第1章 认识化学科学
专题强化练1 阿伏加德罗常数的应用
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.28 g CO中所含碳原子数为0.5NA
B.常温常压下,2.24 L H2O中所含电子数为NA
C.含1 mol CaCl2的溶液中,Cl-的数目为NA
D.常温下,8 g CH4含有2NA个氢原子
2.(易错题)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.22.4 L(标准状况)氖气含有的原子数为NA
B.71 g氯气溶于水,得到的水溶液中含有的Cl-的个数为2NA
C.0.1 mol·L-1 H2SO4溶液中含有的氢原子个数为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L乙醇(C2H5OH)中所含原子数目为9NA
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.3.2 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA
B.2 mol Na2O2与足量水反应时生成氧气22.4 L
C.等物质的量的Na2O和CaCl2中,所含的离子总数均为3NA
D.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,Na+的物质的量为0.2 mol
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.NA个氧气分子与NA个氖气分子的质量之比为8∶5
B.1 mol Na2O2固体中含有的离子数为4NA
C.1 mol N2和H2的混合气体中含2NA个原子
D.3 mol单质Fe完全转变为FeCl3失去9NA个电子
5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L甲烷(CH4)和乙烯(C2H4,气态)混合物中含氢原子数目为2NA
B.24 g镁与27 g铝中,含有的质子数均为13NA
C.等质量的氧气和臭氧中,所含电子数不相同
D.标准状况下,2.24 L H2O中氧原子的数目为0.1NA
6.常温常压下,电化学还原制氨气总反应的化学方程式为2N2+6H2O 4NH3+3O2。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.0.1 mol N2中含有的电子数目为1.4NA
B.9 g H2O中含有的原子数目为1.5NA
C.4.48 L NH3中含有的氢原子数目为0.6NA
D.每消耗14 g N2,产生的O2分子数为0.75NA
7.某氢原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.该原子构成的氢分子相对分子质量为
B.1 mol该氢原子的质量是aNA g
C.W g该氢原子中含有的质子数为
D.W g该氢原子的物质的量是 mol
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
专题强化练1 阿伏加德罗常数的应用
1.D 28 g CO的物质的量为=1 mol,1 mol CO含1 mol碳原子,所以含有的碳原子数为NA,A错误;1个H2O中含有10个电子,常温常压下,2.24 L H2O的物质的量不是1 mol,所含电子数不是NA,B错误;含1 mol CaCl2的溶液中,Cl-的数目不为NA,C错误;8 g CH4的物质的量为0.5 mol,每个CH4分子中含有4个氢原子,所以共含有2NA个氢原子,D正确。
2.A 氖气是单原子分子,标准状况下22.4 L氖气的物质的量为1 mol,所含原子数为NA,A正确;氯气和水反应生成HCl和HClO,71 g氯气溶于水得到的溶液中含有的Cl-个数小于2NA,B错误;未给出溶液体积,无法计算硫酸中的氢原子个数,且溶剂水中也含有氢原子,C错误;标准状况下,乙醇不是气态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,D错误。
易错分析 A项,易错认为稀有气体分子为双原子分子,从而错选;D项,易忽视乙醇在标准状况下不是气态而错选。常考的“标准状况”非气态物质:水、酒精、四氯化碳(CCl4)、SO3等。
3.A O2和O3中只含有氧原子,3.2 g O2和O3的混合气体中含有0.2 mol氧原子,数目为0.2NA,故A正确;没有指明气体所处状况,不能确定生成氧气的体积,故B错误;Na2O和CaCl2的物质的量不确定,不能计算其中所含的离子总数,故C错误;未给出溶液的体积,无法计算Na+的物质的量,故D错误。
4.B NA个O2分子和NA个Ne分子的物质的量均为1 mol,质量分别为32 g和20 g,即质量之比为32∶20=8∶5,A项正确;Na2O2由Na+和构成,即1 mol Na2O2中所含离子数为3NA,B项错误;N2和H2均为双原子分子,1 mol N2和H2的混合气体中含2NA个原子,C项正确;FeCl3中铁元素为+3价,1 mol单质Fe完全转变为FeCl3失去3 mol电子,则3 mol单质Fe完全转变为FeCl3失去9NA个电子,D项正确。
5.A 标准状况下,甲烷和乙烯都是气体且1个分子中均含有4个氢原子,11.2 L二者的混合气体物质的量为0.5 mol,含有氢原子数为2NA,A正确;24 g镁的物质的量为1 mol,含有12 mol质子,27 g铝的物质的量为1 mol,含有13 mol质子,B错误;等质量的氧气和臭氧,含有相同的氧原子数,所含电子数相同,C错误;标准状况下,水不是气态,2.24 L水的物质的量不是0.1 mol,含有氧原子的数目不是0.1NA,D错误。
6.C 1个N2分子中含有14个电子,0.1 mol氮气中含有的电子的物质的量为1.4 mol,数目为1.4NA,A正确;9 g H2O的物质的量为0.5 mol,含有0.5 mol×3=1.5 mol原子,含有的原子数目为1.5NA,B正确;常温常压下Vm≠22.4 L·mol-1,4.48 L NH3中氢原子数目不为0.6NA,C错误;14 g N2的物质的量为0.5 mol,根据化学方程式可知生成0.75 mol O2,产生的O2分子数为0.75NA,D正确。
7.A 该氢原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,氢原子的相对原子质量为,构成的氢分子的相对分子质量为,A错误;氢原子摩尔质量为aNA g/mol,故1 mol该氢原子的质量是aNA g,B正确;W g该氢原子含有氢原子的个数为,1个氢原子含有1个质子,则W g该氢原子含有质子的个数为,C正确;W g该氢原子的物质的量是 mol,D正确。
6第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量 摩尔质量
基础过关练
题组一 物质的量及其单位
1.物质的量的单位是摩尔,“摩尔”起源于希腊文mole,原意为“堆量”。下列对于“摩尔”的理解正确的是( )
A.1 mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观量与微观粒子的数量联系起来
D.1 mol水分子中含有2 mol氢分子和1 mol氧原子
2.下列说法中正确的是 ( )
A.摩尔是用来描述微观粒子的物理量
B.0.5 mol H2O中含有1.5 mol原子
C.64 g氧相当于2 mol氧
D.0.1 mol MgSO4·7H2O和0.1 mol C12H22O11中所含氧原子的物质的量不同
题组二 阿伏加德罗常数
3.下列关于阿伏加德罗常数的说法错误的是( )
A.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
B.0.012 kg 12C含有的碳原子数等于阿伏加德罗常数的值
C.1 mol水所含的分子数与1 mol CO2所含的分子数相等
D.1 mol NH3所含的原子数约为2.408×1024
4.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.64 g O2所含的分子数目为4NA
B.1 mol SO2所含原子数为1.5NA
C.1 mol H2O含有的水分子数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
5.(经典题)常温下20滴水为1 mL,水的密度为1 g· mL-1,每滴水含有a个水分子,则阿伏加德罗常数可表示为 ( )
A.a mol-1 B.2a mol-1
C.18a mol-1 D.360a mol-1
题组三 摩尔质量
6.(易错题)下列叙述正确的是( )
A.CO2的相对分子质量是44 g·mol-1
B.1 mol CO2的质量为44 g·mol-1
C.H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1
D.2 mol Al的摩尔质量为54 g
7.32 g某气体的分子数目与22 g CO2的分子数目相同,则该气体的摩尔质量为( )
A.32
B.32 g·mol-1
C.64 g·mol-1
D.64
8.用NA表示阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:
(1)4.9 g H2SO4含有 个H,共含有 mol氧原子。
(2)0.5NA个CO2与 mol H2质量相等。
(3)a个X原子的总质量为b g,则X的相对原子质量为 。
(4)12.4 g Na2X含有0.4 mol Na+,则Na2X的摩尔质量为 ,X的相对原子质量为 。
能力提升练
题组一 物质的量与粒子数之间的换算
1.(经典题)下列关于等物质的量的NH3和CH4的比较中正确的是( )
①所含的氢原子数目之比为3∶4
②所含的质子数目之比为1∶1
③所含的原子数之比为1∶1
④质量之比为17∶16
A.①② B.②③ C.①②④ D.①③④
2.回答下列问题:
(1) mol CO2分子中含有的氧原子数与1.806×1024个H2O分子含有的氧原子数相同。
(2)0.3 mol NH3分子中所含质子数与 g H2O分子中所含质子数相等。
(3)18.6 g (NH4)2SO4·xH2O中含有1.204×1023个 N,该物质的物质的量为 ,该物质的摩尔质量是 ,x是 。
(4)8.4 g N2与9.6 g某单质Rx所含原子个数相同,且分子数之比为3∶2,则R的相对原子质量是 ,x为 。
题组二 摩尔质量及相关计算
3.(不定项)一个氮原子的质量是a g,一个12C原子的质量是b g,若用NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法中正确的是( )
A.该氮原子的相对原子质量为 g
B.m g该氮原子的物质的量为 mol
C.该氮原子的摩尔质量是a g·mol-1
D.a g该氮原子所含的电子数为7
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:
(1)已知NH3的相对分子质量为17,则NH3的摩尔质量为 。
(2)已知a g某气体中含有的分子数为b,则该气体的摩尔质量为 。
(3)已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为 。
(4)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为 。
(5)40.5 g某金属氯化物MCl2中含有0.6 mol Cl-,则M的相对原子质量为 。
(6)现有CO和CO2的混合气体18 g,已知CO的物质的量为0.25 mol,则该混合气体的平均摩尔质量为 。
题组三 阿伏加德罗常数的应用
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是( )
A.36 g N含有的质子数为20NA
B.2.8 g CO与C2H4的混合气体中所含分子数为0.1NA
C.17 g氨气和17 g氢氧根离子所含电子数均为10NA
D.室温下,1 mol H2中含有NA个氢分子
6.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是( )
A.3.2 g O2和O3混合气体中氧原子的数目为0.2NA
B.NA个O2和NA个CO2的质量比为8∶11
C.0.2NA个HNO3分子与19.6 g H3PO4分子含有相同的氧原子数
D.2.3 g金属钠由原子变为离子时,失去的电子数为0.1NA
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量 摩尔质量
基础过关练
1.B 物质不一定由分子构成,有的物质由原子或离子构成,故A错误;物质的量是一个物理量,可以把宏观量与微观粒子数量联系起来,摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol,故B正确、C错误;水分子中不含氢分子,故D错误。
2.B 摩尔不是物理量,是物质的量的单位,物质的量是描述微观粒子的物理量,故A错误;1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子,共3个原子,所以0.5 mol H2O中含有0.5 mol×3=1.5 mol原子,故B正确;“氧”指代不明确,应指明具体的微粒,故C错误;0.1 mol MgSO4·7H2O和0.1 mol C12H22O11中所含氧原子的物质的量均为1.1 mol,故D错误。
3.A 1 mol任何粒子的粒子数叫作阿伏加德罗常数,阿伏加德罗常数是一个物理量,其单位是 mol-1,其数值与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相等,近似数值为6.02×1023。
4.A 64 g O2的物质的量为=2 mol,含有O2的数目为2NA,故A错误。
5.D
6.C CO2的相对分子质量是44,故A错误;1 mol CO2的质量为1 mol×44 g·mol-1=44 g,故B错误;硫酸的相对分子质量为98,摩尔质量为98 g·mol-1,故C正确;Al的摩尔质量为27 g·mol-1,故D错误。
易错分析 (1)进行概念辨析时要特别注意:g是质量的单位,g·mol-1是摩尔质量的单位,相对分子质量的单位是1。摩尔质量以g·mol-1为单位时在数值上等于对应物质的相对分子质量或相对原子质量。(2)对于具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质聚集状态的变化而变化。
7.C 22 g CO2的物质的量为=0.5 mol,根据公式n=可知,分子数目相同,则物质的量也相同,因此32 g该气体的物质的量为0.5 mol,该气体的摩尔质量M==64 g·mol-1,故选C。
8.答案 (1)0.1NA 0.2 (2)11 (3) (4)62 g·mol-1 16
解析 (1)H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1,所以4.9 g H2SO4的物质的量为=0.05 mol,含有氢原子数为0.05×2×NA=0.1NA,含有氧原子0.05 mol×4=0.2 mol。(2)0.5NA个CO2的物质的量为0.5 mol,质量为0.5 mol×44 g·mol-1=22 g,22 g H2的物质的量为=11 mol。(3)a个X原子的物质的量为 mol,所以X的摩尔质量为 g·mol-1,故X的相对原子质量为。(4)12.4 g Na2X含有0.4 mol Na+,则Na2X的物质的量为0.2 mol,所以Na2X的摩尔质量为=62 g·mol-1,故X的相对原子质量为62-23×2=16。
能力提升练
1.C 假设NH3和CH4的物质的量均为1 mol,根据N=n·NA,所含的氢原子数目之比为3∶4,①正确;根据N=n·NA,所含的质子数目之比为(7+3)∶(6+4)=1∶1,②正确;根据N=n·NA,所含的原子数之比为4∶5,③错误;由m=nM可知,质量之比为17∶16,④正确;故选C。
2.答案 (1)1.5 (2)5.4 (3)0.1 mol 186 g·mol-1 3 (4)16 3
解析 (1)1.806×1024个H2O分子的物质的量为3 mol,3 mol H2O分子中含有3 mol氧原子,故1.5 mol CO2分子中含有的氧原子数与1.806×1024个H2O分子中含有的氧原子数相同。(2)由于1个NH3分子和1个H2O分子所含质子数均为10,则0.3 mol NH3分子与0.3 mol H2O分子所含质子数相等,0.3 mol H2O的质量为18 g·mol-1×0.3 mol=5.4 g。(3)1.204×1023个N的物质的量为0.2 mol,则18.6 g (NH4)2SO4·xH2O的物质的量为0.1 mol,其摩尔质量为=186 g·mol-1,故x==3。(4)8.4 g N2的物质的量为=0.3 mol,8.4 g N2与9.6 g Rx的分子数之比为3∶2,则9.6 g Rx的物质的量为0.2 mol,故Rx的摩尔质量为=48 g·mol-1,二者所含原子个数相同,则0.3 mol×2=0.2 mol×x,解得x=3,R3的相对分子质量为48,故R的相对原子质量为16。
