1、专题二专题二 常用化学计量及应用常用化学计量及应用 第二部分第二部分 2021 内 容 索 引 01 02 03 考情分析考情分析 备考定向备考定向 高频考点高频考点 能力突破能力突破 热点专攻热点专攻( (二二) ) 考情分析考情分析 备考定向备考定向 1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物 质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。 2.能根据微粒(原子、分子、离子等)的物质的量、数目、气体体积(标准状况下) 之间的相互关系进行有关计算。 3.了解溶液的含义。 4.了解溶解度、饱和溶液的概念。 5.了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质
2、的质量分数和物质的量浓度的概 念,并能进行有关计算。 6.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。 备考要点说明 核心价值引领 物质的量是表示构成物质的基本粒子数目多少的物理量,学习物质的量,重 点在于理解应用以下十大关系: 1.物质的量与摩尔的关系;2.摩尔与量度对象的关系;3.阿伏加德罗常数与 6.021023的关系;4.物质的量与物质的质量的关系;5.摩尔质量与相对分子 质量或相对原子质量的关系;6.物质的质量与物质的摩尔质量的关系;7.不 同的物理量与其单位的对应关系;8物质的质量与物质粒子数的关系;9.化 学方程式中各物质的物质的量与化学计量数的关系;10.基本粒子与基
3、本粒 子成分之间的计量关系。 高频考点高频考点 能力突破能力突破 考点一考点一 阿伏加德罗常数的应用阿伏加德罗常数的应用 【真题示例】【真题示例】 1.(2020全国)NA是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)氮气中含有7NA个中子 B.1 mol重水比1 mol水多NA个质子 C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子 D.1 L 1 mol L-1 NaCl溶液含有28NA个电子 答案 C 解析 标准状况下,22.4 L氮气的物质的量为1 mol,1 mol N2中含有14NA个 中子,A项错误;1个重水分子和1个普通水分子都是由2个氢原子和1
4、个氧原 子构成的,所含质子数都是10,故1 mol重水和1 mol水中所含质子数相等,B 项错误;石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12 g石墨烯和12 g金刚石 中都含有1 mol碳原子,C项正确;1 L 1 mol L-1 NaCl溶液中含有1 mol NaCl 和大量的水,1 mol NaCl中含有28 mol电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液 中的电子数大于28NA,D项错误。 2.(2020浙江7月选考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) B.用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为NA时,阳极应有32 g Cu转化为Cu2+ C.常温下,pH=9的CH3COO
5、Na溶液中,水电离出的H+数为10-5NA D.1 L浓度为0.100 mol L-1的Na2CO3溶液中,阴离子数为0.100NA A.4MnO4 - +5HCHO+12H+4Mn2+5CO2+11H2O,1 mol4MnO4 - +5HCHO完全 反应转移的电子数为 20NA A 答案 A 解析 阳极粗铜中放电的有Fe、Zn、Cu等,B项错误;常温下,pH=9的 CH3COONa溶液中,水电离产生的H+与OH-浓度应相等,未指明溶液的体积, 无法计算水电离出的H+数,C项错误; 发生如下水解: ,1 L 0.100 mol L-1 Na2CO3溶液中,阴离子数大于 0.100NA,D项错误
6、。 CO3 2-+H2O HCO3 - +OH- CO3 2- 3.(2019浙江4月选考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 ( ) A.1 mol CH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA B.500 mL 0.5 mol L-1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA C.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA D.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间 答案 D 解析 1个乙烯分子中碳碳双键含2个共价键,另外还有4个碳氢共价键,因而1 mol CH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA,A项正确;500 mL 0.
7、5 mol L-1的NaCl溶液 中,n(Na+)=n(Cl-)=0.5 L0.5 mol L-1=0.25 mol,n(Na+)+n(Cl-)=0.5 mol,因而钠离子 和氯离子总计0.5NA个,但水会电离出极少量的H+和OH-,因而NaCl溶液中微粒数 大于0.5NA,B项正确;HCHO与CH3COOH的最简式均为CH2O,30 g HCHO与 CH3COOH的混合物相当于30 g CH2O,n(CH2O)=1 mol,因而C原子数为NA,C项正 确;不管钠和氧气生成氧化钠还是过氧化钠,还是生成二者的混合物,钠元素的化 合价都由0价变为+1价,因而2.3 g Na(2.3 g Na为0.
