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(共39张PPT)
第三节　物质的量
第1课时　物质的量的单位——摩尔
素养·目标定位
目标素养
1.了解物质的量及其单位——摩尔
2.通过对比、类比、归纳、演绎等多种研究方法,了解阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用
3.能基于物质的量认识物质的组成及其化学变化,并运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。知道从定量角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系是研究化学问题的科学方法之一
目标素养
4.了解物质体积大小的决定因素,知道气体体积与温度、压强的关系,并能从微观角度分析物质体积的影响因素
5.认识容量瓶,初步学会配制一定物质的量浓度的溶液的方法和技能,通过对实验细节的分析,增强定量研究的意识
6.通过了解生产、生活、科研中的多种计量方法,认识化学计量方法的选择取决于实际需要,初步学会从实际需求的角度审视化学问题
知识概览
课前·基础认知
一、物质的量及其单位
1.定义:物质的量是一个　物理量　,它表示含有　一定数目粒子　的集合体。符号为　n　。
2.单位:单位为　摩尔　,简称摩,符号为　mol　。
3.衡量标准:国际上规定,1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。
4.阿伏加德罗常数:　1 mol　任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为　NA　,通常用　6.02×1023 mol-1　表示。
5.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:　
n= 　。其中n表示物质的量,NA表示阿伏加德罗常数,N表示　粒子数　。
微判断1 (1)物质的量就是物质的质量。(　　)
(2)1 mol NH3所含原子数约是2.408×1024。(　　)
(3)物质的量的单位——摩尔只适用于分子、原子和离子。
(　　)
×
√
×
二、摩尔质量
1.摩尔质量的定义:　单位物质的量的物质具有的质量　叫做摩尔质量。
2.符号和单位:符号为　M　,常用的单位为　g/mol　或　g·mol-1　。
如钠的摩尔质量是23 g·mol-1。
3.物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系为　
n= 　。
微判断2 (1)1 mol HCl的质量是36.5 g·mol-1。(　　)
(2)硫酸根离子的摩尔质量是96 g·mol-1。(　　)
(3)32 g O2中约含有6.02×1023个氧原子。(　　)
×
√
×
课堂·重难突破
一 物质的量及其单位
问题探究
(1)1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示的含义是否相同
(2)每天适量喝水是保证健康的好习惯。某同学每天坚持喝约2 L的水。
①该同学每天喝的水分子的物质的量约是多少 (设水的密度为1 g·mL-1,结果保留至小数点后一位)
②该同学一天喝的水分子个数大约是多少
提示:(1)不同。虽然都是1 mol粒子,但粒子种类不同,它们分别表示1 mol氢原子、1 mol氢离子和1 mol氢分子。
(2)①111.1 mol　②6.7×1025
=111.1 mol,其中水分子的个数约为111.1 mol×6.02×1023 mol-1=6.7×1025。
归纳总结
1.抓住“四化”,准确理解“物质的量”。
2.阿伏加德罗常数。
(1)阿伏加德罗常数是一个物理量,单位为 mol-1。
(2)阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,这里的粒子指同种粒子,如1 mol O2中的分子数为NA,而1 mol O2中的氧原子数为2NA。
(3)阿伏加德罗常数精确值为1 mol粒子含有的粒子数,近似值为6.02×1023 mol-1。
3.准确理解摩尔质量的“三性”。
等同性 摩尔质量只是在数值上与相对原子质量或相对分子质量相等,其含义和单位是不同的,即摩尔质量不是相对原子质量或相对分子质量
确定性 对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的量的改变而改变
近似性
典型例题
【例1】 水是生命之源,了解水的组成也是化学学习的内容之一。设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是(　　)。
A.1 mol H2O约含有6.02×1023个氢原子
B.H2O的摩尔质量是18 g
C.1 mol O2的质量是32 g,含有的氧原子数为2NA
D.2NA个H2O的摩尔质量为36 g· mol-1
答案:C
解析:1 mol H2O含有2 mol氢原子,约2×6.02×1023个氢原子, A项错误。摩尔质量的单位为g· mol-1,B项错误。摩尔质量与物质的量的多少无关,D项错误。
【例2】 下列有关等物质的量的CO和CO2的比较不正确的是(　　)。
A.所含的分子数目之比为1∶1
B.所含的O原子数目之比为1∶2
C.所含的原子总数目之比为3∶2
D.所含质量之比为7∶11
答案:C
二 关于物质的量、摩尔质量、粒子数目的简单计算
问题探究
有一瓶氯化钠试剂的标签如图所示,请回答下列问题。
氯化钠
净含量:500 g
分子式:NaCl
相对分子质量:58.5
含量(NaCl):96%　　　　　　　
(1)该瓶未开封的试剂中含氯化钠的物质的量约为多少 (计算结果保留至小数点后一位,下同)
(2)从上述试剂瓶中取出0.5 g样品溶于10 mL水中配成溶液,则溶液中Na+与Cl-总数约为多少个
归纳总结
1.基本关系式。
2.恒等关系式。
3.摩尔质量的计算方法。
(2)已知一个分子的质量时:M=m(分子)×NA。
(3)已知一个分子的质量和一个12C原子的质量时:
典型例题
【例3】 下列说法不正确的是(　　)。
A.硫酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等
B.6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的质量比等于7∶8
C.3.2 g O2所含的原子数目约为0.2×6.02×1023
D.常温、常压下,0.5×6.02×1023个二氧化碳分子质量是44g
答案:D
解析:H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1,6.02×1023个H3PO4分子的质量为98 g,两者数值相等,A项正确。6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的质量比为两者的相对分子质量之比,即28∶32=7∶8,B项正确。3.2 g O2物质的量为 =0.1 mol,含氧原子数约为0.1×2×6.02×1023,C项正确。0.5×6.02×1023个CO2物质的量为0.5 mol,质量为0.5 mol×44 g·mol-1=22 g,D项不正确。
【例4】 在14.2 g Na2SO4中:
(1)含有的Na+的数目是　　　　;
(2)含有的 的质量是　　　　;
(3)含氧原子的物质的量是　　　　。
答案:(1)1.204×1023　(2)9.6 g　(3)0.4 mol
解析:由化学式Na2SO4可得如下关系式:
所以有:
(1)n(Na+)=2n(Na2SO4)=0.2 mol,
N(Na+)=0.2 mol×6.02×1023 mol-1=1.204×1023;
(3)n(O)=4n(Na2SO4)=0.4 mol。
成 果 验 收 站
2.下列说法正确的是(　　)。
A.1 mol氢约含有阿伏加德罗常数个氢
B.1 mol CaCl2含有1 mol Cl-
C.1 mol电子约含有6.02×1023个电子
D.1 mol H2O含有1 mol H2和1 mol O
答案:C
解析:未指明粒子的种类,A项错误。1 mol CaCl2应含有2 mol Cl-,B项错误。1 mol H2O含有2 mol H和1 mol O,D项错误。
3.下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是(　　)。
A.1 mol OH-的质量为17 g·mol-1
B.二氧化碳的摩尔质量为44 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
答案:D
解析:A项中质量的单位为“g”。B项中单位应为“g·mol-1”。C项没有指出以“g·mol-1”为单位,也没有指出在数值上相等。D项中可用1 mol Na的质量除以1 mol Na的原子数,求得每个钠原子的质量。
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol H2SO4含有的原子数目为3.5NA
C.HNO3的摩尔质量是63 g
D.0.5NA个氯气(Cl2)分子的物质的量是1 mol
答案:B
5.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
(　　)。
A.2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1NA
B.2 g氢气中含有的原子数为NA
C.3.01×1023个氮气分子中含有的原子数为2NA
D.18 g水中含有的电子数为10NA
答案:D
解析:2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol,而1 mol Mg变成Mg2+时失去2 mol电子,所以2.4 g Mg应失去0.2NA个电子,A项错误。H2为双原子分子,2 g氢气即1 mol H2,应含有2 mol H,所含氢原子个数为2NA,B项错误。N2为双原子分子,3.01×1023个氮气分子中所含原子数应为2×3.01×1023,即NA,C项错误。1个水分子含有10个电子,18 g H2O的物质的量为1 mol,含有的电子数为10NA,D项正确。(共12张PPT)
实验活动1　配制一定物质的量浓度的溶液
一、实验准备
(一)实验目的
1.通过练习配制溶液,巩固对容量瓶构造的认识,熟悉容量瓶的使用方法。
2.通过用固体和浓溶液配制一定物质的量浓度的溶液,学会溶液的配制方法,提高实验操作能力。
3.通过配制一定物质的量浓度溶液的实践,加深对物质的量浓度概念的认识。
(二)实验原理
2.用浓溶液配制稀溶液:溶液在稀释过程中溶质的物质的量不变,c(浓溶液)·V(浓溶液)=c(稀溶液)·V(稀溶液)。
(三)实验用品
1.仪器:烧杯、容量瓶(100 mL)、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、天平。
2.试剂:NaCl、蒸馏水。
二、探究过程
(一)实验步骤
1.配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液。
(1)计算溶质的质量:
配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液需要NaCl固体的质量为　m(NaCl)=0.1 L×1.00 mol·L-1×58.5 g·mol-1=5.85 g　(写出计算过程)。
(2)称量:在天平上称量出所需质量的NaCl固体。
(3)配制溶液:
把称好的NaCl固体放入烧杯中,再向烧杯中加入约40 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体完全溶解。
将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100 mL容量瓶,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
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。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
(4)将配制好的溶液倒入指定试剂瓶中,贴好标签。
2.用1.00 mol·L-1 NaCl溶液配制100 mL 0.50 mol·L-1 NaCl溶液。
(1)计算配制100 mL 0.50 mol·L-1 NaCl溶液所需1.00 mol·L-1 NaCl溶液的体积为V=　50　 mL。
(2)量取1.00 mol·L-1 NaCl溶液的体积:
用量筒量取所需体积的1.00 mol·L-1 NaCl溶液并注入烧杯中。
(3)配制溶液:
向盛有1.00 mol·L-1 NaCl溶液的烧杯中加入20 mL蒸馏水,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀。
