大单元一 化学基础知识
第1讲 物质的分类 物质的量
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复习目标 1. 掌握根据物质的组成进行物质分类的方法。
2. 了解胶体与溶液的简单鉴别方法和胶体在生产、生活中的应用。
3. 理解物质的量、摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度的含义,并能进行简单计算。
4. 掌握一定溶质质量分数、一定物质的量浓度溶液的配制方法。
熟记网络
课前自测 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1) (2024·苏州期末)CO2和甲醇均属于有机物( )
(2) (2023·南京期初)NO是酸性氧化物( )
(3) (2024·南通三模) O、O、O互为同素异形体( )
(4) (2023·海安期中)煤的干馏、气化与石油的分馏、裂化均属于化学变化( )
(5) (2023·如东期中)已知KH2PO2属于正盐,则H3PO2的结构式为 ( )
(6) (2023·华罗庚中学)用“人工肾”进行血液透析救治患者,利用了胶体的性质( )
(7) (2020·江苏卷)SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2 ( )
(8) (2023·山东卷)进行容量瓶检漏时,倒置一次即可( )
(9) (2023·浙江卷)图甲:操作时俯视刻度线定容,会导致所配溶液浓度偏大( )
(10) (2023·重庆卷)图乙:转移溶液( )
(11)(2024·北京卷)图丙:配制一定物质的量浓度的KCl溶液( )
考点1 物质的分类
知 识 梳 理
物质的分类
1. 酸性氧化物或碱性氧化物不一定能与水反应生成相应的酸或碱。
(1) SiO2不能与水反应生成H2SiO3。
(2) Fe2O3、CuO等碱性氧化物不能与水反应生成相应的碱。而K2O、CaO、Na2O等碱性氧化物能与水反应生成相应的碱。
2. 常见物质的溶解性
(1) 常见的酸中,硅酸是难溶于水的白色沉淀。
(2) 常见的碱中:
KOH、NaOH、Ba(OH)2可溶于水;
Fe(OH)2(白色)、Mg(OH)2(白色)、Al(OH)3(白色)、Zn(OH)2、AgOH (白色)、Fe(OH)3(红褐色)、Cu(OH)2(蓝色)等难溶于水;Ca(OH)2微溶于水。
(3) 常见的盐中:
钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐、醋酸盐、碳酸氢盐等一般可溶于水;
Mg2+、Ca2+、Ba2+等形成的碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、草酸盐难溶于水;
硫化物中,除了Na2S、K2S、 (NH4)2S、BaS可溶于水,大多数硫化物是难溶于水的黑色沉淀,如CuS(黑色)、FeS(黑色)、PbS(黑色)、Ag2S(黑色)等。
解疑释惑1
有关含氧酸的几个问题
1. 同种元素的不同含氧酸的中心元素的化合价及其酸性的比较(填写化合价,并用“>”或“<”比较酸性大小)
(1) HClO4(高氯酸,______价)___HClO3(氯酸,______价)___HClO2(亚氯酸,______价)___HClO(次氯酸,______价)。
(2) H2SO4(硫酸,______价)___H2SO3(亚硫酸,______价)。
(3) HNO3(硝酸,______价)___HNO2(亚硝酸,______价)。
2. 不同元素的含氧酸的酸性比较(填“>”或“<”)
H2SiO3___H3PO4___H2SO4 ___HClO4
3. 含氧酸结构
名称 高氯酸(HClO4) 碳酸(H2CO3)
结构
名称 硼酸
(H3BO3,一元酸) 磷酸
(H3PO4,三元酸)
结构
名称 亚磷酸
(H3PO3,二元酸) 次磷酸
(H3PO2,一元酸)
结构
名称 焦磷酸
(H4P2O7) 硫酸
(H2SO4)
结构
名称 硫代硫酸
(H2S2O3) 焦硫酸
(H2S2O7)
结构
名称 过一硫酸
(H2SO5) 过二硫酸
(H2S2O8)
结构
说明:
①2个硫酸分子间脱去1个水分子得到H2S2O7(焦硫酸);
②2个磷酸分子间脱去1个水分子得到H4P2O7(焦磷酸);
③H3BO3分子中虽然有3个H原子,却是一元酸,其原因为B(OH)3+H2O [B(OH)4]-+H+。
分散系
1. 根据分散质粒子的直径大小将分散系分为溶液、胶体和浊液。如图:
2. 胶体的性质及应用
(1) 丁达尔效应:当光束通过胶体时,可以看到一条光亮的“通路”,该现象称为丁达尔效应。利用丁达尔效应可以鉴别胶体和溶液。
