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高三化学教案:物质的量

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2013-04-03

③所配溶液的体积与容量瓶的量程不符时:算溶质时则取与实际体积最接近的量程数据做溶液的体积来求溶质的多少,不能用实际量。如:实验室需配制480mL1moL•L-1的NaOH溶液,需取固体NaOH的质量应为20.0g,而不是19.2g;因为容量瓶只能配制其规定量程体积的溶液,要配制符合要求的溶液时,选取的容量瓶只能是500 mL量程的容量瓶。故只能先配制500 mL溶液,然后再取出480mL。

2)称、量溶质时,一要注意所测数据的有效性(即精度)。二要选择恰当的量器,称量易潮解的物质如NaOH时,应用带盖的称量瓶(或小烧杯)快速称量;量取液体时,量器的量程与实际体积数据相差不能过大,否则易产生较大误差。

3)容量瓶使用前要用蒸馏水洗涤2~3次;溶解或稀释溶质后要冷却溶液至室温;定容、摇匀时,不能用手掌贴住瓶体,以免引起体积的变化;摇匀后,如果液面降到刻度线下,不能向容量瓶中再加蒸馏水了,因为瓶塞、瓶口是磨口的,有少量溶液残留。

4)定容时如果液面超过了刻度线或摇匀时洒出少量溶液,均须重新配制。

【例1】(2010上海卷,31)白磷(P4)是磷的单质之一,易氧化,与卤素单质反应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷或五卤化磷,五卤化磷分子结构(以PCl5为例)如右图所示。该结构中氯原子有两种不同位置。

1)6.20g白磷在足量氧气中完全燃烧生成氧化物,反应所消耗的氧气在标准状况下的体积为 L。

上述燃烧产物溶于水配成50.0mL磷酸(H3PO4)溶液,该磷酸溶液的物质的量浓度为 mol•L-1。

2)含0.300mol H3PO4的水溶液滴加到含0.500mol Ca(OH)2的悬浮液中,反应恰好完全,生成l种难溶盐和16.2g H2O。该难溶盐的化学式可表示为 。

3)白磷和氯、溴反应,生成混合卤化磷 ( ,且x为整数)。

如果某混合卤化磷共有3种不同结构(分子中溴原子位置不完全相同的结构),该混合卤化磷的相对分子质量为 。

4)磷腈化合物含有3种元素,且分子中原子总数小于20。0.10mol PCl5和0.10mol NH4Cl恰好完全反应,生成氯化氢和0.030mol磷腈化合物。推算磷腈化合物的相对分子质量(提示:M>300)。

答案:1)5.6;4.00;2)Ca5(PO4)3(OH);3)297.5或342;4)348或464。

解析:此题考查了元素化合物、化学计算知识。1)白磷燃烧生成五氧化二磷,白磷的相对分子质量为:128,则其6.20g的物质的量为:0.05mol,其完全燃烧消耗氧气0.25mol,标准状况下体积为5.6L;将这些白磷和水反应生成磷酸0.20mol,溶液体积为50mL,也就是0.05L,则磷酸溶液的物质的量浓度为4.00mol/L;2)根据该水溶液中含有溶质的物质的量和氢氧化钙悬浊液中溶质的物质的量,根据质量守恒,可知该物质中含有5个钙离子和3个磷酸根离子,结合电荷守恒,必还含有1个氢氧根离子,写作:Ca5(PO4)3(OH);3)根据题意x为整数,其可能为:PCl4Br、PCl3Br2、PCl2Br3、PClBr4四种,要是有三种不同结构的话,结合PCl5的结构,其可能为:PCl3Br2或PCl2Br3,则其相对分子质量可能为:297.5或342;4)根据题意和质量守恒定律,可求出化合物提供的Cl原子的物质的量为:0.1mol×5+0.1mol×1=0.6mol;由于磷腈化合物中只含有三种元素,故必须将其中的氢原子全部除去;两物质提供的H原子的物质的量为:0.1mol×4=0.4mol,则生成的氯化氢的物质的量为:0.1mol×4=0.4mol;则磷腈化合物中含有的Cl原子为:0.2mol、P原子为:0.1mol、N原子为:0.1mol,则该化合物的最简式为:PNCl2;假设其分子式为(PNCl2)x,由其含有的碳原子总数小于20,则知:4x<20,故x<5;假设x=4,其分子式为: P4N4Cl8,相对分子质量为464;假设x=3,其分子式为: P3N3Cl6,相对分子质量为:348;假设x=2,其分子式为:P2N2Cl4,相对分子质量<300 舍去。故其相对分子质量可能为:348或464。

