中,含有相同的质子数 B .同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同 C . 1 mol 重水与 1 mol 水中,中子数比为 2 : 1 D . 1 mol 乙烷和 1 mol 乙烯中,化学键数相同 B 解析 24 g Mg 和 27 g Al 均为 1 mol ,含原子数相同, 但 Mg 、 Al 原子分别含质子数 12 、 13 ,选项 A 错误;相同质量 O 2 和 O 3 中含 O 原子数相同,故电子数相同,选项 B 正确;等物质的量的重水 D 2 O 和水 H 2 O 中分子数相同,但中子数分别为 10 和 8 ,不等于 2 ∶ 1 ,选项 C 错误;乙烷 (C 2 H 6 ) 分子中含 7 个共价单键,乙烯 (C 2 H 4 ) 分子中含 5 个共价键 ( 包含一个碳碳双键 ) ,选项 D 错误。 3 . (1) (2018 · 华大联考 ) 取一定质量的 Cu 、 Cu 2 O 、 CuO 的固体混合物,将其分成两等份。其中一份通入足量的氢气充分反应后固体质量为 25.6 g ,另一份加入到 500mL 稀硝酸中固体恰好完全溶解并产生标准状况下的 NO 气体 4.48 L 。已知 Cu 2 O + 2H + ===Cu + Cu 2 + + H 2 O ,则稀硝酸的浓度为 ________ 。 (2)(2017 · 全国卷 Ⅰ ) 凯氏定氨法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知: 2 mol/L 回答下列问题:取某甘氨酸 (C 2 H 5 NO 2 ) 样品 m 克进行测定,滴定 g 中吸收液时消耗浓度为 c mol · L - 1 的盐酸 V mL ,则样品中氮的质量分数为 ________% ,样品的纯度 ≤ ________% 。 解析 (1) 一定质量的 Cu 、 Cu 2 O 、 CuO 的固体混合物两等份中,一份通入足量的氢气充分反应后固体质量为 25.6 g ,这些铜的物质的量为 0.4 mol ,另一份加入到 500 mL 稀硝酸中固体恰好完全溶解一定还生成了 0.4 mol Cu(NO 3 ) 2 ,并产生标准状况下的 NO 气体 4.48 L , NO 的物质的量为 0.2 mol 。 以物质的量为中心计算的 “ 一、二、三、四 ” (1) 一个中心:必须以物质的量为中心。 (2) 两个前提:在应用 V m = 22.4 L · mol - 1 时,一定要注意 “ 标准状况 ” 和 “ 气态 ” 这两个前提条件 ( 混合气体也适用 ) 。 (3) 三个关系: ① 直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子 ( 原子、电子等 ) 数目间的关系; ② 摩尔质量与相对分子质量的关系; ③ 强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子 ( 分子或离子 ) 数之间的关系。 (4) 四个无关: ① 物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强无关; ② 物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积无关 ( 但溶质粒子数的多少与溶液体积有关 ) ; ③ V m 与 m 、 n 无关; ④ M 与 m 、 n 无关。 ▼ 命题规律 : 1 . 题型: 正误判断型选择题、填空题。 2 . 考向: 正确使用仪器,规范操作步骤及溶液配制的误差分析。 考点三 一定物质的量浓度溶液的配制 ▼ 方法点拨: 1 . 常见三种组成类型溶液的配制方法 (1) 体积比浓度配制: 将浓溶液或纯液体溶质和水按体积比用量筒量取,然后在烧杯中混合即可,所需仪器:量筒、烧杯、玻璃棒; (2) 质量百分比浓度溶液配制: 称取一定质量固体溶质或用量筒量取一定体积浓溶液或纯液体溶质,用量筒量取所需体积的水,在烧杯中混合溶解即可。所需仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、托盘天平 ( 溶质为固体 ) ; (3) 一定物质的量浓度溶液的配制 ① 配制步骤简要概括为算 — 称 — 溶 — 移 — 洗 — 荡 — 定 — 摇 ② 数据的处理及要求 数据 要求或解释 药品的 质量 托盘天平称量固体药品,只能精确到 0.1 g ,记录数据时只能保留小数点后一位数字,如 14.6 g ,不能写为 14.60 g 容量瓶 的规格 Ⅰ 选择容量瓶时应该与所配溶液体积相等或稍大。如需配制 480 mL 某溶液,应选择 500 mL 容量瓶; Ⅱ 回答仪器容量瓶名称时同时应该注明其规格,如 “ 500 mL 容量瓶 ” ,不能只回答 “ 容量瓶 ” ③ 定容时俯视、仰视对结果的影响 务必确保按眼睛视线 → 刻度线 → 凹液面最低点的顺序,做到 “ 三点一线 ” 。 