(2) 较稳定性:胶体的稳定性介于溶液与浊液之间。分散质能透过滤纸,不能透过半透膜。胶体净化的常用方法:______。
(3) 胶体的胶粒具有吸附性。如明矾能够净水,是因为明矾溶于水后能形成氢氧化铝胶体。氢氧化铁胶体也能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降,常用于净水。
3. Fe(OH)3胶体的制备
(1) 原理:_______________________________________________________________(写化学方程式)。
(2) 具体操作:向______中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,所得的液体即为Fe(OH)3胶体。
[注意事项]
①蒸馏水不能换成NaOH溶液或氨水。
②不能边加热边搅拌,不能过度加热。
典 题 悟 法
(2023·盐城期中)水是生命之源,寻找火星水冰是“祝融”号火星车的任务之一。下列关于水的说法正确的是( )
A. 属于两性氧化物
B. 既有氧化性又有还原性
C. 与H2O2互为同素异形体
D. 不属于电解质
考点2 物质的量
知 识 梳 理
物质的量
1. 物质的量的符号为n,单位为mol。
2. 阿伏加德罗常数:1 mol任何粒子所含的粒子数,符号为NA,通常用6.02×1023 mol-1表示。
3. 物质的量(n)与微粒数(N)之间的关系:N=nNA。
摩尔质量
1. 定义:单位物质的量的物质具有的质量。符号为M,单位为g/mol。
2. 计算公式:M=。
3. 当质量以g为单位时,摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
气体摩尔体积
1. 定义:单位物质的量的气体所占的体积。符号为Vm。
2. 公式:Vm=,单位为L/mol。
3. 特例:标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
①物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受温度、压强等外界条件的影响。
②使用“22.4 L/mol”时,一看是否为“标准状况”,二看是否为“气体”。
阿伏加德罗定律
1. 同温、同压、同体积的任何气体具有相同的分子数或物质的量。
2. 阿伏加德罗定律的推论
同温同压 气体的体积之比等于物质的量之比:V1∶V2=n1∶n2=N1∶N2
气体的摩尔质量之比等于密度之比:M1∶M2=ρ1∶ρ2
同温同体积 气体的压强之比等于物质的量之比:p1∶p2=n1∶n2
物质的量浓度
1. 定义: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,叫作溶质B的物质的量浓度,符号为cB。
2. 公式:cB=,单位:mol/L。
3. 溶质质量分数与物质的量浓度的换算公式:c=(c为溶质的物质的量浓度,单位为mol/L;ρ为溶液密度,单位为g/cm3;w为溶质质量分数;M为溶质的摩尔质量,单位为g/mol)。
一定物质的量浓度溶液的配制(以配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液为例)
1. 主要仪器
天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、_____________________、____________、滤纸。
2. 配制过程
①计算:所需NaCl固体的质量为____________ g。
②称量:根据计算结果,用天平称量5.9 g NaCl固体。
③溶解:将称量好的NaCl固体放入烧杯中,加入适量蒸馏水溶解,并用玻璃棒搅拌。
④移液:待烧杯中的溶液恢复至室温后,用玻璃棒引流,将溶液注入 100 mL容量瓶。
⑤洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液全部注入容量瓶,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
⑥定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切。
⑦摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
⑧装瓶、贴签。
3. 误差分析
①导致浓度偏低的错误操作:洗涤或转移时溶液溅出,未洗涤烧杯及玻璃棒,超过刻度线时用滴管吸出液体,定容时仰视,定容后发现液面低于刻度线再加水等。
②导致浓度偏高的错误操作:砝码生锈,定容时俯视,未等溶液冷却至室温就定容等。