【例2】(2008广州七区联考)甲乙两位同学分别用不同的方法配制100mL 3.6mol/L的稀硫酸。

(1)若采用18mol/L的浓硫酸配制溶液,需要用到浓硫酸的体积为 。

(2)甲学生:量取浓硫酸,小心地倒入盛有少量水的烧杯中,搅拌均匀,待冷却至室温后转移到100 mL 容量瓶中,用少量的水将烧杯等仪器洗涤2~3次,每次洗涤液也转移到容量瓶中,然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容,塞好瓶塞,反复上下颠倒摇匀。

①将溶液转移到容量瓶中的正确操作是 。

②洗涤操作中,将洗涤烧杯后的洗液也注入容量瓶,其目的是__ _______。

③定容的正确操作是 。

④用胶头滴管往容量瓶中加水时,不小心液面超过了刻度,处理的方法是________(填序号)。

A.吸出多余液体,使凹液面与刻度线相切

B.小心加热容量瓶,经蒸发后,使凹液面与刻度线相切

C.经计算加入一定量的浓盐酸

D.重新配制

(3)乙学生:用100 mL 量筒量取浓硫酸,并向其中小心地加入少量水,搅拌均匀,待冷却至室温后,再加入水至100 mL 刻度线,再搅拌均匀。你认为此法是否正确?若不正确,指出其中错误之处 。

[解析](1)假设取用的浓硫酸的体积为V,根据稀释前后溶质的物质的量不变有:

V×18mol/L = 100mL 3.6mol/L V=20.0mL

(2)①②③见答案,④在溶液配制过程中,如不慎损失了溶质或最后定容时用胶头滴管往容量瓶中加水时不慎超过了刻度,都是无法补救的,得重新配制。 (3)见答案。

[答案](1)20.0mL (2)①将玻璃棒插入容量瓶刻度线以下,使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中;②使溶质完全转移到容量瓶中;③ 加水至离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切;④ D;

(3)不能用量筒配制溶液,不能将水加入到浓硫酸中。

物质的量单元测试题

一、选择题(本题包括8小题,每小题只有一个正确选项)

1.等物质的量的N2、O2、CO2的混合气体,通过Na2O2后,相同条件下测得混合气体的体积是原来的8/9,则此时混合气体中的三者物质的量之比是( )

A.1:1:0 B.3:4:0.5 C.1.5:2:0.5 D.3:3:2

2.某碳酸钾样品中含有碳酸钠、硝酸钾和硝酸钡三种杂质中的一种或两种,现将13.8 g样品加入足量水,样品全部溶解,再加过量的氯化钙溶液,得到9g沉淀,对样品所含杂质的正确的判断是( )

A.肯定没有硝酸钾 B.肯定有硝酸钾,可能还有碳酸钠

C.肯定没有硝酸钡,可能有硝酸钾 D.肯定没有碳酸钠和硝酸钡

3.中和滴定是利用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸),若用A代表酸,用B代表碱,可以利用下式来计算未知碱的物质的量浓度的是(ν为化学计量数)( )

A.cB= B.cB= C.cB= D.cB=

4.氯化铵晶体与消石灰的固体混合物90.5g,在150℃下加热至质量不再减少为止,得到残渣40.5g。则原混合物中氯化铵和消石灰的物质的量之比( )

