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文檔簡介
1、高中化學模型匯總(有關溶液)1、 等質混和等體混母體講解1. 把 70% HNO3(密度為 1.40 g·cm3)加到等體積的水中,稀釋后 HNO3(aq)中溶質的質量分數是A.0.35B.0.35C.0.35D.0.35命題意圖:主要考查學生對質量分數的認識和變換前提下的估算能力。知識依托:有關質量分數的計算。錯解分析:審題不嚴,自以為是將兩液體等質量混合,從而誤選 A項;解題過程中思維反向,也會誤選 B項。解題思路:本題有以下兩種解法。方法1(條件轉換法):先把“等體積”看作“等質量”,則等質量混合后溶液中 HNO3 的質量分數為:w混=35%而等體積混合時水的質量小于 HNO3
2、(aq) 的質量,則等體積混合相當于先進行等質量混合,然后再加入一定量的密度大的液體,這里是 70% 的 HNO3(aq),故其質量分數大于 35%。方法2(數軸表示法):(1)先畫一數軸,在其上標出欲混合的兩種液體中溶質的質量分數,并在兩質量分數的對應點上標出兩液體密度的相對大小。(2)求出,并在數軸上標示出來。(3)標出w混:w混在與 大的液體的質量分數之間。答案:C評注:方法2是方法1的一種升華。錦囊妙計1.等質混兩種同溶質液體(或某溶液與水)等質量混合時:w混=2.等體混兩種同溶質液體(或某溶液與水)等體積混合時:W混,W(大)具體解題時,常用數軸表示法。2. 密度為0.91 g
3、83;cm1 的氨水,質量百分比濃度為 25.0%(即質量分數為0.250),該氨水用等體積的水稀釋后,所得溶液的質量百分比濃度( )A.等于12.5%B.大于 12.5%C.小于 12.5%D.無法確定求解:提示:氨水越濃密度越小。因為12,所以w混離w1 更近,即 w混0.125。答案:C舉一反四:1. 有甲、乙兩種 H2SO4(aq),甲中 H2SO4 的質量分數為 3a %,乙中 H2SO4 的質量分數為 a %,取甲、乙兩溶液等體積混合,攪拌均勻后所得 H2SO4(aq) 中溶質的質量分數( )A.2a%B.2a%C.2a%D.無法確定2. 將上題中的“H2SO4(aq)”改為“氨水
4、”;其余不變,試選之。( )3. 有甲、乙兩種水的乙醇溶液,甲中水的質量分數為 25%,乙中水的質量分數為 15%,將甲、乙兩種溶液各取 100 mL 混合,則所得溶液中水的質量分數( )A.0.80B.0.80C.0.20D.0.204. 在100 g 濃度為 18 mol·L1密度為(g/cm3)的濃硫酸中加入一定量的水稀釋成 9 mol·L1的硫酸,則加入水的體積為( )A.100 mLB.100 mLC.100 mLD.mL答案1.提示:答案:A2.提示:答案:B3.提示:水的酒精溶液密度小于 1,即水越多,密度越大。則: 答案:BC4.解析:由題意知,稀釋結果,溶
5、液的物質的量濃度成為原來的一半,則溶液的體積成為原溶液體積的 2 倍。18 mol·L1濃 H2SO4密度比水的密度 1 g·cm3大的多:(濃 H2SO4)=1.8 g·cm3,100 g 該濃 H2SO4體積 V 比 100 mL 小得多:V(濃 H2SO4)=mL=56 mL。這樣所加水的體積肯定小于 100 mL,但絕對不是100 mL,即其所形成溶液的體積不能簡單地相加,因而 A 項可選,但 D 項不可選。答案:A二、濃度不同產物異母體講解1. 38.4 mg銅跟適量濃硝酸反應,銅全部作用后,共收集到氣體22.4 mL(標準狀況),反應消耗HNO3的物質
6、的量可能是A.1.00×103 molB.1.60×103 molC.2.20×103 molD.2.40×103 mol(忽視NO2與N2O4的相互轉化)命題意圖:考查學生對反應條件濃度變化時產物種類變化的認識。屬化學教學中要求具備的能力。知識依托:Cu與濃、稀HNO3的反應。錯解分析:忽視了Cu與稀HNO3的反應,就會錯選D;只運用Cu與稀HNO3反應解題,就會錯選B。解題思路:隨著反應的進行,硝酸的濃度逐漸變小,產生的氣體可能是純凈的NO2,也可能是NO2和NO的混合物。n(Cu)=38.4 mg÷64.0 g·mol1=0.6
7、00 mmoln(g)=22.4 mL÷22.4 L·mol1=1.00 mmol這樣,發生的反應可能是下列一個,也可能是兩個:Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O于是,本題有以下多種解法。方法1(極值法):若產生的氣體全部是NO2,由化學方程式得:n(HNO3)=4n(Cu)=0.600 mmol×4=2.40 mmoln(NO2)=2n(Cu)=0.600 mmol×2=1.20 mmolV(NO2)=1.20 mmol×22.4 L·mol1=26.9 m