①容量瓶使用前应先查漏。查漏方法:向容量瓶中加入适量水,盖上瓶塞倒立,观察是否漏水,若不漏水,然后将容量瓶正立过来,旋转瓶塞180°,倒立,再观察是否漏水。
②不能在容量瓶中直接溶解固体或稀释溶液。
③在计算溶质的“量”时,溶液体积应与容量瓶规格匹配。常用的容量瓶有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL和1 000 mL。
稀释定律
溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
典 题 悟 法
一定物质的量浓度溶液的配制
(2024·苏州、海门、淮阴、姜堰中学期初)实验室利用K2Cr2O7溶液测定含有少量杂质(不参与反应)的FeSO4·nH2O中的n值。具体实验过程如下:
实验Ⅰ. 称取a g FeSO4·nH2O样品,用足量稀硫酸在烧杯中充分溶解后,__________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________,盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。从容量瓶中移取溶液25.00 mL于锥形瓶中,_____________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________,重复上述实验2~3次。
实验Ⅱ. 称取a g FeSO4·nH2O样品,加热至恒重,剩余固体质量为b g。
(1) 已知:K2Cr2O7溶液滴定FeSO4溶液时,可用二苯胺磺酸钠指示液判断滴定终点。请补充完整实验Ⅰ的实验方案(须使用的试剂和仪器:蒸馏水,c mol/L K2Cr2O7溶液,二苯胺磺酸钠指示液,胶头滴管,玻璃棒,100 mL容量瓶)。
(2) 实验Ⅰ接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为___(填字母)。
(3) 若盛放标准液的滴定管未润洗,则测定的n值______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
有关物质的量的计算
(2023·淮阴、姜堰、徐州一中联考)碘化钠在化工合成、临床医学、食品添加等领域都有广泛应用。碘化钠为无色晶体,在潮湿空气中易(被氧化)变棕色。某学习小组在实验室制备 NaI固体并测定其含量。实验步骤如下:
步骤1. 称取 14.0 g碘单质,溶于 1.0 mol/L 100 mL氢氧化钠溶液,发生反应:
3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O
步骤2. 向步骤1所得溶液中加入计算量的铁粉,搅拌,充分反应,生成红褐色沉淀;
步骤3. 抽滤后,所得滤液______________________________,取水层,结晶并用真空干燥箱干燥,得到NaI 固体;
步骤4:测定所得NaI固体中NaI含量。
(1) 写出步骤2中发生反应的化学方程式:____________________________________________________ __________________________;
(2) 步骤2中需称量的铁粉质量是__________________(保留两位小数,I—127)。
(3) 请将步骤3中缺少的实验步骤补充完整。
(4) 步骤3中,使用真空干燥箱的原因是_____________________________________________________ _______。
(5) 另一学习小组在步骤2 中改用水合肼(N2H4·H2O)作还原剂,得到的NaI产品纯度更高,可能的原因是______________________________________________________。
深度指津
阿伏加德罗常数考点
1. 22.4 L/mol的适用条件
(1) 若题中出现物质的体积,先看该物质是不是气体,若是气体,再看是否处于标准状况下(0 ℃、1.01×105 Pa)。
(2) 常考的标准状况下不是气体的物质:H2O、液溴、HF、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、SO3、NO2、酒精、乙酸、碳原子数大于4的烃(除新戊烷)、苯等。
2. 物质的微观结构
(1) 注意某些物质分子中的原子个数,如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、臭氧(O3)、白磷(P4)等。
(2) 注意特殊物质所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如D2O、T2O、18O2、H37Cl、—OH、OH-。
