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- 2021-07-06 发布
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高中化学58个考点精讲
6、 物质的量
1. 复习重点
1.理解质量守恒定律的涵义。
2.明确摩尔的概念,掌握摩尔质量与相对分子质量、相对原子质量之间的区别与联系、理解阿伏加德罗常数的涵义,其中阿伏加德罗常数是命题的热点
2.难点聚焦
一、质量守恒定律
1.内容 参加化学反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量总和。
2.实质 化学反应前后元素的种类和原子的个数不发生改变。
二、阿伏加德罗定律
1.内容
在同温同压下,同体积的气体含有相同的分子数。即“三同”定“一同”。
2. 推论:
⑴同温同压下,V1/V2=n1/n2
⑵同温同体积时,p1/p2= n1/n2=N1/N2
⑶同温同压等质量时,V1/V2=M2/M1
⑷同温同压同体积时,W1/W2=M1/M2=ρ1/ρ2
注意:
①阿伏加德罗定律也适用于不反应的混合气体。
②使用气态方程PV=nRT有助于理解上述推论。
三、阿伏加德罗常数
物质的量是以阿伏加德罗常数来计量的,0.012kg碳-12所含的碳原子数就是阿伏加德罗常数(NA)。6.02×1023是它的近似值。注意:叙述或定义摩尔时一般用“阿伏加德罗常数”,在具体计算时常取“6.02×1023”。
3.网络
①、定义:表示含有一定数目粒子的集体。
②、符号:n
物质的量 ③、单位:摩尔、摩、符号mol
④、1mol任何粒子(分、原、离、电、质、中子)数与0.012kg12C中所含碳原子数相同。
⑤、、架起微观粒子与宏观物质之间联系的桥梁。
①、定义:1mol任何粒子的粒子数叫阿伏加德罗常数。
阿伏加德罗常数: ②、符号NA
③、近似值:6.02×1023
①、定义:单位物质的量气体所占的体积叫~
基本概念 气体摩尔体积:②、符号:Vm
③、单位:L·mol-1
①、定义:单位物质的量物质所具有的质量叫~
摩尔质量:②、符号:M ③、单位:g·mol-1或kg·mol-1
④、若以g·mol-1为单位,数值上与该物质相对原子质量或相对分子质量相等。
物质的量
①、定义:单位体积溶液中所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量叫溶质B的物质的量浓度。
物质的量浓度:②、符号:c(B)
③、单位:mol·L-1
①、定律:在相同温度和压强下,相同体积的作何气体都含有相同数目的分子。
同温同压下:
阿伏加德
罗定律及
其推论:
②、推论: 同温同压下:
同温同体积下:
Ⅰ、气体休的密度和相对密度:
标况下:
③、运用:
A气体对B气体的相对密度:
Ⅱ、摩尔质量M(或平均摩尔质量)
M=22.4L·mol-1×ρ,
=M(A)ф(A)+M(B)ф(B)+··· ф为体积分数。
3. 例题精讲
一、质量守恒定律的直接应用
[例1]有一在空气里暴露过的KOH固体样品,经分析其含水7.65%,含K2CO34.32%,其余是KOH。若将ag样品放入bmL1mol/L的盐酸中,使其充分作用后,残酸用25.25mLcmol/L的KOH溶液恰好中和完全。蒸发所得溶液,得到固体质量的表达式中(单位g)
A. 只含有a B. 只含有b C. 必含有b D. 一定有a、b和c
[解析]本题如使用Cl原子守恒的方法可大大简化解题步骤。由题意,反应后溶液为KCl溶液,其中的Cl-来自盐酸,所以所得KCl固体的物质的量与HCl的物质的量相等,即为0.001bmol,质量为0.0745bg。如果解题时使用ag这个数据,也能获得答案,此时答案中也会含有b,请读者自行解答。
本题正确答案为C。
[例2]在一定条件下,16gA和22gB恰好反应生成C和4.5gD。在相同条件下,8gA和15gB反应可生成D和0.125molC。从上述事实可推知C的式量为____________。
[解析]根据质量守恒定律,当16gA与22gB恰好反应生成4.5gD的同时,生成C的质量应为16+22-4.5=33.5g,当8gA和15gB反应时,根据判断B是过量的,A与C的质量关系应是16:33.5=8:x,x=16.75g,MC=16.75g/0.125mol=134g/mol,即C的式量为134。
二、阿伏加德罗常数的直接应用
[例3]下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)
A. 标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷混合物22.4L,则所含有的分子数为NA
B. 标准状况下,1L辛烷完全燃烧后,所生成气态产物的分子数为
C. 常温常压下,活泼金属从盐酸中置换出1molH2时发生转移的电子数为2NA
D. 常温常压下,1mol氦气含有的核外电子数为4NA
[解析]阿伏加德罗定律所述的气体包括混合气体。标准状况下,22.4L混合气体所含有的分子数为NA,所以选项A正确。标准状况下,辛烷是液体,不能使用标准状况下气体的摩尔体积22.4L/mol这一量,所以1L辛烷的物质的量不是1/22.4mol,选项B错误。每生成1molH2时必有2molH+获得2mol电子,即转移电子数为2NA,选项C正确。1个氦原子核外有4个电子,氦气是单原子分子,所以1mol氦气含有4mol电子,这与外界温度和压强无关,所以选项D正确。本题正确答案为AC。
三、阿伏加德罗定律与化学方程式计算的综合应用
[例4]在一定条件下,有aLO2和O3的混合气体,当其中的O3全部转化为O2时,体积变为1.2aL,求原混合气中O2和O3的质量百分含量。
[解析]由阿伏加德罗定律,结合化学方程式的意义可知,化学方程式中气体化学式的系数比等于其体积比,所以此题实际上用阿伏加德罗定律的应用题。
设混合气体中O3占xL,则O2为(a-x)L
2O3 ==== 3O2
2L 3L
xL (3/2)xL
(3/2)x+(a-x)=1.2a,解得x=0.4a
根据阿伏加德罗定律:n(O3):n(O2)=V(O3):V(O2)=0.4a:0.6a=2:3
w(O2)==50% , w(O2)=1-50%=50%。
四、阿伏加德罗定律与质量守恒定律的综合应用
[例5]在某温度时,一定量的元素A的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质,此时压强增加了75%。则A单质的一个分子中有_______个A原子,AH3分解反应的化学方程式为__________________________________________。
[解析]由阿伏加德罗定律的推论:相同温度和压强时,p1/p2=N1/N2得反应前后气体的分子数之比为1:1.75=4:7,可理解为反应式左边气体和反应式右边气体系数之和的比为4:7,再按氢原子守恒不妨先将反应式写为4AH3==A( )+6H2,再由A原子守恒得A右下角的数字为4。
本题答案为:4,4AH3==A4+6H2。
五、阿伏加德罗定律与化学平衡的综合应用
[例6]1体积SO2和3体积空气混合后,在450℃以上通过V2O5催化剂发生如下反应:2SO2(气)+O2(气)2SO3(气),若在同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9:1。则反应掉的SO2是原有SO2的___________%。
[解析]由阿伏加德罗定律的推论可知:,V2=0.9×(3+1)=3.6体积。
设参加反应的SO2为x体积,由差量法