3.BD 根据相对原子质量的定义可知,该氮原子的相对原子质量为,则摩尔质量为 g·mol-1,故A、C错误;一个氮原子的质量是a g,所以m g该氮原子的数目为,则其物质的量为 mol,故B正确;一个氮原子中含有7个电子,一个氮原子的质量是a g,所以a g该氮原子所含的电子数为7,故D正确。
4.答案 (1)17 g·mol-1 (2) g·mol-1 (3)bNA g·mol-1 (4)106 g·mol-1 (5)64 (6)36 g·mol-1
解析 (1)摩尔质量以“ g·mol-1”为单位时,摩尔质量的数值等于该物质的相对原子质量或相对分子质量,NH3的相对分子质量为17,则NH3的摩尔质量为17 g·mol-1。(2)a g某气体中含有的分子数为b,则该气体的物质的量为 mol,摩尔质量为 g·mol-1。(3)一个铁原子的质量为b g,则1 mol铁原子的质量为bNA g,则铁的摩尔质量为bNA g·mol-1。(4)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,根据质量守恒定律可知,生成C的质量为16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,则C的摩尔质量为=106 g·mol-1。(5)40.5 g MCl2中含有0.6 mol Cl-,则MCl2的物质的量为0.3 mol,MCl2的摩尔质量为40.5 g÷0.3 mol=135 g·mol-1,所以M的相对原子质量为135-71=64。(6)m(CO)=0.25 mol×28 g·mol-1=7 g,则m(CO2)=18 g-7 g=11 g,n(CO2)=11 g ÷ 44 g·mol-1=0.25 mol,混合气体的平均摩尔质量为m总÷n总=18 g÷0.5 mol=36 g·mol-1。
5.A 36 g N=2 mol,含有的质子数为22NA,故A错误;CO与C2H4的摩尔质量均为28 g·mol-1,2.8 g混合气体的物质的量为0.1 mol,分子数为0.1NA,故B正确;氨气和氢氧根离子的摩尔质量均为17 g·mol-1,且均为10电子微粒,17 g氨气和17 g氢氧根离子所含电子数均为10NA,故C正确;1 mol H2中含有NA个氢分子,故D正确。
6.C 3.2 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子为0.2 mol,数目为0.2NA,故A正确;NA个O2和NA个CO2的物质的量均为1 mol,1 mol O2和1 mol CO2的质量比为32∶44=8∶11,故B正确;0.2NA个HNO3分子含有的氧原子数为0.6NA,19.6 g H3PO4的物质的量为0.2 mol,含有的氧原子数为0.8NA,故C错误;1 mol钠由原子变为离子时失去1 mol电子,2.3 g Na的物质的量为0.1 mol,失去的电子数为0.1NA,故D正确。
12第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第3课时 物质的量浓度
基础过关练
题组一 物质的量浓度的理解与相关计算
1.有关0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液的叙述正确的是( )
A.含有0.1 mol Na2SO4
B.称量14.2 g Na2SO4固体溶于1 L蒸馏水中即可获得此浓度溶液
C.取出一半溶液,溶质的物质的量浓度变为0.05 mol·L-1
D.溶液中Na+的浓度为0.2 mol·L-1
2.(经典题)下列溶液中与50 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中Na+的物质的量浓度相等的是( )
A.25 mL 0.2 mol·L-1NaClO溶液
B.100 mL 0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液
C.25 mL 0.2 mol·L-1 Na2CO3溶液
D.25 mL 0.2 mol·L-1 Na2SO4溶液
3.下列溶液中,溶质的物质的量浓度是1 mol/L的是( )
A.将10 g NaOH固体溶解在250 mL水中
B.将100 mL 3 mol/L NaCl溶液与50 mL 4 mol/L NaCl溶液混合后再加水稀释到500 mL
C.将16 g CuSO4·5H2O溶于水配成100 mL溶液
D.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 000 mL溶液
4.2.0 L某硫酸铝[Al2(SO4)3]溶液中含有5.4 g Al3+,回答下列问题:
(1)该溶液中Al3+的物质的量浓度为 。
(2)该溶液中S的物质的量浓度为 。
(3) L这种溶液中含有0.6 mol S。
题组二 一定物质的量浓度溶液的配制
5.某同学欲用Na2CO3固体配制480 mL 0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液,过程如图所示。其中错误的操作有( )
A.①⑥⑦ B.①⑤ C.②⑦ D.⑤⑥⑦
6.(经典题)配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接用于配制溶液
B.配制一定物质的量浓度的稀盐酸时,可用10 mL量筒量取9.82 mL浓盐酸
C.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
D.定容时,为防止液滴飞溅,胶头滴管紧贴容量瓶内壁
7.(教材习题改编)某化学实验室需要0.5 mol·L-1 H2SO4溶液480 mL。根据溶液的配制回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制该溶液需要用到的是 (填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
(2)现用溶质质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸来配制所需的稀硫酸。计算所需浓硫酸的体积为 mL(保留1位小数),现有①10 mL,②25 mL,③50 mL,④100 mL四种规格的量筒,你选用的量筒是 (填代号)。
(3)配制时,一般可分为以下几个步骤:
①量取 ②计算 ③稀释 ④摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却
其正确的操作顺序为②→①→③→ → → → →④。
题组三 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
8.在溶液的配制过程中,下列会引起浓度偏高的是( )
A.配制500 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g
B.配制NaOH溶液时,NaOH固体放在烧杯中称量时间过长
C.用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸时,洗涤量取浓硫酸后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
D.容量瓶内有少量蒸馏水
9.某同学在配制100 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液的系列操作中,可能导致所配溶液浓度偏低的是( )
①选刚用蒸馏水洗净的100 mL容量瓶进行配制
②称量时,将固体NaOH放在垫了白纸的托盘天平左盘上
③将称量好的NaOH固体放入烧杯中,加蒸馏水溶解,立即转移至容量瓶中并定容
④用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒两次,洗涤液都移入容量瓶中
⑤定容时仰视刻度线
⑥由于不慎,液面超过容量瓶刻度线,直接用胶头滴管吸出超过的一部分
⑦摇匀后发现液面低于刻度线,用胶头滴管继续加水至液面与刻度线相切
A.①④ B.①④⑤ C.②⑤⑥⑦ D.②⑥⑦
题组四 溶液的稀释与混合
10.某同学将20 mL 0.5 mol·L-1 K2SO4溶液稀释至100 mL。设NA为阿伏加德罗常数的值,则稀释后的溶液中( )
A.S的数目为0.1NA
B.S的浓度为0.01 mol·L-1
C.K+的数目为0.02NA
D.K+的浓度为0.01 mol·L-1
11.将100 mL 0.60 mol·L-1 K2SO4溶液与50 mL 0.40 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液混合后,所得溶液中S的物质的量浓度(忽略混合前后溶液体积变化)为( )
A.0.80 mol·L-1 B.0.53 mol·L-1
C.0.90 mol·L-1 D.1.20 mol·L-1
12.已知:溶液呈电中性的原因是溶液中阴、阳离子所带的负、正电荷总数相等,在KCl、CuCl2、Cu(NO3)2形成的混合溶液中,c(K+)=0.2 mol·L-1,c(Cu2+)=0.5 mol·L-1,c(Cl-)=0.4 mol·L-1,则c(N)为( )
A.0.3 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1
C.0.5 mol·L-1 D.0.8 mol·L-1
13.下列有关溶液的说法,正确的是( )
A.把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4溶液跟100 mL H2O混合后,H2SO4的浓度变为1.5 mol·L-1
B.把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl的质量分数是10%
C.相同物质的量浓度的三种溶液:Na2SO4溶液、MgSO4溶液、Al2(SO4)3溶液,其体积比为3∶2∶1,则S浓度之比为3∶2∶3
D.把100 mL 20%的NaOH溶液跟100 mL H2O混合后,NaOH的质量分数是10%
能力提升练
题组一 有关物质的量浓度的综合计算
1.(经典题)下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.在标准状况下V L氨气溶于1 L水中配成密度为ρ g·cm-3的氨水,该氨水中溶质的物质的量浓度为 mol·L-1
B.1.5 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液中S的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
C.实验室需要配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液,应用托盘天平准确称取NaCl 5.85 g
D.10 g 98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)与10 mL 18.4 mol·L-1的硫酸浓度相同
2.若50 g密度为ρ g·cm-3的硝酸铁[Fe(NO3)3]溶液里含2.8 g铁离子,则该溶液中硝酸根离子的物质的量浓度是( )
A.ρ/3 mol·L-1 B.15/ρ mol·L-1
C.3ρ mol·L-1 D.1.5ρ mol·L-1
3.(不定项)在0.1 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度大小如表所示,下列说法错误的是( )
离子 Na+ Mg2+ Cl-
物质的量浓度/(mol·L-1) 1 0.5 3
A.该混合液中溶质NaCl的质量为5.85 g
B.该混合液中溶质MgCl2的物质的量为0.05 mol
C.该混合液中CaCl2的物质的量浓度为1 mol·L-1
D.可选用1 000 mL容量瓶将0.1 L该混合液稀释至1 L
4.将m g某二价金属氯化物溶于水中配成V L溶液,从中取出一半,再加水稀释到V L,此时Cl-的物质的量浓度为c mol·L-1,则此氯化物中金属原子的相对原子质量为( )
A.-71
C.-34
5.把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使Mg2+完全沉淀为Mg(OH)2;另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使S完全沉淀为BaSO4。则原混合溶液中K+的浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
题组二 一定物质的量浓度溶液配制的综合应用
6.下列说法正确的是( )
A.可用pH试纸测浓度为0.1 mol·L-1 HClO溶液的pH
B.标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g·mL-1,所配溶液的物质的量浓度c= mol·L-1
C.用500 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、58.5 g NaCl固体和水能完成0.5 L 2 mol·L-1 NaCl溶液的配制
D.溶质质量分数为a%,物质的量浓度为c1 mol·L-1的稀硫酸蒸发水后,其质量分数为2a%,物质的量浓度为c2 mol·L-1,则2c1>c2
7.配制一定物质的量浓度的溶液。
【实验目的】配制210 mL 0.5 mol·L-1的稀硫酸。
【实验用品】补充完整实验仪器:
(1)仪器: 、烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒。
(2)试剂:①浓硫酸,其试剂瓶标签上的部分内容如图。
硫酸 化学纯(CP)
(500 mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
溶质质量分数:98%
②蒸馏水。
【实验步骤】(3)计算并量取所需浓硫酸的体积为 mL。
(4)配制溶液:
①先向烧杯中加入 ,再缓慢加入 ,用玻璃棒慢慢搅拌,使其混合均匀。
② ,将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶。
③用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。
④继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm 时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。
⑤盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒摇匀。
(5)将配制好的0.5 mol·L-1的稀硫酸倒入指定的容器中。
【问题与讨论】
(6)某同学用该稀硫酸中和含0.4 g溶质的NaOH溶液,则需要量取该稀硫酸的体积为 mL。
(7)完成上述实验后,发现实际消耗的稀硫酸比(6)中所求体积偏大,则可能的原因是 (填字母)。
A.用量筒量取浓硫酸,读数时仰视刻度线
B.转移溶液时未洗涤烧杯
C.容量瓶用蒸馏水洗净后仍残留有蒸馏水
D.定容时俯视容量瓶的刻度线
E.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
8.某化学研究性学习小组欲使用0.2 mol KCl和0.4 mol (NH4)2SO4配制含有N、Cl-、K+、S的植物营养液500 mL。
实验室提供的药品有:NH4Cl、KCl、(NH4)2SO4、K2SO4和蒸馏水。
提供的实验仪器有:药匙、托盘天平、烧杯、胶头滴管、量筒。
(1)该植物营养液中,N的物质的量浓度为 。
(2)该研究小组配制该植物营养液时,除实验室提供的实验仪器外,还需用到的玻璃仪器有 、 。
(3)若使用NH4Cl、(NH4)2SO4和K2SO4三种物质进行配制,则需(NH4)2SO4的质量为 。
(4)若配制该营养液的其他操作均正确,下列操作将使所配制溶液的浓度偏低的是 (填字母)。
A.把配好的溶液倒入刚用蒸馏水洗净的试剂瓶中备用
B.转移洗涤液时洒到容量瓶外,继续用该未清洗的容量瓶重新配制
C.将烧杯内的溶液向容量瓶中转移时,因操作不当使部分溶液溅出容量瓶
D.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线但没加水
E.使用容量瓶配制溶液时,仰视定容
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第3课时 物质的量浓度
基础过关练
1.D 没有给出溶液体积,无法计算其中Na2SO4的物质的量,故A错误;14.2 g Na2SO4的物质的量为=0.1 mol,溶于1 L蒸馏水所得溶液的体积不是1 L,所得溶液浓度不是0.1 mol·L-1,故B错误;溶液有均一性,取出一半溶液,溶质的物质的量浓度仍为0.1 mol·L-1,故C错误;由Na2SO4的构成可知,0.1 mol·L-1Na2SO4溶液中Na+的浓度为0.2 mol·L-1,故D正确。
2.A 50 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中c(Na+)=0.1 mol·L-1×2=0.2 mol·L-1;25 mL 0.2 mol·L-1 NaClO溶液中c(Na+)=0.2 mol·L-1,A项符合题意;100 mL 0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中c(Na+)=0.1 mol·L-1,B项不符合题意;25 mL 0.2 mol·L-1 Na2CO3溶液中c(Na+)=0.2 mol·L-1×2=0.4 mol·L-1,C项不符合题意;25 mL 0.2 mol·L-1 Na2SO4溶液中c(Na+)=0.2 mol·L-1×2=0.4 mol·L-1,D项不符合题意。