将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶。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。
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。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
(4)将配制好的100 mL 0.50 mol·L-1 NaCl溶液倒入指定试剂瓶中,贴好标签。
(二)实验注意事项
1.容量瓶在使用前需要检查是否漏水。
2.配制溶液所用烧杯和玻璃棒一定要洗涤,且洗涤液也要全部转移到容量瓶中。
3.定容时如果不小心超过刻度线,应重新配制。
三、思考与交流
1.在本实验中,玻璃棒有什么作用
答案:溶解固体或稀释溶液时,用玻璃棒搅拌,以加速溶解;在转移溶液时,用玻璃棒引流。
2.最后定容是非常关键的,液体不能加多也不能加少,你知道怎样操作吗
答案:在加入蒸馏水直到液面在刻度线以下1~2 cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,视线与容量瓶刻度线相平,眼睛注视容量瓶内液面变化,直至液面与刻度线相切。
3.用固体配制溶液和用浓溶液配制稀溶液在操作步骤和使用的仪器上有何不同
答案:用固体配制溶液需要用天平称量所需固体的质量;用浓溶液配制稀溶液时,需要用量筒量取所需浓溶液的体积。
4.即便是正确进行操作,实验时也会产生误差。你能分析误差产生的原因吗 利用图示说明定容时仰视和俯视产生的误差。
答案:产生误差的原因主要来自两个方面,一个是溶质的量不准确,一个是溶液的体积不准确。造成溶质的量不准确的原因主要有:称量误差、转移时未洗涤或转移时部分溶液洒到外面等。造成溶液体积不准确的原因主要有:未冷却至室温即转移、定容时仰视或俯视造成溶液体积不准确等。
仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线:操作时以刻度线为基准加水,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,则所配溶液中溶质的物质的量浓度偏低,如图a。
②俯视刻度线:加水量偏少,溶液体积偏小,故所配溶液中溶质的物质的量浓度偏高,如图b。(共52张PPT)
第一节　钠及其化合物
第1课时　钠单质及其氧化物
素养·目标定位
目标素养
1.通过实验探究,了解钠、氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等物质的性质,建构物质间的转化关系,初步认识元素化合物的学习思路,培养变化观念和证据推理与模型认知的化学学科核心素养
2.通过实验探究和真实事例,了解钠及其化合物在生产、生活中的应用,提高实验方案设计能力和知识应用能力,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养
3.学会焰色试验的基本操作,了解金属的焰色在物质鉴别和生活中的应用
知识概览
课前·基础认知
一、活泼的金属单质——钠
1.钠的物理性质。
2.钠的化学性质。
(1)钠的原子结构。
,表现出很强的　还原　性。
(2)钠与氧气的反应。
微判断1 (1)钠与氧气反应时,条件不同,产物也不同。(　　)
(2)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在。(　　)
(3)单质钠在氧化还原反应中既可作还原剂,又可作氧化剂。
(　　)
√
√
×
(3)钠与水的反应。
从物质组成和氧化还原反应的角度,预测钠与水反应的产物应为　氢气　和　氢氧化钠　。
实验操作
3.钠的保存。
实验室里金属钠要保存在　石蜡油　或煤油中,隔绝空气和水。
微思考 已知CCl4常温下是一种液体,密度比水的大,不与钠反应。钠可以保存在CCl4中吗
提示:不可以。若将钠放入CCl4中,因为CCl4的密度比钠的大,钠会浮在CCl4表面,无法隔绝空气。
二、氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质。
(1)物理性质。
氧化钠是　白　色的固体。
(2)化学性质。
写出序号对应反应的化学方程式:
①　Na2O+H2O══2NaOH　。
②　Na2O+CO2══Na2CO3　。
③　Na2O+2HCl══2NaCl+H2O　。
2.过氧化钠的性质。
(1)物理性质。
过氧化钠是淡黄色的固体。
(2)化学性质。
①与水反应。
②与CO2反应。
反应的化学方程式为　2Na2O2+2CO2══2Na2CO3+O2　。
(3)重要用途。
过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为　氧气　的来源。
微判断2 (1)Na2O与Na2O2中氧元素的化合价不相同,钠元素的化合价相同。(　　)
(2)将Na2O2投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中,一段时间后溶液变成红色,产生大量气泡。(　　)
(3)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中,溶液变成红色,振荡试管后溶液褪色。(　　)
√
×
×
课堂·重难突破
一 钠的性质
问题探究
实验1:金属钠能与硫反应。设计实验方案进行验证。实验步骤及实验现象如下:
将硫粉与金属钠共置于研钵中研磨(或加热)。结果产生黄色的闪光,并伴有“噼噼啪啪”的响声。
实验2:用如图所示装置进行钠与水反应的实验,并可收集、检验生成的气体,按图所示向U形管中添加水和煤油,待液体物质添加完毕后,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,关闭活塞A,观察实验现象。
(1)由实验1分析,钠与硫能发生反应吗 二者反应的条件是什么
(2)实验2中,加入金属钠反应一段时间后,U形管中的液面如何变化 其原因是什么
(3)写出钠与水反应的离子方程式,并指出反应中的氧化剂和还原剂。
(4)将实验2装置中的水换成CuSO4溶液,与钠和水的反应相比,现象有什么不同
提示:(1)钠与硫能反应。通过实验可知,硫在研磨或加热时能与金属钠反应。
(2)钠与水反应有大量气体产生,故U形管中右管液面下降,左管液体上升进入漏斗中。
(3)2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑,其中Na是还原剂,H2O是氧化剂。
(4)钠与CuSO4溶液反应除生成气体外,还生成蓝色沉淀。
归纳总结
(1)
(2)Na NaOH+H2
(3)与酸反应
(4)钠与盐溶液的反应
钠与硫酸铜溶液反应的总化学方程式为
2Na+2H2O+CuSO4══Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
注意:在没有H2O存在时,在一定条件下,Na与盐反应也可以置换出某些盐,如在无水时,4Na+TiCl4 Ti+4NaCl。
典型例题
【例1】 下列有关金属钠的叙述不正确的是(　　)。
A.钠在氧气中燃烧比在空气中更剧烈
B.钠燃烧发出黄色火焰,生成淡黄色固体Na2O2
C.金属钠很活泼,是一种强还原剂
D.将钠投入FeCl2溶液中可置换出Fe
答案:D
解析:钠在空气中燃烧时,迅速熔化为一个光亮小球,发出黄色火焰,生成淡黄色固体,即为Na2O2,B项正确。金属钠是一种活泼性很强的金属,易失电子,是一种强还原剂,C项正确。将Na投入FeCl2溶液中,Na先与H2O反应, 2Na+2H2O══2NaOH+H2↑,生成的NaOH再与FeCl2反应, FeCl2+2NaOH══Fe(OH)2↓+2NaCl,不能置换出Fe,D项错误。
【例2】 如图所示,将一小块金属钠投入盛有液体的烧杯中。下列说法错误的是(夹持装置已略去)(　　)。
A.一段时间后,烧杯底部有红色难溶物生成
B.若观察到金属钠被煤油浸没,则金属钠的密度比煤油的大
C.该实验进行过程中可观察到
有气泡产生
D.反应进行一段时间(反应未结束),
此时温度计的读数大于起始时的读数
答案:A
解析:Na先与溶液中的水反应,不会有Cu单质生成,A项错误。该反应放热,所以D项正确。
二 氧化钠与过氧化钠
问题探究
在人类探索太空奥秘时,飞船中航天员需要某种物质作为供氧剂,潜艇内人员和潜水员潜入海底作业需要充足的氧气源。
(1)飞船中航天员的供氧剂可以是　　　(填化学式,下同),能够与人呼吸产生的　　、　　　反应生成氧气。
(2)结合Na2O2的性质可知,实验室中保存Na2O2的方法是 　。
(3)长期放置的过氧化钠与空气中的成分发生反应而变质,根据过氧化钠的性质判断过氧化钠变质生成的物质是　　　　　　　。你能否设计实验证明某包供氧剂中是否还含有过氧化钠
提示:(1)Na2O2　CO2　H2O
(2)Na2O2能够与空气中的CO2、H2O反应,应该密封保存
(3)NaOH、Na2CO3　取少量该固体放入试管中,向试管中加入少量水后,将带火星的木条伸入试管内,若木条复燃说明仍含有过氧化钠。
归纳总结
1.氧化钠与过氧化钠的比较。
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
氧的化合价 -2价 -1价
颜色、状态 白色固体 淡黄色固体
主要用途 — 漂白剂、供氧剂
名称 氧化钠 过氧化钠
化学
性质 相同点 都能与H2O反应生成NaOH,都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点 Na2O2与H2O、CO2反应有O2产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
2.Na2O2强氧化性的表现。
3.注意过氧化钠的特殊性。
(1)Na2O2不属于碱性氧化物的原因:Na2O能与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物;Na2O2与酸反应除生成盐和水,还生成O2,所以Na2O2不属于碱性氧化物。
(2)Na2O2和Na2O结构不同:过氧化钠与氧化钠虽然结构不同,但是二者阴、阳离子的个数比都是1∶2。
(3)过氧化钠具有强氧化性,同时具有漂白性,能使有色物质褪色。
典型例题
【例3】 下列叙述正确的是(　　)。
①Na2O与Na2O2都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
③Na2O是淡黄色物质,Na2O2是白色物质
④Na2O2可作为供氧剂,而Na2O不可作为供氧剂
⑤Na2O2与CO2反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
A.①②③④　　B.②③④⑤ C.②③⑤ D.④⑤
答案:D
解析:①Na2O2能与水反应生成氢氧化钠和氧气,是过氧化物,不是碱性氧化物,错误。②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2,不符合置换反应的定义,错误。③Na2O是白色物质,Na2O2是淡黄色物质,错误。④Na2O2可与水、二氧化碳反应生成氧气,可作为供氧剂,而Na2O不可作为供氧剂,正确。⑤Na2O2与CO2的反应中,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,正确。
【例4】 已知(NH4)2CO3 2NH3↑+H2O+CO2↑,将(NH4)2CO3固体置于试管中加热,生成的气体依次通过盛有足量Na2O2的干燥管、足量浓硫酸的洗气瓶,最终得到的气体是
(　　)。
A.NH3 B.O2
C.H2O D.CO2
答案:B
解析:(NH4)2CO3受热分解生成NH3、H2O、CO2,通过过氧化钠,H2O、CO2转化成O2,再通过足量浓硫酸,NH3被吸收,只剩下O2,故B项正确。
成 果 验 收 站
1.下列关于钠的说法不正确的是(　　)。
A.金属钠与氧气反应,条件不同,产物不同
B.钠长期露置于空气中,表面不能形成致密的氧化膜
C.金属钠着火,不能用水灭火,应用干砂灭火
D.因为钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序中排在钠后面的金属
答案:D
2.钠与水反应的实验过程如图①、②、③所示,下列有关说法不正确的是(　　)。
A.图②中钠熔成小球,说明钠与
水反应放热且钠的熔点低
B.图②中钠四处游动并“嘶嘶”
作响,说明反应产生了气体
C.图③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明有碱性物质生成
D.钠与水反应的离子方程式是2Na+2H+══2Na++H2↑
答案:D
3.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(　　)。
A.Na2O和Na2O2都能与CO2反应,且产物相同
B.用钠与空气反应制纯净的Na2O2,空气必须经过碱石灰处理后,才能与钠反应