8、L22.4 mL可見,氣體不全是NO2。若產生的氣體全部是NO,由化學方程式得:n(HNO3)=8/3n(Cu)=0.600 mmol×8/3=1.60 mmoln(NO)=2/3n(Cu)=0.600 mmol×2/3=0.400 mmolV(NO2)=0.400 mmol×22.4 L·mol1=8.96 mL22.4 mL由于氣體是NO2和NO的混合物,8.96 mLV(g)26.9 mL,所以1.60 mmoln(HNO3)2.40 mmol,觀察備選項可知答案。方法2(守恒法):根據反應前后N原子守恒和Cu原子守恒得:n(HNO3)=nCu(N
9、O3)2×2n(NO2)n(NO)(N原子守恒)=n(Cu)×2n(NO2)n (NO)(Cu原子守恒)=0.600 mmol×21.00 mmol =2.20 mmol方法3(寫總反應方程式法):設生成NO2的物質的量為x,則題設條件下的總反應為:0.6Cu2.2HNO3=0.6Cu(NO3)2xNO2(1x)NO1.1H2O先寫出反應物和生成物以及Cu、NO2和NO的化學計量數,再根據Cu原子守恒和N原子守恒得出Cu(NO3)2和HNO3的化學計量數,H2O的化學計量數可根據N原子守恒而得出(因與結果無關也可不算出)。根據方程式及有效數字的運算規則,
10、可知參加反應的HNO3物質的量為2.20 mmol。方法4(平均分子式法):設HNO3還原產物的平均分子式為NOx,則:n(Cu)n(NOx)=0.600 mmol1.00 mmol=35Cu與HNO3的總反應方程式為:3Cu11HNO3=3Cu(NO3)25NOx?H2O先寫出反應物和生成物及Cu和NOx的化學計量數3和5,再根據Cu原子守恒和N原子守恒分別得出Cu(NO3)2和HNO3的化學計量數3和11,H2O的化學計量數因與結果無關可不算出,則:n(HNO3)=11/3n(Cu)=0.600 mmol×11/3=2.20 mmol答案:C變式1:去掉備選項,將問題改為:求還原
11、產物NO2和NO的物質的量之比,其他同例題,試解之。解題思路:在前面“方法4”的基礎上得到下式:3Cu11HNO3=3Cu(NO3)25NOx5.5H2O根據O原子守恒得:33=185x5.5x=1.9即NOx為NO1.9。用十字交叉法: V(NO2)V(NO)=91答案:91變式2:若例題條件下Cu與HNO3恰好完全反應,二者皆無剩余,欲求開始生成NO時HNO3溶液的濃度,還缺少的條件是_(用必要的文字和字母b表示),開始生成NO時HNO3溶液的濃度為_(請寫最后結果)。解題思路:據變式1解題思路得:V(NO2)=1.00 mmol×=0.900 mmol V(NO)=0.100
12、mmol生成NO消耗HNO3的物質的量可求:8HNO3(稀)2NO8 2n(HNO3)0.100 mmoln(HNO3)=0.400 mmol欲求0.400 mmol HNO3的濃度,須知HNO3(aq)的體積b:c(HNO3)= 答案:開始生成NO時HNO3(aq)的體積b4.00×104 mol/b2. 30 g銅、銀合金與80 mL 13.5 mol·L1的HNO3溶液反應。合金全部溶解,放出氣體6.72 L(標準狀況下),反應后溶液的pH=0(設反應前后溶液體積不變)(1)計算HNO3被還原的物質的量;(2)計算合金中銀的質量分數。求解:題設條件下,發生的反應有:C
13、u4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OAg2HNO3(濃)=AgNO3NO2H2O3Ag4HNO3(稀)=3AgNO3NO2H2O(1)n(被還原HNO3)=n(NO2)n(NO)=0.300 mol(2)設合金中Cu和Ag的物質的量分別為x、y。則: w(Ag)=0.36 答案:(1)0.30 mol(2)0.36當化學反應進行時,反應物不斷被消耗。隨反應的進行,反應物濃度不斷改變,有的會造成產物的不同。如,過量Cu放入少量濃HNO3中,開始生成的氣體是NO2,后來生成的氣體是NO;很稀的HNO3溶液與活潑金屬反應還會有H
