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100%
(6)c=
(或ω=
)
4.明确溶液配制过程中的“4个数据”
(1)记录质量或体积的数据小数点后保留一位数字。
(2)选择合适规格的容量瓶,作答时要标明容量瓶规格。
(3)转移溶液时要洗涤烧杯2~3次。
(4)定容时液面距刻度线1~2cm处,改用胶头滴管滴加。
考点一 阿伏加德罗常数的应用
[解析] 氯化铁的摩尔质量为162.5g·
mol-1,16.25gFeCl3的物质的量为0.1mol,铁离子水解生成的氢氧化铁胶体粒子是大量氢氧化铁微粒的聚集体,故氢氧化铁胶体粒子数小于0.1NA,A错误;
标准状况下,22.4L氩气(氩气分子为单原子分子)的物质的量为1mol,Ar是18号元素,1mol氩气分子含有18mol质子,即质子数为18NA,B正确;
甘油的摩尔质量为92g·
mol-1,92.0g甘油的物质的量为1mol,甘油(丙三醇)的结构简式为CHCH2—OHCH2—OHOH,1个丙三醇分子中含有3个羟基,故92.0g甘油中含有羟基数为3.0NA,C错误;
甲烷与氯气在光照下反应生成的有机产物有一氯甲烷(CH3Cl)、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,故1.0molCH4与氯气在光照下反应生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,D错误。
[答案] B
解答阿伏加德罗常数类题目的“3看”
[分点突破]
角度:
有关NA的正误判断
1.(2018·
河北高阳中学月考)阿伏加德罗常数的值为NA,下列叙述中错误的是( )
①标准状况下,2.24L水中含有0.1NA个水分子
②常温常压下,32gSO2含有的分子数约为3.01×
1023
③2molNaOH的摩尔质量为80g/mol
④H2的气体摩尔体积约为22.4L/mol
⑤标准状况下,22.4L由N2和N2O组成的混合气体中,所含有的氮原子的物质的量为2mol
⑥2mol/L的CaCl2溶液中Cl-的数目为4NA
⑦常温常压下,1mol氦气含有的原子数为NA
⑧11.2L氯气中含有NA个氯原子
A.①③④⑥⑧B.①④⑤⑥⑧
C.①②④⑥⑧D.②③④⑤⑦
[解析] ①中标准状况下,水不是气体,不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算2.24L水的物质的量,错误;
②中常温常压下,32gSO2的物质的量为0.5mol,含有的分子数约为3.01×
1023,正确;
③中2molNaOH的摩尔质量为40g/mol,摩尔质量与物质的量无关,错误;
④中没有说明在标准状况下,H2的气体摩尔体积不一定为22.4L/mol,错误;
⑤中在标准状况下,22.4L由N2和N2O组成的混合气体的物质的量为1mol,1mol混合气体中含有2mol氮原子,正确;
⑥中没有说明2mol/L的CaCl2溶液的体积,无法计算溶液中氯离子的物质的量,错误;
⑦中常温常压下,1mol氦气含有1mol氦原子,含有的原子数为NA,正确;
⑧中没有说明在标准状况下,题中条件无法计算11.2L氯气的物质的量,错误。
[答案] A
2.(2018·
山东桓台二中月考)设NA为阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是( )
A.500mL1mol/LMgCl2溶液中含有Cl-数目为0.5NA
B.标准状况下,22.4LH2O所含分子数为1mol
C.17gNH3含有的电子数为10NA
D.36gH2O与32gCH4所含的氢原子数相等
[解析] A项,Cl-数目为0.5L×
1mol/L×
2×
NA=NA,错误;
B项,标准状况下,H2O为液态,错误;
C项,17gNH3为1mol,含有的电子数为1×
(7+3)×
NA=10NA,正确;
D项,36gH2O为2mol,含有的氢原子为4mol,32gCH4为2mol,含有的氢原子为8mol,错误。
[答案] C
3.(2018·
福建厦门期末)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A.用惰性电极电解KOH溶液,若阳极产生5.6L气体,则电路中通过0.5NA电子
B.常温常压下,4.6gNO2气体所含的分子数为0.1NA
C.7.8gNa2O2与足量的水(H
O)反应生成的氧气所含的中子数为NA
D.100g46%甲酸(HCOOH)水溶液所含的氧原子数为5NA
[解析] A项,没有给出温度和压强,错误;
B项,二氧化氮气体中存在着二氧化氮与四氧化二氮的可逆反应,错误;
C项,7.8gNa2O2与水反应生成0.05mol氧气,生成的氧气中不含18O,因此生成的氧气所含中子的物质的量为0.8mol,错误;
D项,46g甲酸的物质的量为1mol,含有2mol氧原子,54g水的物质的量为3mol,含有3mol氧原子,因此溶液中所含氧原子的物质的量为5mol,正确。
[答案] D
4.(2018·
河北邢台质检)设NA为阿伏加德罗常数的数值。
下列说法正确的是( )
A.5.6gFe与过量稀硝酸反应,转移的电子数为0.3NA
B.标准状况下,2.24L苯含C—H键的数目为0.6NA
C.K37ClO3与浓H35Cl反应制得7.1g氯气,则生成的Cl2分子数为0.1NA
D.6.4gCu与40mL10mol·
L-1浓硝酸充分反应,生成的NO2分子数为0.2NA
[解析] A项,铁与稀硝酸反应变为+3价,故5.6g铁即0.1mol铁反应时失去0.3mol电子,正确;
B项,标准状况下,苯不是气体,题中条件无法计算苯的物质的量,错误;
C项,K37ClO3与浓H35Cl反应生成的7.1g氯气,物质的量不为0.1mol,分子数不为0.1NA,错误;
D项,40mL10mol·
