资源简介

(共60张PPT)
第1节　钠及其重要化合物
第一单元
2022
备考要点
素养要求
1.掌握钠的主要性质及其应用。
2.掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解钠及其重要化合物的制备方法。
1.宏观辨识与微观探析:认识物质的多样性,能从钠元素的原子结构认识钠的性质,理解“结构决定性质”的内涵。
2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的有关钠及其化合物性质的探究方案并进行实验探究。
3.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与钠及其重要化合物性质有关的社会热点问题作出正确的价值判断。
考点一
钠的主要性质及其应用、碱金属元素
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.钠的物理性质
颜　色
密　度
熔　点
硬　度
银白色,有金属光泽
ρ(水)　?
ρ(钠)　?
ρ(煤油)
　　　100
℃?
质地　　?
>
>
低于
软
2.钠的化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应的化学方程式:
②Cl2:　　　　　　　　　　　　　　　　　　?
4Na+O2==2Na2O
(2)与水反应:
①离子方程式:　
。?
②与含有酚酞的水反应的实验现象及解释:
2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑
微点拨
钠在空气中的变化过程
3.钠的制取、保存和用途
(1)制取:化学方程式为　
。?
(2)保存:密封保存,在实验室中,通常保存在石蜡油或　　　　中。?
(3)用途:
煤油
微点拨
因为CCl4的密度比钠大,钠不能保存在CCl4中。另外常考的试剂保存还有:NaOH溶液(用带橡胶塞的试剂瓶)、氯水和浓硝酸(用棕色试剂瓶、玻璃塞)、氢氟酸(用塑料瓶)等。
4.碱金属的性质
(1)碱金属的一般性质:
原子
结构
与性质
相同点
最外层上都只有1个电子
具有相似的化学性质
不同点
从Li→Cs电子层数逐渐增多,原子半径逐渐　　　?
从Li到Cs金属性逐渐　　　?
增大
增强
物理
性质
相同点
碱金属除Cs略带金色光泽外,其他都是　　　　色有金属光泽的固体,密度　　　　,硬度　　　　,熔、沸点　　　　,导电、导热性　　　　?
递变性
从Li→Cs密度呈　　　　趋势(Na的密度比K　　),熔、沸点逐渐　　　　?
银白
较小
较小
较低
较强
增大
大
降低
化学
性质
与O2等
非金属
单质的
反应
碱金属都能与O2等非金属单质反应,Li、Na与O2反应的化学方程式为4Li+O2
2Li2O,4Na+O2==2Na2O,2Na+O2
Na2O2。
K、Rb、Cs与O2在点燃时反应生成比过氧化物结构更复杂的物质
与H2O
的反应
碱金属单质与水均能发生反应,生成　　　　　　　　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↑,但反应的剧烈程度不同,从Li→Cs反应越来越　　　　,证明它们的金属性逐渐　　　　?
氢氧化物
剧烈
增强
(2)碱金属的特殊性质:
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属可与H2发生反应生成RH(R代表碱金属),RH属于离子化合物,氢元素显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。如NaH+H2O==NaOH+H2↑,
　　　是还原剂,　　　是氧化剂,氧化产物是H2,还原产物也是H2。?
NaH
H2O
5.焰色反应
(1)定义: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。
(2)操作步骤:
将铂丝(或光洁无锈的铁丝)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→蘸取某溶液→在外焰上灼烧并观察火焰的颜色→将铂丝(或铁丝)用盐酸清洗干净→在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
(3)常见元素的焰色:
钠元素:　　　;钾元素:　　　(透过　　
　　观察)。?
黄色
紫色
蓝色钴玻璃
微点拨
做焰色反应时,用稀盐酸洗涤铂丝(或铁丝)而不用稀硫酸。铂丝(或铁丝)在使用前要用稀盐酸将其表面的物质洗净,然后在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同,这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发,若用稀硫酸洗涤铂丝,由于硫酸盐的沸点较高而难以挥发,会对焰色反应造成干扰。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+。(　　)
(2)乙醇和水都可以与金属钠反应产生可燃性气体,说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。(　　)
(3)比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中。(　　)
(4)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火。(　　)
(5)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。(　　)
(6)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中。(　　)
答案
(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×
2.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　　　　　　　(填序号)。?
①MgSO4溶液　②BaCl2溶液　③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和食盐水　⑦浓盐酸
答案
①③④⑥
解析
钠在溶液中与水发生反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。①中还会发生反应Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓;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白色沉淀;④中还会发生反应Ca2++HC
+OH-==CaCO3↓+H2O或Ca2++2HC
+2OH-==CaCO3↓+C
+2H2O;⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意。⑥中反应消耗水,使溶液过饱和,从而析出NaCl晶体。⑦中不会生成沉淀。
关键能力
考向突破　
考向1　钠的性质及应用
【典例1】
(2020河南周口中英文学校月考)下列关于钠的叙述正确的是(　　)
A.实验完毕后,剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶
B.钠在空气中燃烧生成Na2O
C.根据反应Na+KCl(熔融)
==NaCl+K可知,Na的金属性强于K
D.钠燃烧时发出黄色(需要透过蓝色钴玻璃)的火焰
答案
A　
解析
因钠性质活泼,易与水、氧气反应,如果在实验室随意丢弃钠,可能会引起火灾,实验完毕后剩余的金属钠可放回原试剂瓶中,A正确;钠在空气中燃烧生成过氧化钠,钠在常温下与氧气反应生成Na2O,B错误;钠的金属性弱于钾,C错误;观察钠的焰色不需要透过蓝色钴玻璃,钾的焰色需要透过蓝色钴玻璃观察,D错误。
易错警示
(1)钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜。
(2)钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
(3)若涉及少量钠与盐酸反应产生氢气的计算问题时,要注意产生氢气的量一般与盐酸中HCl的量无关,只根据钠的物质的量计算即可。
对点演练1按下图所示组合装置,倒置的坩埚盖子上放硫粉,在硫粉中央放一小块钠,用胶头滴管向金属钠滴加一滴水,立即倒扣大烧杯,发现坩埚盖子内火星四溅,烧杯内出现大量白烟,下列说法错误的是(　　)
A.水是钠与硫反应的催化剂
B.酚酞的水溶液可能变为红色
C.钠与硫的反应是放热反应
D.滤纸逐渐变黑
答案
A　
解析
A项,钠与水反应放热,放出的热量引发钠与硫的反应,所以水不是催化剂,错误;B项,Na2S水解使溶液显碱性,所以酚酞的水溶液可能变为红色,正确;C项,钠与硫反应被引发后,不需要加热就能继续反应说明其为放热反应,正确;D项,Na2S与CuSO4溶液反应生成CuS黑色固体,正确。
考向2　碱金属元素、焰色反应
【典例2】
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,该成果将为量子计算机研究带来重大突破。已知铷是37号元素,质量数是85。根据材料回答下列问题:
(1)铷37Rb位于周期表的第　　　　周期第　　　族。?
(2)关于铷的结构和性质,下列判断正确的是　　　(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它是还原剂
(3)氢化铷与水反应可放出氢气,则下列叙述正确的是　　　(填字母,下同)。?
A.氢化铷溶于水显酸性
B.氢化铷中氢离子被还原为氢气
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
(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50
g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4
L,这种碱金属可能是　　　　　。?
A.Li
B.Na
C.K
D.Cs
答案
(1)五　ⅠA　(2)①③④　(3)D　(4)AB
解析
(2)同主族元素,从上至下原子半径逐渐增大,②错误;Na、Rb同主族,根据同主族元素的性质递变规律知,Rb的金属性比Na强,故①③④正确。
(3)由反应RbH+H2O==RbOH+H2↑可知,水中氢元素的化合价由+1价降低为0价,水是氧化剂,而RbH中氢元素的化合价由-1价升高为0价,RbH是还原剂,H-核外有两个电子,D项正确。
(4)设该合金的平均摩尔质量为M
g·
mol-1,则根据电子得失守恒可得
×2,则M=25,因Ar(Rb)>25,则另一种碱金属的相对原子质量应小于25,可能为Li或Na。
对点演练2(2020四川北大附中成都为明学校月考)碱金属及其化合物在生活和化工生产中具有广泛的用途,下列说法正确的是(　　)
A.五彩缤纷的焰火是由于K单质的燃烧
B.碳酸钠可用于制造洗涤剂,因为碳酸钠是碱
C.用饱和碳酸氢钠溶液制造灭火剂比用饱和碳酸钠溶液制造灭火剂的效果好
D.钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂是由于钠和钾是活泼金属,易失电子
答案
C　
解析
五彩缤纷的焰火是由于某些金属元素在灼烧时能发出特征颜色,A错误;碳酸钠可用于制造洗涤剂,因为碳酸钠溶液呈碱性,但碳酸钠不是碱而是盐,B错误;用饱和碳酸氢钠溶液制造灭火剂比用饱和碳酸钠溶液制造灭火剂的效果好,因为碳酸氢钠放出二氧化碳的速率快,且相同质量时,碳酸氢钠释放的二氧化碳多,C正确;钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂,是由于钠和钾形成的合金的熔点低,常温下呈液态,与失电子的难易无关,D错误。
深度指津
1.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
2.金属钠与水溶液反应现象分析的思维模板
(1)共性:因为钠与不同的水溶液反应均为剧烈的置换反应,故有相似的现象产生。
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性:钠与酸及呈酸性的盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,该反应比钠与水的反应剧烈,可能导致钠在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶性碱)、刺激性气味气体(如NH3)等。
考点二
钠的氧化物
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.氧化钠与过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
　　　　?
　　
　　?
类别
　　
　　?
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
　　　　?
　　　　?
电子式
生成条件
常温
加热或点燃
白色固体
淡黄色固体　
碱性氧化物
-2价
-1价
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
化学性质
热稳定性
　　
　　?
稳定
与水反应
　　　
　?
　　
　
　?
与CO2
反应
　　
　　?
　　
　　?
与酸反应
(盐酸)
　
　
　　?
2Na2O2+4HCl==
4NaCl+2H2O+O2↑
Na2O+H2O==2NaOH　
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
Na2O+CO2==Na2CO3　
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2　
Na2O+2HCl==2NaCl+H2O
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
主要性质
具有碱性氧化物通性
具有强氧化性
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
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:
(1)强氧化性的表现:
试剂
反应原理
现象
SO2
气体
Na2O2+SO2==Na2SO4
-
FeCl2
溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O==4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
红褐色沉淀,有无色气体生成
Na2SO3
溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O==Na2SO4+2NaOH
-
氢硫酸
Na2O2+H2S==S↓+2NaOH
溶液变浑浊
试剂
反应原理
现象
酚酞
溶液
与H2O反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之退色
先变红后退色
品红
溶液
Na2O2的强氧化性使之退色
红色退去
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
微点拨
①氧化钠、过氧化钠都属于氧化物,氧化钠是碱性氧化物;②Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,因为水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,所以反应为Na2O2自身的氧化还原反应。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体。(　　)
(2)Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂,又是还原剂。(　　)
(3)Na2O2能与CO2反应产生O2,可用作呼吸面具供氧剂。(　　)
(4)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后退色,同时有气泡产生。(　　)
(5)H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同。(　　)
(6)7.8
g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。(　　)
(7)室温下Na与空气中的O2反应生成Na2O2。(　　)
(8)淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色:2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。(　　)
答案
(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×
(8)√
2.从元素化合价角度分析Na2O2的性质。
(1)Na2O2的强氧化性:
①向饱和H2S溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②将Na2O2加入酚酞溶液中的现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)Na2O2的还原性:
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末,溶液退色,并产生无色气体,Na2O2表现出　　　　性,氧化产物是　　　。?
答案
(1)①Na2O2+3H2S==S↓+2NaHS+2H2O　②先变红后退色,同时产生气泡　(2)还原　O2
关键能力
考向突破　
考向1　Na2O2的性质及应用
【典例1】
(2020四川遂宁二中月考)Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)写出CO2和Na2O2反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠,你认为他的判断合理吗?　　　　　　,简要说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)该同学无法判断反应中是否有氧气生成,打算使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。
装置中B的作用是　　　　　　　　　　　　　　,D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案
(1)2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2　(2)合理　由于过氧化钠具有强氧化性,SO2和Na2O2反应时,能将+4价的硫氧化为+6价的硫,从而生成硫酸钠　(3)干燥SO2气体,防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应　防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置与Na2O2反应,同时吸收过量SO2气体,便于检验氧气和防止污染空气
解析
(1)CO2和Na2O2反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2。
(2)SO2有还原性,Na2O2有强氧化性,过氧化钠与SO2反应时,能将+4价的硫氧化为+6价的硫,从而生成硫酸钠,所以判断合理。
(3)浓硫酸有吸水性,能吸收二氧化硫中的水分,防止水蒸气与过氧化钠反应而对实验造成干扰;碱石灰是干燥剂,能吸收水分和CO2,防止空气中的水蒸气和CO2对实验造成干扰;碱石灰是碱性物质,能吸收二氧化硫等酸性气体,防止污染大气。
A.①⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:HCl>H2O2
答案
D　
解析
试管①中过氧化钠与水反应最终生成氢氧化钠和氧气,试管⑤中过氧化氢在二氧化锰催化剂作用下分解生成水和氧气,因此产生的气体均能使带火星的木条复燃,A项正确;①中的反应机理可以认为是过氧化钠与水反应生成过氧化氢和氢氧化钠,然后过氧化氢分解生成水和氧气,发生的反应为复分解反应和氧化还原反应,④中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀,过氧化氢分解产生水和氧气,因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应,B项正确;②中KMnO4与过氧化氢反应生成氧气,KMnO4体现氧化性,而⑤中MnO2则起催化作用,两个试管中产生氧气的
量均由过氧化氢的量决定,溶液等分两份,但②中的过氧化氢全部被氧化,⑤中的过氧化氢发生歧化反应,所以产生气体的量不相同,C项正确;根据已知条件可知过氧化氢属于二元弱酸,盐酸属于一元强酸。因为试管③中产生的是过氧化钡沉淀,不是可溶性的盐溶液,则不能判断盐酸与过氧化氢的酸性强弱,D项错误。
考向2　有关Na2O2与H2O、CO2反应的定量计算
【典例2】
200
℃时,11.6
g
CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后,固体质量增加了3.6
g,则原混合气体的总物质的量是(　　)
A.0.125
mol
B.0.25
mol
C.0.5
mol
D.1
mol
答案
C　
解析
根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6
g-3.6
g=8
g,n(O2)=
=0.25
mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25
mol×2=0.5
mol。
深度指津
过氧化钠与CO2、H2O反应中的定量关系
物质的
量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,反应的CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1
气体体
积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)与足量的Na2O2反应时,气体体积的减小量或反应的气体体积的
即为生成氧气的体积
固体质
量关系
相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”和H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:
Na2O2+CO==Na2CO3,Na2O2+H2==2NaOH(实际上这两个反应都不能发生)。由此可推出凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W
g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2反应后,固体增重必为W
g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,完全燃烧后的产物与Na2O2发生反应,均满足上述质量关系
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-
先后顺
序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可看成Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
对点演练2将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体,冷却后有固体物质剩余,下列选项不正确的是(　　)
选项
剩余的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3
答案
B　
解析
将Na2O2与NaHCO3的混合物加热,有关反应的化学方程式依次为2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O、2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时,二者反应的总方程式为2Na2O2+4NaHCO3
4Na2CO3+O2↑+2H2O;当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时,二者反应的总方程式为2Na2O2+2NaHCO3
2Na2CO3+O2↑+2NaOH,即当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)
≤1∶2时,反应后剩余固体为Na2CO3,当1∶21∶1,反应后剩余固体的成分为Na2CO3和NaOH,当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)>1∶1时,反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3,由此可以判断A、C、D正确,B错误。
网络构建
核心速记
1.特殊的颜色:Na2O2——淡黄色固体。
2.特殊的存放:Na、K保存在煤油中。
3.钠与水(或水溶液)反应的四个共同现象——“浮、熔、游、响”。
核心速记
4.必记的五个反应
(1)2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
(2)2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
(3)2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
(4)Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
(5)Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3
5.Na2CO3与
NaHCO3鉴别的四种方法
(1)固体加热法。　(2)加盐酸法。
(3)加CaCl2溶液法。
(4)测等浓度溶液的pH法。第1节　钠及其重要化合物
备考要点
素养要求
1.掌握钠的主要性质及其应用。
2.掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解钠及其重要化合物的制备方法。
1.宏观辨识与微观探析:认识物质的多样性,能从钠元素的原子结构认识钠的性质,理解“结构决定性质”的内涵。
2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的有关钠及其化合物性质的探究方案并进行实验探究。
3.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与钠及其重要化合物性质有关的社会热点问题作出正确的价值判断。
考点一　钠的主要性质及其应用、碱金属元素
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.钠的物理性质
颜　色
密　度
熔　点
硬　度
银白色,有金属光泽
ρ(水)　?
ρ(钠)　?
ρ(煤油)
　　　100
℃?
质地　　?
2.钠的化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应的化学方程式:
①O2
②Cl2:　　　　　　　　　　　　　　　　　　?
(2)与水反应:
①离子方程式:　。?
②与含有酚酞的水反应的实验现象及解释:
微点拨钠在空气中的变化过程
银白色金属钠
3.钠的制取、保存和用途
(1)制取:化学方程式为　。?
(2)保存:密封保存,在实验室中,通常保存在石蜡油或　　　　中。?
(3)用途:
微点拨因为CCl4的密度比钠大,钠不能保存在CCl4中。另外常考的试剂保存还有:NaOH溶液(用带橡胶塞的试剂瓶)、氯水和浓硝酸(用棕色试剂瓶、玻璃塞)、氢氟酸(用塑料瓶)等。
4.碱金属的性质
(1)碱金属的一般性质:
原子
结构
与性质
相同点
最外层上都只有1个电子具有相似的化学性质
不同点
从Li→Cs电子层数逐渐增多,原子半径逐渐　　　?从Li到Cs金属性逐渐　　　?
续　表
物理
性质
相同点
碱金属除Cs略带金色光泽外,其他都是　　　　色有金属光泽的固体,密度　　　　,硬度　　　　,熔、沸点　　　　,导电、导热性　　　　?
递变性
从Li→Cs密度呈　　　　趋势(Na的密度比K　　),熔、沸点逐渐　　　　?
化学
性质
与O2等
非金属
单质的
反应
碱金属都能与O2等非金属单质反应,Li、Na与O2反应的化学方程式为4Li+O22Li2O,4Na+O22Na2O,2Na+O2Na2O2。
K、Rb、Cs与O2在点燃时反应生成比过氧化物结构更复杂的物质
与H2O
的反应
碱金属单质与水均能发生反应,生成　　　　　　　　和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M+2H2O2MOH+H2↑,但反应的剧烈程度不同,从Li→Cs反应越来越　　　　,证明它们的金属性逐渐　　　　?
(2)碱金属的特殊性质:
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属可与H2发生反应生成RH(R代表碱金属),RH属于离子化合物,氢元素显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。如NaH+H2ONaOH+H2↑,　　　是还原剂,　　　是氧化剂,氧化产物是H2,还原产物也是H2。?
5.焰色反应
(1)定义: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。
(2)操作步骤:
将铂丝(或光洁无锈的铁丝)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→蘸取某溶液→在外焰上灼烧并观察火焰的颜色→将铂丝(或铁丝)用盐酸清洗干净→在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
(3)常见元素的焰色:
钠元素:　　　;钾元素:　　　(透过　　　　观察)。?