A.等于2:1 B.大于2:1 C.小于2:1 D.等于1:1

5.某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应,消耗H+和产生CO2的物质的量之比为5:4,则混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为( )

A.1:2 B.1:3 C.3:4 D.4:5

6.有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质是量浓度分别是4mol/L和2mol/L,取10mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下的气体体积为(设反应中HNO3被还原成NO) ( )

A、0.448L B、0.672L C、0.896L D、0.224L

7.将溶质A的质量分数为5X和X的两种溶液等体积混合,所得溶液中A的质量分数小于3X,则A可能是 ( )①H2SO4 ②C2H5OH ③NH3 ④CH3COOH ⑤NaOH

A、①⑤ B、①④⑤ C、②③ D、②③④

8.某温度下,Wg某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2固体反应,固体质量增加Wg。在①H2 ②CO ③CO和H2混合物 ④HCHO ⑤CH3COOH⑥HOCH2CH2OH中,符合题意的是 ( )

A、均不符合 B、只有①②③ C、只有④⑤ D、全部符合

二、选择题(本题包括8小题,每小题有1~2个选项符合题意)

9、把氯气和氮气混合气1.12L(90%Cl2和10%N2)通过浓氨水,实验测得逸出的气体(除NH3)体积为0.672L(50%Cl2和50%N2),问反应后被氧化的氨的质量是(体积已换算成标况)( )

A. 3.4g B. 0.34g C. 1.36g D. 13.6g

10、盛有 80 mL NO气体的试管倒立于盛有水的水槽中,向试管中通入一定体积的O2,结果试管中剩余气体的体积是原有 NO 体积的一半,则通入 O2 的体积是 ( )

A.20mL B.30mL C.60mL D.100mL

11.在4 mol•L-1 的硫酸和2 mol•L-1的硝酸混合溶液10 mL中,加入0.96 g铜粉,充分反应后最多可收集到标况下的气体的体积为 ( )

A.89.6 mL B.112 mL C.168 mL D.224 mL

12.镁铝合金5.1 g溶于300 mL2 mol/L的盐酸,在标准状况下放出气体的体积为5.6 L。向反应后的溶液中加入足量氨水,产生沉淀的质量为( )

A.5.1g B.10.2g C.13.6g D.15.3g

13.在天平两盘中各放一只大小和质量相同的烧杯,两烧杯中都盛有1 mol/L的稀硫酸100 mL,然后分别向两烧杯中加入一定质量的Mg与Al,充分反应后天平仍保持平衡,则Mg、Al的质量分别是( )

A.2.4 g Mg 1.8 g Al B.5 g Mg 5 g Al C.2 g Mg 2 g Al D.0.9697 g Mg 1 g Al

14.5 mL Ag+浓度为0.1 mol•L-1的某溶液,加入等物质的量的某种碱金属盐,待卤化物完全沉淀后,经过滤、干燥,称得质量为0.013 g,则此沉淀是( )

A.LiF B.LiCl C.AgF D.AgCl

15.有 Na2CO3、NaHCO3、CaO 和 NaOH的混合物27.2 g, 把它们溶于足量水并充分反应后,HCO3-、CO32-、Ca2+均转化为沉淀,将容器内水分蒸干后得到固体物质共29 g,则原混合物中含Na2CO3 ( )

A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.3mol D.无法确定

16.将一定质量的镁和铝的混合物投入100 mL盐酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发,则下列说法正确的是( )

A.镁和铝的总质量为9 g

B.盐酸的物质的量浓度为5 mol•L-1

C.NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol•L-1

D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L

三.(本题共有5小题)

17.地球化学中,通常用热重分析研究矿物在受热时的质量变化以确定其组成。取66.6mg由高岭石[Al4Si4O10(OH)8]和方解石(CaCO3)组成的矿物,加热,在673K~1123K区间内分解为氧化物,样品总失重13.8mg。

