班级 姓名 高一化学必修1
第一章 从实验学化学
第一节 化学实验基本方法
课时1 化学实验安全和规范
【知识清单】
1.化学实验安全
危险化学品常分为不同的类别,具有不同的图形标志,如:
(1)装运浓硫酸的箱子应贴的图标是____;
(2)盛有大量酒精的容器封装后应贴的图标是____。
(3)贴有图标B、D的化学试剂应________保存,放置在远离____________的地方。
2.实验规范操作
掌握正确的操作方法是实验安全的根本保证。“药品的取用”实验操作的正确方法:
(1)药品的取用
(2)取用药品时,不能用手________药品,不要把鼻孔凑到容器口________药品(特别是气体)的气味,不得________任何药品的味道。实验后剩余的药品(Na、K除外)既不要放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入实验室指定的容器内。
【典型例题】
例题1.化学实验中安全意识是重要的科学素养,下列实验操作或事故处理操作中正确的是( )
A.酒精灯不慎碰倒起火时可用水扑灭
B.不慎将酸溅到眼中,应立即用水冲洗,边洗边眨眼睛
C.配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定量的水,再在搅拌条件下加入浓硫酸
D.做“氢气还原氧化铜”的实验时,先加热再通氢气
解析:酒精灯失火时,应用湿抹布或细沙盖灭,不能用水扑灭;量筒不能用来配制或稀释溶液;氢气还原氧化铜时,应先通氢气排出装置中的空气后,再点燃酒精灯加热。
答案:B
同源变式1 下列实验操作中,完全正确的一组是( )
① 用试管夹夹持试管时,试管夹从试管的底部向上套,夹在试管的中上部;
② 给盛有液体超过试管容积1/3的试管加热;
③ 把鼻孔靠近容器口去闻气体的气味;
④ 将试管平放,用纸槽向试管里送入固体粉末后,然后使试管竖立起来;
⑤ 取用放在细口瓶里的液体时,取下瓶塞倒放在桌上,倾倒液体时,标签向手心;
⑥ 将烧瓶放在桌面上,再将塞子用力塞上;
⑦ 用坩埚钳夹持加热后的蒸发皿;
⑧ 将滴管垂直伸进试管内滴加液体;
⑨ 稀释浓硫酸时,把水迅速倒进盛有浓硫酸的量筒中;
⑩ 检验装置的气密性时,把导管的一端浸入水中,用手掌握住容器或用酒精灯微热。
A.①④⑦⑩ B.①④⑤⑦⑩ C.①④⑤⑦⑧⑨ D.④⑤⑦⑧⑨
例题2.下图中实验操作正确的是( )
A.读取液体体积 B.过滤C.倾倒液D.制取二氧化碳
解析:A、在用量筒量取液体时,读数时不能仰视或俯视,视线要与凹液面最低处保持水平,故A错;B、过滤时注意一贴二低三靠,本题符合这些操作,故B正确;C、用试剂瓶向试管内倾倒液体时有以下注意事项:瓶塞倒放在桌面上,标签向着手心,试管要倾斜,试剂瓶口与试管口紧挨着,瓶塞正放了,故C错;D、制取二氧化碳不能用硫酸,因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,阻止了反应的进行,应用稀盐酸,故D错.
答案:B
同源变式2下图分别表示四种操作,其中有两个错误的是( )
AB
C
D
【课后习题】
1.( )盛氯酸钾、硝酸铵的容器贴图中最合适的标志是
2.( )在危险化学品的外包装标签上印有警示性标志。下列化学品名称与警示性标志名称对应不正确的是
A.烧碱——剧毒品 B.汽油——易燃品
C.浓硫酸——腐蚀品 D.酒精——易燃品
3.( )为了火车客运安全,下列药品:①NH4NO3②(NH4)2SO4 ③食盐 ④油漆 ⑤汽油 ⑥黑火药 ⑦生石灰,从化学性质判断,由于易燃易爆而不能带上火车的是
A.③④⑤⑥⑦ B.①②⑦
C.①④⑤⑥ D.①④⑦
4.( )下列实验操作中,正确的是
|
|
|
|
A BC D
5.请你完成下列各实验操作。
(1) 点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4等)之前,要________________。
(2) 用H2、CO还原CuO时,先____________,再____________。
(3) 实验室制取CO、Cl2等有毒气体时,要在________中进行,要有尾气处理装置。
(4) 加热法制取气体且用排水法收集时,实验结束时的操作为_________。
(5) 稀释浓H2SO4时,将________________沿器壁缓缓加入________中,边加边________,冷却。
6.化学是一门以实验为基础的学科,熟练使用中学化学实验中的常见仪器,熟悉常见实验品是正确进行实验的基础。现有如下仪器:
①试管 ②集气瓶 ③温度计 ④量筒 ⑤烧杯 ⑥蒸发皿 ⑦圆底烧瓶
对允许加热的仪器,加热时必须垫石棉网的有__________,可以直接加热的有__________,标有“0”刻度的有__________。(填序号)
7.以下关于化学实验中“先”与“后”的说法中正确的是__________。(填序号)
①加热试管时,先均匀加热,后局部加热
②用排水法收集气体后,先移出导管后撤酒精灯
③制取气体时,先检验装置气密性后装药品
④点燃可燃性气体如H2、CO等时,先检验气体纯度后点燃
⑤做H2还原CuO实验时,先通H2后加热CuO,反应完毕后,先撤酒精灯待试管冷却后停止通H2
⑥在测定溶液pH时,先用蒸馏水将pH试纸润湿,后用玻璃棒蘸取溶液点在试纸中部,再与标准比色卡比较
第一节 化学实验基本方法
课时2 混合物的分离和提纯(1)
【知识清单】
1.分离和提纯
(1) 分离是通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开,分别得到纯净的物质。
(2) 提纯是通过适当的方法把混合物中的杂质除去,以得到纯净物质。
(3) 化学方法提纯和分离物质的“四原则”和“三必须”:
“四原则”:不增(提纯过程中不增加新的杂质);不减(不减少被提纯的物质);易分离(被提纯物质与杂质容易分离);易复原(被提纯物质要容易复原)。
“三必须”:除杂试剂一般必须过量;过量试剂必须除尽(不能因为试剂过量带入新杂质);除杂途径选最佳。
2. 物质分离的常见方法及注意事项
(1)过滤
“一贴”:滤纸紧贴 ,中间不留有气泡(操作时要用手压住,用水润湿)。
“二低”:滤纸的边缘低于 ,漏斗里的液体液面低于 。
“三靠”:倾倒液体的烧杯尖口要紧靠 ,玻璃棒的末端轻靠在 的一边,漏斗下端的管口靠接液 。
若滤液浑浊应再过滤一次。
(2)蒸发
蒸发皿的液体不超过容积的 。加热时,用 不断搅拌。出现较多固体时,应 , 蒸干。取下未冷却的蒸发皿时,要放在 上。
3.离子检验的一般步骤
取样:每次取少量进行检验,若为固体样品有时需要配成溶液后再检验;
↓
加入试剂:选取合适试剂,必要时还需振荡或加热等;
↓
观察现象:包括溶液是否变色、浑浊及是否产生气体等;
↓
得出结论
提醒:离子检验在选择试剂时要考虑是否有其他离子对被检验离子产生干扰,如SO离子检验若只用可溶性钡盐,CO离子会产生干扰。
【典型例题】
例题1.在“粗盐提纯”的实验中,蒸发时的正确操作是( )
A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B.开始析出晶体后,用玻璃棒搅拌
C.等水分完全蒸干后停止加热
D.蒸发皿中出现多量固体时即停止加热
解析:为达到提纯的目的,要过滤后使滤液澄清,然后再蒸发,而加热至蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
答案:D
同源变式1某同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤见下图。
(1) 步骤①和②的操作名称是________。