(3) 注意物质中的离子数目,如Na2O2中阴离子为O,NaHSO4熔融状态含Na+、HSO。
(4) 最简式相同的物质:NO2和N2O4,乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等单烯烃。
(5) 苯环中不含碳碳双键。
(6) 了解一些特殊物质中的化学键数目(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
物质 CnH2n+2 P4 Si SiO2 石墨 金刚石
每摩尔含共价键数目 (3n+1)NA 6NA 2NA 4NA 1.5NA 2NA
3. 氧化还原反应中电子转移的数目
(1) 注意是否发生歧化反应,如Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,消耗1 mol Cl2,转移1 mol电子。
(2) 注意变价元素,如1 mol Fe与足量盐酸反应转移2 mol电子,而1 mol Fe与足量稀硝酸反应转移3 mol电子。
(3) 注意氧化还原反应发生的顺序及反应物用量,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2优先氧化Fe2+,Cl2的量不同,发生的反应可能不同。
4. 电解质的电离与水解
(1) 看溶液中是否有“弱电解质”的电离,如1 mol CH3COOH溶于水,溶液中n(CH3COO-)<1 mol。
(2) 看溶液中是否有“弱离子”的水解。如1 mol FeCl3溶于水,溶液中n(Fe3+)<1 mol。
(3) 计算溶液中所含微粒数目时,看是否指明溶液体积。
5. 隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底,如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)、Cl2+H2OHCl+HClO、2NO2(g)N2O4(g)等。
6. 有关反应中浓度的问题
(1) MnO2与浓盐酸的反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
(2) Cu与浓硫酸的反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
(3) Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,最终得到NO2和NO的混合气体。
(4) Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,最终得到SO2和H2的混合气体。
7. 分散系中的微粒数目
(1) 计算H、O原子总数时,不能忽视溶剂水。
(2) 胶粒是大量分子的集合体。如1 mol FeCl3水解转化为Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶粒数目小于6.02×1023。
考点3 有关化学方程式的计算
知 识 梳 理
化学计算的常用方法
1. 守恒法
(1) 原子守恒:分析原料与产物之间所含相关的主要元素原子个数定量关系,忽略中间过程。如接触法制硫酸:FeS2~2H2SO4;工业制硝酸:NH3~HNO3。
(2) 电荷守恒:电解质溶液(或固体化合物)中,阴、阳离子所带的电荷总量相等。
(3) 得失电子守恒。
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,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。
常考化学计算类型
1. 有关混合物质量分数(或纯度)的计算
(1) 根据关系式法、得失电子守恒法等,求出混合物中某一成分的质量,再除以样品的总质量,即可得出其含量。
(2) 解题时理清各物质之间的定量关系,运用质量守恒定律、得失电子守恒、电荷守恒等方法,找准计算关系。
2. 有关物质化学式的计算
(1) 根据题给信息,计算出有关物质的物质的量。
(2) 根据电荷守恒,计算出未知离子的物质的量。
(3) 根据质量守恒定律,计算出结晶水的物质的量。
(4) 各粒子的物质的量之比即为物质化学式中各粒子对应的下标比,确定物质的化学式。
3. 热重图像分析计算
(1) 设晶体为1 mol,得出样品的质量m始。
(2) 固体残留率=×100%,计算m余。
(3) 减重一般是先失___,后失________________________。
(4) 减重后所得物质一般为金属氧化物,根据金属原子守恒,求出n金属和m金属,由质量守恒定律求得mO,由n金属∶nO即可求出减重后物质的化学式。