Ⅰ 仰视刻度线 ( 图 1) ,导致溶液体积偏大。 Ⅱ 俯视刻度线 ( 图 2) ,导致溶液体积偏小。 1 . Ⅰ . 下列说法中正确的是 ________ 。 (1) 称取 KMnO 4 固体 0.158 g ,放入 100 mL 容量瓶配制浓度为 0.010 mol · L - 1 的 KMnO 4 溶液 (2017 · 全国卷 Ⅲ ) (2) 配制 0.400 0 mol · L - 1 的 NaOH 溶液:称取 4.0 g 固体 NaOH 于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至 250 mL 容量瓶中定容 (2018 · 全国卷 Ⅱ ) (3) 称取 2.0 g NaOH 固体,先在托盘上各放 1 张滤纸,然后在右盘上添加 2 g 砝码,左盘上添加 NaOH 固体。 (2015 · 福建卷 ) (4) 向容量瓶转移液体时,导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁 (2016 · 海南卷 ) (5) 用 pH = 1 的盐酸配制 100 mL pH = 2 的盐酸所需全部玻璃仪器有 100 mL 容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管 (2017 · 北京卷 ) (6) 用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴定管吸出多余液体。 ( 经典全国卷 Ⅰ ) 答案 (4) Ⅱ . ( 经典浙江卷 ) 用重铬酸钾法 ( 一种氧化还原滴定法 ) 可测定产物 Fe 3 O 4 中的二价铁含量。若需配制浓度为 0.01000 mol · L - 1 的 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液 250 mL ,应准确称取 _________g K 2 Cr 2 O 7 [ 保留四位有效数字,已知 M (K 2 Cr 2 O 7 ) = 294.0 g · mol - 1 ] 。配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有 ________( 用编号表示 ) 。 ① 电子天平 ② 烧杯 ③ 量筒 ④ 玻璃棒 ⑤ 容量瓶 ⑥ 胶头滴管 ⑦ 移液管 0.735 0 ③⑦ 突破点拨 (1) 配制溶液时严格按照:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶步骤进行; (2) 选择符合规格要求的称量、容器仪器; (3) 定容操作要规范、明确不规范操作的误差和处置。 解析 Ⅰ : (1) 不能在容量瓶中溶解溶质,错误; (2) 使用的烧杯、玻璃棒要洗涤,错误; (3)NaOH 固体应该放在烧杯中称量,错误; (4) 向容量瓶转移液体时,导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁,但应该靠在刻度线下方,正确; (5) 缺少量筒,错误; (6) 加水超过刻度线,实验失败,应该重新配置,错误。 Ⅱ :称取 K 2 Cr 2 O 7 的质量为 m (K 2 Cr 2 O 7 ) = 0.010 00 mol · L - 1 × 0.250 0 L × 294.0 g · mol - 1 = 0.735 0 g 。用固体配制溶液,要用电子天平称量固体质量,并在烧杯中溶解,然后转移到容量瓶中,不需要量取液体的量筒和移液管。 【变式考法】 Ⅰ .(2018 · 鄂东南联考 ) 下列说法中正确的是 ________ 。 (1) 移液时应该用玻璃棒引流,且玻璃棒的下端应该靠在刻度线上方 (2) 容量瓶用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接用于配制溶液 (3) 配制一定物质的量浓度的稀盐酸时,用量筒量取 9.82 mL 浓盐酸 (4) 配制 1 L 0.1 mol · L - 1 的 NaCl 溶液时,用托盘天平称量 5.85 g NaCl 固体 (5) 用浓盐酸配制 1 ∶ 1( 体积比 ) 的稀盐酸 ( 约 6 mol · L - 1 ) 通常需要用烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶等仪器 (6) 用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时,若溶解后立即移液、定容,所得溶液浓度偏高 答案 (2)(6) Ⅱ . (2018 · 聊城质检 ) 市售浓硝酸的质量分数为 65% ,密度为 1.4 g · cm - 3 ,要配制 30% 稀硝酸 500 mL ,还需要查阅的数据是 ___________________ ,若配制过程中不使用天平,则必须要计算的数据是 _______________________________________ ,必须要使用的仪器是 _______________________ 。 