14、2生成(非信息題可不考慮)。再如,過量活潑金屬(如Zn)與少量濃H2SO4的反應,開始時生成的氣體是SO2,后來生成的氣體是H2。有的反應不再發生。如,過量Cu與少量濃H2SO4的反應,隨反應的進行,濃H2SO4變成了稀H2SO4,Cu與稀H2SO4不再發生反應。再如,過量MnO2與少量濃鹽酸的反應,隨反應的進行,濃鹽酸變成稀鹽酸,不再與MnO2發生氧化還原反應。有些本來不能發生的反應,后來能夠進行。如稀H2SO4濺在衣服上,水分蒸發后,變成濃H2SO4,也就能使布料脫水炭化。舉一反四1. 向50 mL 18 mol·L1 H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱,充分反應后,被還原H2
15、SO4的物質的量( )A.小于0.45 molB.等于0.45 molC.在0.45 mol和0.90 mol之間D.大于0.90 mol2. 14.0 g銅銀合金與足量某濃度的硝酸反應,將放出的氣體與1.12 L(標準狀況)氧氣混合,通入水中恰好完全吸收,則合金中銅的質量為( )A.9.6 gB.6.4 gC.3.2 gD.1.6 g3. 3.2 g 銅與過量硝酸(8 mol·1,30 ml)充分反應。硝酸的還原產物有NO2和NO,反應后溶液中所含H為a mol,則此時溶液中所含NO為_mol。4. 使一定量鋅與100 mL 18.5 mol·1濃H2SO4充分反應,鋅完
16、全溶解,同時生成標準狀況下氣體33.6 。將反應后溶液稀釋,測得其pH=1.0。求:(1)生成氣體的成分及體積(假設濃H2SO4與Zn反應還原產物只生成SO2); (2)鋅的質量;(3)開始生成H2時H2SO4的濃度(假設溶液體積無變化)。答案1. A2.提示:由題意知,Cu、Ag與HNO3反應所得還原產物與O2作用溶于水后又變為HNO3,因此可以認為Cu、Ag所失電子最終被O2而非HNO3所得。設Cu、Ag物質的量分別為x、y,則:解得:x=0.050 mol, m(Cu)=64 g·mol1×0.050 mol=3.2 g答案:C3.提示:最后所得溶液中溶質分別是Cu(
17、NO3)2和HNO3,依據N原子守恒得:n(NO)=2nCu(NO3)2n(HNO3)=2n(Cu2)n(H)=2×a mol=(a0.10) mol答案:(a0.10) mol評注:在反應過程中HNO3有揮發,n(HNO3)n(NO)=n(HNO3)n(Cu)所得數值不準確。4.提示:題設條件下發生如下反應:Zn2H2SO4(濃)=ZnSO4SO22H2OZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2答案:(1)生成SO2 6.7 L,生成H2 26.9 L (2)97.5 g (3)12.5 mol·L1三、順序不同現象異母體講解:下列四組溶液,不論如何滴加,反應現象一定相同的是
18、_。A.NaOH和CuSO4B.Ca(OH)2與H3PO4C.NaOH與AlCl3D.NaAlO2與HCl命題意圖:考查學生對過量反應的認識。知識依托:無機化學反應。錯解分析:將A滴入B中,A不足,B過量;將B滴入A中,B不足,A過量。A、B比例不同,反應原理和實驗現象往往不同,對此認識不清,往往造成錯解。解題思路:逐項分析。(1)不論NaOH過量,還是CuSO4過量,二者只按下式反應:Cu22OH=Cu(OH)2即過量的NaOH或CuSO4,都不與生成的Cu(OH)2反應。A可選。(2)將Ca(OH)2向H3PO4滴加,開始時H3PO4過量,生成可溶于水的Ca(H2PO4)2,至H3PO4消
19、耗完畢。隨著Ca(OH)2的不斷增加,Ca(H2PO4)2中的H逐漸被中和掉,先后分別出現CaHPO4沉淀和Ca3(PO4)2沉淀。即開始不生成沉淀,后來生成沉淀。將H3PO4向Ca(OH)2中滴加,開始時,Ca(OH)2過量,H3PO4被完全中和,生成Ca3(PO4)2沉淀,至Ca(OH)2消耗完畢。隨著H3PO4的不斷滴加,Ca3(PO4)2逐漸轉化為CaHPO4,最后轉化為可溶于水的Ca(H2PO4)2。即開始生成沉淀,后來沉淀溶解。B不可選。(3)將NaOH(aq)滴入AlCl3(aq)中,開始產生沉淀,后來沉淀逐漸消失。將AlCl3(aq)滴入NaOH(aq)中,開始不產生沉淀,后來
20、產生沉淀不消失。C不可選。(4)將NaAlO2滴入稀鹽酸中,開始無沉淀產生,后來產生沉淀不消失。將稀鹽酸滴入NaAlO2溶液中,開始有白色沉淀產生,后來沉淀逐漸溶解。可見,D不可選。答案:A順序不同現象異,其實質是過量反應和連續反應的結果,做好過量分析是解決這類問題的關鍵:將A溶液滴入B溶液中,開始時,A不足,B過量,A完全反應,B剩余。隨著滴加的進行,B溶液將消耗殆盡。這時再滴入的A可能會與A、B反應的產物C反應。2. 向下列溶液中滴入硝酸銀溶液,振蕩,不產生白色沉淀,繼續滴入硝酸銀溶液,產生白色沉淀的是( )A.NH3·H2OB.BaCl2C.NaOHD.HCl求解:B、D中滴入