微点拨做焰色反应时,用稀盐酸洗涤铂丝(或铁丝)而不用稀硫酸。铂丝(或铁丝)在使用前要用稀盐酸将其表面的物质洗净,然后在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同,这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发,若用稀硫酸洗涤铂丝,由于硫酸盐的沸点较高而难以挥发,会对焰色反应造成干扰。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+。
(　　)
(2)乙醇和水都可以与金属钠反应产生可燃性气体,说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。
(　　)
(3)比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中。
(　　)
(4)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火。
(　　)
(5)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。
(　　)
(6)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中。
(　　)
2.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　　　　　　　(填序号)。?
①MgSO4溶液　②BaCl2溶液　③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和食盐水　⑦浓盐酸
关键能力考向突破　
考向1　钠的性质及应用
【典例1】(2020河南周口中英文学校月考)下列关于钠的叙述正确的是(　　)
A.实验完毕后,剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶
B.钠在空气中燃烧生成Na2O
C.根据反应Na+KCl(熔融)NaCl+K可知,Na的金属性强于K
D.钠燃烧时发出黄色(需要透过蓝色钴玻璃)的火焰
易错警示(1)钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜。
(2)钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
(3)若涉及少量钠与盐酸反应产生氢气的计算问题时,要注意产生氢气的量一般与盐酸中HCl的量无关,只根据钠的物质的量计算即可。
对点演练1按下图所示组合装置,倒置的坩埚盖子上放硫粉,在硫粉中央放一小块钠,用胶头滴管向金属钠滴加一滴水,立即倒扣大烧杯,发现坩埚盖子内火星四溅,烧杯内出现大量白烟,下列说法错误的是
(　　)
A.水是钠与硫反应的催化剂
B.酚酞的水溶液可能变为红色
C.钠与硫的反应是放热反应
D.滤纸逐渐变黑
考向2　碱金属元素、焰色反应
【典例2】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,该成果将为量子计算机研究带来重大突破。已知铷是37号元素,质量数是85。根据材料回答下列问题:
(1)铷37Rb位于周期表的第　　　　周期第　　　族。?
(2)关于铷的结构和性质,下列判断正确的是　　　(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它是还原剂
(3)氢化铷与水反应可放出氢气,则下列叙述正确的是　　　(填字母,下同)。?
A.氢化铷溶于水显酸性
B.氢化铷中氢离子被还原为氢气
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
(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50
g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4
L,这种碱金属可能是　　　　　。?
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.Li
B.Na
C.K
D.Cs
对点演练2(2020四川北大附中成都为明学校月考)碱金属及其化合物在生活和化工生产中具有广泛的用途,下列说法正确的是(　　)
A.五彩缤纷的焰火是由于K单质的燃烧
B.碳酸钠可用于制造洗涤剂,因为碳酸钠是碱
C.用饱和碳酸氢钠溶液制造灭火剂比用饱和碳酸钠溶液制造灭火剂的效果好
D.钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂是由于钠和钾是活泼金属,易失电子
深度指津1.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
2.金属钠与水溶液反应现象分析的思维模板
(1)共性:因为钠与不同的水溶液反应均为剧烈的置换反应,故有相似的现象产生。
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性:钠与酸及呈酸性的盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,该反应比钠与水的反应剧烈,可能导致钠在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶性碱)、刺激性气味气体(如NH3)等。
考点二　钠的氧化物
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.氧化钠与过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
　　　　?
　　　　?
类别
　　　　?
过氧化物
(非碱性氧化物)
氧的价态
　　　　?
　　　　?
电子式
Na+]2-Na+
Na+]2-Na+
生成条件
常温
加热或点燃
热稳定性
　　　　?
稳定
与水反应
　　　　?
　　　　?
与CO2
反应
　　　　?
　　　　?
与酸反应
(盐酸)
　　　　?
2Na2O2+4HCl
4NaCl+2H2O+O2↑
续　表
主要性质
具有碱性氧化物通性
具有强氧化性
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
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:
Na2
(1)强氧化性的表现:
试剂
反应原理
现象
SO2
气体
Na2O2+SO2Na2SO4
-
FeCl2
溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
红褐色沉淀,有无色气体生成
Na2SO3
溶液
Na2O2+Na2SO3+H2ONa2SO4+2NaOH
-
氢硫酸
Na2O2+H2SS↓+2NaOH
溶液变浑浊
酚酞
溶液
与H2O反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之退色
先变红后退色
品红
溶液
Na2O2的强氧化性使之退色
红色退去
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
微点拨①氧化钠、过氧化钠都属于氧化物,氧化钠是碱性氧化物;②Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,因为水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,所以反应为Na2O2自身的氧化还原反应。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体。(　　)
(2)Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂,又是还原剂。(　　)
(3)Na2O2能与CO2反应产生O2,可用作呼吸面具供氧剂。(　　)
(4)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后退色,同时有气泡产生。
(　　)
(5)H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同。
(　　)
(6)7.8
g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。
(　　)
(7)室温下Na与空气中的O2反应生成Na2O2。(　　)
(8)淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。
(　　)
2.从元素化合价角度分析Na2O2的性质。
(1)Na2O2的强氧化性:
①向饱和H2S溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②将Na2O2加入酚酞溶液中的现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)Na2O2的还原性:
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末,溶液退色,并产生无色气体,Na2O2表现出　　　　性,氧化产物是　　　。?
3.某溶液中含有HC、S、C、CH3COO-4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是　　　　　,离子浓度增大的是　　　。?
关键能力考向突破　
考向1　Na2O2的性质及应用
【典例1】(2020四川遂宁二中月考)Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)写出CO2和Na2O2反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠,你认为他的判断合理吗?　　　　　　,简要说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)该同学无法判断反应中是否有氧气生成,打算使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。
装置中B的作用是　　　　　　　　　　　　　　,D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)将足量的Na2O2投入到含有下列离子的溶液中:N、S2-、HC、C、Na+,若反应完毕后无固体析出,则上述离子浓度减小的有　　　　　　　,浓度增大的离子有　　　　　　　。?
对点演练1(2020河北衡水中学期中)探究Na2O2与水的反应,实验如图所示。已知:H2O2H++H、HH++,下列分析不正确的是(　　)
A.①⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:HCl>H2O2
考向2　有关Na2O2与H2O、CO2反应的定量计算
【典例2】200
℃时,11.6
g
CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后,固体质量增加了3.6
g,则原混合气体的总物质的量是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.0.125
mol
B.0.25
mol
C.0.5
mol
D.1
mol
深度指津过氧化钠与CO2、H2O反应中的定量关系
物质的
量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,反应的CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1
气体体
积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)与足量的Na2O2反应时,气体体积的减小量或反应的气体体积的即为生成氧气的体积
续　表
固体质
量关系
相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”和H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3,Na2O2+H22NaOH(实际上这两个反应都不能发生)。由此可推出凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2反应后,固体增重必为Wg。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,完全燃烧后的产物与Na2O2发生反应,均满足上述质量关系
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-
续　表
先后顺
序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可看成Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
对点演练2将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体,冷却后有固体物质剩余,下列选项不正确的是(　　)
选项
剩余的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3
网络构建
核心速记
1.特殊的颜色:Na2O2——淡黄色固体。
2.特殊的存放:Na、K保存在煤油中。
3.钠与水(或水溶液)反应的四个共同现象——“浮、熔、游、响”。
4.必记的三个反应
(1)2Na+2H2O2NaOH+H2
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
第1节　钠及其重要化合物
考点一　钠的主要性质及其应用、碱金属元素
必备知识·自主预诊
1.>　>　低于　软
2.(1)①4Na+O22Na2O　2Na+O2Na2O2
②2Na+Cl22NaCl　(2)①2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑　②小　低　放热　气体　碱性物质(NaOH)
3.(1)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑　(2)煤油　(3)4Na+TiCl44NaCl+Ti
4.(1)增大　增强　银白　较小　较小　较低　较强　增大　大　降低　氢氧化物　剧烈　增强　(2)NaH　H2O
5.(3)黄色　紫色　蓝色钴玻璃
自我诊断1.答案(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×
2.答案①③④⑥
解析钠在溶液中与水发生反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑。①中还会发生反应Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;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白色沉淀;④中还会发生反应Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O或Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O;⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意。⑥中反应消耗水,使溶液过饱和,从而析出NaCl晶体。⑦中不会生成沉淀。
关键能力·考向突破
典例1A　因钠性质活泼,易与水、氧气反应,如果在实验室随意丢弃钠,可能会引起火灾,实验完毕后剩余的金属钠可放回原试剂瓶中,A正确;钠在空气中燃烧生成过氧化钠,钠在常温下与氧气反应生成Na2O,B错误;钠的金属性弱于钾,C错误;观察钠的焰色不需要透过蓝色钴玻璃,钾的焰色需要透过蓝色钴玻璃观察,D错误。
对点演练1
A　A项,钠与水反应放热,放出的热量引发钠与硫的反应,所以水不是催化剂,错误;B项,Na2S水解使溶液显碱性,所以酚酞的水溶液可能变为红色,正确;C项,钠与硫反应被引发后,不需要加热就能继续反应说明其为放热反应,正确;D项,Na2S与CuSO4溶液反应生成CuS黑色固体,正确。
典例2答案(1)5　ⅠA　(2)①③④　(3)D　(4)AB
解析(2)同主族元素,从上至下原子半径逐渐增大,②错误;Na、Rb同主族,根据同主族元素的性质递变规律知,Rb的金属性比Na强,故①③④正确。
(3)由反应RbH+H2ORbOH+H2↑可知,水中氢元素的化合价由+1价降低为0价,水是氧化剂,而RbH中氢元素的化合价由-1价升高为0价,RbH是还原剂,H-核外有两个电子,D项正确。
(4)设该合金的平均摩尔质量为Mg·mol-1,则根据电子得失守恒可得×1=×2,则M=25,因Ar(Rb)>25,则另一种碱金属的相对原子质量应小于25,可能为Li或Na。
对点演练2
C　五彩缤纷的焰火是由于某些金属元素在灼烧时能发出特征颜色,A错误;碳酸钠可用于制造洗涤剂,因为碳酸钠溶液呈碱性,但碳酸钠不是碱而是盐,B错误;用饱和碳酸氢钠溶液制造灭火剂比用饱和碳酸钠溶液制造灭火剂的效果好,因为碳酸氢钠放出二氧化碳的速率快,且相同质量时,碳酸氢钠释放的二氧化碳多,C正确;钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂,是由于钠和钾形成的合金的熔点低,常温下呈液态,与失电子的难易无关,D错误。
考点二　钠的氧化物
必备知识·自主预诊
1.白色固体　淡黄色固体　碱性氧化物　-2价　-1价
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)　Na2O+H2O2NaOH　2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　Na2O+CO2Na2CO3　2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2　Na2O+2HCl2NaCl+H2O
自我诊断1.答案(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×
(8)√
2.答案(1)①Na2O2+3H2SS↓+2NaHS+2H2O
②先变红后退色,同时产生气泡　(2)还原　O2
3.答案CH3COO-　C
解析Na2O2与水反应生成NaOH,OH-能与HC发生反应HC+OH-C+H2O,HC浓度减小,C浓度增大;S具有还原性,能被Na2O2氧化,S浓度减小;CH3COO-浓度几乎不变。
关键能力·考向突破
典例1答案(1)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2　(2)合理　由于过氧化钠具有强氧化性,SO2和Na2O2反应时,能将+4价的硫氧化为+6价的硫,从而生成硫酸钠　(3)干燥SO2气体,防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应　防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置与Na2O2反应,同时吸收过量SO2气体,便于检验氧气和防止污染空气　(4)S2-、HC　Na+、C
解析(1)CO2和Na2O2反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2。
(2)SO2有还原性,Na2O2有强氧化性,过氧化钠与SO2反应时,能将+4价的硫氧化为+6价的硫,从而生成硫酸钠,所以判断合理。
(3)浓硫酸有吸水性,能吸收二氧化硫中的水分,防止水蒸气与过氧化钠反应而对实验造成干扰;碱石灰是干燥剂,能吸收水分和CO2,防止空气中的水蒸气和CO2对实验造成干扰;碱石灰是碱性物质,能吸收二氧化硫等酸性气体,防止污染大气。
(4)Na2O2具有强氧化性,可与S2-发生氧化还原反应,则S2-浓度减小;Na2O2与水反应生成的NaOH可与HC反应,则溶液中HC浓度减小,C浓度增大,Na+浓度增大。
对点演练1
D　试管①中过氧化钠与水反应最终生成氢氧化钠和氧气,试管⑤中过氧化氢在二氧化锰催化剂作用下分解生成水和氧气,因此产生的气体均能使带火星的木条复燃,A项正确;①中的反应机理可以认为是过氧化钠与水反应生成过氧化氢和氢氧化钠,然后过氧化氢分解生成水和氧气,发生的反应为复分解反应和氧化还原反应,④中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀,过氧化氢分解产生水和氧气,因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应,B项正确;②中KMnO4与过氧化氢反应生成氧气,KMnO4体现氧化性,而⑤中MnO2则起催化作用,两个试管中产生氧气的量均由过氧化氢的量决定,溶液等分两份,但②中的过氧化氢全部被氧化,⑤中的过氧化氢发生歧化反应,所以产生气体的量不相同,C项正确;根据已知条件可知过氧化氢属于二元弱酸,盐酸属于一元强酸。因为试管③中产生的是过氧化钡沉淀,不是可溶性的盐溶液,则不能判断盐酸与过氧化氢的酸性强弱,D项错误。
典例2C　根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6g-3.6g=8g,n(O2)==0.25mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25mol×2=0.5mol。
对点演练2
B　将Na2O2与NaHCO3的混合物加热,有关反应的化学方程式依次为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O、2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时,二者反应的总方程式为2Na2O2+4NaHCO34Na2CO3+O2↑+2H2O;当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时,二者反应的总方程式为2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+2NaOH,即当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)≤1∶2时,反应后剩余固体为Na2CO3,当1∶21∶1时,反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3,由此可以判断A、C、D正确,B错误。
15(共61张PPT)
第2节　氯及其重要化合物
第一单元
2022
备考要点
素养要求
1.掌握氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。
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)
1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题,在学习卤素过程中,利用宏观和微观相结合的方式来认识物质及其递变规律,形成科学的方法论。
2.科学态度与社会责任:将化学知识与技能的学习、创新意识和社会责任感的形成等方面的要求融为一体,掌握氯气的实验室制法及其实际应用。
考点一
氯及其化合物的性质及应用
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.氯气的物理性质
颜色
气味
密度
　　　色?
　　　　气味?
比空气　?
黄绿
刺激性
大
2.氯气的化学性质
写出反应的化学方程式和相应现象,指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。
微点拨
Cl2具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由Fe与Cl2发生化合反应而生成。
3.氯水的成分与性质
(1)氯水的成分。
氯水性质的多重性:新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒可能不同。
(2)氯水的性质分析。
(3)氯水性质的探究实验。
实验操作
现象
结论
说明
观察氯水的颜色
浅黄绿色
含Cl2分子
溶于水中的部分氧气与水发生反应
向饱和氯水中加入AgNO3溶液
白色沉淀
含Cl-
Ag++Cl-==AgCl↓
①向饱和氯水中加有色布条;
②干燥氯气接触干燥的有色布条
①布条退色
②无明显现象
HClO具有漂白作用
氯气与水反应生成了HClO
实验操作
现象
结论
说明
盛氯水的试管倒扣在水槽中,用强光照射试管
有气泡产生
HClO在光照下易分解
2HClO
2HCl+O2↑
向紫色石蕊溶液中滴加氯水
溶液先变红色后退色
氯水具有酸性、
强氧化性
HCl、HClO都有酸性,
HClO有强氧化性
向饱和氯水中滴入FeCl2溶液
溶液变为棕黄色
Cl2有氧化性
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
微点拨
(1)干燥的Cl2没有漂白性,但Cl2能使湿润的有色布条退色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH试纸测量氯水的pH。
(2)1
mol
Cl2与强碱溶液完全反应转移电子数为NA,而把1
mol
Cl2充入水中反应转移的电子数小于NA(可逆反应)。
4.氯的重要化合物
(1)次氯酸(HClO)。
①不稳定性。
次氯酸见光分解反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。?
②强氧化性。
能使某些染料和有机色素退色,可用作棉、麻和纸张的漂白剂;可用于自来水的杀菌、消毒。
③弱酸性。
向NaClO溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HC
和HClO。原因是酸性:H2CO3>HClO>HC
。?
2HClO
2HCl+O2↑
(2)次氯酸盐。
①漂白液。
②漂白粉。
微点拨
①向Ca(ClO)2溶液中通入SO2生成的是CaSO4而不是CaSO3。
②次氯酸盐(含ClO-)不论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、S
、S2-等还原性离子。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2。(　　)
(2)标准状况下,11.2
L
Cl2充入水中,反应转移的电子数为0.5
NA。(　　)
(3)Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性。(　　)
(4)氯气用作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化。(　　)
(5)新制取的漂白粉是混合物。(　　)
答案
(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2.Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:
盛放
钢瓶
储运要求
远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪
泄漏处理
用NaOH、NaHSO3溶液吸收
下列解释事实的方程式不正确的是(　　)
答案
B　
关键能力
考向突破　
考向1　氯及其化合物的性质
【典例1】
(2020全国2,26)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采
用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只
允许　　　　离子通过,氯气的逸出口是　　　　
(填标号)。?
图(a)
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=
,X为HClO或ClO-]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为　　　　。?
(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由
新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反
应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上
述制备Cl2O的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　。?
图(b)
(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1
mol
ClO2消耗NaClO2的量为　　　　
mol;产生“气泡”的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。?
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1
000
kg该溶液需消耗氯气的质量为　　　　
kg(保留整数)。?