2SO2 + O22SO3 ΔV
2 3-2=1
x 4-3.6=0.4
2:1=x:0.4 解得x=0.8体积,所以反应掉的体积是原有SO2的。
六、阿伏加德罗定律与热化学方程式的综合应用
[例7] 将4g甲烷和适量氧气混合后通入一密闭容器中,点燃使之恰好完全反应,待恢复到原温度后,测得反应前后压强分别为3.03×105Pa和1.01×105Pa,同时又测得反应共放出222.5kJ热量。试根据上述实验数据,写出该反应的热化学方程式。
[解析]书写热化学方程式有两个注意事项:一是必须标明各物质的聚集状态,二是注明反应过程中的热效应(放热用“+”,吸热用“-”)。要写本题的热化学方程式,需要解决两个问题,一是水的状态,二是反应过程中对应的热效应。由阿伏加德罗定律的推论可知:,根据甲烷燃烧反应的化学方程式可知,水在该状态下是液体(想一想,如为气体则反应前后的压强比应为多少?),因4g甲烷燃烧时放出222.5kJ热量,则1mol甲烷燃烧时放出的热量为。
本题答案为:CH4(气)+2O2(气)==CO2(气)+2H2O(液)+890kJ
4.实战演练
1.根据化学反应A+B==C+D中,某学生作了如下四种叙述:①若mgA与B充分反应后生成ngC和wgD,则参加反应的B的质量为(m+n-w)g;②若mgA和ngB完全反应,生成的C和D的总质量是(m+n)g;③若取A、B各mg,则反应生成C和D的质量总和不一定是2mg;④反应物A、B的质量比一定等于C、D的质量比 ( )
A. ①②③ B. ②③④ C. ①④ D. ②③
2.现有A、B、C三种化合物,各取40g相混合,完全反应后,得B18g,C49g,还有D生成。已知D的式量为106。现将22gA和11gB反应,能生成D ( )
A. 1mol B. 0.5mol C. 0.275mol D. 0.25mol
3.质量为25.4g的KOH和KHCO3混合物先在250℃加热,冷却后发现混合物质量损失4.9g,则原混合物中KOH和KHCO3的组成为 ( )
A. 物质的量 KOH=KHCO3 B. 物质的量 KOH>KHCO3
C. 物质的量 KOH (2)若p0= p1时:则:W≤
(3)若p1是p0的n倍:1≤n≤2 则n=1时:W≤
n=2时:即:W≥ 则:
答案:(1)W>;(2)W≤;(3)
点评:此题具有一定的难度和综合性,解题时要注意考虑完全。例如:本题中反应时可以只是生成CO;只是生成CO2;生成CO和与CO2的混合气体三种情况。
4.实战演练
一、选择题
1.关于m g H2和n g He的下列说法中,正确的是
A.同温同压下,H2与He的体积比为m∶2nB.同温同压下,若m=n,则H2与He的分子数之比为2∶1
C.同温同压下,同体积时,H2与He的质量比>1 D.同温同压下,H2与He的密度比为1∶2
2.标准状况下有①0.112 L水 ②3.01×1023个氯化氢分子③13.6 g H2S气体 ④0.2 mol氨气,下列对这四种物质的关系由小到大排列正确的是
A.体积:①④③② B.密度:④①③② C.质量:①④③② D.氢原子数:②④③①
3.8.4 g A与3.65 g B完全反应,生成5.85 g C和1.8 g D及一种气体,其体积于标准状况下为2.24 L,则此气体的密度为相同条件下H2密度的
A.22倍 B.24倍 C.2.2倍 D.44倍
4.通常状况下,将CO和O2的混合气体200 mL置于密闭容器内点燃,再恢复到原状况,气体的体积变为150 mL,则原混合气体中CO的体积可能是
A.100 mL B.150 mL C.50 mL D.75 mL
5.空气和CO2按体积比5∶1混合,将混合气体与足量的红热焦炭充分反应,设空气中N2和O2的体积比为4∶1,不计其他成分,且体积均在同温、同压下设定,则反应后的气体中CO的体积分数是
A.50% B.29% C.43% D.100%
6.将标准状况下a L HCl气体溶于1000 g水中,得到的盐酸密度为b g·cm-3,则该盐酸的物质的量浓度为
A. mol·L-1B. mol·L-1C. mol·L-1 D. mol·L-1
7.某混合气体中各气体的质量分数为O2 32%,N2 28%,CO2 22%,CH4 16%,H2 2%,则此混合气体对氢气的相对密度为
A.32.00 B.11.11 C.22.22 D.30.00
8.1 mol某烃在1.01×105 Pa,273℃时和适量氧气完全反应,得混合气体m L,冷却至0℃时测得气体的体积为n L,则该烃的分子式为
A.CnH2(m-n) B.Cm-nH2n C.CnH2m-4n D.CnHm-2n
9.由A、B两种气体组成的混合气体(A、B的相对分子质量分别为MA、MB),若A的质量分数为w%,则混合气体的平均相对分子质量是
A. B. C.MA·w%×MB(1-w%) D.无法确定
二、非选择题(共55分)
10.通常情况下CO和O2的混合气体m L,用电火花引燃反应后体积变为n L(前后条件相同)。
(1)试确定混合气体中CO和O2的体积[用V(CO)和V(O2)表示]。
(2)若反应后气体的密度在相同条件下为H2密度的15倍,试确定气体成分。
11.由两种气态烃组成的混合烃的总物质的量与该混合烃充分燃烧后所得气体产物(CO2和H2O蒸气)的物质的量之变化关系如图所示。以下对混合烃组成的判断正确的是 。
混烃燃烧有关量变
A.一定有乙烯 B.一定有甲烷C.一定有丙炔 D.一定没有乙烷
12.一定量的液态化合物XY2,在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应方程式为:
XY2(l)+3O2(g)XO2(g)+2YO2(g)
冷却后,在标准状况下测得生成物质的体积是672 mL,密度是2.56 g·L-1,则:
(1)反应前O2的体积是 。
(2)化合物XY2的摩尔质量是 。
13.常温下,A和B两种物质组成的混合气体(A的式量大于B),经分析,混合气体中只有氮和氧两种元素,而且不论A、B以何种比例混合,氮和氧的质量比总大于,小于,由此可知A为 ,B为 (写化学式),若上述混合气体中氮和氧的质量比为21∶20,则该混合气体中A和B的物质的量之比为 。
14.计算以下两小题时,除必须应用所有给出的数据外,还缺少一个数据,指出该数据的名称,并分别以a和b表示,列出计算式。
(1)在温度为t℃和压强为p Pa时,19.5 g A与11 g B恰好完全反应,生成固体C和3.00 L气体D,计算生成C的质量(m)。
缺少的数据是 ,计算式为m= 。
(2)0.48 g金属镁与10 mL盐酸反应,计算生成的H2在标准状况下的体积[V(H2)]。
缺少的数据是 ,计算式为 。
15.使一定量的磷化氢和氢气的混合气体,依次通过两支加热的硬质玻璃管,第一支玻璃管中装有铜屑,第二支玻璃管中装有氧化铜,第一支试管中由于发生如下反应:2PH3+CuCu3P2(s)+3H2,玻璃管中物质的质量增加4.96 g,第二支玻璃管中物质的质量减少了5.76 g。(1)计算原混合气体中磷化氢和氢气的体积比。
(2)在标准状况下,原混合气体的密度是多少?
16.将一定量的CO2气体通入500 mL某NaOH溶液,充分反应后,将溶液在低温下蒸发,得到不含结晶水的白色固体A。取三份质量不同的该白色固体A分别与50 mL相同浓度的盐酸反应,得到气体的体积(标准状况)与固体A的质量关系如下表所示。
组别
1
2
3
盐酸的体积(mL)
50
50
50
固体A的质量(g)
3.80
6.20
7.20
气体体积(mL)
896
1344
1344
(1)上表中第 组数据表明加入的50 mL盐酸反应后有剩余,其理由是
。
(2)请通过计算、讨论、判断固体A是什么物质,其成分的质量百分含量为多少?