8、1 mol)转移电子数为0.1NA,D项 错误。 4.(2019全国)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( ) A.3 g 3He含有的中子数为1NA B.1 L 0.1 mol L-1磷酸钠溶液含有的 数目为0.1NA C.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA D.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA PO4 3- 答案 B 解析 3He的中子数为3-2=1,则3 g 3He的中子数为 3 g 3 g mol-1 NA=NA,A项正确; 磷酸钠为强碱弱酸盐,磷酸根离子在水溶液中会发生水解,则 1 L 0.1 mol L-1 的磷酸
9、钠溶液中磷酸根离子的个数小于 1 L 0.1 mol L-1 NA mol-1=0.1NA,B 项错误;重铬酸钾被还原为铬离子时,铬元素从+6 价降低到+3 价,1 mol 重铬 酸钾转移的电子数为 3 mol 2 NA mol-1=6NA,C 项正确;正丁烷与异丁烷的分 子式相同,1 个分子内所含共价键数目均为 13 个,则 48 g 正丁烷与 10 g 异丁 烷所得的混合物中共价键数目为 48 g+10 g 58 g mol-1 13 NA mol -1=13NA,D 项正确。 5.(2018全国)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.16.25 g FeCl3水解形成的F
10、e(OH)3胶体粒子数为0.1NA B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA 答案 B 解析 FeCl3的摩尔质量为162.5 g mol-1,16.25 g FeCl3的物质的量为0.1 mol,FeCl3的水解为可逆反应,且Fe(OH)3胶粒是若干个Fe(OH)3“分子”的集 合体,所以形成的Fe(OH)3胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误;氩气为单原子 分子,标准状况下,22.4 L氩气含有1 mol 氩原子,而1个氩原子中含有18个质
11、 子,B项正确;92.0 g甘油的物质的量为1 mol,而1个甘油分子中含有3个 OH,则92.0 g甘油中含有羟基数为3.0NA,C项错误;甲烷与氯气反应时,会同 时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl,所以1 mol甲烷反应生成的 CH3Cl分子数一定小于1.0NA,D项错误。 6.(2018全国)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.常温常压下,124 g P4中所含PP键数目为4NA B.100 mL 1 mol L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA C.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA D.密闭容
12、器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA 答案 C 解析 124 g P4的物质的量为1 mol,根据P4的结构可知1个P4分子中含有6个 PP键,1 mol P4中含有6NA个PP键,A项错误;因为Fe3+会发生水解生成 Fe(OH)3,100 mL 1 mol L-1 FeCl3溶液中Fe3+的数目小于0.1NA,B项错误;根据 化学式可知,1 mol CH4和1 mol CH2=CH2中均含有4 mol氢原子,标准状况 下,11.2 L混合气体的物质的量为0.5 mol,所含氢原子的物质的量为2 mol, 即所含氢原子数目为2NA,C项正确;SO2和O2的反应
13、为可逆反应,2 mol SO2 和1 mol O2不能全部转化成2 mol SO3,故分子总数大于2NA,D项错误。 【必备知识必备知识】 物质的量、摩尔质量等化学常用计量的综合应用 【应考训练应考训练】 考向1 物质的量与阿伏加德罗常数 1.(双选)(2020山东济南一模改编)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错 误的是( ) A.1 L 0.1 mol L-1醋酸钠溶液含有的CH3COO-数目为0.1NA B.2.24 L N2和CO2的混合气体中含有键的数目为0.2NA C.7 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的氢原子数目为NA D.100 mL 12 mol L-1的浓硝酸
14、与过量Cu反应,转移的电子数大于0.6NA 答案 AB 解析 1 L 0.1 mol L-1醋酸钠溶液中溶质的物质的量为1 L0.1 mol L-1=0.1 mol, 由于部分CH3COO-发生水解,故CH3COO-数目小于0.1NA,A选项错误;N2的结构式 为NN,1个N2分子中含有2个键,CO2的结构式为O=C=O,1个CO2分子中含有2 个键,但此处没有注明标准状况下,不能准确得出混合气体的物质的量,故不能 得出混合气体中含有键的数目,B选项错误;乙烯和环丁烷(C4H8)的最简式均为 “CH2”,7 g “CH2”的物质的量为 =0.5 mol,则氢原子数目为NA,C选项正 确;浓硝酸