L-1浓硝酸中含有硝酸的物质的量为0.4mol,6.4g铜的物质的量为0.1mol,0.1mol铜完全反应消耗浓硝酸的物质的量为0.4mol,而浓硝酸随着反应的进行,逐渐变为稀硝酸,故硝酸的还原产物不仅有NO2,还有部分NO,错误。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值。
A.1molNaCl中,所有Na+的最外层电子总数为NA
B.含NA个Na+的Na2O溶解于1L水中,Na+的物质的量浓度为1mol·
L-1
C.电解饱和食盐水,阳极产生22.4L气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D.向0.2molNH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液至沉淀完全溶解,消耗NA个OH-
[解析] NaCl中Na+的最外层有8个电子,因此1molNaCl中,所有Na+的最外层电子总数为8NA,A错误;
所得溶液中含NA个Na+,可得氢氧化钠的物质的量为1mol,但这时候溶液不是1L,所以物质的量浓度不是1mol·
L-1,B错误;
阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,没有指明标准状况,无法计算电子数目,C错误;
向0.2molNH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液至沉淀完全溶解,消耗1molOH-,D正确。
阿伏加德罗常数常见考查的知识方向与速判技能
考点二 溶液的配制及误差分析
[解析]
(1)配制Na2S2O3溶液还需要的玻璃仪器是用于量取一定体积蒸馏水的量筒;
加热可以除去溶解的氧气,避免实验结果不准确。
(2)用容量瓶配制溶液时,不能将所称量固体直接放入容量瓶中溶解。
[答案]
(1)量筒 氧气
(2)错误
溶液配制是一个重要的定量分析实验,在解答此种题型时,首先要关注配制过程中的注意事项:
(1)计算所得数据所含的有效数字必须与量器的精确度一致,中学一般用托盘天平和量筒,所以必须保留到小数点后一位。
(2)溶解过程中若有较大温度变化,转移前必须冷却到室温。
(3)洗涤时需要洗涤烧杯和玻璃棒,洗涤所得洗涤液必须转移到容量瓶中。
(4)选取容量瓶时必须注明与所配溶液相对应的规格。
(5)定容时必须平视,定容的操作是“先用小烧杯直接加水至离刻度线1~2cm处,然后改用胶头滴管滴加至刻度线”。
(6)判断配制终点的方法是“凹液面的最低点与视线水平相切”或“凹液面的最低点、刻度线和眼睛在同一水平线上”。
其次要进行科学的误差分析:
(1)误差分析的思维流程
(2)视线引起误差的分析方法
①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,结果偏低。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,结果偏高。
角度一:
溶液的配制
1.配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接用于配制溶液
B.配制一定物质的量浓度的稀盐酸时,用量筒量取9.82mL浓盐酸
C.配制1L0.1mol·
L-1的NaCl溶液时,用托盘天平称量5.85gNaCl固体
D.定容时,为防止液滴飞溅,胶头滴管紧贴容量瓶内壁
[解析] 量筒只能精确到0.1mL,B错误。
托盘天平只能精确到0.1g,C错误。
用胶头滴管定容时,滴管不能紧贴容量瓶内壁,以防蒸馏水附着在容量瓶刻度线以上的部分,引起误差,故D错误。
2.实验室要配制480mL0.2mol·
L-1NaCl溶液,实验室只有含少量硫酸钠的氯化钠固体,设计如下方案,请回答下列问题:
(1)固体A的化学式为____________。
(2)试剂2的名称为________,判断试剂2是否过量的方法_______________________________________________________,
操作3的名称________________。
(3)加入试剂1、3发生反应的离子方程式分别为__________、______________________________________________________。
(4)配制过程中不需要使用的化学仪器有________(填选项的字母)。
A.烧杯B.500mL容量瓶
C.漏斗D.胶头滴管
(5)用托盘天平称取氯化钠,其质量为________g。
(6)下列主要操作步骤的正确顺序是________(填序号)。
①称取一定质量的氯化钠,放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解;
②加水至液面离容量瓶颈刻度线下1~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切;
③待冷却至室温后,将溶液转移到500mL容量瓶中;
④盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀;
⑤用少量的蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液转移到容量瓶中。
(7)如果实验过程中缺少步骤⑤,会使配制出的NaCl溶液浓度________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
[答案]
(1)BaSO4、BaCO3
(2)碳酸钠 取上层清液滴加BaCl2溶液,无白色沉淀产生则未过量,反之过量 蒸发结晶
(3)Ba2++SO
===BaSO4↓
2H++CO
===H2O+CO2↑
(4)C (5)5.9 (6)①③⑤②④ (7)偏低
角度二:
误差分析
3.
