2020-2021高中化学苏教版1学案：专题1化学家眼中的物质世界 章知识整合含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年高中化学苏教版必修1学案：专题1化学家眼中的物质世界章知识整合含解析章知识整合一、以物质的量为中心的计算1．以物质的量为中心的计算2．具体计算过程中,应注意的问题二、有关阿伏加德罗常数的常见陷阱陷阱一物质的状态22．4L/mol使用的对象是气体（包括混合气体)。命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让同学们落入陷阱。例如，“标准状况下，11。2L四氯化碳所含的分子数为0。5NA"是错误的。错因分析：标准状况下四氯化碳是液体。陷阱二温度和压强一般情况下，22。4L/mol是指标准状况（0℃,101kPa)下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积,若用22.4L/mol进行换算，则误入陷阱。如下列说法都是错误的：①常温常压下，11.2LO2所含的原子数为NA；②25℃，101kPa时，11。2LN2所含的原子数为NA。错因分析：①、②中的气体体积都是非标准状况下的气体体积，不可用标准状况（0℃,101kPa)下的气体摩尔体积（22。4L/mol)来换算。陷阱三粒子的数目粒子种类有分子、原子、离子、质子、中子、电子等，原子由原子核与核外电子组成.解题时要注意审题，明确题目要求的是何种粒子。如“1。8gH2O中含NA个分子、NA个电子”是错误的。错因分析：1.8gH2O的物质的量为0.1mol,所含分子数为0.1NA;1个H2O分子中有10个电子，则1.8gH2O中含NA个电子。陷阱四单质的组成气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如Ne）、三原子分子(如O3）等.如果不注意这一点,易误入陷阱。如下列说法都是错误的：①标准状况下，11。2L臭氧中含NA个氧原子；②10g氖所含原子数为NA；③在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同.错因分析：臭氧（O3）为三原子分子，n(O)＝3n(O3)＝1.5mol，即11。2LO3中含有1.5NA个氧原子，故①叙述错误.氖（Ne）为单原子分子，10gNe为0.5mol，所含原子数为0.5NA，故②叙述错误.因为组成气体单质的原子数目不同，故③叙述错误。若改成“在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同”则正确。三、等体积或等质量溶液混合时质量分数变化规律1．浓度与密度的变化关系若溶液的密度大于1g·cm－3，则溶液的质量分数越大,其密度就越大.若溶液的密度小于1g·cm－3,则溶液的质量分数越大，其密度就越小。上述关系可以借用平均值与极限思维来理解，当溶液的质量分数最小为0时,即为水，可以很明显地呈现出这一变化关系.常见溶液中，氨水、酒精等溶液比水轻，氯化钠、硝酸、硫酸等溶液比水重.2．等体积或等质量溶液混合后的质量分数的变化规律(1）等质量混合型以30％的H2SO4与50％的H2SO4等质量相混为例，混合后H2SO4的质量分数为：w(H2SO4)＝eq\f(30％M＋50％M，M＋M)×100%＝40％即混合后H2SO4的质量分数等于两者的算术平均值。(2)等体积混合型仍以30%的H2SO4（ρ1)与50%的H2SO4（ρ2）等体积相混为例，混合后H2SO4的质量分数为：w(H2SO4）＝eq\f（30％ρ1V＋50％ρ2V，ρ1V＋ρ2V）×100％＝eq\f（30%ρ1＋50%ρ2,ρ1＋ρ2)＝eq\f（40％ρ1＋40％ρ2＋10％ρ2－10％ρ1,ρ1＋ρ2)＝40％＋eq\f（ρ2－ρ1,ρ1＋ρ2）×10％因为硫酸溶液的密度比水重，硫酸越浓，密度越大，即ρ2〉ρ1，故w(H2SO4)＝40%＋eq\f（ρ2－ρ1，ρ1＋ρ2）×10％>40％，即混合后H2SO4的质量分数大于两者的算术平均值。同理，可以推知：若30%的氨水与50%氨水等体积相混,混合后氨水的质量分数将小于40％。若加等体积水稀释，求算稀释后的质量分数,可把水视作0%的溶液，按上述规律处理。