第2講阿伏加德羅常數物質的量濃度【串真知體系構建】【研核心思維激活】【研習任務1】2019年,某市發生碳九(C9)產品泄漏入海事件,造成污染,碳九一夜成網紅。碳九主要指石油催化重整和裂解制乙烯副產品中的含九個碳原子的芳烴餾分。主要成分有異丙苯、正丙苯、乙基甲苯、均三甲苯、偏三甲苯、鄰三甲苯、茚等。(1)60g均三甲苯()的物質的量是多少?含有H原子的數目是多少?提示:n==0.5mol。n(H)=0.5mol×12=6mol,N(H)=n×NA=6mol×6.02×1023mol-1=3.612×1024。(2)120g鄰三甲苯()含有碳碳雙鍵的數目是多少?燃燒時生成的標準狀況下的CO2的體積是多少?提示:120g鄰三甲苯的物質的量是1mol,其不含碳碳雙鍵,n(CO2)=9mol,V(CO2)=9mol×22.4L·mol-1=201.6L。【研習任務2】如圖所示是硫酸試劑瓶標簽上的部分內容。(1)該硫酸的物質的量濃度是多少?提示:18.4mol·L-1。(2)該硫酸中溶質、溶劑的分子數之比是多少?提示:9∶1。濃硫酸的質量分數為98%,溶質和溶劑的質量之比為98∶2,其物質的量之比為=9∶1。(3)該硫酸與等質量的水混合所得溶液中溶質的物質的量濃度是否等于9.2mol·L-1?提示:不等于。等質量的硫酸和水混合時,水的密度小,體積大,混合溶液的體積大于硫酸體積的2倍,故所得溶液中溶質的物質的量濃度小于9.2mol·L-1。(4)用18.4mol·L-1的濃硫酸配制480mL2.0mol·L-1的稀硫酸,應選擇哪些儀器?選擇的量筒的規格是多少?定容時若仰視刻度線,所配制溶液的濃度如何發生變化?提示:量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、500mL容量瓶;100mL量筒;定容時仰視刻度線,所配制溶液的濃度偏低。配制480mL溶液應選擇500mL容量瓶,所需濃硫酸的體積是52.17mL,故選擇100mL量筒。仰視刻度線,加水增多,所配制溶液的濃度偏低。【研習任務3】為測定人體血液中Ca2+的含量,設計了如下方案:有關反應的化學方程式為2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4====K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。若血液樣品為15mL,滴定生成的草酸消耗了0.001mol·L-1的KMnO4溶液15.0mL,則這種血液樣品中的含鈣量是多少?提示:0.0025mol·L-1。根據題意可得關系:2KMnO4～5H2C2O4～5CaC2O4～5Ca2+2mol 5mol0.001mol·L-1×0.015L n(Ca2+)=0.0025mol·L-1。熱點一“包羅萬象”的阿伏加德羅常數【研典例探究升華】角度一:物質狀態與“NA”應用【典例1】設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是 (

)A.標準狀況下,11.2L苯中含有分子的數目為0.5NAB.標準狀況下,22.4LSO2中含有的SO2分子數為NAC.常溫常壓下,35.5g氯氣與足量鎂粉充分反應,轉移的電子數為2NAD.常溫常壓下,22.4LNO2和CO2的混合氣體含有的氧原子數為2NA【解析】選B。A項,標準狀況下苯是液體,無法計算物質的量,錯誤;B項,標準狀況下,22.4LSO2的物質的量是1mol,分子數為NA,正確;C項,35.5g氯氣的物質的量是0.5mol,轉移電子數為NA,錯誤;D項,常溫常壓下,22.4L氣體的物質的量不是1mol,錯誤。【題后反思】氣體摩爾體積使用條件考查的解題方法注意氣體摩爾體積的使用條件,注重“兩看”,排除干擾。一看:氣體是否處于標準狀況(0℃、101kPa)。二看:標準狀況下,物質是否是氣態。常見干擾物質:①無機物Br2、SO3、H2O、HF等;②有機物中碳原子數大于4的烴,如苯、己烷等;③有機物中烴的衍生物CCl4、氯仿、乙醇等(CH3Cl、HCHO為氣體)。若題中給出非標準狀況下的氣體,切勿直接判斷為錯誤說法,氣體的物質的量或質量與溫度、壓強無關,可直接計算。角度二:物質組成與“NA”應用【典例2】設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是 (