21、AgNO3(aq)開始即生成白色沉淀,且沉淀不再溶解。C中滴入AgNO3(aq),生成白色AgOH沉淀,且AgOH沉淀不穩定,在溶液中發生分解反應生成Ag2O,所得暗棕色沉淀(AgOH和Ag2O的混合物)也不溶解。A中滴入少量AgNO3,發生以下反應:Ag3NH3·H2O=Ag(NH3)2NH4OH2H2O,故無沉淀產生;繼續滴入AgNO3(aq),至AgNO3過量時,總反應如下:AgNH3·H2O=AgOHNH4,故有沉淀產生。答案:A舉一反四:1. 向下列溶液中滴入稀硫酸,生成白色沉淀,繼續滴入稀硫酸,沉淀又溶解的是( )A.Na2SiO3B.BaCl2C.FeCl3D
22、.NaAlO22. 向下列一定濃度溶液中滴入氫氧化鐵膠體,沒有紅褐色沉淀產生,繼續滴入氫氧化鐵膠體,產生紅褐色沉淀的是( )A.H2SO4B.Na2SO4C.HClD.C2H5OH3. 一定濃度的下列溶液中滴入蛋白質溶液,產生沉淀,再滴入蒸餾水,沉淀不溶解的是( )A.Na2SO4B. (NH4)2SO4C. Pb(Ac)2D.HNO3()4. 已知,向Zn2溶液中滴加氨水,生成Zn(OH)2白色沉淀;但是氨水過量時,沉淀又溶解,生成了Zn(NH3)。此外,Zn(OH)2既可溶于鹽酸,也可溶于過量NaOH溶液中,生成ZnO,所以Zn(OH)2是一種兩性氫氧化物。現有4組離子,每組有2種金屬離子
23、。請各選用1種試劑,將它們兩者分開,可供選用的試劑有:A.硫酸B.鹽酸C.硝酸D.氫氧化鈉溶液E.氨水 請填寫下表:(填寫時用字母代號)離子組選用的試劑(代號)沉淀物的化學式保留在溶液中的離子(1)Zn2和Al3(2)Zn2和Mg2(3)Zn2和Ba2(4)Fe3和Al3答案1.提示:A、B中開始生成白色沉淀,后來沉淀不消失;C中始終未生成沉淀;D中先生成Al(OH)3沉淀,后來Al(OH)3沉淀溶解在過量硫酸中。答案:D2.提示:一定濃度的H2SO4(aq)或HCl(aq)中加入少量Fe(OH)3膠體,相互反應,分別生成Fe2(SO4)3(aq)和FeCl3(aq),當膠體過量時,它會在Fe
24、2(SO4)3或FeCl3(aq)里發生凝聚,生成沉淀。答案:AC3.提示:C、D能使蛋白質變性,加入蒸餾水,蛋白質不再溶解。答案:CD4.提示:(1)Zn2和Al3不能用NaOH分開,因為生成的Zn(OH)2和Al(OH)3都能溶于NaOH(aq),但可用NH3·H2O分開,因為Zn(OH)2能溶于氨水,而Al(OH)3不能。(2)Zn2和Mg2可用過量氨水分開,因為在過量氨水中,Zn2轉化為Zn(NH3),而Mg2+轉化為Mg(OH)2沉淀;也可用過量NaOH(aq)分開,因為在過量NaOH(aq)中,Zn2轉化為ZnO,而Mg2轉化為Mg(OH)2沉淀。(3)Zn2和Ba2可用
25、H2SO4(aq)分開,因為H2SO4(aq)與Zn2不反應,但可使Ba2生成沉淀。(4)Fe3和Al3可用過量NaOH(aq)分開,在過量NaOH(aq)中,Fe3轉化為Fe(OH)3沉淀,而Al3轉化為AlO。答案:(1)EAl(OH)3 Zn(NH3) (2)DMg(OH)2ZnO或EMg(OH)2Zn(NH3) (3)ABaSO4Zn2(4)DFe(OH)3AlO四、較難離子方程式的書寫母體講解:1.將Al2(SO4)3(aq)逐滴滴入Ba(OH)2(aq)中,寫出可發生反應的離子方程式。(1)_;(2)_;(3)_(可不寫滿,也可補充)。例題已知Br2水與FeCl2(aq)發生如下反
26、應:3Br26FeCl2=4FeCl32FeBr3現將112 mL(標準狀況)Cl2通入10.0 mL 1.0 mol·1的FeBr2(aq)中,寫出發生反應的離子方程式_。命題意圖:考查學生離子方程式的書寫及比較物質還原性強弱的能力。知識依托:物質氧化性(或還原性)強弱的比較。Cl2的氧化性。離子方程式的書寫。錯解分析:不進行定量分析,誤寫出下列離子方程式:2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl不進行還原性比較,誤寫出下列離子方程式:2BrCl2=2ClBr2解題思路:通過題給反應可比較出Fe3與Br2的氧化性強弱(Br2強),從而明確Cl2通入FeBr2(aq)中先與Fe