(2) 步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止__________________ ________,当蒸发皿中有较多量固体出现时,应______________,用余热使水分蒸干。
例题2.为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4,可选用Ba(OH)2、盐酸和K2CO3三种试剂,按下列步骤操作:
(1)写出三种试剂的化学式:A__________,B__________,C________。
(2)根据题意,回答下列问题:
①加入过量A的目的是___________________________________________________,
②加入过量B的目的是___________________________________________________,
③加热煮沸的目的是_____________________________________________________。
(3)操作Ⅰ是________,操作Ⅱ是________。
解析:要使杂质一一除去,必须考虑到所加试剂是过量的,而且过量的试剂在后面步骤中必须除去,要除去Mg2+,可用含OH-的试剂,除SO可用含Ba2+的试剂,故先加入Ba(OH)2。加入的过量Ba(OH)2中的Ba2+可用K2CO3除去,过量Ba(OH)2中的OH-,以及过量K2CO3中的CO,可用稀盐酸除去,最后加热煮沸可除去HCl。
答案:(1)Ba(OH)2 K2CO3 HCl(2)①除尽Mg2+和SO②除尽过量的Ba2+ ③使HCl挥发(3)过滤 蒸发
同源变式2提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,设计实验方案为:
则X试剂为( )
A.Na2CO3 B.K2CO3C.Na2SO4 D.K2SO4
【课后习题】
1.( )正确的实验操作是实验成功的基本保证,下列实验操作正确的是
A.检查装置气密性 B.蒸发C.加热液体D.量取液体体积
2.( )为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO和泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液,正确的操作顺序是
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③
C.②⑤④①③ D.④⑤②①③
3.( )为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:
①取少量溶液滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀 ②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体;白色沉淀部分溶解 ③取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。根据实验,以下推测不正确的是
A.一定有SO
B.一定有CO
C.不能确定Cl-是否存在
D.不能确定SO是否存在
4.( )下列括号中的物质是除去杂质所用的药品,其中错误的是
A.氧化钙中的杂质碳酸钙(盐酸)
B.二氧化碳中的有少量一氧化碳(氧气)
C.氢气中有氯化氢(氢氧化钠溶液)
D.硫酸亚铁溶液中有硫酸铜(铁粉)
5.实验室需要纯净的氯化钠溶液,但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案:
提示:NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
⑴ 操作①可选择 (填仪器名称)。
⑵ 操作②是否可改为加硝酸钡溶液? ,理由是 。
⑶ 进行操作② 后,如何判断是SO已除尽,方法是____________
__________ __________ 。
⑷ 操作③的目的是_______________________________________,为什么不先过滤后加碳酸钠溶液?理由是_____________________________________________。
⑸ 操作④的目的是____________________________________。
*6.一学生设计了如下实验方法分离NaCl和CaCl2两种固体混合物
回答下列问题:
(1)B物质是______(写化学式),
写出B与盐酸反应的化学方程式 。
(2)按此实验方案分离得到的NaCl,经分析含有杂质,是因为上述方案中某一步设计有问题,这一步的正确设计方案应是______________________________________________。
(3)若要测定该样品中NaCl和CaCl2的质量比,可称量干燥的B物质和另一物质的质量,这种物质是______。
第一节 化学实验基本方法
课时3 混合物的分离和提纯(2)
【知识清单】
1.物质分离的常见方法及注意事项
(1)蒸馏
利用 的液体混合物中各组分的 不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。蒸馏属于 变化。
注意事项:
a.烧瓶内液体的容积不超过2/3,烧瓶要垫上石棉网加热,烧瓶中还要加入 。
b.温度计下端水银球应置于蒸馏烧瓶支管口附近,测量逸出气体的温度。
c.冷凝水 进, 出。
(2) 萃取和分液
操作 | 对象 | 原理 | 注意事项 |
萃取 | 溶质和溶剂 | 溶质在不同溶剂中溶解度不同 | 萃取剂与原溶剂不互溶、不反应; 充分振荡,让两种原溶液与萃取剂充分混合。 |
分液 | 两种互不相溶的液体 | 溶解性(互不相溶的液体混合出现分层现象) | 分液漏斗使用前要查漏; 分液漏斗的下端要仅靠烧杯内壁; 要将分液漏斗上口的玻璃塞打开,或使溶液上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔; 等静止后,下层液体从分液漏斗的下口流出,上层液体从分液漏斗的上口倒出。 |
例如:用CCl4萃取碘水中的I2的步骤:
加萃取剂→振荡萃取→静置分层→分液
2.氯离子检验的一般步骤
取少量待测液于试管中,加入 ,若 ,则 。
【典型例题】
例题1.下列实验操作中错误的是( )
A.蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加热
B.蒸馏操作时,应使温度计液泡靠近蒸馏烧瓶的支管口处
C.分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
D.萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水大
解析:蒸发时,当蒸发皿中出现大量固体时停止加热,然后用余热蒸干,A错误;萃取剂的选择只要与原溶剂互不相溶,且与被提取物质不发生化学反应即可,与密度无关,D错误。
答案:AD
同源变式1用四氯化碳萃取碘的饱和水溶液中的碘,下列说法中不正确的是( )
A.实验使用的主要仪器是分液漏斗
B.碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大
C.碘的四氯化碳溶液呈紫红色
D.分液时,水从分液漏斗下口流出,碘的四氯化碳溶液从漏斗上口倒出
例题2.现有三组溶液:①汽油和氯化钠溶液 ②39%的乙醇溶液 ③氯化钠和单质碘的水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是( )
A.分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液