答案
(1)Na+　a
(2)10-7.5
(3)2Cl2+HgO==HgCl2+Cl2O
(4)1.25　NaHCO3+NaHSO4==CO2↑+Na2SO4+H2O
(5)ClO-+Cl-+2H+==Cl2↑+H2O　203
解析
(1)图(a)左侧电极为阳极,精制盐水中Cl-在阳极放电:2Cl--2e-==Cl2↑,故Cl2从a口逸出,Na+通过离子交换膜进入阴极。
(2)次氯酸的电离常数表达式Ka=
,图(b)中δ(HClO)=δ(ClO-)时,对应溶液的pH为7.5,所以Ka=c(H+)=10-7.5。
(3)Cl2→Cl2O的过程中氯元素的化合价升高,由于Cl2与HgO的反应是歧化反应,则Cl2既是氧化剂又是还原剂,反应还应生成HgCl2,结合得失电子守恒配平反应的化学方程式为2Cl2+HgO==HgCl2+Cl2O。
(4)由于题述生成ClO2的反应属于歧化反应,则酸性条件下生成ClO2的同时,应有NaCl生成,配平反应的离子方程式为5Cl
+4H+==4ClO2+Cl-+2H2O。生成1
mol
ClO2则消耗1.25
mol
NaClO2。同时NaHSO4与NaHCO3反应会产生CO2:NaHCO3+NaHSO4==CO2↑+Na2SO4+H2O。
(5)酸性条件下ClO-与Cl-发生归中反应:ClO-+Cl-+2H+==Cl2↑+H2O。
设原30%的NaOH溶液的质量为x,结合反应2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O,可得方程:
解得x=796.74
kg,
则消耗Cl2为1
000
kg-796.74
kg=203.26
kg≈203
kg。
易错警示
(1)Cl2可使湿润的有色布条退色,不能使干燥的有色布条退色,说明Cl2没有漂白性,而是HClO有漂白作用。Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后退色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊退色。
(2)工业制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应,而不是用氯气与石灰水反应。
(3)ClO-不论是在酸性还是碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、S
不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
对点演练1(2020上海奉贤一模)下图所示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晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知2KMnO4+16HCl==2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
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,后退色
氯气与水生成了酸性物质及漂白性物质
C
d处立即退色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
氧化性:F
>Cl2
答案
B　
解析
a处变蓝,b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2>I2,Cl2>Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;c处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后退色,则证明氯气与水生成具有漂白性物质,B项正确;d处立即退色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH或Cl2与NaOH反应消耗了NaOH,C项错误;e处变红色说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明氧化性Cl2>F
,D项错误。
考向2　氯水的多重性质及应用
【典例2】
(2020湖南张家界月考)在探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是(　　)
选项
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈浅黄绿色
氯水中含Cl2
B
向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含HClO
C
向红色纸条上滴加氯水
红色纸条退色
氯水具有漂白性
D
向FeCl2溶液中滴加氯水
溶液变成黄色
氯水具有氧化性
答案
B　
解析
氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色是因为溶解了氯气,A正确;向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HC
与氯水中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;红色纸条退色,说明氯水具有漂白性,C正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成黄色,是因为发生反应2FeCl2+Cl2==2FeCl3,说明氯水具有氧化性,D正确。
归纳总结
氯水中的平衡(Cl2+H2O
HCl+HClO)移动及应用
向氯水中加入的物质或采取的措施
粒子的
浓度变化
平衡移动
的方向
应　　用
可溶性
氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和
c(Cl-)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
向氯水中加入的物质或采取的措施
粒子的
浓度变化
平衡移动
的方向
应　　用
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余的Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H+)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
右移
氯水要避光保存或现用现配
对点演练2(2020山大附中高三模块诊断)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.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pH增大
答案
C　
解析
在新制饱和氯水中,再通入少量氯气,由于此时已经为饱和溶液,所以氢离子和次氯酸根离子浓度的比值不变,故A错误;氯气和二氧化硫在水溶液中会发生反应生成硫酸和盐酸,硫酸与盐酸不具有漂白性,因此反应后的溶液漂白性会逐渐减弱甚至消失,B错误;加入少量的碳酸钠粉末,Na2CO3与溶液中的HCl发生反应,溶液中c(H+)降低,使平衡Cl2+H2O
HCl+HClO向正反应方向移动,当达到平衡后,溶液中氢离子浓度减小,次氯酸浓度增加,pH增大,溶液漂白性增强,C正确;光照下,次氯酸易分解为盐酸和氧气,溶液酸性增强,pH减小,D项错误。
考点二
氯气的实验室制法及性质实验
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.实验装置
2.制取过程
微点拨
实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时应注意以下四点
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热时的温度:不宜过高,以减少HCl的挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。(　　)
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。(　　)
(3)除去Cl2中少量的HCl气体,可用饱和食盐水,也可用饱和碳酸氢钠溶液。(　　)
(4)过量浓盐酸与一定量的二氧化锰反应,MnO2能完全反应。(　　)
(5)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸。(　　)
答案
(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√
2.某科研小组对实验室制取氯气的装置进行改进,根据装置回答相关问题。
(1)制备装置:
①用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应,故不需要　　　　,反应原理为　?
　。?
②图中橡皮管a的作用是使?
　,?便于分液漏斗中的液体流下。
(2)净化装置:
①拓展装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞时,现象可能为?
　。?
②拓展装置还可以观察气体的生成速率。
答案
(1)①加热　2KMnO4+16HCl(浓)
==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O　②分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等　(2)①长颈漏斗中的液面会迅速上升
关键能力
考向突破　
考向　氯气的制备与性质探究
【典例】
(2020全国3,26)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(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　　　　(填“大于”或“小于”)NaClO。?
答案
(1)圆底烧瓶　饱和食盐水
(2)水浴加热　Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+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
解析
实验装置分析:整套装置的最左端为氯气的发生装置,利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气,由于盐酸有挥发性,导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气。其中,氯气中的杂质HCl气体会影响后面KClO3和NaClO的制备,故需要用饱和食盐水(a中盛放试剂)除去氯气中的HCl杂质。b为氯气与KOH溶液在加热条件下制取KClO3的装置,发生的反应为3Cl2+6KOH
KClO3+5KCl+3H2O。c为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置,发生的反应为Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O。d为尾气的吸收装置,可防止污染环境,吸收氯气可用还原性物质或碱性溶液。
(2)b中采用的是水浴加热方法。c装置中反应的离子方程式为Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O,c中采用冰水浴的目的是防止温度较高时氯气和NaOH溶液反应生成NaClO3。
(3)d装置中应盛放还原性物质或碱性物质,故符合条件的试剂为A、C。
(4)从溶液中获得晶体可采用的方法步骤为:冷却结晶→过滤→洗涤(少量冷水)→干燥。
(5)1号试管中的KClO3溶液不能将I-氧化为单质I2,而2号试管中的NaClO溶液可将I-氧化为I2,故在此条件下氧化性:KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后,静置一段时间可观察到液体分为两层,由于四氯化碳的密度大于水的密度,则碘的四氯化碳溶液在下层,呈紫色。
归纳总结氯气制备与性质探究实验的典型装置
对点演练(2020山东泰安第四中学期中)如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。
(1)要将C装置接入B和D之间,正确的接法是a→　　　　→　　　　→　　　　。?
(2)连接好装置,实验开始先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D,D装置内盛有炭粉,发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A中仍有少量Cl2产生,此时B中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　,B的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)用量筒量取20
mL
E装置中的溶液,倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中,然后再注入10
mL
CCl4,盖好玻璃塞,振荡,静置于铁架台上(如图,铁架台省略),等分层后取上层液体和下层液体,呈黄绿色的是　　　　(填“上层液体”或“下层液体”,下同),再装入如图所示的烧杯中,能使有色布条退色的是　　　　。?
(5)在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进,说明需要改进的理由并在方框中画出改进后的装置图:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案
(1)c　b　d　(2)2Cl2+C+2H2O
4HCl+CO2　(3)瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升　贮存少量Cl2,避免Cl2造成污染　(4)下层液体　上层液体　(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶液发生倒吸,改进后的E装置如图所示:
解析
(1)由装置图判断,气体由B流经C进入到D中反应,气体通过盛有水的试管时应长进短出,否则不能通过C装置,检验装置气密性时,可利用微热或加入水的方式形成压强差,观察长颈漏斗液面的变化来判断气密性,具体操作有两种方法:一是关闭K和A中分液漏斗的活塞,微热圆底烧瓶,B中长颈漏斗内液面升高,停止加热后,长颈漏斗液面恢复至原位,则A、B气密性良好;二是关闭K和A中分液漏斗的活塞,往长颈漏斗中不断加水至没过长颈漏斗下端管口,若B中长颈漏斗内液面升高,且静置一段时间后高度保持不变,则A、B气密性良好,要将C装置接入B和D之间,正确的接法是a→c→b→d。
(2)由题意可知D装置中是Cl2、C和H2O反应生成HCl和CO2,则该反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2O
4HCl+CO2。
(3)关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A处仍有少量Cl2产生,B中的气体逐渐增多,压强增大,则导致瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升,氯气有毒,不能直接排放到空气中,B可贮存少量氯气,并能防止空气污染。
(4)氯气在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度,CCl4的密度比水大,分层后上层为水层,其中含有次氯酸,下层为CCl4层,CCl4层溶有氯气呈黄绿色,水层中含有盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可使有色布条退色。
(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶液发生倒吸,改进后的E装置应为
深度指津
氯气制取装置的创新考查
网络构建
核心速记
1.特殊的颜色:Cl2——黄绿色气体;Br2——红棕色液体;I2——紫黑色固体
2.特殊的成分:新制氯水中含三种分子(Cl2、HClO、H2O)、四种离子(Cl-、ClO-、H+、OH-)
3.X-(卤素离子)的检验
核心速记
4.气体制备的4个装置
(1)制气;(2)净化;(3)收集;(4)尾气吸收
5.必记的5个反应
(1)Cl2+H2O
HCl+HClO
(2)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2==H2O
(3)Ca(ClO)2+H2O+CO2==CaCO3↓+2HClO
(4)Cl2+SO2+2H2O==H2SO4+2HCl
(5)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O第2节　氯及其重要化合物
备考要点
素养要求
1.掌握氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。
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)
1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题,在学习卤素过程中,利用宏观和微观相结合的方式来认识物质及其递变规律,形成科学的方法论。
2.科学态度与社会责任:将化学知识与技能的学习、创新意识和社会责任感的形成等方面的要求融为一体,掌握氯气的实验室制法及其实际应用。
考点一　氯及其化合物的性质及应用
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.氯气的物理性质
颜色
气味
密度
　　　色?
　　　　气味?
比空气　?
2.氯气的化学性质
写出反应的化学方程式和相应现象,指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。
微点拨Cl2具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由Fe与Cl2发生化合反应而生成。
3.氯水的成分与性质
(1)氯水的成分。
氯水性质的多重性:新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒可能不同。
(2)氯水的性质分析。
(3)氯水性质的探究实验。
实验操作
现象
结论
说明
观察氯水的颜色
黄绿色
含Cl2分子
溶于水中的部分氯气与水发生反应
向饱和氯水中加入AgNO3溶液
白色沉淀
含Cl-
Ag++Cl-AgCl↓
①向饱和氯水中加有色布条;
②干燥氯气接触干燥的有色布条
①布条退色
②无明显现象
HClO具有漂白作用
氯气与水反应生成了HClO
盛氯水的试管倒扣在盛水水槽中,用强光照射试管
有气泡产生
HClO在光照下易分解
2HClO2HCl+O2↑
向紫色石蕊溶液滴加氯水
溶液先变红色后退色
氯水具有酸性、
强氧化性
HCl、HClO都有酸性,HClO有强氧化性
向饱和氯水中滴入FeCl2溶液
溶液变为棕黄色
Cl2有氧化性
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
微点拨(1)干燥的Cl2没有漂白性,但Cl2能使湿润的有色布条退色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH试纸测量氯水的pH。
(2)1molCl2与强碱溶液完全反应转移电子数为NA,而把1molCl2充入水中反应转移的电子数小于NA(可逆反应)。
4.氯的重要化合物
(1)次氯酸(HClO)。
①不稳定性。
次氯酸见光分解反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②强氧化性。
能使某些染料和有机色素退色,可用作棉、麻和纸张的漂白剂;可用于自来水的杀菌、消毒。
③弱酸性。
向NaClO溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HC和HClO。原因是酸性:H2CO3>HClO>HC。?
(2)次氯酸盐。
①漂白液。
②漂白粉。
微点拨①向Ca(ClO)2溶液中通入SO2生成的是CaSO4而不是CaSO3。
②次氯酸盐(含ClO-)不论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、S、S2-等还原性离子。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2。(　　)
(2)标准状况下,11.2
L
Cl2充入水中,反应转移的电子数为0.5
NA。(　　)
(3)Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性。(　　)
(4)氯气用作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化。(　　)
(5)新制取的漂白粉是混合物。(　　)
2.Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:
盛放
钢瓶
储运要求
远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪
泄漏处理
用NaOH、NaHSO3溶液吸收
下列解释事实的方程式不正确的是(　　)
A.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.浓氨水检验泄漏的氯气时产生白烟:8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
D.处理泄漏的氯气时NaHSO3溶液的作用:HS+Cl2+H2OS+3H++2Cl-
关键能力考向突破　
考向1　氯及其化合物的性质
【典例1】(2020全国2,26)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许　　　　离子通过,氯气的逸出口是　　　　(填标号)。?
图(a)
图(b)
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=,X为HClO或ClO-]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为　　　　。?
(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1
mol
ClO2消耗NaClO2的量为　　　　
mol;产生“气泡”的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。?
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1
000
kg该溶液需消耗氯气的质量为　　　　
kg(保留整数)。?
易错警示(1)Cl2可使湿润的有色布条退色,不能使干燥的有色布条退色,说明Cl2没有漂白性,而是HClO有漂白作用。Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后退色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊退色。
(2)工业制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应,而不是用氯气与石灰水反应。
(3)ClO-不论是在酸性还是碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、S不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
对点演练1(2020上海奉贤一模)下图所示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晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
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,后退色
氯气与水生成了酸性物质及漂白性物质
C
d处立即退色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变血红色
氧化性:F>Cl2
考向2　氯水的多重性质及应用
【典例2】(2020湖南张家界月考)在探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是(　　)
选项
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈浅黄绿色
氯水中含Cl2
B
向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含HClO
C
向红色纸条上滴加氯水
红色纸条退色
氯水具有漂白性
D
向FeCl2溶液中滴加氯水
溶液变成棕黄色
氯水具有氧化性
归纳总结氯水中的平衡(Cl2+H2OHCl+HClO)移动及应用
向氯水中加
入的物质或
采取的措施
粒子的
浓度变化
平衡移动
的方向
应　　用
可溶性
氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和
c(Cl-)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余的Cl2
续　表
向氯水中加
入的物质或
采取的措施
粒子的
浓度变化
平衡移动
的方向
应　　用
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H+)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
右移
氯水要避光保存或现用现配
对点演练2(2020山大附中高三模块诊断)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.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pH增大
考点二　氯气的实验室制法及性质实验
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.实验装置
2.制取过程
微点拨实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时应注意以下四点
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热时的温度:不宜过高,以减少HCl的挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。(　　)
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。(　　)
(3)除去Cl2中少量的HCl气体,可用饱和食盐水,也可用饱和碳酸氢钠溶液。(　　)
(4)过量浓盐酸与一定量的二氧化锰反应,MnO2能完全反应。(　　)
(5)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸。(　　)
2.某科研小组对实验室制取氯气的装置进行改进,根据装置回答相关问题。
(1)制备装置:
①用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应,故不需要　　　　,反应原理为　?
　。?
②图中橡皮管a的作用是使?
　,?
便于分液漏斗中的液体流下。
(2)净化装置:
①拓展装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞时,现象可能为?
　。?
②拓展装置还可以观察气体的生成速率。
关键能力考向突破　
考向　氯气的制备与性质探究
【典例】(2020全国3,26)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(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　　　　(填“大于”或“小于”)NaClO。?
归纳总结制备氯气与性质探究实验的典型装置
对点演练(2020山东泰安第四中学期中)如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。
(1)要将C装置接入B和D之间,正确的接法是a→　　　　→　　　　→　　　　。?
(2)连接好装置,实验开始先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D,D装置内盛有炭粉,发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A中仍有少量Cl2产生,此时B中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,B的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)用量筒量取20
mL
E装置中的溶液,倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中,然后再注入10
mL
CCl4,盖好玻璃塞,振荡,静置于铁架台上(如图,铁架台省略),等分层后取上层液体和下层液体,呈黄绿色的是　　　　(填“上层液体”或“下层液体”,下同),再装入如图所示的烧杯中,能使有色布条退色的是　　　　。?
(5)在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进,说明需要改进的理由并在方框中画出改进后的装置图:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
深度指津氯气制取装置的创新考查
网络构建
核心速记
1.特殊的颜色:Cl2——黄绿色气体;Br2——红棕色液体;I2——紫黑色固体
2.特殊的成分:新制氯水中含三种分子(Cl2、HClO、H2O)、四种离子(Cl-、ClO-、H+、OH-)
3.X-(卤素离子)的检验
4.气体制备的4个装置
(1)制气;(2)净化;(3)收集;(4)尾气吸收
5.必记的5个反应
(1)Cl2+H2OHCl+HClO
(2)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(3)Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO
(4)Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl
(5)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
第2节　氯及其重要化合物
考点一　氯及其化合物的性质及应用
必备知识·自主预诊
1.黄绿　刺激性　大
2.2Fe+3Cl22FeCl3　Cu+Cl2CuCl2　H2+Cl22HCl　苍白　氧化性　Cl2+H2OHCl+HClO　Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O　氧化性　还原性　2FeCl2+Cl22FeCl3
SO2+2H2O+Cl2H2SO4+2HCl　2KI+Cl22KCl+I2
氧化性
4.(1)①2HClO2HCl+O2↑　③ClO-+CO2+H2OHC+HClO
(2)①NaClO　Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②CaCl2和Ca(ClO)2　Ca(ClO)2　2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O　碱　氧化　Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO　Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
2HClO2HCl+O2↑
自我诊断1.答案(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2.B　电解饱和食盐水制取Cl2,电解反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,A项正确;氯气用于自来水消毒,反应的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO,B项不正确;浓氨水检验泄漏的氯气时产生白烟,发生反应的化学方程式为8NH3+3Cl26NH4Cl+N2,C项正确;处理泄漏的氯气时NaHSO3溶液的作用是把有毒的Cl2还原生成无毒的Cl-,该反应的离子方程式为HS+Cl2+H2OS+3H++2Cl-,D项正确。
关键能力·考向突破
典例1答案(1)Na+　a
(2)10-7.5
(3)2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O
(4)1.25　NaHCO3+NaHSO4CO2↑+Na2SO4+H2O
(5)ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O　203
解析(1)图(a)左侧电极为阳极,精制盐水中Cl-在阳极放电:2Cl--2e-Cl2↑,故Cl2从a口逸出,Na+通过离子交换膜进入阴极。
(2)次氯酸的电离常数表达式Ka=,图(b)中δ(HClO)=δ(ClO-)时,对应溶液的pH为7.5,所以Ka=c(H+)=10-7.5。
(3)Cl2Cl2O的过程中氯元素的化合价升高,由于Cl2与HgO的反应是歧化反应,则Cl2既是氧化剂又是还原剂,反应还应生成HgCl2,结合得失电子守恒配平反应的化学方程式为2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O。
(4)由于题述生成ClO2的反应属于歧化反应,则酸性条件下生成ClO2的同时,应有NaCl生成,配平反应的离子方程式为5Cl+4H+4ClO2+Cl-+2H2O。生成1molClO2则消耗1.25molNaClO2。同时NaHSO4与NaHCO3反应会产生CO2:NaHCO3+NaHSO4CO2↑+Na2SO4+H2O。
(5)酸性条件下ClO-与Cl-发生归中反应:ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O。
设原30%的NaOH溶液的质量为x,结合反应2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,可得方程:
+x=1000kg
解得x=796.74kg,
则消耗Cl2为1000kg-796.74kg=203.26kg≈203kg。
对点演练1
B　a处变蓝,b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2>I2,Cl2>Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;c处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后退色,则证明氯气与水生成具有漂白性物质,B项正确;d处立即退色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH或Cl2与NaOH反应消耗了NaOH,C项错误;e处变红色说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明氧化性Cl2>F,D项错误。
典例2B　氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色是因为溶解了氯气,A正确;向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HC与氯水中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;红色纸条退色,说明氯水具有漂白性,C正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应2FeCl2+Cl22FeCl3,说明氯水具有氧化性,D正确。
对点演练2
C　在新制饱和氯水中,再通入少量氯气,由于此时已经为饱和溶液,所以氢离子和次氯酸根离子浓度的比值不变,故A错误;氯气和二氧化硫在水溶液中会发生反应生成硫酸和盐酸,硫酸与盐酸不具有漂白性,因此反应后的溶液漂白性会逐渐减弱甚至消失,B错误;加入少量的碳酸钠粉末,Na2CO3与溶液中的HCl发生反应,溶液中c(H+)降低,使Cl2+H2OHCl+HClO向正反应方向移动,当达到平衡后,溶液中氢离子浓度减小,次氯酸浓度增加,pH增大,溶液漂白性增强,C正确;光照下,次氯酸易分解为盐酸和氧气,溶液酸性增强,pH减小,D项错误。
考点二　氯气的实验室制法及性质实验
必备知识·自主预诊
2.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O　饱和食盐水　浓硫酸　排饱和食盐水　向上排空气　NaOH　淀粉碘化钾　蓝色石蕊
自我诊断1.答案(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√
2.答案(1)①加热　2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O　②分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等　(2)①长颈漏斗中的液面会迅速上升
关键能力·考向突破
典例答案(1)圆底烧瓶　饱和食盐水
(2)水浴加热　Cl2+2OH-Cl-+ClO-+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
解析实验装置分析:整套装置的最左端为氯气的发生装置,利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气,由于盐酸有挥发性,导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气。其中,氯气中的杂质HCl气体会影响后面KClO3和NaClO的制备,故需要用饱和食盐水(a中盛放试剂)除去氯气中的HCl杂质。b为氯气与KOH溶液在加热条件下制取KClO3的装置,发生的反应为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。c为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置,发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。d为尾气的吸收装置,可防止污染环境,吸收氯气可用还原性物质或碱性溶液。
(2)b中采用的是水浴加热方法。c装置中反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,c中采用冰水浴的目的是防止温度较高氯气和NaOH溶液生成NaClO3。
(3)d装置中应盛放还原性物质或碱性物质,故符合条件的试剂为A、C。
(4)从溶液中获得晶体可采用的方法步骤为:冷却结晶→过滤→洗涤(少量冷水)→干燥。
(5)1号试管中的KClO3溶液不能将I-氧化为单质I2,而2号试管中的NaClO溶液可将I-氧化为I2,故在此条件下氧化性:KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后,静置一段时间可观察到液体分为两层,由于四氯化碳的密度大于水的密度,则碘的四氯化碳溶液在下层,呈紫色。
对点演练答案(1)c　b　d　(2)2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2　(3)瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升　贮存少量Cl2,避免Cl2造成污染　(4)下层液体　上层液体
(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶液发生倒吸,改进后的E装置如图所示:
解析(1)由装置图判断,气体由B流经C进入到D中反应,气体通过盛有水的试管时应长进短出,否则不能通过C装置,检验装置气密性时,可利用微热或加入水的方式形成压强差,观察长颈漏斗液面的变化来判断气密性,具体操作有两种方法:一是关闭K和A中分液漏斗的活塞,微热圆底烧瓶,B中长颈漏斗内液面升高,停止加热后,长颈漏斗液面恢复至原位,则A、B气密性良好;二是关闭K和A中分液漏斗的活塞,往长颈漏斗中不断加水至没过长颈漏斗下端管口,若B中长颈漏斗内液面升高,且静置一段时间后高度保持不变,则A、B气密性良好,要将C装置接入B和D之间,正确的接法是a→c→b→d。
(2)由题意可知D装置中是Cl2、C和H2O反应生成HCl和CO2,则该反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2。
(3)关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A处仍有少量Cl2产生,B中的气体逐渐增多,压强增大,则导致瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升,氯气有毒,不能直接排放到空气中,B可贮存少量氯气,并能防止空气污染。
(4)氯气在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度,CCl4的密度比水大,分层后上层为水层,其中含有次氯酸,下层为CCl4层,CCl4层溶有氯气呈黄绿色,水层中含有盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可使有色布条退色。
(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶液发生倒吸,改进后的E装置应为。
-
17
-(共65张PPT)
第3节　物质的量　气体摩尔体积
第一单元
2022
备考要点
素养要求
1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
2.能根据微粒(原子、分子、离子等)的物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
1.宏观辨识与微观探析:认识物质的量是联系宏观物质和微观粒子的重要工具,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:在有关物质的量的计算过程中,通过分析、推理等方法认识计算的方法,建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。
考点一
物质的量及阿伏加德罗常数
必备知识
自主预诊　
1.物质的量、阿伏加德罗常数
(1)基本概念间的关系。
知识梳理
(2)物质的量的规范表示方法。
(3)物质的量(n)与微粒数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系为　　　。?