附参考答案
一、1.BD 2.AD 3.A
4.解析:2CO+O22CO2 ΔV
2 1 2 1
50 mL
若O2过量:V(CO)=100 mL;若CO过量:V(O2)=50 mL则V(CO)=150 mL。 答案:AB
则CO%=50%。 答案:A
6.D 7.B 8.D 9.A
二、10.(1)V(CO)=2(m-n)L V(O2)=(2n-m)L V(CO)=n L
V(O2)=(m-n)L
(2)CO2、CO
11.BD
12.(1)672 mL (2)76 g·mol-1
13.N2O NO 1∶4
14.(1)t℃、p Pa时D的密度a g·L-1
m(C)=30.5 g-a g·L-1×3 L=(30.5-3 a)g
(2)盐酸的浓度b mol·L-1
若Mg过量,V(H2)=×22.4 L·mol-1
若HCl过量:
V(H2)=×22.4 L·mol-1
若正好完全反应,V(H2)上述两值等效,均可。
15.(1)4∶3 (2)0.91 g/L
16.(1)1 固体的量增加,产生气体的量增加,说明在1中有酸剩余。
(2)固体为Na2CO3和NaHCO3的混合物:
Na2CO3%=55.79% NaHCO3%=44.21%
高中化学58个考点精讲
(8) 物质的量的浓度
1.复习重点
1.物质的量浓度的概念及有关计算;
2.溶解度的概念及有关计算;
3.物质的量浓度、质量分数和溶解度之间的相互换算;
4.配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
5.高考的热点是物质的量浓度的概念及其计算,一定物质的量浓度的溶液的配制方法。
2.难点聚焦
1.物质的量浓度。
浓度是指一定温度、压强下,一定量溶液中所含溶质的量的多少。常见的浓度有溶液中溶质的质量分数,溶液中溶质的体积分数,以及物质的量浓度。物质的量浓度是以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量。符号用cB表示,(2)表达式:CB 单位常用mol/L或mol/m3,注意:①单位体积为溶液的体积,不是溶剂的体积。②溶质必须用物质的量来表示。计算公式为概念中的单位体积一般指1升,溶质B指溶液中的溶质,可以指单质或化合物,如c(Cl2)=0.1mol/L,c(NaCl)=2.5mol/L;也可以指离子或其它特定组合,如c(Fe2+)=0.5mol/L, c(SO42-)=0.01mol/L等。
2.溶液的稀释与混合 (1)溶液的稀释定律
由溶质的质量稀释前后不变有:mB =m浓×ω浓=m稀×ω稀%
由溶质稀释前后物质的量不变有:CB =c浓×V浓=c稀×V稀%
(2)溶液在稀释或混合时,溶液的总体积不一定是二者混合的体积之和。如给出溶液混合后的密度,应根据质量和密度求体积。
3.物质的量浓度与溶质质量分数ω%的换算(ρ为该溶液的密度)
4.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)仪器:容量瓶,容量瓶有各种不同的规格,一般有100mL、250mL、500mL和1000mL等几种。(2)步骤:
①计算:计算所需固体溶质质量或液体溶质的体积。②用托盘天平称量固体溶质或用量筒量取液体体积。
③溶解:将溶质加入小烧杯中,加适量水溶解。④移液洗涤:将已溶解而且冷却的溶液转移到容量瓶中,并用玻璃棒引流,再洗涤烧杯和玻璃棒2—3次,将洗涤液倒入容量瓶中。⑤定容:缓缓向容量瓶中注入蒸馏水,直到容量瓶液面接近刻度线1cm-2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切,盖好,反复上下颠倒,摇匀。最后将容量物质的量浓度 dream 第 14 页 6/22/2020瓶中溶液转移到试剂瓶中备用。
5.知识网络
①、以物质的量为中心的有关物理量的换算关系:
物质所含粒子数N
÷÷化合价
×NA ÷NA
×M
÷M
×化合价
物质的量n
电解质电离出离子的“物质的量” 物质的质量(m)
÷96500C·mol-1
×Vm(22.4L/mol)
×96500C·mol-1
÷Vm(22.4L/mol)
电量(C) 气体的体积(标准状况)
×Vm
×△H
÷Vm
÷△H
V气体体积(非标准状况) 反应中放出或吸收的热量(KJ)Q
×V(溶液) ÷V(溶液)
溶液的物质的量浓度CA)
物质的量的相关计算关系及其它
②、物质的量与其它量之间的换算恒等式:
③、理想气体状态方程(克拉伯龙方程):
PV=nRT 或 (R=8.314J/mol·K)
④决定于
、影响物质体积大小的因素:
微粒的大小 1mol固、液体的体积
决定于
物质体积 微粒的个数 1mol物质的体积
决定于
微粒之间距离 1mol气体的体积
①、溶液稀释定律:溶质的量不变,m(浓)·w(浓)= m(稀)·w(稀);c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
⑤、溶液浓度换算式:
②、溶解度与溶质质量分数w换算式:
③、溶解度与物质的量浓度的换算:
④、质量分数与物质的量浓度的换算:
⑥、一定物质的量浓度 主要仪器:量筒、托盘天平(砝码)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶
溶液的配配制: 方法步骤:计算→称量→溶解→转移→洗涤→振荡→定容→摇匀→装瓶
识差分析:关键看溶质或溶液体积的量的变化。依据来判断。
3. 例题精讲
类型一:配制溶液的计算
此类问题直接依据物质的量浓度的概念来求算即可。解题时,通过对公式C=n/V进行变形,在结合物质的量和物质质量、气体体积等相互之间的关系等来求解。
例1、配制浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液200mL,需要氢氧化钠的质量是多少?
析:解题时直接抓住物质的量浓度公式的变式:n=CV,在结合m=nM关系,可以得到需要溶质的质量(过程略)。
例2、设体积的单位为L。用V体积水制得物质的量浓度为a(密度为p),需要标况下氨气的 体积为
________________________.
析:同样的,解题时应该抓住物质的量公式的变式:n=CV以及V(g)=22.4L/mol×n 。同时在解本题时应该注意的是题目中的V是溶剂的体积而不是物质的量浓度中溶液的 体积,解答此题时,溶液的体积必须通过密度来换算。假设反应中需要氨气的体积为V*,则有n(NH3)=V*/22.4mol/L。对应溶液的质量应该为1000g/L×V+17n(NH3),溶液的体积V(l)为[1000g/L×V+17n(NH3)]/p,物质的量浓度为a=n(NH3)/V(l)。经进一步处理得到V*=22400aV/(1000p-17a).
在解此类问题时还应该注意的是:如果给出的固体物质带有结晶水,则需要进行一定的换算,方能达到正确的答案。例如,要配置物质的量浓度为0.1mol/L的硫酸铜溶液250mL,需要胆矾的质量是多少?
类型二、有关物质的量浓度和溶质质量分数之间的换算
假设某溶液的物质的量浓度为C(mol/L),该溶液中溶质的质量分数为p%,溶液的密度为d(g/mL)则物质的量浓度和质量分数两个量之间的关系推导如下:取W(g)的溶液,则溶液中溶质的质量为p%W,溶液的体积为W/d (mL)。依据物质的量浓度计算公式:
C=n/V=(p%W/M)/(W/d×10-3)=103×d×p%/M (M为溶质的摩尔质量)
例3、质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84g/mL),其物质的量浓度是多少?
析:解答此题很容易,只要直接抓住公式即可。带入计算可知,该溶液的物质的量浓度为18.4mol/L。应用上述公式解决此类问题,一定要注意各量的单位,否则溶液出错。
此外,还应该注意的另一问题就是:依据饱和溶液中物质的量浓度和溶质质量分数之间的关系进而推断溶解度与物质的量浓度之间的关系。由于饱和溶液中,溶解度和质量分数之间存在如下关系:p%=s/(100+s),因此,可以推知C=103×d×S/M(100+S)。
类型三、浓溶液稀释的有关计算
解题的关键在于抓住溶质守恒,即稀释前后溶质的质量保持不变。公式为:C1V1=C2V2。
例4、要得到100mL浓度为3.68mol/L的稀硫酸溶液,需要98%的浓硫酸(密度为1.84g/mL)的体积多少毫升?
析:根据例3的求解,可以知道98%的浓硫酸(密度为1.84g/mL)物质的量浓度为18.4mol/L。假设需要浓硫酸的体积为V,则:
18.4mol/L×V=3.68mol/L×0.100L
经过计算可以推知需要浓硫酸的体积为0.020L。
类型四、根据化学方程式进行计算
此类问题的计算,其实质为物质的量应用于化学方程式的计算。然后在依据物质的量与物质的量浓度之间的关系进行换算,从而得到物质的量浓度。
例5、往8.4g的碳酸氢钠固体中逐滴加入稀盐酸,当不再产生气体时,消耗盐酸的体积为50.00ml,则该盐酸的物质的量浓度是多少。
析:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2
1 1
8.4g/(84g/mol) 0.1mol
因此,盐酸的浓度为0.1mol/0.050L=2.0mol/L.