C.Na、Na2O、Na2O2都具有强还原性
D.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2
答案:B
解析:Na2O与CO2反应的产物是Na2CO3,Na2O2与CO2反应的产物是Na2CO3和O2,A项错误。空气中含有的CO2会与过氧化钠反应生成碳酸钠使产物不纯,故需经过碱石灰处理,B项正确。Na具有强还原性,Na2O无还原性,Na2O2具有氧化性,C项错误。在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂和还原剂都是Na2O2,D项错误。
4.下列判断正确的是(　　)。
A.可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在纯氧中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
答案:A
解析:Na2O2、Na2O与CO2、H2O均能反应,但Na2O2反应时能产生O2,因O2和CO2都是无色无臭气体,故CO2与Na2O2的反应无明显的现象产生,H2O与Na2O2反应产生气泡,A项正确,B项错误。在纯氧中加热Na2O和Na2O2的混合物,Na2O会转化为Na2O2,C项错误。将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,两者均与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色,但因Na2O2与水反应生成的H2O2具有漂白性,最后又会将变成红色的溶液漂白,D项错误。
5.将一小块钠放入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是(　　)。
A.KNO3 B.HCl C.CuCl2 D.Ca(HCO3)2
答案:D
解析:钠先与水反应生成NaOH和H2,KNO3与NaOH不反应,无沉淀,A项不符合题意。钠与HCl反应生成NaCl和H2,无沉淀,B项不符合题意。钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH与CuCl2生成蓝色Cu(OH)2沉淀,C项不符合题意。钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH与Ca(HCO3)2反应生成白色CaCO3沉淀,D项符合题意。
6.Na2O2是一种重要的化工原料,工业上可以用来漂白纺织类物品、麦秆、纤维等。回答下列问题。
(1)Na2O2中氧元素的化合价为　　　价。
(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式。
①钠与水反应的离子方程式: 　;
②过氧化钠与水反应的化学方程式: 　;
③过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式: 　。
(3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成　　　　　(填化学式),证明过氧化钠变质情况的一种实验方案如下。
操作 现象 结论
取少量样品放入试管中,加水溶解,加入　　　　　溶液,充分振荡 有白色沉淀生成
另取少量样品放入试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近管口 带火星的木条复燃
答案:(1)-1　
(2)①2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑　
②2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑　
③2Na2O2+2CO2══2Na2CO3+O2
(3)Na2CO3　BaCl2(或CaCl2,答案合理即可)　过氧化钠样品已经变质　过氧化钠样品部分变质(共50张PPT)
第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
素养·目标定位
目标素养
1.能通过实验探究氯气的物理性质、化学性质,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识
2.能用氧化还原反应、离子反应的观点预测并解释氯气的化学性质,并能用化学方程式正确表达
3.以氯及其化合物知识的学习为线索,建立含氯元素的物质间的转化关系,进一步了解研究物质的思路和方法
4.通过含氯物质性质和用途的学习,感受物质性质和用途的关系,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感
目标素养
5.了解氯气的发现史,学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。初步学会氯气的实验室制备方法,并能根据反应原理选取合适的实验装置,树立安全意识和环保意识
6.了解氯离子的检验方法,能够排除杂质离子的干扰,培养严谨求实的科学精神
知识概览
课前·基础认知
一、氯的原子结构及氯元素的存在
1.氯的原子结构。
表现出　氧化　性。
2.氯元素的存在形态。
氯是一种重要的“　成盐　元素”,在自然界中除了以
　NaCl　、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
二、氯气的发现及物理性质
1.氯气的发现。
氯气是18世纪70年代,瑞典化学家　舍勒　在研究软锰矿时发现的,但受当时流行学说的影响,他未能确认这种气体。直到1810年,英国化学家戴维才确认这种气体是氯气。
2.氯气的物理性质。
氯气是一种　黄绿　色、　有刺激性　气味的气体,密度比空气的　大　,能溶于水。
微思考1 如何闻氯气的气味
提示:闻氯气气味的方法:用手在盛有氯气的瓶口上方向鼻孔轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔。
三、氯气的化学性质
1.与金属单质的反应。
2.与非金属单质的反应。
微思考2 我们以前学过的燃烧反应,都是物质在氧气中的燃烧。通过观察氢气在氯气中的燃烧,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识
提示:燃烧并不一定需要有氧气参与。燃烧是发光、发热的剧烈氧化反应。
3.与水的反应。
(1)25 ℃时,1体积水可溶解约　2　体积氯气,氯气的水溶液称为氯水,氯水呈浅黄绿色。
(2)在常温下,溶于水的部分氯气与水发生反应,化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO,该反应的氧化剂是　Cl2　,还原剂是　Cl2　。
(3)次氯酸具有　强氧化　性,能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。
(4)验证次氯酸的漂白性。
褪色原因分析:使有色物质褪色的物质　不是氯气本身,而是氯气与水反应生成的次氯酸　。
(5)次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。次氯酸不稳定,在光照条件下容易发生分解反应,化学方程式为　2HClO 2HCl+O2↑　。
4.与碱的反应。
(1)最初,人们直接用氯水作漂白剂,但因氯气的溶解度不大,而且生成的HClO不稳定,难以保存。因此常用氯气与碱反应制取次氯酸钠、次氯酸钙等具有漂白作用的次氯酸盐。
(2)Cl2与NaOH溶液反应可以得到以　NaClO　为有效成分的漂白液。反应的化学方程式为
　2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O　。
(3)将Cl2通入冷的石灰乳中,可以得到以　Ca(ClO)2　为有效成分的漂白粉。反应的化学方程式为　2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O　。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使次氯酸钙成为主要成分,则得到漂粉精。
(4)漂白液、漂白粉和漂粉精既可用作漂白棉、麻、纸张等的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
微判断 (1)漂白粉和漂粉精都属于纯净物。(　　)
(2)湿润的有色布条遇Cl2褪色,说明Cl2具有漂白性。(　　)
×
×
课堂·重难突破
一 氯气、次氯酸及其盐的性质
问题探究
下面是模拟氯气泄漏事故紧急疏散现场的图片。
(1)从图片可以看出,现场人员撤离时,均用一块用水打湿的毛巾捂住口鼻,这样可以减少氯气的危害。原因是什么 不考虑当时的条件,为了尽量减少氯气的危害,毛巾最好用什么溶液打湿
(2)消防人员在现场向空中喷洒石灰水,这是为什么 请用化学方程式说明原理。
(3)制取漂白粉时,应选择石灰水还是石灰乳 为什么
提示:(1)氯气能与水反应,减少氯气的吸入。毛巾最好用碱性溶液打湿,如肥皂水、苏打或小苏打溶液。
(2)2Cl2+2Ca(OH)2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(3)由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉不能用石灰水,应用石灰乳。
归纳总结
1.Cl2的主要性质。
(1)氯气与金属反应时表现出强氧化性,与变价金属反应时得到高价的氯化物(如与Fe反应生成FeCl3);氯气不但能与活泼金属反应,也能与某些不活泼金属发生反应(如与铜反应)。
(2)H2与Cl2的反应条件可以是点燃,用于制HCl,然后溶于水制备盐酸,也可以是加热或光照二者的混合气体,但会发生爆炸。
(3)溶于水的部分氯气与水发生反应,氯水中仍有剩余的Cl2分子。
(4)Cl2与碱反应可用于工业上制漂白液、漂白粉和漂粉精。
制漂
白粉、
漂粉精 2Cl2+2Ca(OH)2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
[有效成分:Ca(ClO)2]
制漂
白液 Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2O
(有效成分:NaClO)
2.次氯酸的性质。
3.含氯漂白剂的使用注意事项。
(1)漂白液、漂白粉和漂粉精在空气中久置会变质失效,都必须密封保存。
(2)浓盐酸与次氯酸钙能发生下列反应: Ca(ClO)2+4HCl(浓)══CaCl2+2Cl2↑+2H2O,所以不能将浓盐酸和含氯漂白剂混合在一起使用。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体有CO2、HCl。
典型例题
【例1】 下列叙述不正确的是(　　)。
A.H2能在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾出现
B.烧红的铁丝能够在Cl2中燃烧,产生棕褐色的烟,加水后溶液呈黄色
C.常温下,干燥的氯气不可以贮存在钢瓶中
D.氯气与石灰乳反应可制备漂白粉:
2Ca(OH)2+2Cl2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
答案:C
解析:氢气在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,有HCl生成,则瓶口出现白雾,A项正确。铁在氯气中燃烧,产生棕褐色的烟,加水后形成氯化铁溶液,呈黄色,B项正确。常温下,干燥的氯气与铁不反应,可以贮存在钢瓶中,C项错误。氯气与石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙,该反应可制备漂白粉: 2Ca(OH)2+2Cl2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,D项正确。
【例2】 下图是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4固体上滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl(浓)══2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O, Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2(红棕色),Cl2+2KI══2KCl+I2, Fe3+遇KSCN溶液变红。
对实验现象的“解释或结论”正确的是(　　)。
选项 实验现象 解释或结论
A a处变蓝,b处变红棕色 氧化性:Cl2>Br2>I2
B c处先变红,后褪色 氯气与水生成了酸性物质
C d处立即褪色 氯气与水生成了漂白性物质
D e处变红色 还原性:Fe2+>Cl-
答案:D