)A.6.4g由S2、S4、S8組成的混合物含硫原子數為0.2NAB.標準狀況下,18g冰水中共價鍵的數目為NAC.0.5mol由F2與Ar組成的混合氣體中含質子總數為18NAD.7.8gNa2O2含有的離子數為0.4NA【解析】選A。6.4g由S2、S4、S8組成的混合物含硫原子數為×n×NAmol-1=0.2NA(n為硫原子數),A項正確;18g冰水中H2O的物質的量為18g÷18g·mol-1=1mol,1個H2O中含有2個共價鍵,則1mol冰水中含有的共價鍵數目為2NA,B項錯誤;0.5mol氣體均為F2時,總質子數為18×0.5NA=9NA,0.5mol氣體均為Ar時,總質子數為18×0.5NA=9NA,所以不論二者以何種比例混合,總質子數一定是9NA,C項錯誤;7.8gNa2O2的物質的量為0.1mol,在0.1molNa2O2中含有陰、陽離子總數為0.3NA,D項錯誤。【題后反思】常見物質的組成和結構考查的解題方法記常見物質組成和結構,突破陷阱。(1)記常見微粒(分子、原子、質子、中子、電子、電荷等)的數目,如Ne(稀有氣體均為單原子分子)、H2O和D2O、CH4、—OH和OH-(質子數相同電子數不同)。(2)記常見物質中所含化學鍵的數目,如幾種常見物質化學鍵數目:(3)記摩爾質量相同的物質,如N2、CO和C2H4等。(4)記最簡式相同的物質,如NO2和N2O4、單烯烴和環烷烴等。等質量的乙烯和丙烯所含原子數、碳原子數、氫原子數、共用電子對數分別相等,但分子數、物質的量、相同狀況下體積均不同。角度三:電子轉移與“NA”應用【典例3】設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是 (

)A.標準狀況下,足量Na2O2與5.6LCO2反應轉移電子數目為0.25NAB.56g鐵與71gCl2

充分反應,轉移電子數目為3NAC.向含有FeI2的溶液中通入適量氯氣,當有1molFe2+被氧化時,該反應轉移電子數目一定為3NAD.27g鋁中加入1mol·L-1的NaOH溶液,轉移電子數是3NA【解析】選A。標準狀況下,5.6LCO2物質的量為0.25mol,與足量Na2O2反應時消耗Na2O20.25mol,其中被氧化的-1價的氧原子數占被消耗的Na2O2總氧原子數的一半,為0.25mol,其化合價從-1價升高到0價,所以轉移電子數為0.25mol×1=0.25mol,A項正確;56g鐵和71gCl2的物質的量均為1mol,根據2Fe+3Cl22FeCl3可知,與鐵反應時Cl2不足,氯元素的化合價從0價降低到-1價,則1molCl2反應時,轉移電子數目為2NA,B項錯誤;當有1molFe2+被氧化時,Fe2+被氧化成Fe3+,轉移1mol電子,而碘離子已被全部氧化,因不知道FeI2的物質的量,轉移電子的數目不確定,C項錯誤;27g鋁的物質的量是1mol,加入1mol·L-1的NaOH點燃====溶液,氫氧化鈉的物質的量不能確定,不能計算轉移電子數,D項錯誤。【延伸探究】(1)56g鐵與142gCl2

充分反應,轉移電子數目是多少?提示:3NA。56g鐵和142gCl2的物質的量分別為1mol、2mol,根據2Fe+3Cl22FeCl3可知,與鐵反應時Cl2過量,轉移電子數目是3NA。點燃====(2)7.8gNa2O2與足量的水(

O)反應生成的氧氣所含的質子數是多少?生成的氫氧化鈉的中子數可能是多少?提示:0.8NA

2NA

和2.2NA。過氧化鈉與水反應的化學方程式為2Na2O2+2H218O====2NaOH+2Na18OH+O2↑,O2中的氧原子全部來自Na2O2,1個O2分子中含有16個質子,7.8gNa2O2的物質的量為7.8g÷78g·mol-1=0.1mol,由化學方程式可知,生成O2的物質的量為0.05mol,O2中含有的質子數為0.05mol×16×NAmol-1=0.8NA,生成NaOH和Na18OH的物質的量均為0.1mol,中子數可能是2NA

和2.2NA。角度四:可逆反應與“NA”應用【典例4】設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是 (

)A.2molSO2和1molO2在一定條件下充分反應后,混合物的分子數為2NAB.100g17%的氨水溶液中含有的NH3分子數為NAC.標準狀況下,44.8LNO與22.4LO2反應后的分子數小于2NAD.標準狀況下,0.1molCl2溶于水,轉移的電子數目為0.1NA【解析】選C。2molSO2和1molO2在一定條件下充分反應后,混合物的分子數大于2NA,A項錯誤;氨水溶液中存在NH3·H2O的電離平衡,NH3分子數小于NA,B項錯誤;標準狀況下,44.8LNO與22.4LO2反應生成44.8LNO2,但體系中存在可逆反應2NO2N2O4,所以反應后的分子數小于2NA,C項正確;Cl2+H2OHCl+HClO是可逆反應,D項錯誤。【題后反思】可逆反應進行不完全,生成產物量不能確定。常見可逆反應:N2+3H22NH3、2SO2+O22SO3、2NO2N2O4、PCl3+Cl2PCl5、Cl2+H2OHCl+HClO等。角度五:溶液中粒子數目判斷與“NA”應用【典例5】設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是 (