微点拨
概念辨析及注意事项
概念
应用注意事项
物质的量
(单位是mol)
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
(1)只用来衡量微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等,也可以是原子或离子的特定组合,如1
mol
SiO2,1
mol
NaCl等
(2)用
mol
作为单位时,要注明粒子的种类,如1
mol
O、2
mol
O2、1.5
mol
O3等,不能说1
mol
氧
阿伏加德罗
常数(NA)
NA是一个精确值,近似取6.02×1023
mol-1用于计算
2.摩尔质量
—
微点拨
对同一物质,其摩尔质量以g·mol-1为单位、相对原子(分子)质量、1
mol物质的质量在数值上是相同的,但三者的含义不同,单位不同。摩尔质量的单位是g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位是1,1
mol物质的质量单位是g。
3.求解气体摩尔质量的五种方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=　　　　。?
(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=　
。?
(3)根据标准状况下气体的密度(ρ
g·L-1):M=　　　　　
g·mol-1。?
(4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=　　　　　。?
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量时,上述计算式仍然成立,还可以用下式计算:
M=　　
　　　[用M1、M2、M3、……表示各成分的摩尔质量,用a%、b%、c%……表示相应各成分的物质的量分数(或体积分数)]。?
22.4ρ
D
M1×a%+M2×b%+M3×c%+……
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1
mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(　　)
(2)12
g12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023。(　　)
(3)氧化钙的摩尔质量为56
g。(　　)
(4)1
mol
O2的质量与它的相对分子质量相等。(　　)
(5)1
mol
OH-的质量为17
g·mol-1。(　　)
(6)氖气的摩尔质量(单位为g·mol-1)在数值上等于它的相对原子质量。(　　)
答案
(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
2.(1)0.1
NA个臭氧分子中的氧原子数与　　　
g
CO2中的氧原子数相等。?
(2)8
g甲烷分子中的氢原子数是　　　。?
(3)1个NO分子的质量是a
g,一个NO2分子的质量是b
g,则氧原子的摩尔质量是　　　
g·mol-1。?
(4)标准状况下有①0.112
L水　②0.5NA个HCl分子
③25.6
g
SO2气体　④0.2
mol
氨气　⑤2
mol
氦气
⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从大到小的顺序为　　　　　　　　　　。?
答案
(1)6.6　(2)2NA　(3)(b-a)NA　(4)①⑥⑤③②④
关键能力
考向突破　
考向1　物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量的概念辨析与应用
【典例1】
(2020湖北四地七校期末)阿伏加德罗是意大利化学家,为了纪念阿伏加德罗,人们把1
mol某种微粒的集合体所含有的粒子个数称为阿伏加德罗常数,用NA表示。下列说法或表示不正确的是(　　)
A.科学上规定含有阿伏加德罗常数个粒子的任何微粒的集合体都为1
mol
B.在K37ClO3+6H35Cl(浓)==KCl+3Cl2↑+3H2O反应中,若有212
g氯气生成,则反应中电子转移的数目为5NA
C.60
g的乙酸和葡萄糖的混合物充分燃烧可消耗2NA个O2
D.6.02×1023
mol-1就是阿伏加德罗常数
答案
D　
解析
含有阿伏加德罗常数个粒子的任何微粒的集合体都为1
mol,A项正确;根据反应的化学方程式可知,生成的3
mol氯气中含1
mol
37Cl和5
mol
35Cl,3
mol
Cl2的质量为212
g,生成3
mol氯气转移5
mol电子,B项正确;乙酸与葡萄糖最简式都是CH2O,1个CH2O完全燃烧消耗1个氧气分子,60
g乙酸和葡萄糖的混合物含有CH2O物质的量为2
mol,充分燃烧消耗2NA个O2,C项正确;6.02×1023
mol-1是阿伏加德罗常数的近似值,D项错误。
对点演练1(2020湖北武汉二中质检)下列说法正确的是(　　)
A.1
mol
FeCl3在加热条件下完全水解生成NA个Fe(OH)3胶粒
B.2
mol
H2O的摩尔质量是1
mol
H2O的摩尔质量的2倍
C.48
g
O2和48
g
O3中氧原子的物质的量相等
D.O2和CO2混合气体的平均摩尔质量可能为46
g·mol-1
答案
C　
解析
Fe(OH)3胶粒是多个“Fe(OH)3分子”的聚合体,1
mol
FeCl3在加热条件下完全水解生成的Fe(OH)3胶粒数小于NA,A项错误;H2O的摩尔质量为18
g·mol-1,摩尔质量与物质的量的多少无关,B项错误;O2和O3均由氧原子构成,氧原子的摩尔质量为16
g·mol-1,故48
g
O2和48
g
O3中氧原子的物质的量均为3
mol,C项正确;O2的摩尔质量为
32
g·mol-1,CO2的摩尔质量为44
g·
mol-1,故O2和CO2混合气体的平均摩尔质量介于32
g·mol-1和44
g·mol-1之间,D项错误。
考向2　有关质量、物质的量与微粒数目之间的计算
【典例2】
(2019全国2,8)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P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
答案
B　
解析
3He的相对原子质量是3,每个3He原子含有1个中子,所以3
g
3He含有的中子数为1NA,A项正确;磷酸钠溶液中磷酸根离子发生水解,导致溶液中磷酸根离子数目减小,1
L
0.1
mol·L-1磷酸钠溶液中的磷酸根离子数目小于0.1NA,B项错误;K2Cr2O7中Cr的化合价为+6价,变为+3价Cr3+,化合价降了3价,故1
mol
K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA,C项正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中所含共价键数相同,即1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中均含有13个共价键,58
g正丁烷和异丁烷的混合物的总物质的量为1
mol,所以含有的共价键数为13NA,D项正确。
易错警示
应用阿伏加德罗常数时常见的陷阱突破
突破一:应用“22.4
L·mol-1”抓“两看”。一看物质是否处于标准状况,二看物质在标准状况下的聚集状态是否为气态,如H2O、CCl4、SO3、HF、乙醇(酒精)、己烷、苯、CHCl3在标准状况下为非气态。
突破二:审“组成”“结构”,突破微观粒子数目陷阱。一审物质的分子组成,如He、Ne为单原子分子。二审在溶液中构成物质的粒子是否水解。
对点演练2(2020北京质量监测)下列叙述正确的是(　　)
A.Na在足量O2中燃烧,消耗1
mol
O2时转移的电子数是4×6.02×1023
B.10
g
46%乙醇水溶液中所含氧原子数为0.4NA
C.1
L
0.1
mol·L-1NH4Cl溶液中的N
数是0.1×6.02×1023
D.标准状况下2.24
L
Cl2中含有0.2
mol共价键
答案
B　
深度指津
物质的量相关计算的“一、二、三、四”
(1)一个中心:必须以物质的量为中心。
(2)二个前提:在应用Vm=22.4
L·mol-1时,一定要注意“标准状况”和“气态”这两个前提条件(混合气体也适用)。
(3)三个关系:①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)数目间的关系;②摩尔质量与相对分子质量的关系;③强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。
(4)四个无关:①物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强无关;②物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关);③气体摩尔体积与质量、物质的量无关;④摩尔质量与质量、物质的量无关。
考点二
气体摩尔体积及阿伏加德罗定律
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.影响物质体积大小的因素
2.气体摩尔体积
微点拨
对22.4
L·mol-1的理解:气体摩尔体积的数值与温度、压强有关;非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4
L·mol-1,也可能不是22.4
L·mol-1。故1
mol气体的体积若为22.4
L,它所处的状况不一定是标准状况。
3.阿伏加德罗定律
可总结为“三同定一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的　　　　　　　。?
分子数
分子数
4.阿伏加德罗定律的推论
类型
描　　述
关　　系
三正比
同温同压下,气体的体积之比等于它们的物质的量之比
　　　　?
同温同体积下,气体的压强之比等于它们的物质的量之比
　　　　?
同温同压下,气体的密度之比等于它们的摩尔质量之比
　　　　?
类型
描　　述
关　　系
二反比
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
　　　　?
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
　　　　?
一连比
同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
　　
　　?
微点拨
(1)阿伏加德罗定律所叙述的“任何气体”,既包括单一气体,也包括互不反应的混合气体。
(2)阿伏加德罗定律及其推论没有必要死记硬背,可由理想气体状态方程(pV=nRT)进行推导。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4
L。(　　)
(2)2
mol
CO2气体所占的体积为44.8
L。(　　)
(3)在标准状况下,1
mol
O2与1
mol
SO3的体积相同。(　　)
(4)在标准状况下,1
mol气体的体积约是22.4
L,在非标准状况下,1
mol
气体的体积则一定不是22.4
L。(　　)
(5)在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。(　　)
(6)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。(　　)
答案
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
2.已知:①6.72
L
NH3(标准状况下)　②1.204×1023个H2S分子　③5.6
g
CH4　④0.5
mol
HCl,完成填空:在标准状况下体积由大到小顺序为　　　　　　　　,原子数目由大到小顺序为　　　　　　　　,密度由大到小顺序为　　　,质量由大到小顺序为　　　　　　。?
答案
④>③>①>②　③>①>④>②　④>②>①>③　④>②>③>①
关键能力
考向突破　
考向1　气体摩尔体积的应用和计算
【典例1】
为实现随处可上网,中国发射了“中星16号”卫星。NH4ClO4是火箭的推进剂,发生反应的化学方程式为2NH4ClO4
N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O,NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(　　)
B.相同条件下,反应中还原产物与氧化产物体积比为1∶3
C.产生标准状况下4.48
L
O2,反应转移的电子总数为0.8NA
D.0.5
mol
NH4ClO4分解产生的气体体积为44.8
L
答案
B　
易错警示
应用气体摩尔体积的“四大误区”
(1)22.4
L·
mol-1的使用条件一般是指标准状况(即0
℃、101
kPa),而不是指常温、常压。
(2)使用对象必须是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。注意标准状况下不是气体的而又容易认为是气体的物质。
(3)22.4
L气体在标准状况下的物质的量是1
mol,在非标准状况下,其物质的量可能是1
mol,也可能不是1
mol。
(4)如果给出的是物质的质量,则其物质的量或所含粒子数与物质所处条件无关,如常温常压下32
g
O2的原子数目是2NA。注意不要形成惯性思维,看到“常温常压”就排除选项。
对点演练1下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,22.4
L
H2和O2的混合物所含分子数为NA
B.标准状况下,18
g
H2O的体积是22.4
L
C.在常温常压下,11.2
L
N2含有的分子数为0.5NA
D.1
mol
Cl2通入足量的澄清石灰水中转移的电子数为2NA
答案
A　
解析
标准状况下,22.4
L
H2和O2的混合气体物质的量为1
mol,所含分子数为NA,A项正确;标准状况下,H2O为液体,18
g
H2O的体积小于22.4
L,B项错误;常温常压下,11.2
L
N2含有的分子数不是0.5NA,C项错误;1
mol
Cl2通入足量澄清石灰水中转移的电子数为NA,D项错误。
考向2　阿伏加德罗定律及推论
【典例2】
(2020福建三明一中段考)温度和压强相同时,有体积相同的两个密闭容器甲和乙,甲中充满O2,乙中充满O2和O3的混合气体,下列说法正确的是(　　)
A.两容器中气体的质量相等
B.两容器中气体的分子数目相等
C.两容器中气体的氧原子数目相等
D.两容器中气体的密度相等
答案
B　
解析
根据阿伏加德罗定律可知,两容器中气体分子数相等,所以其质量不等,A项错误,B项正确;两容器中分子数相等,但氧气和臭氧分子的构成不同,所以两容器中原子个数不等,C项错误;两容器体积相同,气体质量不相等,所以其密度不相等,D项错误。
思路点拨
利用阿伏加德罗定律及其推论答题的一般思路
第一步:找“相同”,明“不同”。
(1)找出题干中有哪些相同的因素,再根据物质的量,结合物质的组成和结构,求出相应的粒子数。
(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。
第二步:用“规律”。
利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比分析,从而顺利解题。
对点演练2(2020江西抚州临川区第二中学月考)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正
确的是(　　)
A.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.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
答案
D　
解析
温度、压强相同的条件下,气体摩尔体积相等,根据n=
可知,相同质量时其物质的量之比等于其摩尔质量的反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28
g·mol-1、44
g·mol-1,所以二者的物质的量之比为44
g·mol-1∶28
g·mol-1=11∶7,则二者的分子数之比为11∶7,所以CO分子数多,A项错误;根据V=nVm知,相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,所以甲的体积比乙大,B项错误;温度和压强相等,其气体摩尔体积相等,所以二者的气体摩尔体积相等,C项错误;同温同压条件下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小,D项正确。
对点演练3(2020陕西西安中学期中)在一定温度下,向体积不变且相同的两个容器中,一个充入NH3,另一个充入N2与H2物质的量之比为1∶3的混合气体,使两个容器的压强相同。则两个容器内一定相等的是(　　)
A.原子数
B.分子数
C.质量
D.密度
答案
B　
解析
在同温同压条件下,相同体积的容器中气体的物质的量相同,气体分子数相同;由于NH3是三原子分子,N2和H2是双原子分子,并且它们的摩尔质量都不同,故两容器内的原子数一定不相等,质量和密度可能不同。
考点三
阿伏加德罗常数的应用
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
(1)在标准状况下为非气态的物质如H2O、SO3、己烷、CHCl3、HF、CCl4、乙醇、苯等。
(2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2.注意物质的组成和结构
此类题常涉及:①特殊物质的摩尔质量(如D2O、T2O、18O2等);②某些物质分子中的原子个数[如稀有气体(为单原子分子)、O3、白磷(P4)等];③一些物质中的化学键数目(如CO2、P4、金刚石、CnH2n+2等)。
解有关物质组成和结构的题目时要注意的几点:
a.原子晶体如SiO2、离子化合物如NaCl中不存在分子。
b.Na2O2、CaO2中阴离子是
,故Na2O、Na2S、Na2O2中阳离子与阴离子个数比均为2∶1,CaO2中阳离子与阴离子个数比为1∶1。
c.1
mol
SiO2含4NA个Si—O键,1
mol
P4中含6NA个P—P键。
3.注意氧化还原反应中电子转移的数目
(1)了解较复杂氧化还原反应求算电子转移数目的方法。
(2)熟记常考氧化还原反应转移的电子数:
反应物
消耗或生成的物质
转移电子的物质的量或电子数目
Na2O2+CO2
(或H2O)
1
mol
Na2O2
1
mol
或NA
1
mol
O2
2
mol
或2NA
Cl2+NaOH
1
mol
Cl2
1
mol
或NA
Cl2+Fe
1
mol
Cl2
2
mol
或2NA
1
mol
Fe
3
mol
或3NA
4.注意电解质溶液中存在的平衡
5.注意一些可逆反应、特殊反应
要识破隐含的可逆反应,注意反应的条件、反应物浓度变化对反应的影响,从而突破陷阱。常见可逆反应及与物质浓度有关的反应如下:
(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”,NA表示阿伏加德罗常数。
(1)31
g白磷中含有1.5NA个P—P化学键。(　　)
(2)1
L
0.1
mol·L-1的Na2CO3溶液中所含阴离子的总数为0.1NA。(　　)
(3)标准状况下,22.4
L
HF中含有NA个分子。(　　)
(4)电解精炼铜时,若转移NA个电子,则阳极溶解32
g铜。(　　)
(5)1
mol
H2和1
mol
I2在加热条件下充分反应,生成HI的分子数为2NA。(　　)
(6)常温下,含有0.2
mol
H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2分子的数目小于0.1NA。(　　)
(7)142
g
Na2SO4和Na2HPO4的固体混合物中所含阴、阳离子的总数为3NA。(　　)
(8)NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量为107
g。(　　)
答案
(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√
(8)×
2.(2020山东师范大学附中月考)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.常温下,15
g甲醛中含有的共用电子对总数为2NA
B.0.5
mol·L-1CH3COONa溶液中含有CH3COO-的数目少于0.5NA
C.32.5
g
FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.2NA
D.足量的锌与一定量的浓硫酸充分反应,放出2.24
L
SO2和H2混合气体时,转移电子数为0.2NA
答案
A　
解析
1
mol甲醛中含有4
mol共用电子对。常温下,15
g甲醛为0.5
mol,所以共用电子对总数为2NA,A项正确;0.5
mol·L-1
CH3COONa溶液的体积未知,无法计算含有的CH3COO-的数目,B项错误;Fe(OH)3胶体中的胶粒是“Fe(OH)3分子”的集合体,C项错误;足量的锌与一定量的浓硫酸充分反应,放出2.24
L
SO2和H2的混合气体时,由于温度和压强未知,因此无法计算转移的电子数,D项错误。
关键能力
考向突破　
考向　阿伏加德罗常数的应用
【典例】
(2020全国3,9)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.22.4
L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B.1
mol重水比1
mol水多NA个质子
C.12
g石墨烯和12
g金刚石均含有NA个碳原子
D.1
L
1
mol·L-1
NaCl溶液含有28NA个电子
答案
C　
解析
标准状况下,22.4
L氮气的物质的量为1
mol,1
mol
N2中含有14NA个中子,A项错误;1个重水分子和1个普通水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数都是10,故1
mol重水和1
mol水中所含质子数相等,B项错误;石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12
g石墨烯和12
g金刚石中都含有1
mol碳原子,C项正确;1
L
1
mol·L-1
NaCl溶液中含有1
mol
NaCl和大量的水,1
mol
NaCl中含有28
mol电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液中的电子数大于28NA,D项错误。
对点演练判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Vm适用的条件:
①(2018全国1)22.4
L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA。(　　)
②(2017全国3)2.24
L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子。(　　)
(2)物质的组成与结构:
①(2019浙江选考)1
mol
CH2==CH2分子中含有的共价键数为6NA。(　　)
②(2019浙江选考)30
g
HCHO与CH3COOH混合物中含碳原子数为NA。(　　)
③(2017全国3)0.1
mol
的11B中,含有0.6NA个中子。(　　)
(3)溶液中粒子数目的判断:
①(2019全国3)常温下pH=2的H3PO4溶液,每升溶液中的H+数目为0.02NA。(　　)
②(2018全国1)16.25
g
FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA。(　　)
(4)物质转化过程中隐含浓度、进程、可逆的影响:
①(2018全国1)1.0
mol
CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA。(　　)
②(2017全国3)密闭容器中1
mol
PCl3与1
mol
Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键。(　　)
(5)氧化还原反应中电子转移数目的判断:
(2019浙江选考)2.3
g
Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间。(　　)
答案
(1)①√　②×　(2)①√　②√　③√
(3)①×　②×　(4)①×　②×　(5)×
解析
(1)①氩气是单原子分子,标准状况下22.4
L氩气的物质的量为1
mol,含有的质子数为18NA,正确。②标准状况下,苯不是气体,利用题给条件无法计算2.24
L苯的物质的量,错误。
(2)①1
mol
CH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA,正确;②HCHO与CH3COOH的最简式均为CH2O,原混合物相当于30
g
CH2O,则n(CH2O)=1
mol,因而碳原子数为NA,正确;③一个11B原子中含有6个中子,则0.1
mol
11B中含有0.6NA个中子,正确。
(3)①常温下溶液的pH=2,则溶液中氢离子浓度是0.01
mol·L-1,因此每升溶液中H+数目为0.01NA,错误;②16.25
g
FeCl3的物质的量为0.1
mol,由于水解生成的Fe(OH)3胶体粒子是多个“Fe(OH)3分子”的聚合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,错误。
(4)①CH4与Cl2在光照条件下反应生成的卤代产物不止一种,因此1.0
mol
CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,错误。②1
mol
PCl3与1
mol
Cl2不能全部转化为1
mol
PCl5,所以增加的P—Cl键小于2NA个,错误。
(5)不管钠和氧气反应生成氧化钠还是过氧化钠,钠元素的化合价均由0价变为+1价,因而2.3
g
Na(物质的量为0.1
mol)与O2完全反应转移电子数为0.1NA,错误。
深度指津
解答阿伏加德罗常数类题目的“三”个步骤
网络构建
核心速记
核心速记
2.阿伏加德罗常数常考的5个方面
(1)气体摩尔体积的适用条件。
(2)物质的组成和结构。
(3)氧化还原反应中电子转移的数目。
(4)溶液中的微粒数。
(5)物质转化中隐含的反应。第3节　物质的量　气体摩尔体积
备考要点
素养要求
1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
2.能根据微粒(原子、分子、离子等)的物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
1.宏观辨识与微观探析:认识物质的量是联系宏观物质和微观粒子的重要工具,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:在有关物质的量的计算过程中,通过分析、推理等方法认识计算的方法,建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。
考点一　物质的量及阿伏加德罗常数
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.物质的量、阿伏加德罗常数
(1)基本概念间的关系。
(2)物质的量的规范表示方法。
(3)物质的量(n)与微粒数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系为　　　　　　　　　　　　　　　。?