解析:向KMnO4固体上滴加一滴浓盐酸后,产生的氯气会与a~e处的物质发生反应。a处发生反应Cl2+2KI══2KCl+I2,可知氧化性: Cl2>I2,b处发生反应Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,可知氧化性Cl2>Br2,但无法比较Br2与I2的氧化性强弱,A项错误。c处蓝色石蕊试纸先变红后褪色,可知在此过程中有酸性物质生成,同时生成了漂白性物质,B项错误。d处立即褪色,在此过程中只能判断溶液不再显碱性,无法判断有无漂白性物质生成,C项错误。e处变红,说明Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-的还原性,D项正确。
二 氯水的成分与性质
问题探究
某实验小组对氯水成分和性质进行了研究:
(1)实验一的现象表明氯水具有哪些性质
(2)结合化学方程式说明实验二中“红色不褪去”的原因。
(3)实验三中产生的白色沉淀是什么 说明氯水中含有哪种粒子
(4)可以用pH试纸检测氯水的酸碱性吗 为什么
提示:(1)酸性和漂白性。
(2)HClO不稳定,光照条件下分解生成HCl和氧气,化学方程式为2HClO 2HCl+O2↑,光照后溶液中不存在HClO,因此“红色不褪去”。
(3)白色沉淀是AgCl,说明氯水中含有Cl-。
(4)不可以。因为氯水有漂白性,会将pH试纸漂白,无法判断溶液的酸碱性,可以用pH计检测氯水的酸碱性。
归纳总结
1.氯水成分分析。
氯水中存在反应:Cl2+H2O HCl+HClO,HClO和HCl发生电离。氯水中含有以下粒子:
2.新制氯水的性质。
氯水中存在多种粒子,决定了它具有多种性质。
3.液氯、新制氯水和久置氯水的比较。
(1)区别。
比较项目 液氯 新制氯水 久置氯水
粒子
种类 Cl2 H2O、Cl2、H+、Cl-、HClO、ClO-、OH- H2O、H+、Cl-、OH-
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性等 酸性
保存 特制
钢瓶 棕色试剂瓶装,密封放置在冷暗处,一般现用现配 —
(2)变化的原因。
典型例题
【例3】 某同学向含有酚酞的氢氧化钠溶液中逐滴加入新制氯水,当氯水滴加到一定量时,溶液的红色褪去,该同学设计相关实验探究溶液褪色的原因:
猜想1　氯水中含有H+,与氢氧化钠发生反应,使溶液红色褪去
猜想2　氯水中含有的HClO具有漂白作用,使溶液红色褪去
下列有关说法不正确的是(　　)。
A.新制氯水中含有三种分子、四种离子
B.新制氯水呈现浅黄绿色的原因是含有氯气分子
C.向已褪色的溶液中继续加入NaOH溶液至过量,若溶液恢复红色,则猜想2正确
D.若该同学将新制氯水换成久置氯水也会使溶液红色褪去,则猜想1正确
答案:C
解析:部分氯气与水反应生成HCl和HClO,HCl和HClO是电解质,在水溶液中发生电离,故新制氯水中存在的粒子有水分子、氯气分子、次氯酸分子、氢离子、氢氧根离子、次氯酸根离子、氯离子,A项正确。氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有氯气分子,B项正确。向已褪色的溶液中继续滴加NaOH溶液至过量,溶液显碱性,若现象为溶液变为红色,溶液褪色是由于氯水中的盐酸和次氯酸中和了NaOH;若溶液仍然呈无色,说明溶液褪色是由于次氯酸的漂白性,C项错误。久置氯水中次氯酸分解为HCl和氧气,将新制氯水换成久置氯水也会使溶液红色褪去,说明溶液褪色是由于氯水中氢离子中和了NaOH,则猜想1正确,D项正确。
成 果 验 收 站
1.氯气是一种有毒气体,若遇到少量氯气泄漏,下列措施不合理的是(　　)。
A.人群向低处疏散
B.人群朝逆风向疏散
C.用浸有肥皂水的毛巾捂住口鼻
D.向泄漏地点撒石灰
答案:A
解析:氯气的密度大于空气的密度,人群应向高处疏散,A项错误。若遇到少量氯气泄漏,人群应朝逆风向疏散,B项正确。氯气能够与碱反应被碱吸收,所以若氯气泄漏,应用浸有肥皂水的毛巾捂住口鼻或向泄漏地点撒石灰,C、D两项正确。
2.下列物质中,不能由单质直接化合生成的是(　　)。
A.CuCl2 B.FeCl2
C.HCl D.AlCl3
答案:B
解析:单质Cu与单质Cl2在加热条件下能直接化合成CuCl2,A项不符合题意。单质Fe与单质Cl2在加热条件下能直接化合生成FeCl3,不能化合成FeCl2,B项符合题意。单质H2和单质Cl2在点燃或光照下能直接化合成HCl,C项不符合题意。单质Al和单质Cl2在加热条件下能直接化合成AlCl3,D项不符合题意。
3.下列关于氯水的叙述正确的是(　　)。
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将减弱
答案:B
解析:新制氯水中存在的粒子有Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+、ClO-、OH-,A项错误。光照新制氯水发生反应2HClO 2HCl+O2↑,故产生的气体为O2,C项错误。新制氯水放置数天后HClO分解为HCl,酸性增强,D项错误。
4.下列实验过程中,不会产生气体的是(　　)。
答案:C
解析:A项,氯水中的HClO见光分解生成氧气。B项,氯水中的H+与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2。C项,氯水滴入KI溶液中,会发生反应生成I2和KCl,没有气体产生。D项,H2O与Na2O2反应产生O2。
5.将紫色石蕊溶液滴入NaOH溶液中,溶液变蓝色,再通入氯气,溶液由蓝色先变成红色,最后颜色慢慢褪去,其原因是(　　)。
①氯气有漂白性　②氯气与NaOH溶液反应　③氯气的水溶液呈酸性　④次氯酸有漂白性　⑤氯化钠有漂白性
A.①④ B.②③④
C.①②③ D.④⑤
答案:B
解析:Cl2与NaOH反应生成NaCl和NaClO,当Cl2过量时,Cl2与水反应生成HCl和HClO,溶液呈酸性,因此使石蕊变红色,而HClO有漂白性,又使溶液褪色。
6.下列说法正确的是(　　)。
A.用氯气制漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的Ca(ClO)2
B.工业上漂白粉是由氯气通入石灰水中制得的
C.“84”消毒液与洁厕灵(主要成分为盐酸)可以混用进行杀菌消毒
D.漂白粉中的Ca(ClO)2和CaCl2都具有漂白性
答案:A
解析:氯气是气体,不便于保存和运输,将气体转化为较稳定的固体物质便于保存和运输,所以工业上将氯气制成漂白粉,A项正确。工业上用氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,石灰水中氢氧化钙浓度太低,生产的漂白粉太少,不经济, B项错误。“84”消毒液的有效成分是NaClO,NaClO与洁厕灵所含成分盐酸反应可生成氯气,因此“84”消毒液与洁厕灵不能混用,C项错误。Ca(ClO)2可生成具有漂白性的次氯酸,氯化钙不具有漂白性,D项错误。(共37张PPT)
第三节　物质的量
第2课时　气体摩尔体积
课前·基础认知
一、决定物质体积大小的因素
结论:
(1)在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积　不相同　;
(2)在同温同压条件下,粒子数相同的任何气体的体积都　相同　。
微判断1 (1)同温同压下,相同分子数的氧气和水具有相同的体积。(　　)
(2)同温同压下,影响物质体积的因素是粒子间的距离。(　 )
×
×
二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积。
2.在相同的温度和压强下,相同　体积　的任何气体都含有　相同数目的粒子　。
微判断2 (1)单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积。(　　)
(2)标准状况下,0.5 mol H2O的体积约为11.2 L。(　　)
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值。22.4 L氧气中含有NA个氧气分子。(　　)
√
×
×
课堂·重难突破
一 气体摩尔体积
问题探究
已知气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积。
①在0 ℃和101 kPa(标准状况)的条件下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。
②在25 ℃和101 kPa的条件下,气体摩尔体积约为24.5 L
·mol-1。
又查阅资料知道:
③在0 ℃和202 kPa的条件下,气体摩尔体积约为11.2 L·mol-1。
④在273 ℃和202 kPa时,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。
(1)气体摩尔体积的影响因素有哪些 如何影响
(2)据①和④判断,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1时,一定是在标准状况下吗
提示:(1)气体摩尔体积的影响因素有温度和压强,温度越高,压强越小,气体摩尔体积越大。
(2)不一定。同时改变温度和压强,气体摩尔体积仍可能保持不变,如升高温度的同时增大压强。
归纳总结
1.标准状况下的气体摩尔体积。
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体。如水、酒精、Fe等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol”“约22.4 L”。
2.理解气体摩尔体积应注意的问题。
(1)气体摩尔体积只适用于气态物质,且与气体种类无关,只要温度和压强一定,气体摩尔体积就一定。
(2)同温同压下,任何气体的摩尔体积Vm都相同,但不一定等于22.4 L·mol-1。
(3)不能混淆标准状况和常温常压,两者压强相同,但温度不同。因为温度升高气体分子之间的距离变大,所以常温常压下的气体摩尔体积比标准状况下的气体摩尔体积大。
3.标准状况下,气体各物理量的计算。
典型例题
【例1】 设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)。
A.在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为 0.5NA
B.在常温常压下,1 mol氦气含有的原子数为NA
C.32 g氧气含原子数为NA
D.NA个O2的质量只有在标准状况下才是32 g
答案:B
解析:在A中,标准状况下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA,而题中为常温常压,故A项错误。B中氦气为单原子分子,1 mol氦气含有的原子数目为NA,B项正确。C中O2的摩尔质量为32 g·mol-1 ,且O2为双原子分子,所以32 g O2含原子数为2× ×NAmol-1=2NA,C项错误。NA个O2的质量为32 g,与状态无关,与外界条件无关,D项错误。
【例2】 回答下列问题。
(1)在标准状况下,某气体的密度为1.45 g·L-1,则该气体的摩尔质量为　。
(2)在标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,则该气体的摩尔质量为　　　　。
(3)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g,则混合气体的平均摩尔质量约为　　　　　(保留1位小数)。
(4)在标准状况下,H2和HCl的混合气体的密度为1.25 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为　　　　　。
二 阿伏加德罗定律及重要推论
问题探究
某同学在元旦晚会上表演的化学节目为猜气球——他先在实验室中用等质量的H2、CH4、CO2、O2分别吹出四个气球,然后在晚会的现场让同学猜气球是用哪种气体吹起来的。
(1)等质量的CH4、CO2、O2、H2的物质的量的大小顺序是怎样的 将四种气体含有的分子数进行排序。
(2)上述气球A、B、C、D依次吹入的气体是什么 为什么
(3)若H2、CH4、CO2、O2的物质的量相同,则吹出的四个气球的体积大小如何 为什么
归纳总结
1.阿伏加德罗定律。
(1)内容:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
(2)适用范围:阿伏加德罗定律及其推论适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,对固体和液体不适用。
(3)“三同定一同”规律:同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”,则必有“第四同”。
2.阿伏加德罗定律的推论。
典型例题
【例3】 在容积相同的两个密闭容器中分别充满气体O2、O3,当这两个容器内温度和压强相等时,下列说法正确的是
(　　)。
A.两种气体的物质的量不相等
B.两种气体的质量相等
C.两种气体所含的原子数目相等
D.两种气体的分子数目相等
答案:D
