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文档介绍
2020届二轮复习化学常用计量学案(全国通用)
专题二 化学常用计量 主干知识梳理 1.熟记“两大数据”“两组单位” 2.牢记常用基本公式 (1)物质的量计算中的万能恒等式 n====cV(aq)。 (2)物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算 cB====,w=。(ρ单位:g·cm-3) (3)物质的量浓度与溶解度的换算(饱和溶液) cB===,S=。(ρ单位:g·cm-3) 3.理解“三定律、一推论” (1)质量守恒定律 ①化学反应前后,反应物和生成物的质量相等。 ②稀释前后,溶质的物质的量不变。 (2)电荷守恒定律 溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。 (3)阿伏加德罗定律 同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 (4)阿伏加德罗定律推论 阿伏加德罗定律及推论可概括为“三同定一同,两同见比例”,可用V=n×Vm及m=V×ρ等公式推导出: ①同温同压时: a.V1∶V2=n1∶n2=N1∶N2; b.ρ1∶ρ2=M1∶M2; c.同质量时:V1∶V2=M2∶M1。 ②同温同体积时: a.p1∶p2=n1∶n2=N1∶N2; b.同质量时:p1∶p2=M2∶M1。 ③同温同压同体积时:M1∶M2=m1∶m2。 4.溶液的配制步骤及操作 如:配制500 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,图中操作②中应该填写的数据为5.3,实验时操作的先后顺序为②④③①⑤(填编号)。 考点1 物质的量与阿伏加德罗常数 例1 (2019·全国卷Ⅱ)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( ) A.3 g 3He含有的中子数为1NA B.1 L 0.1 mol·L-1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NA C.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA D.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA [批注点拨] [解析] 3 g 3He含有的中子数为1NA,A正确;磷酸钠为强碱弱酸盐,PO会发生水解,所以所含PO的数目小于0.1NA,B错误;Cr的化合价变化为6-3=3,1 mol K2Cr2O7含有2 mol Cr,所以转移电子数为6NA,C正确;58 g正丁烷、异丁烷的混合物为1 mol,烷烃(CnH2n+2)中总键数为3n+1,则该混合物中共价键数目为13NA,D正确。 [答案] B 1.计算公式:N=n·NA=NA=NA=cBV(aq)·NA应用时注意利用上述公式求出的是物质基本微粒的数目,一定要根据题目要求找出基本微粒与所求微粒的关系。 2.突破阿伏加德罗常数应用的“六个”陷阱 (1)气体摩尔体积,抓“两看” 看“气体”是否在“标准状况”;看“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)。 (2)排“干扰” n=、n=在任何条件下都适用,不存在条件限制,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。 (3)记“组成” ①记特殊物质中所含微粒的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。 ②记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。 ③记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。 (4)审准“题目”,突破陷阱 ①是否有弱离子的水解。 ②是否指明了溶液的体积。 ③所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液c(H+)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成无关;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,与电解质的组成有关。 (5)记“隐含变化” ①隐含“可逆反应” 2SO2+O22SO3, 2NO2N2O4, PCl3+Cl2PCl5,N2+3H22NH3, Cl2+H2OHCl+HClO。 ②隐含“浓度的变化” MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O, Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O, Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 ③隐含“存在反应” 在混合气体NO和O2中会发生反应: 2NO+O2===2NO2和2NO2N2O4。 ④隐含“钝化” 常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。 ⑤隐含反应物的“用量” 有些反应,反应物的用量不同,产物不同,如CO2与碱溶液的反应,少量CO2生成正盐,足量CO2生成酸式盐;Na2CO3与盐酸的反应;石灰水与NaHCO3溶液的反应等。 (6)记住反应的实质 ①Fe与S(或I2)反应时生成FeS(或FeI2), Cu与S(或I2)反应时生成Cu2S(或CuI)。 ②Na2O2与H2O(或CO2)反应时,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,生成的O2 完全来自Na2O2,每生成1 mol O2转移2 mol e-。 1.(2019·华大新高考联盟高三教学质量测评)2018年11月在法国凡尔赛召开了国际计量大会,会议将阿伏加德罗常数的定义修改为“1摩尔包含6.02214076×1023个基本单元,这一常数被称为阿伏加德罗常数,单位为mol-1”。若NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法错误的是( ) A.新定义中阿伏加德罗常数的不确定度被消除 B.