15、与铜反应生成NO2,稀硝酸与铜反应生成NO,即Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O、3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,100 mL 12 mol L-1的浓硝酸中含有的n(HNO3)=0.1 L12 mol L-1=1.2 mol,1.2 mol HNO3 参与反应,若其还原产物只有NO2,则反应转移0.6 mol电子,还原产物只有NO则反 应转移0.9 mol电子,100 mL 12 mol L-1的浓硝酸与过量Cu反应的还原产物为NO 和NO2,因此转移的电子数大于0.6NA,故D选项正确。 7 g 14 gmol1 2.(20
16、20山东威海一模)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三氯甲烷中含有氯原子的数目为1.5NA B.90 g葡萄糖中含羟基数目为3NA C.常温下,1 L 0.5 mol L-1醋酸铵溶液(pH=7)中CH3COO-与 数目均为 0.5NA D.1 mol Na2O和1 mol Na2O2组成的混合物中含有的离子总数为6NA NH4 + 答案 D 解析 标准状况下三氯甲烷为液体,11.2 L三氯甲烷的物质的量不是0.5 mol, 故A错误;葡萄糖的分子式为C6H12O6,每个葡萄糖分子中有5个羟基,90 g葡 萄糖的物质的量为0.5 mol,所含羟基
17、数目为2.5NA,故B错误;醋酸铵溶液的 pH=7,根据电荷守恒可知溶液中n(CH3COO-)=n( ),但由于铵根和醋酸 根都会发生水解,所以二者的数目均小于0.5NA,故C错误;1 mol Na2O所含离 子的物质的量为3 mol,1 mol Na2O2所含离子的物质的量也为3 mol,所以1 mol Na2O和1 mol Na2O2组成的混合物中含有的离子总数为6NA,故D正确。 NH4 + 【特别提醒特别提醒】 有关NA判断需要注意的问题 考查方向 注意问题 气体摩尔体积的 适用条件 若题中出现物质的体积,先考虑该物质是否为气体,如果是气体 再需考虑条件是否为标准状况 物质的聚集状态
18、熟悉在标准状况下不是气体的物质,如H2O、HF、SO3、Br2、 CHCl3、CCl4、己烷、苯、乙醇等 物质的微观结构 某些物质分子中的原子个数,如Ne、O3、P4等;特殊物质的 摩尔质量或分子中的中子数,如D2O、T2O、18O2、H37Cl等; 一些物质中的化学键数目,如SiO2、Si、CH4、P4、CO2、C60、 烃等物质中的化学键数目 电解质的电离与 离子的水解 弱电解质的电离及某些离子的水解,如1 mol CH3COOH或1 mol FeCl3溶于水时,溶液中CH3COO-或Fe3+的物质的量均小于1 mol 考查方向 注意问题 氧化还原反应 中的电子转移 如Na2O2、NO2与
19、H2O反应,电解AgNO3溶液,Fe、Cu与S反 应,Cl2与H2O、NaOH溶液反应,Fe与稀硝酸反应等 分散系中的微 粒数目 FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体,因为胶体微粒是Fe(OH)3“分 子”的集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3+的数目 隐含的可逆反 应 可逆反应不能进行到底。如2NO2 N2O4,Cl2+H2O HClO+HCl,合成氨反应、二氧化硫的催化氧化等 考向2 阿伏加德罗定律及推论 3.关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( ) A.体积相等时密度相等 B.原子数相等时具有的中子数相等 C.体积相等时具有的电子数相等 D.质量相等时具有
20、的质子数相等 答案 C 解析 根据阿伏加德罗定律,物质的量相等,因为两种气体的摩尔质量不相 等,则质量不等,又因为二者体积相等,则密度不相等,故A项错误;两者都是 双原子分子,原子数相等,则物质的量相等,前者一个分子的中子数为16,后 者一个分子的中子数为14,则中子数不等,故B项错误;根据阿伏加德罗定律, 两者物质的量相等,前者一个分子的电子数为14,后者一个分子的电子数为 14,因此等物质的量时,两种物质所含电子数相等,故C项正确;质量相等,两 种物质的摩尔质量不等,则物质的量不相等,质子数不相等,故D项错误。 考点二考点二 一定物质的量浓度溶液的配制及计算一定物质的量浓度溶液的配制及计算
21、 【真题示例】【真题示例】 1.(2020全国节选)由FeSO4 7H2O固体配制0.10 mol L-1 FeSO4溶液,需要 的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。 答案 烧杯、量筒、托盘天平 解析 考查一定物质的量浓度溶液的配制,由于题目要求是配制 0.10 mol L-1 FeSO4溶液,除药匙、玻璃棒之外,还需要烧杯、托盘天平、量 筒、胶头滴管、容量瓶。 2.(高考题组合)下列实验操作(1)、(2)是否规范?说明理由。按要求填写(3) 中空白。 (1)配制0.400 0 mol L-1的NaOH溶液:称取4.0 g固体NaOH置于烧杯中,加入 少量蒸馏水溶解,转移至2
22、50 mL容量瓶中定容。 (2)配制浓度为0.010 mol L-1的KMnO4溶液:称取KMnO4固体0.158 g,放入 100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度。 (3)将称得的AgNO3配制成250 mL标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒 外还有 。 答案 (1)不规范。氢氧化钠溶于水放热,溶解后需冷却至室温后再转移到 容量瓶中。 (2)不规范。不能在容量瓶中直接溶解固体。 (3)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管 3.(高考题组合)下列操作或装置能达到实验目的的是 。 A.为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接 近刻度线时,改用滴管滴加蒸馏水至刻度线
