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第4节　物质的量浓度
[课标解读]　1.了解物质的量浓度(c)的含义并能进行有关计算。　2.理解溶液中溶质的质量分数的概念并能进行有关计算。　3.掌握配制一定溶质质量分数和物质的量浓度溶液的方法，会进行有关误差分析。　4.了解溶解度、饱和溶液的概念。　5.能根据化学(或离子)方程式进行有关计算。
　物质的量浓度及其计算
知识梳理
1．表示溶液组成的两种物理量
(1)物质的量浓度
①概念：表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量的物理量，符号为cB。
②表达式：cB＝，单位：mol·L－1或mol·m－3。
(2)溶质的质量分数
①概念：用溶质的质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量，一般用百分数表示。
②表达式：w(B)＝×100%。
[辨易错]
(1)10.6
g
Na2CO3与28.6
g
Na2CO3·10H2O分别投入1
L水中完全溶解所得溶液浓度均为0.1
mol·L－1。(　　)
(2)将62
g
Na2O溶于1
000
g水中，所得溶液的溶质质量分数为38.3%。(　　)
(3)SO3溶于水，所得溶液的溶质为H2SO4。(　　)
(4)25
℃，pH＝1的H2SO4溶液的物质的量浓度为0.1
mol·L－1。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2．物质的量浓度的有关计算
(1)标准状况下，气体溶于水所得溶液的物质的量浓度的计算
c＝
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
推导过程(以1
L溶液为标准)
1
L(1
000
mL)溶液中溶质的质量m(溶质)＝
g?n(溶质)＝
mol?溶质的物质的量浓度c＝
mol·L－1。(ρ为溶液的密度，单位：
g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位：g·mol－1)
3．溶液稀释、同种溶质的溶液混合的计算
(1)溶液稀释
①溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。
③溶液质量守恒，m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。
(2)溶液混合：混合前后溶质的物质的量保持不变，
即c1V1＋c2V2＝c混V混。(若稀溶液混合后体积不变V混＝V1＋V2；若混合后体积变化V混＝)
知识应用
抗击“新型冠状病毒”，学以致用，现需溶质质量分数为0.5%的过氧乙酸(化学式为C2H4O3)对地面、墙壁、门窗进行消毒，请根据你学过的“一定溶质质量分数溶液的配制”方法，配制0.5%的过氧乙酸。
(1)将200
mL
20%的过氧乙酸(密度为1.026
1
g/cm3)稀释为0.5%的过氧乙酸，需加入水的体积为________
mL；过氧乙酸与水的配制比例为________(体积的整数比，ρ水＝1
g/cm3)。
(2)20%的过氧乙酸的物质的量浓度约为________
mol/L。
[解析]　(1)设加水的质量为x
g，根据稀释定律：
200×1.026
1×20%＝(200×1.026
1＋x)×0.5%
x＝8
003.58
≈
(2)c＝
mol/L≈2.70
mol/L。
[答案]　(1)8
003.58　1∶40　(2)2.70
?命题点1　物质的量浓度的含义和有关计算
1．下列关于物质的量浓度表述正确的是________(填字母)。
A．0.3
mol·L－1的Na2SO4溶液中含有的Na＋和SO的总物质的量为0.9
mol
B．当1
L水吸收22.4
L氨气时所得氨水的浓度不是1
mol·L－1，只有当22.4
L氨气溶于水制得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SO的物质的量浓度相等，则K＋和Cl－的物质的量浓度一定相同
D．10
℃时，0.35
mol·L－1的KCl饱和溶液100
mL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
E．将25
g
CuSO4·5H2O晶体溶于75
g水中所得溶质的质量分数为25%
F．将7.8
g
Na2O2溶于足量水中，若溶液的体积为500
mL，溶液的物质的量浓度为0.2
mol·L－1
[解析]　A项，未指明溶液体积；B项，未指明标准状况；C项，同一溶液中，物质的量相等的Na＋与SO，两者浓度也相等即c(Na＋)＝c(SO)，而
c(Na＋)＝c(Cl－)则c(K＋)≠c(Cl－)；D项，温度相同，浓度相同；E项，溶质为CuSO4，质量不是25
g；F项，溶质为NaOH，物质的量为0.2
mol，物质的量浓度为0.4
mol·L－1。
[答案]　D
2．标准状况下，V
L氨气溶解在1
L水中(水的密度近似为1
g·mL－1)，所得溶液的密度为ρ
g·mL－1，质量分数为w，物质的量浓度为c
mol·L－1，则下列关系中不正确的是
(　　)
A．ρ＝(17V＋22
400)/(22.4＋22.4V)
B．w＝17c/(1
000ρ)
C．w＝17V/(17V＋22
400)
D．c＝1
000ρV/(17V＋22
400)
A　[由于溶液的体积既不是水的体积也不是二者体积之和，溶液的体积不能直接确定，仅利用V无法确定ρ，A项错误；由c＝＝，可得w＝，B项正确；氨水中溶质的质量分数＝＝，C项正确；氨水的物质的量浓度＝＝＝，D项正确。]
3．4
℃下，把摩尔质量为M
g·mol－1的可溶性盐RCln
A
g溶解在V
mL水中，恰好形成该温度下的饱和溶液，密度为ρ
g·cm－3，下列关系式错误的是
(　　)
A．溶质的质量分数w＝×100%
B．溶质的物质的量浓度c＝
mol·L－1
C．1
mL该溶液中n(Cl－)＝
mol(RCln在溶液中完全电离)
D．该温度下此盐的溶解度S＝
g
C　[根据溶质的质量分数w＝×100%，m溶质＝A
g，V
mL水的质量为V
g，m溶液＝(A＋V)
g，代入公式可得w＝×100%，故A正确；根据溶质的物质的量浓度c＝，n＝
mol，V′＝
L，代入可得c＝
mol·L－1，故B正确；1
mL
该溶液中n(Cl－)＝
mol·L－1×1
mL×10－3
L·mL－1×n＝
mol，故C错误；该温度下此盐的溶解度S＝
g，故D正确。
]
物质的量浓度计算的两要素
(1)溶质确定
①与水发生反应生成新的物质：
如Na、Na2O、Na2O2NaOH；
SO3H2SO4；NO2HNO3。
②特殊物质：如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质。
③含结晶水的物质：
CuSO4·5H2O―→CuSO4；
Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
(2)溶液体积确定：不是溶剂体积，也不是溶剂体积与溶质体积之和，可以根据V＝求算。
?命题点2　溶液稀释与混合的有关计算
溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
(1)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1
g·cm－3还是ρ<1
g·cm－3)，混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)。
(2)等体积混合
①当溶液密度大于1
g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等大多数溶液)，等体积混合后，质量分数w>(a%＋b%)。
②当溶液密度小于1
g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小(如酒精、氨水等)，等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)。
注意：当a或b等于零时，也适用于上述判断。
4．如图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是(　　)
　
A．该硫酸和氨水的物质的量浓度分别约为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)>6.45
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
B　[利用c＝计算：c(H2SO4)＝
mol·L－1＝18.4
mol·L－1，c(NH3)＝
mol·L－1≈12.9
mol·L－1，A错误；硫酸的密度大于水，氨水的密度小于水，各取5
mL与等质量的水混合后，所得稀硫酸的体积大于10
mL，稀氨水的体积小于10
mL,
故有c(H2SO4)<9.2
mol·L－1，c(NH3)>6.45
mol·L－1，B正确；5
mL浓硫酸和5
mL浓氨水的质量分别为1.84
g·cm－3×5
mL＝9.2
g、0.88
g·cm－3×5
mL＝4.4
g，而5
mL水的质量约为5
g，故各取5
mL与等体积的水混合后，w(H2SO4)>49%，w(NH3)<12.5%，C错误；质量分数为98%的硫酸为浓硫酸，稀释时，不能将水加入浓硫酸中，否则易引起暴沸，D错误。]
5．(1)在100
g物质的量浓度为c
mol·L－1，密度为ρ
g·cm－3的硫酸中加入一定量的水稀释成
mol·L－1的硫酸，则加入水的体积________(填“＝”“＞”或“＜”，下同)100
mL。
(2)若把(1)中的H2SO4改成氨水，应加入水的体积________100
mL。
(3)若把(1)(2)中的物质的量的浓度均改为溶质的质量分数，则加入水的体积________100
mL。
[解析]　(1)·c＝·
V水＝－100
由于ρ′＜ρ，所以V水＜100
mL。
(2)若把H2SO4改为氨水，由于ρ′＞ρ，所以V水＞100
mL。
(3)根据溶质质量分数＝×100%知，溶质不变，质量分数减半，则溶液质量加倍，所以均应加入100
mL水。
[答案]　(1)＜　(2)＞　(3)＝
?命题点3　情境创新，提升素养
6．海冰是海水冻结而成的咸水冰，海水冻结时，部分来不及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包围在冰晶之间，形成“盐泡”，其大致结构如图所示，若海冰的冰龄达到1年以上，融化后的水为淡水。下列叙述正确的是(　　)
A．海冰内层“盐泡”越多，密度越小
B．海冰内层“盐泡”内的盐分主要以NaCl分子的形式存在
C．海冰内层NaCl的浓度约为10－4
mol·L－1(设海冰的密度为0.9
g·cm－3)
D．海冰的冰龄越长，内层的“盐泡”越多
C　[“盐泡”内含有NaCl等盐类物质，“盐泡”越多，质量越大，海冰的密度越大，A项错误；NaCl属于强电解质，在卤汁中主要以Na＋和Cl－的形式存在，B项错误；已知海冰中“盐泡”与H2O的个数比为(2×10－6)∶1，则1
L海冰的质量为58.5
g·mol－1×n(NaCl)＋18
g·mol－1×n(H2O)＝58.5
g·mol－1×2×10－6
×n(H2O)＋18
g·mol－1×n(H2O)＝900
g，解得n(H2O)≈50
mol，则n(NaCl)＝
10－4
mol，故c(NaCl)＝＝10－4
mol·L－1，C项正确；由“若海冰的冰龄达到1年以上，融化后的水为淡水”可知，海冰的冰龄越长，内层的“盐泡”越少，D项错误。]
　配制一定物质的量浓度的溶液
知识梳理
1．熟悉配制溶液的仪器
(1)托盘天平：称量前先调零，称量时药品放在左盘，砝码放在右盘，读数精确到0.1
g。若配制0.2
mol·L－1
NaCl溶液500
mL，若用托盘天平需称取NaCl5.9