3.B 10 g NaOH的物质的量为0.25 mol,溶解在250 mL水中,溶液体积不是250 mL,则所得溶液中NaOH的浓度不是1 mol/L,A错误;将100 mL 3 mol/L NaCl溶液与50 mL 4 mol/L NaCl溶液混合后再加水稀释到500 mL,所得溶液溶质的物质的量浓度为=1 mol/L,B正确;16 g CuSO4·5H2O的物质的量不是0.1 mol,溶于水配成100 mL溶液,则所得溶液中溶质的浓度不是1 mol/L,C错误;HCl是气体,由于温度、压强未知,无法计算其物质的量,D错误。
4.答案 (1)0.1 mol·L-1 (2)0.15 mol·L-1 (3)4.0
解析 (1)5.4 g Al3+的物质的量为0.2 mol,所以Al3+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1。(2)根据溶液呈电中性可知,3×0.1 mol·L-1=2×c(S),所以c(S)=0.15 mol·L-1。(3)含有0.6 mol S=4.0 L。
5.A 操作①物品与砝码位置放反了,错误;操作⑥定容时未平视刻度线,错误;操作⑦摇匀时应上下颠倒,错误,故选A。
6.A 容量瓶用蒸馏水洗净后,不需要干燥,因定容时还需要加水,A正确;10 mL量筒的精确度为0.1 mL,无法量取9.82 mL浓盐酸,B错误;托盘天平的精确度为0.1 g,无法称量5.85 g NaCl固体,C错误;定容时,胶头滴管要悬空正放,不能紧贴容量瓶内壁,D错误。
7.答案 (1)BCE 500 mL容量瓶、胶头滴管
(2)13.6 ② (3)⑧ ⑤ ⑥ ⑦
解析 (1)配制480 mL 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管。(2)先计算该浓硫酸的浓度,c= mol·L-1=18.4 mol·L-1,没有480 mL容量瓶,应配制500 mL溶液,根据稀释前后溶质的物质的量不变,可得需要浓硫酸的体积为≈0.013 6 L=13.6 mL,需要用25 mL的量筒量取,故选②。(3)用浓硫酸配制稀硫酸一般可分为以下步骤:计算、量取、稀释、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀。
8.C 需要胆矾的质量为0.5 L×0.1 mol·L-1×250 g·mol-1=12.5 g,称取的胆矾质量偏小,造成n(CuSO4)偏小,所配溶液浓度偏低,A不符合题意;配制NaOH溶液时,NaOH固体放在烧杯中称量时间过长,会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,导致NaOH的质量偏小,造成n(NaOH)偏小,所配溶液浓度偏低,B不符合题意;洗涤量取浓硫酸后的量筒并将洗涤液转移到容量瓶中,硫酸的物质的量偏大,所配溶液浓度偏高,C符合题意;容量瓶内有少量蒸馏水,无影响,D不符合题意。
9.C
10.C 稀释前后S、K+数目不变,S的物质的量为0.02 L×0.5 mol·L-1=0.01 mol,数目为0.01NA,K+的物质的量为0.01 mol×2=0.02 mol,数目为0.02NA,A项错误、C项正确;溶液体积稀释至原来的5倍,则溶液浓度变为原来的,即稀释后S浓度变为0.1 mol·L-1,K+浓度变为2×0.1 mol·L-1=0.2 mol·L-1,B、D项错误。
11.A 两溶液混合后n(S)=0.1 L×0.60 mol·L-1+3×0.05 L×0.40 mol·L-1=0.12 mol,所以c(S=0.80 mol·L-1,故选A。
12.D 根据溶液呈电中性可知,c(K+)+2c(Cu2+)=c(Cl-)+c(N),可得c(N)=c(K+)+2c(Cu2+)-c(Cl-)=(0.2+0.5×2-0.4) mol·L-1=0.8 mol·L-1。
13.B 混合后溶液的体积不等于200 mL,故H2SO4的浓度不是1.5 mol·L-1,A错误;100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,溶质的质量没有变,溶液的质量为200 g,则NaCl的质量分数是10%,B正确;同浓度的三种溶液:Na2SO4溶液、MgSO4溶液、Al2(SO4)3溶液,S浓度之比为1∶1∶3,C错误;100 mL 20%的NaOH溶液的质量不是100 g,D错误。
能力提升练
1.D 在标准状况下V L氨气( mol)溶于1 L水中配成密度为ρ g·cm-3的氨水,该氨水的体积V液= mL,c= mol·L-1,A错误;1.5 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液中S的物质的量浓度为4.5 mol·L-1,B错误;托盘天平的精确度为0.1 g,故不能准确称取5.85 g,C错误;98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)的物质的量浓度c= mol·L-1=18.4 mol·L-1,D正确。
2.C 2.8 g Fe3+的物质的量为=0.05 mol,根据硝酸铁的化学式可知,n(N)=0.15 mol,溶液的体积为 cm3= L,所以c(N=3ρ mol·L-1,故选C。
3.CD c(Na+)=1 mol·L-1,NaCl的物质的量为0.1 L×1 mol·L-1=0.1 mol,质量为0.1 mol×58.5 g·mol-1=5.85 g,A正确;c(Mg2+)=0.5 mol·L-1,MgCl2的物质的量为0.1 L×0.5 mol·L-1=0.05 mol,B正确;c(Cl-)=3 mol·L-1,根据溶液呈电中性可得,c(Na+)+2c(Mg2+)+2c(Ca2+)=c(Cl-),c(Ca2+)=(3 mol·L-1-1 mol·L-1-2×0.5 mol·L-1)=0.5 mol·L-1,C错误;先将0.1 L该混合液置于烧杯中,加水稀释并恢复至室温后,转移到1 000 mL容量瓶中定容,D错误。
4.C 取出的溶液中Cl-的物质的量为cV mol,则原溶液中Cl-的物质的量为2cV mol,故m g金属氯化物的物质的量为cV mol,其摩尔质量为 g·mol-1,则此氯化物中金属原子的相对原子质量为-71。
解题技法 根据稀释后溶液中Cl-的浓度和溶液的体积,可求出溶液中Cl-的物质的量,进而可求出原溶液中Cl-的物质的量,即可求出该金属氯化物的物质的量,最后根据M=可进行相关计算。
5.C 混合溶液分成两等份,每份溶液浓度与原溶液浓度相同,一份加氢氧化钠溶液,发生反应:Mg2++2OH- Mg(OH)2↓,由离子方程式可知每份溶液中n(Mg2+)=a mol;另一份加BaCl2溶液,发生反应:Ba2++S BaSO4↓,由离子方程式可知每份溶液中n(S)=n(Ba2+)=n(BaCl2)=b mol;由电荷守恒可知每份溶液中2n(Mg2+)+n(K+)=2n(S),故每份溶液中n(K+)=2b mol-2×a mol=(2b-a) mol,则原混合溶液中K+浓度为 mol·L-1,C项正确。
6.B HClO能使有色物质褪色,不能用pH试纸测HClO溶液的pH,故A错误;标准状况下,V L氨气的物质的量为 mol,气体的质量为 mol×17 g·mol-1= g,1 L水的质量为1 000 mL×1 g·mL-1=1 000 g,所以溶液的质量为(+1 000) g,溶液的体积为 mL,该溶液中溶质的物质的量浓度为 mol·L-1,故B正确;配制一定物质的量浓度的NaCl溶液,定容时需要使用胶头滴管,故C错误;由于硫酸溶液的密度大于1 g·cm-3,溶质的质量分数越大,密度越大,所以当溶质质量分数为a%的H2SO4溶液蒸发水后变为2a%,溶液的质量减少一半,体积减少超过一半,溶质的物质的量不变,所以物质的量浓度大于原来的2倍,故D错误。
7.答案 (1)250 mL容量瓶 (3)6.8 (4)①蒸馏水 浓硫酸 ②冷却至室温 (6)10.0 (7)BE
解析 (1)配制210 mL溶液应选择250 mL的容量瓶。(3)该浓硫酸的浓度c==18.4 mol·L-1,根据稀释前后溶质物质的量不变可知,需量取浓硫酸的体积为≈0.006 8 L=6.8 mL。(4)①稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿着器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。②待溶液冷却至室温,再将烧杯中的稀硫酸沿着玻璃棒转移到容量瓶中。(6)0.4 g NaOH的物质的量为0.01 mol,根据反应H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O可知,需要0.005 mol H2SO4,该稀硫酸的体积为=0.01 L=10.0 mL。(7)实际消耗的稀硫酸比(6)中所求体积偏大,说明所配制稀硫酸的物质的量浓度偏小。用量筒量取浓硫酸,读数时仰视刻度线,使量取的浓硫酸偏多,所配制稀硫酸的浓度偏大,A项不符合题意;转移溶液时未洗涤烧杯,溶质偏少,所配制稀硫酸的浓度偏小,B项符合题意;容量瓶用蒸馏水洗净后仍残留有蒸馏水,没有影响,C项不符合题意;定容时俯视容量瓶的刻度线,溶液的体积偏小,所配制稀硫酸的浓度偏大,D项不符合题意;定容摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线,溶液的体积偏大,所配制稀硫酸的浓度偏小,E项符合题意。
8.答案 (1)1.6 mol/L (2)500 mL容量瓶 玻璃棒 (3)39.6 g (4)ACE
解析 (1)该植物营养液中n(N)=0.4 mol×2=0.8 mol,溶液体积为500 mL,所以c(N=1.6 mol/L。
(2)配制500 mL溶液需要在500 mL容量瓶中定容;溶解固体时需要用玻璃棒搅拌,向容量瓶中转移溶液时要用玻璃棒引流,所以还需用到的玻璃仪器有500 mL容量瓶、玻璃棒。
(3)要求该营养液中n(Cl-)=0.2 mol,则需要0.2 mol NH4Cl,营养液中n(N)=0.8 mol,所以还需要(NH4)2SO4提供N的物质的量为0.8 mol-0.2 mol=0.6 mol,则需要0.3 mol (NH4)2SO4,质量为0.3 mol×132 g/mol=39.6 g。
(4)把配好的溶液倒入刚用蒸馏水洗净的试剂瓶中备用,溶液被稀释,所得溶液浓度偏低,A符合题意;转移洗涤液时洒到容量瓶外,继续用该未清洗的容量瓶重新配制,所得溶液中溶质偏多,浓度偏高,B不符合题意;将烧杯内的溶液向容量瓶中转移时,因操作不当使部分溶液溅出容量瓶,所得溶液中溶质偏少,浓度偏低,C符合题意;颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线但没加水,是正确操作,无影响,D不符合题意;使用容量瓶配制溶液时,仰视定容,溶液的体积偏大,所得溶液浓度偏低,E符合题意。
22第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第2课时 气体摩尔体积
基础过关练
题组一 气体体积影响因素与气体摩尔体积
1.现有下列四种因素:①温度和压强、②所含微粒数、③微粒本身大小、④微粒间的距离,其中对气体物质体积有显著影响的是( )
A.②③④ B.①②④
C.①③④ D.①②③④
2.下列关于气体摩尔体积的说法中,正确的是( )
A.1 mol H2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L
B.相同温度和压强下,不同气体的体积由气体分子的大小决定
C.若1 mol气体的体积为22.4 L,则它一定处于标准状况下
D.标准状况下,1 mol H2O和1 mol H2所占有的体积相同
题组二 有关气体摩尔体积的计算
3.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系,则该条件下的气体摩尔体积为( )
A.22.0 L·mol-1 B.22.4 L·mol-1
C.22.8 L·mol-1 D.23.2 L·mol-1
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L氦气中含有的原子数为0.2NA
B.标准状况下,2.24 L水中含有的氢原子数是0.2NA
C.常温常压下,14 g由N2与CO组成的混合气体中含有的原子数为2NA
D.标准状况下,20 mL CO2与40 mL O2所含的分子个数比为1∶2
5.一定量的液态化合物XY2在一定量的O2中恰好完全燃烧,化学方程式为XY2(液)+3O2(气) XO2(气)+2YO2(气)。测得生成物的总体积为672 mL(标准状况),密度为2.56 g/L(标准状况)。则:
(1)反应前O2的体积为 mL(标准状况)。
(2)化合物XY2的摩尔质量为 。
(3)若XY2中X、Y两元素的质量比为3∶16,则X、Y分别为 、 (写出元素名称)。
题组三 阿伏加德罗定律及其推论
6.如图是两瓶体积相等的气体,在同温同压时两瓶中气体的关系一定正确的是( )
A.气体质量相等 B.气体密度相等
C.所含原子数相等 D.摩尔质量相等
7.在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )
A.CO分子数比CO2分子数少
B.甲容器的体积比乙容器的体积小
C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
能力提升练
题组一 气体摩尔体积的测定及应用
1.设NA为阿伏加德罗常数的值。有臭氧(O3)与二氧化碳的混合气体共23.2 g,其标准状况下体积为11.2 L,下列说法错误的是( )
A.混合气体含有的原子数为1.5NA
B.混合气体对氢气的相对密度为23.2
C.混合气体中,臭氧的物质的量分数为40%
D.混合气体中O3在标准状况下的体积为6.72 L
2.某同学设计了测定某条件下气体摩尔体积的探究实验,利用氯酸钾分解制O2,实验装置如下。
实验步骤如下:
①连接好实验装置;
② ;
③把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为15.95 g;
④加热,开始反应,直到不再有气体产生为止;
⑤准确读取量气管读数,测得氧气的体积为278.8 mL;
⑥准确称量试管和残留物的质量为15.55 g。
回答下列问题。
(1)实验步骤的第②步是 。
(2)实验过程中产生氧气的物质的量是 ;
在该实验条件下,气体摩尔体积是 (保留小数点后两位)。
(3)下列说法中不正确的是 。
A.气体摩尔体积与气体的温度相关
B.在该实验条件下,3 mol O2的气体摩尔体积为67.14 L/mol
C.同温、同压下,2 mol O2与2 mol CO和CO2的混合气体的体积相同
D.该实验条件下,O2的密度为1.329 g/L
题组二 阿伏加德罗定律及其推论的理解和应用
3.(不定项)一定温度和压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球(如图),下列说法中正确的是( )
A.气球①中装的是CH4
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
4.常温时在刚性容器内部有一个可滑动的活塞将容器分成左右两室。左室充入1 mol N2,右室充入H2和O2的混合气体,活塞恰好停留在容器左侧四分之一处(如图),然后点燃H2和O2的混合气体,反应完毕后恢复至原来的温度,活塞恰好停在容器的中间,忽略水的体积,下列说法错误的是( )
A.反应前,右室充入H2与O2共3 mol
B.反应完毕后,恢复至原来温度,左室的压强变为原来的一半
C.反应完毕后,右室剩余气体中含有1 mol原子
D.反应前,H2与O2的体积比是4∶5或7∶2
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第2课时 气体摩尔体积
基础过关练
1.B 决定物质体积大小的因素有微粒数目、微粒的大小、微粒之间的距离。气体微粒本身大小远小于气体微粒间的距离,气体微粒本身大小对体积几乎无影响;温度和压强对气体微粒之间的距离影响较大;故B正确。
2.A 在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,1 mol任何气体的体积都约为22.4 L,故A正确;相同温度和压强下,气体分子间的平均距离近似相等,不同气体的体积由分子数决定,故B错误;非标准状况下,气体摩尔体积也可能为22.4 L·mol-1,即1 mol气体的体积可能为22.4 L,故C错误;标准状况下,H2O不是气体,不能利用气体摩尔体积计算其体积,故D错误。
3.C 27.2 g H2S气体的物质的量为=0.8 mol,则题给条件下Vm==22.8 L·mol-1,C正确。
方法点津 知道某气体的质量和体积,计算气体摩尔体积时,要牢牢抓住物质的量这个中间物理量,先把质量转化为物质的量,再根据气体摩尔体积的定义进行计算即可。