C.分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液
解析:汽油和氯化钠溶液不相溶,汽油的密度比水的小,所以在上层,可通过分液的方法进行分离;乙醇和水的沸点不同,可通过蒸馏的方法进行分离;碘在水溶液中的溶解度不大,可用有机溶剂把它从其水溶液中萃取出来。
答案:C
同源变式2请采取适当的方法将混合物中各物质分离开来:
(1) 不溶性固体与水的混合物,如泥沙与水,可用________方法分离;
(2) 可溶性固体与水的混合物,如水和食盐,可用________方法分离;
(3) 两种互不相溶的液体,如CCl4与水,可通过________方法分离;
(4) 两种互相溶解但沸点不同的液体,如水与乙醇,可用________方法分离;
(5) 两种固体,如碘晶体和食盐的混合物,可通过________方法分离。
【课后习题】
1.( )下列离子检验的方法正确的是
A.某溶液产生白色沉淀,说明原溶液中有Cl-
B.某溶液产生白色沉淀,说明原溶液中有SO
C.某溶液产生蓝色沉淀,说明原溶液中有Cu2+
D.某溶液生成无色气体,说明原溶液中有CO
2.( )以下实验装置一般能用于分离物质的是
A.只有①② B.只有②③
C.只有①③ D.①②③
3.( )下列混合物的分离方法不可行的是
A.沸点不同的液态混合物可用蒸馏方法分离
B.互不相溶的液态混合物可用分液方法分离
C.互溶的液态混合物可用萃取的方法分离
D.可溶于水的固体与难溶于水的固体形成的混合物可用溶解、过滤、蒸发的方法分离
*4.( )氯代烃(RCl)与其他卤代烃一样,都不溶于水,可溶于大多数有机溶剂。HCl极易溶于水。化学工作者从有机反应:RH+Cl2(g) →RCl(l)+HCl(g) 受到启发(方程式中g表示物质为气态,l表示物质为液态),提出在农药和有机合成工业中可获得副产品盐酸的设想已成为现实。试指出从上述反应产物中分离得到盐酸的最佳方法是
A.蒸馏法 B.水洗分液法
C.升华法 D.有机溶剂萃取法
5.右图为蒸馏装置示意图。
⑴ 图中的两处明显的错误是____________
_____________。
⑵ 仪器B的名称是________。
⑶ 实验时A中除加入少量自来水外,还需加入少量__________,其作用是______________________。
*6.海洋植物如海带海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋植物中提取碘的流程如下:
―→
某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如图所示:
已知氯水中含有Cl2,②中发生反应的化学方程式为Cl2+2KI===2KCl+I2。
回答下列问题:
(1)写出提取过程①③中实验操作的名称:①______________,③____________。
(2)四氯化碳是______色、比水______的液体。F中下层液体的颜色为______色,上层液体中溶质的主要成分为______。
(3)在灼烧过程中,将使用到的(除泥三角外)实验仪器有______________。(填字母)
A.试管 B.瓷坩埚 C.坩埚钳 D.蒸发皿 E.酒精灯
7.(1)现有一瓶A和B的混合液,已知它们的性质如下表。
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度 /g·cm-3 | 溶解性 |
A | -11.5 | 198 | 1.11 | A、B互溶,且均易溶于水 |
B | 17.9 | 290 | 1.26 |
据此分析,将A和B相互分离的常用方法是________(填“过滤”、“蒸发”、“萃取”、“分液”、“蒸馏”等)。
(2)除去NaNO3固体中混有的少量KNO3,所进行的实验操作依次为:________、蒸发、结晶、________。
(3)除去KCl溶液中的K2SO4,依次加入的溶液为(填溶质的化学式):____________。
第一节 从实验学化学
课时4 复习课
【知识清单】
1.混合物分离与提纯常用方法
2.常见离子的检验
(1)SO(2)Cl-
【典型例题】
例题1.某溶液中可能含有SO、CO、Cl-。为了检验其中是否含有SO,除BaCl2溶液外,还需要的溶液是( )
A.H2SO4 B.HClC.NaOH D.NaNO3
解析:加入盐酸,排除CO的干扰,因为BaCO3也是一种不溶于水的白色沉淀。
答案:B
同源变式1下列离子检验的方法正确的是( )
A.向某溶液中加入硝酸银溶液,生成白色沉淀,说明原溶液中有Cl-
B.向某溶液中加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,说明原溶液中有SO
C.向某溶液中加入氢氧化钠溶液,生成蓝色沉淀,说明原溶液中有Cu2+
D.向某溶液中加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,再加盐酸沉淀不溶解,说明原溶液中有SO
例题2.可用于分离或提纯物质的方法有A.过滤 B.升华 C.加热分解 D.洗气法。下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合适?
(1)除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3颗粒,用________。
(2)除去O2中少量的水蒸气,用________。
(3)除去固体碘中混有的少量NaI,用________。
(4)除去氧化钙中的CaCO3,用________。
解析:除去溶液中的固体颗粒,一般用过滤的方法;除去O2中的水蒸气可通过装有浓H2SO4的洗气瓶;单质I2易升华,可用升华法把I2从混合物中分离出来;CaO中的CaCO3可用加热法使CaCO3分解。
答案:(1)A (2)D (3)B (4)C
同源变式2实验小组的同学欲对一粗盐样品进行初步提纯。所用实验仪器或用品如下:
(1)D的名称是________;
(2)提纯的步骤是:溶解、过滤、________、计算产率;
(3)实验小组通过正确的计算发现,所得实验结果与该粗盐的实际含量对比,实验测得的结果比实际偏低,请分析可能的原因:____________________________________
________________________________________________________________________。
【课后习题】
1.( )现有下列仪器:烧杯、铁架台(带铁圈)、三角架、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿和蒸馏烧瓶,从缺少仪器的角度分析,不能进行的实验项目是
A.过滤 B.蒸发 C.分液 D.萃取
2. ( )下列实验操作中正确的是
A.应使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加热
B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处
C.分液操作时下层液体从分液漏斗下口放出后再将上层液体从下口放出到另一个烧杯中
D.萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水大
3. ( )进行化学实验必须注意安全,下列说法正确的是
A.不慎将酸溅到眼中,应立即用干布擦,后边洗边眨眼睛。
B.不慎将浓碱溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上硼酸溶液。
C.酒精在实验台上燃烧时,用水扑灭火焰。