g，称量时，不慎将物品和砝码颠倒放置，实际称量的NaCl的质量为4.1
g。
(2)容量瓶
①构造及用途
②查漏操作
[辨易错]
(1)使用托盘天平时，应先将游码置于0刻度再调天平平衡。(　　)
(2)用托盘天平可称量5.85
g
NaCl。(　　)
(3)实验需要480
mL
0.1
mol·L－1的NaOH溶液，可用500
mL容量瓶配制480
mL溶液。(　　)
(4)使用容量瓶前先查漏再洗涤。(　　)
(5)配制NaCl溶液时，可在容量瓶中溶解。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
2．一定物质的量浓度的溶液配制
(1)配制步骤
以配制500
mL
1.50
mol·L－1NaOH溶液为例。
①计算：需NaOH固体的质量，计算式为0.5
L×1.50
mol·L－1×40
g·mol－1。
②称量：用托盘天平称量NaOH固体30.0
g。
③溶解：将称好的NaOH固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解。
④冷却移液：待烧杯中的溶液冷却至室温后，将溶液用玻璃棒引流注入500_mL容量瓶中。
⑤洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，洗涤液注入容量瓶，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。
⑥定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线1～2_cm
时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
⑦摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。注意液面下降，不能再加水，否则结果偏低。
(2)误差分析的依据
3．一定溶质质量分数的溶液的配制
以配制200
g
20%的NaOH溶液为例。
(1)计算：需NaOH的质量为40.0_g，需蒸馏水的体积为160
mL。
(2)称量：用托盘天平称取NaOH
40.0
g，用量筒量取160
mL
蒸馏水。
(3)溶解：将称量的NaOH放入烧杯中，将量取的蒸馏水加入烧杯中并用玻璃棒搅拌，即得所需溶液。
[深思考]
用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸，需要哪些主要仪器？主要步骤有哪些？
[答案]　主要仪器：量筒、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管。
主要步骤：计算、量取、稀释、冷却转移、洗涤、振荡、定容、摇匀。
知识应用
抗击新冠病毒期间，各地大规模进行环境消毒，其中“84”消毒液使用比较广泛。下面是某“84”消毒液的标签。
(1)该“84”消毒液的物质的量浓度为________
mol·L－1(小数点后保留一位)。
(2)某同学参阅该“84”消毒液的配方，欲用NaClO固体配制500
mL含NaClO质量分数为37.25%的消毒液。需要称量NaClO固体的质量为________
g。
(3)某同学取100
mL该“84”消毒液，稀释成1
L用于消毒，稀释后的溶液中NaClO的物质的量浓度为________
mol·L－1。
(4)若用NaClO固体配制250
mL该“84”消毒液，需要的玻璃仪器有___________________________________________________________________。
[解析]　(1)c＝
mol·L－1＝
6．0
mol·L－1。
(2)m＝500
mL×1.2
g·cm－3×37.25%＝223.5
g。
(3)0.1
L×6.0
mol·L－1＝1
L×c
解得c＝0.6
mol·L－1。
[答案]　(1)6.0　(2)223.5　(3)0.6　　(4)烧杯、玻璃棒、250
mL容量瓶、胶头滴管
?命题点1　一定物质的量浓度溶液的配制
1．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
D　[实验室里需要配制480
mL
0.10
mol·L－1
的CuSO4溶液，由于没有480
mL规格的容量瓶，根据“大而近”的原则故需选择500
mL容量瓶。溶质若为CuSO4则需要8.0
g，若为胆矾则需要12.5
g。应配成500
mL溶液而不是加入500
mL水。]
2．用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16
g·
cm－3)配制成1
mol·L－1的稀盐酸。现实验室需这种盐酸220
mL，试回答下列问题：
(1)配制稀盐酸时，应选用________
mL的容量瓶。
(2)经计算需要________mL浓盐酸，在量取时宜选用________(填字母)量筒。
A．5
mL
　　　B．10
mL　　　C．25
mL　　　D．50
mL
(3)在量取浓盐酸后，进行了下列操作：
①等稀释的盐酸的温度与室温一致后，沿玻璃棒注入容量瓶中。
②往容量瓶中小心加蒸馏水至液面距容量瓶刻度线1～2
cm
时，改用胶头滴管加蒸馏水，使溶液的凹液面与瓶颈的刻度线相切。
③在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水，并用玻璃棒搅拌，使其混合均匀。
④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中，正确的顺序是________(填序号)。
[解析]　(2)c(HCl)＝
＝
＝11.6
mol·L－1。
加水稀释前后HCl的物质的量不变，所以11.6
mol·L－1×V(HCl)＝250
mL×1
mol·L－1，解得V(HCl)≈21.6
mL，应该选择25
mL的量筒量取。
[答案]　(1)250　(2)21.6　C　(3)③①④②
配制一定物质的量浓度溶液时的注意事项
(1)选用容量瓶的原则——“大而近”，如需90
mL溶液，则选用100
mL容量瓶。
(2)选用容量瓶时，应指明其规格。
(3)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
(4)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中，因为容量瓶的容积是在所标温度下确定的。
(5)向容量瓶中注入液体时，要用玻璃棒引流；且玻璃棒下端要靠在容量瓶的刻度线以下的瓶颈壁上。
(6)定容时，液面超过刻度线，要重新配制。
(7)浓液稀释配制时，要计算浓液体积，用量筒或滴定管量取。
(8)定容时，要平视使凹液面与刻度线相切。
?命题点2　溶液配制过程中的误差分析
误差分析模型
(1)误差分析的思维流程
(2)视线引起误差的分析方法
①仰视容量瓶刻度线[图(a)]，导致溶液体积偏大，结果偏低。
②俯视容量瓶刻度线[图(b)]，导致溶液体积偏小，结果偏高。
(a)　　　　　　　
　(b)
3．从溶质改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
(1)配制450
mL
0.1
mol·L－1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8
g：________。
(2)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：________。
(3)配制NaOH溶液时，托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片，其他操作均正确：________。
(4)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质4.4
g，称量时物码放置颠倒：________。
(5)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：________。
(6)定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线：________。
(7)配制NaOH溶液时，NaOH固体中含有Na2O杂质________。
[解析]　(2)胆矾的摩尔质量为250
g·mol－1，所需质量为0.5
L×0.1
mol·L－1
×250
g·mol－1＝12.5
g。
(3)NaOH易吸水潮解。
(4)实际称量质量为4
g－0.4
g＝3.6
g。
(5)仰视读数量取浓硫酸，量取的浓硫酸偏多，溶质偏多。
(7)NaOH固体中含Na2O时，一定质量时溶于水NaOH偏多。
[答案]　(1)偏小　(2)偏小　(3)偏小　(4)偏小
(5)偏大　(6)偏小　(7)偏大
4．从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
(1)配制NaOH溶液时，将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容：________。　
(2)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：________。　
(3)定容时仰视刻度线：________。
(4)容量瓶洗净后未干燥：________。
[答案]　(1)偏大　(2)偏小　(3)偏小　(4)无影响
　溶解度及溶解度曲线应用
知识梳理
1．两种溶解度
(1)固体的溶解度
①定义：在一定温度下，某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量，叫作这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为g。
②计算
饱和溶液中存在的两比例：
a.＝；
b.＝。
③影响因素(外因)
a．溶剂的影响(如NaCl易溶于水而不易溶于汽油)。
b．温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca(OH)2；温度对NaCl等的溶解度影响不大。
(2)气体的溶解度
①表示方法：通常指该气体(其压强为101
kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1∶x。如NH3、HCl、SO2、CO2气体常温时在水中的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。
②影响因素：气体溶解度的大小与温度和压强有关，温度升高，溶解度减小；压强增大，溶解度增大。
[辨易错]
(1)20
℃时，100
g
NaCl饱和溶液中含有26.5
g
NaCl，因此NaCl在20
℃时的溶解度为26.5
g。(　　)
(2)20
℃时，溶解度为a的NaCl的饱和溶液的质量分数为a%。(　　)
(3)气体溶解度随温度的升高，压强的增大而增大。(　　)
(4)加热饱和Ca(OH)2溶液，有沉淀生成。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
2．溶解度曲线及其应用
(1)常见物质的溶解度曲线
(2)溶解度曲线的意义
①点：曲线上的点叫饱和点。
a．曲线上任一点表示对应温度下该物质的溶解度；
b．两曲线的交点表示两物质在该交点的温度下溶解度相等，浓度相同。
②线：溶解度曲线表示物质的溶解度随温度变化的趋势，其变化趋势分为三种：
a．陡升型：大部分固体物质的溶解度随温度升高而增大，且变化较大，提纯时常采用降温结晶(冷却热饱和溶液)的方法；
b．下降型：极少数物质的溶解度随温度升高反而减小，如熟石灰的饱和溶液升温时变浑浊；
c．缓升型：少数物质的溶解度随温度变化不大，提纯时常采用蒸发结晶(蒸发溶剂)的方法。
知识应用
根据溶解度曲线，①如何提纯含少量NaCl的KNO3？②如何提纯含少量KNO3的NaCl?