⑴方解石的失重百分比为 。

⑵计算矿物中高岭石的质量分数。

18.钴(Co)化合物对化学键的研究起着重要的作用。为测定某钴化合物[Co(NH3)xCly]Clz的组成,进行如下实验:

①称取样品0.5010g,加入过量的NaOH溶液,煮沸,蒸出所有的氨,冷却,得到A。产生的氨用50.00mL0.5000mol•L-1的盐酸完全吸收并用蒸馏水定容至100mL,得溶液B。取B溶液20.00mL, 用0.1000mol•L-1NaOH滴定,消耗NaOH溶液30.00mL。

②向A中加入过量KI固体,振荡,盐酸酸化后置于暗处,发生反应:Com++I-→Co2++I2 (未配平)

反应完成后,蒸馏水稀释,用Na2S2O3溶液滴定析出的I2,消耗0.1000mol•L-1Na2S2O3溶液20.00mL。反应方程式为:I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6

③另称取该物质样品0.2505g,溶于水,以0.1000mol•L-1AgNO3溶液滴定至恰好反应完全,消耗AgNO3溶液20.00mL。相应反应式为:

[Co(NH3)xCly]Clz+zAgNO3==[Co(NH3)xCly](NO3)z+zAgCl↓

通过计算求:⑴[Co(NH3)xCly]Clz中氮元素的质量分数。

⑵该钴化合物的化学式。

19.合成氨工业生产中所用的α—Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3

(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4︰5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为___________。

(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1︰2时,其催化活性最高,此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为_____________(用小数表示,保留2位小数)。

(3)以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量炭粉,发生如下反应:

2 Fe2O3十C 4FeO十CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂,应向480g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为_________g。

20.已知: 4NH3十5O2 → 4NO+6H2O

4NO十3O2十2H2O→4HNO3

设空气中氧气的体积分数为0.20,氮气体积分数为0.80,请完成下列填空及计算

(1)amolNO完全转化为HNO3需要氧气_______ mol

(2)为使NH3恰好完全氧化为一氧化氮,氨-空气混合物中氨的体积分数为________ (保留2位小数)。

(3)20.0moL的NH3用空气氧化,产生混合物的组成为:NO18.0mol、O212.0 mol、N2150.0 mol和一定量的硝酸,以及其它成分。(高温下NO和O2不反应) 计算氨转化为NO和HNO3的转化率。

(4) 20.0moL 的NH3和一定量空气充分反应后,再转化为HNO3

①在下图中画出HNO3的物质的量n(A)和空气的物质的量n(B)关系的理论曲线。

②写出当125≤n(B) ≤ 200时,n(A)和n(B)的关系式_________________________________。

21. 氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl

2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑

⑴CuCl制备过程中需要配置质量分数为20.0%的CuSO4溶液,试计算配置该溶液所需的CuSO4•5H2O与H2O的质量之比。

⑵准确称取所配置的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol•L-1 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol•L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有关反化学反应为

Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl—

Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+

通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。

参考答案

一、1.C。2.B。定性角度分析,样品能全部溶解于水,说明不存在硝酸钡。定量角度分析,13.8g若全是碳酸钾,恰好为0.1mol,与足量的氯化钙反应后能生成10g碳酸钙。现生成沉淀不足10g,肯定有硝酸钾,碳酸钠是否存在不能确定。

3.A。由于几元酸、几元碱没有确定,所应考虑酸、碱的化学计量数。不要错选成C,C中式中只能用于计算一元酸跟一元碱的中和反应。

4.B。氯化铵跟消石灰能反应,若氯化铵过量的话也会单独分解,计算时要注意这个特征。可以先根据氯化铵跟消石灰恰好完全反应的情况进行计算,看看这时的质量差是多少,再进行比较分析。

5.B。注意“二价金属”这一特征,所以其碳酸盐的化学式可写成MCO3,碳酸氢盐的化学式可写成M(HCO3)2,有的学生不注意这一点而造成错解。

6、B。运用整体思维技巧 7、C,估算法 8、D,差量法

二、

9.B 10.BD 11.D 12.C 13.BD 14.A 15.A 16.AC

三.17、答案:⑴CaCO3 ===== CaO+CO2↑

方解石的失重百分比为:

⑵解:设66.6mg矿物中高岭石[Al4Si4O10(OH)8]的质量为xmg, 方解石(CaCO3) 的质量为ymg.