D.配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再在搅拌下慢慢加入浓硫酸。
4. ( )实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:①放置酒精灯②固定铁圈的位置③放上蒸发皿④加热搅拌⑤停止加热、余热蒸干。其正确的操作顺序是
A.①②③④ B.①②③④⑤
C.②③①④⑤ D.②①③④⑤
5. ( )量取100mL碘的饱和水溶液,倒入分液漏斗中,然后再注入4mL四氯化碳,用力振荡后静置,实验现象为
A.液体分层,上层为四氯化碳层,黄色
B.液体分层,上层为水层,紫色
C.液体分层,下层为四氯化碳层,紫色
D.液体分层,下层为水层,黄色
6.( )实验室检验溶液中是否存在SO,可选用的化学试剂依次为
A.KCl(aq),HCl(aq) B.HNO3(aq),KNO3(aq)
C.HCl(aq),BaCl2(aq) D.NaNO3(aq),HNO3(aq)
7.蒸馏是实验室制备蒸馏水的常用方法。图Ⅰ是实验室制取蒸馏水的常用装置。
1 图Ⅰ中有明显错误的是 。
2 仪器A的名称是 ,仪器B的名称是 。
3 实验时A中除加入少量自来水外,还需加入少量 。
⑷ 图Ⅱ装置也可用于少量蒸馏水的制取(加热及固定仪器略),其原理与图I完全相同。 该装置中使用的玻璃导管较长,其作用是 ;烧杯中还应盛有的物质是 。
8.某粗盐主要成分为氯化钠,杂质为不溶性泥沙和可溶性的MgCl2、CaCl2和Na2SO4。某校化学兴趣小组欲探究食盐的精制过程,以该粗盐为原料,通过如下几个实验步骤,可制得纯净的食盐水:①加入稍过量的Na2CO3溶液;②蒸发;③加入稍过量的NaOH溶液;④加入稍过量的BaCl2溶液;⑤滴入稀盐酸至无气泡产生;⑥溶解;⑦过滤。
(1)正确的操作顺序是 ;
(2)第⑥步操作中得到沉淀的成分有:泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、 、 ;
(3)写出第①步涉及到的两个化学反应方程式:
、 。
*9.氯化钠样品含有少量的Na2SO4 和 Na2CO3,按下列流程进行净化:
(1)请在下列流程中的( )中写上合适的试剂的化学式,在[ ]中写上实验操作名称。
(2)写出有关反应的化学方程式:
第②步
第③步
第⑤步
第二节 化学计量在实验中的应用
课时1 物质的量的单位——摩尔
【知识清单】
1.国际单位制(SI)的7个基本物理量及其单位
物理量 | 单位名称 | 单位符号 |
长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 发光强度 | 米 千克 秒 安(培) 开(尔文) 摩(尔) 坎(德拉) | m kg s A K mol cd |
2.摩尔的来历
摩尔是在1971年,有41个国家参加的第14届国际计量大会决定增加的国际单位制(SI)的基本单位。摩尔应用于计算微粒的数量、物质的质量、气体的体积、溶液的浓度、反应过程的热量变化等。摩尔来源于拉丁文moles,原意为大量、堆积。
1971年第十四届国际计量大会关于摩尔的定义有如下两段规定:“摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg12C的原子数目相等。”“在使用摩尔时应予以指明基本单元,它可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是这些粒子的特定组合。”上两段话应该看做是一个整体。0.012kg12C核素所包含的碳原子数目就是阿伏伽德罗常数(NA),目前实验测得的近似数值为6.02×1023。摩尔跟一般的单位不同,它有两个特点:①它计量的对象是微观基本单元,如分子、离子等,而不能用于计量宏观物质。②它以阿伏加德罗数为计量单位,是个批量,不是以个数来计量分子、原子等微粒的数量。也可以用于计量微观粒子的特定组合,例如,用摩尔计量硫酸的物质的量,即1mol硫酸含有6.02×1023个硫酸分子。摩尔是化学上应用最广的计量单位,如用于化学反应方程式的计算,溶液中的计算,溶液的配制及其稀释,有关化学平衡的计算,气体摩尔体积及热化学中都离不开这个基本单位。
3.基本关系式
计算关系式 | 主要应用 | 注意事项 |
n= | 在n、N和NA中,已知任意两项求第三项 | NA有单位:mol-1 |
由基本关系式n=可得关系式___________________、___________________。
【典型例题】
例题1.请填写下表:
| 物质的量 | 分子数目 | 原子总数 |
SO2 | 2 mol |
|
|
O2 |
|
| 6.02×1023 |
O3 |
| 6.02×1022 |
|
解析:灵活应用基本关系式n=及其变形关系式,关注微粒的种类,尤其分子数与原子数的关系。
2 mol SO2的分子数目为2 mol×6.02×1023 mol-1=1.204×1024,
2 mol SO2的原子数目为6 mol×6.02×1023 mol-1=3.612×1024,
氧分子是双原子分子,分子数是原子数的一半,则O2的分子数目为3.01×1023,又由n=易得O2的物质的量:n(O2)=0.5mol,
同理,臭氧分子是三原子分子,O3的原子数目为3 ×6.02×1022,n(O3)=0.1mol。
答案:
| 物质的量 | 分子数目 | 原子总数 |
SO2 | 2 mol | 1.204×1024 | 3.612×1024 |
O2 | 0.5mol | 3.01×1023 | 6.02×1023 |
O3 | 0.1mol | 6.02×1022 | 1.806×1023 |
同源变式1
1molH2O中约含______个氢原子;______mol H2O中所含有的氢原子数与2mol NH3中含有的氢原子数相同。
例题2.科学家发现一种化学式为H3的氢分子。1 mol H3和1 mol H2具有相同的( )
A.分子数 B.原子数C.质子数 D.电子数
解析:设NA为阿伏伽德罗常数的值,则1 mol H3和1 mol H2分子数均为NA,原子数分别为3NA和2NA,质子数分别为3NA和2NA,电子数分别为3NA和2NA,故A正确。
答案:A
同源变式2
O2和O3是氧单质的两种同素异形体。1.2 mol O2和0.8 mol O3所含的分子数之比为 ,所含的氧原子之比为 。
【课后习题】
1.( )下列有关物质的量的叙述,错误的是
A.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
B.物质的量表示含有一定数目粒子的集体
C.物质的量是国际单位制中的一个基本单位
D.摩尔是计量原子、分子或离子等微观粒子的“物质的量”的单位
2.( )在1molH2O中含
A.1molH B.6.02×1023个氢原子
C.6.02×1023个水分子 D.3.01×1023个氧原子
3.( )下列关于阿伏伽德罗常数的说法错误的是
A.阿伏伽德罗常数是一个常数,没有单位
B.阿伏伽德罗是一位意大利物理学家,最早提出分子的概念
C.阿伏伽德罗常数是一个实验值
D.1mol任何粒子的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同
4.( )现有等物质的量的水和甲烷,它们核外电子总数之比为
A.1:1B.3:5C.2:1 D.1:2
*5.( )a mol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为
A.(a/4b) mol-1 B.(b/a) mol-1
C.(a/b) mol-1 D.(b/4a) mol-1