4.D 标准状况下,2.24 L氦气的物质的量为0.1 mol,含有的原子数为0.1NA,A错误;标准状况下,水不是气态,无法用气体摩尔体积计算2.24 L水中含有的氢原子数,B错误;N2与CO的相对分子质量均为28,14 g由N2与CO组成的混合气体的物质的量为0.5 mol,N2与CO都是双原子分子,所以含有的原子数为NA,C错误;标准状况下,20 mL CO2与40 mL O2的物质的量之比为1∶2,所以分子个数比为1∶2,D正确。
5.答案 (1)672 (2)76 g/mol (3)碳 硫
解析 (1)由题中化学方程式可知V(O2)=V(XO2)+V(YO2)=672 mL。(2)n(O2)==0.03 mol,生成的气体质量为0.672 L×2.56 g/L≈1.72 g,根据质量守恒定律可知m(XY2)=1.72 g-m(O2)=1.72 g-0.03 mol×32 g/mol=0.76 g,根据XY2在一定量的O2中恰好完全燃烧知n(XY2)=n(O2)=0.01 mol,故XY2的摩尔质量M(XY2)==76 g/mol。(3)由XY2中X、Y元素的质量比为3∶16可知,1 mol XY2中含X的质量为76 g×=12 g,含Y的质量为76 g-12 g=64 g,X、Y的物质的量分别为1 mol和2 mol,则X、Y的相对原子质量分别为12和32,故X为碳元素、Y为硫元素。
6.C 同温同压时,体积相等的气体的物质的量相等。左瓶中氮气和氧气的物质的量之比不一定为1∶1,则左瓶气体的平均摩尔质量与右瓶气体的摩尔质量不一定相等,两瓶中气体的质量也不一定相等,故A、D错误;由A项分析可知,两瓶中气体的质量不一定相等,体积相等,所以两瓶中气体的密度不一定相等,故B错误;N2、O2、NO都是双原子分子,所以两瓶中气体含有的原子数相等,故C正确。
7.D 根据n=知,相同质量时,气体的物质的量与其摩尔质量成反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28 g·mol-1、44 g·mol-1,所以二者的物质的量之比=44∶28=11∶7,二者的分子数之比等于其物质的量之比,为11∶7,所以CO分子数比CO2分子数多,故A错误;相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,所以甲容器的体积比乙容器的大,故B错误;温度和压强相等,气体摩尔体积相等,故C错误;在相同条件下,气体密度之比等于摩尔质量之比,所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小,故D正确。
能力提升练
1.C 设臭氧为x mol,二氧化碳为y mol,臭氧与二氧化碳的混合气体共23.2 g,所以48x+44y=23.2,标准状况下体积为11.2 L,物质的量为0.5 mol,可得x+y=0.5,解得x=0.3、y=0.2。臭氧与二氧化碳都是三原子分子,所以混合气体含有的原子数为0.5×3×NA=1.5NA,故A正确;混合气体的平均摩尔质量为=46.4 g·mol-1,相同条件下气体的密度之比等于摩尔质量之比,所以对氢气的相对密度为46.4÷2=23.2,故B正确;臭氧的物质的量分数为×100%=60%,故C错误;混合气体中O3在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L,故D正确。
2.答案 (1)检查装置的气密性 (2)0.012 5 mol
22.30 L/mol (3)BD
解析 (1)制取气体的实验必须检查装置的气密性。
(2)生成的氧气的质量为15.95 g-15.55 g=0.4 g,氧气的物质的量为=0.012 5 mol,Vm=≈22.30 L/mol。
(3)在其他条件不变的情况下,气体温度越高,其体积越大,气体摩尔体积越大,因此气体摩尔体积与气体的温度相关,A正确;该条件下气体摩尔体积为22.30 L/mol,B错误;同温、同压下,物质的量相同的气体体积相等,所以2 mol O2与2 mol CO和CO2的混合气体的体积相同,C正确;该实验条件下,1 mol O2的体积为22.30 L,质量为32 g,则密度为≈1.435 g/L,D错误。
3.CD 相同温度和压强下Vm是定值,根据n=、V=n·Vm可知,相同质量的气体,气体体积与摩尔质量成反比,所以气球①、②、③、④中分别装的是SO2、CO2、O2、CH4,故A错误;相同质量的气体,根据n=、N=n×NA,分子数与摩尔质量成反比,所以气球①中气体分子数比气球③中少,故B错误;相同质量的气体,其物质的量与摩尔质量成反比,所以气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4,故C正确;同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,所以气球③和气球④中气体密度之比为2∶1,故D正确。
4.C 常温下,可滑动的活塞将容器分成左右两室,左右两室压强相等,温度、压强相等时,气体的体积之比等于物质的量之比,则右室充入H2与O2的混合气体为3 mol,A正确。反应完毕后,恢复至原来温度,左室的体积变为原来的二倍,压强变为原来的一半,B正确。反应后恢复至原来的温度,活塞恰好停在中间,说明氮气和右室剩余气体的物质的量相等,右室剩余1 mol气体,含有2 mol原子,C错误。剩余气体的物质的量为1 mol,2H2+O2 2H2O,假设氢气完全反应,则n(H2)= mol,n(O2)=3 mol- mol= mol,氢气和氧气体积之比为 mol∶ mol=4∶5;假设氧气完全反应,则n(O2)= mol,n(H2)=3 mol- mol= mol,所以氢气和氧气的体积之比为 mol∶ mol=7∶2,反应前H2与O2的体积比为4∶5或7∶2,D正确。
12(共20张PPT)
1.概念及分类
(1)概念:膨松剂是在食品加工过程中加入的,能使面胚发起形成多孔组织,从而使食品具有松
软或酥脆特点的一类物质。
(2)分类
膨松剂
特别提醒 化学膨松剂中基本上都含有碳酸氢钠。
微项目 探秘膨松剂
知识点 1 膨松剂
必备知识 清单破
2.复合膨松剂的一般组成
成分 用量 作用
碳酸盐类 NaHCO3、NH4HCO3等 通常用量为膨松剂质
量的30%~50% 与酸性物质反应产生二氧化碳
酸性物质 柠檬酸、乳酸等 通常用量为膨松剂质
量的30%~40% 与NaHCO3、NH4HCO3等反应产生二
氧化碳,提升膨松剂的作用效果并降低食品的碱性
助剂 淀粉、脂肪酸等 通常用量为膨松剂质量的10%~30% 防止膨松剂吸潮结块而失效,调节气体产生速率或使气体均匀产生
1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
知识点 2 碳酸钠和碳酸氢钠
物质 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 小苏打
物理 性质 颜色状态 白色粉末 白色晶体
溶解性 都能溶于水,但温度相同时Na2CO3的溶解度比NaHCO3大 化 学 性 质 与盐酸 滴加稀盐酸,先后发生的反应:Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl NaCl+H2O+
CO2↑
与碱溶液 与NaOH溶液 不反应 NaOH+NaHCO3 Na2CO3+H2O
与Ca(OH)2 溶液 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH NaHCO3少量:NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+NaOH+H2O
NaHCO3过量:2NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
与CO2、H2O H2O+CO2+Na2CO3 2NaHCO3 不反应
热稳定性 稳定性较强,受热不易分解 受热易分解:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
用途 制玻璃、造纸、制肥皂、纺织工业 发酵粉的成分、治疗胃酸过多、
泡沫灭火器中成分
注意 (1)碱性:Na2CO3、NaHCO3溶液均显碱性,且相同条件下浓度相同时Na2CO3溶液碱性
大。
(2)等物质的量的Na2CO3、NaHCO3与足量的盐酸反应,NaHCO3反应先产生气体。
2.碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂与相互转化(详见定点)
1.当用酵头发面面团发得不够好时,通常添加碳酸钠进行调节,这种说法正确吗 ( )
用酵头发面面团发得不太好时,生成的气体不多,碳酸氢钠可发生受热分解的反应产生
CO2,可用作膨松剂,但是碳酸钠受热难以分解,故不用碳酸钠。
2.家庭经常用小苏打当发酵粉做馒头,但蒸熟的馒头往往不太松软,如果在用小苏打的同时加
入一定量的白醋,蒸出的馒头会非常松软,这种说法正确吗 ( )
小苏打遇热放出的二氧化碳气体如果不多,馒头中产生的小气孔少,导致蒸熟的馒头不
够松软;如果在用小苏打的同时加入一定量的白醋,可与小苏打反应产生大量的二氧化碳气体,不会有很大的碱味。
3.将一定浓度的稀盐酸分别逐滴滴入Na2CO3、NaHCO3溶液中,实验现象相同,这种说法正确吗 ( )
将一定浓度的稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中,开始没有明显现象,一段时间后有气泡产生;将一定浓度的稀盐酸逐滴滴入NaHCO3溶液中,立即有气泡产生。
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
√
1.Na2CO3和NaHCO3的鉴别
(1)利用热稳定性不同
(2)利用和酸反应生成气体的快慢不同(相同条件下)
关键能力 定点破
定点 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂与相互转化
(3)利用两溶液的碱性不同(相同条件下)
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法 化学方程式
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热法 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2 Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3
Na2CO3溶液(NaHCO3) 滴加适量NaOH溶液 NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O
3.Na2CO3、NaHCO3的相互转化
①Na2CO3溶液→NaHCO3溶液:Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3。
②NaHCO3固体→Na2CO3固体:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
③NaHCO3溶液→Na2CO3溶液:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O(NaOH适量)。
典例 已知某固体样品中含有NaHCO3、Na2CO3中的一种或两种,下列说法中正确的是
( )
A.取适量样品配成溶液,滴加1滴酚酞溶液,若溶液变红,
则样品中只含有Na2CO3
B.取适量样品在试管中加热,将可能产生的气体通入足量
澄清石灰水中,若最终溶液仍澄清,则样品中不含NaHCO3
C.若固体样品同时含有NaHCO3和Na2CO3,取一定量的样品,利用如图所示的装置测定样品中
NaHCO3的含量,若球形干燥管增重4.4 g,则所取样品中含有16.8 g NaHCO3
D.若固体样品同时含有NaHCO3和Na2CO3,取一定质量的样品配成溶液,滴加足量Ba(OH)2溶
液至沉淀完全,根据白色沉淀的质量可求出Na2CO3的含量
思路点拨 熟练掌握NaHCO3、Na2CO3的性质差异及发生的反应,结合相关选项进行逐一筛选。
解析 NaHCO3、Na2CO3溶液均显碱性,滴加1滴酚酞溶液,溶液变红,不能确定样品中只含有
Na2CO3,A错误;若样品中含有NaHCO3,NaHCO3受热分解生成二氧化碳气体,将二氧化碳通入
澄清石灰水中,若二氧化碳过量,反应生成碳酸氢钙,溶液最终澄清,所以不能确定样品中是否
含有NaHCO3,B错误;球形干燥管中的碱石灰既可以吸收试管中碳酸氢钠受热分解产生的二
氧化碳气体,又能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳气体,所以不能根据干燥管的增重计算
NaHCO3的含量,C错误;NaHCO3、Na2CO3与Ba(OH)2反应均生成BaCO3沉淀,假设样品为a g,其
中含有Na2CO3 x g,NaHCO3 y g,最后得到的BaCO3沉淀的质量为b g,则有
,根据方程组,可计算Na2CO3、NaHCO3的质量,从而求出
Na2CO3的含量,D正确。
答案 D
情境探究
2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒
泉卫星发射中心点火发射成功。为了给航天员提供氧气,飞船上配有专门的供氧装置。过氧
化钠是常用的供氧剂,有人将过氧化钠放入滴有酚酞溶液的水中,溶液先变红后褪色。
学科素养 情境破
素养 证据推理与模型认知——过氧化钠的性质
问题1 过氧化钠为什么可以用作供氧剂 发生反应的化学方程式是什么
过氧化钠与二氧化碳、H2O反应均能得到氧气,化学方程式分别为2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2、
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,所以过氧化钠可以用作供氧剂。
问题2 过氧化钠放入滴有酚酞溶液的水中,溶液先变红后褪色的原因是什么
过氧化钠与水反应可看作两个过程:①Na2O2+2H2O 2NaOH+H2O2,②2H2O2 2H2O+O2↑;
NaOH使溶液变为红色,H2O2具有漂白性,能使有色物质褪色,所以看到溶液先变红后褪色。
问题3 在密闭容器中一定量的过氧化钠与一定量的CO2、H2O(g)的混合物发生反应的先后顺
序是怎样的
假设Na2O2首先与H2O反应,则会生成NaOH、O2,由于2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O,所
以可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
三个角度探究Na2O2与CO2、H2O反应的规律
1.固体质量差量的计算
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ ①
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 ②
对于Na2O2固体而言:在反应①中,固体增加的质量实际上相当于水中“H2”的质量,在反应②
中,固体增加的质量实际上相当于CO2中“CO”的质量。其结果可以看作:Na2O2+H2 2
讲解分析
NaOH、Na2O2+CO Na2CO3,实际上两个反应均不能发生,只是从质量的角度可看作Na2O2
只吸收了“H2”和“CO”,固体增加的质量等于“H2”和“CO”的质量。如a g化学式符合
(CO)m(H2)n(m、n为任意不同时为0的整数)的物质在过量的氧气中完全燃烧,将产物通过足量
的Na2O2固体,反应完毕固体增加的质量为a g。
2.气体体积差量的计算
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 ΔV
2 1 1
2Na2O2+2H2O(g) 4NaOH+O2 ΔV
2 1 1
(注:ΔV为气体体积差)
在相同状况下,无论是CO2或H2O(g)的单一气体还是二者的混合气体,与足量Na2O2反应时,生
成O2的体积总是CO2或H2O(g)或二者的混合气体体积的一半,气体体积的减小量也是原气体
体积的一半。
3.先后顺序关系
当CO2和H2O(g)同时存在时,由于Na2O2与H2O(g)反应生成的NaOH能与CO2反应生成Na2CO3
和H2O,所以可以视为Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完后,再与H2O(g)反应。
例题 某温度下,w g某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量Na2O2反应,固体质
量增加w g。在①H2、②CO、③CO和H2的混合物、④HCHO、⑤CH3COOH、⑥HOCH2CH2
OH、⑦HOOCCOOH中,符合题意的是 ( )
A.②③⑦
B.①②③⑦
C.④⑤⑥⑦
D.①②③④⑤⑥
典例呈现
素养解读 本题以物质在足量氧气中充分燃烧的产物与过量Na2O2反应为情境,考查物质的
燃烧、过氧化钠的化学性质等知识,考查学生利用已有知识分析问题、解决问题的能力,培
养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
解题思路 w g分子组成符合(CO)m(H2)n(m、n为不同时为0的整数)的物质在O2中完全燃烧,将
其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后,固体增重必为w g。①②③符合;④分子式为CH2O,符
合;⑤分子式为C2H4O2,可写成(CO)2(H2)2,符合;⑥分子式为C2H6O2,可写成(CO)2(H2)3,符合;⑦不
符合。
答案 D
思维升华