)A.常溫下,pH=2的醋酸溶液中所含有的H+個數為0.01NAB.1L0.2mol·L-1的K2Cr2O7溶液中

的數目為0.2NAC.常溫下,1L0.1mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子數目為0.2NAD.常溫下,1.5L1.0mol·L-1CuSO4溶液中陽離子數目小于1.5NA【解析】選C。未知溶液體積,無法計算H+個數,A項錯誤;水解導致的數目小于0.2NA,B項錯誤;根據氮原子守恒,1L0.1mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子數目為0.2NA,C項正確;CuSO4物質的量為1.5mol,部分Cu2+水解,發生反應Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,水解過程使得溶液中陽離子數目增大,所以溶液中陽離子數目大于1.5NA,D項錯誤。【延伸探究】(1)常溫下,1LpH=2的醋酸溶液中所含的H+數是多少?水電離出的H+數是多少?提示:0.01NA;10-12NA。溶液中氫離子的濃度為0.01mol·L-1,水電離出的H+的濃度為10-12mol·L-1,故水電離出的H+數目為10-12NA。(2)1L0.2mol·L-1的K2Cr2O7溶液中陰離子的數目與0.2NA相比大小如何?提示:大于。

+H2OHCr2+OH-,HCr2+H2OH2Cr2O7+OH-,陰離子數目增加。角度六:“NA”的綜合應用【典例6】(2019·全國卷Ⅱ)已知NA是阿伏加德羅常數的值,下列說法錯誤的是 (

)A.3g3He含有的中子數為1NAB.1L0.1mol·L-1磷酸鈉溶液含有的P

數目為0.1NAC.1molK2Cr2O7被還原為Cr3+轉移的電子數為6NAD.48g正丁烷和10g異丁烷的混合物中共價鍵數目為13NA【解析】選B。1個3He的原子核中含有2個質子和1個中子,3g3He的物質的量為1mol,含有的中子數為1NA,A正確;磷酸是弱酸,磷酸鈉溶液中P發生水解,故1L0.1mol·L-1磷酸鈉溶液含有的P數目小于0.1NA,B錯誤;由知,1molK2Cr2O7被還原為Cr3+轉移的電子數為6NA,C正確;正丁烷和異丁烷屬于同分異構體,每個分子中都含有13個共價鍵,48g正丁烷和10g異丁烷的混合物共58g,總物質的量為1mol,共價鍵數目為13NA,D正確。【精整合技法指導】1.關于阿伏加德羅常數試題常設的“陷阱”(1)氣體摩爾體積的運用條件:考查氣體時經常給定非標準狀況下,如25℃、1.01×105Pa氣體體積,讓考生用22.4L·mol-1進行換算,誤入陷阱。(2)物質的聚集狀態:22.4L·mol-1適用對象是氣體(包括混合氣體)。命題者常用在標準狀況下呈非氣態的物質來迷惑考生,如H2O、CCl4、辛烷、汽油、SO3、C6H6、HF。但注意含四個碳以下的烴、甲醛、一氯甲烷是氣體。(3)混淆某些氧化還原反應中電子轉移的數目:命題者常用一些反應中轉移電子的數目來迷惑考生,如Na2O2與H2O、CO2的反應(1molNa2O2反應轉移1mol電子)。(4)特殊物質的摩爾質量及微粒數目:如D2O、18O2、H37Cl。(5)物質的組成、結構:氣體單質的組成除常見的雙原子分子外,還有單原子分子(如He、Ne)、三原子分子(如O3)等。Na2O2由Na+和

構成,而不是Na+和O2-,苯中不含碳碳單鍵和碳碳雙鍵等。(6)物質中的化學鍵數目:如白磷(31g白磷含1.5molP—P鍵)、金剛石(12g金剛石含2molC—C鍵)、晶體硅及晶體SiO2(60g二氧化硅晶體含4molSi—O鍵)。(7)電解質溶液中因微粒的電離或水解造成微粒數目的變化:弱電解質CH3COOH、HClO等部分電離,而使溶液中CH3COOH、HClO數目減小;Fe3+、Al3+、

