专题二　常用化学计量及应用课件PPT

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考点一　阿伏加德罗常数的应用
考点二　物质的量浓度、物质的量的相关计算
阿伏加德罗常数的“六大”考查角度
1 ml C(金刚石)中含2 ml C— C键;1 ml C(石墨)中含1.5 ml C— C键
考向　阿伏加德罗常数及其应用、阿伏加德罗定律及其推论真题示例
1.(2021湖南卷,5)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A.18 g O含有的中子数为10NAB.0.1 ml·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NAC.2 ml NO与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NAD.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
2.(2020全国Ⅲ卷,9)设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 ml重水比1 ml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 ml·L-1的NaCl溶液中含有28NA个电子
对点演练1.(2021湖北高考模拟演练改编)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A.1 ml H2S分子中,含有共价键的数目为2NAB.标准状况下,2.24 L环己烷的分子数为0.1NA
2.(双选)(2021湖南湘豫名校3月联考,改编)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.高温下,0.2 ml Fe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数为0.3NAB.将2.24 L(标准状况)SO3完全溶于水,所得溶液中S 的数目为0.1NAC.常温下1 L pH=13的NaOH溶液中,水电离出的OH-的数目为10-13NAD.28 g晶体硅中所含共价键的数目为2NA
解析 高温下Fe与水蒸气发生反应3Fe+4H2O Fe3O4+4H2,0.2 ml Fe与足量水蒸气反应生成H2的分子数约为0.267NA,A错误;标准状况下SO3不是气体,2.24 L SO3的物质的量不是0.1 ml,完全溶于水所得溶液中S 的数目不是0.1NA,B错误;常温下,1 L pH=13的NaOH溶液中水的电离受抑制,水电离出的OH-的浓度为10-13 ml·L-1,水电离出的OH-的数目为10-13NA,C正确;一个硅原子与其他四个硅原子共同占有四个共价键,根据均摊法可知一个硅原子拥有两个共价键,则28 g晶体硅中所含共价键的数目为2NA,D正确。
考点二　物质的量浓度、物质 的量的相关计算
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①容量瓶使用的第一步操作是“查漏”,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。②玻璃棒的作用是搅拌和引流。
(3)抓住表达式cB= 进行误差分析
①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。②导致cB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。
NaOH固体吸水潮解,附着在滤纸上
2.有关溶液的计算(1)熟练推导两种换算关系①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ρ g·cm-3,气体的摩
②物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算c= (c为溶质的物质的量浓度,单位为ml·L-1,ρ为溶液的密度,单位为g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位为g·ml-1)。
(2)理解两条规律①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质的量浓度,有c1V1=c2V2。b.如用m1、m2、w1、w2分别表示稀释前后溶液的质量和质量分数,有m1w1=m2w2。
②混合规律同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质质量分数的判断方法:设溶质质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液中溶质的质量分数为w。