在遇到CO2、水蒸气与过氧化钠反应的相关计算题时,可能会涉及四个重要的关系:固体质量
变化关系、气体体积变化关系、反应发生的先后顺序关系和电子转移关系(将在第2章第3
节中学习相关知识)。需根据反应原理,结合题意进行判断、推理,并联系四个重要关系中的
相关知识进行解答。第1章 认识化学科学
微项目 探秘膨松剂
基础过关练
题组一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
1.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的叙述中正确的是( )
A.常温时,在水中的溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠
B.热稳定性:碳酸钠<碳酸氢钠
C.质量相同时,分别与同体积、同浓度盐酸反应,产生气泡快慢:碳酸钠>碳酸氢钠
D.质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:碳酸钠=碳酸氢钠
2.(不定项)有①、②两个完全相同的装置,分别在①、②中加入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,然后分别逐滴注入相同体积的盐酸,固体全部溶解。下列有关叙述正确的是( )
A.若①、②装置中的气球都膨胀,①装置中的气球膨胀得更快
B.若最终两气球体积不同,则盐酸中0
C.若最终两气球体积相同,则盐酸中n(HCl)≥0.02 mol
D.溶液体积变化忽略不计,则最终两试管中Na+的物质的量浓度①>②
题组二 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
3.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3)——加入适量NaOH
B.Na2O2粉末(Na2O)——将混合物放在氧气中加热
C.NaHCO3溶液(Na2CO3)——加入适量盐酸
D.Na2CO3固体(NaHCO3)——加热至不再产生气体
4.有两个标签破损的试剂瓶,分别盛有Na2CO3和NaHCO3固体。以下鉴别方法中,不可行的是( )
A.常温下,各取少量固体于试管中加热,并将生成的气体通入澄清石灰水中
B.各取少量固体配成溶液,再分别加入少量澄清石灰水
C.各取少量固体配成溶液,再分别加入少量BaCl2溶液
D.各取少量固体,加入少量水
5.(不定项)CO2、Na2CO3、NaHCO3的转化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入过量CO2可实现②转化
C.⑤转化时溶液中一定出现沉淀
D.⑥的转化条件可以是加热
题组三 膨松剂的种类及原理
6.膨松剂是一种食品添加剂,能使面胚发起形成多孔组织从而使食品具有松软或酥脆的特点。下列说法正确的是( )
A.任何受热分解能产生气体的物质都可以做食品膨松剂
B.复合膨松剂一般由碳酸盐类、酸性物质和淀粉等物质组成
C.碳酸氢钠做膨松剂时,必须与酒石酸氢钾、淀粉混合使用
D.膨松剂使用量越大,食品越松软,越符合人们的要求
7.柠檬酸(一种有机酸)与小苏打的混合物可以用作复合膨松剂,在发面时添加面粉用量的0.5%~2%即可使做出来的馒头变得膨松。下列说法正确的是( )
A.使用该膨松剂前需要将面进行发酵
B.该应用说明柠檬酸的酸性强于碳酸
C.柠檬酸与小苏打的比例对膨松效果和食品口感无影响
D.纯碱也能与柠檬酸反应,故纯碱也可以用作膨松剂
8.某研究性学习小组在国庆期间进行了研究膨松剂的蒸馒头实验。他们取一定量的面粉和水,和好面后分成六等份,按照下表加入对应物质后充分揉面,做成6个馒头放在同一个蒸锅里蒸。实验完成后,他们比较6个馒头的大小和颜色,下列有关结论或解释不正确的是( )
编号 所加物质
1 无
2 1 g Na2CO3
3 1 g NaHCO3
4 2 g NaHCO3
5 1 g NaHCO3和适量食醋
6 适量酵母
A.1、2号馒头较小,且2号馒头呈黄色带碱味,说明Na2CO3不能单独做膨松剂
B.4号馒头比3号馒头大、颜色深
C.3号馒头比5号馒头小、颜色深,说明等量的NaHCO3受热分解时比与酸反应时产生的气体多,残留有碱性较强的物质
D.6号馒头中的酵母属于生物膨松剂,蒸馒头过程中发生了化学反应
9.优质馒头需口感松软、颜色白、无异味。请根据以下物质的相关信息和性质进行分析,从中选出最适合配制成复合膨松剂的原料。
物质 碳酸 钠 碳酸 氢钠 碳酸 氢铵 一水合 柠檬酸 酒石 酸 乳酸 苹果 酸
熔点/℃ 851 270 105 153 200 18 130
溶液酸 碱性 碱性 较强 碱性较弱 比碳酸酸性强
相对分 子质量 106 84 79 210 150 90 134
1 mol酸与 NaHCO3反 应最多可产 生CO2的物 质的量 — — — 3 2 1 2
价格/ 元·吨-1 2 300 2 200 1 000 6 050 15 000 8 500 12 000
(1)由表格数据可推知,苹果酸是一种 (填“一”“二”或“三”)元酸,可用HnMi表示(需推断出n的具体数值)。请写出碳酸钠和足量苹果酸反应的化学方程式: 。
(2)碳酸氢铵受热容易分解并产生有刺激性气味的气体NH3,请写出碳酸氢铵受热分解的化学方程式: ;要生成标准状况下22.4 mL CO2需要碳酸氢铵的质量至少为 g。
(3)根据以上信息,组成复合膨松剂的“碳酸盐类”最适合选择 (填物质名称),“酸性物质”最适合选择 (填物质名称)。
能力提升练
题组 与碳酸钠或碳酸氢钠有关的实验
1.单位质量膨松剂反应时产生标准状况下气体的体积(mL·g-1)是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂中发挥作用的物质为碳酸氢钠。某化学兴趣小组为研究该膨松剂的该项指标,设计了以下实验。按如图所示连接装置(各装置中的气体吸收剂皆足量)。
(1)实验步骤:
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是 。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中,称量装置D的质量。
③打开K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入氮气数分钟。
④关闭K1、K2,打开K3,点燃酒精灯,加热至不再产生气体。
⑤打开K1,缓缓鼓入氮气数分钟,然后拆下装置,再次称量装置D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题:
①加热前鼓入氮气数分钟,其目的是 。
②实验过程中装置B中发生反应的化学方程式为 。
③装置E中盛放的试剂是 ,其作用是 ,如果实验中没有该装置,则会导致测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
④实验中称取膨松剂6.0 g,反应后装置D质量增加1.32 g,该膨松剂的该项指标为 mL·g-1。
2.某校化学兴趣小组为测定已部分变质的碳酸氢钠膨松剂中纯碱的含量(假设变质膨松剂只含有碳酸钠和碳酸氢钠),设计了如图实验装置(夹持装置已略去,各装置内试剂均足量)。
实验步骤:
①检查装置气密性,称取10 g样品,加到装置B中;
②连接装置,打开弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,先通一段时间的空气,再关闭弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹Ⅰ……
实验中记录的数据如表所示:
装置B 装置C 干燥管Ⅰ
实验前称得的质量/g 180.0 30.0 120.4
实验后称得的质量/g 174.2 31.5 124.8
(1)仪器a的名称是 ,写出稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式: 。
(2)实验开始前,打开弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,先通入一段时间的空气,其目的为 ,试剂X为 溶液。
(3)请将步骤③补充完整: ;干燥管Ⅱ的作用是 。
(4)有同学认为,表格中三组数据都可以计算出该样品中Na2CO3的质量分数,但也有同学认为不能用装置C实验前后的质量差来计算,其理由是 ;通过实验数据计算,样品中Na2CO3的质量分数为 (保留小数点后一位)。
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
微项目 探秘膨松剂
基础过关练
1.A 常温时,在水中的溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠,A项正确;碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,热稳定性:碳酸钠>碳酸氢钠,B项错误;碳酸钠与盐酸反应首先转化为碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳,因此质量相同时,分别与同体积、同浓度盐酸反应,产生气泡快慢:碳酸钠<碳酸氢钠,C项错误;质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:碳酸钠<碳酸氢钠,D项错误。
2.CD ①向Na2CO3中加入足量盐酸,发生的反应有Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,②中发生反应NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,若①②气球都膨胀,①中反应一段时间后产生气体,②中立即产生气体,所以②装置中的气球膨胀得更快,故A错误;1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3的物质的量均为0.01 mol,根据反应的化学方程式可知,当n(HCl)≥0.02 mol时,两装置产生的气体体积相同,当0②,故D正确。
3.C NaHCO3与NaOH反应:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,可以除去Na2CO3溶液中混有的NaHCO3,A正确;Na2O2粉末中混有Na2O,将混合物放在氧气中加热,发生反应:2Na2O+O2 2Na2O2,可以除去Na2O2粉末中混有的Na2O,B正确;NaHCO3溶液中混有Na2CO3,加入适量盐酸,引入Cl-,C错误;Na2CO3固体中混有NaHCO3,加热至不再产生气体,发生反应:2NaHCO3 CO2↑+Na2CO3+H2O,可以除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3,D正确。
4.B NaHCO3受热易分解,生成的CO2可使澄清石灰水变浑浊,Na2CO3受热不易分解,可以鉴别,A项不符合题意;Na2CO3和NaHCO3都能与少量Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,不可鉴别,B项符合题意;加入少量水后,Na2CO3结块变成晶体,并伴随着放热现象,NaHCO3能溶解,并伴随着吸热现象,可以鉴别,C项不符合题意;各取少量固体配成溶液,再分别滴入相同浓度的稀盐酸,开始时没有气泡产生的为Na2CO3溶液,立即有气泡产生的为NaHCO3溶液,可以鉴别,D项不符合题意。
名师点睛 NaHCO3与少量Ca(OH)2反应的化学方程式为2NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,Na2CO3与Ca(OH)2反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH,均产生白色沉淀。
5.BC ①的反应可以是 Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入过量CO2,生成 NaHCO3而不是Na2CO3,B项错误;相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情况不一定有沉淀产生,C项错误;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。
名师点睛 Na2CO3和NaHCO3的相互转化
Na2CO3 NaHCO3
6.B 如受热分解产生有毒气体的物质不能做食品膨松剂,A错误;复合膨松剂一般由碳酸盐类、酸性物质和淀粉等物质组成,B正确;碳酸氢钠受热可分解生成二氧化碳,可以单独做膨松剂,C错误;膨松剂应适量使用,不是越多越好,D错误。
7.B 小苏打与柠檬酸反应会产生大量二氧化碳气体,使用该膨松剂前不需要将面进行发酵,A项错误;柠檬酸与小苏打反应生成二氧化碳,说明柠檬酸的酸性强于碳酸,B项正确;柠檬酸与小苏打的比例对膨松效果和食品口感有影响,C项错误;虽然纯碱也能与柠檬酸反应,但柠檬酸用量少时与纯碱反应不放出气体,且纯碱受热难以分解,加之纯碱溶液碱性较强,故纯碱不可以用作膨松剂,D项错误。
8.C Na2CO3受热不分解,Na2CO3不能单独做膨松剂,故A正确;4号馒头加入的碳酸氢钠的质量比3号馒头大,分解生成的碳酸钠、二氧化碳气体多,所以4号馒头会比3号馒头大、颜色深,故B正确;1 mol NaHCO3受热分解时放出0.5 mol二氧化碳,1 mol NaHCO3与酸反应时生成1 mol二氧化碳,故C不正确;酵母是一种生物膨松剂,蒸馒头过程中发生了化学反应,故D正确。
9.答案 (1)二 Na2CO3+H2Mi Na2Mi+H2O+CO2↑ (2)NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑ 0.079 (3)碳酸氢钠 一水合柠檬酸
解析 (1)根据1 mol苹果酸最多可产生2 mol CO2,可知苹果酸是一种二元酸;可将苹果酸类比二元酸H2SO4,所以碳酸钠和足量苹果酸反应的化学方程式为Na2CO3+H2Mi Na2Mi+H2O+CO2↑。(2)碳酸氢铵受热易分解,并产生有刺激性气味的气体NH3,同时生成H2O和CO2,化学方程式为NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑;标准状况下22.4 mL CO2的物质的量为0.001 mol,消耗碳酸氢铵0.001 mol,所以需要碳酸氢铵的质量至少为0.001 mol×79 g·mol-1=0.079 g。(3)根据题表信息可知,碳酸氢钠溶液碱性较弱,与碳酸钠比,产生相同物质的量的CO2时,碳酸氢钠价格较低;碳酸氢铵受热产生刺激性气味气体NH3,所以组成复合膨松剂的“碳酸盐类”最适合选择碳酸氢钠;等物质的量时,一水合柠檬酸产生CO2的物质的量最多且价格较低,故“酸性物质”最适合选择一水合柠檬酸。
能力提升练
1.答案 (1)检查装置气密性 (2)①除去装置中的二氧化碳 ②2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ ③碱石灰 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大 ④112
解析 该实验目的是测定膨松剂中碳酸氢钠分解产生CO2的量。实验原理:通过装置B加热样品,使碳酸氢钠受热发生分解产生CO2和H2O,利用装置C将H2O完全吸收,所产生的CO2进入装置D中被完全吸收,通过装置D增加的质量计算生成的CO2的物质的量。
(1)实验过程中,该装置内有气体流动,因此组装好实验装置后,需先检查装置气密性。
(2)①将实验装置组装完成后,装置内含有空气,根据实验原理可知,若空气中CO2被装置D吸收,则会产生实验误差,因此需要先将装置内空气尽可能排尽,故加热前鼓入氮气数分钟,其目的是尽可能除去装置中的二氧化碳。②装置B在加热过程中,样品碳酸氢钠发生分解,其化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。③装置D的作用是吸收装置B中产生的CO2,因此需要防止空气中的CO2和H2O进入装置D中,故装置E的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D中影响测定结果,由此可知装置E中盛放的试剂是碱石灰;若没有该装置,则会导致装置D增加的质量偏大,导致测定结果偏大。④实验中称取膨松剂6.0 g,反应后装置D质量增加1.32 g,即碳酸氢钠分解所产生的CO2的物质的量为=0.03 mol,其在标准状况下的体积V(CO2)= 0.03 mol×22.4 L·mol-1=0.672 L=672 mL,该膨松剂的该项指标为=112 mL·g-1。
2.答案 (1)分液漏斗 H2SO4+2NaHCO3 Na2SO4+2H2O+2CO2↑
(2)除去装置内空气中的CO2 氢氧化钠
(3)继续通入一段时间的空气 防止空气中的水蒸气和CO2进入干燥管Ⅰ
(4)吸收的水蒸气并不是全部来自反应生成 77.1%
解析 (1)仪器a的名称是分液漏斗;稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式为H2SO4+2NaHCO3 Na2SO4+2H2O+2CO2↑。
(2)装置A的作用是除去空气中的二氧化碳,排除空气中的二氧化碳对实验的干扰,所以试剂X可以是氢氧化钠溶液。