常温常压下,11.2 L O2与N2组成的混合气体,含有原子个数小于NA C.117号元素符号为Ts(中文名),其重氢化物D293Ts含有中子数为177NA D.60.0 g C3H8O中含有的C—C键可能小于2NA 答案 C 解析 根据新定义,NA就是具体的6.02214076×1023个基本单元,不确定度被消除,故A正确;标准状况下,11.2 L O2与N2组成的混合气体,含有原子个数为NA,而常温常压下,11.2 L O2与N2组成的混合气体,含有原子个数小于NA,故B正确;未说明重氢化物D293Ts的具体质量,无法计算中子数,故C错误;60.0 g C3H8O的物质的量为1 mol,C3H8O存在多种同分异构体,若是醚类物质,则含有的C—C键为NA,若是醇类物质,则含有的C—C键为2NA,故D正确。 2.(2018·全国卷Ⅰ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA 答案 B 解析 16.25 g FeCl3的物质的量是16.25 g÷162.5 g/mol=0.1 mol,由于Fe(OH)3胶粒是粒子的集合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,A错误;标准状况下22.4 L氩气的物质的量是1 mol,氩气是由单原子分子构成的单质,其中含有的质子数是18NA,B正确;1分子丙三醇含有3个羟基,92.0 g丙三醇的物质的量是1 mol,其中含有羟基数是3NA,C错误;甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的氯代烃不止一种,因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,D错误。 考点2 以物质的量为核心的计算 例2 Ⅰ.(2019·全国卷Ⅰ)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2·xH2O]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________。 Ⅱ.(2019·长春外国语学校高三期末考试)为测量所得绿矾中铁元素的质量分数,某实验小组进行了以下实验:取W g绿矾配制成100 mL溶液,用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管从中取出20.00 mL溶液放入锥形瓶中待用,滴定时,用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装标准K2Cr2O7溶液,滴定时,左手__________________,右手____________,眼睛注视______________________,当达到滴定终点时,消耗0.010 mol·L-1的K2Cr2O7 23.20 mL,发生反应的离子方程式是__________________________________________,铁元素的质量分数为______________(用含有W的式子表示)。如果配制绿矾溶液时,没有洗涤烧杯和玻璃棒,造成所测铁元素的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”),滴定前读取盛有标准K2Cr2O7溶液的滴定管数据正确,滴定终点时,仰视读数,造成所测铁元素的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 [批注点拨] [解析] Ⅰ.由于样品失去1.5个结晶水,失重5.6%,即M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]×5.6%=1.5×18 g·mol-1,可以求得M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]≈482 g·mol-1,利用硫酸铁铵晶体的摩尔质量减去NH4Fe(SO4)2的摩尔质量可以求出晶体中水的摩尔质量之和,为216 g·mol-1,由此可以求出x=12。 Ⅱ.硫酸亚铁溶液显酸性,重铬酸钾具有强氧化性,应放在酸式滴定管中,滴定时,左手控制酸式滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。Cr2O为氧化剂,Fe2+为还原剂,由化合价升降法配平离子方程式为6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。根据离子方程式关系计算出铁元素的物质的量,进而求出其质量,则Fe的质量分数表达式为×100%≈%。如果配制绿矾溶液时没有洗涤烧杯和玻璃棒,造成铁元素含量减少,测得的结果偏小;滴定终点时,仰视读数,读取体积数值偏大,测得结果偏大。 [答案] Ⅰ.NH4Fe(SO4)2·12H2O Ⅱ.酸式 酸式 控制酸式滴定管活塞 摇动锥形瓶 锥形瓶内溶液颜色的变化 6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O % 偏小 偏大 化学计算的中心和常用方法 (1)明确一个中心 必须以“物质的量”为中心——“见量化摩,遇问设摩”。 (2)掌握两种方法 ①守恒法:守恒法是中学化学计算中的一种常用方法,它包括质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。它们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(如a.某原子、离子或原子团不变;b.溶液中阴、阳离子所带电荷数相等;c.氧化还原反应中得失电子数相等)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: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,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。 3.在15 g铁和氧化铁的混合物中,加入稀硫酸150 mL,能放出H2 1.68 L(标准状况)。同时铁和氧化铁均无剩余,向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,未见颜色变化。为了中和过量的H2SO4,且使Fe2+完全转化为Fe(OH)2,共消耗3 mol·L-1的NaOH溶液200 mL,则原硫酸的物质的量浓度是( ) A.1.5 mol·L-1 B.2 mol·L-1 C.2.5 mol·L-1 D.3 mol·L-1 答案 B 解析 反应最后所得溶液中只有Na2SO4,因加入的NaOH共0.6 mol,由Na原子守恒可知Na2SO4为0.3 mol,由S原子守恒可知原H2SO4为0.3 mol,其浓度为=2 mol·L-1。 4.