解析:等温等压等体积的气体具有相等的物质的量和分子数, A项错误,D项正确。因O2和O3的摩尔质量不相等,两者的质量不相等,B项错误。因O2和O3的分子组成不相同,在分子数相同的前提下,两者的原子数是不相同的,C项错误。
【例4】 我国科学家开发了超分子自装体,高效分离CO2和CH4。下列说法错误的是(　　)。
A.同温同压下,同体积的CO2和CH4含原子数相等
B.同温同压下,等物质的量的CO2、CH4体积相等
C.同温同压下,CO2的密度大于CH4的密度
D.常温常压下,等物质的量的CO2、CH4质量之比为11∶4
答案:A
解析:同温同压下,相同体积的气体的物质的量相等,则CO2、CH4的原子数之比为3∶5,A项错误。同温同压下,气体摩尔体积相同,则等物质的量的CO2、CH4体积相等,B项正确。根据阿伏加德罗定律知,同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比,CO2的摩尔质量大于CH4的摩尔质量,则CO2的密度大于CH4的密度,C项正确。常温常压下,等物质的量的CO2、CH4质量之比等于摩尔质量之比,为44 g·mol-1∶16 g·mol-1=11∶4,D项正确。
成 果 验 收 站
1.下列属于气体体积的决定因素的是(　　)。
①气体分子的直径　②气体物质的量的多少　③气体分子间的平均距离　④气体分子的相对分子质量
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
答案:C
解析:气体体积大小主要受粒子数目和分子间的距离影响。
2.下列叙述正确的是(　　)。
A.1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B.1 mol固体在标准状况下所占的体积为22.4 L
C.只有在标准状况下,气体摩尔体积才约为22.4 L·mol-1
D.标准状况下,22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol
答案:D
解析:A中没有指明该物质所处的条件,即温度、压强,错误。B中1 mol固体在标准状况下的体积不是22.4 L,错误。C中在非标准状况下,气体的摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1,错误。D中是对气体摩尔体积概念的应用,正确。
3.下列叙述正确的是(　　)。
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等
B.任何条件下,等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等
C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等
答案:B
解析:只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下,具有相同体积的气体的物质的量相等。具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。因温度、压强不能确定,故1 L CO和1 L O2的物质的量大小也不能确定,即两者的质量大小无法比较,C项错误。
4.下列说法不正确的是(　　)。
A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比等于16∶1
B.标准状况下,22.4 L以任意比混合的氢气和一氧化碳混合物所含原子数为2NA
C.标准状况下,0.5NA个H2O分子所占体积约为11.2 L
D.16 g O2和O3的混合物中共含有NA个氧原子
答案:C
解析:标准状况下,H2O不是气态,C项错误。
5.在标准状况下,m g气体X和n g气体Y所含分子数相同。下列说法错误的是(　　)。
A.同温同压下,X与Y两种气体的密度之比为n∶m
B.等质量的气体X与Y所含分子的数目之比为n∶m
C.X与Y两气体的相对分子质量之比为m∶n
D.同温同压下,等体积的X气体与Y气体的质量之比为m∶n
答案:A
6.现有a g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为b g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为　　　　 mol;
(2)该气体所含原子总数为　　　　个;
(3)该气体在标准状况下的体积为　　　 L;
(4)该气体在标准状况下的密度为　　　　　　 g·L-1;
(5)该气体一个分子的质量为　　　　 g。 (共44张PPT)
第一节　钠及其化合物
第2课时　碳酸钠和碳酸氢钠　
焰色试验
课前·基础认知
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性。
在两支试管中分别加入少量的碳酸钠和碳酸氢钠(各约1 g),完成下列实验:
初步结论:①Na2CO3加少量水后变为　碳酸钠晶体　。
②Na2CO3和NaHCO3都能溶于水,溶解度大小比较(25 ℃时):Na2CO3　>　(填“>”或“<”)NaHCO3。
③Na2CO3、NaHCO3的水溶液都呈　碱　性。强弱比较:上述实验中所得Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性　强　(填“强”或“弱”)。
2.碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性。
实验结论:Na2CO3受热　不分解　;NaHCO3受热易分解 ,生成物中含有　CO2和H2O　。Na2CO3的热稳定性比NaHCO3的　强　(填“强”或“弱”)。
微判断 (1)碳酸钠又名纯碱,说明碳酸钠既属于盐类又属于碱类。(　　)
(2)Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性。(　　)
(3)小苏打可用于治疗胃酸过多。(　　)
×
√
√
二、焰色试验
1.焰色试验操作。
将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净,放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同时,再蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,可观察到的现象是火焰呈黄色;若蘸取碳酸钾溶液,在外焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃可观察到的现象是火焰呈紫色。
2.焰色试验。
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
在节日时燃放的焰火会呈现五颜六色的火焰,是因为在焰火中存在多种　金属　元素(如　锂、钠、钾、锶、钡　等)。
微思考 焰色试验是化学变化吗
提示:不是,是物理变化。
课堂·重难突破
一 碳酸钠和碳酸氢钠
问题探究
实验1:分别向相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中逐滴滴加稀盐酸。
实验2:
分别向相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中逐滴滴加澄清石灰水。
回答下列问题。
(1)实验1中为何向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸开始无气泡产生 分析实验1中两个实验都产生气体的原因。写出相关反应的离子方程式。
(2)实验2中产生相同现象的原因是什么 写出相关反应的离子方程式。能用澄清石灰水鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液吗 为什么
归纳总结
1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较。
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
物理性质 白色粉末,易溶于水 细小的白色晶体,能溶于水,常温下其溶解度比Na2CO3的小
与酸反应 能反应,有气体产生 剧烈反应,有气体产生
与碱反应 能与Ca(OH)2、
Ba(OH)2溶液反应 与碱溶液都能反应
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别。
(1)利用热稳定性不同。
(2)利用与酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)。
3.除杂(括号内物质为杂质)。
混合物 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
典型例题
【例1】 下列有关NaHCO3和Na2CO3的性质比较不正确的是(　　)。
A.相同浓度的两溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3
B.分别向NaHCO3和Na2CO3的固体中加入少量水,均伴有放热现象
C.用澄清石灰水不能鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量等浓度的盐酸反应,NaHCO3比Na2CO3反应快且产生的CO2更多
答案:B
解析:相同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液,滴入两滴酚酞,碳酸钠中红色较深,碳酸氢钠中为粉红色,两溶液的碱性: Na2CO3>NaHCO3,A项正确。碳酸钠溶于水放热,而碳酸氢钠溶于水吸热,B项错误。碳酸氢钠和碳酸钠都与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,反应现象相同,无法鉴别,C项正确。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体分别与足量盐酸反应,碳酸氢钠的相对分子质量小,产生的气体较多,又因为碳酸钠与盐酸反应先产生碳酸氢钠,然后产生二氧化碳,所以碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应快,D项正确。
【例2】 如图所示是某化学兴趣小组根据教材知识设计的能说明Na2CO3与NaHCO3热稳定性的套管实验。
下列叙述不正确的是(　　)。
A.甲为Na2CO3,乙为NaHCO3
B.要证明NaHCO3受热能产生水,可在小试管内放置蘸有少量无水硫酸铜粉末的棉花球
C.加热不久就能看到B烧杯中的澄清石灰水变浑浊
D.整个实验过程中A烧杯中的澄清石灰水无明显变化
答案:A
解析:NaHCO3热稳定性弱,甲为NaHCO3,Na2CO3热稳定性强,乙为Na2CO3,故A项错误。无水硫酸铜遇水变成蓝色的CuSO4·5H2O,故B项正确。NaHCO3不稳定,受热分解产生的CO2进入B中,使澄清石灰水变浑浊,故C项正确。Na2CO3稳定,受热不分解,所以A中的澄清石灰水不会变浑浊,故D项正确。
二 焰色试验
问题探究
“灯树千光照,花焰七枝开”“东风夜放花千树。更吹落,星如雨。……蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处”……
上述诗词中所涉及的现象都和焰色试验有关。思考:
(1)焰色试验用的是铂丝或无锈铁丝,能否用铜丝代替
(2)每次焰色试验完成后,为何要用盐酸洗净铂丝并灼烧至与原火焰的颜色相同
提示:(1)不能用铜丝,铜在灼烧时焰色呈绿色。
(2)盐酸易挥发,灼烧至与原火焰颜色相同说明洗干净了。
归纳总结
1.焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。几种常见金属的焰色:锂——紫红色,钠——黄色,钾——紫色(透过蓝色钴玻璃),钙——砖红色,钡——黄绿色,铜——绿色。
2.焰色试验操作。
3.焰色试验体现的是元素的性质,焰色试验可以鉴别物质,这种鉴别物质的方法属于物理方法,而不是化学方法。
典型例题
【例3】 下列关于焰色试验的说法中正确的是(　　)。
A.焰色试验是化学变化
B.可以用焰色试验鉴别KCl和NaCl
C.在进行焰色试验时,应用硫酸洗涤铂丝
D.若某物质的焰色呈黄色,说明该物质只含钠元素,不含钾元素
答案:B
解析:焰色试验是物理变化,A项错误。KCl和NaCl火焰颜色不同,前者为紫色(透过蓝色钴玻璃观察),后者为黄色,B项正确。在进行焰色试验时,应用盐酸洗涤铂丝,C项错误。若某物质的焰色呈黄色,说明该物质一定含钠元素,没有透过蓝色钴玻璃观察,因此不能说明不含钾元素,D项错误。
成 果 验 收 站
1.下列各组物质与其用途的关系不正确的是(　　)。
A.过氧化钠:供氧剂
B.烧碱:治疗胃酸过多的一种药剂
C.小苏打:发酵粉的主要成分
D.纯碱:制玻璃和肥皂
答案:B
解析:过氧化钠能与水或二氧化碳反应生成氧气,可用作供氧剂,A项正确。烧碱是氢氧化钠,具有腐蚀性,不能用来治疗胃酸过多,B项错误。小苏打是碳酸氢钠,可以与面粉中的酸性物质反应产生气体,且受热分解也产生气体,可用作发酵粉,C项正确。纯碱为碳酸钠,可用来制玻璃和肥皂,D项正确。