(1)用质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84g·
cm-3)配制250mL浓度为0.5mol·
L-1的硫酸溶液,选用到的仪器正确的是( )
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作中不正确的是________,造成浓度偏大的为________。
(填写标号)
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.配制溶液时用量筒量取浓硫酸后用玻璃棒引流入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管滴加蒸馏水直到凹液面的最低处和标线相平
D.定容后盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
[解析]
(1)需要量取的浓硫酸体积V=
≈6.8mL,故不能选用100mL量筒,应选用10mL量简,A项错误;
配制体积为250mL的溶液只能选取250mL规格的容量瓶,B项正确;
该实验不需称量固体药品,C项错误;
配制溶液用不到锥形瓶,D项错误。
(2)容量瓶用蒸馏水洗净后,不能再用待配溶液润洗,这样会使所配溶液的浓度偏大;
用量筒量取的浓硫酸,应先在烧杯中稀释,冷却后再转移到容量瓶中,在容量瓶中稀释是错误的,会造成溶液温度高,所加水量小,浓度偏大。
[答案]
(1)B
(2)BC BC
考点三 以物质的量为核心的计算
[解析] 注意混合液分成两等份,由Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Ba2++SO
===BaSO4↓可知原溶液中n(Mg2+)=
mol=amol、n(SO
)=2bmol,依据电荷守恒可知原溶液中n(K+)=2n(SO
)-2n(Mg2+)=2(2b-a)mol。
以物质的量为核心进行计算的“一、二、三”
有关气体的计算
上海静安区二模)同温同压下两个容积相等的贮气瓶,一个装有C2H4,另一个装有C2H2和C2H6的混合气体,两瓶气体一定具有相同的( )
A.质量B.密度
C.碳原子数D.原子总数
[解析] 根据阿伏加德罗定律,同温同压下,两个容积相等的贮气瓶中气体的物质的量相等,一个装有C2H4,另一个装有C2H2和C2H6的混合气体,两瓶气体中分子总数相等,每个分子含有的碳原子数相等,因此碳原子总数相等,故选C。
由于不能确定第二个贮气瓶中C2H2和C2H6的比例,则无法确定氢原子数和原子总数,因此原子总数不一定相等,质量不一定相等,密度不一定相等。
承德二模)如图所示装置,室温下密闭容器内分别充入空气和H2、O2的混合气体在可移动的活塞两边,在标准状况下若将H2、O2的混合气体点燃引爆,活塞先左移,恢复原温度后,活塞右移并停留于容器的中央,则原来H2、O2的体积比最接近于( )
①2∶7 ②5∶4 ③4∶5 ④7∶2
A.①②B.③④
C.②④D.①③
[解析] 反应前左右压强相等,气体的物质的量之比等于体积之比,设空气的物质的量为1mol,则开始时氢气、氧气的混合气体为3mol。
反应后恢复至原来的温度,活塞正好停留在容器的中央,说明反应后左右气体的物质的量相等,则右室中剩余气体为1mol。
若剩余的气体为氢气,参加反应的气体共2mol,由2H2+O2
2H2O可知,氧气为2mol×
=
mol,故氢气为3mol-
mol=
mol,故H2、O2的体积比为
mol∶
mol=7∶2。
若剩余的气体为氧气,参加反应的气体共2mol,由2H2+O2
2H2O可知,氢气为2mol×
mol,故氧气为3mol-
mol=4∶5,所以原来H2、O2的体积比最接近的为③④。
解答有关气体体积的计算题,常根据公式n=V/22.4L·
mol-1(标准状况)或阿伏加德罗定律及其推论,把气体体积关系转化为物质的量的关系进行计算。
灵活运用阿伏加德罗定律及其推论是解答该类题目的关键。
有关浓度的计算
3.标准状况下,将42.3LHCl完全溶解于蒸馏水中,得到1.0L溶液。
下列叙述正确的是( )
A.得到的盐酸的物质的量浓度为
≈1.89mol/L
B.得到的盐酸的密度为
≈1.07g/cm3
C.得到的盐酸的质量分数为
100%≈6.4%
D.缺少数据,不能计算出盐酸的物质的量浓度、密度及质量分数
[解析] 根据标准状况下的气体体积及所得溶液体积可计算其物质的量浓度,A项正确、D项错误;
1.0L溶液中所含溶剂的体积小于1L,即水的质量小于1000g,B、C项错误。
4.VLFe2(SO4)3的溶液中含有agSO
,取此溶液0.5VL,用水稀释至2VL,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度为( )
A.
mol·
L-1B.