6.下列物质中,物质的量最大的是 ,含分子个数最多的是 ,含原子个数最多的是 。
A.0.3 mol H2 B.0.25mol CO2 C.1.204×1023个甲烷分子
7.用适当数据填空
⑴2 mol NH3中含有_________个NH3分子,_________个N原子,__________mol H。
⑵2 mol CO2中含有_________mol C 和_________mol O,含有_________个CO2分子。
⑶______mol H2O中所含有的氧原子数与1.5 mol CO2中含有的氧原子数相同。
第二节 化学计量在实验中的应用
课时2 摩尔质量
【知识清单】
1.基本关系式
计算关系式 | 主要应用 | 注意事项 |
M= | 在M、n和m中,已知任意两项求第三项; | M的单位取g·mol-1时,m的单位取g |
结合n=,可以建立粒子数与宏观质量的关系:
2.摩尔质量与相对分子(原子)质量的关系及推理过程
一种元素的相对原子质量是以C-12质量的1/12作为标准,其他元素的原子质量跟它相比较后所得到的。通过对物质的量概念的学习,我们又知道1molC-12的质量为0.012kg,即0.012kg是6.02×1023个C-12的质量。利用1mol任何粒子集体中都含有相同数目的粒子这个关系,我们就可以推知1mol任何粒子的质量。例如,1个12C与1个H的质量比约为12∶1,因此,1mol12C与1molH的质量比也约为12∶1。由于1mol12C的质量为0.012kg,所以,1molH的质量也就为0.001kg。
对于原子来说,1mol任何原子的质量都是以克为单位,在数值上等于该种原子的相对原子质量。例如,O的相对原子质量为16,1molO的质量为16g;Na的相对原子质量为23,1molNa的质量为23g。
对于分子来说,1mol任何分子的质量都是以克为单位,在数值上等于该种分子的相对分子质量(式量)。例如,O2的相对分子质量为32,1molO2的质量为32g;NaCl的相对分子质量为58.5,1mol NaCl的质量为58.5g。
离子是原子得到或失去电子而生成的。由于电子的质量很小,因此,原子在得到或失去电子后的质量仍然近似等于原子的质量。可以推知:Na+的相对原子质量为23,1mol Na+的质量为23g; Clˉ的相对原子质量为35.5,1mol Clˉ的质量为35.5g。对于较复杂的离子,如原子团来说,1mol任何原子团的质量都是以克为单位,在数值上等于构成该原子团的原子的相对原子质量之和。例如,1mol SO的质量为96g。
通过上述分析,我们不难看出:当单位为克时,1mol任何粒子或物质的质量在数值上都与该粒子相对原子质量或相对分子质量相等。我们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。
【典型例题】
例题1.下列说法正确的是( )
A.硫酸的摩尔质量是98 g
B.18 g水的物质的量为1 mol
C.O2的摩尔质量(单位是g/mol)在数值上等于其相对分子质量
D.1 mol CO的质量为28 g/mol
解析:A项错误,摩尔质量的单位是g/mol;B项中,n(H2O)==1 mol,正确;D项中1 mol CO的质量是NA个CO分子的总质量,其单位应是“g”,而不是“g/mol”。
答案:BC
同源变式1下列说法正确的是( )
A.1 mol氢约含有6.02×1023个微粒
B.H2的摩尔质量是2 g
C.1 mol O2的质量是32 g,含有的氧原子数为2×6.02×1023
D.2 mol H2SO4的摩尔质量为196 g/mol
例题2.2.5 mol Ba(OH)2中含有____________个Ba2+,含有____________个OH-,2.5 mol Ba(OH)2的质量是________g。含有1.204×1024个OH-的Ba(OH)2的物质的量是________。
解析:1 mol Ba(OH)2含有1 mol Ba2+和2 mol OH-,1 mol的粒子数约为6.02×1023,用Ba2+和OH-的物质的量分别乘以6.02×1023即可得出答案。Ba(OH)2的摩尔质量是171 g/mol,所以其质量为2.5 mol×171 g/mol=427.5 g。1.204×1024个OH-的物质的量为=2 mol,则Ba(OH)2的物质的量为1 mol。
答案:1.505×1024 3.01×1024 427.5 1 mol
同源变式2请填写下表:
物质 | 摩尔质量 | 物质的量 | 质量 | 分子或离子数目 |
SO2 |
| 2 mol |
|
|
SO |
|
|
| 6.02×1022 |
SO3 |
|
| 16g |
|
【课后习题】
1.( )下列说法正确的是
A.摩尔是表示物质的数量单位
B.1 molH2的质量是2 g
C.O2的摩尔质量是32 g
D.每摩尔物质都含有阿伏加德罗常数个任意微粒
2.( )下列有关摩尔质量的描述或应用中,正确的是
A.1 mol OH-的质量为18 g
B.二氧化碳的摩尔质量为44 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.一个钠原子的质量等于 g
3.( ) 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
4.( )1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×1022,则该气体的摩尔质量为
A.64 g B.64
C.64 g/mol D.32 g/mol
5.( )火箭发射的燃料有很多,偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生巨大能量,可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述中正确的是
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g/mol
D.6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
6.计算
(1)22 g CO2的物质的量是多少?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)1.5 mol水的质量是多少? 共含有多少个水分子?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)71克Na2SO4中含有SO42-离子的物质的量和Na+离子数目各为多少?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7.摩尔质量是指单位物质的量的物质所含有的质量。
(1)已知NH3的相对分子质量为17,则NH3的摩尔质量为________。
*(2)设nA为阿伏加德罗常数的值,已知a g某气体中含分子数为b,则该气体的摩尔质量为________。(用含nA的代数式表达,下同)
*(3) 设nA为阿伏加德罗常数的值,已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为________。
*8.某化学兴趣小组根据反应Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑(1 mol Mg置换出1 mol H2),设计测定镁原子摩尔质量的实验,简易装置如图,除去表面氧化膜的镁条质量为0.24 g。镁条完全反应后,用量筒收集水,体积为0.25 L(已知此条件下H2的密度为0.08 g/L)。
(1)如何检查该装置的气密性?
