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文档简介
专题02化学常用计量01专题网络·思维脑图02考情分析·解密高考03高频考点·以考定法考点二以物质的量为中心的多角度计算【高考解密】考点二以物质的量为中心的多角度计算【高考解密】命题点01有关化学反应速率和化学平衡的相关计算命题点02有关工艺流程的相关计算命题点03有关水溶液中离子平衡的相关计算【技巧解密】【考向预测】考点一一定物质的量浓度溶液的配制【高考解密】命题点01一定物质的量浓度溶液的配制命题点02物质的量浓度及相关计算【技巧解密】【考向预测】04核心素养·微专题微专题阿伏加德罗常数的六大陷阱考点考查内容考情预测一定物质的量浓度溶液的配制仪器、步骤、数据处理、误差分析以选择题或主观题考查一定物质的量浓度溶液的配制的仪器、步骤、数据处理、误差分析。以物质的量为中心的多角度计算1.化学反应速率和化学平衡的相关计算2.有关工艺流程的相关计算3.有关水溶液中离子平衡的相关计算1.以化学原理题、工艺流程等主观题考查计算化学反应速率、化学平衡常数、转化率;2.以选择题的形式考查水溶液中四大常数的计算。阿伏加德罗常数及其应用以阿伏加德罗常数为载体考查物质结构、氧化还原反应、电离、水解等知识以选择题的形式考查关于阿伏加德罗常数的正误判断、气体摩尔体积的概念;考点一一定物质的量浓度溶液的配制命题点01配制溶液使用的仪器典例01(2023·全国卷)实验室将粗盐提纯并配制的溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有①天平
②温度计
③坩埚
④分液漏斗
⑤容量瓶
⑥烧杯
⑦滴定管
⑧酒精灯A.①②④⑥ B.①④⑤⑥ C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧典例02(2021·山东卷)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)实验目的玻璃仪器试剂A配制100mL一定物质的量浓度的NaCl溶液100mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒蒸馏水、NaCl固体B制备Fe(OH)3胶体烧杯、酒精灯、胶头滴管蒸馏水、饱和FeCl3溶液C测定NaOH溶液浓度烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂D制备乙酸乙酯试管、量筒、导管、酒精灯冰醋酸、无水乙醇、饱和Na2CO3溶液典例03(2020·天津卷)下列实验仪器或装置的选择正确的是配制50.00mL0.1000mol.L-1Na2CO3溶液除去Cl2中的HCl蒸馏用冷凝管盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶ABCD命题点02配制溶液的操作步骤典例01(2023·重庆卷)下列实验装置或操作能够达到实验目的的是ABCD
制取转移溶液保护铁件收集典例02(2019·江苏卷)下列实验操作能达到实验目的的是
A.用经水湿润的pH试纸测量溶液的pHB.将4.0gNaOH固体置于100mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000mol·L−1NaOH溶液C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2典例03(2019·天津卷)下列实验操作或装置能达到目的的是ABCD混合浓硫酸和乙醇配制一定浓度的溶液收集气体证明乙炔可使溴水褪色命题点03配制溶液的数据处理和误差分析典例01(2023·浙江卷)下列说法正确的是
A.图①装置可用于制取并收集氨气B.图②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡C.图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大D.图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移典例02(2020·浙江卷)下列有关实验说法,不正确的是(
)A.碱液不慎溅到手上,先用大量水冲洗,再用饱和硼酸溶液洗,最后用水冲洗B.和的混合物经溶解、过滤,洗涤、干燥,可分离出C.用容量瓶配制溶液,定容时若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体D.火柴头的浸泡液中滴加溶液,稀和溶液,可检验火柴头是否含有氯元素典例03(2013·天津卷)下列实验误差分析错误的是A.用湿润的pH试纸测稀碱液的pH,测定值偏小B.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小C.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏小一、所需仪器及配制步骤:(1)配制溶液的六种仪器托盘天平、量筒、烧杯、容量瓶(指定规格)、玻璃棒、胶头滴管。(2)配制溶液的八步操作计算→称量(量取)→溶解(稀释)并冷却→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶并贴签。【特别提醒】溶液配制过程中,若有任何引起误差的操作均应重新配制。(3)容量瓶使用的两个“不能”①容量瓶是精确配制溶液的仪器,不能用于溶解、稀释和长时间贮存液体。②容量瓶的规格是固定的,不能配制任意体积的溶液,所配溶液的体积一定要与容量瓶的容积相同。二、仪器使用:(1)仪器的选用要注意思维有序,从配制步骤角度排查还需要的仪器。(2)容量瓶使用的第一步操作是“检漏”。回答容量瓶时应指明规格,并选择合适的容量瓶,如配制480mL溶液,应选用500mL容量瓶。容量瓶不能用于溶解、稀释和存放液体,也不能作为反应容器。(3)玻璃棒的作用是搅拌和引流。