为了测定NaClO2粗品的纯度,取粗产品10.0 g溶于水配成1 L溶液,取出10 mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液。充分反应后(NaClO2被还原为Cl-,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.20 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定,达到滴定终点时用去标准液20.00 mL,试计算NaClO2粗品的纯度:________。(提示:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI) 答案 90.5% 解析 NaClO2与KI反应的离子方程式为ClO+4I-+4H+===Cl-+2I2+2H2O,结合2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,可得关系式:ClO~2I2~4Na2S2O3,又n(Na2S2O3)=0.20 mol·L-1×0.02000 L=0.00400 mol, 则ClO~2I2~4Na2S2O3 1 mol 4 mol n(ClO) 0.00400 mol n(ClO)=0.00100 mol,所以1 L溶液中含有:n(NaClO2)=0.00100 mol×100=0.100 mol,则10.0 g粗产品中含有:m(NaClO2)=0.100 mol×90.5 g·mol-1=9.05 g,NaClO2粗品的纯度为×100%=90.5%。 考点3 一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析 例3 (2019·绵阳高三第一次诊断)草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)为淡黄色粉末,是生产锂电池的原料。某化学兴趣小组对草酸亚铁晶体的一些性质进行探究。回答下列问题: (1)实验室用0.5 mol·L-1 FeSO4溶液与0.5 mol·L-1 (NH4)2C2O4溶液制备草酸亚铁晶体。要配制500 mL 0.5 mol·L-1的FeSO4溶液,需称取FeSO4·7H2O(M=278 g·mol-1)样品________g,必须使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还有________________________。 (2)为测定草酸亚铁晶体中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2,设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。 实验操作步骤为:打开K1、K2,缓缓通入N2→点燃酒精灯,小火加热→熄灭酒精灯→冷却至室温→停止通N2,关闭K1、K2→称量A。重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。 ①仪器B的名称是________。 ②缓缓通入N2的目的是________________________。 ③根据实验记录,计算草酸亚铁晶体中结晶水数目x=________________(列式表示)。若不关闭K1和K2进行称量,则所得x将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)为探究草酸亚铁的热分解产物,将实验(2)中已恒重的装置A接入下图所示装置进行实验。 ①实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有________。 ②停止实验时要先熄灭两处酒精灯,再继续通N2至玻璃管冷却到室温,目的是________________________________。 ③若A装置中5.76 g样品完全分解后残余2.88 g黑色固体,E的硬质玻璃管中固体质量减轻0.64 g。则草酸亚铁受热分解的化学方程式为_______________。 [批注点拨] [解析] (1)配制500 mL 0.5 mol·L-1的FeSO4溶液,需称取FeSO4·7H2O样品的质量m=c·V·M=0.5 L×0.5 mol·L-1×278 g·mol-1=69.5 g,必须使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还有500 mL容量瓶、胶头滴管。 (2)①仪器B的名称是干燥管。 ②实验目的是测定草酸亚铁晶体中结晶水的含量,原理是FeC2O4·xH2OFeC2O4+xH2O,通过测盛装草酸亚铁晶体的装置A加热前后的质量差来进行计算,FeC2O4易被氧气氧化,故加热前要通入N2,排出A管中的空气,防止加热时草酸亚铁被氧气氧化。 ③装置质量为m1 g,装入样品后质量为m2 g,则样品质量为(m2-m1) g,加热一段时间停止加热,称量质量,重复操作直至质量不变,说明此时结晶水完全失去,则产物FeC2O4的质量为(m3-m1) g,所以结晶水的质量为(m2-m3) g,根据 FeC2O4 ~ xH2O 144 18x (m3-m1) g (m2-m3) g 则有=,可得x=,若不关闭K1和K2进行称量,空气会进入装置A将FeC2O4氧化,造成m3偏大,则所得x将偏小。 (3)①实验中观察到装置B中澄清石灰水变浑浊,说明热分解产物中一定含有CO2,装置E中固体变为红色,且F中澄清石灰水变浑浊,说明热分解产物中一定含有CO,则判断热分解产物中一定含有CO2和CO。 ②停止实验时要先熄灭两处酒精灯,再继续通N2至玻璃管冷却至室温,目的是防止倒吸。 ③装置A中样品FeC2O4的质量为5.76 g,则FeC2O4的物质的量为=0.04 mol,残余黑色固体中含Fe 0.04 mol,则含O的物质的量为 =0.04 mol,则残余黑色固体为FeO,E中固体质量减轻0.64 g,是CO还原氧化铜反应前后固体质量的减少量,结合化学方程式计算反应的CO的物质的量: CuO+COCu+CO2 Δm 1 mol 16 g 0.04 mol 0.64 g 根据FeC2O4的化学式,结合元素守恒,二氧化碳的物质的量也为0.04 mol,则草酸亚铁受热分解的化学方程式为FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑。 [答案] (1)69.5 g 500 mL容量瓶、胶头滴管 (2)①干燥管 ②排出A管中的空气,防止加热时草酸亚铁被氧气氧化 ③ 偏小 (3)①CO2和CO ②防止倒吸 ③FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑ 配制溶液过程中的几点注意 (1)明确溶液配制过程中的“四数据” ①记录质量或体积的数据,小数点后保留一位数字。 ②选择相应规格的容量瓶,作答时要标明容量瓶规格。 ③转移溶液时要洗涤烧杯、玻璃棒2~3次。 ④定容时液面距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管滴加。 (2)实验操作易错点 ①称量物体时应“左物右码”,腐蚀性物质应放在玻璃器皿中。 ②容量瓶不能配制任意体积的溶液,不能溶解、稀释和长时间贮存液体。 ③定容时要平视刻度线,仰视(如图1)体积偏大浓度偏小、俯视(如图2)体积偏小浓度偏大。 ④ 用玻璃棒引流时,玻璃棒末端应插入到刻度线以下,且玻璃棒不能接触瓶口。 ⑤定容摇匀后,液面低于刻度线,不能再滴加蒸馏水。 (3)误差分析 分析依据:c==,在进行误差分析时,根据实验操作弄清是“m”还是“V”引起的误差,再具体分析。 5.下列有关说法中正确的是( ) A.用上图甲所示方法配制一定浓度的NaCl溶液 B.用上图乙所示方法配制0.10 mol·L-1 NaOH溶液 C.配制溶液时,容量瓶未干燥,会使所得溶液浓度偏小 D.配制0.1000 mol·L-1 NaOH溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 答案 D 解析 定容时视线应该与刻度线相平,图示为俯视刻度线,A错误;配制溶液时,不能在容量瓶中溶解固体,应在烧杯中溶解并冷却至室温后移液,B错误;容量瓶使用前未干燥对所配制溶液的浓度无影响,C错误;为防止转移过程中液体流到容量瓶外,必须用玻璃棒引流,D正确。 6.某研究性学习小组欲测25 ℃、101 kPa的气体摩尔体积,请回答以下问题。 该小组设计的简易实验装置如下图所示: 该实验的主要操作步骤如下: ①配制100 mL 1.0 mol·L-1的盐酸溶液; ②用________(填仪器名称并注明规格)量取10.0 mL 1.0 mol·L-1的盐酸溶液加入锥形瓶中; ③称量a g已除去表面氧化膜的镁条,并系于铜丝末端,为使HCl全部参加反应,a的数值至少为________; ④往广口瓶中装入足量水,按上图连接好装置,检查装置的气密性; ⑤反应结束后待体系温度恢复到室温,读出量筒中水的体积为V mL。 请将上述步骤补充完整并回答下列问题。 (1)用文字表述实验步骤④中检查装置气密性的方法: _______________________________________________________________。 (2)实验步骤⑤中应选用______(填序号)的量筒。 A.100 mL B.200 mL C.500 mL 读数时除恢复到室温外,还要注意_______________________________。 (3)若忽略水蒸气的影响,在实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为Vm=________,若未除去镁条表面的氧化膜,则测量结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 答案 ②10 mL量筒 ③0.12 (1)向广口瓶中加水没过长导管口,塞紧瓶塞,两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿,如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面,表明装置气密性良好 (2)B 量筒内的液面与广口瓶内液面相平 (3)0.2V L·mol-1 偏小 解析 ③因HCl的物质的量为0.01 mol,由反应Mg+2HCl===MgCl2+H2↑知,HCl可与0.005 mol Mg完全反应,为保证HCl完全反应,故镁应不少于0.005 mol×24 g·mol-1=0.12 g。 (2)实验中产生的气体在标准状况下的体积为0.005 mol×22.4 L·mol-1 =0.112 L=112 mL,考虑到室温时气体的体积稍大些,再考虑通常仪器规格应略大且越接近误差越小,故选B。读数时注意量筒内的液面与广口瓶中液面相平,保证气压相等。 (3)Vm是气体的体积(排出水的体积)与气体的物质的量之比。若未除去表面的氧化膜,导致氧化膜耗酸,从而放出H2的体积变小,则Vm偏小。 1.(2018·全国卷Ⅱ)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NA B.100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA C.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA D.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA 答案 C 解析 常温常压下,124 g P4的物质的量是1 mol,由于白磷是正四面体结构,1个P4分子中含有6个P—P键,因此其中所含P—P键数目为6NA,A错误;铁离子在溶液中水解,所以100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;每个甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5 mol,其中含氢原子数目为2NA,C正确;反应2SO2+O2 2SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA,D错误。 2.(2017·全国卷Ⅱ)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( ) A.1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,NH的数量为0.1NA B.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA C.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA 答案 D 解析 因铵根离子水解,其数量小于0.1NA,A错误;2.4 g Mg为0.1 mol,与硫酸完全反应后转移的电子数为0.2NA,B错误;标准状况下,2.24 L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,C错误。 3.(2017·全国卷Ⅲ)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.0.1 mol的 11B中,含有0.6NA个中子 B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+ C.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子 D.