、CH3COO-等因發生水解使該種粒子數目減少;Fe3+、Al3+、

等因發生水解而使溶液中陽離子或陰離子總數增多等。2.六法突破陷阱(1)“兩看”——是否是標準狀況和氣體狀態,突破“Vm=22.4L·mol-1”陷阱;(2)排“干擾”,突破“mnN與狀態無關”陷阱;(3)記“組成”,突破“物質組成混亂關系”陷阱;(4)審“附加條件與反應要求”,突破“離子數目”判斷陷阱;(5)記“隱含反應”,突破“粒子組成、電子轉移”判斷陷阱;(6)“分類”比較氧化還原類型、強弱用量、特殊反應,突破“電子轉移”判斷陷阱。【練類題鞏固拓展】1.(2019·石家莊模擬)用NA表示阿伏加德羅常數的數值,下列說法中不正確的是 世紀金榜導學號(

)A.標準狀況下,22.4LCl2通入足量NaOH溶液中,完全反應時轉移的電子數為2NAB.20gD2O含有的電子數為10NAC.1L0.1mol·L-1NH4NO3溶液中

的數目小于0.1NAD.25℃時,1.0LpH=12的NaClO溶液中由水電離出的OH-數目為0.01NA【解析】選A。A.由反應式Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O可知,1molCl2參加反應轉移1mol電子,轉移的電子數為NA,故A錯誤;B.20g重水(D2O)的物質的量為1mol,D2O又是10電子微粒,故其含有的電子數為10NA,故B正確;C.1L0.1mol·L-1NH4NO3溶液中含NH4NO3物質的量為0.1mol·L-1×1L=0.1mol,水解,故小于0.1NA,故C正確;D.25℃時,pH=12的1.0LNaClO溶液中氫氧根離子濃度為0.01mol·L-1,含有0.01mol氫氧根離子,次氯酸根離子部分水解促進了水的電離,其溶液中的氫氧根離子是水電離的,則水電離出的OH-的數目為0.01NA,故D正確。2.設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(

)A.8gS4中,含有質子數為8NAB.1LpH=1的稀硫酸中,含有H+數目為0.2NAC.甲烷氯代反應中,消耗1molCl2生成HCl分子數為NAD.1molCl2與過量Fe反應,轉移電子數為3NA【解析】選C。A.8gS4含S原子的物質的量為

×4=0.25mol,一個S原子含有16個質子,則8gS4中含有質子數為0.25×16NA=4NA,故A錯誤;1LpH=1的稀硫酸中,n(H+)=0.1mol·L-1×1L=0.1mol,則含有H+數目為0.1NA,故B錯誤;甲烷和氯氣的取代反應中,被取代的氫原子的物質的量與氯氣的物質的量相等,也等于生成的氯化氫的物質的量,所以消耗1molCl2生成HCl分子數為NA,故C正確;1molCl2完全與Fe反應生成FeCl3,轉移電子數為2NA,故D錯誤。3.(2018·全國卷Ⅰ)NA是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是 (

)A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數為0.1NAB.22.4L(標準狀況)氬氣含有的質子數為18NAC.92.0g甘油(丙三醇)中含有羥基數為1.0NAD.1.0molCH4與Cl2在光照下反應生成的CH3Cl分子數為1.0NA【解析】選B。16.25gFeCl3為0.1mol,但由于三氯化鐵的水解是可逆的,且膠體粒子是多個Fe(OH)3的集合體,所以形成的Fe(OH)3膠體粒子數一定小于0.1NA,A錯誤;22.4L(標準狀況)氬氣為1mol,由于氬是18號元素,且為單原子分子,所以質子數為18NA,B正確;92.0g甘油(丙三醇)物質的量為1mol,一個丙三醇分子中含有3個羥基,所以92.0g甘油中含有的羥基數為3.0NA,C錯誤;CH4與Cl2在光照下反應生成的有機分子有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,D錯誤。4.設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法中不正確的是

(

)A.(2019·江淮十校模擬)10.4g苯乙烯()分子中含有的碳碳雙鍵數為0.1NAB.(2019·湖北七市聯考)1molNH4HCO3晶體中,含有

、NH3和NH3·H2O的總數為NAC.(2019·湖北七市聯考)將1molCl2通入足量NaOH溶液完全反應后,溶液中HClO、Cl-、ClO-粒子數之和為2NAD.(2019·黃岡模擬)28gN60單質(如圖)中含有的N—N鍵鍵數為3NA

【解析】選B。A項,苯乙烯中苯環上不存在雙鍵,所以每個苯乙烯分子只有一個雙鍵,正確;B項,NH4HCO3晶體中只含有不存在NH3和NH3·H2O,錯誤;C項,根據氯元素守恒,正確;D項,由圖可知,每個氮原子分攤的鍵為1.5個,則含有的N—N鍵為×60×=3NA,正確。【加固訓練】1.設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法中正確的是(

