第一章 第5讲 以物质的量为中心的计算 (2022版 步步高 大一轮 化学复习 人教版全国Ⅲ(桂贵云川藏)).docx
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1、第第 5 讲讲以物质的量为中心的计算以物质的量为中心的计算 复习目标1.掌握物质的量浓度的有关计算。2.学会常用的化学计算方法与技巧。3.能熟练 运用物质的量与相关物理量的关系进行有关计算。 考点一考点一有关物质的量浓度的综合计算有关物质的量浓度的综合计算 1物质的量浓度、质量分数、溶解度间的换算 由定义出发,运用公式:cn V、质量分数 溶质的质量 溶液的质量100%进行推理,注意密度的桥梁作 用,不要死记公式。 (1)物质的量浓度(c)与溶质质量分数(w)的换算 体积为 V,密度为 gcm 3的溶液,含有摩尔质量为 M gmol1的溶质 m g,溶质的质量分数 为 w, 则溶质的物质的量浓
2、度 c 与溶质的质量分数 w 的关系是: cn V m M V m MV 1 000wV MV 1 000w M ,反之,w cM 1 000。 (2)物质的量浓度(c)与溶解度(S)的换算 若某饱和溶液的密度为 gcm 3,溶质的摩尔质量为 M gmol1,溶解度为 S g,则溶解度与 物质的量浓度的表达式分别为:S 100cM 1 000cM,c n V S M 100S 1 000 1 000S M100S。 2溶液稀释和混合的计算 (1)溶液稀释定律(守恒观点) 溶质的质量在稀释前后保持不变,即 m1w1m2w2。 溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即 c1V1c2V2。 溶液质量守恒
3、,m(稀)m(浓)m(水)(体积一般不守恒)。 (2)同溶质不同物质的量浓度的溶液的混合计算 混合后溶液体积保持不变时,c1V1c2V2c混(V1V2)。 混合后溶液体积发生改变时,c1V2c2V2c混V混,其中 V混m 混 混 。 (3)溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律(教师用书独具) 等质量混合 两溶液等质量混合时(无论1 gcm 3还是1 gcm3),混合后溶液中溶质的质量分数 w 1 2(a%b%)。 等体积混合 a当溶液密度大于 1 gcm 3时,必然是溶液浓度越大,密度越大,如 H2SO4、HNO3、HCl、 NaOH 等多数溶液等体积混合后,质量分数 w1 2(a%b%)。
4、 b当溶液密度小于 1 gcm 3 时,必然是溶液浓度越大,密度越小,如酒精、氨水等少数溶 液等体积混合后,质量分数 w1 2(a%b%)。 题组一有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算 12016全国卷,36(5)节选一种双氧水的质量分数为 27.5%(密度为 1.10 gcm 3),其浓度 为_molL 1。 答案8.9 解析假设溶液的体积为 1 L,则 1 L 溶液中含 H2O2的质量: m1 000 mL1.10 gcm 327.5%1.10275 g, c(H2O2)n V 1.10275 g 34 gmol 1 1 L 8.9 molL 1。 2已知某饱和 NaCl 溶液的体
5、积为 V mL,密度为 gcm 3,质量分数为 w,物质的量浓度为 c molL 1,溶液中含 NaCl 的质量为 m g。 (1)用 m、 V 表示溶液的物质的量浓度: _。 (2)用 w、表示溶液的物质的量浓度:_。 (3)用 c、表示溶质的质量分数:_。 (4)用 w 表示该温度下 NaCl 的溶解度: _。 答案(1)1 000m 58.5V molL 1 (2)1 000w 58.5 molL 1 (3) 58.5c 1 000100% (4)100w 1w g 解析(1)c m 58.5 V 1 000 molL 11 000m 58.5V molL 1。 (2)c1 000 mL