[答案]　①将含少量NaCl的KNO3溶于热水中，制备热的饱和溶液，然后冷却、结晶、过滤；
②将含少量KNO3的NaCl溶于水中，然后加热蒸发结晶、趁热过滤。
?命题点　溶解度曲线的应用
1．已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．NaCl可以通过将NaCl溶液蒸发结晶得到晶体
B．NaCl中混有少量Mg(ClO3)2杂质，可采用将热的饱和溶液冷却结晶方法得到NaCl
C．Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯
D．可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
B　[含少量Mg(ClO3)2的NaCl溶液，可以采用蒸发溶剂而结晶的方法得到NaCl晶体。]
2．溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是
(　　)
A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60
℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
A　[从图像可看出随温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐升高，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A项错误；温度升高，其溶解速度加快，B项正确；60
℃时饱和溶液中AgBrO3的物质的量浓度约为≈2.5×10－2
mol·L－1，其Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)≈6×10－4，C项正确；由于AgBrO3的溶解度比较小，故KNO3中含有AgBrO3时，可采用重结晶的方法提纯，D项正确。]
3．以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图所示。
回答下列问题：
(1)欲制备10.7
g
NH4Cl，理论上需NaCl________
g。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有________、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。
(3)“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为________。
(4)不用其他试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是________。
[解析]　根据氯元素守恒可列关系式求m(NaCl)＝10.7
g×58.5
g·mol－1÷53.5
g·mol－1＝11.7
g，氯化铵的溶解度随温度变化较大，故可用冷却结晶法析出晶体，但要防止硫酸钠析出。所以温度应大约在33～40
℃。
[答案]　(1)11.7　(2)蒸发皿　(3)35
℃(33～40
℃都可以)　(4)加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净　(5)重结晶
(1)重结晶原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使之分离。
(2)两种结晶方式
①溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发
结晶的方法；若NaCl溶液中含有KNO3，应采取蒸发结晶、趁热过滤的方法。
②溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水或不稳定)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法；若KNO3溶液中含有NaCl，应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
[真题验收]
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)(2018·全国卷Ⅱ)配制0.400
0
mol·L－1的NaOH溶液的实验过程为称取4.0
g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250
mL容量瓶中定容。(　　)
(2)(2016·全国卷Ⅲ)配制稀硫酸时，先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。
(　　)
(3)(2014·全国卷Ⅰ)用容量瓶配制溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴管吸出多余液体。(　　)
(4)(2014·全国卷Ⅰ)洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干。(　　)
(5)(2011·全国卷)欲配制1.00
L
1.00
mol·L－1的NaCl溶液，可将58.5
g
NaCl溶于1.00
L水中。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．(2019·全国卷Ⅰ)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253
K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．冰表面第一层中，HCl以分子形式存在
B．冰表面第二层中，H＋浓度为5×10－3
mol·L－1(设冰的密度为0.9
g·cm－3)
C．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变
D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH＋＋Cl－
D　[A项，由图示可知，第一层中，HCl以分子形式存在，正确；B项，第二层中，已知Cl－∶H2O＝10－4∶1，HCl===H＋＋Cl－，H＋和Cl－的物质的量是相同的，设H2O的物质的量为1
mol，则n(H＋)＝10－4
mol，V(H2O)＝＝20
cm3＝0.02
L，故c(H＋)＝＝5×10－3
mol·L－1，正确；C项，第三层中，只有水分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变，正确；D项，由A项、C项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应HClH＋＋Cl－，错误。]
3．(1)(2020·全国卷Ⅰ，T27(1))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)。
(2)(2018·全国卷Ⅲ)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：
溶液配制：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在________中溶解，完全溶解后，全部转移至100
mL的________中，加蒸馏水至________。
[解析]　(1)利用固体配制一定物质的量浓度的溶液时需要用托盘天平称量固体，用烧杯溶解固体，用量筒量取蒸馏水。
(2)配制溶液时称取的样品应在烧杯中溶解，冷却至室温后全部转移至100
mL的容量瓶中，加蒸馏水至刻度线。
[答案]　(1)烧杯、量筒、托盘天平
(2)烧杯　容量瓶　刻度线　
4．(2017·全国卷Ⅲ)有关物质的溶解度如图所示。向“Na2Cr2O7溶液”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a．80
℃　　b．60
℃　　c．40
℃　　d．10
℃
该过程的反应类型是______________________________________________。
[解析]　由图像可知，在10
℃左右时得到的K2Cr2O7固体最多。发生反应为2KCl＋Na2Cr2O7===K2Cr2O7＋2NaCl，该反应为复分解反应。
[答案]　d　复分解反应
[新题预测]
1．在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验，其中图(a)中的烧瓶收集满了NH3，图(b)中的烧瓶HCl气体没有收集满，下列说法错误的是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)(　　)
　　
　(a)　　　　　
　　　(b)
A．溶质的物质的量浓度均为
mol·L－1(Vm表示该温度、压强下的气体摩尔体积)
B．溶质物质的量浓度不相同
C．溶质的质量分数不同
D．图(a)、图(b)中喷泉的颜色分别为蓝色、红色
B　[由于实验中得到的溶液的体积与溶解了的气体体积相同，设溶解的气体体积为V
L，则气体物质的量n(气)＝
mol，气体物质的量浓度＝＝
mol·L－1，A项正确，B项错误；因所得的溶液中溶质摩尔质量不同，故它们的质量分数不相同，C项正确；石蕊遇碱性溶液呈蓝色，遇酸性溶液呈红色，D项正确。]
2．几种物质的溶解度曲线如图所示。则下列说法正确的(　　)
A．氯化铵的溶解度最大
B．随着温度升高，硫酸钠的溶解度不断增大
C．40
℃时硫酸钠饱和溶液溶质的质量分数为50%
D．把等质量40
℃时饱和溶液降温到20
℃，硫酸钠析出晶体最多
D　[A项，未指明温度，无法确定；B项，40
℃以上随温度升高，Na2SO4的溶解度减小；C项，溶质质量分数应为×100%≠50%。]
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-第3节　物质的量　气体摩尔体积
[课标解读]　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)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。　2.能根据微粒(原子、分子、离子等)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.了解相对原子质量、相对分子质量的含义，并能进行有关计算。
　物质的量　摩尔质量
知识梳理
1．物质的量、阿伏加德罗常数
[辨易错]
(1)物质的量是描述微观粒子数目的物理量。(　　)
(2)1
mol
氧的分子数目约为6.02×1023。(　　)
(3)1
mol
大豆的数目约为6.02×1023。(　　)
(4)1
mol
H2O
中约含有2×6.02×1023个H原子。(　　)
(5)1
mol
CaCl2中含有的分子数目约为6.02×1023。(　　)
(6)阿伏加德常数约是6.02×1023。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×
2．摩尔质量
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M，常用单位为
g·mol－1或kg·mol－1。
(2)数值：当微粒的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。
(3)定义式：M＝。
注意：摩尔质量、相对分子(或原子)质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18
g·mol－1，H2O的相对分子质量为18,1
mol
H2O的质量为18
g。但若不指明各单位，数值也不一定相等。如H2O的摩尔质量也可以是0.018
kg·mol－1。
[辨易错]
(1)2
mol
H2O的摩尔质量是1
mol
H2O的摩尔质量的2倍。(　　)
(2)1
mol
OH－与1
mol
—OH的质量均约为17
g。(　　)
(3)0.5
mol
A的质量为16
g，则A的摩尔质量为32
g。(　　)
(4)一个H2O分子的质量约为
g。
(　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
知识应用
可燃冰大多数在海底。水分子通过氢键紧密缔合成三维网状体，将甲烷分子纳入网状体中形成水合甲烷，其化学式为CH4·8H2O。
请回答下列问题：
(1)在水合甲烷中，CH4与H2O的物质的量比为________，1
mol
CH4·8H2O中含有氢原子的个数约为________。
(2)80
g可燃冰中，CH4的物质的量为________。
(3)含H2O分子3.01×1023个的水合甲烷中，可燃冰的质量约为________。
[答案]　(1)1∶8　20×6.02×1023或20NA　(2)0.5
mol　(3)10
g
?命题点1　基本概念的理解与应用
1．草酸(分子式为H2C2O4，沸点：150
℃)是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是(　　)
A．若1
mol草酸中含a个碳原子，则阿伏加德罗常数为
B．1
mol草酸中约含有6.02×1023个分子
C．45
g草酸中约含有1.204×1024个氧原子
D．草酸分子中碳与氧原子的物质的量之比为1∶2
A　[阿伏加德罗常数的单位为mol－1，无单位，A错误。]
2．某硫原子的质量是a
g,12C原子的质量是b
g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是(　　)
①该硫原子的相对原子质量为　
②m
g该硫原子的物质的量为
mol　
③该硫原子的摩尔质量是aNA
g　
④a
g该硫原子所含的电子数为16NA
A．①③　　　B．②④　　　C．①②　　　D．②③
C　[①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的，即，正确；②m
g该硫原子的个数为，其物质的量为
mol，正确；③该硫原子的摩尔质量是aNA
g·mol－1，不正确；④一个硫原子所含电子数为16，a
g该硫原子的个数为1个，所含电子数为16，不正确。]
解题“三注意”
(1)审题时要注意常用计量的使用范围和条件。
(2)分析时要注意常用计量的单位运用。
(3)计算分子中含有的原子数目时要注意分子的组成。
?命题点2　n、M、m、N的相关计算与换算
3．(1)若12.4
g
Na2X中含有0.4
mol钠离子，Na2X的摩尔质量是________，X的相对原子质量是________。
(2)某矿泉水的规格为560
mL，若喝一瓶该矿泉水，则进入体内的H2O分子数约为__________个(用数值表示)。
(3)偏二甲肼是导弹、卫星、飞船发射试验和运载火箭的主体燃料，其结构简式为(CH3)2NNH2。30
g该燃料的分子物质的量为______，含有共价键的数目为________(用NA表示)。
[解析]　(1)n(Na2X)＝0.2
mol，M(Na2X)＝＝62
g·mol－1。
(2)水的密度约为1
g·mL－1，n(H2O)＝≈31.1
mol，N(H2O)＝31.1
mol×6.02×1023
mol－1≈1.87×1025。
(3)M＝60
g·mol－1，n＝＝0.5
mol，共价键数：0.5×11NA。
[答案]　(1)62
g·mol－1　16　(2)1.87×1025　
(3)0.5
mol　5.5NA
以“物质的量”为核心的基本计算
　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律
知识梳理
1．气体摩尔体积
(1)影响物质体积大小的因素
(2)气体摩尔体积
①含义：一定的温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，常用的单位是L·mol－1和m3·mol－1，基本表达式是Vm＝。
②影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。温度越高，压强越小，气体摩尔体积越大。
③特例：标准状况是指温度为0
℃，压强为101
kPa，此时，Vm＝
22.4_L·mol－1。
[辨易错]
(1)在同温同压下，1
mol
任何气体的体积约相同的原因是分子大小和分子间距相同。(　　)
(2)在标准状况下，1
mol
任何物质的体积均约为22.4
L。(　　)
(3)标准状况下，1
mol
H2与1
mol
N2、H2混合气体体积均约为22.4
L。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)√
[深思考]
1
mol气体的体积约为22.4
L，则一定处于标准状况吗？为什么？
[答案]　不一定。1
mol
气体的体积取决于温度和压强。升高温度，体积增大；增大压强，体积减小，故在高于0
℃和高于101
kPa时1
mol气体的体积也可能为22.4
L。
2．阿伏加德罗定律及其推论
(1)内容
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。
(2)推论
条件
结论
推论一
同温同压
＝＝
＝
推论二
同温同容
＝
注：以上用到的符号：n——物质的量、M——摩尔质量、V——气体体积、ρ——密度、p——压强
[辨易错]
(1)在同温同压下，相同体积的物质具有相同的分子数。(　　)
(2)在同温同压下，1
L
H2与1
L
CO2和O2的混合气体的分子数和原子数均相同。(　　)
(3)同温同体积条件下，等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2。(　　)
(4)在同温同压下，28
g
N2与28
g
C2H4的体积不同。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
知识应用
如图所示三只气球。
(1)A、B的体积均为1.12
L，则A、B中气体的物质的量________是0.05
mol(填“一定”或“不一定”)；理由是_________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)若A、B气球中的气体处于相同状况下，A、B气球中气体质量哪个大？________，气球中分子个数比为________，原子个数比为________。
(3)在相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相同，则两气球的体积之比是________。
[答案]　(1)不一定　因为未指明A、B气球处于标准状况　(2)B　1∶1　1∶1　(3)2∶1
?命题点1　气体摩尔体积及有关计算
1．一定温度和压强下，30
L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子构成，下列有关说法中不正确的是(　　)
A．该温度和压强可能是标准状况
B．标准状况下，该纯净物若为气态，其体积约是22.4
L
C．该气体中每个分子含有两个原子
D．若O2在该条件下为气态，则1
mol
O2在该条件下的体积也为30
L
A　[若为标准状况，6.02×1023个气态分子的体积应为22.4
L，不是30
L。]
(1)“22.4
L·mol－1”适用范围
①条件必须是标准状况(0
℃，101
kPa)。
②物质必须是气体，可以是单一气体也可以是混合气体。
(2)气体摩尔体积受温度、压强的影响，升温使其增大，加压使其减小。改变温度和压强，在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4
L·mol－1。
2．(1)设阿伏加德罗常数为NA，标准状况下，某O2和N2的混合气体m
g含有b个分子，该混合气体的平均摩尔质量为________，n