4.实战演练
1.20℃时,将某盐R的溶液蒸发掉10 g水后恢复到20℃,需再加6 g盐R(无水),溶液即达饱和,若将原溶液蒸发掉30 g 水,只需加1 g盐R就可在20℃时达饱和。则20℃时盐R的溶解度是
A.20 g B.25 g C.30 g D.35 g
2.以下各结论,错误的是
A.溶质的质量分数为30%的NaCl溶液,加入等质量的水稀释后,其溶质的质量分数为15%
B.物质的量浓度为10 mol·L-1的H2SO4溶液,用等体积的水稀释后,其物质的量浓度为5 mol·L-1
C.室温时,某物质在1 L水中最多能溶解0.09 g,此物质应属于“不溶物质”
D.常温常压下,1体积水约溶解700体积的氨气,这里氨气的体积,是指标准状况下的体积
3.在100 g浓度为18 mol·L-1,密度为ρ(g·cm-3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9 mol·L-1的硫酸,则加入水的体积
A.小于100 mL B.等于100 mL C.大于100 mL D.小于mL
4.a mol氨完全氧化成HNO3,并且全部溶于反应生成的水中,得HNO3的质量分数约为
A.78% B.42% C.50% D.63%
5.设NA为阿伏加德罗常数,下列关于0.2 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液不正确的说法是
A.2 L溶液中有阴、阳离子总数为0.8 NAB.500 mL溶液中NO浓度为0.2 mol·L-1
C.500 mL溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1 D.500 mL溶液中NO浓度为0.2 NA
6.已知甲、乙溶质质量分数与密度的关系如下表:
溶质质量分数
甲溶液密度(g/cm3)
乙溶液密度(g/cm3)
1%
0.95
1.02
5%
0.92
1.04
10%
0.90
1.07
甲物质的1%的溶液与9%的溶液等体积混合,乙物质的1%的溶液与9%的溶液等体积混合后,下列叙述正确的是
A.混合后甲、乙溶液质量分数均大于5%
B.混合后乙溶液质量分数大于5%,甲溶液质量分数小于5%
C.混合后甲溶液质量分数大于5%,乙溶液质量分数小于5%
D.混合后甲、乙溶液质量分数均等于5%
7.在无土栽培中,需配制一定量含50 mol NH4Cl,16 mol KCl和24 mol K2SO4的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体为原料来配制,三者的物质的量依次是(单位为mol)
A.2,64,24 B.64,2,24 C.32,50,12 D.16,50,24
8.有五瓶溶液分别是:①10 mL 0.6 mol·L-1 NaOH水溶液;②20 mL 0.50 mol·L-1 H2SO4水溶液;③30 mL 0.40 mol·L-1 HCl水溶液;④40 mL 0.3 mol·L-1 CH3COOH水溶液;⑤50 mL 0.20 mol·L-1蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是
A.①>②>③>④>⑤B.②>①>③>④>⑤C.②>③>④>①>⑤D.⑤>④>③>②>①
9.用密度为ρ1 g·cm-3,质量分数为n%的浓盐酸,配制成体积比为1∶4的稀HCl(稀盐酸的密度为ρ2 g·cm-3),则所配制的盐酸的物质的量浓度为
A.10 ρ1 n/182.5 mol·L-1 B.10 ρ1ρ2 n/(ρ1+4) mol·L-1
C.10 ρ1ρ2n/36.5 (ρ1+4)mol·L-1 D.10 ρ1ρ2n/182.5 mol·L-1
二、选择题(共55分)
10.(7分)物质的量浓度为a mol·L-1的Na2SO4溶液,若含m g钠离子时,其溶液的体积是 mL;若该硫酸钠溶液中溶质的质量分数为b%,则此Na2SO4溶液的密度是 g·mL-1。
11.(11分)摩尔质量为M g·mol-1的某物质溶解度曲线如右图所示,现有t2℃时300 g该物质的溶液,恒温蒸发掉50 g水后,溶液恰好达到饱和,此饱和溶液的密度为ρ g·cm-3,则其物质的量浓度为 mol·L-1。若将饱和溶液降温到t1℃,析出晶体(不含结晶水)的质量为 。
12.(11分)用18 mol·L-1硫酸配制100 mL 1.0 mol·L-1的硫酸,若实验仪器有:A.100 mL量筒 B.托盘天平C.玻璃棒 D.50 mL容量瓶 E.10 mL量筒 F.胶头滴管 G.50 mL烧杯 H.100 mL容量瓶
(1)实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号) 。
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是 。(填写标号)
A.使用容量瓶前检查它是否漏水。
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗。
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线2 cm~3 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线。
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线2 cm~3 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线。
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次。
13.(9分)向盛有铜片的烧杯中加入某浓度的硫酸115 mL,在加热条件下反应,待铜片全部溶解后将其溶液稀释到500 mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到标准状况下的气体2.24 L,过滤得残留固体,干燥后称重,质量减轻7.50 g,试求原硫酸溶液的物质的量浓度。
14.(10分)在标准状况下,将224 L HCl气体溶于635 mL水中(ρ=1 g/cm3),所得盐酸的密度为1.18 g/cm3。试计算:
(1)取出这种盐酸10.0 mL,稀释至1.45 L,所得稀盐酸的物质的量浓度。
(2)在40.0 mL 0.0650 mol·L-1 Na2CO3溶液中,逐滴加入(1)所配制的稀盐酸,边滴边振荡。若使反应不产生CO2气体,加入稀盐酸的体积最多不能超过多少毫升?
15.(8分)向300 mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体。请回答下列问题:
(1)由于CO2通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成,并分别列出。(2)若通入CO2气体为2.24 L(标准状况下),得到11.9 g的白色固体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少?
附参考答案
一、1.解析:设原溶液中水的质量为w g,R的质量为 m g,R的溶解度为S g,则有:
根据比例性质,可设:
S=×100=25 g。
答案:B
2.解析:注意体积效应。
答案:B
3.解析:因H2SO4溶液的密度随浓度增大而增大,是一个变值而不是一个定值。
设稀释后溶液密度为ρ′,则有:18××10-3=9××10-3,2=,
因为ρ′<ρ,故V<100(mL)。
答案:A
4.解析:NH3+2O2===HNO3+H2O
HNO3%=×100%=78%
答案:A
5.AB 6.B 7.B 8.D 9.C
二、10. 14.2a/b
11. g
12.(1)G、E、C、H、F(或E、G、C、H、F)
(2)BCD
13.18.26 mol·L-1
14.(1)0.0813 mol·L-1 (2)32 mL
15.(1)四种
①KOH,K2CO3 ②K2CO3 ③K2CO3,KHCO3④KHCO3
(2)解:2KOH+CO2 === K2CO3+H2O
22.4 138
2.24 x=13.8
KOH+CO2===KHCO3
22.4 100
2.24 x=10.0
从上面两方程知:生成的固体全部是K2CO3时应该是13.8 g,若生成的固体全部是KHCO3时应该是10.0 g,现生成的固体为11.9 g,所以它是K2CO3和KHCO3的混合物。依碳原子守恒的要求,K2CO3和KHCO3总共是:=0.100 mol
若K2CO3为a mol,则KHCO3为(0.100-a)mol
则得方程138a+100(0.100-a)=11.9 a=0.050 mol
即K2CO3和KHCO3各为0.050 mol
K2CO3为:138 g·mol-1×0.05 mol=6.9 g
KHCO3为:100 g·mol-1×0.050 mol=5.0 g
依K+守恒的要求,设KOH溶液浓度为c则:
0.300 Lc=0.050 mol×2+0.050 mol c=0.50 mol·L-1
高中化学58个考点精讲
9、物质的量应用于化学方程式的计算
1. 复习重点
揭示化学反应中反应物。生成物之间的粒子数关系,并学习物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等应用于化学方程式的计算。
2.难点聚焦
1.化学方程式中,各物质的化学计量数(v)之比,等于各物质的物质的量(n)之比。即均等于该化学方程式的“系数”之比。
2.化学方程式中各气体在同温同压下的体积比,等于它们的化学计量数之比。即等于各气体在化学方程式中的“系数”比。
3.遇到有关化学方程式的计算时,经常视情况将相关物质的质量,一定浓度和体积的溶液、气体体积换算出它们的物质的量,按化学计量数找出比例关系后入手运算。
【知识要点】
1.化学方程式中有关量的关系
由上可看出,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比,等于各物质的物质的量之比 ,等于气体体积比(同状况下),不等于质量之比。根据化学方程式列比例时应遵循上述比例关系。
2.根据化学方程式计算时所列比例是否正确的判断依据是:“上、下单位要一致,左右单位要对应”。如:
3.物质的量应用于化学方程式计算的一般格式
(1)设所求物质的物质的量为n(B)[或质量m(B)],或气体标准状况下体积V(B)、或溶液体积V[B(aq)]J。
(2)写出有关反应的化学方程式。
(3)在化学方程式有关物质的化学式下面先写出已知物和所求物的有关量的关系,再代入已知量和所求量。
(4)写出所求物质的数学表达式。
(5)写出解答和答案。
如:6.5g Zn在与足量盐酸反应时产生的 在标准状况下的体积是多少升?