(3)为了把装置B中产生的二氧化碳全部赶出,需要关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹Ⅰ,继续通入一段时间的空气;干燥管Ⅰ中的碱石灰吸收二氧化碳,所以干燥管Ⅰ增加的质量就是反应生成的二氧化碳的质量,干燥管Ⅱ可以防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入干燥管Ⅰ。
(4)由于装置C中吸收的水蒸气并不是全部来自反应生成,所以不能用装置C实验前后的质量差计算样品中Na2CO3的质量分数。根据干燥管Ⅰ增加的质量可知,反应生成二氧化碳的质量为124.8 g-120.4 g=4.4 g,其物质的量为0.1 mol,设样品中碳酸钠的物质的量为x mol,碳酸氢钠的物质的量为y mol,根据关系式Na2CO3~CO2、NaHCO3~CO2可得x+y=0.1①,根据样品质量为10 g可得106x+84y=10②,联立①②解得x=,所以样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol-1≈7.71 g,则其质量分数为×100%=77.1%。
16(共34张PPT)
1.意义:物质的量是一个基本物理量,通过它可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子
或离子等微观粒子的数量联系起来。
2.符号:n。
3.单位:摩尔,简称摩,符号是mol。
第３节 化学中常用的物理量——物质的量
知识点 1 物质的量
必备知识 清单破
特别提醒 物质的量是一个专有名词,在表述时四个字不可任意增减;摩尔是物质的量的单
位,不是物理量。
1.定义:国际计量大会规定,1 mol包含6.022 140 76×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观
粒子或它们的组合)。6.022 140 76×1023 mol-1这一常数被称为阿伏加德罗常数,近似表示为
6.02×1023 mol-1。阿伏加德罗常数个12C原子的质量约为0.012 kg。
2.单位:mol-1。
3.符号:NA。
4.物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数目(N)三者之间的关系:n= 。
知识点 2 阿伏加德罗常数
知识点３ 摩尔质量
特别提醒 摩尔质量的“三性”
(1)等值性:摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
例如:氧原子的相对原子质量为16,则氧原子的摩尔质量为16 g·mol-1,O2的摩尔质量为32 g·
mol-1。
(2)近似性:如Na和Na+,由于电子的质量非常小,所以Na+的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值
近似等于Na的相对原子质量,则Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。
(3)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量是确定的,不随物质的物质的量多少而改变。
1.影响物质体积大小的因素
知识点４ 气体摩尔体积
2.气体摩尔体积
特别提醒 使用“Vm=22.4 L·mol-1”应注意的问题
①忽视外界条件是标准状况,如常温、常压下,1 mol H2的体积不是22.4 L。
②忽视研究对象是气体,如标准状况下,H2O、酒精等不是气体。
③将1 mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆,前者单位一般为L,后者单位一般为L·
mol-1。
3.阿伏加德罗定律及推论(详见定点1)
4.气体摩尔质量的计算方法(详见定点2)
1.物质的量浓度
知识点５ 物质的量浓度
(1)正确判断溶液的溶质
①若所加物质能与水发生反应,则生成的新物质为溶质,如Na、Na2O、Na2O2 NaOH,SO3
H2SO4等。
②含结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水,CuSO4为溶质。
③特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3作为溶质。
(2)准确计算溶液的体积
溶液的体积不是溶质和溶剂的体积之和,应根据V= 计算。
(3)计算溶液中离子浓度:如0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,c(Al3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
2.物质的量浓度的有关计算(详见定点3)
以配制100 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液为例:
1.主要仪器
(1)实验仪器:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100 mL容量瓶。
(2)容量瓶
①构造及用途
知识点６ 一定物质的量浓度溶液的配制
②查漏操作
特别提醒 (1)容量瓶常用于配制一定体积、一定浓度的溶液,选择容量瓶应遵循“大而
近”的原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。
(2)使用容量瓶注意“五不”:不能溶解固体;不能稀释浓溶液;不能加热;不能用作反应容器;
不能长期贮存溶液。
2.实验步骤
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析(详见定点4)
1.1 mol任何物质都约含有6.02×1023个分子,这种说法正确吗 ( )
并不是所有的物质都是由分子构成的,有的物质是由原子或离子构成的。
2.1 mol H2O的质量为18 g·mol-1,这种说法正确吗 ( )
1 mol H2O的质量为18 g,H2O的摩尔质量为18 g·mol-1,单位错误。
3.标准状况下,2.24 L H2O中含有1.204×1023个H原子,这种说法正确吗 ( )
标准状况下,H2O不是气体。
4.在同温同压条件下,相同体积的任何气体单质所含原子数目相同,这种说法正确吗 ( )
在同温同压条件下,相同体积的任何气体单质所含分子数目相同,但气体单质可以
是单原子分子、双原子分子或多原子分子,故原子数可能相同,也可能不同。
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
提示
提示
提示
提示
０
5.在果园配制波尔多液时,小明将250 g CuSO4·5H2O溶解到1 L水中,得到1 mol/L的CuSO4溶
液,这种说法正确吗 ( )
250 g CuSO4·5H2O的物质的量为1 mol,将其溶解在1 L水中,所得溶液的体积不是1
L,故该CuSO4溶液的物质的量浓度不是1 mol/L。若将250 g CuSO4·5H2O溶于水配制成1 L
溶液,则得到1 mol/L的CuSO4溶液。
6.相同物质的量浓度的Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液,其体积比为3∶2∶1,则S 的物质的
量浓度之比为1∶1∶3,这种说法正确吗 ( )
√
提示
提示
根据三种溶液的浓度可确定溶液中S 的物质的量浓度之比为1∶1∶3,即S 的
物质的量浓度之比与溶液体积无关。
1.阿伏加德罗定律
可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
关键能力 定点破
定点 1 阿伏加德罗定律及推论
2.阿伏加德罗定律的推论
阿伏加德罗定律的主要推论可由理想气体状态方程来推导:pV=nRT= RT= RT(其中
R表示理想气体常数),即pV=nRT、pV= RT、pM=ρRT,主要描述如表:
推论 公式
同温、同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比 =
同温、同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比 =
同温、同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比 =
同温、同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比 =
同温、同物质的量的气体,压强与体积成反比 =
典例1 同温、同压下,等质量的SO2气体和SO3气体相比较,下列叙述中正确的是( )
A.密度之比为4∶5
B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为1∶1
D.原子数之比为3∶4
思路点拨 解答本题需结合已知条件转化成气体的物质的量之比,再结合阿伏加德罗定律进
行推理分析。
解析 由n= = 可知,ρ= = ,同温、同压下气体的相对分子质量之比等于其密度之比,
所以两种气体的密度之比为64∶80=4∶5,A项正确;设气体的质量均为m g,则n(SO2)= mol,
n(SO3)= mol,所以二者物质的量之比为 ∶ =80∶64=5∶4,B项错误;根据V=n·Vm可知,
同温、同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以两种气体的体积之比为5∶4,C项错
误;根据分子组成可知,两种气体的原子数之比为(5×3)∶(4×4)=15∶16,D项错误。
答案 A
典例2 一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入
8 mol N2,右边充入CO和CO2的混合气体共64 g时,隔板处于如图位置(保持温度不变)。下列
说法正确的是 ( )
A.右边CO和CO2分子数之比为1∶3
B.右边CO的质量为14 g
C.右边气体密度是相同条件下氧气密度的2倍
D.若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于距离右端1/3处,保持温度不变,则前后两种充
气方式下容器内的压强之比为5∶6
思路点拨 根据阿伏加德罗定律及其推论可计算出右侧CO和CO2的总物质的量;然后结合
CO和CO2的总质量,计算出CO、CO2的质量,分析选项进行解答。
解析 温度不变,已知该密闭容器的中间隔板可自由滑动,则左右两边气体压强相同,根据同
温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比可知,右边CO和CO2的总物质的量为 =2 mol;又知CO和CO2的总质量为64 g,设CO的物质的量为x mol,则CO2的物质的量为(2-x)mol,28x g+44×(2-x)g=64 g,解得x=1.5,所以CO的物质的量为1.5 mol,CO2的物质的量为0.5 mol。根据
气体的物质的量之比等于其分子数之比可知,右边CO与CO2分子数之比为1.5 mol∶0.5 mol=
3∶1,故A错误;m(CO)=n(CO)×M(CO)=1.5 mol×28 g·mol-1=42 g,故B错误;在同温同压下,气体
密度之比等于其摩尔质量之比,右边气体的平均摩尔质量为 =32 g·mol-1,与氧气摩尔质量
相等,则二者密度相等,故C错误;若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于距离右端 处,
则左右两边气体体积之比为2∶1,充入CO和CO2的总物质的量为4 mol,根据同温同体积下,气
体的压强之比等于其物质的量之比,所以前后两种充气方式下容器内压强之比为(8+2)mol∶
(8+4)mol=5∶6,故D正确。
答案 D
解题模板 解答阿伏加德罗定律及其推论类试题的思维模板
第一步,分析“条件”:分析题目中的条件(同温同压、同温同体积等),找出异同;第二步,
明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的关系,如压强、密度、物质的量、粒子数等;第三
步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行分析、判断。
1.由单个分子的真实质量求算:M=m0×NA,其中m0是单个分子的质量。
2.由气体摩尔体积和密度求算:M=Vm·ρ标(标准状况下Vm=22.4 L·mol-1,ρ标的单位为g·L-1)。
3.由相对密度求算:在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,即 =D,则 = =D,MA
=D·MB。
4.由摩尔质量定义式求算:M= ,对于混合气体: = 。
5.由混合气体中各组分的物质的量分数或体积分数求混合气体的平均摩尔质量: = =
=M1a1%+M2a2%+……+Miai%,其中ai%= ×100%,表示混合气体中
某一组分的物质的量分数。由于同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,故混合气
定点 2 气体摩尔质量的计算方法
体中某一组分的物质的量分数等于该组分的体积分数。
1.由公式计算
公式cB= 中,V表示溶液的体积而不是溶剂的体积,且单位为L。若nB没有直接给出,可利用nB
= 或nB= 或nB(气体)= 计算得出。
2.溶液稀释后物质的量浓度的计算溶液稀释前后,溶质的物质的量不变,即c1V1=c2V2。
3.溶液混合后物质的量浓度的计算c(混合)= 。
4.由溶质的质量分数计算cB= = = = [溶液的密度为ρ(g·mL-1),溶质B的质量分数为w,溶液的体积为V(L)]。
定点 3 物质的量浓度的有关计算
典例1 下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和S 的总物质的量为0.9 mol
B.当1 L水吸收22.4 L NH3时所得氨水的浓度不是1 mol·L-1,只有当22.4 L NH3溶于水制得1 L
氨水时,其浓度才是1 mol·L-1
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和S 的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的
量浓度一定相同
D.10 ℃时,100 mL 0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100
mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1
思路点拨 公式c= 中的V是指溶液的体积,若没有给出溶液的体积或溶质的物质的量未知,
则无法计算溶液的浓度。
解析 溶液体积未知,无法计算溶液中Na+和S 的总物质的量,A错误;未指出NH3所处的状
况,无法计算NH3的物质的量,也无法计算氨水的浓度,B错误;根据电荷守恒:c(K+)+c(Na+)=2c
(S )+c(Cl-),由c(Na+)=c(S ),可知c(K+)>c(Cl-),C错误;温度相同时,同一物质的饱和溶液中
溶质的物质的量浓度一定相同,与溶液的体积无关,D正确。
答案 D
典例2 某中学实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容如图所示。下列说法正确的是
( )
硫酸 化学纯
500 mL
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
溶质质量分数:98% 氨水 化学纯
500 mL
品名:氨水
化学式:NH3
相对分子质量:17
密度:0.88 g· cm-3
溶质质量分数:25%
A.该硫酸溶液和氨水的物质的量浓度分别为18.4 mol·L-1和6.3 mol·L-1
B.各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4)<9.2 mol·L-1,c(NH3)>6.47 mol·L-1
C.各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)<49%,w(NH3)>12.5%
D.各取10 mL于两烧杯中,再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸溶液和氨水
思路点拨 根据溶液中溶质的物质的量浓度与溶质质量分数的关系c= ,计算出硫酸
溶液和氨水的物质的量浓度;再结合硫酸溶液的密度大于1 g·cm-3,硫酸溶液的浓度越小、密
度越小,氨水的密度小于1 g·cm-3,氨水的浓度越小、密度越大进行解答。
解析 c(H2SO4)= mol·L-1=18.4 mol·L-1,氨水的物质的量浓度为
mol·L-1≈12.9 mol·L-1,故A错误。设5 mL该硫酸溶液的质量为m,则与等质量
的水混合后H2SO4的质量分数为 =49%,硫酸溶液的密度大于1 g·cm-3,硫酸溶液的浓度
越小、密度越小,所以c(H2SO4)< mol·L-1=9.2 mol·L-1;设5 mL氨水的质量为m1,
则与等质量的水混合后NH3的质量分数为 =12.5%,氨水的密度小于1 g·cm-3,氨水的浓
度越小、密度越大,所以c(NH3)> mol·L-1≈6.47 mol·L-1,故B正确。5 mL该硫
酸溶液与等体积的水混合后,由于水的密度比硫酸溶液小,所以所得硫酸溶液的质量小于5
mL原硫酸溶液质量的2倍,所得溶液中w(H2SO4)>49%;5 mL该氨水与等体积的水混合后,由于
水的密度比氨水大,所以所得氨水的质量大于5 mL原氨水质量的2倍,所得溶液中w(NH3)<12.