g该混合气体在相同状况下所占的体积是________。
(2)标准状况下，1.92
g某气体的体积为672
mL，则此气体的相对分子质量为________。
(3)在相同条件，将CO2和CO按1∶2体积比混合，则混合气体的相对分子质量为________。
[解析]　(1)根据n＝＝可求M＝
g·mol－1，V＝×22.4
L。
(2)根据＝可求M。
(3)＝≈33.3。
[答案]　(1)
g·mol－1　
L　(2)64
(3)33.3
气体摩尔质量(相对分子质量)求算模型
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·m/N。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4(g·mol－1)。
(4)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D。
(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
?命题点2　阿伏加德罗定律及推论
3．在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的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．充入的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．若将压强相同改为体积相同，则甲容器中的压强比乙容器的压强大
D　[A项，>，充入的CO分子数多，错误；B项，同温同压时，＝，n(CO)>n(CO2)，甲容器的体积较大，错误；C项，同温同压时，气体的摩尔体积相同，错误。]
4．下列说法不正确的是(　　)
A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)分子数相同
B．等温等压下，SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11　
C．温度和容积相同的两气罐中分别盛有5
mol
O2(g)和2
mol
N2(g)，两容器中的压强之比等于5∶2
D．等温等压条件下，5
mol
O2(g)和2
mol
H2(g)的体积之比等于5∶2
A　[A项，未指明压强相同，无法确定分子数相同，错误。]
阿伏加德罗定律的理解
(1)同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等，但原子数不一定相等。
(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。
(3)在同温同压条件下，可利用气体的相对分子质量大小判断气体密度的大小，如ρ(空气)<ρ(Cl2)。
　有关“NA”的多角度判断与计算
NA的多角度考查题型在高考命题时一直保持较高的连续性。在命题角度上主要从物质的状态、组成、原子结构，氧化还原反应、电离、水解、可逆反应等不同方面进行微观粒子数或共价键数的计算。体现了“宏观辨识与微观探析”和“变化观念与平衡思想”的化学核心素养。
角度1　22.4
L·mol－1的适用条件与物质状况
[典题示例1]　设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是________(填序号)。
A．2.24
L(标准状况)苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子
B．标准状况下，2.24
L
N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
C．常温常压下，124
g
P4中所含P—P键数目为4NA
D．常温常压下，3.2
g
O2所含的原子数为0.2NA
E．标准状况下，2.24
L
HCl和HF的混合物中含有氢原子数为0.1NA
[解析]　A项，苯在标准状况下为液体，不适用22.4
L·mol－1；B项，标准状况下，2.24
L混合气体中分子数应为0.1NA；C项，每个P4分子中含6个P—P键，124
g
P4的物质的量为1
mol，含6
mol
P—P键；D项，质量与温度、压强无关；E项，HF在标准状况下为液体。
[答案]　D
[陷阱突破]　(1)一要看是否为标准状况，不为标准状况无法直接用22.4
L·mol－1(标准状况下气体的摩尔体积)求n。
(2)二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求n，如水、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、己烷、苯、CxHy(x>4)、乙醇、乙酸等。
(3)三要看指定的物理量是否与状况有关。要明确物质的量或质量或摩尔质量或微粒数与物质所处状况无关，物质的量或质量确定时，物质所含的微粒数与温度、压强等外界条件无关。
角度2　一定量的混合物中微粒数的计算
[典题示例2]　设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是______(填序号)。
A．14
g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B．14
g
N2和CO的混合气体中含有的原子数为0.5NA
C．常温常压下，92
g
NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
D．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
[解析]　A项，乙烯与丙烯的最简式均为CH2,14
g二者混合物含2NA个H原子；B项，N2与CO的M相同，14
g二者混合气体中原子数应为0.5×2NA；C项，NO2与N2O4的最简式均为NO2；D项，CH4与C2H4中的氢原子个数均为4,0.5
mol
混合气体中含H原子2
mol。
[答案]　B
[陷阱突破]　(1)等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如NO2与N2O4，C2H4与C3H6，O2与O3。
(2)等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如N2与CO，CO2与N2O，H2SO4与H3PO4。
(3)物质的量相同的物质含有的分子数相同，原子数不一定相同。如CO2与CO的混合气体若为1
mol，则含分子数为1NA，原子数介于2NA和3NA之间。
角度3　一定量物质中微观粒子与共价键数目的计算
[典题示例3]　设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是________(填序号)。
A．0.1
mol
的11B中，含有0.6NA个中子
B．18
g
D2O和18
g
H2O中含有的质子数均为10NA
C．60
g丙醇中存在的共价键总数为10NA
D．12
g
金刚石中含有的C—C键数目为4NA
[解析]　A项，11B中含中子数为11－5＝6；B项，D2O与H2O的摩尔质量不同，二者分子数不同，含有的质子数不同；C项，丙醇的结构式为,1分子丙醇中共有11个共价键；D项，1
mol
金刚石中含2
mol
C—C键。
[答案]　A
[陷阱突破]　熟悉常考物质的组成与结构
(1)物质的构成
有些物质是由分子构成的，分子又是由原子构成的。
有的分子是单原子分子，如稀有气体He、Ne等，有的分子为双原子分子，如Cl2、N2、O2、H2、Br2、I2等，有的分子为多原子分子，如O3、P4、D2O、CH4、CO2等。
(2)物质的微观结构
记住特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等。
(3)物质中所含的化学键
理解物质中所含化学键的数目，如一分子H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1。
常考物质所含的共价键数目
几种常考物质
CH4(C—H)
P4
(P—P)
Si(Si—Si)
SiO2
(Si—O)
石墨(C—C)
金刚石(C—C)
每摩尔含共价键数目
4NA
6NA
2NA
4NA
1.5NA
2NA
角度4　电解质溶液中微粒数目的计算
[典题示例4]　设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是________(填序号)。
A．pH＝1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋
B．100
mL
1
mol·L－1
FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NA
C．1
L
0.1
mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO和CO微粒数之和为0.1NA
D．含1
mol
NH4Cl的溶液中加氨水至中性时溶液中含有的NH数目为1NA
E．0.5
L
0.2
mol·L－1的Na2C2O4溶液中，阴离子数目大于0.1NA
[解析]　A项，未指明溶液体积；B项，Fe3＋水解数目减少；C项，漏掉了H2CO3分子；D项，N(NH)＋N(H＋)＝N(Cl－)＋N(OH－)，因为溶液呈中性，N(NH)＝N(Cl－)＝1NA；E项，C2O水解生成HC2O和OH－，阴离子数增多。
[答案]　DE
[陷阱突破]　细审题、抓“四看”：一看是否指明溶液的体积；二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子(或弱碱阳离子)；三看所给条件是否与电解质的组成有关；四看是否忽略溶剂水中的H、O原子数目。
角度5　氧化还原反应中转移电子数的计算
[典题示例5]　设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是______(填序号)。
A．2.4
g
Mg与H2SO4完全反应，转移电子数为0.1NA
B．1
mol
Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA
C．78
g
Na2O2与CO2或H2O充分反应，转移电子数均为NA
D．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23
g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
E．惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上生成2.24
L(标准状况下)气体时，电路中通过的电子数为0.2NA
F．56
g
Fe在高温下与H2O(g)完全反应转移电子数为3NA
[解析]　A项，转移电子数为0.2NA；B项，Fe被氧化为Fe3＋，转移电子数为3NA；F项，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，转移电子数不是3NA。
[答案]　CDE
[陷阱突破]
(1)关注特殊反应
①Na2O2与水或CO2反应，产生1
mol
O2均转移2
mol电子。
②Fe、Al在常温时遇浓硫酸、浓硝酸钝化；Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4。
③NO2与H2O反应，当1
mol
NO2参加反应，转移电子数为
mol。
④氯气与足量NaOH溶液反应，1
mol
Cl2转移1
mol电子；氯气与足量金属反应，1
mol
Cl2转移2
mol电子。
(2)明确反应实质
Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为＋1、＋2、＋3，因此1
mol
Na与O2反应，无论生成Na2O还是Na2O2，均转移1
mol电子；1
mol
Mg与O2、N2、盐酸等物质反应，均转移2
mol电子；1
mol
Al无论溶于盐酸还是NaOH溶液，均转移3
mol电子。
(3)注意过量问题
①如含1
mol
FeBr2的溶液中通少量Cl2和通足量Cl2，转移的电子数不一样。
②Fe与足量稀硝酸生成Fe3＋，Fe与少量稀硝酸生成Fe2＋。
角度6　一些特殊反应或隐含的反应的粒子数计算
[典题示例6]　设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是______(填序号)。
A．0.1
mol
H2和0.1
mol
I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA
B．1
mol
N2与4
mol
H2反应生成的NH3分子数为2NA
C．密闭容器中2
mol
NO与1
mol
O2充分反应，产物的分子数为2NA
D．50
mL
12
mol·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA
E．室温下，56
g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2
F．电解精炼铜，当电路中通过0.2NA个电子时，阳极溶解减轻6.4
g
G．标准状况下，将22.4
L
Cl2通入足量水中充分反应转移电子数小于NA
[解析]　A、B项涉及的反应均有可逆反应，但A项，H2＋I22HI，反应前后分子数不变，B项，1
mol
N2不能完全反应，C项，2NO2N2O4，分子数小于2NA；D项，随着反应的进行，盐酸浓度降低，不能完全反应；E项，室温下，铁遇浓硫酸发生钝化；F项，阳极还有Zn、Fe、Ni溶解；G项，Cl2与H2O反应为可逆反应，Cl2不完全反应。
[答案]　AG
[陷阱突破]　熟悉常见的可逆反应和隐含反应
(1)涉及的可逆反应
①2NO2N2O4　②N2与H2化合　③SO2与O2化合　④Cl2与H2O反应　⑤SO2与H2O化合　⑥H2与I2化合　⑦Cl2与PCl3反应　⑧酯化反应和酯的水解反应等。
(2)与浓度有关的隐含反应
①MnO2与浓盐酸的反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀盐酸，反应停止。
②Cu与浓硫酸的反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，反应停止。
③Cu与浓硝酸反应，随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓硫酸反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，得到SO2和H2的混合气体。
⑤常温下，铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”。
(3)金属精炼时阳极杂质的反应。
1．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．用氢氧燃料电池电解饱和食盐水得到0.4
mol
NaOH，在燃料电池的负极上消耗氧气分子数为0.1NA
B．2
mol
H3O＋中含有的电子数为20NA
C．密闭容器中1
mol
N2(g)与3
mol
H2
(g)反应制备氨气，形成6NA个N—H键
D．32
g
N2H4中含有的共用电子对数为6NA
B　[A项，燃料电池的正极消耗O2，错误；C项，N2与H2化合为可逆反应，NH3的生成量不确定，错误；D项，32
g(1
mol)N2H4中共用电子对数为5NA，错误。]
2．(2021·福建新高考适应性考试)已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．0.1
mol·L－1
KNO3溶液中离子总数大于0.2NA
B．DO和T2O的
混合物1.1
g，含有的质子数为0.5NA
C．5.6
g
Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D．0.1
mol
H2和0.2
mol
I2充分反应后分子总数小于0.3NA
B　[A.溶液体积未知，无法确定溶液中离子数目，A错误；B.DO和T2O的摩尔质量均为22
g/mol，所以1.1
g
混合物的物质的量为0.05
mol，一个DO分子和一个T2O分子均含有10个质子，所以混合物含有的质子数为0.5NA，B正确；C.5.6
g
Fe的物质的量为0.1
mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；D.H2和I2反应方程式为H2＋I22HI，反应前后分子数不变，所以0.1
mol
H2和0.2
mol
I2充分反应后分子总数为0.3NA，D错误；综上所述答案为B。]
　气体体积的定量测定
气体体积的定量测定在近几年的高考试题中时有涉及。在题目中经常给出特定装置进行气体体积的测量，进而计算有关含量。考查学生分析实验装置的能力，体现学生“科学探究与创新意识”的核心素养。
1．测量气体体积的常用方法
(1)直接测量法。图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。
测量前，A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。
C装置则是直接将一种反应物置于倒置的漏斗中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。
D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
E装置：直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积。(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。
(2)间接测量法。F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
　　　
A　　　　B　　　　　C
　　
　D　　　　E　　　　　　　F
2．误差分析
(1)气体在对应液体中的溶解度应较小(难溶)，否则会因溶解造成误差。
(2)对于装置A、D、F，读数时要注意
①恢复室温；
②两液面要相平；
③读数时要平视。
(3)装置F连接左、右两部分的长导管实验前无液体，实验后充满液体，存在系统误差。
某研究性学习小组欲测定25
℃、101
kPa下气体的摩尔体积。该小组设计的简易实验装置如图所示。
　　　　　　
甲　　　乙　
　丙
该实验的主要操作步骤如下：
①用已知浓度的浓盐酸配制100
mL
1.0
mol·L－1的盐酸。
②用10
mL的量筒量取8.0
mL
1.0
mol·L－1的盐酸加入锥形瓶中。
③准确称取a
g已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，使HCl全部参加反应。
④往广口瓶中装入足量水，按图所示连接好装置(装置气密性良好)。
⑤反应结束后待体系温度恢复至室温，读出量筒中水的体积为V
mL。请回答下列问题：
(1)步骤③中的a≥________。
(2)步骤⑤中应选用的量筒规格是________(已知：25
℃、101
kPa下，气体摩尔体积约为24.5
L·mol－1)。
(3)步骤⑤中读数时需要注意(至少写两点)：____________________________
____________________________________________________________________。
(4)忽略水蒸气影响，在该条件下测得的Vm＝________
L·mol－1。若步骤⑤读数时量筒丙中液面高于广口瓶乙中液面，则测得的Vm______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