27、2反應,若Cl2還有剩余再與Br發生反應。n(Cl2)5.00×103 moln(FeBr2)10.0×103 L×1.0 mol·11.0×102 mol這樣,Fe2可失去1.0×102 mol的電子,而Cl2最多得1.0×102 mol的電子,得失電子應守恒,故Br不失電子。答案:2Fe2Cl2=2Fe32Cl較難離子方程式的書寫要注意以下問題:1.不是以自由移動離子參加反應的,不能寫成離子的形式,包括難溶于水的強電解質、所有弱電解質和非電解質,都必須寫成化學式的形式;這里特別需要指出的是某些易溶于水的強電解質,若沒電離
28、成自由移動的離子,也不能寫成離子的形式,中學階段常見的有:Cl2通入石灰乳中;用NaCl(或螢石)和濃H2SO4制取HCl(或HF);加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取NH3。2.離子方程式不僅遵循質量守恒定律,還遵循電荷守恒規律。水解相互促進離子方程式的配平,可先進行電荷守恒配平。3.原電池和電解池兩極上的電極反應式疊加不一定是電池總反應的離子方程式。4.多離子溶液中,離子得失電子的能力也是應該注意的。如得電子能力:Br2Fe3I2。2. 向下列溶液中滴入硝酸銀溶液,振蕩,不產生白色沉淀,繼續滴入硝酸銀溶液,產生白色沉淀的是( )A.NH3·H2OB.BaCl2C.NaOH
29、D.HCl提示:(1)開始滴入Al2(SO4)3(aq),Al2(SO4)3不足,Ba(OH)2過量,Ba2完全轉化為BaSO4,Al3完全轉化為AlO2Al33SO3Ba28OH=3BaSO42AlO4H2O該反應持續至OH消耗完畢,溶液中含有的陽離子是Ba2,陰離子是AlO,即為Ba(AlO2)2(aq)。(2)繼續滴入Al2(SO4)3(aq),發生下列反應:12H2O2Al33SO6AlO3Ba2=3BaSO48Al(OH)3因為Al3與AlO水解相互促進,所以有H2O參加反應。答案:(1)2Al33SO3Ba28OH=3BaSO42AlO4H2O(2)12H2O2Al33SO6AlO
30、3Ba2=3BaSO48Al(OH)3舉一反四1.完成下列反應的離子方程式。(1)將NaAlO2(aq)和AlCl3(aq)混合: (水解相互促進,反應進行到底,下同);(2)將10.00 mL 0.10 mol·L1的NaHCO3(aq)與5.00 mL 0.10 mol·L1的KAl(SO4)3(aq)混合: 。2.(1)向NaHSO4(aq)中,逐滴加入Ba(OH)2(aq)至中性,寫出發生反應的離子方程式_。(2)在以上中性溶液中,繼續滴加Ba(OH)2(aq),請寫出此步反應的離子方程式_。3. 已知還原能力:IFe2Br,則:(1)少量Cl2通入FeI2(aq)
31、中,反應的離子方程式是 ;(2)過量Cl2通入FeI2(aq)中,反應的離子方程式是 ;(3)將1.2 mol Cl2通入含有FeI2 1.0 mol的水溶液中: 。4. 鋁銨礬NH4Al(SO4)2·12H2O是一種重要的工業原料,將它溶于水配成溶液,然后逐滴滴入NaOH(aq),已知:NHAlOH2O=Al(OH)3NH3,寫出先后發生反應的離子方程式:(1) ,(2) ,(3)NH3·H2ONH3H2O,(4) 。答案1.提示:先根據電荷守恒配平。答案:(1)3AlOAl36H2O= 4Al(OH)3 (2)3HCOAl3=Al(OH)33CO22.提示:(1)Na不
32、參加反應,溶液呈中性時,HSO中的H與Ba(OH)2中的OH皆無剩余:2HSOBa22OH=2H2OBaSO4SO,或2HSOBa22OH=2H2OBaSO4。(2)上面所得中性溶液,實為Na2SO4(aq),繼續滴入Ba(OH)2(aq)發生以下反應:Ba2SO= BaSO4。答案:(1)2HSOBa22OH=2H2OBaSO4 (2)Ba2SO=BaSO43.提示:還原性強的,首先要失電子,故(1)中只有I失電子;而(2)中I和Fe2都失電子,二者全部被氧化;(3)中I全部被氧化,Fe2部分被氧化:n(氧化I的Cl2)=n(I)=1.0 moln(氧化Fe2的Cl2)=n總(Cl2)n(氧
33、化I的Cl2)=0.2 moln(被氧化的Fe2)=0.4 moln反(I)n反(Fe3)n反(Cl2)=2.0 mol0.4 mol1.2 mol=513。據此,可寫出離子方程式。答案:(1)2ICl2=2ClI2 (2)2Fe24I3Cl2=6Cl2Fe32I2 (3)2Fe210I6Cl2=2Fe35I212Cl4.提示:先比較NH與Al3結合OH的能力:若NH先與OH結合,則生成的NH3· H2O還是能與Al3結合釋出NH,故結合OH的先后順序為:先Al3后NH。再分析Al(OH)3與NH結合OH的能力:由于NH3·H2O不能溶解Al(OH)3,故NH先于Al(OH