)A.46g分子式為C2H6O的有機物中含有的C—H鍵的數目為6NAB.8.4gNaHCO3和MgCO3混合物中含有陰離子數目為0.1NAC.1molMg在空氣中完全燃燒生成MgO和Mg3N2,轉移的電子數為3NAD.1molNaHSO4固體中所含陰、陽離子數目總數為3NA【解析】選B。C2H6O可能為乙醇和甲醚,所以C—H鍵的數目無法確定,A項錯誤;NaHCO3和MgCO3二者摩爾質量相同,且陰離子數目相同,B項正確;無論生成MgO還是Mg3N2,1molMg參與反應轉移電子2mol,C項錯誤;NaHSO4固體中離子為鈉離子和硫酸氫根離子,二者比值為1∶1,則1molNaHSO4固體所含陰、陽離子數目總數為2NA,D項錯誤。2.設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法中正確的是(

)A.(2019·江蘇四市聯考)標準狀況下,44.8LNO與22.4LO2完全反應所得分子數目為2NAB.(2019·江淮十校模擬)常溫常壓下,1.8g甲基(—12CD3)中含有的中子數為NAC.(2019·湖南十四校聯考)標準狀況下,22.4LHF與0.5NA個H2O中含有的氫原子個數相同D.(2019·湖南十四校聯考)含有NA個Fe(OH)3膠粒的氫氧化鐵膠體溶液中,鐵元素的質量遠大于56g【解析】選D。A項,二氧化氮有部分轉化為四氧化二氮,錯誤;B項,1.8g甲基(—CD3)的物質的量為=0.1mol,其中含有的中子為0.1mol×(6+1×3)=0.9mol,錯誤;C項,標準狀況下HF是液體,錯誤;D項,每個氫氧化鐵膠體粒子不止含有一個氫氧化鐵,正確。3.(2018·全國卷Ⅲ)下列敘述正確的是 (

)A.24g鎂與27g鋁中,含有相同的質子數B.同等質量的氧氣和臭氧中,電子數相同C.1mol重水與1mol水中,中子數比為2∶1D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化學鍵數相同【解析】選B。A項24gMg為1mol,含有質子數為12NA,27gAl為1mol,含有質子數為13NA,故A錯誤;B項氧氣和臭氧都是由氧原子組成的,所以同質量的氧氣和臭氧含有相同的氧原子數,進而可知二者的電子數也相同,故B正確;C項1mol重水中含有中子數為10NA,而1mol水中含有中子數為8NA,故C錯誤;D項1mol乙烷分子中含有的化學鍵數為7NA,而1mol乙烯分子中含有的化學鍵數為6NA,故D錯誤。4.(2019·合肥模擬)設NA為阿伏加德羅常數值。下列有關敘述不正確的是 (

)A.常溫常壓下,1mol氦氣中含有的質子數為2NAB.10g46%乙醇水溶液中所含氧原子數為0.4NAC.1L1mol·L-1Na2CO3溶液中,陰離子總數小于NAD.濃硝酸受熱分解生成NO2、N2O4共23g,轉移電子數為0.5NA【解析】選C。A.氦原子序數為2,原子序數等于質子數,所以1molHe含有2mol質子,質子數為2NA,A項正確;B.10g46%的乙醇水溶液含有乙醇4.6g,為0.1mol,0.1molCH3CH2OH含有0.1mol氧原子,溶液中還含有54%的水,5.4g水為0.3molH2O,含有0.3molO,所以溶液中含有的氧原子共0.4mol,數目為0.4NA,B項正確;C.+H2O+OH-,可以知道1個水解會生成1個OH-和1個陰離子數目增加,大于NA,C項錯誤;D.NO2、N2O4的最簡式相同,可以以NO2的形式進行求解,23gNO2物質的量為0.5mol,N的化合價從中的+5降低到了+4,現生成0.5molNO2,則共轉移0.5mol電子,轉移的電子數為0.5NA,D項正確。熱點二一定物質的量濃度溶液的配制與計算【研典例探究升華】角度一:一定物質的量濃度溶液的配制及誤差分析【典例7】下列說法中正確的是________。