用玻璃棒引流时,玻璃棒末端应插入刻度线以下并接触瓶壁,但玻璃棒不能接触瓶口。三、根据表达式cB=nB(1)导致cB偏低的错误操作:垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(用游码);称量时间过长(潮解);洗涤或转移时溶液溅出;未洗涤烧杯及玻璃棒;超过刻度线时用滴管吸出液体;定容时仰视;定容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。(2)导致cB偏高的错误操作:砝码生锈;定容时俯视;未等溶液冷却至室温就转移并定容。(3)定容时俯视、仰视对结果的影响:务必确保按眼睛视线→刻度线→凹液面最低点的顺序,做到“三点一线”。①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大。②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小。四、有关溶液的计算(1)熟练推导两种换算关系。①气体溶质物质的量浓度的计算。标准状况下,1L水中溶解某气体VL,所得溶液的密度为ρg·cm-3,气体的摩尔质量为Mg·mol-1,则c=1000ρV22400+MV②物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算。c=1000ρwM(c为溶质的物质的量浓度,其单位是mol·L-1,ρ为溶液的密度,其单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,其单位是g·mol(2)理解两条规律。①稀释定律。a.如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物质的量浓度,有c1V1=c2V2。b.如用m1和m2、w1和w2分别表示稀释前后溶液的质量和溶质的质量分数,有m1w1=m2w2。②混合规律。计算或判断同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质的质量分数时,设溶质的质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。a.两溶液等质量混合:w=12(w1+w2b.两溶液等体积混合:(a)若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度,则w>12(w1+w2),如H2SO4(b)若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度,则w<12(w1+w2考向01配制溶液使用的仪器1.(2023·河北·校联考模拟预测)下列关于仪器使用的说法正确的是
A.①②均可用于浓硫酸的稀释B.③⑤仰视时,读数前者偏小后者偏大C.⑤可用于量取的溶液D.④⑥可用于配制溶液2.(2023·四川凉山·统考三模)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均正确、完整的是(非玻璃仪器任选;不考虑存放试剂的容器)实验玻璃仪器试剂A测定盐酸浓度碱式滴定管、胶头滴管NaOH标准溶液、待测盐酸溶液、甲基橙试剂B制取并收集纯净干燥的氯气圆底烧瓶、长颈漏斗、集气瓶二氧化锰、浓盐酸、饱和食盐水、浓硫酸C用浓硫酸配制480mL0.1mol/L的稀硫酸量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管18.4mol/L的浓硫酸、蒸馏水D制备Fe(OH)3胶体烧杯、酒精灯、胶头滴管1mol/L氢氧化钠溶液、1mol/L氯化铁溶液3.(2023·山东·潍坊一中校联考模拟预测)为完成下列各组实验,所选实验器材和试剂均完整正确的是选项实验实验器材试剂A配制100mL一定物质的量浓度的NaCl溶液100mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒蒸馏水、NaCl固体B测定酸碱滴定曲线酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、烧杯、锥形瓶、铁架台0.1000mol•L-1NaOH溶液、0.1000mol•L-1盐酸溶液、甲基橙C淀粉水解产物检验试管、胶头滴管、酒精灯淀粉溶液、10%NaOH溶液、2%CuSO4溶液D证明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)试管、胶头滴管0.10mol•L-1CuSO4溶液、0.10mol•L-1ZnSO4溶液、1mol•L-1Na2S溶液4.(2022·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测)用已知密度的98%的浓硫酸配制的硫酸溶液,下列仪器中不需要的是A.B.C.D.5.(2023·内蒙古赤峰·统考一模)仅用下表提供的仪器(夹持仪器和试剂任选)不能达到相应实验目的的一项是选项实验目的仪器A制取乙酸乙酯铁架台、试管、酒精灯、导管B用浓硫酸配制250mL一定浓度的硫酸溶液250mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管C用CCl4萃取溴水中的溴分液漏斗、烧杯D用盐酸除去BaSO4中混有的少量BaCO3漏斗、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸6.(2023·湖南衡阳·统考一模)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确完整的是(不考虑存放试剂的容器)实验目的玻璃仪器试剂A组装实验室制乙烯的发生装置圆底烧瓶、温度计、酒精灯、导管浓硫酸、无水乙醇、碎瓷片B粗盐提纯中将最后所得的滤液蒸发结晶表面皿、玻璃棒、酒精灯粗盐提纯中最后所得的滤液C除去新制乙酸乙酯中的少量乙酸分液漏斗、烧杯混有乙酸的乙酸乙酯、饱和NaOH溶液D配制100mL一定物质的量浓度的稀硫酸100mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒蒸馏水考向02配制溶液的操作步骤1.