23、 B.若要称取2.0 g NaOH固体,先在托盘上各放一张滤 纸,然后在右盘上添加2 g砝码,左盘上添加NaOH固体 C.配制一定浓度的NaCl溶液(如图1) D.配制一定物质的量浓度的NaNO3溶液(如图2) E.用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体 F.配制0.100 0 mol L-1氯化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 答案 AF 解析 称量NaOH固体应该用小烧杯或者称量瓶盛放,B项错误;配制一定浓 度的NaCl溶液,俯视会造成结果偏高,C项错误;配制溶液时,不能直接在容 量瓶中溶解,D项错误;加水超过刻度线时应重新配制,E项错误。 【必备知识必备知
24、识】 1.一定物质的量浓度溶液的配制 (1)所需仪器及配制步骤: (2)仪器使用: 容量瓶使用的第一步操作是“检漏”。回答容量瓶时应指明规格,并选择 合适的容量瓶,如配制480 mL溶液,应选用500 mL容量瓶。容量瓶不能用 于溶解、稀释和存放液体,也不能作为反应容器。 玻璃棒的作用是搅拌和引流。 (3)根据表达式cB= 进行误差分析: 导致cB偏低的错误操作:垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(用游码);称量 时间过长(潮解);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;定容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。 导致cB偏高的错误操作:砝码生锈;定容时俯视
25、;未等溶液冷却至室温就 转移并定容。 2.有关溶液的计算 (1)熟练推导两种换算关系。 气体溶质物质的量浓度的计算。 标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液的密度为 g cm-3,气体的摩 尔质量为M g mol-1, 物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算。 (c为溶质的物质的量浓度,其单位是mol L-1,为溶液的密度,其单 位是g cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,其单位是g mol-1)。 则 c= 1 000 22 400+ mol L -1。 c=1 000 (2)理解两条规律。 稀释定律。 a.如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物
26、质的量浓 度,有c1V1=c2V2。 b.如用m1和m2、w1和w2分别表示稀释前后溶液的质量和溶质的质量分数, 有m1w1=m2w2。 混合规律。 计算或判断同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质的质量分数时,设溶质的 质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。 a.两溶液等质量混合:w= (w1+w2)。 b.两溶液等体积混合: (a)若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度,则w (w1+w2),如H2SO4溶液。 (b)若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度,则w (w1+w2),如氨水、酒精溶 液。 1 2 1 2 1 2 【应考训练应考训练】 考向1 溶液配制过程及误差分析 1
27、.(双选)(2020天津杨村第一中学高三质检改编)以下有关物质的质量分数和物 质的量浓度的叙述正确的是( ) A.等体积硫酸铁、硫酸铜、硫酸钾溶液分别与足量的氯化钡溶液反应,若生成 硫酸钡沉淀的质量相等,则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为111 B.Na2O2和Na2O各0.1 mol分别放入100 g水中,所得溶液的物质的量浓度不相等 C.质量分数分别为5%和15%的硫酸溶液等体积混合后,所得溶液的质量分数大 于10% D.配制一定物质的量浓度的溶液,若定容时俯视刻度线,导致所配溶液浓度偏高 答案 CD 解析 因为生成硫酸钡沉淀的质量相等,所以三种盐提供的硫酸根的比例 为111,所以硫酸铁
28、、硫酸铜、硫酸钾的物质的量浓度之比为 133,A错误;Na2O2和Na2O各0.1 mol分别放入100 g水中,消耗的水的质 量相等,生成的NaOH的物质的量也相等,则所得溶液中溶质的物质的量浓 度相等,B错误;若两种硫酸溶液等体积混合,由于硫酸的密度大于水的密度, 所以两种硫酸溶液混合后,质量分数更接近较浓硫酸的浓度,所得硫酸溶液 的质量分数大于10%,C正确;配制一定物质的量浓度的溶液,若定容时俯视 刻度线,则加入的蒸馏水偏少,导致所配溶液浓度偏高,D正确。 2.用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中二价铁的含量。若需 配制浓度为0.010 00 mol L-1的K2C