密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键 答案 A 解析 11B中含有6个中子,0.1 mol 11B含有0.6NA个中子,A正确;溶液体积未定,不能计算氢离子个数,B错误;标准状况下苯是固体,不能利用气体摩尔体积计算,C错误;PCl3与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应,所以1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5,增加的P—Cl键的数目小于2NA个,D错误。 4.(2016·全国卷Ⅰ)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( ) A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA C.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA 答案 A 解析 乙烯和丙烯的最简式均为CH2,故14 g乙烯和丙烯混合气体中含氢原子数为2NA,A正确;N2和H2的反应为可逆反应,转化率不可能达到100%,生成的NH3分子数小于2NA,B错误;1 mol Fe和过量HNO3反应生成1 mol Fe3+,电子转移数为3NA,C错误;标准状况下,CCl4呈液态,D错误。 5.(2015·全国卷Ⅰ)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA B.2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA D.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA 答案 C 解析 18 g D2O和18 g H2O的物质的量不相同,所以含有的质子数也不相同,A错误;亚硫酸为弱酸,不能完全电离,氢离子数目少于2NA,B错误;过氧化钠与水发生反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,生成0.1 mol氧气,转移电子0.2NA,C正确;2NO+O2===2NO2,生成的NO2又发生反应2NO2N2O4,产物的分子数少于2NA,D错误。 6.(2015·全国卷Ⅱ)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( ) A.60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA B.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1NA C.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NA D.235 g核素U发生裂变反应:U+nSr+Xe+10n,净产生的中子(n)数为10NA 答案 C 解析 由丙醇的结构推知,1 mol丙醇共含有11 mol共价键,共价键总数为11NA,A错误;因NaHCO3溶液中也存在HCO的水解平衡:HCO+H2OH2CO3+OH-,所以NaHCO3溶液中,HCO、CO、H2CO3三者粒子数之和为0.1NA,B错误;钠与O2反应的各种产物中钠只有+1价,所以1 mol Na反应失去1 mol e-,C正确;235 g核素U为1 mol,由裂变反应知,净产生的中子为9 mol,D错误。 7.(2018·全国卷Ⅰ)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.01000 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为________________________,该样品中Na2S2O5的残留量为__________ g·L-1(以SO2计)。 答案 S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+ 0.128 解析 单质碘具有氧化性,能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠,反应的方程式为S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+;消耗碘的物质的量是0.0001 mol,所以焦亚硫酸钠的残留量(以SO2计)是 =0.128 g·L-1。 8.(2018·全国卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题: 测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 (1)称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________________________。 (2)向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4 溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为______________。 答案 (1)溶液变紫色且半分钟内颜色不变 (2)×100% 解析 (1)高锰酸钾氧化草酸根离子而自身被还原,达到滴定终点时高锰酸钾不再被还原,故溶液变紫色且半分钟内颜色不变。 (2)锌把铁离子还原为亚铁离子,酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。反应中消耗高锰酸钾0.001cV mol,Mn元素化合价从+7价降低到+2价,所以根据得失电子守恒可知铁离子的物质的量是0.005cV mol,则该晶体中铁的质量分数的表达式为×100%=×100%。 9.(2017·天津高考)准确称取AgNO3基准物4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有____________________。 答案 250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管 2020还可能这么考 10.清末成书的《化学鉴原》中有一段描述:“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。养气(氧气)以八分为一分剂(即分剂数为八),……一分剂轻气(氢气)为一,……并之即水,一分剂为九”。其中与“分剂数”一词最接近的现代化学概念是( ) A.