5%,故C错误。浓硫酸溶于水放出大量的热,稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯壁倒入水中并
用玻璃棒不断搅拌,故D错误。
答案 B
1.理论依据
定点４ 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例,误差分析如下:
2.常见的误差分析
可能引起误差的一些操作 过程分析 c
n V 称量 过程 称量时间过长 减小 不变 偏低
药品、砝码左右位置颠倒,且称量中用到游码 减小 不变 偏低
将NaOH固体放在滤纸上称取 减小 不变 偏低
配制 过程 移液前容量瓶内有少量水 不变 不变 不变
向容量瓶转移液体时有少量流到容量瓶外 减小 不变 偏低
未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 不变 偏低
未冷却至室温就移液定容 不变 减小 偏高
定容时,水加多后用胶头滴管吸出 减小 不变 偏低
定容摇匀后液面下降,再加水 不变 增大 偏低
定容时俯视刻度线 不变 减小 偏高
定容时仰视刻度线 不变 增大 偏低
典例 在下列实验操作中填“偏大”“偏小”或“无影响”。
(1)用Na2CO3·10H2O晶体配制Na2CO3溶液,晶体已部分失去结晶水,所配Na2CO3溶液的物质的
量浓度 。
(2)配制NaOH溶液时,NaOH固体放在烧杯中称量时间过长,所配制的溶液浓度 。
(3)用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后,用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中,所配制
的溶液浓度 。
(4)定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸出多余的液体至刻度线,所配制的溶液浓度
。
(5)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线,所配制的溶液浓度 。
(6)配制前容量瓶中有少量水,所配制的溶液浓度 。
思路点拨 根据cB= 分析误差,在配制一定物质的量浓度溶液时,若nB比理论值小,或V比理
论值大,则所配溶液浓度偏小;若nB比理论值大,或V比理论值小,则所配溶液浓度偏大。
解析 (1)用Na2CO3·10H2O晶体配制Na2CO3溶液,晶体已部分失去结晶水,导致称量的Na2CO3
质量增加,所配Na2CO3溶液的物质的量浓度偏大。
(2)配制NaOH溶液时,NaOH固体放在烧杯中称量时间过长,使NaOH固体吸水,m(NaOH)偏小,
所配溶液的物质的量浓度偏小。
(3)量筒不需要洗涤,用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后,用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至
小烧杯中,溶质的物质的量增大,所配溶液的物质的量浓度偏大。
(4)定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸出多余的液体至刻度线,同时会吸出少量溶质,使溶
质的质量减小,所配溶液的浓度偏小。
(5)定容摇匀后,发现液面下降,是因为容量瓶内壁附有溶液,继续加水至刻度线,导致溶液体积
偏大,浓度偏小。
(6)配制过程中需要加水,配制前容量瓶中有少量水,对所配制的溶液浓度无影响。
答案 (1)偏大 (2)偏小 (3)偏大 (4)偏小 (5)偏小 (6)无影响第1章 认识化学科学
本章复习提升
易混易错练
易错点1 未能熟练掌握阿伏加德罗定律及其推论而出错
1.下列各组中两种气体所含的原子数一定相等的是( )
A.温度相同、体积相同的O2和N2
B.质量相等、密度不等的N2和CO
C.体积相等、密度相等的CO和C2H4
D.压强相同、体积相同的N2和O2
2.(不定项)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A.原子数相等的三种气体,质量最大的一定是Z
B.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
C.同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是X
D.同温下,体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体,则压强之比为4∶1
易错点2 忽视溶液密度随浓度增大而增大(或减小),导致溶液混合或稀释时相关计算错误
3.已知溶质质量分数为2x%的浓硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L-1,取10 mL 该浓硫酸与a mL水混合,配制成溶质质量分数为x%的硫酸溶液,其物质的量浓度为b mol·L-1,则下列判断正确的是( )
A.a=10,b=9.2 B.a<10,b>9.2
C.a>10,b<9.2 D.a>10,b=9.2
4.将a L(已换算为标准状况)NH3完全溶于水得到V mL氨水,溶液的密度为ρ g·cm-3,溶质的质量分数为w ,溶质的物质的量浓度为c mol·L-1。下列叙述中正确的是( )
①w=;③若上述溶液中再加入V mL水后,所得溶液溶质的质量分数大于0.5w;④向50 g上述溶液中加入一定量的水稀释成0.5c mol·L-1 ,则加入水的体积应大于50 mL
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
易错点3 对碳酸钠和碳酸氢钠的性质掌握不全面导致错误
5.(经典题)下列实验方案中,不能测定出NaHCO3和Na2CO3的混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A.取a g混合物充分加热,质量减少b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体
C.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
D.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g
6.某校化学课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体。做了如图实验:
(1)方法Ⅰ中逐滴加入Ba(OH)2溶液 (填“能”或“不能”)鉴别Na2CO3和NaHCO3。
(2)方法Ⅱ能鉴别Na2CO3和NaHCO3的现象是 。
(3)方法Ⅲ、Ⅳ均能鉴别Na2CO3和NaHCO3,与方法Ⅲ相比,方法Ⅳ的优点是 (填字母)。
A.Ⅳ比Ⅲ安全
B.Ⅳ比Ⅲ操作简便
C.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个实验,而Ⅲ不行
思想方法练
利用“微观与宏观”的思想认识物质的量
方法概述
从宏观上看,发生化学反应的物质之间是按照一定的质量关系进行的,物质是可称量的。从微观上看,化学反应是微观粒子按一定的数目关系进行的,而微观粒子是难以称量的。物质的量就是联系宏观量与微观粒子的“桥梁”。利用“微观与宏观”的思想认识物质的量,并应用到计算中,若遇到多步反应的计算问题时,可以把始态的物质与终态的物质之间的“物质的量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步,即使用关系式法。根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出“理论差量”,如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变的计算题的方法。
1.设阿伏加德罗常数的值为NA,标准状况下某种O2和N2的混合气体m g含有b个分子,则n g该混合气体在相同状况下所占的体积应是( )
A. L B. L
C. L D. L
2.NH4N3(叠氮化铵)发生分解反应生成N2和H2,若得到NH4N3的分解产物(简称a)30 g,则下列关于a的说法错误的是( )
A.a中两种气体的物质的量之比为1∶1
B.a中两种气体的质量比为14∶1
C.a的密度为1.25 g/L
D.a的平均摩尔质量为15 g/mol
3.常温常压下,将0.3 mol CO2通入盛有23.4 g Na2O2的容器中,一段时间后排出气体,所得固体的质量为29.0 g,则参加反应的CO2的物质的量与产物Na2CO3的质量分别为( )
A.0.3 mol 29.0 g
B.0.3 mol 21.2 g
C.0.2 mol 21.2 g
D.0.2 mol 29.0 g
4.将26.4 g Na2O与Na2O2的混合物投入足量的水中,反应后水溶液增重24.8 g,则原混合物中Na2O与Na2O2的物质的量之比是( )
A.1∶3 B.3∶1
C.13∶31 D.31∶13
5.(2024山东临沂阶段练习)为测定人体血液中Ca2+的含量,设计了如下方案:
有关反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。若血液样品为15.00 mL,滴定生成的草酸消耗了0.001 mol·L-1的KMnO4溶液15.00 mL,则血液样品中的含钙量为( )
A.0.001 mol·L-1
B.0.002 5 mol·L-1
C.0.000 3 mol·L-1
D.0.003 5 mol·L-1
综合拔高练
五年高考练
考点1 钠及其化合物
1.(高考组编)钠是常见的活泼金属,下列说法正确的是( )
A.实验室用剩的金属钠块应放回原试剂瓶
B.钠能置换出CuCl2溶液中的Cu
C.钠元素与钾元素的原子序数相差18
D.过氧化钠在空气中放置后由淡黄色变为白色:2Na2O2 2Na2O+O2↑
2.(2021河北,14节选)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是 (按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 。
(2)B中使用雾化装置的优点是
。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为 g。
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为 、 、洗涤、干燥。
考点2 阿伏加德罗常数的应用
3.(高考组编)设NA为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)氟气所含的质子数为18NA
B.22.4 L氢气中,H2分子的数目为NA
C.100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
D.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
4.(高考组编)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为NA
C.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
D.5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1 HCl溶液充分反应,产生的气体分子数目为0.1NA
考点3 一定物质的量浓度溶液的配制
5.(2023全国甲,9改编)实验室配制0.100 mol·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有( )
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦玻璃棒 ⑧酒精灯
A.①②④⑥ B.①④⑤⑥
C.①⑤⑥⑦ D.②③⑦⑧
6.(2022全国乙,27节选)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是 (填仪器名称)。
7.(2022广东,17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)。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液,需5 mol·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 。
高考模拟练
应用实践
1.中国空间站“天宫课堂”中航天员介绍,他们所需的部分水是由呼吸产生的二氧化碳通过化学反应生成的,该反应的示意图如下所示。下列说法正确的是( )
A.该反应为置换反应
B.甲和丙中碳元素的化合价不同
C.反应中甲和乙分子个数之比为1∶3
D.参加反应的甲和生成的丙质量之比为1∶1
2.检测人体血液中葡萄糖(简称血糖,葡萄糖的分子式为C6H12O6)的含量,参考指标的单位常见的有两种:mmol·L-1和mg·dL-1(1 L=10 dL)。以mmol·L-1表示时,人的血糖正常值介于3.9~6.1 mmol·L-1。下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1
B.无偿献血后,体内血糖浓度会变小
C.某人1 mL血液中含葡萄糖0.60 mg,相当于3.3 mmol·L-1
D.若某人的血糖检测结果为92 mg·dL-1,他(她)的血糖值在正常范围内
3.(不定项)如图所示,气缸的总体积一定,内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分,活塞可以自由移动,也可以固定。25 ℃时向Ⅰ中充入8 g SO2,Ⅱ中充入22 g CO2。下列说法正确的是( )
A.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积之比为1∶4
B.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分密度之比为11∶16
C.当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强之比为4∶1
D.若活塞移动到气缸正中间,Ⅰ中需再通入24 g SO2
4.下列实验操作正确或能达到实验目的的是( )
A.装置甲:配制0.10 mol·L-1 NaOH溶液
B.装置乙:除去Cl2中的HCl
C.装置丙:验证热稳定性Na2CO3>NaHCO3
D.装置丁:可以用于实验室制备H2或CO2
迁移创新
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值。如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体时温度变化曲线,其中四个容器均密闭,体积均为22.4 L且初始压强均为101 kPa,温度均为25 ℃。
下列说法错误的是( )
A.实验开始时,四个容器中气体的物质的量相同
B.13:00时N2中原子数大于2NA
C.12:30-13:30内CO2压强最大
D.由实验可知CO2容易引起温室效应
6.现有m g含有Na2O的Na2O2样品,某同学在实验室用如图装置(部分夹持仪器已省略)测定Na2O2的含量:
回答下列问题:
(1)Na2O2中阳离子与阴离子的个数之比为 ;CaCO3属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)本实验装置图中有一处明显错误,请指出: 。
(3)装置D的作用是 ;若无装置D,则测得样品中Na2O2的质量分数 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)实验结束后,装置F中水的体积为V mL,已知氧气的密度为ρ g·mL-1,样品中Na2O2质量分数为 (用含ρ、m、V的代数式表示)。
(5)装置F中读取水体积时注意事项有 (至少写两点)。
(6)某学生设计了以下实验方案来测定该样品中Na2O的质量分数,其操作流程和实验数据如图:
7.75 g Na2O2样品 固体称量得固体9.35 g
该样品中Na2O的质量分数为 。
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
本章复习提升
易混易错练
1.B 根据pV=nRT分析。温度、体积相同条件下,压强与气体的物质的量成正比,压强不一定相等,所以含有的原子数目不一定相等,A项错误;氮气和一氧化碳的摩尔质量相等,质量相等时物质的量相等,二者都是双原子分子,所以原子数一定相等,B项正确;体积和密度相等,则两气体的质量相等,由于摩尔质量相等,二者的物质的量相等,含有原子数目之比为1∶3,C项错误;压强、体积相同条件下,温度与气体的物质的量成反比,二者所处温度不一定相等,所以原子数不一定相等,D项错误。
易错分析 解答此类试题时,易因为混淆阿伏加德罗定律及其推论,搞不清楚每个结论的适用条件而出错,可根据理想气体状态方程pV=nRT分析。
2.AB 虽然三种气体的原子数相等,但三种气体的分子组成未知,无法确定三者的分子数关系,所以质量最大的不一定是Z,A错误;相同条件下气体摩尔体积相同,但不一定为22.4 L·mol-1,所以三种气体体积均为2.24 L时,物质的量不一定是0.1 mol,B错误;同温同压下,同质量的三种气体,密度之比等于相对分子质量之比,因为Mr(X)3.C 设稀释前2x%的浓硫酸的密度为ρ1 g·mL-1,稀释前后,溶质的质量不变,则有10 mL×ρ1 g·mL-1×2x% =(10 mL×ρ1 g·mL-1+a mL×1 g·mL-1)×x% ,解得a=10ρ1,由于ρ1>1,故a>10;设稀释后x%的硫酸溶液的密度为ρ2 g·mL-1,由c=可得,b mol·L-1= mol·L-1,18.4 mol·L-1= mol·L-1,两式联立得,解得b=,由于ρ1>ρ2,所以b<9.2;故选C。
易错分析 忽视H2SO4溶液浓度越大,密度越大,导致计算错误。(1)当溶液密度大于1 g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大,如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等的溶液,a%与b%的同种溶液等体积混合后溶质质量分数w>(a%+b%)。(2)当溶液密度小于1 g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小,如氨水,a%与b%的同种溶液等体积混合后,溶质质量分数w<(a%+b%)。
4.D 氨气溶于水,主要以NH3·H2O存在,但仍然以NH3为溶质,w=×100%,①错误;氨气的物质的量是 mol,溶液中溶质的物质的量浓度是 mol·L-1= mol·L-1,②正确;氨水的密度小于水,若题述溶液中再加入V mL水后,则所得溶液溶质的质量分数小于0.5w,③错误;氨水的密度随溶液浓度的增大而减小,根据c=可知,如果加入等质量的水,则稀释后溶液的浓度大于0.5c mol·L-1,因此向50 g题述溶液中加入一定量的水稀释成0.5c mol·L-1,则加入水的体积应大于50 mL,④正确。
5.C 取a g NaHCO3和Na2CO3的混合物充分加热,质量减少的b g是NaHCO3分解产生的二氧化碳和水的质量,根据NaHCO3分解的化学方程式,可计算混合物中含有的NaHCO3的质量,从而测定出混合物中Na2CO3的质量分数,A不符合题意。取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到的b g固体为NaCl,根据钠原子守恒,b g NaCl中Na+的物质的量等于NaHCO3和Na2CO3中所含Na+的物质的量,设混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x mol、y mol,则2x+y=b/58.5,106x+84y=a,解方程可得Na2CO3的物质的量,进而求得Na2CO3的质量,即可求混合物中Na2CO3的质量分数,B不符合题意。取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液,则(b-a) g是加入的氢氧化钠溶液的质量,不知道与NaHCO3反应的NaOH的质量,不能计算混合物中Na2CO3的质量分数,C符合题意。取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加的b g是Na2CO3、NaHCO3与稀硫酸充分反应产生的CO2的质量,根据碳原子守恒,b g CO2中碳原子的物质的量等于NaHCO3和Na2CO3中所含碳原子的物质的量,设混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x mol、y mol,则x+y=b/44,106x+84y=a,解方程可得Na2CO3的物质的量,进而求得Na2CO3的质量,可求混合物中Na2CO3的质量分数,D不符合题意。
易错分析 对NaHCO3和Na2CO3的性质掌握不牢固,在解答二者鉴别、除杂、相互转化、含量测定等题目时易出错。搞清楚二者的联系与区别是破题关键。
6.答案 (1)不能 (2)加入碳酸氢钠的装置反应结束后气球膨胀得更大 (3)C