29、r2O7标准溶液250 mL,应准确称取一定质量的 K2Cr2O7已知M(K2Cr2O7)=294.0 g mol-1。 (1)计算配制250 mL 0.010 00 mol L-1 K2Cr2O7溶液时需要准确称量K2Cr2O7的质 量是 g(结果保留4位有效数字)。 (2)配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用的有 (用编号表示)。 电子天平 烧杯 量筒 玻璃棒 250 mL容量瓶 胶头滴管 移液管 (3)配制0.010 00 mol L-1 K2Cr2O7溶液时,下列操作对配制结果有何影 响?(选填“偏高”“偏低”或“无影响”) 配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒 。 定容时,仰视刻度线 。 (
30、4)配制0.010 00 mol L-1 K2Cr2O7溶液,定容时不慎加水超过了刻度线,应如 何操作? 。 (5)用0.010 00 mol L-1 K2Cr2O7溶液滴定20.00 mL未知浓度的含Fe2+的溶液, 恰好完全反应时消耗10.00 mL K2Cr2O7溶液,则溶液中Fe2+的物质的量浓度 是 。 答案 (1)0.735 0 (2) (3)偏低 偏低 (4)重新配制 (5)0.030 00 mol L-1 解析 (1)配制250 mL 0.010 00 mol L-1 K2Cr2O7溶液,需要溶质的质量为 0.250 L0.010 00 mol L-1294.0 g mol-1
31、=0.735 0 g。 (2)配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤:计算、称量、溶解、冷却、转 移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,用到的仪器有电子天平、药匙、烧杯、 玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管,用不到的是量筒和移液管。 (3)配制溶液过程中未洗涤烧杯和玻璃棒,会导致溶质的物质的量偏小, 溶液的浓度偏低;定容时,仰视刻度线,会导致溶液的体积偏大,溶液的浓 度偏低。 (4)定容时不慎加水超过了刻度线,导致实验失败,且无法挽救,必须重新配 制。 (5)根据方程式,设二价铁离子的物质的量浓度为c: 计算得出c=0.030 00 mol L-1,所以溶液中Fe2+的物质的量浓度是0.030 00 m
32、ol L-1。 6Fe2+ + Cr2O7 2-+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O 6 1 c 20.00 mL 0.010 00 mol L-1 10.00 mL 考向2 物质的量浓度的有关计算 3.(双选)(2020辽宁抚顺一中高三质检改编)相对分子质量为Mr的气态化合 物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的溶质质量分数为w %,物质的量 浓度为c mol L-1,密度为 g cm-3,则下列说法正确的是( ) A.溶液密度可表示为 r 1 000 g cm -3 B.物质的量浓度可表示为 r+22.4 mol L -1 C.溶液的质量分数可表示为 r 22.4+r D.相对
33、分子质量可表示为22.4% (1-%) 答案 CD 解析 设溶液的体积为 V L,则溶液中溶质的质量 m=c mol L-1 V L Mr g mol-1 =cVMr g,V L该溶液的质量为r % g,溶液的密度为 = r % g 1 000mL = r 1 000% g mL -1=r 10 g cm -3,A错误;溶液的体积 V=(溶液) g cm-3 = ( r 22.4 +) g g cm-3 = r+22.4 22.4 cm3,溶质的物质的量为 L 22.4 L mol-1 = 22.4 mol,则该溶液中溶质的物 质的量浓度 c= 22.4mol r+22.4 22.4 10-3
34、L = 1 000 r+22.4 mol L-1,B 错误; 溶液中溶质的质量为 L 22.4 L mol-1 Mr g mol -1=r 22.4 g,溶液的质量为(m+ r 22.4)g,则 溶质的质量分数w%= r 22.4 g r 22.4 g+g = r 22.4+r,C 正确;质量分数为w%,则水的质 量分数为 1-w%,水的质量为 m,则溶液的质量为 1-% g,溶质的质量为 1-% g w%,溶质的物质的量为 L 22.4 L mol-1 = 22.4 mol,则该化合物的摩尔质量为 1-% g 22.4mol = 22.4% (1-%) g mol-1,则该化合物的相对分子质
35、量Mr=22.4% (1-%) ,D正 确。 4.(2020河北衡水中学高三七调)用密度为1 g cm-3、质量分数为w的浓盐 酸与水按体积比为14配制成一定浓度的稀盐酸,该稀盐酸的密度为2 g cm-3,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为( ) A.1 00012 182.5 mol L-1 B.1 00012 1+4 mol L-1 C.1 00012 36.5(1+4) mol L-1 D.1 0001 182.5 mol L-1 答案 C 解析 密度为 1 g cm-3、质量分数是 w 的浓盐酸的物质的量浓度 c(浓)=1 0001 36.5 mol L-1,设所取浓盐酸的体积为 1 L,