[解析]　(1)步骤③Mg与盐酸发生的反应为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，8.0
mL
1.0
mol·L－1盐酸中n(HCl)＝8.0×10－3
L×1.0
mol·L－1＝8.0×10－3
mol，完全反应时消耗4.0×10－3
mol
Mg，其质量为m(Mg)＝4.0×10－3
mol×24
g·mol－1＝0.096
g。(2)8.0×10－3
mol
HCl与Mg完全反应放出4.0×10－3
mol
H2，其在25
℃、101
kPa下的体积为4.0×10－3
mol×24.5
L·mol－1＝0.098
L＝98
mL，故应选取规格为100
mL的量筒。
(4)HCl完全反应时生成4.0×10－3
mol
H2，实验中收集到V
mL
H2，则该条件下的气体摩尔体积为Vm＝＝0.25V
L·mol－1。若量筒中液面高，装置中气压大，排出的水少，测定的V偏小。
[答案]　(1)0.096　(2)100
mL　(3)恢复至室温再读数；调节量筒高度，使量筒内的液面与集气瓶内的液面相平；读数时视线应与量筒中液体的凹液面最低处保持相平(任写两种即可)　(4)0.25V　偏小
[真题验收]
1．(2020·全国卷Ⅲ，T9)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－1NaCl溶液含有28NA个电子
C　[22.4
L(标准状况)氮气为1
mol，含有的中子数为14NA，A项错误；1
mol重水与1
mol水中的质子数相同，B项错误；石墨烯与金刚石均为碳元素形成的单质，12
g石墨烯和12
g金刚石均为1
mol，含碳原子数均为NA，C项正确；NaCl溶液中的水分子中也含有电子，D项错误。]
2．(2019·全国卷Ⅱ)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PO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
B　[A项，3
g
3He含有的中子数为1NA，正确；B项，磷酸钠为强碱弱酸盐，PO会发生水解，所以所含PO的数目小于0.1NA，错误；C项，Cr的化合价变化为6－3＝3,1
mol
K2Cr2O7含有2
mol
Cr，所以转移电子数为6NA，正确；D项，58
g正丁烷、异丁烷的混合物为1
mol，烷烃(CnH2n＋2)中总键数为3n＋1，则该混合物中共价键数目为13NA，正确。]
3．(2018·全国卷Ⅰ)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Fe(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
B　[16.25
g
FeCl3的物质的量n(FeCl3)＝0.1
mol，如果氯化铁完全水解，则生成0.1
mol
Fe(OH)3，而氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁分子聚集而成，故氢氧化铁胶体粒子数远小于0.1NA，A项错误；氩气是单原子分子，1
mol
Ar含18
mol质子，B项正确；甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3，相对分子质量为92,1
mol(92.0
g)甘油含3
mol羟基，C项错误；甲烷与氯气在光照下反应会生成四种有机产物，即1.0
mol甲烷反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共为1
mol，D项错误。]
4．(2018·全国卷Ⅲ)下列叙述正确的是(　　)
A．24
g镁与27
g铝中，含有相同的质子数
B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
C．1
mol重水与1
mol水中，中子数比为2∶1
D．1
mol乙烷和1
mol乙烯中，化学键数相同
B　[24
g镁与27
g铝的物质的量均为1
mol，但Mg、Al的质子数分别为12、13，A项错误；1
mol
O2含有16
mol电子，1
mol
O3含有24
mol电子，质量相同(设为m
g)的O2、O3含有的电子的物质的量分别为
mol＝
mol、
mol＝
mol，B项正确；1
mol
D2O含有10
mol中子，1
mol
H2O含有8
mol中子，C项错误；1
mol
CH3—CH3含有7
mol共价键，1
mol
CH2===CH2含有4
mol
C—H和1
mol
C===C，D项错误。]
[新题预测]
1．捕获二氧化碳生成甲酸的过程如图所示。下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)
A．标准状况下，22.4
L
CO2中所含的电子数目为16NA
B．10.1
g
N(C2H5)3中所含的共价键数目为1.8NA
C．捕获1
mol
CO2生成甲酸转移电子数为2NA
D．100
g
46%的甲酸水溶液中所含的氧原子数目为2NA
C　[A项，1
mol
CO2含有的电子数为22NA，错误；B项，10.1
g
N(C2H5)3的物质的量为0.1
mol，含有的共价键数为0.1×21NA＝2.1NA，错误；C项，根据化合价升降可求转移电子数为2NA，正确；D项，溶液中的水中含有氧原子，错误。]
2．雄黄(As4S4，)与雌黄(As2S3)在古代均曾入药。二者可发生如下转化：
。NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．1
mol
As4S4中含有10NA个极性共价键
B．反应Ⅰ生成22.4
L
SO2气体时，转移的电子数目为7NA
C．1
mol
AsO中中心原子含有孤电子对数总共为NA
D．1
mol·L－1
NaH2AsO3溶液中H2AsO、HAsO、H3AsO3、AsO共NA个
C　[1
mol
As4S4中含有8
mol极性共价键和2
mol非极性共价键，A错误；由于未注明标准状况，所以22.4
L
SO2的物质的量无法确定，电子转移数目无法求算，B错误；AsO的中心原子为As原子，其含有孤电子对数＝×(5＋3－3×2)＝1，C正确；由于溶液体积未知，所以无法判断，D错误。]
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16
-第2节　氯及其化合物
[课标解读]　1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。　2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。　3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。
　氯及其化合物的性质和应用
知识梳理
1．氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
注意：实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
2．Cl2的化学性质
(1)Cl2的氧化性表现——氧化剂
①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
a．与钠反应：2Na＋Cl22NaCl(有白烟生成)。
b．与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3(生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液)。
c．与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2(生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色)。
②与非金属反应
a．与H2反应：H2＋Cl22HCl，
b．与P反应：2P＋3Cl22PCl3，PCl3＋Cl2PCl5。
③与还原性无机化合物反应
a．与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。
b．与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
c．与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——氯水
在25
℃时，1体积的水能溶解约2体积的Cl2，但溶于水的Cl2只有部分与水反应，属于可逆反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
②与碱反应——制漂白剂或消毒剂
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。漂白液也可用于消毒杀菌。
b．制漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。
[辨易错]
(1)Cu、Fe在Cl2中燃烧均生成金属高价氯化物。(　　)
(2)可燃物的燃烧反应必须有O2参加。(　　)
(3)1
mol
Cl2通入足量水中，Cl2与H2O反应转移电子数为NA。(　　)
(4)氯气可以使湿润的有色布条退色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√
3．次氯酸及次氯酸盐的性质
(1)次氯酸的三性
①不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑(用化学方程式表示)，不能单独存在，只存在于溶液中。
②强氧化性
③弱酸性(比H2CO3弱)
NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
(2)次氯酸盐的主要性质
①次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
②与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
③漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑。
[深思考]
(1)保存氯水的方法是什么？为什么？
(2)能否用pH试纸测定氯水的pH？为什么？
[答案]　(1)氯水保存于棕色试剂瓶中，放置冷暗处。
氯水中的HClO见光或受热易分解。
(2)否。氯水中的HClO具有强氧化性，能使pH试纸上的指示剂氧化退色。
知识应用
1．“84”消毒液与75%酒精溶液的大量使用，在一定程度上抑制了新冠疫情的扩散。“84”消毒液的有效成分是________，能否与酒精溶液混合使用________，理由是_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　NaClO　否　NaClO具有强氧化性，可以氧化酒精，同时可能生成Cl2
2．漂白粉或漂粉精在购买时应注意的问题是__________________________；理由是_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　生产日期、密封程度、是否结块等　漂白粉或漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2，Ca(ClO)2在空气中易形成CaCO3和HClO，同时HClO又易分解
?命题点1　Cl2的性质及应用
1．某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是
(　　)
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援
D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移
C　[氨水易挥发出有刺激性气味的NH3，不能用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，同时氯气的密度大于空气密度，不能趴在低洼处，C项错误。]
2．根据下列装置图回答问题
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是__________________________________
____________________________________________________________________，
根据现象可得出的结论是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是______________________________
____________________________________________________________________。
(3)实验开始后，观察装置C中的现象是______________________________
____________________________________________________________________。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是_______________________
___________________________________________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是________________________________
____________________________________________________________________。
(6)F装置的作用是________________________________________________。
[答案]　(1)干燥的红色(或A中)布条不退色，湿润的红色(或B中)布条退色　Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(3)溶液先变为红色，然后退色
(4)H2O＋SO＋Cl2===2H＋＋SO＋2Cl－
(5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(6)吸收氯气，防止污染环境
?命题点2　氯水的多重性及其探究
3．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是(　　)
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
C　[饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。]
4．(1)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水，现象如图所示，回答相关问题。
①内圈为白色，外圈为浅红色说明H＋的扩散速度比HClO分子扩散速度______(填“快”或“慢”)。
②对实验的pH试纸进行微热，白色圆圈颜色________(填“变”或“不变”)。
③如用久置的氯水重复上述实验，现象________(填“相同”或“不同”)，理由是_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中，现象为_______________________
____________________________________________________________________，
可得出两个结论①是__________________________________________________，
②是____________________________________________________________。
设计简单实验证明上述结论是哪一个正确？_______________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[答案]　(1)①快　②不变　③不同　因为久置氯水中不含HClO、Cl2
(2)溶液中的红色逐渐退色　氯水中的次氯酸具有漂白性　氯水中的酸与NaOH发生中和反应　取退色后的溶液，仅加NaOH溶液，若又变红，说明结论②正确；若不变红，结论①正确
氯水的微粒成分和多重性
注意：①氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。因此，氯水要现用现配。
②氯水漂白和杀菌消毒的原因是含HClO不是Cl2。
③氯水存在可逆反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。当改变c(H＋)或
c(Cl－)和光照条件，平衡可发生移动。
　氯气的实验室制法
知识梳理
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为干燥管或U形管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋
2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的浓度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉?KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满。
2．其他方法制备Cl2的原理
(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸的方法制备Cl2的反应原理。
①14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
上述反应可以不用加热。
(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。
[辨易错]
(1)足量MnO2和40
mL
10
mol·L－1浓盐酸共热可生成0.1
mol
Cl2。(　　)
(2)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。(　　)
(3)干燥Cl2可以选择浓硫酸、CaCl2或碱石灰作干燥剂。(　　)
(4)检验Cl2中是否含HCl，可将气体通入AgNO3溶液看是否有白色沉淀生成。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
知识应用
实验室中用KMnO4与浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2，从下面装置中选出合理装置并连接组装以达成实验目的，连接顺序为__________________，其中d中碱石灰的作用是________________________________________________。
[答案]　bfced　吸收剩余的Cl2，防止污染大气
?命题点1　Cl2的实验室制法及性质探究
1．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是________(填标号)。
(2)装置B中的现象是______________________________________________。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式：______________________________，装置E的作用是____________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：____________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