C.
L-1D.
[解析] agSO
的物质的量为
mol,因此VLFe2(SO4)3溶液中Fe3+的物质的量为
mol,从中取出0.5VL后n(Fe3+)=
mol×
mol,即稀释到2VL后溶液中Fe3+的物质的量浓度为
L-1。
角度三:
化学反应中的计算问题
5.已知硫酸铝铵晶体的化学式可表示为Al2(NH4)2(SO4)4·
24H2O,其受热易分解,400℃时硫酸铝铵能够稳定存在。
取4.53g硫酸铝铵晶体,加热过程中所得固体质量与温度的变化关系如图所示。
根据图中数据的变化,推断下列说法中不正确的是( )
A.硫酸铝铵晶体在50℃下不易分解
B.硫酸铝铵晶体加热到400℃时会分解生成Al2(NH4)2(SO4)4
C.物质C的化学式为Al2(SO4)3
D.物质D的化学式为Al2O3
[解析] 根据图示可知,约100℃时硫酸铝铵晶体开始分解,所以在50℃下硫酸铝铵晶体可以稳定存在,A项说法正确。
4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量n[Al2(NH4)2(SO4)4·
24H2O]=4.53g÷
906g·
mol-1=0.005mol,该晶体中含有结晶水的物质的量为0.005mol×
24=0.12mol;
受热分解过程中,固体中一定含有铝元素,根据信息,400℃时硫酸铝铵未分解,所以A转化为B的过程中,固体质量的减少量是结晶水的质量,减少的结晶水的物质的量为(4.53g-2.46g)÷
18g·
mol-1=0.115mol;
固体中剩余结晶水的物质的量为0.12mol-0.115mol=0.005mol,所以物质B的化学式为Al2(NH4)2(SO4)4·
H2O,B项说法错误。
根据Al元素质量守恒,可以推出物质C为Al2(SO4)3,物质D为Al2O3,C、D项正确。
6.葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:
滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)
按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·
[解析] 根据滴定反应的化学方程式:
SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,可计算葡萄酒中抗氧化剂的残留量,即SO2的含量为
=0.16g·
[答案] 0.16
考向一 有关阿伏加德罗常数的多角度判断
全国卷Ⅱ)NA代表阿伏加德罗常数的值。
A.常温常压下,124gP4中所含P—P键数目为4NA
B.100mL1mol·
L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D.密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
[解析] A项,124gP4是1mol,所含P—P键的数目是6NA;
B项,由于Fe3+水解,所含Fe3+数目小于0.1NA;
C项,一个甲烷和一个乙烯分子中都含有4个H原子,标准状况下11.2L混合气体为0.5mol,故混合气体中的氢原子数为2NA;
D项,SO2与O2的反应属于可逆反应,生成的SO3不是2mol。
2.(2017·
全国卷Ⅱ)阿伏加德罗常数的值为NA。
A.1L0.1mol·
L-1NH4Cl溶液中,NH
的数量为0.1NA
B.2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
[解析] A项,因铵根离子水解,其数量小于0.1NA,错误;
B项,2.4gMg为0.1mol,与硫酸完全反应后转移的电子数为0.2NA,错误;
C项,标准状况下,2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,错误;
D项,H2(g)+I2(g)2HI(g),反应前后气体物质的量不变,正确。
3.(2017·
全国卷Ⅲ)NA为阿伏加德罗常数的值。
A.0.1mol的11B中,含有0.6NA个中子
B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+
C.2.24L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
D.密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键
[解析] A项,硼原子的质子数为5,11B的中子数为6,故0.1mol的11B中含有中子数为0.6NA,正确;
B项,未指明溶液体积,无法计算H+的个数,错误;
C项,标准状况下苯为液体,故2.24L(标准状况)苯的物质的量不为0.1mol,生成的CO2分子也不是0.6NA,错误;
D项,PCl3+Cl2PCl5,这是一个可逆反应,1molPCl3与1molCl2不可能完全反应生成1molPCl5,故增加的P—Cl键数目小于2NA,错误。
4.(2016·
全国卷Ⅰ)设NA为阿伏加德罗常数值。
下列有关叙述正确的是( )
A.14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
[解析] A项,乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1molCH2,则其氢原子数为2NA,正确;
B项,合成氨的反应是可逆反应,则1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA,错误
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