36、则水的体积为 4 L,则 1 L 浓盐酸中含有 HCl 的物质的量 n(HCl)=cV=1 0001 36.5 mol L-1 1 L=1 0001 36.5 mol,向 1 L 浓盐酸中加入 4 L 水后溶液的质量 m(稀盐酸)=m(浓盐 酸)+m(H2O)=(1 0001+4 000) g,由于稀释后溶液的密度为 2 g cm-3,所以稀盐 酸的体积 V(稀盐酸)=(稀盐酸) 2g cm-3 = (1 0001+4 000)g 11032g L-1 = 1+4 2 L,因此稀释后盐酸的 物质的量浓度 c(稀盐酸)= = 1 0001 36.5 mol 1+4 2 L = 1 00012 3
37、6.5(1+4) mol L-1,故 C 项正确。 考点三考点三 以物质的量为核心的有关计算以物质的量为核心的有关计算 【真题示例】【真题示例】 1.(2019全国节选)立德粉ZnS BaSO4(也称锌钡白),是一种常用的白色颜 料。回答下列问题: (1)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉: 在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程 式为 。 回转炉尾气中含有有毒气体,生产 上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的 化学方程式为 。 在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性 变差。其原因是“还原料”表面
38、生成了难溶于水的 (填化学式)。 沉淀器中反应的离子方程式为 。 (2)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移 取25.00 mL 0.100 0 mol L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗 处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 mol L-1 Na2S2O3溶液滴定,反应式为 。测定时消耗 Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为 ,样品中S2-的含 量为 (写出表达式)。 I2+2S2O3 2- 2I-+S4O6 2- 答案 (1)BaSO4+4CBaS+4CO CO+H2OCO2+H2 B
39、aCO3 S2-+Ba2+Zn2+SO4 2- ZnS BaSO4 (2)浅蓝色至无色 (25.00-1 2)0.100 032 1 000 100% 解析 流程分析:重晶石与焦炭在回转炉中反应 BaSO4+4C BaS+4CO,生成还原料 BaS,硫化钡溶液与硫酸锌在沉淀器中发生反应 S2- +Ba2+Zn2+SO4 2- ZnS BaSO4,得到立德粉。 (1)注意焦炭过量生成 CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为 BaS与 CO,则反应 的化学方程式为 BaSO4+4CBaS+4CO;CO 与水蒸气反应生成 CO2 与 H2,该反应的化学方程式为 CO+H2OCO2+H2。根据信息臭鸡蛋气
40、味气 体为硫化氢气体,由强酸制弱酸原理可知,还原料硫化钡与空气中的水、二氧化 碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。硫化钡与硫酸锌均为可溶性强电解质, 产物为沉淀,则反应的离子方程式为S2 -+Ba2+Zn2+SO 4 2- ZnS BaSO4。 (2)碘单质与硫离子的反应为S2-+I2 = S+2I-;碘单质与淀粉混合显蓝色, 用硫代硫酸钠溶液滴定过量的I2,故终点颜色变化为浅蓝色至无色;根据氧 化还原反应中得失电子数相等,利用关系式法解题,设硫离子物质的量为n: S2- I2 2S2O3 2- I2 1 mol 1 mol 2 mol 1 mol n n 0.1 V 10-3 mol 1 2 0
41、.1 V 10 -3 mol n+1 2 0.100 0V 10 -3 mol=25.00 0.100 0 10-3 mol,计算可得n=(25.00-1 2V) 0.100 0 10-3 mol。 则样品中硫离子的含量为(S 2-) 100%= (25.00-1 2)0.100 032 1 000 100%。 2.(2018全国)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应 用广泛。回答下列问题: (1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过 程的化学方程式: 。 (2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为: pH=4.1时,中为
42、 溶液(写化学式)。 工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是 。 (3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装 置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有 NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式 为 。电解后, 室 的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶 脱水,可得到Na2S2O5。 (4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取 50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 mol L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。 滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的 残留量为 g L-1(以SO2计)。 答案