解:设产生 的体积为V( )
答:产生的 在标准状况下的体积是2.24L。
4.规范用语
—表示 的物质的量
—表示方程式中 的化学计量数
—表示盐酸的物质的量浓度
—表示 溶液的体积
—表示 的体积
—表示混合物中 的质量分数
—表示 的质量
在列比例及运算过程中都应带单位。
3. 例题精讲
例1: 在一定条件下, 与足量的 固体完全反应后,产生的气体全部收集起来只有1.68L(标准状况),则此气体在标准状况下的密度为( )
(A) (B)
(C) (D)
选题角度:此题是物质的量应用于化学方程式的计算。
解析: ,根据反应的化学方程式: , 全部转化为 时, ,其质量为
,此气体即使部分转化为其他氧单质(如 ),其气体质量也不变,故 ,选(B)。
答案:B
点评:本题审题时要细心,特别注意“在一定条件下”几个字,否则易将此气体当作纯氧气,得出 ,而错选(A)。
例2: 将一块铁片放入500mL, 的 溶液中,反应一段时间后,取出铁片,小心洗净后干燥称量,铁片增重0.8g,反应后溶液中 的物质的量浓度是( )
A. B. C. D.
选题角度:考查挖掘关系量及缜密思维能力。
解题思路:以方程式挖掘新的关系量,先求反应的
剩余 ∴ 答案:C
点评:差量法是化学计算中常用的一种方法。所谓差量法是指一个过程中某物质始态量与终态量的差值,它可以是质量差、物质的量差、物质的量浓度差、气体的体积差。
例3: 在托盘天平的两盘,放上质量相等的A、B两烧杯,调至平衡,然后分别倒入质量相等的足量盐酸,继而在AB两烧杯中放入下述各组物质,结果天平仍保持平衡的是( )
A.0.5mol Na和0.5mol Mg B.0.1mol Zn和0.1mol Al
C. 和 D. 和
选题角度:考查对溶液增重和天平平衡原理的掌握。
解题思路:以溶液增重计算为切入点,估算是十分重要的。
A.0.5mol Na(11.5g)可制取 0.25mol(0.5g),溶液增重
0.5mol Mg(12g)可制取 0.5mol(1g),溶液增重 ,所以A可以保持平衡
B.0.1mol Zn(6.5g)0.1mol Al(2.7g)分别制得 为0.1g,0.3g,溶液增重不同,故天平不平衡
C.
C可以保持平衡
以此推理D不能平衡,选A、C
答案:A、C
例题4: 和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯,其变化可表述为:
(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内)
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是_____(填写编号、多选倒扣)
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)产生0.1molCl2 则转移电子的物质的量为_____mol
(4)ClO2 具有很强的氧化性。因此,常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2 的_____倍。
选题角度:以陌生的化学反应方程式,考查对于物质性质的判断及利用新信息(消毒效果)处理问题的能力。
解题思路:
(1)根据化合价升降配平方程式
未知物化学式可用观察法,由氢氧原子个数确定为H2O
(2)根据生成KCl 知2molHCl 显酸性,2molHCl 被氧化,显还原性。
(3)产生1molCl2 转移电子2mol,所以产生0.1molCl2 时,转移电子0.2mol
(4)每摩尔ClO2 可得5mol电子,单位质量得电子数 ,而每摩尔Cl2 可得电子2mol,单位质量得电子数 ,二者比值为
答案:(1)2,4,2,2,1,2H2O (2)① (3)0.2 (4)2.63
例5:将0.04molKMnO4固体加热,一段时间后,收集到amol气体,此时KMnO4的分解率为x,在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,又收集到bmol气体(设Mn元素全部以Mn2+存在于溶液中)。试填写:
(1)a+b=__________(用x表示)。
(2)当x=__________时,a+b取最小值,且最小值为___________。
(3)当a+b=0.09时,加热后所得残留固体的质量为___________g。
选题角度:利用化学方程式,结合数学知识解决化学问题。
解析:(1)参加分解反应的KMnO4物质的量为0.04xmol,剩余的KMnO4物质的量为0.04(1-x)mol,根据化学方程式计算。
(2)因为x≤1,当x=1,a+b有最小值,最小值为0.08。
(3)当a+b=0.09时,0.1-0.02x=0.09,解得x=0.5。
加热后剩余固体的质量=m(KMnO4)-m(O2)=0.04mol×158g/mol-0.02×0.5mol×32g/mol=6g。
答案:(1)a+b=0.1-0.02x;(2)当x=1,a+b有最小值,最小值为0.08;(3)6g。
点评:将化学问题抽象成为数学问题,利用数学工具,通过计算和推理(结合化学知识)解决化学问题,这是化学计算题考查的重要能力之一。
例6:某化合物的化学式可表示为 (x、y为正整数)。为了确定x和y的值,取两份质量均为0.2140g的该化合物进行如下两个实验。将一份试样溶于水,在硝酸存在的条件下用 溶液滴定(生成 沉淀),共消耗24.0mL 0.100mol/L的 溶液。在另一份试样中加入过量 溶液并加热,用足量盐酸吸收逸出的 。吸收 共消耗24.0mL 0.200mol/L 溶液。试通过计算确定该化合物的化学式。(本题可能用到的相对原子质量:H为1.00、N为14.0、Cl为35.5、Co为58.9)
选题角度:此题有多种解法,训练学生的发散思维。
解析:从消耗 的物质的量可得化合物中 的物质的量;由吸收 所消耗 的物质的量可得 的物质的量,由试样质量减去 和 的质量可得钴离子的质量,除以钴的相对原子质量即得钴离子的物质的量。以钴离子的物质的量为1,即可确定x和y。
解答:n表示物质的量,m表示质量
该化合物的化学式为 。
启示:同一习题,提倡一题多解,培养发散思维能力。如本题亦可有如下解法:
解法1:设0.2140g化合物的物质的量为n,根据关系式 ,得方程:
① ②
③
联立①②③,解之得: , 。
该化合物的化学式为 。
解法2:n表示物质的量,
根据题意列方程组: 解方程组得:
该化合物的化学式为 。
解法3:n表示物质的量。
即:
该化合物化学式可写成 ,由题意得:
解之得:
该化合物的化学式为 。
解法4:设0.2140g化合物的物质的量为c。
解联立方程得 , ,所以,其化学式为 。
联立①、②解得: , ,故化学式为 。
4.实战演练
一、选择题
1.相同质量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应,所生成的氢气在标准状况下的体积比是
A. 2:3 B. 1:1 C. 3:4 D. 24:27
2.200mL0.5mol/L的盐酸与14.3gNa2CO3·xH2O恰好完全反应,且生成正盐,则x值为
A. 5 B. 6 C. 9 D. 10
3.实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2,当有36.5gHCl被氧化时,可生成Cl2 ( )
A. 35.5g B. 36.5g C. 71g D. 73g
4.同物质的量浓度的盐酸、硫酸、磷酸分别与同物质的量浓度、同体积的氢氧化钾溶液作用生成正盐,需要三种酸的体积比为 ( )
A. 1:1:1 B. 1:2:3 C. 3:2:1 D. 6:3:2