(1)(2017·全國卷Ⅲ)稱取KMnO4固體0.158g,放入100mL

容量瓶配制濃度為0.010mol·L-1KMnO4溶液(2)(2018·全國卷Ⅱ)配制0.4000mol·L-1的NaOH溶液:稱取4.0g固體NaOH于燒杯中,加入少量蒸餾水溶解,轉移至250mL容量瓶中定容(3)(2015·福建卷)稱取2.0gNaOH固體,先在托盤上各放1張濾紙,然后在右盤上添加2g砝碼,左盤上添加NaOH固體。(4)(2016·海南卷)向容量瓶轉移液體時,導流用玻璃棒可以接觸容量瓶內壁(5)(2017·北京卷)用pH=1的鹽酸配制100mLpH=2的鹽酸所需全部玻璃儀器有100mL容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管(6)(2015·全國卷Ⅰ)用容量瓶配溶液時,若加水超過刻度線,立即用滴定管吸出多余液體。【解析】(1)不能在容量瓶中溶解溶質,錯誤;(2)使用的燒杯、玻璃棒要洗滌,錯誤;(3)NaOH固體應該放在燒杯中稱量,錯誤;(4)向容量瓶轉移液體時,導流用玻璃棒可以接觸容量瓶內壁,但應該靠在刻度線下方,正確;(5)缺少量筒,錯誤;(6)加水超過刻度線,實驗失敗,應該重新配制,錯誤。答案:(4)【題后反思】一定濃度溶液配制“三提醒”(1)配制步驟(2)配制過程中所需要的主要儀器:量筒或托盤天平、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管;(3)定容操作要規范、明確不規范操作所造成的誤差。角度二:物質的量濃度的計算【典例8】(1)(2016·全國卷Ⅱ節選)一種雙氧水的質量分數為27.5%(密度為1.10g·cm-3),其濃度為________mol·L-1。

(2)把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成兩等份,一份加入含amolNaOH的溶液,恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂;另一份加入含bmolBaCl2的溶液,恰好使硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇。則原混合溶液中鉀離子的濃度為________。

(3)常用Na2S2O3溶液測定廢水中Ba2+濃度,步驟如下:取廢水25.00mL,控制適當的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;過濾、洗滌后,用適量稀鹽酸溶解。此時

全部轉化為

再加過量KI溶液,充分反應后,加入淀粉溶液作指示劑,用0.010mol·L-1的Na2S2O3溶液進行滴定,反應完全時,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。部分反應的離子方程式為

+6I-+14H+====3I2+2Cr3++7H2O,I2+2

====

+2I-則該廢水中Ba2+的物質的量濃度為______________。

【解析】(1)以1L(即1000cm3)該雙氧水為研究對象,根據公式c=8.9mol·L-1。(2)由離子方程式:2OH-+Mg2+====Mg(OH)2↓可知,OH-為amol,則Mg2+為mol,MgSO4為

mol;由離子方程式:+Ba2+====BaSO4↓可知,Ba2+為bmol,為bmol,MgSO4和K2SO4共bmol,則K2SO4為(b-)mol,其含有的K+為(b-)mol×2=(2b-a)mol;原混合溶液中的K+為2×(2b-a)mol,所以原混合溶液中鉀離子的濃度為mol·L-1。(3)根據題給信息可得如下關系式:Ba2+～BaCrO4～0.5～1.5I2～3Na2S2O3,則n(Ba2+)=×0.010×18×10-3mol=0.00006mol,c(Ba2+)==0.0024mol·L-1。答案:(1)8.9

(2)mol·L-1(3)0.0024mol·L-1【延伸探究】(1)雙氧水的密度為1.10g·cm-3,濃度越大,密度越____。質量分數是30%和50%的雙氧水等質量混合,所得溶液的質量分數______40%。若等體積混合,所得溶液的質量分數______40%。(填“>”“<”或“=”)

提示:大=

>當溶液密度大于1g·cm-3時,必然是溶液濃度越大,密度越大,等體積混合后質量分數大于兩者的平均值。兩溶液等質量混合時,則混合后溶液中溶質的質量分數等于兩者的平均值。(2)物質的量濃度為8.9mol·L-1的雙氧水加入等質量的水后,物質的量濃度____4.45mol·L-1。(填“>”“<”或“=”)

提示:<。等質量的雙氧水和水相比,水的體積大于雙氧水,故物質的量濃度<4.45mol·L-1。【精整合技法指導】一.溶液的配制1.常見三種組成類型溶液的配制方法(1)體積比濃度溶液配制:將濃溶液或純液體溶質和水按體積比用量筒量取,然后在燒杯中混合即可,所需儀器:量筒、燒杯、玻璃棒;(2)質量百分比濃度溶液配制:稱取一定質量固體溶質或用量筒量取一定體積濃溶液或純液體溶質,用量筒量取所需體積的水,在燒杯中混合溶解即可。所需儀器:量筒、燒杯、玻璃棒、托盤天平(溶質為固體);(3)一定物質的量濃度溶液的配制:①配制步驟簡要概括為:算—稱—溶—移—洗—蕩—定—搖。②數據的處理及要求數據要求或解釋藥品的質量托盤天平稱量固體藥品,只能精確到0.1g,記錄數據時只能保留小數點后一位數字,如14.6g,不能寫為14.60g數據要求或解釋容量瓶的規格a.選擇容量瓶時應該與所配溶液體積相等或稍大。如需配制480mL某溶液,應選擇500mL容量瓶;b.回答儀器容量瓶名稱時同時應該注明其規格,如“500mL