Al4Si4O10(OH)8 =====2 Al2O3+4SiO2+4H2O CaCO3 ===== CaO+CO2↑

516mg 72mg 100mg 44mg

xmg ? ymg ?

依题意: x+y=66.6

72x/516 + 44y/100 =13.8

解得:x=51.6 y=15.0

矿物中高岭石的质量分数w=

答:⑴方解石的失重百分比为44%。

⑵矿物中高岭石的质量分数为77.5%

18、答案:

解:⑴NaOH+HCl=NaCl+H2O NH3+HCl=NH4Cl

20.00mLB溶液消耗0.1000mol•L-1NaOH 30.00mL。

20.00mLB溶液中过量的HCl:n(HCl)=0.003000mol ,

100mLB溶液中过量的HCl:n(HCl)=0.01500mol那么与NH3反应的n(HCl)=0.01000mol

故0.5010g样品中 n(NH3)=0.01000mol n(N)=0.01000mol

[Co(NH3)xCly]Clz中氮元素的质量分数

⑵ I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6

因反应用去0.1000mol•L-1Na2S2O3溶液20.00mL,推算出:n(I2)=0.001000mol

Co与Fe同一族,Com+具有强氧化性,故设m=3

则有:2Co3++2I-==2Co2++I2 n(Co3+)=0.002000mol

0.5010g样品中Cl的总质量为:

m(Cl)=0.5010g-0.002000molx59g•mol -1-0.01000molx17g •mol -1=0.2130g

n(Cl)=0.006000mol

又有:[Co(NH3)xCly]Clz+zAgNO3==[Co(NH3)xCly](NO3)z+zAgCl↓

0.2505g样品扩大一倍来算(即用0.5010g)推算出:

反应消耗AgNO3:n(AgNO3)=0.1000mol•L-1x40.00mL=0.004000mol

即发生上述反应的Cl-为:n(Cl-) =0.004000mol

则有 y:z=(0.006000mol-0.004000 mol): 0.004000mol=1:2

同时还有:1:x:(y+z)= 0.002000: 0.01000: 0.006000=1:5: 3

解得:x=5 y=1 z=2

带入[Co(NH3)xCly]Clz中,求得Co化合价为:+3 假设成立

该钴化合物的化学式为:[Co(NH3)5Cl]Cl2

答:⑴[Co(NH3)xCly]Clz中氮元素的质量分数为27.94%

⑵该钴化合物的化学式为:[Co(NH3)5Cl]Cl2

19、

(1)2:1 (2)0.71 (3)3.6克

20、

(1)0. 75a mol (2)0.14(3)氨转化为NO的转化率为90%;氨转化为HNO3的转化率为6%

②3n(A)=0.8{n(B)-125}

21、答案:(1)设需要CuSO4•5H2O的质量为x,H2O的质量为y

CuSO4•5H2O的相对分子质量为250,CuSO4的相对分子质量为160

16x=5(x+y)

X ∶y = 5∶11

答:所需CuSO4•5H2O与H2O的质量之比为5∶11

(2)设样品中CuCl的质量为x

由化学反应方程式可知:CuCl ~ Fe2+ ~ Ce4+

x=0.1000mol•L-1×24.60×10-3L×99.5g•mol-1=0.2448g

97.92%>96.50%

答:样品中CuCl的质量分数符合标准。

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