2022年高考化学一轮复习 第1章 第5讲 以物质的量为中心的计算
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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 g cm 3 的溶液,含有摩尔质量为 M g mol 1 的溶质 m g,溶质的质量分数 为 w, 则
2、溶质的物质的量浓度 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 g cm 3,溶质的摩尔质量为 M g mol1,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 c1V1c2
3、V2。 溶液质量守恒,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 g cm 3 还是 1 g cm 3),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 g cm 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
4、,质量分数 w1 2(a%b%)。 b当溶液密度小于 1 g cm 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 g cm 3),其浓度 为_mol L 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 g cm 327.5%1.10275 g, c(H2O2)n V 1.10275 g 34 g mol 1 1 L 8.
5、9 mol L 1。 2已知某饱和 NaCl 溶液的体积为 V mL,密度为 g cm 3,质量分数为 w,物质的量浓度为 c mol L 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 mol L 1 (2)1 000w 58.5 mol L 1 (3)58.5c 1 000100% (4) 100w 1w g 解析 (1)c m 58.5 V 1 000 mol
6、L 11 000m 58.5V mol L 1。 (2)c1 000 mL g mL 1w 58.5 g mol 11 L1 000w 58.5 mol L 1。 (3)w58.5 g mol 1c mol L1 1 000 mL L 1 g mL1100% 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 mL Al2(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 mol L 1 B.125m 9V mol L 1 C.1
7、25m 54V mol L 1 D.125m 18V mol L 1 答案 A 解析 V 4 mL 溶液中 Al 3的物质的量为 m g1 4 27 g mol 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 L250m 108V mol L 1, c(SO2 4)3 2c(Al 3)3 2 250m 108V mol L 1125m 36V mol L 1。 4现有 V L 0.5 mol L 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 mol L 1 的盐酸 0.12
8、5V L C加入 10 mol L 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 g cm 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 g cm 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
9、.2 mol L 1,c(NH 3)_6.45 mol L 1 (填“”“”或“”,下同)。 (3)各取 5 mL 与等体积水混合后,w(H2SO4)_49%,w(NH3)_12.5%。 答案 (1)18.4 mol L 1 12.9 mol L1 (2) (3) 解析 (1)利用 c1 000w M 计算: c(H2SO4)1 0001.8498% 98 mol L 118.4 mol L1, c(NH 3) 1 0000.8825% 17 mol L 112.9 mol L1。 (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,
10、 稀氨水的体积小于10 mL, 故有 c(H2SO4)9.2 mol L 1, c(NH 3)6.45 mol L 1。 (3)5 mL 浓硫酸和 5 mL 浓氨水的质量分别为 1.84 g cm 35 mL9.2 g、0.88 g cm35 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 g mol 1)溶于a g 水中,所得溶液的密度为b g cm3
11、, 溶质的物质的量浓度为 c mol L 1,则该气体溶入水中的体积是( ) A. 22.4ac M1c L B.22.4c M L C. 22.4ac 1 000bMc L D.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 mol L 1 Na 2SO4溶液中含氧原子的数目一定大于 4NA B1 L 0.1 mol L 1 Na 2S 溶液中含阴离子的数目小于 0.1NA C生成 1 mol 氧化产物时
12、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 g L 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 g mol 1 氢 (3)0.4 12020 北京
13、,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
14、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)_ mol L 1。 (8)乙方案,实验装置如图: 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 g L 1,则 c(CuSO 4) _ mol L 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,Cu
15、SO4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 mol L 1。 (8)Zn粉的物质的量为 a 65 mol, 反应产生H2的物质的量为 d g L 1b103 L 2 g mol 1bd10 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
16、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 mol L 1。 32014 江苏,18(2)(3)碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)d xH2O常用作塑料阻燃剂。 (2)MgaAlb(OH)c(CO3)d xH2O 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 CO2 0.560 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
17、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(CO2) 0.560 L 22.4 L mol 12.5010 2 mol m(CO2)2.5010 2 mol44 g mol11.10 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(
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