6、 gmL 1w 58.5 gmol 11 L 1 000w 58.5 molL 1。 (3)w58.5 gmol 1c molL1 1 000 mLL 1 gmL1100% 58.5c 1 000100%。 (4) S 100 w 1w,S 100w 1w g。 题组二溶液的稀释与混合 3V mLAl2(SO4)3溶液中含有 Al3 m g,取V 4 mL 该溶液用水稀释至 4V mL,则 SO 2 4物质的 量浓度为() A.125m 36V molL 1 B.125m 9V molL 1 C.125m 54V molL 1 D.125m 18V molL 1 答案A 解析 V 4 mL 溶
7、液中 Al3 的物质的量为 m g1 4 27 gmol 1 m 108 mol, 稀释后溶液中 Al3 的物质的量浓度为 c(Al3) m 108 mol 4V10 3 L 250m 108V molL 1, c(SO2 4)3 2c(Al 3)3 2 250m 108V molL 1125m 36V molL 1。 4现有 V L 0.5 molL 1的盐酸,欲将其浓度扩大一倍,以下方法中最宜采用的是( ) A加热浓缩到原来体积的一半 B加入 5 molL 1的盐酸 0.125V L C加入 10 molL 1的盐酸 0.1V L,再稀释至 1.5V L D标准状况下通入 11.2 L 氯
8、化氢气体 答案C 5下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。 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 gcm 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 gcm 3 质量分数:25% 按要求回答下列问题: (1)硫酸的物质的量浓度为_,氨水的物质的量浓度为_。 (2)各取 5 mL 与等质量的水混合后,c(H2SO4)_9.2 molL 1,c(NH3)_6.45 molL1 (填“”“”或“”,下同)。 (3)各取 5 mL 与等体积水混合后,w(H2
9、SO4)_49%,w(NH3)_12.5%。 答案(1)18.4 molL 1 12.9 molL 1 (2) (3) 解析(1)利用 c1 000w M 计算: c(H2SO4)1 0001.8498% 98 molL 118.4 molL1, c(NH3) 1 0000.8825% 17 molL 112.9 molL1。 (2)硫酸的密度大于水,氨水的密度小于水,各取 5 mL 与等质量的水混合后,所得稀硫酸的 体积大于 10 mL, 稀氨水的体积小于 10 mL, 故有 c(H2SO4)9.2 molL 1, c(NH3)6.45 molL1。 (3)5 mL 浓硫酸和 5 mL 浓氨
10、水的质量分别为 1.84 gcm 35 mL9.2 g、0.88 gcm35 mL 4.4 g,而 5 mL 水的质量约为 5 g,故各取 5 mL 与等体积的水混合后,w(H2SO4)49%, w(NH3)12.5%。 考点二考点二以以“物质的量物质的量”为中心的计算为中心的计算 明确以物质的量为核心的各个化学计量之间的关系 1将标准状况下的某气体(摩尔质量为 M gmol 1)溶于 a g 水中,所得溶液的密度为 b gcm3, 溶质的物质的量浓度为 c molL 1,则该气体溶入水中的体积是( ) A. 22.4ac M1c LB.22.4c M L C. 22.4ac 1 000bMc
11、 LD.22.4ac 1 000b L 答案C 2NA表示阿伏加德罗常数的值。俗名为“臭碱”的硫化钠广泛应用于冶金染料、皮革、电 镀等工业。硫化钠的一种制备方法是 Na2SO42C= 高温 Na2S2CO2。下列有关说法正确的 是() A1 molL 1 Na2SO4溶液中含氧原子的数目一定大于 4NA B1 L 0.1 molL 1 Na2S 溶液中含阴离子的数目小于 0.1NA C生成 1 mol 氧化产物时转移电子数为 4NA D通常状况下 11.2 L CO2中含质子的数目为 11NA 答案C 3某液体化合物 X2Y4常用作火箭燃料。16 g X2Y4在一定量的 O2中恰好完全燃烧,反
12、应的 化学方程式为 X2Y4(l)O2(g)=X2(g)2Y2O(l)。 冷却后标准状况下测得生成物的体积为 11.2 L, 其密度为 1.25 gL 1,则: (1)反应前 O2的体积 V(O2)为_。 (2)X2的摩尔质量为_;Y 元素的名称是_。 (3)若反应生成 0.1 mol X2,则转移电子的物质的量为_mol。 答案(1)11.2 L(2)28 gmol 1 氢(3)0.4 12020北京,17(4)从旧 CPU 中回收金部分流程如下 含 Au 固体 HNO3NaCl 溶金、分离 HAuCl4溶液 Zn 粉 还原、分离 Au 若用 Zn 粉将溶液中的 1 mol HAuCl4完全