5.物质在相互反应时 ( )
A. 它们的质量一定相等 B. 它们的物质的量一定相等
C. 它们的质量比等于方程式中化学计量数之比 D. 它们物质的量比等于方程式中化学计量数之比
6.在一定体积的容器中,加入1.5mol氙气和7.5mol氟气,于400℃和2633KPa下加热数小时,然后迅速冷却至25℃,容器内除得到一种无色晶体外,还余下4.5mol氟气。则所得无色晶体产物中,氙与氟的原子个数比是 ( )
A. 1:2 B. 1:3 C. 1:4 D. 1:6
7.0.05mol/L某金属氯化物20mL,恰好与20mL0.1mol/L的AgNO3溶液反应,则该金属氯化物的化学式可表示为 ( )
A. XCl B. XCl2 C. XCl3 D. XCl4
8.固体A在一定温度下分解生成气体B、C和D:2A(s)==B(g)+2C(g)+3D(g)。若测得生成气体的质量是相同体积的H2的15倍,则A的摩尔质量是 ( )
A. 30g/mol B. 60g/mol C. 90g/mol D. 120g/mol
9.将5g含镁、锌、铁的三种金属的混合物投入40mL稀硫酸中,恰好完全反应,生成的氢气在标准状况下的体积是2.8L。则这三种金属的物质的量之和为 ( )
A. 0.25mol B. 0.125mol C. 0.1mol D. 0.5mol
10.在一定温度下,氯化银饱和溶液中Ag+浓度和Cl-浓度乘积为一常数。现将足量AgCl固体分别加入①10mL蒸馏水;②30mL0.1mol/LNaCl溶液;③5mL0.5mol/LNaCl溶液;④10mL2mol/LHCl中,使AgCl溶解并达到饱和。各种溶液中Ag+离子浓度由大到小排列的正确顺序是 ( )
A. ④>②>③>① B. ①>②>③>④ C. ①>②>④>③ D. ①>③>②>④
二、选择题每小题有一至二个选项符合题意
11.向+1价某金属碘化物的溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,直至沉淀完全为止,已知生成新溶液的质量与原碘化物溶液的质量相等,则原硝酸银溶液中AgNO3的质量分数为( )
A. 72% B. 54% C. 28% D. 无法确定
12.已知某KOH样品中含水7.62%,含K2CO32.28%,含KOH90%。再将1.00g样品加入46.00mL1.00mol/L的盐酸中,过量的酸用1.070mol/L的KOH中和。蒸发溶液,蒸发到无水时,可得到固体的质量为 ( )
A. 3.00g B. 3.43g C. 4.50g D. 无法计算
13.0.1mol某元素的单质直接中氯气反应后,质量增加7.1g,这种元素是 ( )
A. Mg B. Na C. Al D. Fe
14.天平的两个托盘中分别放上盛200mL1mol/L盐酸溶液的烧杯,这时天平正好平衡。此时,向一个烧杯中加入锌,另一个烧杯中加入镁,充分反应后,天平仍保持平衡。则所加入的两种金属质量或物质的量可能是 ( )
A. 各6.5g B. 各0.1mol C. 各10g D. 各5g
15.将KCl和KBr的混合物13.400g配成500mL溶液,通入足量Cl2,充分反应后将溶液蒸干,得固体11.175g。则原来所配溶液中,K+、Cl-、Br-的物质的量浓度之比是 ( )
A. 3:2:1 B. 4:3:2 C. 5:3:2 D. 2:1:1
16.7.4gNa2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水,配成100mL溶液,其中c(Na+)=0.6mol/L,若把等质量的该混合物加热至恒重时,残留物的质量是 ( )
A. 3.18g B. 2.21g C. 5.28g D. 4.22g
17.7g炭粉与14g氧气在一定条件下完全反应生成21g氧化物,则生成物中CO与CO2的物质的量之比是 ( )
A. 1:1 B. 2:1 C. 2:3 D. 3:2
18.有A2、B2两种单质,相互反应后生成化合物C。已知B2的相对分子质量是A2的2倍,反应时A2与B2的质量比为3:2,符合上述条件的反应是 ( )
A. 3A2+B2==2A3B B. 3A2+2B2==2A3B2 C. A2+3B2==2AB3 D. 2A2+B2==2A2B
19.现有10%的CaCl2溶液,往其中加入10%的Na2CO3溶液至恰好反应,生成10g沉淀。滤掉沉淀,将滤液恒温蒸发掉90g水后恢复到原来温度,所得溶液中溶质的质量分数是 ( )
A. 5% B. 10% C. 15% D. 20%
20.有25mL未知浓度的硫酸溶液,在加入25mL0.5mol/LBa(NO3)2溶液后,改加NaOH溶液,结果用去1.0mol/LNaOH溶液50mL恰好完全中和,则硫酸的物质的量浓度是 ( )
A. 0.5mol/L B. 1.0mol/L C. 1.5mol/L D. 2.0mol/L
三、填空题(
21.(6分)6.5g锌与500mL盐酸恰好完全反应,则能产生H2_________L(标准状况),这种盐酸的物质的量浓度是____________。
22.(12分)在标准状况下,把1体积Cl2、5体积O2跟11体积H2混合,这三种气体的物质的量之比是___________,质量比是__________,混合气体的平均式量是__________;如果在密闭容器中将混合气体用电火花引燃后,恰好完全反应,所得盐酸(ρ=1.143g/cm3)的物质的量浓度是__________。
23.(10分)含有H2和Cl2的混合气体100mL(标准状况),其中一种气体体积为45mL,另一种为55mL。光照后使两种气体反应后又恢复到标况,气体体积为________mL。为证明反应后气体中H2或Cl2有剩余,使气体通过10mL水,并使剩余气体干燥后恢复到标况。则:
⑴若剩余________mL气体,证明有________剩余; ⑵若溶液中有________性质,证明有_________剩余。
24.将由CaCO3、MgCO3组成的混合物充分加热至质量不再减少时,称得残留物的质量是原混合物的一半,则残留物中Ca、Mg两元素的物质的量之比是_________。
25.世界环保联盟即将全面禁止在自来水中加氯气,推广采用广谱高效杀菌消毒剂二氧化氯(ClO2,黄绿色气体)。目前欧洲和我国主要采用Kesting法(原料为氯酸钠和盐酸)制取ClO2,该法的缺点是同时产生Cl2(占ClO2体积的一半),使产物纯度降低。
⑴试写出该法制ClO2的化学方程式___________________________________________。
⑵Cl2和ClO2都是通过强氧化作用而杀菌消毒,试计算出在同质量时,ClO2的氧化能力是Cl2的____倍。
26.将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中,若250℃时用电火花引燃后,容器中的压强为零。
⑴判断反应后的产物只有是__________________,其物质的量之比为___________。
⑵三种反应物的物质的量之比为________________________。
27.为完全中和某一强酸溶液,需用amol(质量为bg)的NaOH。问:
⑴若改用bgKOH,反应后溶液呈_______性。
⑵若改用bgBa(OH)2,反应后溶液呈_______性。
⑶若改用amolKOH,反应后溶液呈_______性。
⑷若改用amolBa(OH)2,反应后溶液呈_______性。
⑸若改用b/2gCa(OH)2,反应后溶液呈_______性。
四、计算题
28.1.15g金属钠跟水反应,得到100mL溶液,试计算:
⑴生成的气体在标准状况下是多少毫升?
⑵反应后所得溶液的物质的量浓度是多少?