________________________________________________________________________
(2)根据实验数据计算镁的摩尔质量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)若将铜丝换成铁丝,会导致实验结果偏大、偏小还是不变? ________________。
第二节 化学计量在实验中的应用
课时3 气体摩尔体积
【知识清单】
1.物质体积的影响因素
(1)相同条件下,相同物质的量的气体体积近似相等,而固体、液体却不相等。
(2)决定物质体积大小的因素:①物质粒子数的多少;②物质粒子本身的大小;③物质粒子之间距离的大小。
(3)决定气体体积大小的因素:气体分子间平均距离比分子直径大得多,因此,当气体的物质的量(粒子数)一定时,决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小。
(4)影响气体分子间平均距离大小的因素:温度和压强。温度越高,体积越大;压强越大,体积越小。当温度和压强一定时,气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值,故粒子数一定时,其体积是一定值。
2.气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积,这个体积叫做气体摩尔体积,单位是L/mol(升/摩尔) ,在标准状况下(STP,0℃,101kPa)1摩尔任何理想气体所占的体积都约为22.4L,气体摩尔体积为22.4L/mol。
3.基本关系式
关系式 | 主要应用 | 注意事项 |
Vm= | 在V、n和Vm中,已知任意两项求第三项; | 标准状况下,气体摩尔体积Vm取22.4L/mol |
【典型例题】
例题1.下列叙述正确的是( )
A.1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B.1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C.标准状况下,1 mol四氯化碳所占的体积是22.4 L
D.标准状况下,22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol
解析:A项,没有指明物质所处的状况,错误;B项,没有指明物质所处的状态,错误;C项,四氯化碳在标准状况下不是气体,错误;D项,是对气体摩尔体积概念的应用,正确。
答案:D
同源变式1下列说法中正确的是( )
A.32 g O2占有的体积约为22.4 L
B.22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子
C.在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 g
D.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
例题2.在同温、同压条件下,两种物质的量相同的单质气体之间的关系( )
A.体积都是22.4 L B.具有相同的体积
C.都是双原子分子 D.具有相同的分子数目
解析:题中没有说明是在标准状况下,也没有指明两种气体都是1 mol,不能认为体积都是22.4 L,A不正确。两种单质气体的分子既可能是双原子分子(如N2、O2、Cl2等),又可能是单原子分子(如He、Ne、Ar等),还可能是三原子分子(如O3等),C项不正确。
答案:BD
*同源变式2如图两瓶体积相等的气体,在同温、同压下瓶内气体的关系一定正确的是( )
A.原子数相等 B.密度相等
C.质量相等 D.摩尔质量相等
【课后习题】
1.( )下列有关气体体积的叙述正确的是
A.一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子大小决定
B.一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子数决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积,约为22.4 L
2.( )在标准状况下,与12 g H2的体积相等的N2的
A.质量为12 g B.物质的量为6 mol
C.体积为 22.4 L D.物质的量为 12 mol
3.( )同温同压下,相同体积的H2和CO2气体,具有相同的
A.分子数 B.原子数C.质量 D.摩尔质量
*4.( )下图中,白球代表氢原子,灰黑色球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是
5.完成与物质的量有关的计算,写出计算过程。
(1)22 g CO2中含 个CO2分子,在标准状况下的体积是 。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)在标准状况下,1.7g氨气所占的体积为___________L。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)某气态氧化物的化学式为RO2,在标准状况下,1.28g该氧化物的体积为448mL,则该氧化物的摩尔质量为_____________,R的相对原子质量为__________________。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6.标准状况下,下列四种气体的关系中,气体体积从大到小的顺序是(用序号表示)_____________。
① 6.72 L CH4 ② 3.01×1023个HCl分子
③ 13.6 g 硫化氢(H2S) ④ 0.2 mol氨气(NH3)
*7.(10分)某常见气体在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。
(1)该气体的相对分子质量为________。
(2)若该气体的分子式为A2型,其名称为________;若该气体的分子式为AB型,其名称为________。
8.现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g/mol。若阿伏加德罗常数用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________ mol。
(2)该气体所含原子总数为________个。
(3)该气体在标准状况下的体积为________ L。
(4)该气体在标准状况下的密度为________ g/L。
第二节 化学计量在实验中的应用
课时4物质的量在化学实验中的应用(1)
【知识清单】
1.溶液组成的表示方法之一——质量百分比浓度
质量百分比浓度即质量分数,以溶质的质量占全部溶液的质量的百分比来表示的浓度。如5%的葡萄糖溶液,即表示100克该溶液中含葡萄糖5克,水95克。质量百分比浓度=(溶质质量/溶液质量)×100%。
2.溶液组成的表示方法之二——物质的量浓度
(1) 化学定量分析常涉及溶液的配制和溶液浓度的计算,利用化学反应进行定量分析时,用物质的量浓度来表示溶液的组成更为方便。溶质(用字母B表示)的物质的量浓度(molarity)是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,用符号 cB 表示,常用单位为mol/L。
(2) 基本关系式
关系式 | 主要应用 | 注意事项 |
cB= | 在V、n和c中,已知任意两项求第三项; | V为溶液体积,不能近似为溶剂水的体积,更不能将溶质和溶剂的体积进行加和。 |
(3) 两种表示方法的比较
3.一种容积精确的仪器——容量瓶
容量瓶,是一种细颈梨形平底的容量器,带有磨口玻塞,颈上有标线,表示在所指温度下液体凹液面与容量瓶颈部的标线相切时,溶液体积恰好与瓶上标注的体积相等。容量瓶上标有:温度、容量、刻度线。
容量瓶通常有25mL、50mL、100mL、250mL、500mL及1000mL等数种规格,实验中常用的是100mL和250mL的容量瓶。
在使用容量瓶之前,要先进行以下两项检查:1)容量瓶容积与所要求的是否一致。2)为检查瓶塞是否严密,不漏水。具体操作:在瓶中放水到标线附近,塞紧瓶塞,使其倒立2min,用干滤纸片沿瓶口缝处检查,看有无水珠渗出。如果不漏,再把塞子旋转180°,塞紧,倒置,试验这个方向有无渗漏。
【典型例题】
例题1.对1 mol/L的Na2SO4溶液的叙述中正确的是( )
A.溶液中含有1 mol Na2SO4
B.1 L溶液中含有142 g Na2SO4
C.1 mol Na2SO4溶于1 L水
D.从1 L该溶液中取出500 mL以后,剩余溶液的浓度为0.5 mol/L
解析:A项,溶液的体积未明确;B项,142 g Na2SO4的物质的量为1 mol,正确;C项,溶液的体积不是1 L;D项,剩余溶液的浓度仍为1 mol/L。
答案:B
同源变式1下列关于0.1 mol/L Ba(NO3)2溶液说法正确的是( )
A.该溶液可由1 L水中溶解0.1 mol Ba(NO3)2制得
B.1 L溶液中含有Ba2+和NO3-离子总数为3×6.02×1022
C.0.5 L溶液中Ba2+离子的物质的量浓度为0.2 mol/L
D.0.5 L溶液中NO3-离子的物质的量浓度为0.2 mol/L
例题2.实验室中需要配制2 mol/L的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是( )
A.950 mL,76.0 g B.500 mL,80.0 g
C.1 000 mL,80.0 g D.1 000 mL,76.0 g
解析:配制950 mL溶液需选用1 000 mL的容量瓶,所需称取NaOH固体的质量为1 L×2 mol/L×40 g/mol=80.0 g。