13、还原, 则参加反应的 Zn 的物质的量是_mol。 答案1.5 解析1 mol HAuCl4完全被还原,HAuCl4得到 3 mol e ,锌的化合价从 0 价升高到2 价, 设参加反应的 Zn 的物质的量为 x,根据得失电子守恒可知:2x3 mol,x1.5 mol,则参加 反应的 Zn 的物质的量是 1.5 mol。 22020天津,15(4)(8)为测定 CuSO4溶液的浓度,甲、乙两同学设计了两个方案。回答下 列问题: (4)甲方案 实验原理:CuSO4BaCl2=BaSO4CuCl2 实验步骤: 固体质量为 w g,则 c(CuSO4)_ molL 1。 (8)乙方案,实验装置如图:
14、 Zn 粉质量为 a g,若测得 H2体积为 b mL,已知实验条件下(H2)d gL 1,则 c(CuSO4) _ molL 1(列出计算表达式)。 答案(4)40w 233 (8) a 65 bd10 3 2 25.0010 3 解析(4)w g 为 BaSO4的质量,BaSO4的物质的量为 w 233 mol,由化学方程式:CuSO4BaCl2 =BaSO4CuCl2可知,CuSO4的物质的量等于 BaSO4的物质的量,所以 CuSO4溶液的浓 度为 c(CuSO4) w 233 mol 0.025 L 40w 233 molL 1。 (8)Zn 粉的物质的量为 a 65 mol, 反应
15、产生 H2的物质的量为d gL 1b103 L 2 gmol 1 bd10 3 2 mol, 由 ZnH2SO4=ZnSO4H2知,与 H2SO4反应的 Zn 的物质的量等于产生 H2的物质的量, 为bd10 3 2 mol,与 CuSO4反应消耗 Zn 的物质的量为( a 65 bd10 3 2 )mol。由化学方程式 Zn CuSO4=ZnSO4Cu 可知,与 CuSO4反应消耗的 Zn 的物质的量等于 CuSO4的物质的量, 所以 c(CuSO4) a 65 bd10 3 2 25.0010 3 molL 1。 32014江苏,18(2)(3)碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)
16、dxH2O常用作塑料阻燃剂。 (2)MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O 中 a、b、c、d 的代数关系式为_。 (3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验: 准确称取 3.390 g 样品与足量稀盐酸充分反应,生成 CO20.560 L(已换算成标准状况下)。 另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始 质量)100%随温度的变化如下图所示(样品在 270 时已完全失去结晶水,600 以上残留 固体为金属氧化物的混合物)。 根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的 n(OH )n(CO2 3)(写出计算过程)。 答案(2)2a3bc2d (3)n
17、(CO2) 0.560 L 22.4 Lmol 12.5010 2 mol m(CO2)2.5010 2 mol44 gmol 11.10 g 在 270600 之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解放出 CO2和 H2O。 m(CO2)m(H2O)3.390 g(0.734 50.370 2)1.235 g m(H2O)1.235 g1.10 g0.135 g n(H2O) 0.135 g 18 gmol 17.5010 3 mol n(OH )7.50103 mol21.5010 2 mol n(OH )n(CO2 3)(1.5010 2 mol)(2.5010 2 mol)35。 解析(
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