解疑释惑2
热重曲线解题建模
——以盐类或碱受热减重为例
计算推导核心:减重全程金属原子的物质的量不变。
1. 先计算化合物中的m(金属)、m(H2O),用于判断脱水过程在哪一温度(阶段)结束。
2. 脱水后产物继续减重,常伴随CO、CO2等气体的产生。
3. 若为富氧环境,则金属元素或低价非金属元素价态可因氧化而升高。
例 (2024·江苏卷)将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g/mol)在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600 ℃时,所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c,通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)∶n(CO)的比值:___________(写出计算过程)。
典 题 悟 法
有关化学方程式的计算
(2024·南通模拟)测定无水CrCl3样品的纯度。准确称取0.200 0 g样品,配成250 mL溶液。取25.00 mL溶液于碘量瓶中,加热至沸腾后,加适量NaOH溶液,生成Cr(OH)3沉淀。冷却后,加足量H2O2至沉淀完全转化为Na2CrO4。加热煮沸一段时间,冷却后加入稀硫酸,再加入足量KI溶液,充分反应后生成Cr3+和单质I2。用0.025 00 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液12.00 mL。已知: 2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
(1) Cr(OH)3与H2O2反应的离子方程式为___________________________________________________。
(2) 计算样品中无水CrCl3的质量分数(写出计算过程,Cr—52,Cl—35.5)。
有关物质纯度的计算
(2024·如皋适应性三)将钛铁矿与焦炭高温共热后可得到含TiO2、MgO、CaO、SiO2、Fe2O3、FeO和Fe的炉渣。为测定其中金属Fe的含量,现进行如下实验:
步骤1. 称取2.80 g粉碎后的炉渣,加入足量含Na2SO3和邻菲罗啉(抑制Fe2+的水解)的浸取液,同时调节溶液的pH=4.5,充分反应(此时除金属Fe外,其余含铁化合物不反应)后过滤并洗涤滤渣;
步骤2. 将步骤1所得滤液和洗涤液合并,向其中加入稀硫酸和过量的H2O2溶液,充分反应后将溶液煮沸约10 min,后冷却至室温,加水至100 mL;
步骤3. 取 25 mL步骤2所得溶液于锥形瓶中,向其中滴加2滴磺基水杨酸指示剂(溶于水呈无色,酸性条件下遇Fe3+显紫红色),用浓度为0.10 mol/L维生素C(C6H8O6)标准溶液滴定,到达终点时消耗维生素C标准溶液的体积为12.50 mL。
实验过程中发生的反应如下:
6H++2SO+2Fe=== S2O+2Fe2++3H2O、
C6H8O6+2Fe3+===C6H6O6+2Fe2++2H+。
(1) 步骤3滴定终点时的实验现象是________________________________________________________ __________________________________。
(2) 下列情况会导致金属Fe测定含量偏高的有______(填字母)。
A. 步骤1中,调节pH小于2
B. 步骤2中,只取步骤1所得滤液进行实验,未将滤液和洗涤液合并
C. 步骤2中,充分反应后未将溶液煮沸
D. 步骤3中,滴定开始时仰视滴定管进行读数,滴定结束时俯视滴定管进行读数
(3) 计算炉渣中金属Fe的质量分数(写出计算过程)。
有关化学式的计算
(2024·扬州模拟)柠檬酸铁铵化学式可表示为(NH4)xFey(C6H5O7)z,测定其组成的实验方案如下:取适量样品溶于蒸馏水配成100 mL溶液。取20.00 mL溶液加入足量NaOH溶液充分反应,过滤、洗涤,灼烧至恒重,测得固体质量为0.32 g。取20.00 mL溶液于锥形瓶中,依次加入足量EDTA(能与部分金属离子结合)、HCHO溶液充分反应,滴入2滴酚酞试液,用1.00 mol/L NaOH标准液滴定至终点,消耗标准液12.00 mL。已知:
①4NH+6HCHO===(CH2)6N4H++6H2O+3H+、(CH2)6N4H++3H++4OH-===(CH2)6N4+4H2O。
②柠檬酸结构简式可用H3C6H5O7表示。
(1) 加入EDTA的作用为_______________________________________________________________。