29.在标准状况下,10L由H2、CO2、CO、N2组成的混合气体中,再加入6LO2,使之燃烧,燃烧后,在标准状况下测得其气体体积为7.5L,将这些气体通过盛NaOH的洗气瓶,其体积变为2L,该2L气体在标准状况下是氢气密度的15.5倍,计算原混合气体中各气体的体积。
30、实验室测定CO2的相对分子质量。
⑴制备纯净的CO2气体时,常用的药品是____________________。为了有效地除去CO2气体中少量的水蒸气、HCl、H2S气体杂质,请在下列装置中(见下图),根据要求做适当选择,填写下表。
除去杂质
所选装置(填入标号)
反应的化学方程式或原因
①HCl
②H2O
③H2S
④气体通过顺序(以标号表示)
——
⑵先称得充满空气的带塞瓶质量为198.847g。然后用排气集气法将CO2充满该瓶,并称得其质量为
199.90g,又测得瓶内的容积为500mL。已知空气的平均相对分子质量为29,试计算CO2相对分子质量的实验值。计算结果必须保留一位小数。(以上数据均为标准状况下的数据)
1、C 2、D 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、C 9、B 10、B 11、A 12、B
13、A 14、AC 15、A 16、A 17、A 18、A 19、BD 20、B
21、2.24 0.4mol/L (每线3分) 22、1:5:11 71:160:22 14.9 9.04mol/L (每线3分)
23、⑴100 ⑴10 H2 ⑵漂白 Cl2 (每线2分) 24、1:3
25、⑴2NaClO3+4HCl==2NaCl+Cl2+2ClO2+2H2O ⑵2.63(提示:可计算每转移1mol电子时所需两种氧化剂的质量) (每线3分) 26、⑴Na2CO3、NaOH n(Na2CO3):n(NaOH)=1:4 ⑵n(O2):n(CH4):n(Na2O2)=1:2:6
27、⑴酸 ⑵酸 ⑶中 ⑷碱 ⑸酸 28、⑴560mL ⑵0.5mol/L (每小题4分)
22、H2:4L CO:5L CO2:0.5L
30、⑴CaCO3,盐酸 ①C NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O ②A 浓H2SO4 具有吸水性
③E CuSO4+H2S==CuS↓+H2SO4 ④C→A→E
高中化学58个考点精讲
10、氯气
1.复习重点
1.Cl2的化学性质以及Cl2的实验室制法和主要用途。
2.重点是氯水性质的多重性,难点是Cl2的实验室制法。
2.难点聚焦
1.氯元素的知识网络
2.次氯酸、漂白粉的性质
HClO分子的结构式为H-O-Cl(氧处于中心),所以电子式为 。次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质,经常用到以下几方面性质:
(1)HClO是一种弱酸,与碳酸比较电离能力有如下关系:H2CO3>HClO>HCO3-,请分析下列反应:
少量二氧化碳通入NaClO溶液中:NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO
氯气通入碳酸氢钠溶液中: Cl2 + NaHCO3 = NaCl + CO2↑+ HClO
(2)ClO-是一种弱酸的酸根离子,能发生水解反应:ClO-+H2O HClO+OH-,所以次氯酸钙溶液显碱性。
若遇到铁盐、铝盐易发生双水解:3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO
(3)HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应,但不能使品红溶液褪色。如:
硫酸亚铁溶液遇漂白粉:2Fe2+ + 5ClO- + 5H2O = 2Fe(OH)3↓+ Cl- + 4HClO
漂白粉遇亚硫酸酸盐:ClO- + SO32- = Cl- + SO42-
(4)HClO见光易分解:2HClO 2HCl + O2↑
(5)次氯酸钙中的Ca2+、ClO-可以表现出一些综合性质。如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中:
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO
注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异:
Ca(ClO)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaClO
Ca(ClO)2 + NaHCO3 = CaCO3↓+ HClO + NaClO
3. 例题精讲
例1:下列物质中,能使紫色石蕊试液因漂白而褪色的是( )
A. B.活性炭 C.氯水 D.盐酸
选题角度:考查氯气的性质。此题学生往往因不清楚 在酸性、碱性条件下均具有氧化性,从而具有漂白能力而失分。
解析: 具有漂白作用,能使紫色石蕊试液褪色,A正确;活性碳具有吸附作用(物理现象),能吸附有机色素等,故B不正确;盐酸是一种常见酸,可使紫色石蕊试液变红,但没有漂白性,不会使之褪色,故D不正确。氯水因其成分中有 及 等, 能使紫色石蕊试液变红, 又具有漂白性,使之漂白褪色。
解答:A、C
启示: 关于 学习时应注意下列几点:
氯的含氧酸有高氯酸( ),氯酸( ),亚氯酸( )和次氯酸( ),其中次氯酸最为重要,是高考中的热点,在学习中应注意以下几点:
(1)它的化学式为 ,电子式为 ,结构式为H—O—Cl
(2)它仅存在于溶液中,浓时呈黄色,稀时无色,有强烈的刺激性气味。
(3)氯的含氧酸中,它是最弱的酸( ),
,比碳酸还弱( )。
(4)它具有不稳定性,见光分解,
(5)次氯酸的生成:将氯气通入到熟石灰溶液里,以制得次氯酸钙。再与稀盐酸或空气里的二氧化碳和水蒸气反应便可得到次氯酸。化学反应方程式如下:
(6)次氯酸及其盐的主要用途是作漂白剂和消毒剂。次氯酸的漂白作用主要有以下三种形式:
①次氯酸有很强的氧化性,某些有色物质被次氯酸氧化,破坏了其中的显色结构而褪色。
②某些有色物质分子中存在着不饱和键,次氯酸与它们起加成反应而褪色。
③某些有色物质的有机物分子与次氯酸发生氯化作用而褪色。
(7)次氯酸盐有强氧化性,如在 固体中滴加浓盐酸,会生成 (注意与5中比较)
(8) 易发生水解
所以漂白粉在水中没有酸存在的条件下,也有一定的漂白性、杀菌性。
例2:氯气通入石灰乳制得漂白粉,其主要成分是 ,一定质量的漂白粉和一定浓度的盐酸完全反应,生成 的质量与参加反应的漂白粉质量之比可标志“有效氯”的多少。如果某漂白粉测其“有效氯”的质量分数为35%,该漂白粉的组成和上述化学式相符时,求式中的n值是( )
A.0.5 B.8 C.8.5 D.10
选题角度:考查对于氯气化学性质的掌握。学生往往不清楚漂白粉与盐酸反应实质而导致错误。
解析: 题给信息有:①漂白粉的化学式: ;②有效氯
该漂白粉与盐酸反应的化学方程式为:
3×71
解答: C
启示:(1)漂白粉制备
工业上制漂白粉通常以石灰石、食盐、水为主要原料,历经四步反应制源白粉。最后一步是将氯气通入到石灰乳中:
或
(2)漂白粉的质量评价标准
按它的有效氯以及它能在长时期保持有效氯的能力来决定的。有效氯
(3)漂白粉的使用
漂白粉是混和物,它的有效成分是 。商品漂白粉往往含有 、 、 和 等杂质。
次氯酸钙很不稳定,遇水就发生水解反应
当溶液中碱性增大时,漂白作用进行缓慢。要短时间收到漂白的效果,必须除去 ,所以工业上使用漂白粉时要加入少量弱酸,如醋酸等,或加入少量的稀盐酸。家庭使用漂白粉不必加酸,因为空气里的二氧化碳溶在水里也起弱酸的作用。
(4)漂白粉保存一定要密封否则易变质(硬化)
例3:氯化碘(ICl)的化学性质与卤素相似,预计它跟水反应的最初生成物是( )
(A)HI和HClO (B)HCl和HIO (C)HClO3和HIO (D)HClO和HIO
选题角度:此题属于一道信息迁移题,给出氯化碘与卤素性质形似,根据卤素的化学性质,推断氯化碘的性质。
解析:由Cl2+H2O=HCl+HClO知识点出发,迁移H2O+ICl=HCl+HIO,在ICl中I为+1价,Cl为-1价, ICl与H2O反应没有元素化合价不变。 答案:B
点评:ICl为拟卤素,与卤素化学性质相似但并不相同,这是该题解答时容易出错的地方。
例4: 标准状况下的 混合气体a L,经光照充分反应后,所得气体恰好使溶液中b mol NaOH完全转变为盐,则a、b的关系不可能为( )