综上所述：两种不同质量分数的同种溶液等体积相混合，若溶液的密度大于1g·cm－3，则混合溶液质量分数大于它们和的一半；若溶液的密度小于1g·cm－3，则混合溶液质量分数小于它们和的一半。无论溶液的密度大于1g·cm－3，还是小于1g·cm－3,等质量混合时,所得混合溶液的质量分数都等于它们和的一半。四、气体的相对分子质量相关计算气体的相对分子质量（或平均相对分子质量）有以下几种计算方法。（1）已知标准状况时气体密度ρ,则M＝22.4ρ。（2）已知两种气体的相对密度D。则D＝eq\f(ρA,ρB）＝eq\f（MA，MB）。（3)混合气体的平均式量在数值上等于混合气体的平均摩尔质量:①eq\x\to(M）＝eq\f(m总，n总）②eq\x\to(M）＝M1·n1％＋M2·n2%＋…＋Mi·ni%＝M1·V1％＋M2·V2％＋…＋Mi·Vi%.注:m总表示混合气体的总质量，n总表示混合气体的总物质的量；n1%,n2％，…表示混合物中各组分的物质的量分数；V1％，V2％，…表示混合物中各组分的体积分数；M1，M2，…表示混合物中各组分的式量.（4）混合物的式量可以用平均值法确定范围。如空气的主要成分为O2和N2，空气的平均相对分子质量为29，介于两种气体相对分子质量之间。五、混合物分离和提纯的方法1．物质的分离是把混合物中的各种物质分开的过程，分开以后的各物质应该尽量减少损失，而且是比较纯净的.经常采用的分离方法有:过滤、蒸发、结晶、分馏、萃取、分液、渗析、洗气等。2．物质的提纯是指将某物质中的杂质采用物理或化学方法除掉的过程。它和分离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复。(1）物质提纯的原则:不增、不变、易分、复原。“不增”是指在提纯过程中不增加新杂质；“不变”是指被提纯物质的性质不能改变;“易分”是指使杂质与被提纯物质容易分开；“复原"是指被提纯物容易复原.（2)提纯的方法可归纳为“杂转纯，杂变沉，化为气，溶剂分".杂转纯：将要除去的杂质变为提纯物,这是提纯物质的最佳方案，如除去Na2CO3中混有的NaHCO3，即可将混合物加热，使NaHCO3全部转化为Na2CO3。杂变沉：加入一种试剂，将要除去的杂质变成沉淀，最后用过滤的方法除去沉淀.化为气：加热或加入一种试剂，使杂质变为气体逸出。如食盐水中混有Na2CO3，则可加盐酸，使COeq\o\al(2－，3）变成CO2气体逸出。溶剂分：加入一种试剂,将杂质或被提纯物质萃取出来。如用CCl4可将碘从水中萃取出来.3．常见分离方法与混合物的类型六、胶体知识拓展1．生产、生活中常见的胶体人们在生产、生活中见到或用到的胶体很多，例如：云、雾、烟尘、河、湖、池塘中的水，人及其他动物的血液,还有牛奶、豆浆、果冻、米粥汤、蛋清、胶水、墨水、液状涂料、肥皂水、有色玻璃、变色玻璃等。2．胶体聚沉的方法(1)加入可溶性电解质加入的电解质在分散剂中电离，产生的与胶体粒子带相反电荷的离子中和了胶体粒子所带的电荷，使胶体粒子聚集成较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出.（2)加入与原胶体粒子带相反电荷的胶体胶体粒子吸附离子而带有电荷是胶体具有介稳性的主要原因。由于同种胶体粒子带同种电荷,一般情况下，它们之间相互排斥而不易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来。加入与原胶体粒子带相反电荷的胶体,中和了原胶体粒子所带的电荷，使得胶体粒子之间的斥力减小，相互聚集成较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出。(3）加热加热可以加快胶体粒子的运动速率，增大胶体粒子的碰撞机会，并且使胶体粒子吸附电荷的能力减弱，使胶体粒子聚集成较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出。3．制备胶体的其他方法制备胶体的必要条件是使分散质粒子大小在1～100nm之间。制备方法通常有以下几种。(1)研磨法：将分散质用机械研磨的方法使其颗粒直径达到胶体的要求,如制黑墨汁。(2)转换溶剂聚沉法:使分子或离子聚集成胶体的方法。如将硫粉置于酒精中充分搅拌使之溶解后，将所得的溶液逐滴滴入蒸馏水中，同时振荡，即可得到一种胶体。