30% 稀硝酸的密度 所量取浓硝酸的体积和所加蒸馏水的体积 玻璃棒、量筒、烧杯 解析 Ⅰ.(1) 引流时玻璃棒的下端应该靠在刻度线下方,以防刻度线上方残留有液体,错误; (2) 容量瓶可以不干燥,因为后来要加水,正确; (3) 量筒的精确度读数时只能保留一位小数,错误; (4) 托盘天平的精确度读数时只能保留一位小数,错误; (5) 因为是配制体积比浓度溶液,所以不需要容量瓶,错误; (6) 立即移液定容,液体是热的,冷却后正常体积减小,浓度增大,正确。 Ⅱ. 因为配制的是一定质量分数的稀硝酸,根据 x mL × 1.4 g · cm - 3 × 65% = 500 mL × ρ × 30% ,所以还应查阅 30% 稀硝酸的密度。该实验需计算所量取浓硝酸的体积和所加蒸馏水的体积,所以配制过程中还需玻璃棒、量筒、烧杯。 2 . (2018 · 漳州二模 ) 如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此,下列说法正确的是 ( ) C A .该硫酸的物质的量浓度为 9.2 mol · L - 1 B . 1 mol Zn 与足量的该硫酸反应产生 2 g 氢气 C .配制 200 mL 4.6 mol · L - 1 的稀硫酸需取该硫酸 50 mL D .等质量的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度大于 9.2 mol · L - 1 3 . (2018 · 江苏四市调研 ) 实验室需配制 1 mol · L - 1 的 NaOH 溶液 480 mL 。 (1) 用托盘天平称取 NaOH 固体时,托盘天平读数为 ________( 填序号 ) 。 A . 20.00 g B .大于 20.00 g C .大于 20.0 g C (2) 下列操作使所配制溶液的物质的量浓度偏高的是 ________( 填序号 ) 。 A .称量时用了生锈的砝码 B .将 NaOH 放在纸张上称量 C .定容时俯视刻度线 D .往容量瓶中转移时,有少量液体溅出 E .未洗涤溶解 NaOH 的烧杯 F .定容时仰视刻度线 G .容量瓶未干燥即用来配制溶液 H .定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线 I .定容时不小心多加了水,立即用胶头滴管将水吸出,至液面与刻度线相切 J . NaOH 溶解后立即移液 、洗涤、定容 K .移液时引流用的玻璃棒下端在刻度线上方 解析 (1) 应该配置 500 mL ,所以需要的 NaOH 为 20.0 g ,但是因为要放在烧杯中称量,所以读数大于 20.0 g ; (2) 称量时用了生锈的砝码会使称得的氢氧化钠偏多,选项 A 正确;将 NaOH 放在纸张上称量,会有损失,偏低,选项 B 错误;定容时俯视刻度线 ,水加少了,浓度偏大,选项 C 正确;往容量瓶中转移时,有少量液体溅出,溶质损失,偏低,选项 D 错误;烧杯未洗涤,溶质损失,偏低,选项 E 错误;定容时仰视刻度线,水加多了,浓度偏低,选项 F 错误;容量瓶无需干燥,对结果无影响,选项 G 错误; 答案 ACJ 定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线 ,体积偏大,浓度偏小,选项 H 错误;定容时不小心多加了水,立即用胶头滴管将水吸出,至液面与刻度线相切,溶质损失,浓度偏低,选项 I 错误; NaOH 溶解后立即移液、洗涤、定容,溶液温度偏高,恢复至室温后体积偏小,浓度偏大,选项 J 正确; 移液时引流用的玻璃棒下端在刻度线上方,会使上方有液体残留,溶液体积偏大,浓度偏小,选项 K 错误。 误差分析的思维过程 热点题源预测 热重分析类计算题突破技巧 考向预测 热重分析是重要的分析手段,可以很好的考查学生的分析能力、计算能力以及 “ 实验探究与创新意识 ” 的化学核心素养,常见题型为:给出物质受热过程中质量与温度关系曲线,通过计算分析不同阶段反应的化学方程式或者固体物质成分 解题关键 (1) 因金属氧化物的能量明显低于硫化物、氮化物、磷化物、碳化物等,故各种金属含氧酸盐的热分解反应的产物一般为金属氧化物与相应酸酐等。如果金属含氧酸盐有结晶水,则结晶水合物受热一般先失去结晶水;如果是变价金属元素,则产物可能是多种价态的金属氧化物。 (2) 金属氢氧化物受热分解一般生成金属氧化物与水。若是变价金属,则在空气中加热产物可能为多种价态的金属氧化物。 (3) 高价金属氧化物受热分解一般生成低价金属氧化物 ( 或金属单质 ) 与氧气 失分防范 此类问题要采取定性推测与定量验证来准确推断。定性推测:对热重图像中的易分解物质发生的分解反应原理进行分析判断,是失水过程,还是分解过程,甚至是在空气中灼烧生成不同价态氧化物的过程 ( 有 O 2 参与反应 ) 等情况,初步确定产物的可能化学式。