2.在我国空间站的太空课堂中,航天员向水球内注入蓝色颜料后,将一颗泡腾片(由碳酸氢钠和有机酸组成的混合物)放进了水球内。水球“沸腾”了!无数气泡在其中产生,逐渐将水球充满。下列说法正确的是(　　)。
A.泡腾片溶于水只发生物理变化
B.碳酸氢钠的化学式是NaHCO3,俗称苏打
C.泡腾片中的碳酸氢钠属于盐
D.若将碳酸氢钠换成碳酸钠,现象会更明显
答案:C
解析:泡腾片溶于水时碳酸氢钠与有机酸反应产生CO2,发生了化学反应,A项错误。碳酸氢钠的化学式是NaHCO3,俗称小苏打,B项错误。碳酸氢钠由金属阳离子和酸式酸根离子构成,属于盐,C项正确。碳酸氢钠与酸反应产生气泡的速率大于碳酸钠,若将碳酸氢钠换成碳酸钠,现象不明显,D项错误。
3.下列说法正确的是(　　)。
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.观察金属元素的焰色均应透过蓝色钴玻璃
D.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
答案:B
解析:硫在空气中燃烧,火焰呈淡蓝色,A项错误。因焰色是金属元素的性质,只要含有的金属元素相同,无论是单质还是化合物灼烧时火焰颜色都相同,B项正确,D项错误。观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃滤去黄光,C项错误。
4.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中,不正确的是(　　)。
A.两者在水中的溶解度不同,室温下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠
B.两者的热稳定性不同,碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠
C.两者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,等质量时生成CO2的量一样多
D.两者在一定条件下可以相互转化
答案:C
解析:等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应生成CO2的量不同,NaHCO3生成CO2的量多。
5.为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,分别设计了下列四种不同的方法,其中不可行的是(　　)。
A.分别加入同浓度的盐酸,看气泡产生的快慢
B.分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水中,观察有无白色浑浊
C.分别取样溶于水,再滴加Ca(OH)2溶液,观察有无白色沉淀
D.分别取样溶于水得到K2CO3溶液和NaHCO3溶液,再做焰色试验,观察火焰的颜色
答案:C
解析:分别加入稀盐酸,都产生二氧化碳,NaHCO3产生气泡的速率快,可以鉴别,故A项不符合题意。NaHCO3不稳定,受热易分解生成二氧化碳,将二氧化碳通入澄清石灰水中能生成白色沉淀,但K2CO3较稳定,受热不易分解,所以通入澄清石灰水没有白色沉淀生成,其现象不同,可以鉴别,故B项不符合题意。分别取样溶于水,再滴加Ca(OH)2溶液,两者都有碳酸钙白色沉淀生成,所以现象相同,无法鉴别,故C项符合题意。焰色试验时,钠元素显黄色,钾元素透过蓝色钴玻璃观察显紫色,可以鉴别,故D项不符合题意。
6.78 g过氧化钠与168 g碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排尽气体后冷却,残留的固体物质是(　　)。
A.Na2CO3 B.Na2O2、Na2CO3
C.NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
答案:A
解析:168 g碳酸氢钠受热分解生成44 g CO2和18 g H2O,44 g CO2与78 g过氧化钠恰好完全反应得到碳酸钠。反应过程中可视为二氧化碳先与Na2O2反应,原因是水与过氧化钠反应生成氢氧化钠,氢氧化钠还要与二氧化碳反应。
7.(1)Na2CO3固体中混有少量NaHCO3固体,除去杂质的方法是　　　　　　　,相关的化学方程式是　 　。
(2)NaHCO3固体中混有少量Na2CO3固体,除杂方法是
　　　　　　　　　　　　　　　　　,相关的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)NaOH固体中混有少量Na2CO3固体,除杂方法是
　　　　　　　　　　 　　　　　　　,反应的离子方程式是　 　。 (共24张PPT)
章末核心素养整合
知识体系构建
一、钠及其化合物
二、氯及其化合物
三、物质的量
真题链接学考
考点1　钠及其化合物
1.(2024云南学考)下列关于钠及其化合物的说法错误的是
(　　)。
A.金属钠很软,密度比水的小
B.钠着火时,立即用水扑灭
C.过氧化钠可作为呼吸面具的供氧剂
D.加热可除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠
答案:B
解析:金属钠很软,密度比水的小,A项正确。钠能与水剧烈反应,生成易燃气体氢气,金属钠着火时,若用水灭火,则燃烧更旺,甚至可能发生爆炸,B项错误。过氧化钠能与二氧化碳、水反应,同时生成氧气,所以可作为供氧剂,C项正确。碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠,故加热可除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠,D项正确。
2.(2025云南学考)灼烧碳酸氢钠火焰呈黄色,是因为含有下列元素中的(　　)。
A.钠 B.氧
C.碳 D.氢
答案:A
解析:钠元素的焰色为黄色,故A项正确。
考点2　氯及其化合物
3.(2024云南学考改编)某实验小组进行Cl2的制备和性质探究,下列装置和试剂能实现相应实验目的的是(　　)。
A.利用甲制备Cl2
B.利用乙除去Cl2中混有
的HCl杂质
C.利用丙探究干燥的Cl2
有无漂白性
D.利用丁观察Cl2和H2燃烧反应的火焰呈黄色
答案:B
解析:浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气,图中缺少酒精灯,故A项错误。HCl极易溶于水,食盐水抑制氯气的溶解,导管长进短出、洗气可分离,故B项正确。氯气与水反应生成的HClO可使鲜花褪色,不能探究Cl2有无漂白性,应选干燥的有色花,故C项错误。氢气具有可燃性,向氯气中通入干燥的氢气,氢气燃烧发出苍白色火焰,故D项错误。
4.(2025广东学考改编)如图为氯及其化合物的部分化合价与物质类别二维图,下列推断不正确的是(　　)。
A.a为无色气体
B.b的水溶液呈酸性
C.c在光照下易分解
D.d的水溶液可使红布条褪色
答案:A
解析:根据氯及其化合物的部分化合价与物质类别二维图可知,a为Cl2,Cl2为黄绿色气体,不是无色气体,A项错误。b为HCl,HCl在水中发生电离产生自由移动的H+、Cl-,由于溶液中含有大量H+,因此溶液显酸性,B项正确。c为HClO,HClO不稳定,光照会发生分解反应产生HCl、O2,C项正确。d为NaClO等次氯酸盐,其在水中与水反应产生HClO,HClO具有强氧化性,会将有色物质氧化变为无色物质,因此次氯酸盐的水溶液可使红布条褪色,D项正确。
考点3　物质的量及相关计算
5.(2025云南学考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。
A.1 mol CO2含有的分子数为NA
B.18 g H2O含有的电子数为8NA
C.常温下,22.4 L N2含有的氮原子数目为2NA
D.1 mol·L-1 NaOH溶液含有的Na+数目为NA
答案:A
解析:1 mol CO2含有的分子数为NA,A项正确。18 g水的物质的量为1 mol,含有电子10 mol,B项错误。常温下,22.4 L N2的物质的量不是1 mol,C项错误。未指明溶液体积,无法计算溶质的物质的量,D项错误。
6.(2024云南学考)我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素的分子结构如图所示,若NA为阿伏加德罗常数的值,则1 mol青蒿素
分子中含氧原子数目为(　　)。
A.2NA B.4NA
C.5NA D.6NA
答案:C
解析:由图可知,1个分子中含有5个氧原子,则1 mol青蒿素分子中含氧原子的数目为5NA,故C项正确。
8.(2025福建学考)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。
A.44 g CO2含有的原子总数为NA
B.2 mol H2O含有的氧原子数为NA
C.1 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中含有的Na+数目为NA
D.标准状况下,22.4 L H2含有的分子数为2NA
答案:C
解析:44 g CO2的物质的量为1 mol,每个CO2分子含3个原子,原子总数为3NA,故A项错误。2 mol H2O含2 mol氧原子,氧原子数为2NA,故B项错误。1 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中,Na+的物质的量为1 mol,数目为NA,故C项正确。标准状况下,22.4 L H2的物质的量为1 mol,分子数为NA,故D项错误。
考点4　溶液的配制
9.(2025云南学考)配制250 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液,不需要用到的实验仪器是(　　)。
答案:D
解析:配制250 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液,需要用到烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶等仪器,D为分液漏斗,不需要。
10.(2025福建学考)为配制250 mL 0.100 mol·L-1的NaCl溶液,下列做法正确的是(　　)。
A.选用250 mL容量瓶
B.在容量瓶内直接溶解NaCl固体
C.将容量瓶置于桌面并俯视定容
D.容量瓶用于长期保存溶液
答案:A
解析:配制250 mL溶液应选用250 mL容量瓶,A项正确。容量瓶不能直接溶解固体,溶解应在烧杯中进行,B项错误。俯视定容会导致溶液体积不足,浓度偏高,C项错误。容量瓶不可长期保存溶液,应转移至试剂瓶,D项错误。
11.(2024山东学考)实验室欲用Na2CO3固体配制100 mL 1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,下列说法错误的是(　　)。
A.需称取10.6 g Na2CO3
B.实验需用到的玻璃仪器有3种
C.配制时,若容量瓶中含有少量蒸馏水,对所配溶液浓度无影响
D.定容时,使溶液的凹液面恰好与容量瓶瓶颈上的刻度线水平相切
答案:B
解析:配制100 mL 1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,需要Na2CO3的质量为0.1 L×1.0 mol·L-1×106 g·mol-1=10.6 g,A项正确。配制一定物质的量浓度溶液的步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、100 mL容量瓶、胶头滴管等至少4种玻璃仪器,B项错误。定容时,需要向容量瓶加入蒸馏水,所以配制时若容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水对溶液浓度无影响,C项正确。由于容量瓶只有一条刻度线,所以定容时,使溶液的凹液面恰好与容量瓶瓶颈上的刻度线水平相切,D项正确。(共56张PPT)
第三节　物质的量
第3课时　物质的量浓度
课前·基础认知
一、物质的量浓度
1.溶液组成及表示溶液组成的物理量。
溶液是指将一种或几种物质分散在另一种物质里形成的均一、稳定的混合物。表示溶液组成可以用溶质质量分数这个物理量,它是以　溶质的质量　与　溶液的质量　之比来表示溶液中溶质与溶液的质量关系的。
2.物质的量浓度。
含义—表示　单位体积　的溶液里所含溶质B的物质的量　的物理量
　↓
符号—符号为　cB　
　↓
单位—常用单位为　mol·L-1　(或　mol/L　)
　↓
表达式—表达式为 cB= 　。如果1 L　溶液　中含有　1 mol　溶质,这种溶液中溶质的物质的量浓度就是1 mol·L-1
微思考 在1 L水中溶解1 mol NaOH,所得溶液的物质的量浓度是1 mol·L-1吗 为什么
提示:不是。因为所得溶液的体积不是1 L。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.认识容量瓶。