答案:C
同源变式2实验室配制500 mL 0.2 mol/L的Na2SO4溶液,实验操作步骤有:
A.在天平上称出m g硫酸钠固体,把它放在烧杯中,用适量蒸馏水使它完全溶解并冷却至室温;
B.把制得的溶液小心转移至容量瓶中;
C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切;
D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤的液体都小心注入容量瓶,并轻轻振荡;
E.将容量瓶瓶塞塞紧,充分摇匀。
请填写下列空白:
(1) 在天平上称出硫酸钠固体的质量m =________ g。
(2) 操作步骤的正确顺序为________________ (填序号)。
(3) 本实验用到的基本仪器已有烧杯、天平(带砝码)、镊子、玻璃棒,还缺少的仪器是_______、_______、________。
【课后习题】
1.( )下列溶液中NaOH的物质的量浓度为0.1 mol/L的是
A.含4 g NaOH的溶液1 L B.含0.1 g NaOH的溶液1 L
C.将2 g NaOH溶于水配成500 mL溶液D.将0.1 molNaOH溶于1 L水配成溶液
2.( )下列溶液中,硫酸的物质的量浓度最大的是
A.1 L H2SO4溶液中含98 g H2SO4
B.0.5 L H2SO4溶液中含49 g H2SO4
C.0.1 L H2SO4溶液中含24.5 g H2SO4
D.98 g H2SO4溶于水制成2 L溶液
3.( )将4 g NaOH溶于水配成50 mL溶液,取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度是
A.2 mol/L B.1 mol/L C.0.1 mol/L D.0.05 mol/L
4.将24.4 g NaOH固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.219 g/mL。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为________。
(2)该溶液中NaOH的质量分数为________。
(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为________,含NaOH的质量为________。
5.标准状况下11.2 L HCl溶于水形成500 mL 溶液。
(1)所得盐酸的物质的量浓度为______________;
(2)向其中加入_______g NaOH才能中和完全;
(3)若不考虑加入NaOH对体积造成的影响,所得NaCl的物质的量浓度为_______;
*⑷再向其中加入_______mL 密度为1.7 g/cm3,质量分数为25%的AgNO3溶液可使Cl-完全沉淀。
6.下图为配制250 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液的示意图。
回答下列问题:
(1)①中称得Na2CO3________g。
(2)玻璃棒在②③两步中的作用分别是______________、______________。
第二节 化学计量在实验中的应用
课时5物质的量在化学实验中的应用(2)
【知识清单】
1.浓溶液稀释配制稀溶液的规律
对一定物质的量浓度的溶液进行稀释和浓缩时,溶质的物质的量始终不变。稀释前浓度×稀释前体积=稀释后浓度×稀释后体积。即:
c(浓溶液)×V(浓溶液)=c(稀溶液)×V(稀溶液)。
*如果要引入密度和质量分数,可以借助如下公式:c=1000ρω/M。公式中物理量单位:c:mol/L,ρ:g/cm3,ω(质量分数),M :g/mol
2.常见误差分析
①理论依据:
②方法:分析各实验步骤中n、V的变化,根据分析判断
的变化。即,n一定,V偏大,
偏小,V偏小,
偏大;V一定,n偏大,
偏大,n偏小,
偏小。
常见误差分析见下表:
引起误差的常见操作 | V | |||
量取 | 用量筒量取液体溶质时,仰视读数 | 增大 | —— | 偏高 |
用量筒量取液体溶质时,俯视读数 | 减小 | —— | 偏低 | |
量取液体溶质时量筒内有水 | 减小 | —— | 偏低 | |
溶解、洗涤、移液 | 溶解搅拌时有溶液溅出 | 减小 | —— | 偏低 |
转移时有液体溅出 | 减小 | —— | 偏低 | |
未洗涤烧杯和玻璃棒 | 减小 | —— | 偏低 | |
洗涤量取浓溶液的量筒并将洗涤液转移到容量瓶中 | 增大 | —— | 偏高 | |
溶液未冷却到室温就转移到容量瓶中 | —— | 减小 | 偏高 | |
定容 | 定容时水加多了,用滴管吸出 | 减小 | —— | 偏低 |
定容、摇匀后液面下降再加水 | —— | 增大 | 偏低 | |
定容时俯视刻度线 | —— | 减小 | 偏高 | |
定容时仰视刻度线 | —— | 增大 | 偏低 | |
定容时仰视或俯视刻度线的图示:
【典型例题】
例题1.下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制0.1 mol/L NaOH溶液1000 mL时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
解析:A项俯视刻度线,将会使量得盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏低;B项定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;C项由于所称NaOH固体的质量为整数,不需移动游码,故称得固体NaOH的质量是准确的,不会影响到配制溶液的浓度;D项因热胀冷缩之故,会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线,导致所配溶液浓度偏高。
答案:D
同源变式1下图为配制250 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液的示意图。
若出现如下情况,对所配溶液浓度有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
A.某同学在第⑧步观察液面时俯视________;
B.没有进行操作步骤④和⑤________;
C.在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外________。
例题2.如图实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,试回答下列问题:
*(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为______ mol/L。
(2)取用任意体积的该盐酸溶液时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是______。
A.溶液中HCl的物质的量 B.溶液的浓度
C.溶液中Cl-的数目 D.溶液的密度
(3)某学生欲用上述11.9 mol/L浓盐酸和蒸馏水配制500 mL物质的量浓度为0.400 mol/L的稀盐酸。该学生需要量取______mL上述浓盐酸进行配制。
解析:(1)c(HCl)==11.9 mol/L;
(2)溶液的浓度和密度不随所取量的多少而变化;
(3)根据c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀), V(浓)==16.8 mL。
答案:(1)11.9 (2)B、D (3)16.8
同源变式2现欲用98%的浓(ρ=1.84g/cm3)配制1 mol/L稀硫酸100mL。
(1)实验中应选用的仪器是 (填字母)
A.100mL量筒 B.托盘天平 C.玻璃棒 D.50mL容量瓶
E.10mL量筒F.50mL烧杯 G.100mL容量瓶 H.胶头滴管
(2)实验操作
*①用 mL量筒量取98%的浓硫酸 mL;
②选取对应规格的容量瓶,洗涤,检查是否漏液,将稀释并冷却至室温的溶液沿玻璃棒转移到此容量瓶中;
③用少量蒸馏水洗涤小烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中;
④在小烧杯内稀释浓硫酸,稀释时要用玻璃棒不断搅拌;
⑤向容量瓶中直接加蒸馏水离刻度线1~2cm处;
⑥盖上容量瓶的塞子,轻轻振荡容量瓶使溶液混合均匀;
⑦用胶头滴管小心加蒸馏水至刻度线;
⑧将配制好的溶液转入洗涤后尚未干燥的试剂瓶中贮存备用。
(3)实验分析
a.正确的操作顺序是 (填序号)。
b.实验操作中有两处错误,这两处错误是:
Ⅰ. 。
Ⅱ. 。
【课后习题】
1.( )0.5 LAlCl3溶液中Cl-离子数为9.03×1022,则该AlCl3溶液的物质的量浓度为
A.0.1 mol·L-1 B.1 mol·L-1 C.3 mol·L-1 D.1.5 mol·L-1
2.( )将30mL 0.5mol/L NaCl溶液加水稀释到500mL,稀释后溶液中NaCl的物质量浓度为
A.0.03 mol/L B.0.3 mol/L C.0.05 mol/L D.0.04 mol/L
3.( )按照下列操作配出的溶液,物质的量浓度是1mol/L的是
A.将53gNa2CO3溶于水配成500mL溶液
B.将40g氢氧化钠溶于1L水中
C.将1L10mol/L的NaCl溶液溶于9L水中
D.将22.4LHCl溶于水配成1L溶液
4.实验室需要配制500 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,计算:
⑴如果选用NaOH固体配制,需要NaOH固体的质量是多少?