(2) 柠檬酸铁铵化学式为____________________________________(写出计算过程)。
有关热重曲线的计算
(2024·苏州模拟)从废锂电池正极材料LiCoO2回收Li、Co等金属的路线如下:
(1) 写出“溶解”步骤发生反应的离子方程式:________________________________________________ ________________________________________________。
(2) Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。已知290 ℃以上,Co(OH)2已完全脱水,在350~400 ℃范围内,剩余固体成分为_________________________________________________(写出计算过程,Co—59)。
(3) 常温下Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3,“沉锂”时使用饱和Na2CO3溶液的目的是______________________________________________________。
深度指津
确定物质化学式
例 硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成,进行如下实验:
①准确称取2.335 0 g样品,配制成100.00 mL溶液A。
②准确量取25.00 mL溶液A,用0.040 00 mol/L EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式:Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),消耗EDTA标准溶液31.25 mL。
③另取25.00 mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加热,生成NH3 56.00 mL(标准状况)。
(1) 25.00 mL溶液A中,n(Ni2+)=_______________________、n(NH)=__________________________。
(2) 25.00 mL溶液A中,n(SO)=______________________________________。
(3) 0.583 75 g硫酸镍铵中,结晶水n(H2O)=___________________________(Ni—59)。
(4) 硫酸镍铵的化学式为_________________________________________________________。
[思维过程]
[解题关键]
配制成100.00 mL溶液A,取25.00 mL溶液进行实验,利用质量守恒定律计算n(H2O)时,样品的质量要用原样品的。
1. (2023·淮阴、姜堰、徐州一中联考)化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是( )
A. “深海一号”母船海水浸泡区的铝基可保障船体不易腐蚀
B. 高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式为电能→化学能
C. 新上市的某品牌手机引发关注,其芯片材料是SiO2
D. “北斗卫星”授时系统的“星载铷钟”含铷元素,其单质遇水能缓慢反应放出H2
2. (2024·苏州八校三模)材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列说法正确的是( )
A. 在钢中加入某些稀土元素,可增强钢的强度、韧性和塑性
B. “深地一号”装备中制造钻头用的金刚石为金属晶体
C. 部分汽车机盖上使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D. 用来生产电闸、灯口和开关等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
3. (2024·浙江1月卷)取0.680 g H2S产品,与足量CuSO4的溶液充分反应后,将生成的CuS置于已恒重、质量为31.230 g的坩埚中,煅烧生成CuO,恒重后总质量为32.814 g。计算H2S产品的纯度(写出计算过程)。
4. (2024·盐城模拟)准确称取0.250 0 g CuCl样品,溶解于H2O2和H2SO4的混合溶液,加热溶液,待没有气体逸出、冷却后转移至碘量瓶中,加过量KI溶液,用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2、2S2O+I2===S4O+2I-。计算CuCl样品的纯度(写出计算过程)。