容量瓶”,不能只回答“容量瓶”③誤差分析a.理論依據b.仰視、俯視的分析二.物質的量濃度的多角度計算1.物質的量濃度的計算(1)熟記物質的量濃度的計算的基本橋梁公式(2)物質的量濃度與質量分數的換算2.物質的量濃度計算的兩大規律:(1)質量守恒定律。①化學反應前后,反應物和生成物的質量相等。②稀釋前后,溶質的質量(或物質的量)不變。(2)電荷守恒規律。溶液中陽離子所帶的正電荷總數等于陰離子所帶的負電荷總數。【練類題鞏固拓展】1.(2019·湖北八校聯考)下列說法中正確的是 (

)A.移液時應該用玻璃棒引流,且玻璃棒的下端應該靠在刻度線上方B.配制1L0.1mol·L-1的NaCl溶液時,用托盤天平稱量5.85gNaCl固體C.用濃鹽酸配制1∶1(體積比)的稀鹽酸(約6mol·L-1)通常需要用燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶等儀器D.用濃硫酸配制一定物質的量濃度的稀硫酸時,若溶解后立即移液、定容,所得溶液濃度偏高【解析】選D。引流時玻璃棒的下端應該靠在刻度線下方,以防刻度線上方殘留有液體,A錯誤;托盤天平讀數時只能保留一位小數,B錯誤;因為是配制體積比濃度溶液,所以不需要容量瓶,C錯誤;立即移液定容,液體是熱的,冷卻后正常體積減小,濃度增大,D正確。2.用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測定產物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000mol·L-1的K2Cr2O7標準溶液250mL,應準確稱取________gK2Cr2O7[保留四位有效數字,已知M(K2Cr2O7)=294.0g·mol-1]。配制該標準溶液時,下列儀器中不必要用到的有________(用編號表示)。

①電子天平②燒杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥膠頭滴管⑦移液管【解析】稱取K2Cr2O7的質量為m(K2Cr2O7)=0.01000mol·L-1×0.2500L×294.0g·mol-1=0.7350g。用固體配制溶液,要用電子天平稱量固體質量,并在燒杯中溶解,然后轉移到容量瓶中,不需要量取液體的量筒和移液管。答案:0.7350

③⑦3.(2019·武漢模擬)取一定質量的Cu、Cu2O、CuO的固體混合物,將其分成兩等份。其中一份通入足量的氫氣充分反應后固體質量為25.6g,另一份加入500mL稀硝酸中固體恰好完全溶解并產生標準狀況下的NO氣體4.48L。已知Cu2O+2H+====Cu+Cu2++H2O,則稀硝酸的濃度為________。

【解析】一定質量的Cu、Cu2O、CuO的固體混合物兩等份,一份通入足量的氫氣充分反應后固體質量為25.6g,銅的物質的量為0.4mol,另一份加入500mL稀硝酸中固體恰好完全溶解,一定還生成了0.4molCu(NO3)2,并產生標準狀況下的NO氣體4.48L,NO的物質的量為0.2mol。由氮原子守恒可以求出硝酸的物質的量為1mol,則稀硝酸的濃度為2mol·L-1答案:2mol·L-1【加固訓練】1.體積為VL、密度為ρg·mL-1的某溶液中,含有摩爾質量為M的溶質mg。若此溶液中溶質的物質的量濃度為c,溶質的質量分數為w,則下列各表示式中正確的是 (

)【解析】選A。已知:c=1000或c=A項,c=

正確;B項,m=1000ρwV,錯誤;C項,w=錯誤;D項,ρ=注意w與w%的區別,錯誤。2.(2019·聊城質檢)市售濃硝酸的質量分數為65%,密度為1.4g·cm-3,要配制30%稀硝酸500mL,還需要查閱的數據是________________,若配制過程中不使用天平,則必須要計算的數據是____________,必須要使用的儀器是________________________。

【解析】因為配制的是一定質量分數的稀硝酸,根據xmL×1.4g·cm-3×65%=500mL×ρ×30%,所以還應查閱30%稀硝酸的密度。該實驗需計算所量取濃硝酸的體積和所加蒸餾水的體積,所以配制過程中還需玻璃棒、量筒、燒杯。答案:30%稀硝酸的密度所量取濃硝酸的體積和所加蒸餾水的體積玻璃棒、量筒、燒杯3.(2019·江蘇四市聯考)實驗室需配制1mol·L-1的NaOH溶液480mL。(1)用托盤天平稱取NaOH固體時,托盤天平讀數為________(填序號)。