[解析]　(1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，生成的I2遇到淀粉变蓝色。(3)装置D中反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SO的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。(5)实验室通过不加热装置制备氯气，可以用高锰酸钾与浓盐酸反应，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
[答案]　(1)b　(2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋　吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
Cl2性质探究模型
装置
试剂
实验现象
实验目的
A
浓硫酸
—
验证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气(含HClO)有漂白作用
B
干燥红色布条
无明显变化
C
湿润红色布条
红色布条退色
D
FeCl2溶液
溶液由浅绿色变棕黄色
验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性化合物反应
E
淀粉?KI溶液
溶液变蓝色
F
Mg或Na
产生白烟
G
NaOH溶液
—
吸收多余的氯气
注意：①为了防止G中溶液倒吸，可在F、G之间连一个安全瓶。
②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，则F装置前后要有干燥装置。
?命题点2　以制备含氯化合物为主体的综合实验探究
2．(2020·泉州质检)四氯化钛(TiCl4)极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。其熔点为－25
℃，沸点为136.4
℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略)，用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是(　　)
A．②中应盛装饱和食盐水
B．冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C．反应结束时，应先停止③处的加热，后停止①处的加热
D．该设计存在不足，如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
A　[因为TiCl4极易水解，Cl2进入③装置前必须干燥，故②中应盛有浓硫酸，不是饱和食盐水，A项不正确。]
3．三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33
℃，沸点为73
℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→________________________________。
装置A中导管m的作用是________。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞，C中的现象为______________________________________
___________________________________________________________________。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70
℃下反应，则装置E适宜的加热方式为____________________________________________________________________。
装置E中发生反应的化学方程式：________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)该装置存在的明显缺陷是______________________________________。
[答案]　(1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换)　使浓盐酸顺利滴下
(2)锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升
(3)水浴加热　3Cl2＋I22ICl3
(4)缺少尾气处理装置
　含氯新型化合物的性质与制备
氯的化合价有－1、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋7，相应的化合物也很复杂。近几年高考试题对氯的氧化物，氯的含氧酸及其盐的性质与制备有明显的涉及，目的是考查学生的自学能力和学以致用的素质。很好地突出了“科学探究与创新意识，科学态度与社会责任”的核心素养。
[价态——物质类别坐标]
下图是氯的常见价态与物质的对应关系图
1．氯的常见氧化物简介
(1)一氧化二氯
性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO；
同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：
2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。
(2)二氧化氯
物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl或5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。
用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。
2．氯的含氧酸及其盐
(1)氯的含氧酸有HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)，其酸性依次增强，氧化性依次增强。
(2)氯的含氧酸盐有四类：次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐。
①NaClO2(亚氯酸钠)
性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
用途：是一种高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
②氯酸钾(KClO3)
性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水，是强氧化剂。在MnO2催化作用下，受热分解生成O2。
用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火，实验室制取O2。
③高氯酸钠(NaClO4)
性质：易溶于水和乙醇，有强氧化性，低毒，与有机物撞击易引起爆炸。
1．Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116
℃，沸点为3.8
℃；Cl2的沸点为－34.6
℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是
(　　)
A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
C　[制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险，B项正确；装置⑤是收集Cl2O，所以温度低于3.8
℃，逸出的气体主要是空气，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。]
2．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
①电解时发生反应的化学方程式为_________________________________
___________________________________________________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有____________________________________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。
a．水　　　b．碱石灰　c．浓硫酸　d．饱和食盐水
(3)ClO2与KI、H2SO4反应生成I2的离子反应方程式为_________________。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是______(填标号)。
a．明矾
b．碘化钾
c．盐酸
d．硫酸亚铁
[解析]　(1)根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)×(5－4)＝n(Na2SO3)×(6－4)，则有n(KClO3)∶n(Na2SO3)＝2∶1。
(2)①由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式。
②由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl－和OH－。
③ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓硫酸等。
(4)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。
[答案]　(1)2∶1　(2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3　②Cl－、OH－　③c　(3)2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－　(4)d
[真题验收]
1．(2020·天津学业水平等级性考试，T1)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是(　　)
A．NaOH　　
B．NaCl　　
C．NaClO　　
D．Na2CO3
C　[“84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，“84消毒液”的有效成分是NaClO，C项正确。]
2．下列说法正确的是________(填序号)。
(1)(2020·全国卷Ⅰ)将含HCl的Cl2通入饱和食盐水可以除去HCl
(2)(2020·江苏卷)Cl2通入水中制氯水的离子方程式为Cl2＋H2O2H＋＋
Cl－＋ClO－
(3)(2020·江苏卷)物质间转化均能实现：NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
(4)(2018·全国卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒
(5)(2019·全国卷Ⅲ)制取较高浓度的次氯酸溶液的方法是将Cl2通入Na2CO3溶液中
(6)(2016·全国卷Ⅲ)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物
(7)(2016·全国卷Ⅲ)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2时，气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水
(8)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质，原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
[答案]　(1)(4)(6)
3．(2020·全国卷Ⅲ，T26)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是____________，a中的试剂为____________。
(2)b中采用的加热方式是________。c中化学反应的离子方程式是___________________________，采用冰水浴冷却的目的是__________________。
(3)d的作用是________________，可选用试剂________(填标号)。
A．Na2S　
B．NaCl
C．Ca(OH)2
D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，________________，干燥，得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力______NaClO(填“大于”或“小于”)。
[解析]　(1)由装置图可知，盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气，制取的氯气中会混有杂质氯化氢和水蒸气，a中的试剂是饱和食盐水，可以除去杂质氯化氢。(2)b中采用的加热方式是水浴加热。c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；因为氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠，为防止生成氯酸钠，该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。(3)氯气有毒，能污染空气，反应完剩余的氯气要进行尾气吸收，d的作用是吸收尾气(Cl2)，因为Cl2可和Na2S发生反应Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，故可用Na2S溶液吸收Cl2，A项正确；氯气与氯化钠不反应，不能用氯化钠溶液吸收，B项错误；因Cl2可和Ca(OH)2发生反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故可用Ca(OH)2溶液吸收Cl2，C项正确；氯气与H2SO4不反应，不能用H2SO4吸收，D项错误。(4)冷却结晶后要进行过滤，使晶体和液体分离，过滤得到的晶体要用少量冷水洗涤，防止氯酸钾溶解损失，洗涤后干燥就得到氯酸钾晶体。(5)2号试管溶液变棕色说明发生了氧化还原反应，碘离子被氧化成单质碘，单质碘易溶于四氯化碳，碘的四氯化碳溶液呈紫色。同一还原剂(KI)和不同氧化剂作用，氯酸钾不与KI反应，次氯酸钠能与KI反应，说明氧化性氯酸钾小于次氯酸钠。
[答案]　(1)圆底烧瓶　饱和食盐水
(2)水浴加热　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O　避免生成NaClO3
(3)吸收尾气(Cl2)　AC
(4)过滤　少量(冷)水洗涤
(5)紫　小于
[新题预测]
二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
①将干燥的氯气在110～140
℃下与硫反应，即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
S
112.8
444.6
略
S2Cl2
－77
137
遇水生成HCl、SO2、S；与过量氯气发生反应：S2Cl2＋Cl22SCl2；温度超300
℃以上完全分解为硫和氯气
设计实验装置图如下：
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
(2)B中反应的离子方程式为_________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)C、D中的试剂分别是____________、____________。
(4)仪器A、B的名称分别是________________、________________，F的作用是________________________________________________________________。
(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响_______________________
____________________________________________________________________；
在F中可能出现的现象_________________________________________________
____________________________________________________________________；
G的作用是__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种物质的化学式)________________，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和____________________________________________________________________。
[解析]　(1)若B中气压过大，A中浓盐酸不容易滴下，可在A与B之间连接一根导管，以平衡A与B内气压，使浓盐酸在重力作用下顺利滴入B中，或将A换成恒压滴液漏斗；G为S2Cl2的收集装置，H中盛氢氧化钠溶液，水蒸气易挥发进入G中，易使S2Cl2水解，故应在G和H之间增加干燥装置。
(3)制取Cl2过程中产生的杂质为HCl和H2O，可先用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的氯气，故C、D中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。
(5)由已知S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300
℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，故温度过高，有副产物生成，产率降低；根据硫的熔、沸点可知，温度过高，使部分硫变成蒸气，而硫的熔点较低，易凝固，则F管有固体产生或阻塞。
(6)S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300
℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，所以S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2和S(或Cl2)；根据信息，温度控制不当，则会生成氯气和硫，S2Cl2与Cl2反应会生成SCl2，所以为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和氯气的流速要恰当，滴加浓盐酸的速率不要过快。
[答案]　(1)将A换成恒压滴液漏斗(或用导管将A的上口和B相连)，在G和H之间增加干燥装置　(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(3)饱和食盐水　浓硫酸　(4)分液漏斗　圆底烧瓶　导气冷凝　(5)产率降低(或有副产物生成)　有固体产生(或其他合理描述)　收集S2Cl2　(6)SCl2、Cl2、S(任写其中两种即可)　滴加浓盐酸的速率不要过快