第1讲 物质的分类 物质的量
[备考导航]
(1) × (2) × (3) × (4) × (5) √ (6) √ (7) × (8) × (9) √ (10) √ (11) ×
考点1
[知识梳理]
知识1
解疑释惑1
1. (1) +7 > +5 > +3 > +1
(2) +6 > +4 (3) +5 > +3
2. < < <
知识2
2. (2) 渗析
3. (1) FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(2) 沸水
[典题悟法]
典例1 B 【解析】 两性氧化物是既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物,水不是两性氧化物,A错误;同素异形体是由同种元素组成的不同单质,水和H2O2均为化合物,C错误;水是弱电解质,D错误。
考点2
[知识梳理]
知识6
1. 容量瓶(100 mL) 胶头滴管 2. ①5.85
[典题悟法]
典例2 (1) 待烧杯中的溶液恢复至室温后,将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100 mL容量瓶,用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯内壁2~3次,将洗涤液也都注入容量瓶,(轻摇容量瓶,使溶液混合均匀),加蒸馏水至容量瓶刻度线下1~2 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切 滴加2滴二苯胺磺酸钠指示液,用c mol/L K2Cr2O7溶液滴定至终点,记录消耗K2Cr2O7溶液的体积 (2) D (3) 偏小
【解析】(2) K2Cr2O7具有强氧化性,K2Cr2O7溶液用酸式滴定管盛放。(3) 若盛放标准液的滴定管未润洗,则消耗标准液的体积偏大,n(Fe2+)偏大, 测定的n值偏小。
典例3 (1) 2Fe+NaIO3+3H2O===2Fe(OH)3+NaI (2) 1.87 g (3) 用四氯化碳萃取后分液 (4) 防止NaI在干燥过程中被空气中的氧气氧化 (5) 水合肼作还原剂生成氮气,不易引入杂质
【解析】 I2与NaOH溶液生成NaI、NaIO3和水,向反应后的溶液中加入铁粉,将NaIO3还原为NaI,同时生成Fe(OH)3;抽滤后,所得滤液中含有NaI、I2,用四氯化碳萃取I2后分液,取水层结晶,得到碘化钠晶体。(1) 红褐色沉淀为Fe(OH)3,说明铁粉被NaIO3氧化,同时生成NaI。(2) 14.0 g碘单质物质的量为n(I2)=≈0.055 mol,1.0 mol/L 100 mL NaOH溶液中n(NaOH)=0.1 L×1 mol/L=0.1 mol,则I2过量,生成的n(NaIO3)= mol= mol,根据2Fe+NaIO3+3H2O===2Fe(OH)3+NaI可知加入铁粉质量为 mol×2×56 g/mol≈1.87 g。(3) 将Fe(OH)3抽滤后,所得滤液含有NaI、I2,用四氯化碳萃取I2后分液,取水层,结晶并用真空干燥箱干燥,得到NaI 固体。(4) NaI在潮湿空气中易被氧化,故使用真空干燥箱。(5) N2H4·H2O作还原剂,氧化产物为气体N2,且没有污染。
考点3
[知识梳理]
知识2 3. (3) 水 气态非金属氧化物
解疑释惑2
例 2∶1
【解析】 8.84 mg Nd(OH)CO3物质的量为4×10-5 mol,n(Nd3+)=4×10-5mol,n(CO)=4×10-5 mol。在N2氛围中焙烧后,Nd的质量保持不变。550~600 ℃时剩余固体的质量为7.60 mg,固体中无H,根据H守恒,该阶段生成水的质量为0.36 mg,固体减少总质量=(8.84-7.60)mg=1.24 mg,说明该阶段还生成CO2,CO2质量为1.24 mg-0.36 mg=0.88 mg,n(CO2)=2×10-5 mol,由C守恒可知该固体产物中n(CO)=4×10-5 mol-2×10-5 mol=2×10-5 mol。n(Nd3+)∶n(CO)=4×10-5 mol∶2×10-5 mol=2∶1。
[典题悟法]
典例4 (1) 2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-===2CrO+8H2O
(2)根据发生的反应可得关系式:
CrCl3~CrO~Cr2O~I2~3Na2S2O3,
n(I2)=×12.00×10-3 L×0.025 mol/L=1.5×10-4 mol,