定量验证:对热重图像中的有关数据根据化学式进行计算,定量计算的方法一般有元素守恒、质量守恒、差量法等 【预测】 钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。 CoC 2 O 4 · 2H 2 O 热分解质量变化过程如图所示 ( 其中 600 ℃ 以前是隔绝空气加热, 600 ℃ 以后是在空气中加热 ) ; A 、 B 、 C 均为纯净物。 (1)A 、 B 、 C 点所示产物的化学式分别是 ___________ 、 __________ 、 ___________ 。 (2) 如果将 A 点的固体直接在空气中加热至 900 ℃ ,发生的反应化学方程式为 ________ 。 (3) 取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物 ( 其中 Co 的化合价为+ 2 、+ 3) ,用 480 mL 5 mol · L - 1 盐酸恰好完全溶解固体,得到 CoCl 2 溶液和 4.48 L( 标准状况 ) 黄绿色气体。试确定该钴氧化物中 Co 、 O 的物质的量之比。 规范答题: (1)CoC 2 O 4 · 2H 2 O 属于变价金属元素的结晶水合物, 600 ℃ 前后分解反应原理不同。 600 ℃ 前隔绝空气加热的分解产物 A 、 B 中 Co 的化合价均为+ 2 。 600 ℃ 后在空气中加热固体质量增加,只能是与空气中的氧气反应, Co 化合价升高。 (1) 定性推测: CoC 2 O 4 · 2H 2 O 受热分解生成 A 、 B ,要经过失水与分解两个过程,可能产物为无水物 CoC 2 O 4 与氧化物 CoO 。 600 ℃ 后在空气中加热 CoO 被空气中的氧气氧化,固体质量增加,类比 Fe , Co 有+ 2 、+ 3 价,可能生成 Co 2 O 3 ,也可能生成 Co 3 O 4 。 【变式考法】 将 25.0 g 胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量,固体质量随温度的升高而变化的曲线如图。 请认真分析上图,填写下列空白: (1)30 ℃ ~ 110 ℃ 间所得固体的化学式是 _________________, 650 ℃ ~ 1 000 ℃ 间所得固体的化学式是 ________ ,温度高于 1 000 ℃ 后所得固体的化学式是 ________ ; (2) 常温下无水硫酸铜 ________( 选填 “ 可以 ” 或 “ 不可以 ” ) 用作干燥剂,进行硫酸铜晶体结晶水含量测定实验时,温度应控制在 __________________ 范围内。 CuSO 4 · 3H 2 O CuO Cu 2 O 可以 260 ℃ ~ 650 ℃ 解析 (1) 样品开始的化学式为 CuSO 4 · 5H 2 O ,其质量为 25.0 g ,在 30 ℃ ~ 110 ℃ 内损失的质量为 25.0 g - 21.4 g = 3.6 g ,假设当温度升高到 110 ℃ 时, CuSO 4 · 5H 2 O 晶体失去水的相对分子质量总和为 x ,则根据比例关系 25.0 ∶ 3.6 = 250 ∶ x , x = 36 ,即失去了 2 个 H 2 O ,所以, 110 ℃ 时晶体的化学式 CuSO 4 · 3H 2 O 。 另假设 25.0 g CuSO 4 · 5H 2 O 失去全部结晶水变成 CuSO 4 的质量为 25.0 g × 160/250 = 16.0 g ,所以, 650 ℃ 固体的化学式为 CuSO 4 。由图可知, 650 ℃ ~ 1 000 ℃ 范围内, 16.0 g 固体受热损失了 16.0 g - 8.0 g = 8.0 g ,设从 CuSO 4 中失去的总相对分子质量为 y ,根据比例关系 16.0 ∶ 8.0 = 160 ∶ y , y = 80 ,说明 CuSO 4 中失去了 SO 3 变为 CuO ,所以 650 ℃ ~ 1 000 ℃ 间所得固本的化学式是 CuO 。 当温度高于 1 000 ℃ 时,固体的质量由开始的 8.0 g 又损失了 8.0 g - 7.2 g = 0.8 g ,同样假设从化学式 CuO 中失去的总相对分子质量为 z ,根据比例关系 8.0 ∶ 0.8 = 80 ∶ z , z = 8 ,即从 CuO 中又失去了 1 /2 个 O ,变为 CuO 1/ 2 ,所以,温度高于 1 000 ℃ 后得固体的化学式是 Cu 2 O 。 (2)CuSO 4 · 5H 2 O 可以受热失去结晶水变成 CuSO 4 · 5H 2 O ,所以,无水硫酸铜可以用作干燥剂。在进行硫酸铜晶体结晶水含量测定实验时,一方面要使其中的结晶水尽量全部失掉,即温度要超过 260 ℃ ,但是温度升高的最高温度要保证不能使 CuSO 4 分解,即最高温度不能超过 650 ℃ 。因此,进行硫酸铜晶体结晶水含量测定实验时,温度应控制在 260 ℃ ~ 650 ℃ 范围内。查看更多