在这种胶体中，分散质是硫，分散剂是水.(3)化学反应法：即控制反应的条件,使反应中生成的难溶物质的量减少,粒子大小也减小,不沉降下来，而是以胶体颗粒大小分散在溶剂中。①AgI胶体：将8~10滴0。01mol·L－1AgNO3溶液逐滴滴入10mL0.01mol·L－1KI溶液中，边滴边用力振荡即可得到AgI胶体。KI＋AgNO3=AgI（胶体）＋KNO3注意：此处必须用极稀的溶液(0.01mol·L－1），否则易形成悬浊液.②H4SiO4胶体:将1mLNa2SiO3滴入5～10mL1mol·L－1盐酸中，用力振荡，即可得到H4SiO4胶体。Na2SiO3＋2HCl＋H2O=H4SiO4(胶体）＋2NaCl③肥皂水胶体：肥皂的主要成分是硬脂酸钠，这是一种强碱弱酸盐,容易水解，水解形成的硬脂酸不易溶于水，而凝结成胶体。C17H35COONa＋H2OC17H35COOH(胶体）＋NaOH4．胶体普遍存在于自然界中，胶体的性质在日常生活中得到广泛应用，你能说出下列做法利用了胶体的什么性质吗？(1)实验操作中,不慎将手指划破，可取FeCl3溶液紧急止血。血液是一种蛋白质溶液，其胶体带负电荷，加入电解质溶液FeCl3溶液，Fe3＋中和胶体粒子所带的负电荷,促使胶体聚沉，从而达到止血效果.(2）俗话说“一物降一物，卤水（主要成分为MgCl2）点豆腐”,解释其原理。豆浆是一种胶体，向其中加入电解质溶液，可使蛋白质等聚沉，便可制成可口的豆腐。(3）在水泥厂常用高压电作用于气溶胶，以除去大量烟尘，减少烟尘对空气的污染.胶体粒子带有电荷,在电场的作用下，胶体粒子在分散剂里做定向移动，即电泳。高压电除尘就是利用了胶体的这一性质。在除杂过程中只注意原来杂质的除去，忽视了新的杂质的引入【例1】下列除杂方法中，正确的是()A．除去含有少量Ba（NO3)2杂质的KNO3溶液时，先加入过量的Na2CO3溶液,过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸B．除去CO2气体中的CO:在O2中点燃C．除去CO气体中CO2：通过NaOH溶液洗气D．除去NH3中的水蒸气：通过浓H2SO4洗气【误区警示】本题易错选A、B。选A的原因忽视了加入Na2CO3时引入了新的杂质离子-—Na＋；选B的原因只考虑了CO可与O2反应生成CO2,但忽视了O2若过量，又引入了杂质O2，O2若不足，则CO未除尽。【正解】A选项中，加入过量Na2CO3溶液后，最终KNO3溶液中有NaNO3杂质，故A项错；B选项中，O2若过量，则CO2中含有杂质O2，另外，如果CO2含量高，CO无法被点燃。故B项错；C选项，NaOH将CO2吸收，并不引入新杂质，故C项对；D选项,NH3与浓H2SO4反应，故D项错。【答案】C对Vm＝22。4L/mol使用范围掌握不准确【例2】下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值)（）A．在常温常压下，11.2L氧气中含有的分子数为0.5NAB．在常温常压下,1mol氦气含有的原子数为NAC．在标准状况下，1molCCl4体积为22。4LD．只有在标准状况下,1mol氢气的体积才等于22。4L【误区警示】对解答本题时易犯的错误具体分析如下:常见错误错误原因选A忽视了常温常压下，Vm大于22。4L/mol选C没掌握CCl4在标准状况下为液体选D非标准状况下，调整温度和压强至合适比例，Vm也可能为22。4L/mol【正解】A：因为常温常压，Vm不等于22.4L/mol,故A错；B：虽然是常温常压，但氦气物质的量已确定，且氦气为单原子分子，故1mol氦气含NA个原子，故B对；C：CCl4在标准状况下为液体，故C错；D:调整温度和压强，不只是标准状况下Vm＝22。4L/mol。【答案】B忽视溶液中粒子之间的比例关系【例3】在aLAl2（SO4)3和(NH4）2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2，恰好使溶液中的SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3气体，则原溶液中的Al3＋浓度（mol/L）为()A.eq\f(2b－c,2a） B。eq\f（2b－c,a）C。eq\f(2b－c,3a) D。eq\f（2b－c，6a）【误区