(2023·海南省直辖县级单位·统考模拟预测)某化学实验小组在实验室中利用固体配制250mL的溶液。下列做法错误的是A.在托盘天平上放置烧杯用于称取5.0g固体B.选取规格为250mL的容量瓶,并进行检漏C.为防止变质,固体溶解后立即转移至容量瓶中D.定容、摇匀后,液面低于刻度线时不再处理2.(2023·天津河西·统考二模)用溶液配制的溶液,下列有关实验操作正确的是A. B. C. D.3.(2022上·河南安阳·高三统考阶段练习)配制一定物质的量浓度的溶液,并用其测定某未知浓度的溶液。完成以上实验所选择的装置正确的是。选项ABCD实验称量一定质量的固体配制一定物质的量浓度的溶液定容操作量取20mL未知浓度的草酸用溶液滴定草酸滴定终点读数为26.42mL装置4.(2023·重庆沙坪坝·重庆八中校考二模)下列实验装置正确且能达到相应实验目的的是A.除中的 B.制备少量 C.证明溴乙烷发生消去反应 D.配制一定物质的量浓度的溶液5.(2023·河南郑州·统考三模)化学是一门以实验为基础的自然学科。以下实验项目是高中化学课程标准规定的四个学生必做实验,依据所提供的实验药品和仪器能完成实验项目的是实验项目实验药品所用玻璃仪器A配制100mL0.1mol·L-1的氯化钠溶液氯化钠固体、蒸馏水100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管B探究Fe2+和Fe3+的氧化性和还原性FeSO4溶液、FeCl3溶液、氯水、KI溶液、KSCN溶液、锌片、淀粉溶液试管、胶头滴管C探究不同价态硫元素之间的转化铜片、稀H2SO4、浓H2SO3、Na2SO3溶液、氯水、Na2S溶液试管、胶头滴管D用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子粗食盐水、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液烧杯、胶头滴管、试管表面皿、玻璃棒6.(2023·河北衡水·校联考二模)利用下列实验装置及操作不能达到实验目的的是
A.用NaOH溶液测定稀硫酸浓度B.配制溶液:向容量瓶中转移液体C.可用于洗涤表面的D.测定中和反应反应热考向03配制溶液的数据处理和误差分析1.(2023·辽宁沈阳·统考三模)下列有关实验说法正确的是A.易燃物钠、钾、白磷未用完,不能放回原试剂瓶B.酸碱中和滴定实验中,滴至接近终点时,需改为半滴滴加C.定容时仰视刻度线导致所配的溶液浓度偏高D.向溶液中滴加氨水至沉淀溶解得深蓝色溶液,再加入乙醇无明显变化2.(2023上·山东滨州·高三山东省滨州市沾化区第一中学校联考开学考试)某化学小组要配制500mL0.6mol/L的NaOH溶液,下列实验操作会使所得溶液浓度偏低的是A.用托盘天平称取12.0gNaOH固体时所用时间较长B.向小烧杯中加水使氢氧化钠溶解并冷却至室温C.把溶液转移到洗净但未干燥的容量瓶中,洗涤烧杯和玻璃棒3次并将洗涤液也转移到容量瓶中D.定容过程观察容量瓶内液面是俯视刻度线3.(2023上·湖南衡阳·高三衡阳市一中校考)以下实验操作会引起实结果偏大的是(
)A.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量的蒸馏水B.配制溶液的过程中,摇匀后,发现液面低于刻度线,用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线C.配制溶液的过程中,定容后,发现液面高于刻度线,用胶头滴管吸出高于刻度线的溶液D.配制溶液的过程中,定容时,俯视刻度线考点二以物质的量为中心的多角度计算命题点01化学反应速率与化学平衡典例01(2023·重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:反应Ⅰ:反应Ⅱ:在恒容条件下,按投料比进行反应,平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A.反应Ⅰ的,反应Ⅱ的B.点反应Ⅰ的平衡常数C.点的压强是的3倍D.若按投料,则曲线之间交点位置不变典例02(2022·全国卷)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。反应1:NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)
p1=3.6×104Pa反应2:2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)
p2=4×103Pa该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是A.反应2的平衡常数为4×106Pa2 B.通入NH3,再次平衡后,总压强增大C.平衡后总压强为4.36×105Pa D.缩小体积,再次平衡后总压强不变典例03(2021·河北卷)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①M+N=X+Y;②M+N=X+Z,反应①的速率可表示为v1=k1c2(M),反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误的是A.0~30min时间段内,Y的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为ZD.反应①的活化能比反应②的活化能大命题点02化学工艺流程典例01(2023·湖北卷·节选)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:(4)已知,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中浓度为。