(1)构造与用途。
(2)容量瓶的使用方法。
使用容量瓶时注意以下几点:
①容量瓶　瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上　,以防止损坏或丢失。
②在使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。
③容量瓶使用完毕,应　洗净、晾干　。(对于玻璃磨口瓶塞,应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连)
2.配制一定物质的量浓度溶液的方法。
在用固体试剂配制溶液时,首先需要根据所配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,计算出所需溶质的质量。然后根据所要配制的溶液的体积,选用合适的容量瓶。
[实验]配制100 mL 1.00 mol·L-1NaCl溶液。
(1)主要仪器。
天平、烧杯、　玻璃棒　、　容量瓶　、　胶头滴管　等。
(2)配制过程。
3.浓溶液的稀释。
稀释公式:　c(浓溶液)·V(浓溶液)= c(稀溶液)·V(稀溶液)　。
微判断 (1)用固体配制溶液时,可直接将固体在容量瓶中进行溶解。(　　)
(2)实验室需要950 mL 0.1 mol· L-1的NaCl溶液,配制时应选用1 000 mL容量瓶。(　　)
(3)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。(　　)
(4)配制一定物质的量浓度的溶液时,若液面超过刻度线,应立即用胶头滴管吸出多的部分。(　　)
×
√
√
×
课堂·重难突破
一 有关物质的量浓度的理解及简单计算
问题探究
将6.2 g Na2O和7.8 g Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应后,所得溶液的体积为400 mL。
(1)所得溶液的物质的量浓度是多少
(2)将上述溶液稀释至800 mL,则NaOH的物质的量浓度变为多少
(3)为完全中和上述溶液,需要标准状况下的HCl气体的体积是多少
提示:(1)由钠离子个数守恒可知,
反应生成氢氧化钠的物质的量为
(2)稀释1倍,浓度变为原来的一半,为0.5 mol·L-1。
(3)V(HCl)=n·Vm=0.4 mol×22.4 L·mol-1=8.96 L。
归纳总结
1.计算物质的量浓度时的“四注意”。
(1)溶质用物质的量表示,而不是质量。如给出的是溶质的质量或气体的体积等,应根据有关公式换算为物质的量。
(2)V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,单位一般用“L”,要注意单位的换算和统一。
(3)由于溶液具有均一性,对于一定物质的量浓度的溶液来说,从中取出任意体积的溶液,其物质的量浓度不变,但其中所含溶质的物质的量与所取溶液的体积有关。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。
2.物质的量浓度的有关计算。
(1)由溶液中溶质的质量或粒子数计算溶质的物质的量浓度。
(2)标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算。
(3)物质的量浓度与溶质的质量分数的换算:
①换算公式。
②推导方法。
设溶液体积为1 L,则有:
a.溶质的质量:m=1 L×1 000 mL·L-1×ρ ×w=1 000 mL ×ρw (m的单位为g);
(4)溶液稀释与混合的计算:
①浓溶液的稀释。
溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);
溶液的质量:m(稀)=m(浓)+m(水)(溶液体积一般不能直接相加)。
②含相同溶质的两种溶液混合。
溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
典型例题
【例1】 用1 L水吸收560 L氨(标准状况),所得氨水的密度是0.90 g·mL-1。求:
(1)氨的物质的量是　　　　　。
(2)所得氨水的物质的量浓度是　　　　　　　　　。(计算结果保留至小数点后一位)
答案:(1)25 mol　(2)15.8 mol·L-1
解析:要求氨水的物质的量浓度,需要知道溶质氨的物质的量和溶液的体积(溶液的体积并不是水的体积,必须依据溶液的质量和密度计算求出)。氨的物质的量
特别提醒 对于“在标准状况下,a L气体(摩尔质量为W g·mol-1)完全溶于b mL水中,所得溶液的密度为d g·mL-1”这一情景,溶质的物质的量浓度的计算方法如下:
【例2】 若20 g密度为ρ g·cm-3的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2,则溶液中 的物质的量浓度为(　　)。
答案:C
二 配制一定物质的量浓度的溶液
问题探究
某化学课外活动小组欲用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制450 mL 0.2 mol·L-1的稀硫酸。回答下列问题。
(1)实验过程中,需要用到的实验仪器有哪些
应选用规格是多少的量筒
(2)使用容量瓶之前要进行哪些操作
(3)如图是该小组转移溶液的示意图,图中的错误有
哪些 定容时俯视刻度线,对配制结果有什么影响
提示:(1)量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管等。应选用10 mL量筒。
(2)洗净并检查是否漏水。
(3)①未用玻璃棒引流;②未采用500 mL容量瓶。俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,所配溶液浓度偏大。
归纳总结
1.配制一定物质的量浓度溶液的主要步骤和仪器。
(1)容量瓶的选择与使用。
①容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器,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使用前要检查容量瓶是否漏水。检查程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立→瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
③使用容量瓶的“五不”原则:不能加热;不能用来溶解;不能用来稀释;不能作为反应容器;不能长时间贮存溶液。
(2)配制步骤:计算→称量(或量取)→溶解(或稀释)并冷却→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶。
2.配制溶液过程中的误差及分析。
(1)误差的分析方法。
根据c= 可知,M为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致m或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致m偏大,则c偏大;若实验操作导致V偏大,则c偏小。
(2)以“配制一定物质的量浓度的NaOH溶液”为例分析溶液配制过程中可能产生的误差:
能引起误差的一些操作 因变量
m(溶质) V(溶液)
托盘天平 ①砝码沾有其他物质或已生锈 增大 — 偏大
②药品、砝码左右位置颠倒(使用游码) 减小 — 偏小
③称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长 减小 — 偏小
④用滤纸称量易潮解的物质(如NaOH) 减小 — 偏小
⑤溶质含有其他杂质 减小 — 偏小
能引起误差的一些操作 因变量
m(溶质) V(溶液)
量筒 ⑥用量筒量取液体(溶质)时,仰视读数 增大 — 偏大
⑦用量筒量取液体(溶质)时,俯视读数 减小 — 偏小
能引起误差的一些操作 因变量
m(溶质) V(溶液)
烧杯、玻璃棒及容量瓶 ⑧溶解前烧杯内有水 — — 无影响
⑨搅拌时部分液体溅出 减小 — 偏小
⑩移液后未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 — 偏小
向容量瓶中转移溶液时有少量液体流出 减小 — 偏小
定容时,水加多了,用滴管吸出 减小 — 偏小
能引起误差的一些操作 因变量
m(溶质) V(溶液)
烧杯、玻璃棒及容量瓶 定容后,经振荡、摇匀、静置,液面下降再加水 — 增大 偏小
定容时,俯视刻度线 — 减小 偏大
定容时,仰视刻度线 — 增大 偏小
配好的溶液装入干净的试剂瓶时,不慎溅出部分溶液 — — 无影响
(3)俯视、仰视对结果的影响(如下图):
①仰视刻度线:操作时以刻度线为基准加水,故加水量增多,导致溶液体积偏大,c偏小,如图a。
②俯视刻度线:加水量偏少,导致溶液体积偏小,故c偏大,如图b。
典型例题
【例3】 某学生用12 mol·L-1的浓盐酸配制450 mL 0.10 mol·L-1的稀盐酸。回答下列问题。
(1)实验过程中,不必使用的是　　　(填字母)。
A.天平 B.量筒
C.容量瓶 D.250 mL烧杯
E.胶头滴管 F.500 mL试剂瓶
(2)除上述仪器中可使用的以外,还缺少的仪器是　　　　;该仪器在该实验中的用途是　 　。
(3)关于容量瓶的使用,下列操作正确的是　　　　(填字母)。
a.使用前要检查容量瓶是否漏液
b.用蒸馏水洗涤后必须将容量瓶烘干
c.为了便于操作,浓溶液稀释或固体溶解可直接在容量瓶中进行
d.为了使所配溶液浓度均匀,定容结束后,要摇匀
e.用500 mL的容量瓶可以直接配制450 mL溶液
f.用容量瓶配制完溶液后,可用容量瓶存放配制的试剂
(4)量取浓盐酸的体积约为　　　　 mL。
(5)配制时应选用的容量瓶规格为　　　　。
(6)下列情况会导致所配制的溶液浓度偏高的是　　　(填字母)。
A.容量瓶使用前没有烘干,里面有少量水
B.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C.俯视确定凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切
答案:(1)A　
(2)玻璃棒　稀释浓盐酸时起搅拌作用,使溶液混合均匀;将烧杯中稀释后的溶液转移到容量瓶中和定容时起引流作用　
(3)ad　
(4)4.2
(5)500 mL　
(6)C
解析:(1)用浓溶液配制稀溶液时,应选用量筒,而不用天平;配制稀盐酸450 mL,因为没有此种规格的容量瓶,所以用500 mL的容量瓶。
(4)设需量取浓盐酸的体积为V,根据稀释前后HCl的物质的量不变建立关系式:12 mol·L-1×V=0.10 mol·L-1×500 mL, V≈4.2 mL。
(6)A项,容量瓶在使用前有水不影响所配制溶液的浓度。B项,配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,溶质损失,所配制溶液的浓度偏低。C项,俯视确定凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切,结果使加水量偏少,所配制溶液的体积小于500 mL,则所配制溶液的浓度偏高。
方法规律 配制一定物质的量浓度的溶液,若溶质是固体,按要求计算所需溶质的质量,用天平进行称量;若溶质是液体,要换算成液体的体积,用量筒量取。选择容量瓶时,应遵循“大而近”的原则。对于实验仪器的选择,按照实验的具体步骤来选择仪器,并且要知道实验的每一步操作是什么,所用的仪器是什么,有什么注意事项等。
成 果 验 收 站
1.下列溶液中物质的量浓度为 1 mol·L-1的是(　　)。
A.将40 g NaOH溶解于1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的浓盐酸与9 L水混合
D.将250 g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于少量水,然后再将此溶液稀释至1 L
答案:D
解析:1 mol·L-1的含义是1 L溶液中含溶质的物质的量为1 mol, A项中的体积是溶剂水的体积,错误。B项中未指明气体是不是在标准状况下,错误。C项中,液体体积一般不能直接相加,错误。
2.在0.5 L某浓度的NaCl溶液中含有0.5 mol Na+。下列关于该溶液的说法不正确的是(　　)。
A.该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.该溶液中含有58.5 g NaCl
C.配制100 mL该溶液需用5.85 g NaCl
D.量取100 mL该溶液倒入烧杯中,烧杯中Na+的物质的量为0.1 mol
答案:B
3.某同学用Na2CO3固体配制0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液的过程如图所示。你认为该同学的操作错误的有(　　)。
A.①⑤⑥ B.②④⑦
C.①⑥ D.⑤⑥⑦
答案:C