a.两溶液等质量混合:w= (w1+w2)。b.两溶液等体积混合(a)若溶液密度大于1 g·cm-3,则w> (w1+w2),如H2SO4溶液。(b)若溶液密度小于1 g·cm-3,则w< (w1+w2),如氨水、酒精溶液。
考向　一定物质的量浓度的溶液的配制及物质的量的相关计算真题示例1.(2020全国Ⅰ卷,27节选)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L-1的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 ml·L-1的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)下列操作或装置能达到实验目的的是　　　　(填字母)。 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,改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线B.若要称取2.0 g NaOH固体,先在托盘天平的托盘上各放1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的液体F.配制0.100 0 ml·L-1的氯化钠溶液时,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固体时应该用小烧杯或者称量瓶,B项错误;配制一定浓度的NaCl溶液,定容时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固体,D项错误;加水超过刻度线时应重新配制,E项错误。
对点演练1.(2021湖北潜江质检)下列有关叙述正确的是(　　)A.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等于10%B.Na2O2和Na2O各0.1 ml分别放入100 g水中,所得溶液的物质的量浓度不同C.配制一定物质的量浓度的溶液,若定容时仰视刻度线,导致所配溶液浓度偏低D.向容量瓶中转移液体时,引流用的玻璃棒不可以接触容量瓶内壁
答案 C　解析 若两种硫酸溶液等体积混合,浓度大的密度较大,所以质量较大,两种硫酸溶液混合后,质量分数更接近浓度大的溶液,所得硫酸溶液的质量分数大于10%,故A错误;Na2O2和Na2O各0.1 ml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,则物质的量浓度相等,B错误;配制一定物质的量浓度的溶液,若定容时仰视刻度线,则加入的溶剂偏多,导致所配溶液浓度偏低,故C正确;引流时玻璃棒下端在刻度线以下,玻璃棒可以接触容量瓶内壁,故D错误。
2.(2021四川绵阳质检)用密度为ρ1 g·cm-3、质量分数为w的浓盐酸与水配制成体积比为1∶4的稀盐酸,其密度为ρ2 g·cm-3,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为(　　)
(二)　化学计算的常用方法
化学计算在高考中的考查
(一)审题关注什么1.明确一个中心:必须以“物质的量”为中心——“见量化摩,遇问设摩”2.掌握四种方法
(二)题目考查什么近几年的高考计算主要体现在以下几个方面:
(2020山东卷,20节选)某FeC2O4·2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:Ⅰ.称取m g样品于锥形瓶中,加入稀硫酸溶解,水浴加热至75 ℃。用c ml·L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1 mL。Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀硫酸酸化后,在75 ℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2 mL。样品中所含H2C2O4·2H2O(M=126 g·ml-1)的质量分数表达式为　　　。 下列关于样品组成分析的说法,正确的是　　　　　(填字母)。 
C.若步骤Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低D.若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏高
应考训练1.(2021湖南株洲月考)将m g铜粉和锌粉的混合物分成两等份,将其中一份加入200 mL的稀硝酸中并加热,固体和硝酸恰好完全反应,并产生标准状况下的2.24 L NO;将另一份在空气中充分加热,得到n g固体,将所得固体溶于上述的稀硝酸中,固体完全溶解时消耗硝酸的体积为V mL。下列说法不正确的是(　　)A.V=150B.硝酸的浓度为2 ml·L-1C.m g铜粉和锌粉的物质的量之和为0.3 mlD.n=m+2.4