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15
-第1节　钠及其化合物
[课标解读]　1.掌握钠及钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其应用。　2.了解钠及其重要化合物的制备方法。　3.了解碱金属的相似性和递变性。　4.了解常见元素的焰色反应。
　钠及其氧化物
知识梳理
1．钠的主要性质及应用
(1)物理性质：银白色，金属光泽，ρ＝0.97
g·cm－3，比水的密度小、比煤油的密度大，质软，熔点为97.81
℃，沸点为882.9
℃。
(2)化学性质(写出化学方程式)
①与非金属反应
②与H2O反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
实验探究：Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
③与乙醇反应：2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。
④与酸(HCl)反应：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
⑤与盐(CuSO4)溶液反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4(答案合理即可)。
⑥与熔融盐TiCl4反应：4Na＋TiCl4Ti＋4NaCl。
(3)钠的保存与用途
①保存：少量钠保存在煤油或石蜡油中。
②制备与用途：
[辨易错]
(1)Na在空气中露置，首先生成Na2O2。(　　)
(2)Na投入CuCl2溶液中，有红色固体生成。(　　)
(3)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。(　　)
(4)金属钠可保存在煤油中，也可保存在四氯化碳中。(　　)
(5)把钠投入NH4Cl溶液中，可以生成两种气体。
(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2．钠的氧化物
(1)氧化钠和过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
阳、阴离子个数比
Na＋与O2－之比为2∶1
Na＋和O之比为
2∶1
氧的化合价
－2
－1
颜色
白色
淡黄色
与H2O反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===
Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(2)Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2Na22
①强氧化性的五个表现
②遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。
③遇到CO2、SO3等最高价氧化物时发生自身氧化还原反应生成盐和O2，既表现氧化性又表现还原性。
[辨易错]
(1)Na2O与Na2O2中的阴、阳离子个数比相同。(　　)
(2)Na2O与Na2O2和水反应均生成NaOH，二者均为碱性氧化物。(　　)
(3)Na、Na2O2投入FeCl3溶液中均有红褐色沉淀和气体生成。(　　)
(4)Na2O2投入酚酞溶液中，溶液变红且不退色。(　　)
(5)7.8
g
Na2O2与CO2充分反应，转移电子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
知识应用
1．在潜水艇和消防员的呼吸面具中常放Na2O2，Na2O2发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[答案]　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2．在生活中，常用Na2O2作漂白剂，其原理是__________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　Na2O2具有强氧化性，能使有色物质被氧化而退色
3．金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠()()()()()。
(1)填写空白。
(2)属于物理变化的有________(填序号)，属于化学变化的有________(填序号)。
[答案]　(1)Na2O　NaOH　Na2CO3
(2)③　①②④⑤
?命题点1　钠及其氧化物的性质及应用
1．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是(　　)
①MgSO4溶液　②Na2SO4稀溶液　③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和NaCl溶液
A．①④⑤⑥
B．①③⑤⑥
C．②④⑤⑥
D．①③④⑥
D　[2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；②中NaOH与Na2SO4不反应，不能产生沉淀，不符合题意；③中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；④中Ca2＋＋HCO＋
OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥中水减少，c(Na＋)增大，使NaCl(s)Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移动。]
2．Na2O2是中学化学常用试剂，下列说法错误的是(　　)
A．0.1
mol
Na2O2与足量CO2反应转移的电子的物质的量为0.1
mol
B．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
C．等物质的量的Na2O2与Na2O溶于等质量水中得到的NaOH的物质的量浓度相同
D．等质量的Na2O2与Na2S晶体中含有相同数目的阴离子
B　[Na2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4，B项错误。]
?命题点2　钠与Na2O2性质的实验探究
3．为探究钠与盐反应的规律，某实验小组同学设计了下列两组实验：
实验1：如图1，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触。
　　　
图1　　　　　　　图2
现象：瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。
实验2：如图2，向盛有CuSO4溶液的小烧杯中加入一小块钠。
现象：钠浮在水面上，熔化成液态钠球并四处游动，生成蓝色沉淀。
(1)实验1、2中反应的化学方程式分别为____________________________、____________________________。
(2)比较实验1、实验2可知Na与CuSO4反应生成Cu的实验条件为_________________________________________________________________。
[答案]　(1)2Na＋CuSO4Na2SO4＋Cu
2Na＋CuSO4＋2H2O===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑
(2)加热且无水
4．过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后退色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验②③中红色均不退去。下列分析错误的是(　　)
①　　　　
②　　　　
　③
A．过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B．过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C．实验②③可证明使酚酞退色的不是氢氧化钠和氧气
D．过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
B　[过氧化钠与水反应不需要催化剂，B项错误；实验②③作为对照实验，可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液退色，C项正确；根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2，H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2，D项正确。]
Na及其氧化物的常见实验探究点
(1)Na与H2O或盐溶液反应实验。
(2)Na2O2参与反应的实验(如与CO2、SO2、H2O等反应)。
(3)Na2O2纯度的测定等。
?命题点3　Na2O2与CO2、H2O反应的定量计算
Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量模型
(1)气体物质的量或体积关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(原气体)。
(2)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”。
对于(CxOy)mHn(CO2＋H2O)(Na2CO3＋NaOH)
(CxOy)mHn的质量为m
g时，上述过程最终固体增重：
Δm
(3)电子转移关系
2Na2O2～2H2O(2CO2)～O2～2e－。
(4)先后顺序关系
分析问题时，可以按Na2O2先与CO2反应，再与H2O(g)反应的顺序进行判断。
5．下列说法不正确的是(　　)
A．2.3
g
Na投入97.7
g水中，所得溶液的质量分数为4%
B．62
g
Na2O与78
g
Na2O2投入相同体积的足量水中，所得溶液的浓度相同
C．78
g
Na2O2与足量CO2或H2O(g)充分反应，二者生成的O2均为0.5
mol
D．将28
g
CO充分燃烧生成的CO2完全通入足量Na2O2中完全反应，固体增重28
g
A　[Na投入水中生成H2逸出，溶液质量<100
g，溶液的质量分数大于4%。]
6．在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5
g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重7.5
g，则原混合气体中O2的质量分数约是
(　　)
A．54.5%　　
B．40%
C．36%　　
D．33.3%
A　[CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠、氧气，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5
g，则O2的质量是16.5
g－7.5
g＝9.0
g，所以原混合气体中O2的质量分数是×100%≈54.5%。]
7．将78
g
Na2O2与84
g
NaHCO3在密闭容器中加热充分反应，容器中固体成分及其质量为________，气体成分及其质量为________。
[解析]　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋　H2O
84
g(1
mol)　　
0.5
mol　
0.5
mol　
0.5
mol
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
0.5
mol　0.5
mol　0.5
mol　0.25
mol
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
0.5
mol　0.5
mol　1
mol　　0.25
mol
[答案]　Na2CO3：106
g、NaOH：40
g　O2：16
g
　碳酸钠与碳酸氢钠
知识梳理
1．Na2CO3与NaHCO3的性质及应用
(1)Na2CO3与NaHCO3的比较(用离子方程式表示)
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主要性质
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性
受热难分解
受热易分解，其分解反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与H＋反应
CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
HCO＋H＋===
CO2↑＋H2O
主要性质
与碱反应
NaOH
不反应
HCO＋OH－===
CO＋H2O
Ca(OH)2
(石灰水)
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O(碱过量)、Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸铝
2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
注意：Na2CO3粉末在潮湿空气中逐渐形成晶体Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O在干燥空气中又风化为Na2CO3粉末，上述转化为化学变化。
(2)Na2CO3、NaHCO3的用途
①Na2CO3是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
②NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。
[辨易错]
(1)Na2CO3、NaHCO3溶于水中，对水的电离有抑制作用。(　　)
(2)Na2CO3、NaHCO3溶液可以用Ba(OH)2溶液鉴别。(　　)
(3)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中立即产生气体。(　　)
(4)苏打和小苏打均与酸反应，故二者均可用治疗胃酸过多。(　　)
(5)除去CO2中的HCl气体，可将气体通入饱和Na2CO3溶液中。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．Na2CO3、NaHCO3的工业制备——侯氏制碱法
(1)工艺流程
(2)反应原理
产生NaHCO3反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(3)循环使用的物质：NaCl、CO2。
(4)该生产的副产品是NH4Cl，可用作肥料。
[深思考]
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，而不先通CO2再通NH3的原因是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO2气体，产生较高浓度的HCO，才能析出NaHCO3晶体
知识应用
1．(1)小苏打单独用作蒸馒头的膨松剂，膨松效果不很好，如果用小苏打的同时加入一定量食醋，效果很好。其原理是_______________________________(写出化学方程式)。
(2)酵头发酵用于蒸馒头时，往往馒头有酸味，故在和面团时加入苏打水，其原因是________________________________________________________________
_________________________________________________________(用文字说明)
[答案]　(1)NaHCO3＋CH3COOH===CH3COONa＋CO2↑＋H2O
(2)苏打水具有碱性，能与酸性物质反应，减小酸性
2．患有胃溃疡的病人不能服用小苏打药品的原因是什么？
[答案]　若服用小苏打药品，胃中的酸与小苏打反应生成CO2气体，加重胃溃疡。
?命题点1　Na2CO3、NaHCO3的性质及应用
1．下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是(　　)
A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
B．相同温度下，0.1
mol·L－1盐溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3
C．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量：Na2CO3D．相同温度下，0.1
mol·L－1盐溶液分别与0.1
mol·L－1盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3>NaHCO3
D　[相同温度下，同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别与0.1
mol·L－1盐酸反应，NaHCO3反应更剧烈。]
2．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是
(　　)
A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B．用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C．用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打
D．先将两种样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打
C　[小苏打NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3残留，A项错误；纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色，B项错误；二者的溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D项错误。]
3．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是(　　)
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
D　[Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。]
(1)Na2CO3与NaHCO3的相互转化
Na2CO3NaHCO3。
(2)Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
注意：鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液时不能用Ba(OH)2溶液或石灰水。
?命题点2　Na2CO3与NaHCO3与酸反应的图像分析
[典例导航]
向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1
mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是(　　)
A．在0～a范围内，只发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
[思路点拨]　H＋与OH－、CO、HCO反应的先后顺序为OH－＞CO＞HCO
?