34、)3與OH結合。NH完全變為NH3·H2O后,隨滴加的進行,c(OH)漸大,c(OH)至一定程度,Al(OH)3沉淀開始溶解產生AlO:Al(OH)3OH=AlO2H2O答案:(1)Al33OH=Al(OH)3 (2)NHOHNH3·H2O (4)Al(OH)3OH=AlO2H2O5、 結晶水合物的析出母體講解1. 已知某溫度下,無水Na2CO3的溶解度是10.0 g/(100 g水)。在該溫度下,向足量的飽和Na2CO3(aq)中加入1.06 g無水Na2CO3,攪拌后靜置。試求最終所得晶體的質量。命題意圖:考查學生對析出結晶水合物的計算能力。知識依托:溶解度的概念和計算
35、。錯解分析:常見錯解有三:一是忽略析出的碳酸鈉晶體中含有結晶水,二是不知道析出的碳酸鈉晶體中含多少結晶水,三是認為析出的碳酸鈉晶體中只含有1.06 g碳酸鈉和相應的結晶水。解題思路:解答本題有兩種方法,一是過程思維法,二是終態思維法。方法1(過程思維法):先求加入的1.06 g無水Na2CO3形成并析出晶體的質量m1(Na2CO3·10H2O)及溶液中由此減少的水的質量m1(H2O)Na2CO3Na2CO3·10H2O10H2O106 g286 g180 g1.06 gm1(Na2CO3·10H2O)m1(H2O)m1(Na2CO3·10H2O)=2.8
36、6 gm1(H2O)=1.80 g再求溶解在1.80 g水中Na2CO3的質量m2(Na2CO3),及這些Na2CO3析出所形成晶體的質量m2(Na2CO3·10H2O)和溶液由此而減少水的質量m2(H2O)m2(Na2CO3)0.180 gNa2CO3Na2CO3·10H2O10H2O106 g286 g180 g0.180 gm2(Na2CO3·10H2O)m2(H2O)m2(Na2CO3·10H2O)=0.486 gm2(H2O)=0.306 g依次類推,求m3(Na2CO3)及m3(Na2CO3·10H2O)和m3(H2O),直至所得晶
37、體質量mi(Na2CO3·10H2O)在(Na2CO3·10H2O)的和中可以忽略為止。m3(Na2CO3)0.0306 gNa2CO3Na2CO3·10H2O10H2O106 g286 g180 g0.0306 gm3(Na2CO3·10H2O)m3(H2O)m3(Na2CO3·10H2O)=0.0826 gm3(H2O)=0.0520 gm4(Na2CO3)=0.00520 gm4(Na2CO3·10H2O)=0.0140 g(生成固體質量以0.170倍遞減)最后得出所得晶體質量m(Na2CO3·10H2O)m(Na2C
38、O3·10H2O)=(Na2CO3·10H2O)=2.86 g0.486 g0.0826 g0.0140 g=3.44 g方法2(終態思維法):設最終析出Na2CO3·10H2O的質量為x,則其中含有Na2CO3和水的質量分別為:m(Na2CO3)= m(H2O)=這樣,若將(1.06 g) Na2CO3溶解在質量為的水中,在題設溫度下,當形成飽和溶液,所以:x3.45 g。答案:3.45 g評注:二法相比,方法一不及方法二簡捷、準確。方法一之答案較方法二之答案出現一定的誤差,是有效運算和四舍五入的結果。若進行純數字運算,則兩種方法的計算結果應該是完全相同的。求析
39、出結晶水合物的質量,常有兩種思維:(1)過程思維:按晶體析出分過程計算的一種方法,思維樸素易接受,但計算量大;(2)終態思維:摒棄晶體析出過程,直接由最終結果計算的方法,優點是計算量相對較小。2. t時向a g飽和Na2CO3(aq)中加入1.06 g無水Na2CO3,攪拌后靜置,冷卻到原溫度,結果溶液全部變為晶體(Na2CO3·10H2O)。求:(1)S(Na2CO3)與a的關系式,S=_(S代表溶解度)。(2)a的取值范圍。求解:解析:(1)最后所得晶體質量為(a1.06)g,其中含Na2CO3質量是:106(a1.06)286 g,含水質量為:180(a1.06)286 g;則