微点拨概念辨析及注意事项
概念
应用注意事项
物质的
量(单位
是mol)
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
(1)只用来衡量微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等,也可以是原子或离子的特定组合,如1molSiO2,1molNaCl等
(2)用mol作为单位时,要注明粒子的种类,如1molO、2molO2、1.5molO3等,不能说1mol氧
阿伏加德罗
常数(NA)
NA是一个精确值,近似取6.02×1023mol-1用于计算
2.摩尔质量
—
微点拨对同一物质,其摩尔质量以g·mol-1为单位、相对原子(分子)质量、1mol物质的质量在数值上是相同的,但三者的含义不同,单位不同。摩尔质量的单位是g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位是1,1mol物质的质量单位是g。
3.求解气体摩尔质量的五种方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=　　　　。?
(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=　　　　　。?
(3)根据标准状况下气体的密度(ρ
g·L-1):M=　　　　　
g·mol-1。?
(4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=　　　　　。?
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量时,上述计算式仍然成立,还可以用下式计算:
M=　　　　　[用M1、M2、M3、……表示各成分的摩尔质量,用a%、b%、c%……表示相应各成分的物质的量分数(或体积分数)]。?
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1
mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(　　)
(2)12
g12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023。(　　)
(3)氧化钙的摩尔质量为56
g。(　　)
(4)1
mol
O2的质量与它的相对分子质量相等。(　　)
(5)1
mol
OH-的质量为17
g·mol-1。(　　)
(6)氖气的摩尔质量(单位为g·mol-1)在数值上等于它的相对原子质量。(　　)
2.(1)0.1
NA个臭氧分子中的氧原子数与　　　
g
CO2中的氧原子数相等。?
(2)8
g甲烷分子中的氢原子数是　　　。?
(3)1个NO分子的质量是a
g,一个NO2分子的质量是b
g,则氧原子的摩尔质量是　　　
g·mol-1。?
(4)标准状况下有①0.112
L水　②0.5NA个HCl分子
③25.6
g
SO2气体　④0.2
mol
氨气　⑤2
mol
氦气
⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从大到小的顺序为　　　　　　　　　　。?
关键能力考向突破　
考向1　物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量的概念辨析与应用
【典例1】(2020湖北四地七校期末)阿伏加德罗是意大利化学家,为了纪念阿伏加德罗,人们把1
mol某种微粒的集合体所含有的粒子个数称为阿伏加德罗常数,用NA表示。下列说法或表示不正确的是(　　)
A.科学上规定含有阿伏加德罗常数个粒子的任何微粒的集合体都为1
mol
B.在K37ClO3+6H35Cl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O反应中,若有212
g氯气生成,则反应中电子转移的数目为5NA
C.60
g的乙酸和葡萄糖的混合物充分燃烧可消耗2NA个O2
D.6.02×1023
mol-1就是阿伏加德罗常数
对点演练1(2020湖北武汉二中质检)下列说法正确的是(　　)
A.1
mol
FeCl3在加热条件下完全水解生成NA个Fe(OH)3胶粒
B.2
mol
H2O的摩尔质量是1
mol
H2O的摩尔质量的2倍
C.48
g
O2和48
g
O3中氧原子的物质的量相等
D.O2和CO2混合气体的平均摩尔质量可能为46
g·mol-1
考向2　有关质量、物质的量与微粒数目之间的计算
【典例2】(2019全国2,8)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P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
易错警示应用阿伏加德罗常数时常见的陷阱突破
突破一:应用“22.4L·mol-1”抓“两看”。一看物质是否处于标准状况,二看物质在标准状况下的聚集状态是否为气态,如H2O、CCl4、SO3、HF乙醇(酒精)、己烷、苯、CHCl3在标准状况下为非气态。
突破二:审“组成”“结构”,突破微观粒子数目陷阱。一审物质的分子组成,如He、Ne为单原子分子。二审在溶液中构成物质的粒子是否水解。
对点演练2(2020北京质量监测)下列叙述正确的是(　　)
A.Na在足量O2中燃烧,消耗1
mol
O2时转移的电子数是4×6.02×1023
B.10
g
46%乙醇水溶液中所含氧原子数为0.4NA
C.1
L
0.1
mol·L-1NH4Cl溶液中的N数是0.1×6.02×1023
D.标准状况下2.24
L
Cl2中含有0.2
mol共价键
深度指津物质的量相关计算的“一、二、三、四”
(1)一个中心:必须以物质的量为中心。
(2)二个前提:在应用Vm=22.4L·mol-1时,一定要注意“标准状况”和“气态”这两个前提条件(混合气体也适用)。
(3)三个关系:①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)数目间的关系;②摩尔质量与相对分子质量的关系;③强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。
(4)四个无关:①物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强无关;②物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关);③气体摩尔体积与质量、物质的量无关;④摩尔质量与质量、物质的量无关。
考点二　气体摩尔体积及阿伏加德罗定律
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.影响物质体积大小的因素
2.气体摩尔体积
微点拨对22.4L·mol-1的理解:气体摩尔体积的数值与温度、压强有关;非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4L·mol-1,也可能不是22.4L·mol-1。故1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况。
3.阿伏加德罗定律
可总结为“三同定一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的　　　　　　　。?
4.阿伏加德罗定律的推论
类型
描　　述
关　　系
三正比
同温同压下,气体的体积之比等于它们的物质的量之比
　　　?
续　表
类型
描　　述
关　　系
三正比
同温同体积下,气体的压强之比等于它们的物质的量之比
　　　?
同温同压下,气体的密度之比等于它们的摩尔质量之比
　　　?
二反比
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
　　　?
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
　　　?
一连比
同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
　　　?
微点拨(1)阿伏加德罗定律所叙述的“任何气体”,既包括单一气体,也包括互不反应的混合气体。
(2)阿伏加德罗定律及其推论没有必要死记硬背,可由理想气体状态方程(pV=nRT)进行推导。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4
L。(　　)
(2)2
mol
CO2气体所占的体积为44.8
L。(　　)
(3)在标准状况下,1
mol
O2与1
mol
SO3的体积相同。(　　)
(4)在标准状况下,1
mol气体的体积约是22.4
L,在非标准状况下,1
mol
气体的体积则一定不是22.4
L。(　　)
(5)在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。(　　)
(6)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。(　　)
2.已知:①6.72
L
NH3(标准状况下)　②1.204×1023个H2S分子　③5.6
g
CH4　④0.5
mol
HCl,完成填空:在标准状况下体积由大到小顺序为　　　　　　　　,原子数目由大到小顺序为　　　　　　　　,密度由大到小顺序为　　　,质量由大到小顺序为　　　　　　。?
关键能力考向突破　
考向1　气体摩尔体积的应用和计算
【典例1】为实现随处可上网,中国发射了“中星16号”卫星。NH4ClO4是火箭的推进剂,发生反应的化学方程式为2NH4ClO4N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O,NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(　　)
A.1
mol
NH4ClO4溶于水,溶液中含N和Cl的数目均为NA
B.相同条件下,反应中还原产物与氧化产物体积比为1∶3
C.产生标准状况下4.48
L
O2,反应转移的电子总数为0.8NA
D.0.5
mol
NH4ClO4分解产生的气体体积为44.8
L
易错警示应用气体摩尔体积的“四大误区”
(1)22.4L·mol-1的使用条件一般是指标准状况(即0℃、101kPa),而不是指常温、常压。
(2)使用对象必须是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。注意标准状况下不是气体的而又容易认为是气体的物质。
(3)22.4L气体在标准状况下的物质的量是1mol,在非标准状况下,其物质的量可能是1mol,也可能不是1mol。
(4)如果给出的是物质的质量,则其物质的量或所含粒子数与物质所处条件无关,如常温常压下32gO2的原子数目是2NA。注意不要形成惯性思维,看到“常温常压”就排除选项。
对点演练1下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,22.4
L
H2和O2的混合物所含分子数为NA
B.标准状况下,18
g
H2O的体积是22.4
L
C.在常温常压下,11.2
L
N2含有的分子数为0.5NA
D.1
mol
Cl2通入足量的澄清石灰水中转移的电子数为2NA
考向2　阿伏加德罗定律及推论
【典例2】(2020福建三明一中段考)温度和压强相同时,有体积相同的两个密闭容器甲和乙,甲中充满O2,乙中充满O2和O3的混合气体,下列说法正确的是(　　)
A.两容器中气体的质量相等
B.两容器中气体的分子数目相等
C.两容器中气体的氧原子数目相等
D.两容器中气体的密度相等
思路点拨利用阿伏加德罗定律及其推论答题的一般思路
第一步:找“相同”,明“不同”。
(1)找出题干中有哪些相同的因素,再根据物质的量,结合物质的组成和结构,求出相应的粒子数。
(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。
第二步:用“规律”。
利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比分析,从而顺利解题。
对点演练2(2020江西抚州临川区第二中学月考)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是(　　)
A.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.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
对点演练3(2020陕西西安中学期中)在一定温度下,向体积不变且相同的两个容器中,一个充入NH3,另一个充入N2与H2物质的量之比为1∶3的混合气体,使两个容器的压强相同。则两个容器内一定相等的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.原子数
B.分子数
C.质量
D.密度
考点三　阿伏加德罗常数的应用
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
(1)在标准状况下为非气态的物质如H2O、SO3、己烷、CHCl3、HF、CCl4、乙醇、苯等。
(2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2.注意物质的组成和结构
此类题常涉及:①特殊物质的摩尔质量(如D2O、T2O、18O2等);②某些物质分子中的原子个数[如稀有气体(为单原子分子)、O3、白磷(P4)等];③一些物质中的化学键数目(如CO2、P4、金刚石、CnH2n+2等)。
解有关物质组成和结构的题目时要注意的几点:
a.原子晶体如SiO2、离子化合物如NaCl中不存在分子。
b.Na2O2、CaO2中阴离子是,故Na2O、Na2S、Na2O2中阳离子与阴离子个数比均为2∶1,CaO2中阳离子与阴离子个数比为1∶1。
c.1
mol
SiO2含4NA个Si—O键,1
mol
P4中含6NA个P—P键。
d.1
mol
CH4、NH3、H2O、HF、OH-、、Na+均含有10NA个电子,但1
mol
OH-只有9NA个质子,1
mol
N、Na+均含11NA个质子。
3.注意氧化还原反应中电子转移的数目
(1)了解较复杂氧化还原反应求算电子转移数目的方法。
(2)熟记常考氧化还原反应转移的电子数:
反应物
消耗或生成的物质
转移电子的物质的量或电子数目
Na2O2+CO2
(或H2O)
1
mol
Na2O2
1
mol
或NA
1
mol
O2
2
mol
或2NA
Cl2+NaOH
1
mol
Cl2
1
mol
或NA
Cl2+Fe
1
mol
Cl2
2
mol
或2NA
1
mol
Fe
3
mol
或3NA
4.注意电解质溶液中存在的平衡
此类题要特别注意题目中的隐含条件,解题时要考虑是否水解、平衡是否移动、是否为可逆反应等。如NH4Cl溶液中因N水解导致c(Cl-)>c();1
L
0.5
mol·L-1Na2CO3溶液中因C的水解导致含有的C数目小于0.5NA。
5.注意一些可逆反应、特殊反应
要识破隐含的可逆反应,注意反应的条件、反应物浓度变化对反应的影响,从而突破陷阱。常见可逆反应及与物质浓度有关的反应如下:
(1)2SO2+O22SO3、2NO2N2O4、N2+3H22NH3
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)NH3+H2ONH3·H2O+OH-
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”,NA表示阿伏加德罗常数。
(1)31
g白磷中含有1.5NA个P—P化学键。(　　)
(2)1
L
0.1
mol·L-1的Na2CO3溶液中所含阴离子的总数为0.1NA。(　　)
(3)标准状况下,22.4
L
HF中含有NA个分子。(　　)
(4)电解精炼铜时,若转移NA个电子,则阳极溶解32
g铜。(　　)
(5)1
mol
H2和1
mol
I2在加热条件下充分反应,生成HI的分子数为2NA。(　　)
(6)常温下,含有0.2
mol
H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2分子的数目小于0.1NA。(　　)
(7)142
g
Na2SO4和Na2HPO4的固体混合物中所含阴、阳离子的总数为3NA。(　　)
(8)NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量为107
g。(　　)
2.(2020山东师范大学附中月考)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.常温下,15
g甲醛中含有的共用电子对总数为2NA
B.0.5
mol·L-1CH3COONa溶液中含有CH3COO-的数目少于0.5NA
C.32.5
g
FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.2NA
D.足量的锌与一定量的浓硫酸充分反应,放出2.24
L
SO2和H2混合气体时,转移电子数为0.2NA
关键能力考向突破　
考向　阿伏加德罗常数的应用
【典例】(2020全国3,9)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.22.4
L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B.1
mol重水比1
mol水多NA个质子
C.12
g石墨烯和12
g金刚石均含有NA个碳原子
D.1
L
1
mol·L-1
NaCl溶液含有28NA个电子
对点演练判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Vm适用的条件:
①(2018全国1)22.4
L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA。(　　)
②(2017全国3)2.24
L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子。(　　)
(2)物质的组成与结构:
①(2019浙江选考)1
mol
CH2CH2分子中含有的共价键数为6NA。(　　)
②(2019浙江选考)30
g
HCHO与CH3COOH混合物中含碳原子数为NA。(　　)
③(2017全国3)0.1
mol
的11B中,含有0.6NA个中子。(　　)
(3)溶液中粒子数目的判断:
①(2019全国3)常温下pH=2的H3PO4溶液,每升溶液中的H+数目为0.02NA。(　　)
②(2018全国1)16.25
g
FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA。(　　)
(4)物质转化过程中隐含浓度、进程、可逆的影响:
①(2018全国1)1.0
mol
CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA。(　　)
②(2017全国3)密闭容器中1
mol
PCl3与1
mol
Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键。(　　)
(5)氧化还原反应中电子转移数目的判断:
(2019浙江选考)2.3
g
Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间。(　　)
深度指津解答阿伏加德罗常数类题目的“三”个步骤
网络构建
核心速记
1.与物质的量相关的3个公式
(1)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)和微粒数(N)之间的关系:n=。
(2)物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系:n=。
(3)物质的量(n)、气体体积(V)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系为n=。
2.阿伏加德罗常数常考的5个方面
(1)气体摩尔体积的适用条件。
(2)物质的组成和结构。
(3)氧化还原反应中电子转移的数目。
(4)溶液中的微粒数。
(5)物质转化中隐含的反应。
第3节　物质的量　气体摩尔体积
考点一　物质的量及阿伏加德罗常数
必备知识·自主预诊
1.(1)含有一定数目粒子的集合体　6.02×1023　6.02×1023
mol-1
(2)数值　单位　(3)n=
2.物质的量　M　g·mol-1　
3.(1)　(2)　(3)22.4ρ　(4)D　(5)M1×a%+M2×b%+M3×c%+……
自我诊断1.答案(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
2.答案(1)6.6　(2)2NA　(3)(b-a)NA　(4)①⑥⑤③②④
关键能力·考向突破
典例1D　含有阿伏加德罗常数个粒子的任何微粒的集合体都为1mol,A项正确;根据反应的化学方程式可知,生成的3mol氯气中含1mol37Cl和5mol35Cl,3molCl2的质量为212g,生成3mol氯气转移5mol电子,B项正确;乙酸与葡萄糖最简式都是CH2O,1个CH2O完全燃烧消耗1个氧气分子,60g乙酸和葡萄糖的混合物含有CH2O物质的量为2mol,充分燃烧消耗2NA个O2,C项正确;6.02×1023mol-1是阿伏加德罗常数的近似值,D项错误。
对点演练1
C　Fe(OH)3胶粒是多个“Fe(OH)3分子”的聚合体,1molFeCl3在加热条件下完全水解生成的Fe(OH)3胶粒数小于NA,A项错误;H2O的摩尔质量为18g·mol-1,摩尔质量与物质的量的多少无关,B项错误;O2和O3均由氧原子构成,氧原子的摩尔质量为16g·mol-1,故48gO2和48gO3中氧原子的物质的量均为3mol,C项正确;O2的摩尔质量为32g·mol-1,CO2的摩尔质量为44g·mol-1,故O2和CO2混合气体的平均摩尔质量介于32g·mol-1和44g·mol-1之间,D项错误。
典例2B　3He的相对原子质量是3,每个3He原子含有1个中子,所以3g3He含有的中子数为1NA,A项正确;磷酸钠溶液中磷酸根离子发生水解,导致溶液中磷酸根离子数目减小,1L0.1mol·L-1磷酸钠溶液中的磷酸根离子数目小于0.1NA,B项错误;K2Cr2O7中Cr的化合价为+6价,变为+3价Cr3+,化合价降了3价,故1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA,C项正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中所含共价键数相同,即1个正丁烷分子和1个异丁烷分子中均含有13个共价键,58g正丁烷和异丁烷的混合物的总物质的量为1mol,所以含有的共价键数为13NA,D项正确。
对点演练2
B　Na在O2中燃烧生成的Na2O2中氧元素的价态为-1价,故消耗1molO2时转移的电子数是2×6.02×1023,A项错误;10g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有乙醇的质量为4.6g,乙醇的物质的量为0.1mol,含有0.1mol氧原子,溶剂水的质量分数为54%,则水的物质的量为=0.3mol,含有0.3mol氧原子,则该乙醇溶液中总共含有氧原子的物质的量为0.4mol,含有的氧原子的总数为0.4NA,B项正确;N是弱碱阳离子,在溶液中会水解,故1L0.1mol·L-1NH4Cl溶液中的N数小于0.1×6.02×1023,C项错误;标准状况下2.24LCl2的物质的量为0.1mol,而1mol氯气中含1mol共价键,故0.1mol氯气中含0.1mol共价键,D项错误。
考点二　气体摩尔体积及阿伏加德罗定律
必备知识·自主预诊
1.大小　数目　距离
2.单位物质的量　22.4　　温度　压强　气体
3.分子数　分子数
4.