典例02(2022·广东卷·节选)稀土()包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:已知:月桂酸熔点为;月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持价不变;的,开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。离子开始沉淀时的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到元素,滤液2中浓度为。为尽可能多地提取,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中低于(保留两位有效数字)。典例03(2021·重庆卷·节选)电镀在工业生产中具有重要作用,某电镀厂生产的废水经预处理后含有和少量的Cu2+、Ni2+,能够采用如图流程进行逐一分离,实现资源再利用。已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19回答下列问题:(5)若废水中还含有Cd2+,pH=4时Cd2+的浓度为mol·L-1,用该结果说明Cd2+影响上述流程进行分离的原因是(设H2S平衡浓度为1.0×10-6mol·L-1。已知:H2S的K1=1.0×10-7,K2=7.0×10-15,Ksp(CdS)=7.0×10-27)命题点03水溶液中四大常数典例01(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即,通过调节pH使和形成硫化物而分离,体系中与关系如下图所示,c为和的浓度,单位为。已知,下列说法正确的是A. B.③为与的关系曲线C. D.典例02(2022·湖南卷)室温时,用的标准溶液滴定浓度相等的、和混合溶液,通过电位滴定法获得与的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于时,认为该离子沉淀完全。,,)。下列说法正确的是A.a点:有白色沉淀生成B.原溶液中的浓度为C.当沉淀完全时,已经有部分沉淀D.b点:典例03(2021·江苏卷)室温下,用0.5mol·L-1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加稀醋酸,产生气泡。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是A.0.5mol·L-1Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)B.反应CaSO4+COCaCO3+SO正向进行,需满足>×104C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=且c(Ca2+)≤D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O一.掌握计算中常用公式1.化学反应速率的计算(1)公式法:v(B)=Δc①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率,且计算时取正值。③同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。(2)比值法:同一化学反应,各物质的反应速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比。如对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),存在关系:v(A)m2.有关化学平衡计算方法和技巧1)化学平衡常数的计算(1)根据化学平衡常数表达式计算(2)依据化学方程式计算平衡常数①同一可逆反应中,K正·K逆=1。②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍,则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′=Kn或K′=eq\r(n,K)。③几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。④水溶液中进行的反应,必须拆成离子方程式再计算平衡常数。2)转化率的计算转化率(α)=eq\f(反应物转化的物质的量(或质量、浓度),反应物起始的物质的量(或质量、浓度))×100%3)常用的气体定律同温同容:p(前)∶p(后)=n(前)∶n(后)同温同压:eq\f(ρ(前),ρ(后))=eq\f(M(前),M(后))=eq\f(V(后),V(前))=eq\f(n(后),n(前))4)压强平衡常数的计算技巧(1)步骤第一步,根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度;第二步,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数;第三步,根据分压计算公式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数);第四步,根据平衡常数计算公式代入计算。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),压强平衡常数表达式为Kp=eq\f(p2NH3,pN2·p3H2)。