40、:S=×100 g=g(2)由于S0,所以:2650a47700,a1.8。答案:(1)S=g(2)a1.8舉一反四:1. 在一定溫度下,向足量的飽和Na2CO3(aq)中加入1.06 g無水Na2CO3,攪拌后靜置,最終所得晶體的質量是( )A.等于1.06 gB.大于1.06 g而小于2.86 gC.等于2.86 gD.大于2.86 g2. 將例題中的“10.0 g”改為“50.0 g”,其他不變,試求之。3. t時,向足量飽和Na2CO3(aq)中,加入1.06 g無水Na2CO3,攪拌后靜置,并冷卻至t,最終所得晶體質量為5.83 g,求該溫度下Na2CO3的溶解度。4. 硫
41、代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)俗名海波、大蘇打。現向定量飽和Na2S2O3(aq)中加入m g無水Na2S2O3固體,攪拌后靜置,得到一定質量的Na2S2O3·5H2O晶體,欲求所得晶體質量x(g),還必須補充一個條件。則:(1)所補充的條件是 (用字母表示,但要說明它的含義);(2)寫出求所得晶體質量的計算式,x_。答案1. D2.解析:設析出Na2CO3·10H2O質量為x,則:其中含Na2CO3質量為106 x286,含水質量為180 x286;(106x2861.06 g)50.0 g=(180x286)100gx=18.9 g答案:18.9 g
42、3.解析:5.83 g Na2CO3·10H2O中含Na2CO3質量5.83 g×106286=2.16 g,含水質量5.83 g×180286=3.67 g。則: S(Na2CO3)=30.0 g 答案:30.0 g4.提示:(1)所補充的條件是:一定溫度下,Na2S2O3在水中的溶解度S(g)。(若未指明溫度,該小題不能得分)(2)所得x(g)Na2S2O3·5H2O中:m(Na2S2O3)=g,m(水)=g,則答案:(1)一定溫度下,Na2S2O3在水中的溶解度S(g)(2) 六、多離子鹽溶液的結晶母體講解1.下面是四種鹽在不同溫度下的溶解度(g1
43、00 gH2O): NaNO3KNO3NaCl KCl10 80.520.935.731.010017524639.156.6(計算時假定:鹽類共存時不影響各自的溶解度;過濾晶體時,溶劑損耗忽略不計)(1)取23.4 g NaCl和40.4 g KNO3,加70.0 g H2O,加熱溶解。在100時蒸發掉 50.0 gH2O,維持該溫度,過濾析出晶體,計算所得晶體的質量(m高溫)。將濾液冷卻至10 ,待充分結晶后過濾。計算所得晶體的質量(m低溫)。(2)另取34.0gNaNO3和29.8 g KCl,同樣進行如上實驗。10時析出的晶體是_(寫化學式)。100和10得到的晶體質量(m高溫和m低溫
44、)分別是多少?命題意圖:本題考查多離子溶液中晶體的析出(實為沉淀生成)和溶解度的計算技能。知識依托:物質的結晶。錯解分析:不了解物質的結晶與復分解反應的關系,(1)問無解;沒看出(2)問數據的巧妙而費解。解題思路:(1)100時S (NaCl)最小,所以析出NaCl晶體,則不析出KCl、NaNO3;KNO3溶液未達飽和,亦不會析出。m高溫23.4 g39.1 g×(70.0 g50.0 g)÷100 g23.4 g7.82 g15.6 g將溶液冷卻到10,析出晶體為KNO3和NaCl,析出KNO3晶體質量為:40.4 g20.9 g×(70.0g50.0 g)
45、247;100 g40.4 g4.18 g=36.2 g析出NaCl晶體的質量為:(39.1 g35.7 g)×(70.0 g50.0 g)÷100 g=0.68 g則:m低溫=0.68 g36.2 g=36.9 g(2)兩種原始溶液中,各種鹽的物質的量都相等。n(NaCl)=n(KNO3 )= n(NaNO3) =n(KCl)=0.400 mol。因而溶解后得到的兩種溶液中四種離子濃度完全相同,根據溶解度數據可知,100時蒸發后得到的是NaCl晶體,冷卻后得到的是KNO3晶體,但也含有少量的NaCl。所以第(2)小題不必再計算,便知:m高溫=m高溫=15.6 g m低溫=
46、m低溫=36.9 g 答案:(1)15.6 g 36.9 g (2)15.6 g 36.9 g多離子溶液中的任何一種陽離子與任何一種陰離子相結合都可構成為溶液的一種溶質,若忽略同離子效應和鹽效應(即假定鹽類共存時不影響各自的溶解度),當溶液中各離子濃度相等時,不論蒸發還是降溫,溶解度最小的溶質首先析出,且析出鹽的陽離子(或陰離子)與溶液中的其他陰離子(或其他陽離子)不會結晶析出,但與析出鹽晶體中陰、陽離子無關的其他陰、陽離子所形成的溶質有析出的可能。若溶液中各離子濃度不等,則有析出多種晶體的可能。若SASBSCSD,則晶體析出的先后順序為:D、C、B,一般不會析出A。2.請試做以下題目,然后自