自我诊断1.答案(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
2.答案④>③>①>②　③>①>④>②　④>②>①>③　④>②>③>①
关键能力·考向突破
典例1B　N为弱碱的阳离子,在水溶液中会水解,因此1molNH4ClO4溶于水,溶液中含N的数目小于NA,A项错误;根据2NH4ClO4N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O可知,反应中还原产物为氯气,氧化产物为氮气和氧气,还原产物与氧化产物物质的量之比为1∶3,则相同条件下其体积比为1∶3,B项正确;根据反应2NH4ClO4N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O可知,氧化产物为氮气和氧气,产生标准状况下4.48LO2,反应转移的电子总数为1.4NA,C项错误;未说明是否为标准状况,无法计算0.5molNH4ClO4分解产生的气体的体积,D项错误。
对点演练1
A　标准状况下,22.4LH2和O2的混合气体物质的量为1mol,所含分子数为NA,A项正确;标准状况下,H2O为液体,18gH2O的体积小于22.4L,B项错误;常温常压下,11.2LN2含有的分子数不是0.5NA,C项错误;1molCl2通入足量澄清石灰水中转移的电子数为NA,D项错误。
典例2B　根据阿伏加德罗定律可知,两容器中气体分子数相等,所以其质量不等,A项错误,B项正确;两容器中分子数相等,但氧气和臭氧分子的构成不同,所以两容器中原子个数不等,C项错误;两容器体积相同,气体质量不相等,所以其密度不相等,D项错误。
对点演练2
D　温度、压强相同的条件下,气体摩尔体积相等,根据n=可知,相同质量时其物质的量之比等于其摩尔质量的反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28g·mol-1、44g·mol-1,所以二者的物质的量之比为44g·mol-1∶28g·mol-1=11∶7,则二者的分子数之比为11∶7,所以CO分子数多,A项错误;根据V=nVm知,相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,所以甲的体积比乙大,B项错误;温度和压强相等,其气体摩尔体积相等,所以二者的气体摩尔体积相等,C项错误;同温同压条件下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小,D项正确。
对点演练3
B　在同温同压条件下,相同体积的容器中气体的物质的量相同,气体分子数相同;由于NH3是三原子分子,N2和H2是双原子分子,并且它们的摩尔质量都不同,故两容器内的原子数一定不相等,质量和密度可能不同。
考点三　阿伏加德罗常数的应用
必备知识·自主预诊
自我诊断1.答案(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√
(8)×
2.A　1mol甲醛中含有4mol共用电子对。常温下,15g甲醛为0.5mol,所以共用电子对总数为2NA,A项正确;0.5mol·L-1CH3COONa溶液的体积未知,无法计算含有的CH3COO-的数目,B项错误;Fe(OH)3胶体中的胶粒是“Fe(OH)3分子”的集合体,C项错误;足量的锌与一定量的浓硫酸充分反应,放出2.24LSO2和H2的混合气体时,由于温度和压强未知,因此无法计算转移的电子数,D项错误。
关键能力·考向突破
典例C　标准状况下,22.4L氮气的物质的量为1mol,1molN2中含有14NA个中子,A项错误;1个重水分子和1个普通水分子都是由2个氢原子和1个氧原子构成的,所含质子数都是10,故1mol重水和1mol水中所含质子数相等,B项错误;石墨烯和金刚石都是碳元素组成的单质,12g石墨烯和12g金刚石中都含有1mol碳原子,C项正确;1L1mol·L-1NaCl溶液中含有1molNaCl和大量的水,1molNaCl中含有28mol电子,再加上溶剂水中的电子,则溶液中的电子数大于28NA,D项错误。
对点演练答案(1)①√　②×　(2)①√　②√　③√
(3)①×　②×　(4)①×　②×　(5)×
解析(1)①氩气是单原子分子,标准状况下22.4L氩气的物质的量为1mol,含有的质子数为18NA,正确。②标准状况下,苯不是气体,利用题给条件无法计算2.24L苯的物质的量,错误。
(2)①1molCH2CH2分子中含有的共价键数为6NA,正确;②HCHO与CH3COOH的最简式均为CH2O,原混合物相当于30gCH2O,则n(CH2O)=1mol,因而碳原子数为NA,正确;③一个11B原子中含有6个中子,则0.1mol11B中含有0.6NA个中子,正确。
(3)①常温下溶液的pH=2,则溶液中氢离子浓度是0.01mol·L-1,因此每升溶液中H+数目为0.01NA,错误;②16.25gFeCl3的物质的量为0.1mol,由于水解生成的Fe(OH)3胶体粒子是多个“Fe(OH)3分子”的聚合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,错误。
(4)①CH4与Cl2在光照条件下反应生成的卤代产物不止一种,因此1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,错误。②1molPCl3与1molCl2不能全部转化为1molPCl5,所以增加的P—Cl键小于2NA个,错误。
(5)不管钠和氧气反应生成氧化钠还是过氧化钠,钠元素的化合价均由0价变为+1价,因而2.3gNa(物质的量为0.1mol)与O2完全反应转移电子数为0.1NA,错误。
-
14
-(共83张PPT)
第4节　物质的量浓度
第一单元
2022
备考要点
素养要求
1.了解物质的量浓度(c)的含义。
2.了解溶液的含义。了解溶解度、饱和溶液的概念。
3.了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。
4.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。
1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识物质的多样性,能根据溶液体积和溶质的物质的量浓度计算溶质的物质的量、溶质微粒的数目。
2.科学探究与创新意识:能从问题和实际出发,确定探究目的,设计配制一定物质的量浓度溶液的方案,进行实验探究;在探究中学会合作,能够准确分析实验过程中可能存在的误差问题。
考点一
物质的量浓度及其计算
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.物质的量浓度
(1)含义。
(2)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数不变,但所含溶质的质量、物质的量因溶液体积不同而改变。
2.溶质的质量分数
3.有关物质的量浓度的计算
(3)溶液中溶质的质量分数与溶质物质的量浓度的换算。
换算公式:c=
(c为溶质的物质的量浓度,单位是mol·L-1,ρ为溶液的密度,单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位是g·
mol-1)。
(4)溶液稀释及不同浓度同种溶质的溶液混合的计算。
①溶液稀释。
a.溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
c.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。
(5)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
①等体积混合。
a.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等多数物质的溶液),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w>
(a%+b%)。
b.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(如酒精溶液、氨水等),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w<
(a%+b%)。
②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%)。
微点拨
有关物质的量浓度计算的三个易错点
(1)溶液中溶质的判断
①与水发生反应的物质,溶质发生变化,水量减少,如:
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积
①不能用溶剂的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水时,一般根据溶液的密度计算溶液的体积:V=
。
②两溶液混合时,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度计算溶液的体积。
(3)部分与整体的关系
溶质的浓度和离子的浓度不一定相同,要注意根据化学式具体分析。如
1
mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(S
)=3
mol·L-1,c(Al3+)等于2
mol·L-1(考虑Al3+水解时,则其浓度小于2
mol·L-1)。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)将1
mol
NaCl溶于1
L水形成1
mol·L-1的NaCl溶液。(　　)
(2)32.2
g
Na2SO4·10H2O溶于67.8
g水中,w(Na2SO4)=32.2%。(　　)
(3)31
g
Na2O溶于水,配成1
L溶液,c(Na2O)=0.5
mol·L-1。(　　)
(4)标准状况下22.4
L
HCl溶于1
L水,盐酸的物质的量浓度为1
mol·L-1。(　　)
(5)将10
mL
1
mol·L-1的H2SO4溶液稀释成0.1
mol·L-1的H2SO4溶液,可向该溶液中加入100
mL水。(　　)
(6)将标准状况下44.8
L
HCl溶于100
mL水中,所得溶液的密度为1.384
g·mL-1,则其物质的量浓度为1.5
mol·L-1。(　　)
答案
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2.(1)1.204×1024个氯化氢分子溶于水配成1
L溶液,则溶液中溶质的物质的量浓度为　　　　　　　　　　。?
(2)0.3
L
2
mol·L-1的硫酸铝溶液中S
的物质的量为　　　　　　　;其中的Al3+数　　　(填“>”“<”或“=”)1.2NA。?
(3)2
mol·L-1
Mg(NO3)2溶液中含有0.4
mol
N
,则溶液的体积为　　　　　mL。?
(4)2
L
2
mol·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度　　(填“>”“<”或“=”)1
L
2
mol·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度。?
(5)10
g
NaCl溶于40
g水形成的溶液,其溶质的质量分数为　　　　,从中取出5
g溶液,所含NaCl质量为　　　　,其溶质质量分数为　　　。?
答案
(1)2
mol·L-1　(2)1.8
mol　<　(3)100　(4)=　(5)20%
1
g　20%
关键能力
考向突破　
考向1　物质的量浓度概念的理解
【典例1】
(2020湖北天门调研测试)下列关于物质的量浓度表述正确的是(　　)
A.0.3
mol·L-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和S
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S
的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.10
℃时,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
答案
D　
解析
A项未给出溶液体积,无法计算离子的物质的量,A项错误;B项未说明氨气的体积是标准状况下的体积,无法计算氨水的浓度,B项错误;C项,根据溶液中阴、阳离子电荷守恒,若Na+和S
的物质的量相等,则K+的物质的量浓度大于Cl-的物质的量浓度,C项错误;D项,KCl饱和溶液蒸发溶剂后析出了溶质,恢复到原来温度时溶解度不变,饱和溶液物质的量浓度不变,D项正确。
方法技巧
巧用电荷守恒求解离子浓度
任何电解质溶液中均存在电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。如Al2(SO4)3溶液中的电荷守恒关系为3c(Al3+)+c(H+)=2c(S
)+c(OH-),只要知道其中三种离子的浓度,即可求剩余一种离子的浓度。
对点演练1(2020湖南师范大学附属中学模拟)实验室有一瓶溶液,标签上标有“0.2
mol·L-1
BaCl2溶液”的字样,下面对该溶液的叙述正确的是(　　)
A.配制500
mL该溶液,可将0.1
mol
BaCl2溶于500
mL水中
B.Ba2+和Cl-的物质的量浓度都是0.2
mol?L-1
C.将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,则所得溶液的c(Cl-)为0.2
mol?L-1
D.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度为0.1
mol?L-1
答案
C　
解析
配制500
mL
0.2
mol·L-1BaCl2溶液,应将0.1
mol
BaCl2溶于水配制500
mL溶液,其浓度为0.2
mol·L-1,A项错误;由BaCl2的构成可知,Ba2+和Cl-的物质的量浓度分别为0.2
mol·L-1、0.4
mol·L-1,B项错误;由于Cl-的物质的量浓度为0.4
mol·L-1,稀释前后离子的物质的量不变,则将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,所得溶液的c(Cl-)为0.2
mol·L-1,C项正确;溶液具有均一性,则从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度仍为0.2
mol·L-1,D项错误。
考向2　物质的量浓度的有关计算
【典例2】
下表所示甲、乙是实验室试剂标签上的部分内容,下列说法正确的是(　　)
硫酸　化学纯(CP)
500
mL
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84
g·cm-3
质量分数:98%
氨水　化学纯(CP)
500
mL
品名:氨水
化学式:NH3
相对分子质量:17
密度:0.88
g·cm-3
质量分数:25%
甲
乙
A.氨水的物质的量浓度约为6.3
mol·L-1
B.各取5
mL两种溶液与等质量的水混合后,c(H2SO4)<9.2
mol·L-1,
c(NH3)>6.45
mol·L-1
C.常温下铁不能与该硫酸反应
D.各取10
mL两种溶液置于两烧杯中,再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸溶液和氨水
答案
B　
解析
根据标签上的内容可计算该氨水的物质的量浓度约为
=12.9
mol·L-1,A项错误;由已知可得
c(H2SO4)=18.4
mol·L-1,各取5
mL两种溶液与等质量的水混合后,对硫酸而言,硫酸浓度越大,密度越大,等质量的水和硫酸比较,水的体积大,所以c(H2SO4)<9.2
mol·L-1;对氨水来说,氨水浓度越大,密度越小,等质量的水和氨水比较,水的体积小,所以c(NH3)>6.45
mol·L-1,B项正确;由题意可知该硫酸为浓硫酸,常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,钝化是化学变化,C项错误;浓硫酸的密度比水大,且溶于水放出大量的热,稀释浓硫酸时,应在烧杯中加入水,再将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌,D项错误。
易错警示
①溶液稀释或混合时,溶液的体积一般不可直接相加,应根据溶液的质量和密度求算混合溶液的体积。溶液密度的单位一般是g·mL-1,而溶液体积的单位一般是L,要注意单位的换算。
②应用物质的量浓度进行计算时,要注意质量守恒和电荷守恒的应用。
对点演练2(2020河北衡水中学七调)用密度为ρ1
g·cm-3、质量分数是w的浓盐酸与水按体积比为1∶4混合配制成密度为ρ2
g·cm-3的稀盐酸,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为(　　)
答案
C　
考点二
一定物质的量浓度溶液的配制
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.配制一定物质的量浓度的溶液的目的
(1)练习容量瓶的使用方法。
(2)掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法。
(3)加深对物质的量浓度概念的认识。
2.配制过程用到的实验用品
烧杯、容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、托盘天平、溶质固体或浓溶液、蒸馏水。
3.容量瓶的构造及使用
(1)容量瓶的构造及用途。
(2)使用容量瓶的注意事项。
微点拨
容量瓶是配制溶液的精密仪器,使用时要注意:
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
③不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
4.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)配制100
mL
1.00
mol·L-1
NaCl溶液。
①计算溶质的质量。
计算配制100
mL
1.00
mol·L-1
NaCl溶液所需NaCl固体的质量是5.85
g。?
②称量。
在托盘天平上称量出5.9
gNaCl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40
mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体完全溶解并冷却至室温。
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试剂瓶中,贴好标签。
(2)用1.00
mol·L-1NaCl溶液配制100
mL
0.50
mol·L-1NaCl溶液。
①计算所需1.00
mol·L-1
NaCl溶液的体积。
计算配制100
mL
0.50
mol·L-1NaCl溶液所需1.00
mol·L-1NaCl溶液的体积为　　　　　。?
②量取1.00
mol·L-1NaCl溶液的体积。
用量筒量取所需体积的1.00
mol·L-1NaCl溶液并注入烧杯中。
50
mL
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,使其混合均匀并冷却到室温。
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溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
微点拨
①选用容量瓶的原则——“大而近”,如需配制90
mL溶液,应选用100
mL的容量瓶。
②选用容量瓶时应指明其规格。
③往容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒引流,玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。
5.误差分析
(1)配制溶液过程中的误差分析(以配制NaOH溶液为例分析)。
依据c=
,其中变量为m、V。因操作上的错误而导致实际溶质质量(或物质的量)比理论值m(或n)偏小,或溶液体积比理论值V偏大时,都会使所配溶液浓度偏低。反之偏高。具体分析如下:
可能引起误差的一些操作
因变量
c/(mol·L-1)
m
V
砝码与药品位置颠倒(使用了游
码)
减小
—
?
?
偏低
称量时间过长(潮解)
减小
—
放在纸片上称量NaOH
减小
—
向容量瓶中转移时少量溅出
减小
—
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
定容时加水过多,用胶头滴管吸出
减小
—
定容摇匀后液面下降再加水
—
增大
定容时仰视刻度线
—
增大
可能引起误差的一些操作
因变量
c/(mol·L-1)
m
V
砝码沾有其他物质或已生锈
增大
—
?
?
偏高
溶液未冷却至室温就注入容量瓶定容
—
减小
定容时俯视刻度线
—
减小
定容后经振荡、摇匀,液面下降
—
—
?