摩尔质量 B.物质的量 C.化合价 D.质量分数 答案 A 解析 根据“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’”。氧气八分为一分剂,氢气一分为一分剂,水九分为一分剂,则氧气的分剂数为八,氢气的分剂数为一,水的分剂数为九,即八份氧气与一份氢气化合生成九份水,满足O2+2H2===2H2O中的质量守恒,因此与“分剂数”一词最接近的现代化学概念为摩尔质量,故选A。 11.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.0.4 mol HI受热分解生成H2的分子数为0.2NA B.7.8 g Na2O2与含CO2、H2O的混合气体完全反应转移电子数为0.2NA C.12.0 g NaHSO4和MgSO4的混合物含阳离子数为0.3NA D.1 mol有机物最多共平面的原子个数为18NA 答案 D 解析 HI分解反应是可逆反应,不能完全分解,A错误;2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2 mol Na2O2完全反应转移2 mol电子。n(Na2O2)=0.1 mol,转移电子为0.1 mol,B错误;硫酸氢钠中含Na+、HSO,NaHSO4与MgSO4的摩尔质量均为120 g·mol-1,则混合物的物质的量为=0.1 mol,所以12.0 g NaHSO4和MgSO4的混合物含0.1 mol阳离子,C错误。 专题作业 1.配制一定物质的量浓度的溶液时,如果所配溶液浓度偏小,原因可能是( ) A.转移时没有洗涤烧杯和玻璃棒2~3次 B.定容时,俯视液面使之与刻度线相平 C.溶解时放出了大量的热,但未等温度恢复为常温就开始转移 D.转移溶液前,容量瓶不干燥,留下少量的水 答案 A 解析 没有洗涤烧杯和玻璃棒,导致配制的溶液中溶质的物质的量偏小,配制的溶液浓度偏低,A正确;定容时,俯视液面使之与刻度线相平,导致加入的蒸馏水体积偏小,配制的溶液浓度偏高,B错误;溶解时放出了大量的热,但未等温度恢复为常温就开始转移,导致配制的溶液体积偏小,溶液浓度偏高,C错误;容量瓶中有少量水,对溶液中溶质的物质的量及最终溶液体积无影响,则不影响配制结果,D错误。 2.(2019·云南师范大学附属中学高三月考)下列各项表达正确的是( ) A.Na2O2中的阴阳离子数之比为1∶1 B.1.00 mol NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子 C.电解58.5 g熔融的NaCl,能产生22.4 L氯气(标准状况)、23.0 g金属钠 D.1.00 mol NaCl中,所有Na+的最外层电子总数约为8×6.02×1023 答案 D 解析 Na2O2由2个Na+和1个O构成,其阴阳离子数之比为1∶2,A错误;NaCl由Na+和Cl-构成,不含NaCl分子,B错误;58.5 g NaCl的物质的量为1 mol,能产生0.5 mol Cl2,标准状况下为11.2 L,C错误;Na+的离子结构示意图为,故1 mol Na+的最外层电子总数约为8×6.02×1023个,D正确。 3.(2019·绵阳高三第一次诊断)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.0.2 g HO与DO的混合物中所含中子数为0.1NA B.标准状况下,11.2 L臭氧所含质子数为8NA C.20 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液中,水解形成Al(OH)3胶体粒子数为0.002NA D.0.5 mol H2和0.5 mol I2在加热条件下充分反应,生成HI的分子数为NA 答案 A 解析 HO与DO的摩尔质量均为20 g/mol,故0.2 g混合物的物质的量为0.01 mol,且两者均含10个中子,故0.01 mol混合物中所含中子数为0.1NA,A正确;标准状况下,11.2 L臭氧的物质的量为0.5 mol,所含质子数为0.5×3×8=12NA,B错误;Al(OH)3胶体粒子是大量粒子的集合体,20 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液中,水解形成Al(OH)3胶体粒子数小于0.002NA,C错误;H2和I2生成HI的反应是可逆反应,0.5 mol H2和0.5 mol I2在加热条件下充分反应,生成HI的分子数小于NA,D错误。 4.(2019·重庆第一中学高三期中)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.NA个氢氧化铁胶体粒子的质量为107 g B.0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA C.100 g质量分数为17%的H2O2水溶液中含O—O键数目为NA D.2.7 g铝与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液分别反应,得到氢气的体积在标准状况下均为3.36 L 答案 D 解析 胶体微粒是多个氢氧化铁的集合体,NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量大于107 g,A错误;体积未知,无法计算0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中阳离子的数目之和,B错误;100 g质量分数为17%的H2O2水溶液中H2O2的物质的量为0.5 mol,含O—O键数目为0.5NA ,C错误;由化学方程式可得关系式2Al~3H2,2.7 g铝与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液分别反应,均得到0.15 mol H2,在标准状况下的体积为3.36 L,D正确。 5.(2019·南昌二中高三第三次月考)设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( ) A.标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA B.常温下,22 g CO2和N2O混合气体中,含有的原子数目为1.5NA C.物质的量浓度为0.1 mol·L-1的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为0.2NA D.