解析 (1)分别向NaHCO3和Na2CO3的溶液中滴加Ba(OH)2溶液,均产生BaCO3沉淀,不能鉴别。(2)等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,前者物质的量更大,根据NaHCO3~CO2,Na2CO3~CO2,可知碳酸氢钠产生CO2的量更多,反应结束时气球膨胀得更大。
思想方法练
1.A n g该混合气体含有的分子数为,物质的量为 mol,其体积为 mol×22.4 L/mol= L。
方法点津 明确一个中心:必须以“物质的量”为中心,即n=m/M=N/NA=V/Vm=cV。
2.C 叠氮化铵的分解反应为NH4N3 2N2↑+2H2↑,N2、H2的化学计量数相等,则两种气体的物质的量之比为1∶1,A项正确;等物质的量的N2和H2的质量之比=摩尔质量之比=28 g/mol∶2 g/mol=14∶1,B项正确;气体的温度、压强未知,无法计算气体的体积和密度,C项错误;设生成N2和H2的物质的量均为x mol,则28 g/mol×x mol+2 g/mol×x mol=30 g,解得x=1,N2和H2均为1 mol,平均摩尔质量为=15 g/mol,D项正确。
方法点津 利用物质的量根据化学方程式直接进行计算,各物质的化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比。
3.C 根据反应前后固体的质量变化,运用差量法解答。设参加反应的CO2的质量为x,产物Na2CO3的质量为y,则有:
2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2 固体质量增加
88 g 156 g 212 g 56 g
x y 29.0 g-23.4 g=5.6 g
88 g∶x=56 g∶5.6 g,解得x=8.8 g,CO2物质的量为0.2 mol,212 g∶y=56 g∶5.6 g,解得y=21.2 g,故C正确。
4.B Na2O2与Na2O的混合物投入足量水中发生的化学反应为①Na2O+H2O 2NaOH、②2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑。由反应①和②可知,减少的1.6 g为生成氧气的质量,氧气的物质的量为0.05 mol,根据反应②可知,混合物中Na2O2的物质的量为0.1 mol,质量为7.8 g;所以混合物中Na2O的质量为26.4 g-7.8 g=18.6 g,其物质的量为0.3 mol,则原混合物中Na2O与Na2O2的物质的量之比是3∶1,故选B。
5.B 由实验方案和化学方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可得关系式:5Ca2+~5CaC2O4~5H2C2O4~2KMnO4,设血液样品中含钙量为c mol·L-1,则:
5Ca2+~5CaC2O4~5H2C2O4~2KMnO4
5 mol 2 mol
c mol·L-1×0.015 L 0.001 mol·L-1×0.015 L
所以,解得c=0.002 5。
方法点津 确定关系式的常用方法
(1)根据化学方程式确定关系式。如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中,求生成沉淀的量。发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O,则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。
(2)根据原子守恒确定关系式。如上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO~CaCO3。
(3)根据电荷守恒确定关系式。如Na2SO4溶液中,2Na+~S。
综合拔高练
五年高考练
1.A 钠是活泼的金属,易与水反应产生氢气和氢氧化钠,有危险性,实验室用剩的钠块应该放回原试剂瓶,A正确;钠能与水发生置换反应,不能置换出CuCl2溶液中的Cu,B错误;钠元素与钾元素的原子序数分别为11和19,两者相差8,C错误;过氧化钠在空气中放置,会与空气中的水蒸气及二氧化碳发生反应,最终生成白色的碳酸钠固体,D错误。
2.答案 (1)a-e-f-b-c-g-h 将玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔
(2)增大反应物的接触面积,提高吸收效率
(3)NaCl+CO2+NH3·H2O NaHCO3↓+NH4Cl
(4)①0.84 ②冷却结晶 过滤
解析 (1)A中制得的CO2中混有HCl,经D中饱和碳酸氢钠溶液净化后通入B中,剩余CO2用NaOH溶液吸收,故顺序为a-e-f-b-c-g-h。
(2)雾化可使反应物接触面积更大,反应更充分,吸收效率更高。
(3)根据实验原理,可写出生成NaHCO3的化学方程式:NaCl+CO2+NH3·H2O NaHCO3↓+NH4Cl。
(4)①根据题意知,使Na2O2增重的是CO2,则:
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 Δm
2×44 g 56 g
m(CO2) 0.14 g
,m(CO2)=0.22 g。
根据NaHCO3分解的化学方程式可知:
2NaHCO3 ~ CO2
2×84 g 44 g
m(NaHCO3) 0.22 g
,m(NaHCO3)=0.84 g。
②根据溶解度曲线可知,NH4Cl的溶解度随温度变化较大,温度越低,溶解度越小,因此应通过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NH4Cl。
拓展延伸 联合制碱法(侯氏制碱法)
涉及反应:NaCl+CO2+NH3·H2O NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
工艺流程:
(1)向饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2的原因是NH3可使溶液呈碱性,有利于二氧化碳的吸收。(2)此工艺利用了碳酸氢钠在水中的溶解度较小;通过补充氨气、食盐和二氧化碳可以提高母液中Na+和HC的浓度,便于生成碳酸氢钠。(3)侯氏制碱法利用氯化铵溶解度随温度变化大的特点,通过降温进行“冷析”,使氯化铵析出从而脱离体系。
3.A 标准状况下,22.4 L氟气的物质的量为1 mol,其质子数为9×2×NA=18NA,故A正确;氢气所处的状况未知,无法计算其物质的量和分子数,故B不正确;100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中溶质氢氧化钠中氧原子数为0.01NA,但溶剂水中也含有氧原子,氧原子数目为二者含有的氧原子数目之和,故C不正确;23 g Na的物质的量为=1 mol,根据Na与水反应的化学方程式2Na+2H2O 2NaOH+H2↑可知,1 mol Na与足量H2O反应生成H2的物质的量为0.5 mol,H2分子数目为0.5NA,故D不正确。
考场支招 识破NA应用的陷阱
(1)准确掌握相关概念。阿伏加德罗常数(NA)是一个物理量,其单位是mol-1,通常用6.02×1023 mol-1表示。
(2)灵活运用,规避陷阱
陷阱一:单质组成。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)、多原子分子(如O3等)。陷阱二:粒子种类。粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、电子等。
4.C 1.7 g H2O2的物质的量为0.05 mol,含有氧原子数为0.1NA,A错误;碳酸氢钠受热分解的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,1 mol NaHCO3完全分解得到0.5 mol CO2,B错误;NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物为1 mol,1 mol NaCl、1 mol NH4Cl中的质子数均为28NA,故1 mol二者的混合物含有的质子数也为28NA,C正确;5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,0.1 L 1 mol·L-1 HCl溶液中HCl的物质的量为0.1 mol,根据Fe+2HCl FeCl2+H2↑可知,盐酸不足,生成氢气的物质的量为0.05 mol,分子数目为0.05NA,D错误。
5.C 用固体药品配制一定物质的量浓度溶液的基本步骤有计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,需要用到题给仪器中天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒,故选C。
6.答案 分液漏斗、冷凝管
解析 用CuSO4·5H2O晶体配制一定浓度的CuSO4溶液时,需要用天平称量晶体质量,用量筒量取一定体积的蒸馏水,在烧杯中溶解晶体,不需要分液漏斗、冷凝管。
7.答案 (1)5 (2)C
解析 (1)设需要5 mol·L-1 HAc溶液的体积为V,由溶液稀释前后溶质的物质的量不变可知,0.25 L×0.1 mol·L-1=V×5 mol·L-1,解得V=0.005 L=5 mL。
(2)轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀,不能用手指堵住容量瓶瓶口上下振荡,A错误;定容时,胶头滴管应悬于瓶口的正上方,且应该平视刻度线,B项错误;定容后摇匀溶液时,另一只手应拿住瓶底,D项错误。
高考模拟练
1.B 根据图示分析可知,该反应的化学方程式为CO2+4H2 CH4+2H2O,一种单质和一种化合物反应生成两种化合物,不是置换反应,A错误;甲是CO2,碳元素化合价为+4,丙是CH4,碳元素的化合价为-4,B正确;根据方程式中各物质的化学计量数之比=物质的量之比=参加反应的分子个数之比可知,反应中二氧化碳和氢气分子个数之比为1∶4,C错误;参加反应的二氧化碳和生成的甲烷的质量比为(1×44)∶(1×16)=11∶4,D错误。
素养解读 本题以中国空间站“天宫课堂”中航天员所需的部分水的来源为情境,通过分析反应的微观示意图得出化学方程式,考查学生分析问题、解决问题的能力,体现了宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.B 葡萄糖的分子式为C6H12O6,其相对分子质量为180,摩尔质量为180 g·mol-1,A正确;血液是比较均一的,在无偿献血后,体内血糖浓度基本上不会发生改变,B错误;某人1 mL血液中含葡萄糖0.60 mg,相当于≈0.003 3 mol·L-1=3.3 mmol·L-1,C正确;人的血糖正常值介于3.9~6.1 mmol·L-1(70.2~109.8 mg·dL-1),若某人的血糖检测结果为92 mg·dL-1,他(她)的血糖值在正常范围内,D正确。
素养解读 本题以人体血液中葡萄糖为情境,考查物质的量浓度的计算、单位换算等,体现了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
3.AD 8 g二氧化硫的物质的量为 mol,22 g二氧化碳的物质的量为 mol;由阿伏加德罗定律的推论可知,当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积之比=气体物质的量之比= mol∶ mol=1∶4,A正确;由阿伏加德罗定律的推论可知,当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分密度之比等于二氧化硫和二氧化碳的摩尔质量之比,为64∶44=16∶11,B错误;由阿伏加德罗定律的推论可知,同温同体积下气体的压强之比等于气体的物质的量之比,当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强之比为 mol∶ mol=1∶4,C错误;若活塞移动到气缸正中间说明二氧化硫和二氧化碳的物质的量相等,Ⅰ中需再通入二氧化硫的质量为 mol×64 g·mol-1-8 g=24 g,D正确。
4.D 氢氧化钠固体不能在容量瓶中溶解,要在烧杯中溶解,A错误;饱和碳酸氢钠和盐酸反应会生成二氧化碳,会引入新的杂质,B错误;碳酸氢钠放外管分解有可能是因为外管的温度高,所以碳酸氢钠放内管,才能验证二者的热稳定性,C错误;制氢气可用锌和稀硫酸,制二氧化碳可用碳酸钙和稀盐酸,锌和碳酸钙都是块状固体,多孔隔板可以控制反应的发生和停止,D正确。
5.B 同温同压下,同体积的任何气体分子数相同,物质的量相同,所以实验开始时四个容器中气体的物质的量相同,A正确;13:00时,N2的瓶中气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1,所以22.4 L气体的物质的量小于1 mol,N2中原子数小于2NA,B错误;在12:30-13:30内CO2的温度最高,所以压强最大,C正确;由题图可知,在大部分时间段内CO2的温度最高,所以CO2容易引起温室效应,D正确。
素养解读 本题以利用“手持”技术测定不同气体温度变化曲线为情境,考查学生读图能力、信息提取能力、分析问题和解决问题的能力,体现了科学探究与创新意识、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
6.答案 (1)2∶1 盐 (2)装置B中左边导管口应浸没在液面以下,右边导管口稍稍伸出橡胶塞即可 (3)吸收未反应的CO2 偏高 (4)×100% (5)视线必须与液体凹液面的最低处保持水平;注入液体后,要等一会儿,使附着在内壁上的液体流下来,再读取刻度值 (6)80%
解析
(1)Na2O2由Na+与构成,阳离子与阴离子的个数之比为2∶1;CaCO3属于盐。(3)装置D的作用是吸收未反应的CO2,若无装置D,测得的氧气体积偏大,Na2O2的质量分数偏高。(4)实验结束后,装置F中水的体积为V mL,氧气的密度为ρ g·mL-1,所以O2的物质的量为 mol,根据2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑可知,过氧化钠的物质的量为 mol,样品中过氧化钠的质量分数为×100%。(6)在氧气中灼烧氧化钠转化为过氧化钠:2Na2O+O2 2Na2O2,固体增加的质量是9.35 g-7.75 g=1.6 g,即参加反应的氧气的物质的量是0.05 mol,所以氧化钠的物质的量是0.1 mol,质量是6.2 g,该样品中Na2O的质量分数为×100%=80%。
10第1章 认识化学科学
专题强化练2 物质的量浓度的有关计算
1.某溶液中含有Na+、Mg2+、S、Cl-,其中c(Na+)∶c(Mg2+)∶c(Cl-)=3∶5∶5,若Na+的物质的量浓度为3 mol·L-1,则S的物质的量浓度为( )
A.2 mol·L-1 B.3 mol·L-1
C.4 mol·L-1 D.8 mol·L-1
2.下列叙述正确的是 ( )
A.将8.4 g NaHCO3晶体溶于100 mL水中,制得1 mol·L-1 NaHCO3溶液
B.将25 g无水CuSO4溶于水制成100 mL溶液,其浓度为1 mol·L-1
C.将w g a%的NaCl饱和溶液蒸发掉0.5w g水,得到2a%的NaCl溶液
D.将1体积c1 mol·L-1的硫酸用水稀释至5体积,所得溶液的浓度为0.2c1 mol·L-1
3.V mL Al2(SO4)3溶液中含有Al3+ a g,取V mL溶液稀释至4V mL,则稀释后溶液中S的物质的量浓度是( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
4.某同学购买了一瓶84消毒液,部分包装说明如下:
净含量:500 mL
密度:1.19 g/cm3
有效成分:NaClO
使用方法:稀释至100倍(体积比)后使用
注意事项:密封保存,易吸收空气中的CO2
变质
溶质质量分数:25%
根据以上信息和相关知识判断,下列说法不正确的是( )
A.该84消毒液的物质的量浓度约为4.0 mol·L-1
B.欲用NaClO固体配制480 mL该浓度消毒液,需要称量的NaClO固体质量为145.75 g
C.取100 mL该84消毒液稀释至100倍,稀释后的溶液中c(Na+)约为0.04 mol·L-1
D.要使一瓶该84消毒液完全变质生成NaHCO3,需要吸收标准状况下44.8 L CO2
5.已知:溶液中离子浓度越大,离子所带电荷数越多,溶液导电能力越强。常温下,向0.25 mol·L-1的H2SO4溶液中逐滴加入物质的量浓度相同的氢氧化钡溶液,生成沉淀的量与加入氢氧化钡溶液的体积关系如图所示,下列有关说法中正确的是( )
A.硫酸溶液的体积为25 mL
B.b点时溶液中S的浓度约为0.125 mol·L-1
C.d点时溶液中c(OH-)=0.05 mol·L-1
D.溶液的导电能力:c6.(经典题)某无土栽培所用营养液中含有KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL样品加水稀释,测得c(N)随溶液体积的变化如图乙所示。下列判断错误的是( )
图甲 图乙
A.图甲中X是S
B.营养液中KCl的浓度是4.0 mol·L-1
C.图乙中c1为8.0
D.营养液中NH4Cl与K2SO4的物质的量之比为2∶1
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
专题强化练2 物质的量浓度的有关计算
1.C 溶液中c(Na+)∶c(Mg2+)∶c(Cl-)=3∶5∶5,由于c(Na+)=3 mol·L-1,所以c(Mg2+)=5 mol·L-1,c(Cl-)=5 mol·L-1,根据溶液呈电中性可知,c(Na+)+2c(Mg2+)=c(Cl-)+2c(S),则c(S)=4 mol·L-1,故选C。
名师点睛 根据溶液呈电中性计算溶液中的离子浓度时,一定要注意离子所带的电荷数。
2.D 8.4 g碳酸氢钠溶于100 mL水,得到的溶液的体积不是0.1 L,碳酸氢钠的浓度不等于1 mol·L-1,A错误;25 g无水硫酸铜的物质的量为0.156 25 mol,溶于水制成100 mL溶液,其浓度大于1 mol·L-1,B错误;将w g a%的NaCl饱和溶液蒸发掉0.5w g水,随着水蒸发,NaCl结晶析出,最终仍得到a%的NaCl饱和溶液,C错误;1体积c1 mol·L-1的硫酸用水稀释至5体积,稀释后浓度变为原来的1/5,即0.2c1 mol·L-1,D正确。
3.C V mL Al2(SO4)3溶液中Al3+的质量为a g,Al3+的物质的量为a mol,则Sa mol×a mol,所以稀释至4V mL后S mol·L-1。
4.B 该84消毒液的物质的量浓度为 mol·L-1≈4.0 mol·L-1,A正确;欲用NaClO固体配制480 mL 该浓度消毒液,应选用500 mL容量瓶,需要称量的NaClO固体质量为4 mol·L-1×0.5 L×74.5 g·mol-1=149.0 g,B不正确;该84消毒液的物质的量浓度约为4.0 mol·L-1,取100 mL该84消毒液稀释至100倍,稀释后溶液中c(Na+)约为0.04 mol·L-1,C正确;一瓶该84消毒液中NaClO的物质的量为2 mol,使一瓶该84消毒液完全变质生成NaHCO3,需要吸收2 mol CO2,标准状况下的体积为44.8 L,D正确。
5.D 硫酸和氢氧化钡反应的化学方程式为H2SO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+2H2O,二者完全反应时消耗的物质的量相等,因为c(H2SO4)=c[Ba(OH)2],所以消耗两溶液的体积相等,均为20 mL,A错误;b点时溶液中S沉淀一半,溶液体积约变为原来的1.5倍,S≈0.083 mol·L-1,B错误;d点时Ba(OH)2过量,c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,C错误;根据已知信息可知,溶液的导电能力主要取决于离子浓度和离子所带电荷数目,a点为H2SO4溶液,浓度为0.25 mol·L-1,b点H2SO4反应了一半,浓度约为0.083 mol·L-1,c点H2SO4与Ba(OH)2恰好完全反应,溶液导电能力最弱,b点时溶液中溶质为H2SO4,d点时溶液中溶质为Ba(OH)2,二者物质的量均为0.25 mol·L-1×10×10-3 L=2.5×10-3 mol,但d点时溶液体积大,离子浓度小,导电能力较弱,则溶液的导电能力:c6.B 由图乙可知,铵根离子的起始浓度为c1 mol·L-1,根据稀释前后溶质的物质的量不变可得c1 mol·L-1×0.2 L=1.6 mol·L-1×1 L,解得c1=8.0,所以图甲中的X是S,故A、C正确;营养液中含有KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质,只有KCl、NH4Cl中含有氯离子,由氯离子的总物质的量浓度为9.0 mol·L-1,铵根离子的物质的量浓度为8.0 mol·L-1,可知氯化钾的物质的量浓度为9.0 mol·L-1-8.0 mol·L-1=1.0 mol·L-1,故B错误;NH4Cl的物质的量浓度为8.0 mol·L-1,K2SO4的物质的量浓度为4.0 mol·L-1,同一溶液中,两物质的物质的量浓度之比等于物质的量之比,所以营养液中NH4Cl与K2SO4的物质的量之比为2∶1,故D正确。
6