?
不变
容量瓶用蒸馏水洗涤后未干
—
—
(2)定容时仰视、俯视误差分析。
结果:仰视时,容量瓶内液面高于刻度线,所配溶液体积偏大,浓度偏低;俯视时,容量瓶内液面低于刻度线,所配溶液体积偏小,浓度偏高。
微点拨
配制一定物质的量浓度溶液时应注意的地方
(1)做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已给出的仪器对比,就不会漏写某种仪器。
(2)要注意所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)容量瓶在使用前要检查是否漏水。(　　)
(2)配制950
mL某浓度的溶液应选用950
mL的容量瓶。(　　)
(3)把0.585
g
NaCl固体放入100
mL容量瓶中,加水到刻度线处,配成0.1
mol·L-1的NaCl溶液。(　　)
(4)摇匀后,液面位于刻度线以下,应再加水至刻度线。(　　)
(5)配制950
mL
2
mol·L-1Na2CO3溶液时,应选1
000
mL容量瓶,称取572.0
g
Na2CO3·10H2O。(　　)
(6)用固体NaCl配制0.5
mol·L-1NaCl溶液,所用的仪器只有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。(　　)
(7)向如图装置中加入一定量Na2CO3固体直接配制0.5
mol·L-1的Na2CO3溶液。(　　)
答案
(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×
2.下图所示是配制一定物质的量浓度溶液过程中的几步,回答下列问题:
(1)图示几个步骤正确的先后顺序应是　　　。?
A.①②③④
B.③④②①
C.③②④①
D.③④①②
(2)其中①对应的操作方法为　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案
(1)B　(2)将蒸馏水缓缓注入容量瓶中,当液面离容量瓶颈部刻度线1~2
cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切
关键能力
考向突破　
考向1　一定物质的量浓度溶液的配制过程
【典例1】
配制480
mL
0.5
mol·L-1的NaOH溶液,试回答下列问题。
(1)选择仪器:完成本实验所必需的仪器有托盘天平(精确到0.1
g)、药匙、烧杯、玻璃棒、　　　　　　　　、　　　　　　　　等。?
(2)计算:需要NaOH固体的质量为　　　　　。?
(3)称量:①称量过程中NaOH固体应放于小烧杯中并放在天平的
　　　　(填“左盘”或“右盘”)。
?②某学生先用托盘天平称量一个小烧杯的质量,称量前把游码放在标尺的零刻度处,天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置,说明此时左边质量　　　　(填“大于”或“小于”)右边。假定最终称得小烧杯的质量为　　　　　(填“32.6
g”或“32.61
g”),请用“↓”表示在托盘上放上砝码,“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程,并在下图中标尺上画出游码的位置(画“△”表示)。?
砝码质量/g
50
20
20
10
5
称量(取用砝码过程)
?
?
?
?
?
标尺:
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,作用是　　　　　　　　　　　　　。?
(5)转移、洗涤。在转移时应使用　　　　　　　　引流,洗涤烧杯2~3次是为了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(6)定容、摇匀。定容的操作是　　　　　　　　　　。?
答案
(1)胶头滴管　500
mL容量瓶　(2)10.0
g　(3)①左盘　②小于　
32.6
g
砝码质量/g
50
20
20
10
5
称量(取用砝码过程)
↓↑
↓
↓↑
↓
↓↑
(4)搅拌,加速溶解
(5)玻璃棒　保证溶质全部转移至容量瓶中
(6)向容量瓶中加入蒸馏水至距离刻度线1~2
cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液体的凹液面最低处和刻度线在同一水平面上
解析
解答本题时需注意以下两点:①在计算所需溶质的物质的量或质量时,要按容量瓶的容积进行计算。②用容量瓶不能配制任意体积的溶液,只能按照实验室中现有规格的容量瓶进行配制。
(1)实验室中有500
mL的容量瓶,需要480
mL的溶液,配制时应配制500
mL溶液,另外还缺少胶头滴管。
(2)m(NaOH)=0.5
mol·L-1×0.5
L×40.0
g·mol-1=10.0
g。
(3)用托盘天平称量时,物品放在左盘,托盘天平可精确到0.1
g。在称量时,取砝码的顺序为先大后小,然后移动游码。
易错警示
溶液配制过程的“四个数据”
溶液配制过程中有“四个数据”在高考中经常考查。
数据
要求或解释
药品的
质量
实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只能精确到0.1
g,所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如所需NaCl的质量为14.6
g,不能写为14.60
g
容量瓶
的规格
(1)选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大,如需配制480
mL某溶液,则应该选择500
mL容量瓶;
(2)回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格,如回答“500
mL容量瓶”时,不能只回答“容量瓶”
数据
要求或解释
洗涤烧杯2~3次
移液时洗涤烧杯2~3次是为了确保溶质全部转入容量瓶中,否则会导致溶液浓度偏低
液面离容量瓶颈部刻度线
1~2
cm
定容时,当液面离容量瓶颈部刻度线1~2
cm时,应该改用胶头滴管滴加,否则容易导致液体体积超过刻度线,导致溶液浓度偏低
对点演练1下列说法正确的是(　　)
A.现需480
mL
0.1
mol·L-1硫酸铜溶液,则使用容量瓶配制溶液需要7.68
g硫酸铜固体
B.配制1
mol·L-1NaOH溶液100
mL,用托盘天平称量4
g
NaOH固体放入100
mL容量瓶中溶解
C.制备Fe(OH)3胶体,可向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色
D.使用量筒量取一定体积的浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸,将浓硫酸转移至烧杯后需用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液一并转移至烧杯
答案
C　
解析
实验室没有480
mL的容量瓶,应选择500
mL的容量瓶,配制500
mL
0.1
mol·L-1硫酸铜溶液需要硫酸铜的质量为0.5
L×0.1
mol·L-1×
160
g·mol-1=8.0
g,A错误;氢氧化钠固体应该在烧杯中溶解,冷却后再转移至容量瓶,B错误;制备Fe(OH)3胶体时,向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色即可得到氢氧化铁胶体,C正确;量筒是量出式仪器,量取的液体倒出的量就是所读的量,不用洗涤,如果洗涤并将洗涤液一并转移至烧杯,实际量取浓硫酸的体积会偏大,所配溶液的浓度偏高,D错误。
考向2　溶液配制的误差分析
【典例2】
(2020安徽桐城中学模拟)在配制溶液过程中正确的是(　　)
A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时量筒必须先润洗
B.配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度
C.定容时观察液面俯视会造成所配溶液浓度偏低
D.浓硫酸稀释后即可注入容量瓶进行配制
答案
B　
解析
量筒量取溶液时不应润洗,否则所取溶液偏多,A错误;因配制过程中需要用蒸馏水定容,故配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度,B正确;定容时观察液面俯视,则所加蒸馏水偏少,会造成所配溶液浓度偏高,C错误;浓硫酸稀释后必须冷却至室温再注入容量瓶配制,D错误。
方法技巧
误差分析的思维流程
对点演练2(2020江西临川一中适应性考试)下列情况会使所配溶液浓度偏低或其他测量值偏低的是(　　)
①用稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应测定中和热的绝对值;②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;③酸碱中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积;④在用标准溶液(已知浓度)滴定未知浓度的溶液时,盛标准液的滴定管水洗后未润洗;⑤配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①③⑤
B.①②⑤
C.②③④
D.③④⑤
答案
B　
解析
醋酸为弱电解质,其电离过程为吸热过程,因此稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应测定的中和热的绝对值偏小,故①符合题意;溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会造成容量瓶中溶质的物质的量减少,即最终配制溶液的物质的量浓度偏低,故②符合题意;中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积偏大,故③不符合题意;未用标准溶液润洗滴定管,标准液的浓度降低,消耗标准液的体积增大,即测的未知溶液的浓度将偏大,故④不符合题意;配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线,所得溶液体积偏大,浓度偏小,故⑤符合题意;综上所述,偏低的是①②⑤。
考点三
溶解度　溶解度曲线
必备知识
自主预诊　
知识梳理
1.溶解度
固体物质
的溶解度
定义:在一定温度下,某固体物质在　　　溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为g。?
利用饱和溶液求溶解度的公式:S固体=
×100
g。
影响因素:①溶剂的影响,如NaCl易溶于水不易溶于汽油。②温度的影响:升高温度,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质的溶解度减小,如Ca(OH)2。
100
g
气体物质
的溶解度
定义:通常指该气体(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。
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　　　;压强增大,溶解度　　　。?
减小
增大
2.溶解度曲线
(1)常见物质的溶解度曲线。
(2)溶解度曲线的含义。
①同一物质在各温度时的溶解度不同。
②两曲线交点的含义:表示两物质在某温度时的溶解度相同。
③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小。
④能反映出溶解度随温度变化的趋势。
3.根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法
(1)溶解度受温度影响较小的物质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)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。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度变为0。(　　)
(2)某物质的溶解性为难溶,则该物质的溶解度为0。(　　)
(3)一般来说,溶解度小的难溶物容易转化为溶解度大的难溶物。(　　)
(4)沉淀的生成、溶解和转化其实质都是沉淀发生了溶解平衡的移动。(　　)
(5)通过沉淀反应能将大部分杂质离子沉淀。(　　)
(6)重结晶的步骤为:加热溶解、冷却过滤、结晶。(　　)
(7)利用重结晶提纯的物质的溶解度随温度变化大。(　　)
答案
(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√
2.下列现象或操作与溶解度或溶解度的变化无关的是(　　)
A.液溴保存时用水封
B.合成氨工业中将N2、H2和NH3中的氨分离
C.将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊
D.重结晶法分离氯化钠和氯化钾
答案
B　
解析
液溴具有挥发性,在水中的溶解度较小,所以保存液溴通常采用水封的方法,与溶解度有关,A不符合题意;合成氨中氨的分离利用了氨气容易液化的性质,与溶解度无关,B符合题意;苯酚在冷水中溶解度较小,易溶于热水,所以将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊,该变化与溶解度有关,C不符合题意;重结晶法分离氯化钠和氯化钾,是因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,而氯化钾的溶解度受温度影响较大,与溶解度大小相关,D不符合题意。
关键能力
考向突破　
考向1　溶解度曲线的理解
【典例1】
如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线,下列说法中正确的是(　　)
A.a的溶解度大于b的溶解度
B.在t
℃时,a、b的饱和溶液中溶质的物质的
量浓度相同
C.当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯a
D.在t
℃时,将a、b的饱和溶液升温后,溶质的质量分数:a>b
答案
C　
解析
由溶解度曲线可知,当温度小于t
℃时,a的溶解度小于b的溶解度,当温度等于t
℃时,a的溶解度等于b的溶解度,当温度大于t
℃时,a的溶解度大于b的溶解度,A错误;在t
℃时,a、b两物质的溶解度相等,所以在t
℃时,a、b饱和溶液中溶质的质量分数相同,但溶液的密度、溶质的摩尔质量不一定相等,B错误;由图可知,b的溶解度随温度的升高变化较小,a的溶解度随温度的升高变化较大,所以当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯a,C正确;在t
℃时,a、b两物质的溶解度相等,即在t
℃时,a、b饱和溶液中的溶质质量分数相同,将a、b的饱和溶液升温后,溶液由饱和变为不饱和,但溶质的质量分数仍相等,D错误。
对点演练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.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体
B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体
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
答案
B　
解析
因NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,A正确;因MgCl2能够水解,水解产生了氢氧化镁和氯化氢,加热使水解平衡正向移动,氯化氢易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干得到的固体为氢氧化镁,B错误;因Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,C正确;反应MgCl2+2NaClO3==Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯氏制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,D正确。
考向2　根据溶解度曲线进行分离提纯
【典例2】
(2017全国3,27节选)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:
已知:(1)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”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
℃
步骤⑤的反应类型是　　　　　　。?
(2)某工厂用m1
kg铬铁矿粉(含Cr2O3
40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2
kg,产率为　　　　　。?
解析
(1)根据题意温度越低,K2Cr2O7的溶解度越小,所以冷却至10
℃时,得到K2Cr2O7固体产品最多。步骤⑤的反应为Na2Cr2O7+2KCl==K2Cr2O7↓+2NaCl,该反应属于复分解反应。
(2)由关系式:Cr2O3　~　K2Cr2O7
152
294
0.4
m1
x
对点演练2如表是四种盐在不同温度下的溶解度(假设盐类共存时不影响各自的溶解度,分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计):
物质
NaNO3
KNO3
NaCl
KCl
溶解度/g
10
℃
80.5
21.2
35.7
31.0
100
℃
175
246
39.1
56.6
用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料制取硝酸钾晶体,其流程如图所示:
以下说法错误的是(　　)
A.①和②的实验过程中,都需要控制温度
B.①实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
C.②实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
D.用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好
答案
C　
解析
①涉及蒸发浓缩,②涉及冷却结晶,均需要控制温度,A正确;①实验分离出NaCl,操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤,B正确;②实验操作为冷却结晶,C错误;用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好,可减少硝酸钾的溶解,D正确。
网络构建
核心速记
1.浓度计算的2个公式
(1)溶质B的浓度(cB),溶质B的物质的量(nB)和溶液的体积(V)之间的关系为
(2)溶质物质的量浓度(c),溶质的质量分数(w),溶质的摩尔质量(M)和溶液的密度(ρ)之间的关系为
2.配制一定物质的量浓度溶液时误差分析的2个关键
(2)分析不当操作导致溶质质量m或溶液体积V发生的变化,然后进一步分析导致浓度的变化。第4节　物质的量浓度
备考要点
素养要求
1.了解物质的量浓度(c)的含义。
2.了解溶液的含义。了解溶解度、饱和溶液的概念。
3.了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。
4.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。
1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识物质的多样性,能根据溶液体积和溶质的物质的量浓度计算溶质的物质的量、溶质微粒的数目。
2.科学探究与创新意识:能从问题和实际出发,确定探究目的,设计配制一定物质的量浓度溶液的方案,进行实验探究;在探究中学会合作,能够准确分析实验过程中可能存在的误差问题。
考点一　物质的量浓度及其计算
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.物质的量浓度
(1)含义。
(2)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数　　　　　　,但所含溶质的　　　　　　、　　　　　　　　因溶液体积不同而改变。?
2.溶质的质量分数
3.有关物质的量浓度的计算
(1)由定义出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式c=、w=×100%,ρ=进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
(2)标准状况下,气体溶于水(气体与水不发生化学反应)所得溶液的物质的量浓度的计算。
c=
(3)溶液中溶质的质量分数与溶质物质的量浓度的换算。
换算公式:c=(c为溶质的物质的量浓度,单位是mol·L-1,ρ为溶液的密度,单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位是g·
mol-1)。
(4)溶液稀释及不同浓度同种溶质的溶液混合的计算。
①溶液稀释。
a.溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
c.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。
(5)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
①等体积混合。
a.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等多数物质的溶液),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w>(a%+b%)。
b.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(如酒精溶液、氨水等),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w<(a%+b%)。
②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%)。
微点拨有关物质的量浓度计算的三个易错点
(1)溶液中溶质的判断
①与水发生反应的物质,溶质发生变化,水量减少,如:
Na、Na2O、Na2O2NaOH
CO2、SO2、SO3H2CO3、H2SO3、H2SO4
NH3NH3·H2O(溶质按NH3进行计算)
②结晶水合物,溶质不变但水量增多,如CuSO4·5H2OCuSO4,FeSO4·7H2OFeSO4。
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积
①不能用溶剂的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水时,一般根据溶液的密度计算溶液的体积:V=。
②两溶液混合时,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度计算溶液的体积。
(3)部分与整体的关系
溶质的浓度和离子的浓度不一定相同,要注意根据化学式具体分析。如1mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(S)=3mol·L-1,c(Al3+)等于2mol·L-1(考虑Al3+水解时,则其浓度小于2mol·L-1)。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)将1
mol
NaCl溶于1
L水形成1
mol·L-1的NaCl溶液。(　　)
(2)32.2
g
Na2SO4·10H2O溶于67.8
g水中,w(Na2SO4)=32.2%。(　　)
(3)31
g
Na2O溶于水,配成1
L溶液,c(Na2O)=0.5
mol·L-1。(　　)
(4)标准状况下22.4
L
HCl溶于1
L水,盐酸的物质的量浓度为1
mol·L-1。(　　)
(5)将10
mL
1
mol·L-1的H2SO4溶液稀释成0.1
mol·L-1的H2SO4溶液,可向该溶液中加入100
mL水。(　　)
(6)将标准状况下44.8
L
HCl溶于100
mL水中,所得溶液的密度为1.384
g·mL-1,则其物质的量浓度为1.5
mol·L-1。(　　)
2.(1)1.204×1024个氯化氢分子溶于水配成1
L溶液,则溶液中溶质的物质的量浓度为　　　　　　　　　　。?
(2)0.3
L
2
mol·L-1的硫酸铝溶液中S的物质的量为　　　　　　　;其中的Al3+数　　　(填“>”“<”或“=”)1.2NA。?
(3)2
mol·L-1
Mg(NO3)2溶液中含有0.4
mol
N,则溶液的体积为　　　　　mL。?
(4)2
L
2
mol·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度　　(填“>”“<”或“=”)1
L
2
mol·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度。?
(5)10
g
NaCl溶于40
g水形成的溶液,其溶质的质量分数为　　　　,从中取出5
g溶液,所含NaCl质量为　　　　,其溶质质量分数为　　　。?
关键能力考向突破　
考向1　物质的量浓度概念的理解
【典例1】(2020湖北天门调研测试)下列关于物质的量浓度表述正确的是(　　)
A.0.3
mol·L-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和S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S的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.10
℃时,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
方法技巧巧用电荷守恒求解离子浓度
任何电解质溶液中均存在电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。如Al2(SO4)3溶液中的电荷守恒关系为3c(Al3+)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),只要知道其中三种离子的浓度,即可求剩余一种离子的浓度。
对点演练1(2020湖南师范大学附属中学模拟)实验室有一瓶溶液,标签上标有“0.2
mol·L-1
BaCl2溶液”的字样,下面对该溶液的叙述正确的是(　　)
A.配制500
mL该溶液,可将0.1
mol
BaCl2溶于500
mL水中
B.Ba2+和Cl-的物质的量浓度都是0.2
mol?L-1
C.将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,则所得溶液的c(Cl-)为0.2
mol?L-1
D.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度为0.1
mol?L-1
考向2　物质的量浓度的有关计算
【典例2】下表所示甲、乙是实验室试剂标签上的部分内容,下列说法正确的是(　　)
硫酸　化学纯(CP)
500
mL
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84
g·cm-3
质量分数:98%
氨水　化学纯(CP)
500
mL
品名:氨水
化学式:NH3
相对分子质量:17
密度:0.88
g·cm-3
质量分数:25%
甲
乙
A.氨水的物质的量浓度约为6.3
mol·L-1
B.各取5
mL两种溶液与等质量的水混合后,c(H2SO4)<9.2
mol·L-1,c(NH3)>6.45
mol·L-1
C.常温下铁不能与该硫酸反应
D.各取10
mL两种溶液置于两烧杯中,再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸溶液和氨水
易错警示①溶液稀释或混合时,溶液的体积一般不可直接相加,应根据溶液的质量和密度求算混合溶液的体积。溶液密度的单位一般是g·mL-1,而溶液体积的单位一般是L,要注意单位的换算。
②应用物质的量浓度进行计算时,要注意质量守恒和电荷守恒的应用。
对点演练2(2020河北衡水中学七调)用密度为ρ1
g·cm-3、质量分数是w的浓盐酸与水按体积比为1∶4混合配制成密度为ρ2
g·cm-3的稀盐酸,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.
mol·L-1
B.
mol·L-1
C.
mol·L-1
D.
mol·L-1
考点二　一定物质的量浓度溶液的配制
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.配制一定物质的量浓度的溶液的目的
(1)练习容量瓶的使用方法。
(2)掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法。
(3)加深对物质的量浓度概念的认识。
2.配制过程用到的实验用品
烧杯、容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、托盘天平、溶质固体或浓溶液、蒸馏水。
3.容量瓶的构造及使用
(1)容量瓶的构造及用途。
(2)使用容量瓶的注意事项。
微点拨容量瓶是配制溶液的精密仪器,使用时要注意:
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
③不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
4.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)配制100
mL
1.00
mol·L-1
NaCl溶液。
①计算溶质的质量。
计算配制100
mL
1.00
mol·L-1
NaCl溶液所需NaCl固体的质量是　　　　　。?