标准状况下,2.24 L SO3中含有的氧原子数目为0.3NA 答案 B 解析 0.1 mol Cl2溶于水,部分氯气与水反应,转移的电子数目小于0.1NA,故A错误;CO2和N2O的摩尔质量都是44 g/mol,22 g CO2和N2O混合气体的物质的量是0.5 mol,含有的原子数目为1.5NA,故B正确;缺少溶液体积,无法计算Cl-的物质的量和个数,故C错误;标准状况下SO3为非气态,不能使用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,故D错误。 6.(2019·长郡中学高三月考)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.0.1 mol FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA B.一定条件下,6.4 g铜与过量的硫反应,转移的电子数为0.2NA C.常温常压下,22.4 L O2中含有的分子数小于NA D.6.4 g CaC2中所含的共价键数为0.2NA 答案 C 解析 常温常压下,22.4 L O2物质的量小于1 mol。 7.(2019·A10联考段考)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.98 g纯硫酸中含有氢离子的数目为2NA B.标准状况下,1 mol H2和1 mol F2混合后所含气体分子数目为2NA C.溶有28 g乙烯的四氯化碳溶液中含有的碳原子数目为2NA D.1 mol 16O2和18O2的“混合物”中含有中子数目可能为19NA 答案 D 解析 纯硫酸不电离,无氢离子,A错误;氢气和氟气恰好完全反应得到HF,HF在标准状况下是液体,B错误;溶剂四氯化碳中大量的碳未计算进去,C错误;1 mol 16O2中含有16NA中子,1 mol 18O2中含有20NA中子,故1 mol二者的“混合物”中含有的中子数目介于16NA~20NA之间,D正确。 8.(2019·宁夏银川一中第三次月考)NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( ) A.28 g乙烯和丙烯混合物中的极性键数目为4NA B.32 g Cu和32 g S充分反应,转移电子数为NA C.精炼铜时,若阳极失去0.1NA个电子,则阴极增重3.2 g D.等物质的量的钠分别在足量的氧气和氯气中燃烧,转移电子数相等 答案 B 解析 乙烯和丙烯的最简式为CH2,含有2个极性键(C—H键),28 g乙烯和丙烯混合物认为含有最简式CH2的物质的量为2 mol,则含有极性键数目为4NA,A正确;32 g Cu和32 g S充分反应时生成0.25 mol硫化亚铜,转移电子为0.5 mol,B错误;精炼铜时,阴极是铜离子得到电子生成铜单质,所以若阳极失去0.1NA个电子,则阴极得到0.1NA个电子,阴极增重3.2 g,C正确;钠和氧气或氯气反应时都是生成钠离子,所以等物质的量的钠分别在足量的氧气和氯气中燃烧,转移电子数相等,D正确。 9.(2019·湖南名校高三大联考)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是( ) A.7.8 g过氧化钠与足量水反应转移电子数为0.1NA B.常温常压下,16 g甲烷中共价键数目为4NA C.标准状况下,22.4 L CCl4含有的分子数目为NA D.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中H2CO3、HCO和CO粒子数之和为0.1NA 答案 C 解析 根据2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑及反应中各物质化合价变化可知,2 mol Na2O2参加反应转移2 mol 电子,7.8 g Na2O2为0.1 mol,与足量水反应时转移0.1 mol电子,A正确;每个CH4分子中含4个共价键(即C—H键),16 g CH4为1 mol,含4 mol共价键,B正确;CCl4在标准状况下呈液态,C错误;NaHCO3溶液中存在HCO的电离平衡与水解平衡,根据物料守恒可知,溶液中H2CO3、HCO和CO粒子数之和为1 L×0.1 mol·L-1×NA mol-1=0.1NA,D正确。 10.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA B.0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA C.标准状况下,11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1 mol氧气,转移电子的数目为0.4NA 答案 A 解析 O2和O3都由氧原子构成,1.6 g O2和O3的混合物中O质量为1.6 g,物质的量为0.1 mol,A正确;丙烯酸(CH2===CHCOOH)中含有碳碳双键和碳氧双键,0.1 mol丙烯酸中含有0.2 mol双键,B错误;标准状况下,苯不是气体,C错误;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,反应中过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,每生成0.1 mol氧气,转移0.2 mol电子,D错误。 11.(2019·河南汝州实验中学高三期末)某氮肥样品可能含有NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中的一种或几种。称取该样品1.000 g,溶于水配成100 mL溶液。将溶液分成两等份依次完成如下实验: ①向一份溶液中加入10 mL 0.2 mol·L-1的盐酸与之充分反应,可收集到标准状况下的CO2气体44.8 mL(设产生的CO2全部逸出)。 ②向另一份溶液中加入足量的6 mol·L-1氢氧化钠溶液,加热,产生的气体(设产生的NH3全部逸出)至少需要25 mL 0.15 mol·L-1的硫酸才能被完全反应。 下列说法正确的是( ) A.1.000 g样品中一定含有NH4HCO3 0.316 g B.向①反应所得的溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,说明原样品中一定含有NH4Cl C.原样品的NH含量为21% D.