(2)计算Kp的答题模板计算Kp的两套模板[以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为例]模板1:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0)n(始)1mol3mol0Δn0.5mol1.5mol1moln(平)0.5mol1.5mol1molp(X)eq\f(0.5,3)p0eq\f(1.5,3)p0eq\f(1,3)p0Kp=eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)p0))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5,3)p0))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5,3)p0))\s\up12(3))模板2:刚性反应器中N2(g)+3H2(g)2NH3(g)p(始)p03p00Δpp′3p′2p′p(平)p0-p′3p0-3p′2p′Kp=eq\f((2p′)2,(p0-p′)(3p0-3p′)3)3.水溶液中“四大常数”的计算(1)电离常数、水的离子积常数、水解常数及其关系。根据上述关系可以求出微粒的电离常数或水解常数,也可比较酸式酸根离子的电离和水解程度的相对大小。(2)对平衡浓度的理解。示例:25℃时,将amol·L-1的醋酸溶液与bmol·L-1氢氧化钠溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,用a、b表示醋酸的电离平衡常数为。
分析:Ka=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)表达式中的c(H+)、c(CH3COO-)、c(CH3COOH)是指溶液达到平衡时,溶液中的离子浓度,而不是局限于CH3COOH电离产生的离子,只讲存在,不讲来源。反应后溶液恰好显中性,此时c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,此时表达式中的c(H+)=10-7mol·L-1,Na+不参与化学反应,只存在稀释,c(Na+)=b2mol·L-1,根据电荷守恒和物料守恒:c(CH3COO-)=c(Na(3)弱电解质电离常数的两种计算方法。①由图形起点计算电离常数示例:常温下,向20mL0.1mol·L-1氨水中滴加一定浓度的盐酸,溶液中水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。分析:由图中a点可知,常温下0.1mol·L-1的氨水中c(H+)=1.0×10-11mol·L-1,c(OH-)=KWc(H+)=1.0×10-3mol·L-1,所以K②由图形交点计算电离常数示例:常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O4-、C2O4分析:由图像可知,pH=1.2时,c(HC2O4-)=c(H2C2O4),则Ka1=c(HpH=4.2时,c(HC2O4-)=c(C2O42−),Ka2=(4)溶度积常数的计算1)溶度积原则①Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子浓度无关。②同温条件时,对于同类型物质,Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由Ksp数值可知,溶解能力:AgCl>AgBr>AgI,Cu(OH)2<Mg(OH)2。③不同类型的物质,Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。如(25℃):AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp=1.8×10-10,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=1.8×10-11,虽然Mg(OH)2的Ksp较小,但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。2)沉淀开始和沉淀完全时溶液pH的计算方法:[以Cu(OH)2为例]室温下,向2mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液调节溶液的pH至多少时开始沉淀?调节溶液pH至多少时Cu2+沉淀完全?(已知:室温下Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20,离子浓度小于10-5mol·L-1时视为Cu2+沉淀完全)①沉淀开始时pH的求算。Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×c2(OH-)=2.0×10-20,c(OH-)=eq\r(10-20)=10-10(mol·L-1),c(H+)=eq\f(Kw,c(OH-))=eq\f(10-14,10-10)=10-4(mol·L-1),pH=-lgc(H+)=-lg10-4=4。②沉淀完全时pH的求算。Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=10-5·c2(OH-)=2.0×10-20,c(OH-)=eq\r(2.0×10-15)=eq\r(20)×10-8≈4.47×10-8(mol·L-1),c(H+)=eq\f(Kw,c(OH-))=eq\f(10-14,4.47×10-8)≈2.24×10-7(mol·L-1),pH=-lgc(H+)=-lg(2.24×10-7)=7-lg2.24≈6.6。4.工艺流程中产率或纯度的计算(1)产率计算:说明:在计算理论产量的时候,若有两种反应物,先判断反应物的过量问题,选择不足量的计算,同时注意单位的转化。(2)纯度计算:纯度=(不纯物质中含纯物质的质量÷不纯物质的总质量)×100%二、化学计算常用方法1.