②称量。
在托盘天平上称量出　　　　　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40
mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体完全溶解并冷却至室温。
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试剂瓶中,贴好标签。
(2)用1.00
mol·L-1NaCl溶液配制100
mL
0.50
mol·L-1NaCl溶液。
①计算所需1.00
mol·L-1
NaCl溶液的体积。
计算配制100
mL
0.50
mol·L-1NaCl溶液所需1.00
mol·L-1NaCl溶液的体积为　　　　　。?
②量取1.00
mol·L-1NaCl溶液的体积。
用量筒量取所需体积的1.00
mol·L-1NaCl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,使其混合均匀并冷却到室温。
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溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
微点拨①选用容量瓶的原则——“大而近”,如需配制90mL溶液,应选用100mL的容量瓶。
②选用容量瓶时应指明其规格。
③往容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒引流,玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。
5.误差分析
(1)配制溶液过程中的误差分析(以配制NaOH溶液为例分析)。
依据c=,其中变量为m、V。因操作上的错误而导致实际溶质质量(或物质的量)比理论值m(或n)偏小,或溶液体积比理论值V偏大时,都会使所配溶液浓度偏低。反之偏高。具体分析如下:
可能引起误差的一些操作
因变量
c/(mol·L-1)
m
V
砝码与药品位置
颠倒(使用了游码)
减小
—
偏低
称量时间过长(潮解)
减小
—
放在纸片上称量NaOH
减小
—
向容量瓶中转移时少量溅出
减小
—
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
定容时加水过多,
用胶头滴管吸出
减小
—
定容摇匀后液面下降再加水
—
增大
定容时仰视刻度线
—
增大
砝码沾有其他物质或已生锈
增大
—
偏高
溶液未冷却至室温就
注入容量瓶定容
—
减小
定容时俯视刻度线
—
减小
定容后经振荡、摇匀,液面下降
—
—
不变
容量瓶用蒸馏水洗涤后未干
—
—
(2)定容时仰视、俯视误差分析。
结果:仰视时,容量瓶内液面高于刻度线,所配溶液体积偏大,浓度偏低;俯视时,容量瓶内液面低于刻度线,所配溶液体积偏小,浓度偏高。
微点拨配制一定物质的量浓度溶液时应注意的地方
(1)做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已给出的仪器对比,就不会漏写某种仪器。
(2)要注意所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)容量瓶在使用前要检查是否漏水。(　　)
(2)配制950
mL某浓度的溶液应选用950
mL的容量瓶。(　　)
(3)把0.585
g
NaCl固体放入100
mL容量瓶中,加水到刻度线处,配成0.1
mol·L-1的NaCl溶液。(　　)
(4)摇匀后,液面位于刻度线以下,应再加水至刻度线。(　　)
(5)配制950
mL
2
mol·L-1Na2CO3溶液时,应选1
000
mL容量瓶,称取572.0
g
Na2CO3·10H2O。(　　)
(6)用固体NaCl配制0.5
mol·L-1NaCl溶液,所用的仪器只有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。(　　)
(7)向如图装置中加入一定量Na2CO3固体直接配制0.5
mol·L-1的Na2CO3溶液。(　　)
2.下图所示是配制一定物质的量浓度溶液过程中的几步,回答下列问题:
(1)图示几个步骤正确的先后顺序应是　　　。?
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①②③④
B.③④②①
C.③②④①
D.③④①②
(2)其中①对应的操作方法为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
关键能力考向突破　
考向1　一定物质的量浓度溶液的配制过程
【典例1】配制480
mL
0.5
mol·L-1的NaOH溶液,试回答下列问题。
(1)选择仪器:完成本实验所必需的仪器有托盘天平(精确到0.1
g)、药匙、烧杯、玻璃棒、　　　　　　　　、　　　　　　　　等。?
(2)计算:需要NaOH固体的质量为　　　　　。?
(3)称量:①称量过程中NaOH固体应放于小烧杯中并放在天平的　　　　(填“左盘”或“右盘”)。?
②某学生先用托盘天平称量一个小烧杯的质量,称量前把游码放在标尺的零刻度处,天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置,说明此时左边质量　　　　(填“大于”或“小于”)右边。假定最终称得小烧杯的质量为　　　　　(填“32.6
g”或“32.61
g”),请用“↓”表示在托盘上放上砝码,“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程,并在下图中标尺上画出游码的位置(画“△”表示)。?
砝码质量/g
50
20
20
10
5
称量(取用砝码过程)
标尺:
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,作用是　　　　　　　　　　　　　。?
(5)转移、洗涤。在转移时应使用　　　　　　　　引流,洗涤烧杯2~3次是为了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(6)定容、摇匀。定容的操作是　　　　　　　　　　。?
易错警示溶液配制过程的“四个数据”
溶液配制过程中有“四个数据”在高考中经常考查。
数据
要求或解释
药品的
质量
实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只能精确到0.1g,所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如所需NaCl的质量为14.6g,不能写为14.60g
容量瓶
的规格
(1)选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大,如需配制480mL某溶液,则应该选择500mL容量瓶
(2)回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格,如回答“500mL容量瓶”时,不能只回答“容量瓶”
洗涤烧杯
2~3次
移液时洗涤烧杯2~3次是为了确保溶质全部转入容量瓶中,否则会导致溶液浓度偏低
液面离容
量瓶颈部
刻度线
1~2cm
定容时,当液面离容量瓶颈部刻度线1~2cm时,应该改用胶头滴管滴加,否则容易导致液体体积超过刻度线,导致溶液浓度偏低
对点演练1下列说法正确的是(　　)
A.现需480
mL
0.1
mol·L-1硫酸铜溶液,则使用容量瓶配制溶液需要7.68
g硫酸铜固体
B.配制1
mol·L-1NaOH溶液100
mL,用托盘天平称量4
g
NaOH固体放入100
mL容量瓶中溶解
C.制备Fe(OH)3胶体,可向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色
D.使用量筒量取一定体积的浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸,将浓硫酸转移至烧杯后需用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液一并转移至烧杯
考向2　溶液配制的误差分析
【典例2】(2020安徽桐城中学模拟)在配制溶液过程中正确的是(　　)
A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时量筒必须先润洗
B.配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度
C.定容时观察液面俯视会造成所配溶液浓度偏低
D.浓硫酸稀释后即可注入容量瓶进行配制
方法技巧误差分析的思维流程
对点演练2(2020江西临川一中适应性考试)下列情况会使所配溶液浓度偏低或其他测量值偏低的是(　　)
①用稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应测定中和热的绝对值;②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;③酸碱中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积;④在用标准溶液(已知浓度)滴定未知浓度的溶液时,盛标准液的滴定管水洗后未润洗;⑤配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①③⑤
B.①②⑤
C.②③④
D.③④⑤
考点三　溶解度　溶解度曲线
必备知识自主预诊　
知识梳理
1.溶解度
固体物质
的溶解度
定义:在一定温度下,某固体物质在　　　溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为g。?
利用饱和溶液求溶解度的公式:S固体=×100
g。
影响因素:①溶剂的影响,如NaCl易溶于水不易溶于汽油。②温度的影响:升高温度,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质的溶解度减小,如Ca(OH)2。
气体物质
的溶解度
定义:通常指该气体(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。
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　　　;压强增大,溶解度　　　。?
2.溶解度曲线
(1)常见物质的溶解度曲线。
(2)溶解度曲线的含义。
①同一物质在各温度时的溶解度不同。
②两曲线交点的含义:表示两物质在某温度时的溶解度相同。
③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小。
④能反映出溶解度随温度变化的趋势。
3.根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法
(1)溶解度受温度影响较小的物质采取　　　　　　　的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取　　　　　　　,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)采取蒸发浓缩、　　　　　　　　的方法;若KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、　　　　　　　　、过滤的方法。?
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度变为0。(　　)
(2)某物质的溶解性为难溶,则该物质的溶解度为0。(　　)
(3)一般来说,溶解度小的难溶物容易转化为溶解度大的难溶物。(　　)
(4)沉淀的生成、溶解和转化其实质都是沉淀发生了溶解平衡的移动。(　　)
(5)通过沉淀反应能将大部分杂质离子沉淀。(　　)
(6)重结晶的步骤为:加热溶解、冷却过滤、结晶。(　　)
(7)利用重结晶提纯的物质的溶解度随温度变化大。(　　)
2.下列现象或操作与溶解度或溶解度的变化无关的是(　　)
A.液溴保存时用水封
B.合成氨工业中将N2、H2和NH3中的氨分离
C.将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊
D.重结晶法分离氯化钠和氯化钾
关键能力考向突破　
考向1　溶解度曲线的理解
【典例1】如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线,下列说法中正确的是(　　)
A.a的溶解度大于b的溶解度
B.在t℃时,a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同
C.当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯a
D.在t℃时,将a、b的饱和溶液升温后,溶质的质量分数:a>b
对点演练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.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体
B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体
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
考向2　根据溶解度曲线进行分离提纯
【典例2】(2017全国3,27节选)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:
已知:(1)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”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
℃
步骤⑤的反应类型是　　　　　　。?
(2)某工厂用m1
kg铬铁矿粉(含Cr2O3
40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2
kg,产率为　　　　　。?
对点演练2如表是四种盐在不同温度下的溶解度(假设盐类共存时不影响各自的溶解度,分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计):
物质
NaNO3
KNO3
NaCl
KCl
溶解度/g
10
℃
80.5
21.2
35.7
31.0
100
℃
175
246
39.1
56.6
用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料制取硝酸钾晶体,其流程如图所示:
以下说法错误的是(　　)
A.①和②的实验过程中,都需要控制温度
B.①实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
C.②实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
D.用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好
网络构建
核心速记
1.浓度计算的2个公式
(1)溶质B的浓度(cB),溶质B的物质的量(nB)和溶液的体积(V)之间的关系为cB=。
(2)溶质物质的量浓度(c),溶质的质量分数(w),溶质的摩尔质量(M)和溶液的密度(ρ)之间的关系为c=。
2.配制一定物质的量浓度溶液时误差分析的2个关键
(1)抓住公式c=。
(2)分析不当操作导致溶质质量m或溶液体积V发生的变化,然后进一步分析导致浓度的变化。
第4节　物质的量浓度
考点一　物质的量浓度及其计算
必备知识·自主预诊
1.(1)物质的量　cB=　mol·L-1　(2)不变　质量　物质的量
2.溶质　溶液　×100%　
自我诊断1.答案(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2.答案(1)2
mol·L-1　(2)1.8
mol　<　(3)100　(4)=
(5)20%　1
g　20%
关键能力·考向突破
典例1D　A项未给出溶液体积,无法计算离子的物质的量,A项错误;B项未说明氨气的体积是标准状况下的体积,无法计算氨水的浓度,B项错误;C项,根据溶液中阴、阳离子电荷守恒,若Na+和S的物质的量相等,则K+的物质的量浓度大于Cl-的物质的量浓度,C项错误;D项,KCl饱和溶液蒸发溶剂后析出了溶质,恢复到原来温度时溶解度不变,饱和溶液物质的量浓度不变,D项正确。
对点演练1
C　配制500mL0.2mol·L-1BaCl2溶液,应将0.1molBaCl2溶于水配制500mL溶液,其浓度为0.2mol·L-1,A项错误;由BaCl2的构成可知,Ba2+和Cl-的物质的量浓度分别为0.2mol·L-1、0.4mol·L-1,B项错误;由于Cl-的物质的量浓度为0.4mol·L-1,稀释前后离子的物质的量不变,则将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,所得溶液的c(Cl-)为0.2mol·L-1,C项正确;溶液具有均一性,则从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度仍为0.2mol·L-1,D项错误。
典例2B　根据标签上的内容可计算该氨水的物质的量浓度约为=12.9mol·L-1,A项错误;由已知可得c(H2SO4)=18.4mol·L-1,各取5mL两种溶液与等质量的水混合后,对硫酸而言,硫酸浓度越大,密度越大,等质量的水和硫酸比较,水的体积大,所以c(H2SO4)<9.2mol·L-1;对氨水来说,氨水浓度越大,密度越小,等质量的水和氨水比较,水的体积小,所以c(NH3)>6.45mol·L-1,B项正确;由题意可知该硫酸为浓硫酸,常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,钝化是化学变化,C项错误;浓硫酸的密度比水大,且溶于水放出大量的热,稀释浓硫酸时,应在烧杯中加入水,再将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌,D项错误。
对点演练2
C　密度为ρ1g·cm-3、质量分数是w的浓盐酸的物质的量浓度c(浓)=mol·L-1,设所取浓盐酸的体积为1L,则水的体积为4L,则1L浓盐酸中含有HCl的物质的量是n(HCl)=cV=mol·L-1×1L=mol,向1L浓盐酸中加入4L水后溶液的质量为m(溶液)=m(浓盐酸)+m(H2O)=(1000ρ1+4000)g,由于稀释后溶液的密度为ρ2g·cm-3,所以稀盐酸的体积为V(稀)=L,因此稀释后盐酸的物质的量浓度c(稀)=mol·L-1。
考点二　一定物质的量浓度溶液的配制
必备知识·自主预诊
3.(1)刻度线　100
mL　250
mL
4.(1)①5.85
g　②5.9
g　(2)①50
mL
自我诊断1.答案(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×
2.答案(1)B　(2)将蒸馏水缓缓注入容量瓶中,当液面离容量瓶颈部刻度线1~2
cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切
关键能力·考向突破
典例1答案(1)胶头滴管　500
mL容量瓶　(2)10.0
g　(3)①左盘　②小于　32.6
g
砝码质量/g
50
20
20
10
5
称量(取用砝码过程)
↓↑
↓
↓↑
↓
↓↑
(4)搅拌,加速溶解
(5)玻璃棒　保证溶质全部转移至容量瓶中
(6)向容量瓶中加入蒸馏水至距离刻度线1~2
cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液体的凹液面最低处和刻度线在同一水平面上
解析解答本题时需注意以下两点:①在计算所需溶质的物质的量或质量时,要按容量瓶的容积进行计算。②用容量瓶不能配制任意体积的溶液,只能按照实验室中现有规格的容量瓶进行配制。
(1)实验室中有500mL的容量瓶,需要480mL的溶液,配制时应配制500mL溶液,另外还缺少胶头滴管。
(2)m(NaOH)=0.5mol·L-1×0.5L×40.0g·mol-1=10.0g。
(3)用托盘天平称量时,物品放在左盘,托盘天平可精确到0.1g。在称量时,取砝码的顺序为先大后小,然后移动游码。
对点演练1
C　实验室没有480mL的容量瓶,应选择500mL的容量瓶,配制500mL0.1mol·L-1硫酸铜溶液需要硫酸铜的质量为0.5L×0.1mol·L-1×160g·mol-1=8.0g,A错误;氢氧化钠固体应该在烧杯中溶解,冷却后再转移至容量瓶,B错误;制备Fe(OH)3胶体时,向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色即可得到氢氧化铁胶体,C正确;量筒是量出式仪器,量取的液体倒出的量就是所读的量,不用洗涤,如果洗涤并将洗涤液一并转移至烧杯,实际量取浓硫酸的体积会偏大,所配溶液的浓度偏高,D错误。
典例2B　量筒量取溶液时不应润洗,否则所取溶液偏多,A错误;因配制过程中需要用蒸馏水定容,故配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度,B正确;定容时观察液面俯视,则所加蒸馏水偏少,会造成所配溶液浓度偏高,C错误;浓硫酸稀释后必须冷却至室温再注入容量瓶配制,D错误。
对点演练2
B　醋酸为弱电解质,其电离过程为吸热过程,因此稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应测定的中和热的绝对值偏小,故①符合题意;溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会造成容量瓶中溶质的物质的量减少,即最终配制溶液的物质的量浓度偏低,故②符合题意;中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积偏大,故③不符合题意;未用标准溶液润洗滴定管,标准液的浓度降低,消耗标准液的体积增大,即测的未知溶液的浓度将偏大,故④不符合题意;配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线,所得溶液体积偏大,浓度偏小,故⑤符合题意;综上所述,偏低的是①②⑤。
考点三　溶解度　溶解度曲线
必备知识·自主预诊
1.100
g　减小　增大
3.(1)蒸发结晶　蒸发结晶　(2)冷却结晶　冷却结晶
自我诊断1.答案(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√
2.B　液溴具有挥发性,在水中的溶解度较小,所以保存液溴通常采用水封的方法,与溶解度有关,A不符合题意;合成氨中氨的分离利用了氨气容易液化的性质,与溶解度无关,B符合题意;苯酚在冷水中溶解度较小,易溶于热水,所以将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊,该变化与溶解度有关,C不符合题意;重结晶法分离氯化钠和氯化钾,是因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,而氯化钾的溶解度受温度影响较大,与溶解度大小相关,D不符合题意。
关键能力·考向突破
典例1C　由溶解度曲线可知,当温度小于t℃时,a的溶解度小于b的溶解度,当温度等于t℃时,a的溶解度等于b的溶解度,当温度大于t℃时,a的溶解度大于b的溶解度,A错误;在t℃时,a、b两物质的溶解度相等,所以在t℃时,a、b饱和溶液中溶质的质量分数相同,但溶液的密度、溶质的摩尔质量不一定相等,B错误;由图可知,b的溶解度随温度的升高变化较小,a的溶解度随温度的升高变化较大,所以当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯a,C正确;在t℃时,a、b两物质的溶解度相等,即在t℃时,a、b饱和溶液中的溶质质量分数相同,将a、b的饱和溶液升温后,溶液由饱和变为不饱和,但溶质的质量分数仍相等,D错误。
对点演练1
B　因NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,A正确;因MgCl2能够水解,水解产生了氢氧化镁和氯化氢,加热使水解平衡正向移动,氯化氢易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干得到的固体为氢氧化镁,B错误;因Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,C正确;反应MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯氏制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,D正确。
典例2答案(1)d　复分解反应　(2)×100%
解析(1)根据题意温度越低K2Cr2O7的溶解度越小,所以冷却至10℃时,得到K2Cr2O7固体产品最多。步骤⑤的反应为Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7↓+2NaCl,该反应属于复分解反应。
(2)由关系式:Cr2O3　~　K2Cr2O7
152
294
0.4m1
x
解得x=
所以产率为×100%=×100%。
对点演练2
C　①涉及蒸发浓缩,②涉及冷却结晶,均需要控制温度,A正确;①实验分离出NaCl,操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤,B正确;②实验操作为冷却结晶,C错误;用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好,可减少硝酸钾的溶解,D正确。
-
21
-

展开更多......

收起↑