43、(1)2NaHSO3Na2S2O5 +H2O (2)NaHSO3 得到 NaHSO3过饱和溶液 (3)2H2O-4e-4H+O2 a (4)S2O5 2-+2I2+3H2O 2SO4 2-+4I-+6H+ 0.128 解析 (1)NaHSO3和焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中硫元素的化合价均为+4价,则 NaHSO3经结晶脱水生成焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的化学方程式为2NaHSO3 = Na2S2O5 +H2O。 (2)根据亚硫酸的酸性强于碳酸,则SO2通入Na2CO3溶液中可反应生成 Na2SO3或NaHSO3,再结合溶液pH为4.1可知,溶液中的溶质为NaHSO3。 工艺中加入碳酸钠固体
44、,并再次充入SO2,可生成更多的NaHSO3。 (3)根据电解目的得到更多的NaHSO3,因此阳极是水电离出的OH-放电, 留下的氢离子通过阳离子交换膜进入a室,使a室中的NaHSO3浓度增大。 (4)葡萄酒中的 Na2S2O5被碘标准液中的 I2氧化的离子方程式为 S2O5 2-+2I2+3H2O 2SO4 2-+4I-+6H+。根据离子方程式可计算: 10 mL0.010 00mol L-164 g mol-1 50.00 mL =0.128 g L-1。 【必备知识必备知识】 化学计算常用方法 1.关系式法 多步反应计算的特征是多个反应先后发生,起始物与目标物之间存在确定 的量的关系。解
45、题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式,依据化学 方程式找出反应过程中不同反应步骤之间反应物、生成物的物质的量的 关系,最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系,列出计算式求解, 从而简化运算过程。 2.守恒法 所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些 物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循守恒定律,在化学变化中有 多种守恒关系,如质量守恒、元素原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。 3.差量法 差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出“理论差量”。这种 差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量 等。用差量法解题的关键
46、是把化学方程式中对应的理论差量及实际差量与 未知量列成比例式,然后求解。 4.热重分析法 热重分析是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的 一种热分析技术,用来研究材料的热稳定性和组分。晶体加热时失重一般 是先失水、再失非金属氧化物。晶体中金属质量不减少,仍在残余固体中, 失重最后一般剩余金属氧化物,根据剩余物质的质量可进行相应的计算和 分析。 【应考训练应考训练】 考向1 关系式法的应用 1.(2020山东实验中学线上检测节选)生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷 酸盐的形式存在,测定污水中磷含量的方法如下:取100 mL污水,调节至合 适pH后用AgNO3溶液使磷全部转化为Ag3
47、PO4沉淀。将沉淀过滤并洗涤后, 用硝酸溶解,再使用NH4SCN溶液滴定产生的Ag+,发生反应Ag+SCN- = AgSCN,共消耗c mol L-1 NH4SCN溶液V mL。则此污水中磷的含量为 mg L-1(以磷元素计)。 答案 310 3 解析 由关系式 PAg3PO43AgSCN3NH4SCN可 知,n(P)=1 3n(NH4SCN)= 1 3cV 10 -3 mol,则此污水中磷的含量为 1 3cV 10 -3 mol 31 g mol-1 103 mg/g0.1 L=310 3 cV mg L-1。 2.(2020山东枣庄期末节选)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定某样品中硫代 硫酸钠晶体(Na2S2O3 5H2O,M=248 g mol-1)的纯度。测定步骤如下: 配制溶液:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏 水配制成100 mL溶液。 滴定:取0.009 50 mol L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,用硫酸酸化后加 入过量KI,发生反应: 。然后用硫代 硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应: 。加 入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液