w(CrCl3)=×100%=79.25%
典例5 (1) 滴入最后半滴维生素C溶液,溶液紫红色褪去,且30 s内不恢复 (2) AC
(3) n(C6H8O6)=0.10 mol/L×12.50×10-3 L
=0.001 25 mol
根据反应可得关系式:2Fe~C6H8O6,25 mL溶液中,
n(Fe)=2n(C6H8O6)=2×0.001 25 mol=0.002 5 mol,
2.80 g样品中,m(Fe)=0.002 5 mol×56 g/mol×=0.56 g
Fe的质量分数=×100%=20%
【解析】 (2)步骤1中,调节pH小于2,会使Fe2O3、FeO溶解,金属Fe测定含量偏高,A正确;未将滤液和洗涤液合并,金属Fe测定含量偏低,B错误;步骤2中,充分反应后未将溶液煮沸,溶液中有过量的H2O2溶液,消耗维生素C标准溶液体积偏大,金属Fe测定含量偏高,C正确;滴定开始仰视,滴定结束时俯视,消耗维生素C标准溶液体积偏小,金属Fe测定含量偏低,D错误。
典例6 (1) 与Fe3+结合(形成配离子),避免滴定时消耗更多的NaOH,影响组成测定
(2)(NH4)3Fe(C6H5O7)2
灼烧至恒重,所得固体为Fe2O3,质量为0.32 g,
n(Fe3+)==0.004 mol
用NaOH标准液滴定,根据反应可得关系式:
4NH~(CH2)6N4H+~3H+~4OH-
n(NH)=n(OH-)=12.00×10-3 L×1.00 mol/L=0.012 mol
根据电荷守恒:n(NH)+3n(Fe3+)=3n(C6H5O)
n(C6H5O)=(0.012 mol+3×0.004 mol)×=0.008 mol,n(NH)∶n(Fe3+)∶n(C6H5O)=x∶y∶z=
0.012∶0.004∶0.008=3∶1∶2
故柠檬酸铁铵化学式为(NH4)3Fe(C6H5O7)2
典例7 (1) 8LiCoO2+S2O+22H+===8Li++2SO+8Co2++11H2O (2) Co3O4和Co2O3 (计算过程见解析) (3) 提高c(CO),促进Li2CO3充分沉淀
【解析】 (2) 根据质量守恒定律,加热过程中,Co的质量不变。假设原始固体质量为93 g,则n(Co)=1 mol,m(Co)=59 g。
290 ℃时,n(Co)∶n(O)=1 mol∶ mol≈2∶3,
故A点时,残留固体化学式为Co2O3,
500 ℃时,n(Co)∶n(O)=1 mol∶ mol≈3∶4,故B点时,残留固体化学式为Co3O4,
350~400 ℃范围内,剩余固体为Co2O3和Co3O4。
[深度指津]
例 (1) 1.250×10-3 mol 2.500×10-3 mol
(2) 2.500×10-3 mol (3) 1.250×10-2 mol
(4) (NH4)2Ni(SO4)2·10H2O
【解析】(1) n(Ni2+)=n(EDTA)=0.040 00 mol/L×31.25×10-3 L=1.250×10-3 mol,n(NH)=n(NH3)=
=2.500×10-3 mol。
(2) 根据化合物中电荷守恒知,
n(SO)==2.500×10-3 mol。
(3) m(Ni2+)=59 g/mol ×1.250×10-3 mol =0.073 75 g,
m(NH)=18 g/mol ×2.500×10-3 mol=0.045 00 g,
m(SO)=96 g/mol ×2.500×10-3 mol =0.240 0 g,
n(H2O)==1.250×10-2 mol。
(4) x∶y∶m∶n=n(NH)∶n(Ni2+)∶n(SO)∶n(H2O)=2∶1∶2∶10,
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O。
[质量评价]
1. A 【解析】 铝与船体形成原电池,Al作负极,可保障船体不易腐蚀,A正确;太阳能电池将太阳能转化为电能,B错误;芯片材料是硅,C错误;Rb金属性强,遇水迅速反应放出H2,D错误。
2. A 【解析】 金刚石为共价晶体,B错误;碳纤维属于碳单质,不属于新型有机高分子材料,C错误;酚醛树脂是由酚类和醛类缩聚而成的,不属于聚酯,D错误。
3. 生成CuO的质量为32.814 g-31.230 g=1.584 g,n(CuO)=0.019 8 mol,由Cu守恒可得n(CuS)=0.019 8 mol,由S守恒得n(H2S)=0.019 8 mol,m(H2S)=0.0198 mol×34 g/mol=0.673 2 g,产品纯度为×100%=99%
4. 根据关系式CuCl~Na2S2O3,样品中CuCl物质的量为0.100 0 mol/L×25.00×10-3 L=0.002 5 mol,则CuCl样品纯度=×100%=99.5%