关系式法多步反应计算的特征是多个反应先后发生,起始物与目标物之间存在确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式,依据化学方程式找出反应过程中不同反应步骤之间反应物、生成物的物质的量的关系,最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系,列出计算式求解,从而简化运算过程。2.守恒法所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循守恒定律,在化学变化中有多种守恒关系,如质量守恒、元素原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。3.差量法差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题的关键是把化学方程式中对应的理论差量及实际差量与未知量列成比例式,然后求解。4.热重分析法热重分析是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的一种热分析技术,用来研究材料的热稳定性和组分。晶体加热时失重一般是先失水、再失非金属氧化物。晶体中金属质量不减少,仍在残余固体中,失重最后一般剩余金属氧化物,根据剩余物质的质量可进行相应的计算和分析。考向01化学反应速率与化学平衡1.(2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测)某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:0.250.501.000.501.000.0500.0500.1000.1000.2000.200下列说法正确的是A.该反应的速率方程中的B.该反应的速率常数C.表格中的,,D.在过量的B存在时,反应掉的所需的时间是2.(2023·重庆沙坪坝·重庆一中校考模拟预测)在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应①②。①②在恒温恒容密闭容器中,充入一定量的及,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示。总压起始0.50.90001.4p平衡m0.3p下列说法正确的是A.反应①任意温度下均能自发进行B.恒温恒容下,再充入和,反应①平衡右移,反应②平衡不移动C.D.反应②的平衡常数3.(2023·北京东城·北京五十五中校考模拟预测)五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可由如下反应制得:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)
ΔH=-93.0kJ/mol。某温度下,在2.0L的恒容密闭容器中充入2.0molPCl3和1.0molCl2,实验数据记录如下。t/s050150250350n(PCl5)/mol00.240.360.400.40下列说法正确的是A.0~150s内的υ(PCl3)=2.4×10-3mol·L-1·s-1B.该温度下,反应的化学平衡常数K=C.升高温度,PCl3的平衡转化率大于20%D.增大压强,活化分子百分数增大,反应速率加快4.(2023·重庆·校联考三模)时,存在如下平衡:。该反应正、逆反应速率与的浓度关系为:,(是速率常数),且与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.图中表示的是线ⅡB.时,往刚性容器中充入一定量,平衡后测得为,则平衡时C.时,该反应的平衡常数D.时向恒容密闭容器中充入,某时刻,则此时的转化率为5.(2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测)一定温度下,将足量加入含有催化剂的2L恒容密闭容器,发生下面两个反应:反应1:反应2:测得平衡时容器中气体总压为33kPa,且。下列说法不正确的是A.B.平衡时,C.该条件下,D.维持其他条件不变,将容器体积压缩为1L,再次达到平衡后,6.(2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测)一定温度下,在2L的密闭容器发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0.起始投入3molCO,改变进气比,测得相应的CO的平衡转化率如图所示(图中各点对应的温度可能相同,也可能不同)。下列说法不正确的是
A.Kc=1B.若E点温度下,5分钟达到平衡,则该过程的平均反应速率v(H2O)=0.12mol•L-1•min-1C.D.平衡从图中B点移动到A点,需降低温度考向02化学工艺流程1.(2023·四川雅安·统考模拟预测·节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):某温度下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH沉淀完全时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH7.28.73.74.72.23.27.59.0回答下列问题:(4)利用上述表格数据,计算Fe(OH)2的Ksp=(列出计算式即可,不用化简)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L-1,则“调pH”应控制pH不超过(填数值)。(6)将400kg废弃镍催化剂进行上述流程,充分回收利用,最后制得硫酸镍晶体质量为281kg,则该废弃镍催化剂中Ni元素的质量分数为。2.(2023·河南·校联考一模·节选)铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为,含FeS、CuO、等杂质)制备的工艺流程如下:已知:ⅰ.难溶于冷水;ⅱ.“氧化浸取”时,铋元素转化为,硫元素转化为硫单质;ⅲ.。