解析:称量Na2CO3固体时,应将被称量物放在天平的左盘,砝码放在右盘,①错误;定容时,视线应与凹液面最低处相切,⑥错误;故C项正确。
5.实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L-1的硫酸铜溶液,下列实验用品及实验操作正确的是(　　)。
选项 容量瓶容积 溶质质量 实验操作
A 480 mL 硫酸铜:7.68 g 加入500 mL水
B 480 mL 胆矾:12.0 g 配成500 mL溶液
C 500 mL 硫酸铜:8.0 g 加入500 mL水
D 500 mL 胆矾:12.5 g 配成500 mL溶液
答案:D
解析:实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L-1 CuSO4溶液,由于没有480 mL规格的容量瓶,根据“大而近”的原则需选择500 mL容量瓶。溶质若为CuSO4,则需要8.0 g;若是胆矾则需要12.5 g。应配成500 mL溶液而不是加入500 mL水。
6.下列溶液稀释至100 mL后,溶液中c(Cl-)最大的是(　　)。
A.30 mL 0.5 mol·L-1 AlCl3溶液
B.10 mL 2.5 mol·L-1 KCl溶液
C.10 mL 3 mol·L-1 NaCl溶液
D.20 mL 1 mol·L-1 MgCl2溶液
答案:A
7.用36.5%、密度为1.19 g·cm-3的浓盐酸配制0.1 mol·L-1的稀盐酸500 mL,请回答下列问题。
(1)用量筒量取所需浓盐酸的体积为　　 mL。
(2)实验室配制稀盐酸,所用到的玻璃仪器有　　　　　　、
　　　　　、　　　　　、　　　　　、量筒。
(3)如果在配制过程中,第一次加水量太少,搅拌时间较长,导致配制溶液的浓度　　　(填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
(4)在配制过程中,下列操作能使所配溶液的浓度偏高的有
　　　　(填序号)。
①用量筒量取36.5%的盐酸时俯视
②洗涤量取浓盐酸的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
③未等稀释后的盐酸冷却至室温就转移到容量瓶中
④转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑤定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸出
⑥定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
⑦定容时,仰视刻度线
答案:(1)4.2
(2)500 mL容量瓶　烧杯　玻璃棒　胶头滴管
(3)偏小
(4)②③(共36张PPT)
第二节　氯及其化合物
第2课时　氯气的实验室制法　氯离子的检验
课前·基础认知
一、氯气的实验室制备
1.实验室制备氯气的原理是　MnO2+4HCl(浓) MnCl2 +Cl2↑+2H2O　;该实验过程中使用的盐酸必须是　浓盐酸　。
微思考1 浓盐酸与足量的MnO2反应时,HCl能完全反应吗 为什么
提示:不能。因为随着反应的进行,盐酸的浓度变小,MnO2与稀盐酸不反应。
2.收集氯气的方法:向　上　排空气法(氯气的密度　大于　空气的密度)。
排饱和食盐水法(氯气在饱和食盐水中的溶解度很小)。
3.实验装置。
烧杯中NaOH溶液的作用是 吸收多余的Cl2,防止污染环境 。
4.实验室制备气体的常见装置。
根据已学习过的气体实验室制法填写表格:
微思考2 在设计实验室制备气体的装置时,应考虑哪些方面的问题
提示:设计实验室制备气体的装置时,要考虑反应物的状态、是否加热、生成气体的性质等。对于有毒气体还要考虑尾气处理等内容。
二、氯离子的检验
1.实验探究。
3.氯离子的检验方法。
×
×
课堂·重难突破
氯气的实验室制备
问题探究
实验室利用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的装置如下。
(1)装置Ⅰ是发生装置,浓盐酸应该放在什么仪器中 制备的氯气中会含有哪些杂质
(2)装置Ⅱ是除杂装置,C和D应该分别放入什么物质 它们的作用分别是什么
(3)装置Ⅲ是收集装置,如何检验集气瓶收集的气体是Cl2
(4)Ⅳ是尾气处理装置,可以用哪些溶液来吸收氯气
提示:(1)浓盐酸放在分液漏斗中。制备的氯气会含有HCl、H2O等杂质。
(2)C中应该放入饱和NaCl溶液,D中放入浓硫酸。它们的作用分别是除去HCl和干燥氯气。
(3)把湿润的碘化钾淀粉试纸放在集气瓶口,试纸变蓝,证明该气体为Cl2。
(4)可以用NaOH溶液等碱液来吸收。
归纳总结
1.实验室制取Cl2的装置图解。
2.氯气验满的方法。
操作 现象 结论
观察法 观察到集气瓶内充满了黄绿色气体 证明已经收集满气体
将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近集气瓶口 试纸变蓝
将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶口 试纸先变红后又褪色
3.实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2的注意事项。
(1)稀盐酸与MnO2不反应,制取氯气时必须选用浓盐酸;反应一段时间后浓盐酸变为稀盐酸不能继续与MnO2反应,所制得的氯气总小于理论值,盐酸有剩余。另外,加热温度不宜过高,以减少氯化氢的挥发。
(2)制取的氯气有毒,且在加热时容易逸出,所以应选用分液漏斗,而不用长颈漏斗。
(3)尾气处理时,不能用澄清石灰水吸收氯气,因为澄清石灰水中的Ca(OH)2含量少,吸收不完全。
(4)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的氯气,再拆卸装置,避免污染空气。
4.其他用于实验室制取氯气的方法。
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气,如:
①2KMnO4+16HCl(浓)══2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
②KClO3+6HCl(浓)══KCl+3Cl2↑+3H2O
③Ca(ClO)2+4HCl(浓)══CaCl2+2Cl2↑+2H2O
④K2Cr2O7+14HCl(浓)══2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O
典型例题
【例】 某同学设计了如图所示的装置制备氯气,其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段乳胶管。下列对其作用的叙述正确的是(　　)。
A.防止氯气造成大气污染
B.使反应的氯气循环使用
C.使分液漏斗中的液体更容易流入烧瓶
D.使烧瓶内的压强与大气压保持一致
答案:C
解析:制备氯气时,分液漏斗中盛放浓盐酸,烧瓶中盛放二氧化锰,若烧瓶内压强大时液体不易流下,若分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段乳胶管,其作用为使烧瓶内的压强与分液漏斗中保持一致,便于液体顺利流下,故C项正确。
成 果 验 收 站
1.下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(　　)。
A.将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质
B.实验室制取Cl2,浓盐酸起到酸性和氧化剂作用
C.实验室用如图装置除去Cl2
中的少量HCl
D.实验室制备Cl2,可用排饱和
食盐水集气法收集
答案:D
解析:将混有少量HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2,引入新的杂质,并且消耗Cl2,A项不正确。实验室制取Cl2,浓盐酸起到酸性和还原剂的作用,B项不正确。用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时,导气管应长进短出,C项不正确。实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,D项正确。
2.在制氯气时有如下操作,正确的操作顺序是(　　)。
①连接好装置,检查气密性
②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出
③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末
④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中
⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收
⑥用向上排空气法收集氯气
A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
答案:D
解析:确定实验室制取气体的操作顺序要注意:①连接好装置后,要先检查气密性,后装试剂;②装试剂的顺序是先加固体,后加液体;③对于有毒的气体,一定要有尾气处理装置。
3.下列关于利用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气的说法中错误的是(　　)。
A.该反应是一个氧化还原反应,其中二氧化锰是氧化剂
B.该反应需要加热
C.该反应的离子方程式为MnO2+4H++4Cl-MnCl2+2H2O+Cl2↑
D.该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的
答案:C
解析:该反应是一个氧化还原反应,其中二氧化锰是氧化剂,A项正确。该反应需要加热,B项正确。氯化锰是可溶性的盐,该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++2H2O +Cl2↑, C项错误。该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的,D项正确。
4.现有盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液和新制氯水四种溶液,可用来区别它们的一种试剂是(　　)。
A.AgNO3溶液 B.酚酞溶液
C.紫色石蕊溶液 D.饱和食盐水
答案:C
解析:盐酸使紫色石蕊溶液变红;NaCl遇紫色石蕊溶液无明显现象;NaOH溶液使紫色石蕊溶液变蓝;新制氯水使紫色石蕊溶液先变红,后褪色。
5.某小组探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应制备Cl2O,实验装置如下。已知:Cl2O在常温下为棕黄色有毒气体,密度比空气的大, Cl2O+2NaOH══2NaClO+H2O。
下列说法错误的是(　　)。
A.E装置仅用于吸收未反应的Cl2
B.盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗
C.Cl2O属于酸性氧化物,可用向上排空气法收集该气体
D.试剂X是饱和NaCl溶液,其作用是吸收氯气中的氯化氢
答案:A
解析:A装置中二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,B装置中饱和NaCl溶液除去氯气中的氯化氢,C装置中潮湿的氯气与碳酸钠反应,D装置收集制备的Cl2O,E装置吸收氯气和生成的Cl2O,防止污染空气,A项错误。盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗,B项正确。Cl2O与碱反应:Cl2O+2NaOH══ 2NaClO+H2O,属于酸性氧化物,其密度比空气的大,可用向上排空气法收集,C项正确。试剂X是饱和NaCl溶液,其作用是吸收氯气中的氯化氢,D项正确。
6.在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图所示:
(1)上述仪器的正确连接顺序为(填各接口处的字母):　　　。
(2)装置中,饱和食盐水的作用是　　　　　　;NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　。
(3)化学实验中常用湿润的碘化钾淀粉试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到　　　　　　　　　　　　,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)写出下列反应的化学方程式。
①气体发生装置中进行反应的化学方程式: 　 ;
②NaOH溶液中发生反应的化学方程式: 　 。
答案:(1)E→C→D→A→B→H→G→F
(2)除去氯气中的HCl　吸收多余的氯气,防止污染空气

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