47、我界定學習本篇是否需要。已知四種物質在水中、液氨中的溶解度(g溶質/100 g溶劑)如下表:溶質溶劑AgNO3Ba(NO3)2AgClBaCl2水1709.31.5×10433.3液氨8697.20.80(1)分別是1.0 mol· L1的Ag、Ba2、NO3和Cl在水中發生反應的離子方程式是 。(2)分別是0.50 mol·L1的以上四種離子在液氨中發生反應的離子方程式是 。(3)得出以上結論的依據是 。(4)將以上四種離子按適當濃度混合于液氨之中,能否有AgCl沉淀析出?答:_(“能”或“否”)。求解:(4)若析出BaCl2沉淀之后,Ag與剩余Cl的濃度超過了
48、飽和AgCl液氨溶液中Ag和Cl的濃度就會有AgCl沉淀析出。答案:(1)AgCl=AgClBa22NO=Ba(NO3)2 (2)Ba22Cl=BaCl2 (3)溶液中復分解反應發生的條件之一是有沉淀生成,而溶解度小者首先形成沉淀析出 (4)能舉一反四1. 取100 g H2O,配成10飽和KCl溶液,又取50 g 水,加入35.4 g NaNO3,配成10NaNO3溶液。將以上兩溶液混合后,10時有 種晶體析出,質量是_g,該晶體的化學式為 ,析出該晶體的原因是 (溶解度見例題)。2. 將例題中的“40.4 g KNO3”改為“29.8 g KCl”,其他不變,試求m高溫和m低溫。3. 將例
49、題中的“23.4 g NaCl和40.4 g KNO3”改為“0.120 molKCl和0.110 molNaNO3”,其他不變,求m高溫和m低溫。4. 某化學興趣小組欲從NaNO3和KCl的混合溶液中分離出KNO3,設計了如下實驗方案:假設:混合溶液中,n(KCl)=n(NaNO3);鹽類共存時不影響各自的溶解度。溶液中各種溶質在100和10的溶解度參照例題。試回答下列問題:(1)的主要操作是 ; 的主要操作是 。(2)晶體A的主要成分是_,若含有雜質可能是_。晶體C的主要成分是_,若含有雜質可能_;通過實驗確定晶體C中是否含有該雜質的方法是 。(3)若晶體C中確實含有雜質,進一步提純的方法
50、是_。答案1.解析:10時,KNO3溶解度最小,所以首先計算是否有KNO3晶體析出。100 g50 g=150 g水中能溶解KNO3質量為:=31.4 g而n(NaNO3)=n(KCl)=0.416 mol則析出KNO3質量為:101 g·mol1×0.416 mol31.4 g=42.0 g31.4 g=10.6 g析出KNO3晶體,則不析出KCl晶體和NaNO3晶體。其次,計算是否有NaCl晶體析出。150 g水能溶解NaCl質量為:=53.6 g此時溶液中共有NaCl質量為:58.5 g·mol1×0.416 mol=24.3 g可見,不會有NaC
51、l晶體析出。答案:一 10.6KNO3 因為溶液中存在K、Na、NO、Cl四種離子,可以自由組合成KCl、KNO3、NaCl、NaNO3四種物質,在10時,S(KNO3)S(KCl),所以可能有KNO3晶體析出,S(NaCl)S(NaNO3),所以可能有NaCl晶體析出,經計算知,只析出KNO3晶體。2.解析:100時。70.0 g50.0 g=20.0 g水溶解NaCl和KCl的質量分別是:m(NaCl)=39.1 g×20.0 g100 g=7.82 gm(KCl)=56.6 g×20.0 g100 g=11.3 g10時,20.0 g水溶解NaCl和KCl的質量分別是
52、:m(NaCl)=35.7 g×20.0 g100 g=7.14 gm(KCl)=31.0 g×20.0 g100 g=6.20 g則:m高溫=23.4 g7.82 g29.8 g11.3 g=34.1 gm低溫=7.82 g7.14 g11.3 g6.20 g=5.8 g答案:34.1 g 5.8 g3.解析:100時,NaCl不析出,因為:58.5 g·mol1×0.110 mol=6.44 g7.82 g0那么,NaNO3亦不析出,因NaNO3與NaCl物質的量相等,且溶解度大;同理KNO3亦不析出,因KNO3與NaNO3物質的量相等,且溶解度大。KCl亦不析出,因為:74.5 g·mol1×0.120 mol=8.94 g11.3 g0則:m高溫=0降溫至10,析出KNO3:101 g·mol1×0.110 mol=11.1 g4.18 g=6.9 g那么,NaN
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