回答下列问题。(5)产品纯度的测定。取产品wg,加入足量稀硫酸和稀溶液10mL使其完全反应(Bi被还原为+3价),再用标准溶液滴定溶液中剩余的(Cr被还原为+3价),恰好消耗标准溶液。该产品的纯度为(用含w、a、b的代数式表示)。3.(2023·内蒙古赤峰·统考一模·节选)叠氮化钠()不溶于乙醚,微溶于乙醇,易溶于水,常用于汽车安全防护袋的气源,汽车发生剧烈碰撞时,立即自动充气。实验室模拟尿素法制备水合肼()并利用其进一步反应制取的流程如下:已知:①易溶于水,具有强还原性,易被氧化成N2;②一定条件下,碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成(6)对于反应中生成的碳酸钠,可以通过以下过程转化为亚硫酸钠。常用作还原性漂白剂。在测定某液体葡萄糖中残留量时,取50.0mL样品,先通入足量Cl2,再加入足量盐酸酸化的氯化钡溶液,充分反应,过滤,洗涤,干燥,称量固体质量为0.11g。通入足量Cl2发生反应的离子方程式为,该样品中残留量为g·L−1。(以SO2计,结果保留1位小数)4.(2023·湖南郴州·统考一模·节选)氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。一种以含锌烟灰(含有ZnO、CuO、PbO、FeO、Fe2O3、MnO、MnO2、CdO等)为原料制备氧化锌的工艺流程如图所示:
已知:i.二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子,如Fe(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)可生成[Fe(NH3)2]2+、[Zn(NH3)4]2+;ii.25℃时相关物质的Ksp如表:物质MnSFeSZnSPbSCdSCuSKsp2.5×10-136.3×10-181.6×10-248.0×10-283.6×10-296.3×10-36iii.Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125℃、300℃。请回答下列问题:(4)研究发现Znx(OH)y(CO3)z热分解得到ZnO的过程可分为两步。某实验小组取11.2gZnx(OH)y(CO3)z固体进行热重分析,两步反应的固体失重率(×100%)依次为8.0%、19.6%,则Znx(OH)y(CO3)z的化学式为。5.(2023·黑龙江大庆·统考一模·节选)高铁酸钾是新型多功能水处理剂,其生产工艺如图所示:
已知:①与溶液反应的产物与反应温度有关,温度较低时产物为和;温度较高时产物为和。②同一条件下,溶液的碱性越强,高铁酸盐的稳定性越高。回答下列问题:(4)配制溶液时,将固体溶解在水中(水的密度近似为),所得溶液的密度为,则该溶液的物质的量浓度为。(保留3位有效数字)考向03水溶液中四大常数1.(2023·湖北荆州·统考模拟预测)某温度下,改变0.1溶液的pH,各种含铬元素微粒及的浓度随pH的变化如图所示,下列有关说法正确的是A.该温度下B.该温度下溶液呈碱性C.的平衡常数D.C点溶液中存在:2.(2023·黑龙江齐齐哈尔·统考二模)如图为室温下某二元碱溶液中M(OH)2、M(OH)+、M2+的浓度(mol·L-1)对数lgc随pOH[-lgc(OH-)]的变化关系。下列说法正确的是A.该二元碱的浓度为0.10mol/LB.pOH=8.0时,lgc(M2+)-lgc[M(OH)+]=1.55C.当c(M2+)=c[M(OH)+]时,pH=6.45D.pH=7时,lgc(M2+)-lgc[M(OH)2]=8.353.(2023·四川成都·一模)维持下,通过加入或改变溶液的,溶液中的对数值与溶液的变化关系如图所示。已知y点横坐标为4.74.下列叙述错误的是A.一元弱酸电离常数为B.溶液的约等于8.37C.x点纵坐标为,且此时溶液中D.图中所示各溶液均满足4.(2023·福建泉州·统考一模)室温下,用溶液滴定盐酸酸化的溶液的pH-t曲线如图所示。下列说法正确的是已知:①室温时②A.的水解平衡常数B.若b点,则x=3.2C.ab段仅发生反应:D.从a到c点,水的电离程度一直在减小5.(2023·广东广州·统考三模)天然溶洞的形成与水体中含碳物种的浓度有密切关系。已知Ksp(CaCO3)=10-8.7,某溶洞水体中lgc(X)(X为HCO、CO或Ca2+)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线②代表HCO B.Ka2(H2CO3)的数量级为10-10C.a=-4.35,b=-2.75 D.pH=10.3时,c(Ca2+)=10-7.6mol•L-1微专题阿伏加德罗常数的六大陷阱典例01(2023·全国卷)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是A.异丁烷分子中共价键的数目为B.标准状况下,中电子的数目为C.的溶液中的数目为D.的溶液中的数目为典例02(2023·海南卷)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为B.5.6g铁粉与的HCl的溶液充分反应,产生的气体分子数目为C.标准状况下,与充分反应,生成的分子数目为D.完全溶于所得溶液,微粒数目为典例03(2022·全国卷)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.25℃,下,氢气中质子的数目为B.溶液中,的数目为C.苯甲酸完全燃烧,生成的数目为D.电解熔融,阴极增重,外电路中通过电子的数目为典例04(2022·浙江卷)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.在25℃时,1LpH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.01NAB.1.8g重水(D2O)中所含质子数为NAC.