A. B. C. D.
选题角度:讨论法是化学题中常用的一种解题方法。当题中隐含某一条件或某一条件不确定,结果可能是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,就要运用讨论法分别对所用可能性一一论证。
解析: 混合气在标况下光照充分反应可能有三种情况:
设混合气中 、 , 若为第①种情况 则
若为第②种情况,过量 与 以1:2的物质的量反应: 则
若为第③种情况 则 解答 D
启示:(1)有一类特殊的过量问题即:整个变化过程中可用两个化学反应来描述。且两个反应满足:a.连续进行(两个反应一前一后);b.前者的生成物是后者的反应物;c.前一反应的两个反应物中,必须有某个反应物过量。
例5,①将CO2通入澄清的石灰水,溶液先浑浊,后澄清;②将稀盐酸逐滴滴入Na2CO2 溶液中,开始时无现象,后产生气泡;③将氯气慢慢的推入装有火柴头大小红磷的反应器中,先有白雾,后有白烟生成等很多实例。
研究此类习题要:利用两个化学方程式找等点;根据等点划区间(二点三段式),两头各段利用过量讨论法求解;中间一段利用不定方程求解。
(2)例5亦可运用极端假设法求解
①若a L全部是 ,则生成 为0,消耗 为0;
②若a L全部是 ,生成 为0,但 要和 反应:
但无论生成何种盐, ,即 现 ,
所以消耗 最多为 。
综上分析,消耗 的量应大于0,小于 ,即: 。故答案为(D)。
4.实战演练
一、选择题
1.氯气可用来消灭田鼠,为此将氯气通过软管灌入洞中,这是利用了Cl2下列性质中的
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④较易液化 ⑤溶解于水
A.①②③ B.②③ C.③④ D.③④⑤
2.已知HIO既能和酸又能和碱发生中和反应,则它与盐酸反应的产物是
A.IO- B.H2O C.HI D.ICl
3.为了防止Cl2中毒,可用浸透某种物质溶液的毛巾捂住口鼻。该物质在下列物质中的最佳选择是
A.NH3 B.SO2 C.KI D.Na2CO3
4.氯的原子序数为17,35Cl是氯的一种同位素,下列说法正确的是
A.35Cl原子所含质子数为18 B.mol的1H35Cl分子所含中子数约为6.02×1023
C.3.5 g的35Cl2气体的体积为2.24 LD.35Cl2气体的摩尔质量为70 g·mol-1
5.下列反应都是用盐酸制Cl2,为制得等量Cl2,消耗盐酸最少的是
A.MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2OB.2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C.KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2OD.4HCl+O22H2O+2Cl2↑
6.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为0.1 mol·L-1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(m mol),在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(m mol),丙瓶不变。片刻后,甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度大小关系是(溶液体积变化忽略不计)
A.甲=乙>丙 B.甲>丙>乙 C.丙>甲=乙 D.乙>丙>甲
7.将0.15 mol的MnO2与过量的12 mol·L-1的浓盐酸反应,和50 mL 12 mol·L-1的浓盐酸与足量的MnO2反应两者产生的Cl2相比(其他反应条件相同)
A.一样多 B.前者较后者多 C.后者较前者多 D.无法比较
8.F2是氧化性最强的非金属单质。在加热条件下,等物质的量的F2与烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体。该气体可能是
A.H2 B.HF C.O2 D.OF2
9.在一定条件下,氯气可与氯化铵发生如下反应:xCl2+yNH4Cl===yNClx+(x+y)HCl
当消耗6.72 L(标准状况下)的氯气时,生成0.10 mol氮的氯化物,则此氮的氯化物的化学式为
A.NCl2 B.NCl3 C.NCl4 D.NCl5
二、非选择题
10. 写出下列物质与新制氯水反应的现象和化学方程式。
(1)紫色石蕊试液
(2)FeCl2溶液
(3)AgNO3溶液
(4)Na2CO3溶液
(5)SO2
(6)镁粉
11.下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物。反应时加入或生成的水,以及生成无色溶液M、白色沉淀N和黄绿色气体C时的其他产物均已略去。H为短周期元素组成的单质。A的焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
回答下列问题:
(1)A、H、N的化学式分别为A ,H ,N 。
(2)AB+C+D的化学方程式: 。
(3)F+IN的离子方程式: 。
12.用下图所示装置(酒精灯、铁架台等未画出)制取三氯化磷,在短颈分馏烧瓶d中放入足量白磷,将Cl2迅速而又不间断地通入d中,氯气与白磷会发生反应,产生火焰。
物质制备装置
三氯化磷和五氯化磷的物理常数如下表。
物质熔沸点
熔点
沸点
三氯化磷
-122℃
76℃
五氯化磷
148℃
200℃分解
图中,a,b应该装入的试剂或药品分别是浓盐酸和二氧化锰,在b仪器处加热。请据此回答下列回答:
(1)在蒸馏烧瓶e中收集生成的三氯化磷,为保证三氯化磷蒸气冷凝,应在水槽g中加入 。
(2)三氯化磷遇到水蒸气强烈反应,甚至发生爆炸,所以d,e仪器及装入其中的物质都不能含有水分。为除去Cl2中的水分,c中应装入 作干燥剂。
(3)实验室将白磷保存于水中,取出的白磷用滤纸吸干表面水分,浸入无水酒精中片刻,再浸入乙醚中片刻即可完全除去水分。已知水与酒精互溶,酒精与乙醚互溶,乙醚极易挥发,用上述方法除去水分的原因是 。
(4)为防止Cl2污染空气,装置末端导出的气体应如何净化处理,画出装置图并注明使用药品: 。
13.KClO3和浓盐酸在一定温度条件下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯,其变化可表示为:
KClO3+ HCl(浓)—— KCl+ ClO2↑+ Cl2↑+
(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内)。
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是 (填写序号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)产生0.1 mol Cl2,则转移的电子的物质的量为 mol
(4)ClO2具有很强的氧化性,因此常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的多少倍?
14.用纯度为92.5%(杂质不与Cl2反应)的消石灰与Cl2反应制漂白粉,消石灰的转化率为80%,要求某游泳池消毒一次需要4.26 kg Cl2,现改用上述漂白粉,假定起消毒作用的是HClO,要达到与Cl2相当的消毒效果,需向游泳池中投放这种漂白粉多少千克?
15.一定质量的氯酸钾与二氧化锰的混合物加热至无气体放出时,将残余的固体与足量的浓硫酸共热,并把此时生成的气体通入500 mL某浓度的亚硫酸钠溶液中,设气体被完全吸收且无SO2逸出,也无游离氯分子存在,测得溶液的pH=0(不计溶液体积变化),最后向溶液中加入足量的BaCl2溶液,生成不溶于酸的白色沉淀16.31 g。求原混合物中氯酸钾、二氧化锰的质量及亚硫酸钠溶液的物质的量浓度。
附参考答案
一、1.B 2.BD 3.D 4.BD 5.CD 6.B
7.解析:浓盐酸与足量的MnO2反应时,随着反应的进行,盐酸浓度变小,后者反应会停止,有一部分HCl不能转变成Cl2。 答案:B
8.D 9.B
二、10.(1)先变红,后褪色
(2)2FeCl2+Cl2===2FeCl3 溶液由浅绿色变棕黄色
(3)AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3 产生白色沉淀
(4)Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑ 产生无色无味的气体
(5)SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl 氯水褪色
(6)Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 产生无色无味气体
11.(1)KCl Al Al(OH)3
(2)2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2↑
(3)Al3++3ClO-+3H2O===Al(OH)3↓+3HClO
12.(1)水 (2)无水CaCl2
(3)白磷上残留的水溶解在酒精中,残留的酒精又溶解在醚中
(4)用NaOH溶液吸收(装置图略)
13.(1)2 4 —— 2 2 1 2 H2O
(2)② (3)0.2 (4)2.63
14.9.18 kg
15.m(KClO3)为61.25 g,m(MnO2)为6.09 g;c(Na2SO3)为0.14 mol·L-1。
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