[答案]　C
Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像分析
向某溶液(Na2CO3或NaHCO3或NaOH)中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图所示：
(1)若OA＝0，则溶液中所含溶质为NaHCO3，涉及反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)若OA＝AB，则溶液中溶质为Na2CO3，涉及的离子反应为OA：CO＋
H＋===HCO，AB：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
(3)若OA＜AB，则溶液中溶质为Na2CO3和NaHCO3，涉及的离子反应同(2)。
(4)若OA＞AB，则溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，涉及的离子反应为OA：OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，AB：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
4．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100
mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2
mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图所示(分A、B两种情况)：
　　　
　A　　　　
　　　　　B
(1)在A情况下，溶质是____________________________________________。
(填化学式)，其物质的量之比为________。
(2)在B情况下，溶质是_____________________________________________。
(填化学式)，其物质的量之比为________。
(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
[解析]　对于A，第一阶段消耗的酸是第二阶段的2倍，可知第一阶段反应为H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO，第二阶段反应为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，由此推知A情况的溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶1。
同理分析B情况的溶液中，n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝1∶1。
根据最终生成NaCl，n(NaOH)＝n(HCl)＝0.15
L×0.2
mol·L－1＝0.03
mol，c(NaOH)＝＝1.5
mol·L－1。
[答案]　(1)NaOH、Na2CO3　1∶1　
(2)Na2CO3、NaHCO3　1∶1　(3)1.5
mol·L－1
?命题点3　特殊钠化合物性质和侯氏制碱法
5．氢化钠、硼氢化钠和氰化钠广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为________。
(2)NaH能与水剧烈反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，该反应中的氧化剂是________，氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)硼氢化钠(NaBH4，其中B为＋3价)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为_____________________________________________________________，
此反应中NaBH4作________剂。
(5)NaCN是一种剧毒化合物，易溶于水。NaCN的电子式为________，在水中呈碱性的原因是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
[解析]　(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，氢元素化合价升高为＋1，钛元素化合价由＋4变为0，据此可写出化学方程式。
(4)NaBH4中H为－1价，具有强还原性，可还原H2O：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑。
[答案]　(1)－1　(2)H2O　1∶1　
(3)2NaH＋TiCl4Ti＋2NaCl＋2HCl↑
(4)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑　还原
(5)Na＋[]－　CN－＋H2OHCN＋OH－
6．我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)
(1)向饱和食盐水中先通NH3后通CO2的原因是________________________
________________________________________________________________。
(2)溶液A中的溶质粒子有________________________________________(填化学式)。
(3)反应①、②的化学方程式分别为___________________________________
________________________________________________________________、
________________________________________________________________。
[答案]　(1)增强溶液的碱性，提高CO2的溶解度
(2)Na＋、HCO、NH、Cl－
(3)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
　碱金属与焰色反应
知识梳理
1．碱金属的相似性与递变性
(1)相似性与递变性
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐增多核电荷数逐渐增大原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低
密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强
(2)具体表现
①与O2等非金属反应
写出Li、Na与O2在加热的条件下发生反应的化学方程式：4Li＋O22Li2O、2Na＋O2Na2O2。
K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。
②与H2O反应
碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M＋2H2O===2MOH＋H2↑，但从Li→Cs反应的剧烈程度逐渐增强。
③与酸反应均生成盐与H2，从Li→Cs，反应剧烈程度逐渐增强。
④与盐溶液反应时，均先与H2O反应，不能把盐溶液中的金属置换出来。
⑤与H2反应
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
[辨易错]
(1)碱金属在空气中点燃均不能生成碱性氧化物。(　　)
(2)Li、Na、K的密度逐渐增大，熔、沸点逐渐降低。(　　)
(3)Li、Na、K均可保存于煤油中。(　　)
(4)K投入LiCl溶液中可以把Li置换出来。(　　)
(5)碱金属与H2O、酸反应的实质均是与H＋反应。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2．焰色反应
(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质，应用于检验某些元素的存在。如Na、Na2O、Na2CO3的焰色反应均为黄色。
(2)操作步骤
铂丝火焰无色―→蘸取待测物观察火焰颜色铂丝无色
注意：①洗涤铂丝用稀盐酸而不用稀硫酸，因铂丝表面杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易汽化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易汽化挥发。
②铂丝也可用光洁无锈的铁丝代替。
(3)常见元素的焰色
钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色；钡元素黄绿色；锶元素洋红色；锂元素紫红色；钙元素砖红色。
[口诀]　钠黄(色)钙砖红(色)锂紫红(色)，钾浅紫(色)钡黄绿(色)，锶为洋红(色)最美丽。
[辨易错]
(1)任何金属灼烧都有特征的焰色反应。(　　)
(2)钠元素的游离态与化合态的焰色反应均为黄色。(　　)
(3)尖嘴玻璃管灼烧时火焰呈黄色的原因是玻璃中含有钠元素。(　　)
(4)蘸取Na2CO3样品灼烧时火焰呈黄色，说明样品中不含钾元素。(　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
知识应用
1．最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。
(1)关于铷的结构和性质，判断正确的是______(填序号)。
①与水反应比钠剧烈　②它的原子半径比钠小　③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2　④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同　⑤它是还原剂
(2)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是________(填序号)。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中氢被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子核外有两个电子
[答案]　(1)①③⑤　(2)D
2．《本草经集注》中区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4)的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，这是利用什么方法区分的？________________。
[答案]　焰色反应
?命题点　碱金属与焰色反应
1．有关碱金属的叙述正确的是(　　)
A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大
B．碱金属单质的氧化性很强，均易与Cl2、O2、Si等发生反应
C．Cs2CO3用酒精灯加热时不能分解为CO2和Cs2O
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水
C　[A项，从Li→Cs，密度有增大趋势，但不是逐渐增大，ρ(K)＜ρ(Na)，错误；B项，碱金属单质的还原性很强，错误；D项，根据相似性，Cs2SO4与Na2SO4类似，易溶于水，错误。]
2．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是(　　)
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
B　[Fr性质很活泼，与O2反应可生成更复杂的氧化物，不是只生成Fr2O。]
3．下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法正确的是(　　)
①钾元素的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质
③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A．仅有③不正确　　　　
B．仅有④不正确
C．仅有⑤不正确
D．全对
[答案]　D
4．焰色反应是元素分析的一种重要方法，请回答有关问题：
(1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色？举例说明。
__________________________________________________________________。
(2)某同学灼烧某白色粉末，火焰呈黄色，他判断该白色粉末中含Na＋、不含K＋。他的判断是否正确？如不正确，设计实验检验白色粉末中是否含K＋。(如正确，此问可不答)____________________________________________________。
(3)该同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，他判断该溶液一定为钠盐溶液。其他同学不同意他的观点。理由是_____________________________。
[答案]　(1)否。Fe及其化合物
(2)否。做K元素的焰色反应时需要透过蓝色钴玻璃观察，如火焰呈紫色，含K＋，否则不含K＋
(3)该溶液可能为NaOH溶液
　钠的重要化合物的实验探究
物质的实验探究是考查学生化学素养的重要途径。经常涉及钠的重要化合物的定量测定及性质探究，如Na2CO3的含量测定，Na2O2的性质探究等。这一热点很好地体现了学生的“科学探究与创新意识”的核心素养。
利用如图所示装置来测定纯碱(含少量NaCl)样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：
a．按图连接装置，并检查气密性；
b．准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4
g；
c．准确称得6.0
g纯碱样品放入容器Ⅱ中；
d．打开分液漏斗Ⅰ的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
e．打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6
g。
(1)若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)装置A中试剂X应选用________，作用是________。
(3)E装置的作用是________________________________________________。
(4)根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数为________(结果保留到小数点后一位)。
[思路点拨]　审题时应注意①考虑生成的CO2完全被D吸收；②考虑空气的成分中含CO2；③考虑碱石灰吸收CO2的程度等。根据关系式：Na2CO3～CO2可求出Na2CO3的有关量。
[解析]　(1)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；(2)鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；(3)如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O(g)和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O(g)和CO2进入装置D中；(4)反应中放出CO2气体的质量＝85.6
g－83.4
g＝2.2
g，设消耗碳酸钠的质量为x，
Na2CO3～CO2
106　　　44
x　　　2.2
g
解得x＝5.3
g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数＝×100%≈88.3%。
[答案]　(1)偏小　(2)NaOH溶液　吸收空气中的CO2　(3)防止空气中的CO2和H2O(g)进入装置D中　
(4)88.3%
Na2CO3纯度测定的方法
(1)气体法：①原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，通过测量CO2的质量或体积确定Na2CO3的质量。
②实验操作：向m
g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V
mL(已折算为标准状况)或CO2的质量为a
g。
③计算式：纯度＝×100%或×100%
(2)沉淀法：①测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
②实验操作：先将m
g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n
g。
③计算：纯度为×100%。
某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
(1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是________________________
__________________________________________________________________，
该反应中，反应物的总能量________(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(2)装置Ⅰ中的试剂是________(填字母)。
a．稀盐酸　　　　　　　　
b．稀硫酸
c．小苏打
d．石灰石
(3)实验时，应先打开弹簧夹________(填“K1”或“K2”)，观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。
(4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。
①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________；
②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是______________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)为进一步达到实验目的，应补充的实验是：取最终反应后Ⅲ中所得固体，___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)此反应是放热反应。(2)依据实验目的，需要干燥CO2，所以装置Ⅰ是制取CO2的装置，因为盐酸易挥发出HCl，所以应选择稀硫酸、小苏打。
(3)先通干燥CO2，然后再通湿润CO2进行对比。(5)证明反应后固体中含有CO。
[答案]　(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　大于
(2)bc　(3)K2　(4)①除去未充分反应的CO2　②水与Na2O2反应生成O2　(5)加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(答案合理即可)
[真题验收]
1．下列有关叙述正确的是________(填序号)。
①(2020·江苏高考)室温下，Na在空气中反应生成Na2O2
②(2020·江苏高考)物质间转化均能实现：NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
③(2020·7月浙江选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
④(2020·7月浙江选考)高压钠灯可用于道路照明
⑤(2020·7月浙江选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
⑥(2019·全国卷Ⅱ)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，其方程式为2Na2O2===2Na2O＋O2↑
⑦(2018·全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污
⑧(2017·全国卷Ⅱ)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶中，瓶中产生大量白烟，有黑色颗粒产生，可得出CO2具有氧化性
⑨(2017·全国卷Ⅱ)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，可得出乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
[答案]　④⑤⑦⑧
2．(2017·海南高考)锂是最轻的活泼金属，其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题：
(1)用碳酸锂和________反应可制备氯化锂，工业上可由电解LiCl?KCl的熔融混合物生产金属锂，阴极上的电极反应式为______________________________
____________________________________________________________________。
(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾，其原因是________
____________________________________________________________________。
(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分，可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是___________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)LiPF6易溶于有机溶剂，常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解，其热分解产物为PF5和________。
[解析]　(1)碳酸锂与盐酸反应生成LiCl，由电解LiCl?KCl的熔融混合物产生金属锂，阴极上锂离子得到电子。(2)Li是活泼的金属，与二氧化碳反应。
(3)阳离子不同、焰色反应不同。(4)在LiPF6和PF5中磷的化合价都是＋5价，因而该分解反应为非氧化还原反应，根据原子守恒，即可确定另一氟化物的化学式为LiF。
[答案]　(1)盐酸　Li＋＋e－===Li
(2)Li与二氧化碳反应
(3)焰色反应，观察到黄色的为硬脂酸钠，透过蓝色钴玻璃观察到紫色的为硬脂酸钾　(4)LiF
[新题预测]
某化学兴趣小组从网上查得如下信息：①钠能在CO2中燃烧。②常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd。经过分析讨论，他们认为钠在CO2中燃烧时，还原产物可能是C，也可能是CO，氧化产物可能是Na2CO3。为验证上述推断，他们设计如下方案进行实验，请回答下列问题。
(1)他们欲用上述仪器组装一套装置：用石灰石与盐酸反应制取CO2(能随意控制反应的进行)，证明钠能在CO2中燃烧并检验气态还原产物，所用仪器接口连接顺序为________(填标号)，制取CO2的离子方程式为____________________
___________________________________________________________________。
(2)装置连接好后，首先要进行的实验操作是________，点燃酒精灯前，应进行的操作是________，等装置D中出现____________现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是__________________________________________________。
(3)若装置D中的PdCl2溶液中有黑色沉淀，装置C的硬质玻璃管中有残留固体(只有一种物质)，则硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为________________；若装置D中的PdCl2溶液中无黑色沉淀，硬质玻璃管中有残留固体(有两种物质)，则硬质玻璃管中反应的化学方程式为_________________
_________________________________________________________________。
[解析]　(1)装置F可通过关闭或打开导管上的止水夹实现对制气反应的控制，制取的CO2中含有HCl、H2O，可分别用饱和NaHCO3溶液、浓硫酸除去。(2)由于钠易与氧气反应，故点燃酒精灯前，先用CO2将装置内的空气排出，当澄清石灰水变浑浊时，表明装置中空气已排尽。(3)当装置C中残留固体只有一种而装置D中的PdCl2溶液中有黑色固体出现时，表明反应的产物是Na2CO3与CO；当装置C中残留固体有两种而装置D中的PdCl2溶液中没有黑色固体出现时，表明生成物是Na2CO3与C，由此可写出相应反应的化学方程式。
[答案]　(1)jcdabefgh(e与f可颠倒)
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
(2)检查装置的气密性　打开装置F中导管上的止水夹
澄清石灰水变浑浊　排尽装置内的空气
(3)2Na＋2CO2Na2CO3＋CO　4Na＋3CO22Na2CO3＋C
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