A.20.00g

B.大于20.00g

C.大于20.0g(2)下列操作使所配制溶液的物質的量濃度偏高的是________(填序號)。

A.稱量時用了生銹的砝碼B.將NaOH放在紙張上稱量C.定容時俯視刻度線D.往容量瓶中轉移時,有少量液體濺出E.未洗滌溶解NaOH的燒杯F.定容時仰視刻度線G.容量瓶未干燥即用來配制溶液【解析】(1)應該配制500mL,所以需要的NaOH為20.0g,但是因為要放在燒杯中稱量,所以讀數大于20.0g;(2)稱量時用了生銹的砝碼會使稱得的氫氧化鈉偏多,選項A正確;將NaOH放在紙張上稱量,會有損失,濃度偏低,選項B錯誤;定容時俯視刻度線,水加少了,濃度偏高,選項C正確;往容量瓶中轉移時,有少量液體濺出,溶質損失,濃度偏低,選項D錯誤;燒杯未洗滌,溶質損失,濃度偏低,選項E錯誤;定容時仰視刻度線,水加多了,濃度偏低,選項F錯誤;容量瓶無需干燥,對結果無影響,選項G錯誤。答案:(1)C

(2)AC熱點三以“物質的量”為核心的計算——關系式法【研典例探究升華】【典例9】(2019·泉州模擬)已知:2Cu2++4I-====2CuI↓+I2,I2+2

====2I-+

某同學測定CuSO4·5H2O產品的質量分數可按如下方法:取3.00g產品,用水溶解后,加入足量的KI溶液,充分反應后過濾、洗滌,將濾液稀釋至250mL,取50mL加入淀粉溶液作指示劑,用0.080mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定,達到滴定終點的依據是________________________________________。四次平行實驗耗去Na2S2O3標準溶液數據如下:

此產品中CuSO4·5H2O的質量分數為________。

實驗序號1234消耗Na2S2O3標準溶液(mL)25.0025.0226.2024.98【解析】滴定終點:溶液由藍色褪為無色且半分鐘內不恢復原色;根據表中數據知,3誤差較大,舍去,平均消耗硫代硫酸鈉體積=mL=25.00mL,n(Na2S2O3)=0.080mol·L-1×0.025L=0.002mol,根據方程式知,Na2S2O3消耗的I2,50mL溶液中n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.002mol=0.001mol,則250mL溶液中n(I2)=0.001mol×5=0.005mol,根據方程式2Cu2++4I-====2CuI↓+I2得n(Cu2+)=2n(I2)=0.01mol,根據銅原子守恒得n(CuSO4·5H2O)=n(Cu2+)=0.01mol,m(CuSO4·5H2O)=250g·mol-1×0.01mol=2.5g,此產品中CuSO4·5H2O的質量分數=×100%=83.3%。答案:溶液由藍色褪為無色且半分鐘內不恢復原色83.3%【題后反思】多方程式計算方法(1)滴定反應可由化學方程式找出已知與未知的關系式,再根據關系式法求解;(2)解答信息給予題,先理解題給信息,再以物質的量為中心進行計算。【精整合技法指導】物質的量的綜合計算技巧方法——關系式法(1)在進行多步反應的計算時,要找出起始物與目標物之間的定量關系,一般的解題步驟:(2)多步反應也可以利用原子守恒建立關系如工業制硝酸可利用生產過程中氮原子守恒直接建立NH3和硝酸的關系式:NH3HNO3。【練類題鞏固拓展】1.在強堿性溶液中,高鐵酸鉀能將亞鉻酸鹽(KCrO2)氧化為鉻酸鹽(K2CrO4),生成的鉻酸鹽溶液酸化后,得到的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)用Fe(Ⅱ)的標準溶液滴定,以二苯胺磺酸鈉為指示劑。到達滴定終點時,溶液由紫色變為淡綠色(+6價鉻轉化成+3價鉻)。有關離子方程式為世紀金榜導學號

+

+2H2O====

+Fe(OH)3↓+OH-,①2

+2H+====

+H2O,②

+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O,③現稱取5.00g高鐵酸鉀樣品于燒杯中,加入適量氫氧化鉀溶液,加入稍過量的KCrO2,充分反應后,轉移到250mL容量瓶中,定容,量取25.00mL,再用稀硫酸酸化,用0.1000mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定,用去標準溶液30.00mL。計算上述樣品中,高鐵酸鉀的質量分數為______。

【解析】根據反應①②③可知:2Fe～～～～6Fe2+1mol 3moln 0.1000mol·L-1×0.03L則n=1.0×10-3mol所以樣品中高鐵酸鉀的質量分數為答案:39.6%2.