足量的浓盐酸与8.7gMnO2反应,转移电子的数目为0.4NAD.32g甲醇的分子中含有C—H键的数目为4NA典例05(2021·湖北卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A.23gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NAB.0.5molXeF4中氙的价层电子对数为3NAC.1mol[Cu(H2O)4]2+中配位键的个数为4NAD.标准状况下,11.2LCO和H2的混合气体中分子数为0.5NA典例06(2021·天津卷)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是A.1mol/LHCl溶液中,HCl分子的数目为NAB.22.4L氢气中,H2分子的数目为NAC.180g葡萄糖中,C原子的数目为6NAD.1molN2中,σ键的数目为3NA一、气体摩尔体积的适用“对象及条件”的陷阱此角度通常在标准状况下气体摩尔体积具体应用的易错点上组织命题,有时候虽满足标准状况的使用条件,但不满足是气体;有时候满足是气体的条件,但不满足在标准状况下。【破题技巧】抓“三看”,突破陷阱一看“气体”是否处在“标准状况”,不为标准状况无法直接用22.4L·mol-1求n。二看“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体],若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n。三看指定的物理量是否与状态有关,n=eq\f(m,M)、n=eq\f(N,NA)在任何条件下都适用,不存在条件限制,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。二、设置与计算无关的一些干扰条件的陷阱题目常给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断。如给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,n=eq\f(m,M)、n=eq\f(N,NA)在任何条件下都适用,不存在条件限制,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关【破题技巧】排“干扰”,突破陷阱解题时要注意两点:①物质的量或质量与物质所处状况无关;②物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。三、常见物质的结构特点上的陷阱此角度所设题目考查的主要内容包括:一定量的物质中所含相关粒子的数目(如质子数、中子数、电子数、离子数、电荷数);一定量的物质中存在的化学键数目(如共价键数目)。【破题技巧】牢记“结构特点”,突破陷阱:(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等,理清整体与部分的关系。(2)记最简式相同的物质,构建解答混合物的模型,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。(3)记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。(4)记物质中所含化学键的数目,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1,SiO2中Si—O键的数目为4,苯环中不含双键等。(5)记Na2O2中O2eq\o\al(2-,2)为一个阴离子。(6)记物质的特殊结构,如白磷、SiO2、苯等(7)记特殊物质的组成,如He、Ne为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。(8)注意强碱弱酸盐(如:Na2CO3)的复杂性①1molNa2CO3固体中含有2molNa+和1molCO32-②1L1mol·L-1Na2CO3溶液中含有的CO32-数目小于1mol,阴离子数大于1mol(9)注意强酸酸式盐(如:NaHSO4)电离的特殊性①水溶液中:NaHSO4=Na++H++SOeq\o\al(2-,4)②熔融状态:NaHSO4=Na++HSOeq\o\al(-,4)四、电子转移数目上的陷阱此角度易在特殊氧化还原反应中电子转移数目上命题,主要的命题点有:歧化反应中转移的电子数(如Cl2与NaOH溶液的反应);变价元素的单质参与反应时转移电子数(量不同,所表现的化合价不同,如Fe与HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+;Fe过量,生成Fe2+。氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同,如Cu与Cl2反应生成CuCl2,而Cu与S反应生成Cu2S)。【破题技巧】抓“反应”,突破陷阱电子转移(得失)数目的问题分析,要做到“三注意”:一要注意是否发生歧化反应,如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时,消耗1molCl2转移1mol电子;二要注意变价元素,如1molFe与足量盐酸反应转移2mol电子,而与足量硝酸反应转移3mol电子;三要注意氧化还原的竞争及用量问题,如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2的量不同,转移的电子数不同。五、电解质溶液中微粒数目上的陷阱此角度主要考查电解质在溶液中的存在形式,绝大多数需要利用公式cV=n进行解题,其具体的表现形式为弱酸溶液中所含的H+数目,弱碱溶液中所含的OH-数目;强酸弱碱盐溶液中所含的阳离子数
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