上述分析可知,HNO3的物质的量浓度为2 ml·L-1,故B正确;每一份固体中n(Cu)+n(Zn)=0.15 ml,则m g铜粉和锌粉的物质的量之和为0.15 ml×2=0.3 ml,故C正确;每一份中金属总质量为0.5m g,得到n g固体为CuO、ZnO,由于n g固体中n(O)=n(Cu)+n(Zn)=0.15 ml,则n g=0.5m g+0.15 ml×16 g·ml-1=(0.5m+2.4) g,故D不正确。
2.(2021陕西西安调研)工业纯碱中常含有NaCl、Na2SO4等杂质。某研究小组设计了如下实验装置,通过纯碱与酸反应生成的m(CO2)测定质量为m g的某工业纯碱的纯度,下列叙述正确的是(　　)
A.通过称量反应前后装置B的质量,获取m(CO2)B.通过称量反应前后装置C的质量,获取m(CO2)C.通过称量反应前后装置B和D的质量,获取m(CO2)D.通过称量反应前后装置D的质量,获取m(CO2)
答案 B　解析 根据题意分析,装置A中工业纯碱发生反应,装置B的目的是干燥二氧化碳,不能通过称量反应前后装置B的质量获取m(CO2),故A错误;装置C的目的是吸收反应生成的二氧化碳,通过称量反应前后装置C的质量可以获取m(CO2),故B正确;装置D中的碱石灰可以防止外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置C,不能通过称量反应前后装置B和D的质量获取m(CO2),故C错误、D错误。
3.ZnSO4·7H2O在不同的温度下分解产物不同,取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。分析数据,在680 ℃时所得固体的化学式为(　　)A.ZnO B.Zn3O(SO4)2C.ZnSO4D.ZnSO4·H2O
答案 B　解析 28.70 g ZnSO4·7H2O的物质的量为0.1 ml,由Zn元素守恒可以知道,生成ZnSO4·H2O或ZnSO4或ZnO时,物质的量均为0.1 ml,若得ZnSO4·H2O的质量为17.90 g(100 ℃),若得ZnSO4的质量为16.10 g(250 ℃),若得ZnO的质量为8.10 g(930 ℃);据此通过排除法确定680 ℃时所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。
4.(2021江苏新高考适应性训练节选)通过下列方法测定CuSO4·5H2O样品的纯度:准确称取0.500 0 g CuSO4·5H2O样品,加适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀硫酸酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.100 0 ml·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液19.80 mL。测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I-==2CuI↓+I2、 。计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程): 　 。 
答案 根据题中所给的离子方程式可得关系式CuSO4·5H2O~Na2S2O3,则样品中CuSO4·5H2O物质的量为0.100 0 ml·L-1×0.019 8 L=0.001 98 ml,则CuSO4·5H2O样品的纯度
5.(2021陕西咸阳调研)烟气中SO2的大量排放给人类的生存环境造成了严重破坏,工业上通常采用以下方法实现烟气中硫的回收。CO还原法:SO2(g)+2CO(g) S(l)+2CO2(g)已知CO(g)、S(l)的燃烧热分别为ΔH1=-283 kJ·ml-1、ΔH2=-529 kJ·ml-1,则反应SO2(g)+2CO(g) S(l)+2CO2(g)的ΔH=　　　　　　。 
答案 -37.0 kJ·ml-1
解析 根据CO(g)和S(l)的燃烧热可得热化学方程式:2CO(g)+O2(g) ==2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·ml-1,S(l)+O2(g) ==SO2(g)　ΔH=-529 kJ·ml-1,用第一个反应减去第二个反应,即得SO2(g)+2CO(g) S(l)+2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·ml-1+529 kJ·ml-1=-37 kJ·ml-1。
6.(2021广东“六校联盟”三模)磷化铝(AlP)常用作粮食熏蒸杀虫剂,吸水后会强烈水解产生高毒性气体(18电子结构,沸点为-87.7 ℃,还原性强)。在熏蒸处理虫粮过程中,粮食颗粒对该气体具有一定的吸附作用。某化学兴趣小组用下述方法测定粮食中残留的磷含量,实验装置如图所示。