无需另外再设计实验验证,就能确定原样品中是否含有NH4Cl 答案 D 解析 加入10 mL 0.2 mol·L-1的盐酸与之充分反应,收集到标准状况下的CO2气体44.8 mL (0.002 mol),说明一定含有NH4HCO3,盐酸完全反应,碳酸氢铵不一定完全反应,所以1.000 g样品中不一定含有NH4HCO3 0.316 g,A错误;①反应加入了盐酸引入氯离子,所得的溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,不能说明原样品中一定含有NH4Cl,B错误;根据关系式2NH3~H2SO4,向另一份溶液中加入足量的6 mol·L-1氢氧化钠溶液,加热,产生的氨气的物质的量为0.025 L×0.15 mol·L-1×2=0.0075 mol,原样品的NH含量为×100%=27%,C错误;NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中NH的质量分数分别为22.8%、33.6%、22.5%,而样品中,NH的质量分数为27%,所以一定含有NH4Cl,故D正确。 12.(2019·山东济南历城二中高三调研)某固体混合物是由Al、(NH4)2SO4 、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或几种组成,现对该混合物做如下实验,所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)。下列说法中不正确的是( ) A.该固体中一定没有FeCl2,可能含有AlCl3 B.该固体中含有2.70 g Al C.该固体中含有6.60 g (NH4)2SO4 D.该固体中含有4.75 g MgCl2 答案 A 解析 往混合固体中加入过量的浓NaOH溶液,能够生成气体的有Al、(NH4)2SO4,气体分别是H2和NH3,把气体通过碱石灰干燥,气体体积不变,再通过浓硫酸,气体体积减小且不为零,所以可知生成的气体为H2和NH3,体积分别为3.36 L和2.24 L,原固体混合物中一定有Al、(NH4)2SO4,由体积可以分别计算得m(Al)=2.70 g、m[(NH4)2SO4]=6.60 g;又因碱过量有白色沉淀生成,且白色沉淀久置不变色,则一定没有FeCl2,沉淀为Mg(OH)2,是2.9 g,由此可计算得m(MgCl2)=4.75 g;由此m(Al)+m[(NH4)2SO4]+m(MgCl2)=2.70 g+6.60 g+4.75 g=14.05 g,所以固体混合物中只有这三种物质,一定没有AlCl3,A错误。 13.(2019·安徽五校联盟高三质检)如图装置中,容器甲内充入0.1 mol NO气体。干燥管内装有一定量Na2O2,从A处缓慢通入CO2气体。恒温下,容器甲中活塞缓慢由D处向左移动,当移至C处时容器体积缩至最小,为原体积的,干燥管中物质的质量增加了2.24 g。随着CO2的继续通入,活塞又逐渐向右移动。下列说法正确的是( ) A.活塞从D处移动到C处的过程中,通入的CO2气体为2.24 L(标准状况) B.NO2转化为N2O4的转化率为20% C.容器甲中NO已反应完 D.活塞移至C处后,继续通入a mol CO2,此时活塞恰好回至D处,则a小于0.01 答案 D 解析 设通入CO2的体积为x,根据2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2及差量法,知存在44.8 L∶56 g=x∶2.24 g,解得x=1.792 L,A错误;CO2与Na2O2反应消耗CO2的物质的量为=0.08 mol,生成n(O2)=0.04 mol,又因n(NO)=0.1 mol,根据2NO+O2===2NO2,NO过量,生成的n(NO2)=0.08 mol,剩余的n(NO)=0.02 mol,设NO2转化为N2O4的物质的量为y,根据2NO2(g)N2O4(g),则0.02 mol+0.08 mol-y+0.5y=0.1 mol×,解得y=0.02 mol,故NO2转化为N2O4的转化率为×100%=25%,B错误;容器甲中NO剩余0.02 mol,C错误;活塞移至C处时,气体的总物质的量为0.09 mol,此时容器甲的体积缩至最小,说明Na2O2已反应完全,活塞回至D处时,容器甲的体积增大,2NO2(g)N2O4(g)向逆反应方向移动,气体的物质的量增加,因此所需CO2的物质的量小于0.01 mol,D正确。 14.(2019·贵州重点中学高考教学质量测评)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下: Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。 Ⅱ.酸化、滴定 将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O+I2===2I-+S4O)。 回答下列问题: (1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是____________________________。 (2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为__________________。 (3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。 ①配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和______________________________; ②配制时使用的蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除________及二氧化碳。 (4)取200.00 mL水样经固氧、酸化后,用a mol/L Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为__________________________________;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为________ mg/L。 (5)上述滴定过程中,若滴定前俯视刻度,而滴定后仰视刻度,会使得所测溶解氧含量________。(填“偏高”“偏低”或“不变”) 答案 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差 (2)2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2 (3)①一定容积的容量瓶、胶头滴管、量筒 ②氧气 (4)当滴入最后一滴时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化 40ab (5)偏高 解析 (4)碘遇淀粉变蓝色,故选择淀粉作指示剂,当溶液由蓝色变为无色,且半分钟颜色不再变化,说明滴定到达终点;根据方程式,O2~2I2~4S2O得n(O2)= mol,m(O2)=×32 g/mol=8ab mg,则水样中溶解氧的含量为=40ab mg/L。 (5)根据n(O2)= mol分析,不当操作使b值增大,则会导致测量结果偏高。查看更多