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⑵如果1.5 mol/L NaOH溶液配制,需要该溶液的体积是多少?
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5.实验室用11.8 mol/L的浓盐酸配制250 mL 0.1 mol/L的盐酸溶液,填空并请回答下列问题:
(1) 实验准备
需量取浓盐酸体积 /mL | 应选用容量瓶的规格 /mL | 除容量瓶外还需要的其它仪器 |
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(2) 配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)______________。
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡;
B.用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀;
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中;
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀;
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切;
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度2~3cm处。
第二节 化学计量在实验中的应用
课时6 复习课
【知识清单】
1.以物质的量为核心的计算关系
2.有关溶液浓度的计算
【典型例题】
例题1.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.常温常压下,4g H2含有的分子数为 2NA
B.18g H2O在标准状况下的体积是22.4L
C.2.3g金属钠变为钠离子时失去的电子数为NA
D.物质的量浓度为0.5mol /L的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
解析:A.4gH2的物质的量为2mol,故A项正确;B.8g H2O在标准状况下非气态,其体积应该用质量和密度求算,不能用22.4L/mol;C.1个钠原子在反应时失去1个电子,故0.1mol金属钠变为钠离子失去0.1mol电子;D未给出溶液的体积,无法求算。
答案:A
同源变式1设 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 L 1 mol?L﹣1 K2SO4溶液中含有的钾离子数为2NA
B.1molNH3含电子数为NA
C.22 g CO2中含有的分子数为NA
D.常温常压下,22.4 L N2中含有的分子数为NA
例题2.氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾,先将样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。
(1)试剂Ⅰ的化学式为________,①中发生反应的化学方程式为_______________。
(2) 试剂Ⅱ的化学式为________,试剂Ⅲ的名称是__________。
*(3)某同学称取提纯的产品0.775 9 g,溶解后定容在100 mL容量瓶中,取25.00 mL该溶液,用0.100 0 mol·L-1的硝酸银标准溶液与之反应,消耗标准硝酸银溶液平均体积为25.62 mL,该产品的纯度为多少(列式并计算结果)。
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解析:(1)用氯化钡溶液,能同时除去硫酸根离子和碳酸根离子。
(2)为除去过量的钡离子选用K2CO3作试剂,不仅能除去钡离子同时还生成氯化钾,最后用盐酸除去过量的碳酸根离子。
(3)先根据硝酸银的物质的量计算25mL氯化钾溶液中含有的氯化钾的物质的量,再计算100mL氯化钾溶液中含有的氯化钾的物质的量,从而计算出其质量,根据质量分数公式计算其质量分数即可.
答案:(1)BaCl2;K2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2KCl,K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl.
(2)K2CO3,:盐酸
(3)设25mL氯化钾溶液中氯化钾的物质的量为nmol.
KCl+AgNO3=AgCl+KNO 3
1mol 1mol
nmol 0.1000mol?L﹣1 ×0.02562L
n=0.002562mol,100mL溶液中含有氯化钾的物质的量=0.002562mol×4=0.010248mol,
100mL溶液中含有氯化钾的质量=0.010248mol×74.5g/mol=0.764376g
质量分数=。
【课后习题】
1.( )常温常压下,用等质量的 CH4、CO2、O2、SO2 四种气体分别吹出四个气球,其中气体为 SO2的是
2.( )在0.5L某浓度的 NaCl 溶液中含有0.5mol Na+ ,下列说法不正确的是
A.该溶液的物质的量浓度为 1 mol·L-1
B.该溶液中含有58.5g NaCl
C.配制100 mL该溶液需用5.85g NaCl
D.量取100 mL该溶液倒入烧杯中,烧杯中Na+ 的物质的量为0.1 mol
3.( )欲配制100mL1.0 mol/LNa2SO4溶液,正确的方法是
① 将14.2 g Na2SO4 溶于100mL水中
② 将32.2g Na2SO4·10H2O溶于少量水中,再用水稀释至100 mL
③ 将20 mL5.0 mol/L Na2SO4溶液用水稀释至100 mL
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
4.( )在一定条件下,16 g A恰好能跟20 g B完全反应,生成C和4 g D;若在相同条件下,将8 g A和15 g B反应时,则生成D和0.125 mol的C。则物质C的摩尔质量是
A.256 g·mol-1 B.168 g·mol-1 C.128g·mol-1 D.32g·mol-1
5.右图是给病人输液用的氯化钠注射溶液的标签。
⑴ 该注射溶液(密度约为1g/cm3)的物质的量浓度为 mol/L。(保留两位小数)
⑵ 若用NaCl固体配制1000mL该浓度的溶液,下列仪器中,不需要用到的是 。(填字母)
A.锥形瓶 B.烧杯 C.胶头滴管 D.药匙 E.托盘天平
⑶ 若要实施配制,除上述仪器外,尚缺少的玻璃仪器是 、 。
⑷ 下列四项错误操作会导致所得溶液浓度偏
高的是 (填序号)。
A.定容时仰视容量瓶刻度线
B.定容时俯视容量瓶刻度线
C.转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
D.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度处
*⑸ 某同学配制了1000mL该浓度的氯化钠注射溶液,为测定所配氯化钠注射液是否达标(物质的量浓度保留两位小数,若浓度和上述相同即达标),取该氯化钠注射液130 mL于烧杯中,然后滴入足量的AgNO3溶液,充分反应后,过滤得到白色沉淀2.87g,试通过计算判断配制的该氯化钠注射液是否达标。(写出计算过程,计算结果保留两位小数)。
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6.有关物质的量的计算是高中化学定量分析的基础:
(1)200 mLFe2(SO4)3溶液中含Fe3+ 56g,溶液中SO的物质的量浓度是 。
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(2)某小组将铁屑放入一定浓度的硫酸中并不断搅拌,即可制得硫酸亚铁溶液。现欲将5.6 g Fe完全溶解,加水后得200 mL溶液。请计算:
①生成的气体在标准状况下的体积;
②所得硫酸亚铁溶液的物质的量浓度。
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