在C中加入10 g原粮,E中加入20.00 mL 1.50×10-3 ml·L-1的KMnO4溶液(H2SO4酸化),往C中加入足量的水,充分反应后,用亚硫酸钠标准溶液滴定E中过量的KMnO4溶液。回答下列问题:(1)仪器C的名称是　　　　　　。 (2)AlP与水反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　,高毒性气体产物的电子式为　　　　。 (3)装置A中盛装酸性KMnO4溶液的作用是除去空气中的还原性气体,装置B中盛有焦性没食子酸的碱性溶液,其作用是　　　　　　　　　。 (4)反应完成后,继续通入空气的作用是　　　　　　　　　　　　。 
(5)装置E中PH3被氧化成磷酸,则装置E中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (6)收集装置E中的吸收液,加水稀释至250 mL,取25.00 mL置于锥形瓶中,用4.0×10-4 ml·L-1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液,消耗Na2SO3标准溶液15.00 mL,到达滴定终点时的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　。我国粮油卫生标准中规定磷化物允许量为0.05 mg·kg-1,则该原粮为　　　　　　　(填“合格”或“不合格”)产品。 
答案 (1)三颈烧瓶
解析 A中盛装酸性KMnO4溶液,可以除去空气中的还原性气体;B中盛有焦性没食子酸的碱性溶液,可吸收空气中的O2;C中AlP和H2O会反应生成PH3气体和Al(OH)3沉淀,PH3气体和E中的KMnO4反应后,用亚硫酸钠标准溶液滴定E中过量的KMnO4溶液,即可计算出残留的磷含量。(1)仪器C的名称是三颈烧瓶。(2)AlP与水反应的化学方程式为AlP+3H2O==PH3↑+Al(OH)3;高毒性气体
(3)装置B中盛有焦性没食子酸的碱性溶液,其作用是吸收空气中的O2。(4)反应完成后,继续通入空气的作用是为了保证生成的PH3全部被酸性KMnO4溶液吸收。(5)装置E中PH3被氧化成磷酸,离子方程式为
(6)KMnO4溶液为紫色,到达滴定终点时的现象为溶液恰好由紫红色变无色,且半分钟内不复原;根据化学反应AlP+3H2O==PH3↑+Al(OH)3、
7.(2021安徽合肥高三一模)亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。Ⅰ.实验室制备亚硝酸钠某化学兴趣小组设计如下实验装置(略去夹持仪器)制备亚硝酸钠。
(1)装置C的名称是　　　　　　　　　,试剂X的名称是　　　　　　。 (2)为制得少量亚硝酸钠,上述装置按气流方向连接顺序为A→(　　　)→(　　　)→(　　　)→(　　　)→D(装置可重复使用)。 (3)加入浓硝酸前,需先向装置内通一段时间N2,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)D中主要反应的离子方程式为 　。 
Ⅱ.市售亚硝酸钠含量的测定(5)已知市售亚硝酸钠主要成分是NaNO2(含NaNO3、水等杂质),可以采用KMnO4测定含量(其中杂质不跟酸性KMnO4溶液反应)。称取5.0 g市售亚硝酸钠样品溶于水配制成250 mL的样品溶液。取25.00 mL样品溶液置于锥形瓶中,用稀硫酸酸化后,再用0.100 0 ml·L-1的KMnO4标准液进行滴定,消耗KMnO4标准液的体积为28.00 mL。判断滴定终点的现象是 　, 该市售亚硝酸钠中NaNO2的质量分数是　。 
答案 (1)(球形)干燥管　蒸馏水(或水)(2)E　C　B　C(3)排净装置中的空气,防止NO被氧化为NO2
(5)当滴入最后一滴高锰酸钾标准液时,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内无变化　96.6%
解析 已知2NO+Na2O2==2NaNO2,可见B为合成NaNO2的装置,由于过氧化钠能和水反应,故B中应该是干燥环境,B装置前后需连接C装置,A中铜和浓硝酸反应生成NO2,经过E装置,NO2和水反应生成NO,经干燥后再进入B装置,由于氮氧化物有毒,因此用装置D中的酸性高锰酸钾溶液进行尾气处理。Ⅰ.(1)由图可知,装置C为(球形)干燥管,根据上述分析可知,试剂X的名称是蒸馏水(或水)。(2)根据上述分析可知,为制得少量亚硝酸钠,题给装置按气流方向连接的顺序为A→E→C→B→C→D。(3)利用反应2NO+Na2O2==2NaNO2制备亚硝酸钠,需要防止NO被氧化为NO2,因此加浓硝酸前,需先向装置内通一段时间N2,以排净空气,防止NO被氧化为NO2。
Ⅱ.(5)硫酸参与下,高锰酸钾与亚硝酸钠溶液反应的化学方程式为3H2SO4+2KMnO4+5NaNO2==2MnSO4+5NaNO3+3H2O+K2SO4。则滴定终点的现象是当滴入最后一滴高锰酸钾标准液时,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内无变化;25.00 mL样品溶液用0.100 0 ml·L-1的KMnO4标准液进行滴定,消耗KMnO4标准液的体积为28.00 mL,则有: 2KMnO4　　　　　　　~　　　　　　5NaNO22 ml 5 ml0.100 0 ml·L-1×28.00×10-3 Ln(NaNO2)