2024版高考总复习-化学二轮专题(新教材) 专题2　化学计量及其应用

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(1)阿伏加德罗常数及应用:辽宁卷(2023、2022),广东卷(2023),河北卷(2022、2021),重庆卷(2022),浙江卷(2023、2022、2021、2020),海南卷(2022、2021),天津卷(2021),湖北卷(2021),湖南卷(2021)(2)溶液配制及计算:广东卷(2023、2022),海南卷(2022),河北卷(2021),天津卷(2020),北京卷(2020)(3)化学常用计算方法:湖北卷(2023),山东卷(2023、2022、2021、2020),浙江卷(2022、2021、2020),辽宁卷(2022、2021、2020),河北卷(2022、2021)
考点1阿伏加德罗常数及应用
要点1阿伏加德罗常数与物质的组成及变化课标指引:了解物质的量及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。1.“Vm=22.4 L·ml-1”的适用条件(1)使用“Vm=22.4 L·ml-1”计算的两个前提条件:①标准状况;②气体。若题中出现物质的体积,先考虑该物质是不是气体,若为气体,再考虑是不是标准状况,只有同时满足上述两个条件,才能进行相关计算。(2)熟记常考的标准状况下的非气态物质:H2O、H2O2、NO2、HF、SO3、Br2、烃类(含4个碳以上)、卤代烃(除CH3Cl外)、醇类(如C2H5OH等)、醛类(甲醛除外)、羧酸及其衍生物等。
2.氧化还原反应中电子的转移
3.电解质溶液中粒子的数目(1)看清题目中是否指明溶液的体积。如在pH=13的NaOH溶液中,因溶液体积未知而无法求算其中OH-的数目。(2)看清溶液中是否有“弱粒子”,即是否存在弱电解质或易水解的“弱粒子”。如1 L 0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液或1 L 0.1 ml·L-1的CH3COONa溶液中CH3COO-的数目均小于0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。(3)看清是单一电解质溶液还是多种电解质的混合溶液,若为混合溶液,有时要借助电荷守恒规律来计算某种离子的物质的量及数目。
(2)弱电解质溶液中各种粒子的数目和浓度,如1 L 0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液中CH3COO-的数目不能具体确定。(3)发生水解的盐溶液中各种粒子的数目和浓度,如1 L 0.1 ml·L-1 Na2CO3溶液中 的数目不能具体确定。
易错辨析设NA为阿伏加德罗常数的值。判断下列说法的正误。1.0.1 ml·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA。(　　)2.2 ml NO与1 ml O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA。(　　)
HClO4为强酸,在溶液中完全电离,则0.1 ml·L-1 HClO4溶液中H+的物质的量浓度为0.1 ml·L-1,由于题中未给出溶液的体积,所以无法计算H+的数目。
2 ml NO与1 ml O2恰好完全反应生成2 ml NO2,由于存在平衡2NO2 N2O4,所以充分反应后容器中的分子数小于2NA。
3.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA。(　　)4.78 g Na2O2与足量SO2反应,转移电子数为NA。(　　)
甲烷与氯气发生取代反应,反应物与生成物的物质的量相等,则反应后的分子数为
78 g Na2O2的物质的量为1 ml,1 ml Na2O2与足量SO2反应生成1 ml硫酸钠,电子转移了2 ml,则转移电子的数目为2NA。
要点2阿伏加德罗常数与物质的结构课标指引:1.从组成、结构等方面认识无机化合物和有机化合物的多样性。　2.能基于物质的量认识物质的组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。1.物质中粒子的数目(1)一定质量的物质中所含的原子数、分子数、质子数、中子数、电子数等,如1.8 g重水(D2O)中所含的质子数等。(2)一定质量的有机基团中含有的原子数、质子数、电子数等,如—CH3、—OH等。
2.物质结构中的价键数目(1)确定有机化合物中的价键数目要依据其结构式,在依据键线式分析时,要防止漏掉C—H。(2)注意一些特殊物质中的价键情况,如芳香族化合物的苯环中不含碳碳双键。(3)熟记常考物质中的价键数目(设NA表示阿伏加德罗常数的值):1 ml SiO2中含有4NA个Si—O;1 ml金刚石含有2NA个C—C;1 ml白磷中含P—P的数目为6NA等。(4)注意σ键和π键的判断,单键都是σ键,双键含1个σ键和1个π键,三键含1个σ键和2个π键;配位键属于σ键。(5)注意原子杂化方式(sp、sp2、sp3)、手性碳原子的判断,抓住原子的成键数目判断杂化方式,基于碳原子连接原子或原子团判断手性碳原子。
易错辨析设NA为阿伏加德罗常数的值。判断下列说法的正误。1.18 g 含有的中子数为10NA。(　　)2.标准状况下,11.2 L苯中 的数目为1.5NA。(　　)
标准状况下,11.2 L苯的物质的量不是0.5 ml,且苯分子中不含碳碳双键。
3.100 g CaS与CaSO4的混合物中含有32 g硫,则含有的氧原子数为1.75NA。(　　)4.1 ml P4S3( )中所含P—S的数目为6NA。(　　)
100 g CaS与CaSO4的混合物中钙元素、硫元素和氧元素质量总和为100 g,其中硫元素32 g,钙元素和硫元素的质量之比为40∶32,则钙元素质量为40 g,故氧元素的质量为100 g-32 g-40 g=28 g,则含有氧原子数为
1分子P4S3中含P—S的数目为6,则1 ml此物质中含P—S的数目为6NA。
命题点1阿伏加德罗常数的常规考查典例1　(2022·河北卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A.3.9 g Na2O2与足量水反应,转移电子个数为 g Mg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子个数为 g Al与足量NaOH溶液反应,生成H2的个数为 g SiO2与足量NaOH溶液反应,所得溶液中 的个数为0.1NA
解析 Na2O2与水发生反应:2Na2O2+2H2O ══ 4NaOH+O2↑,Na2O2中-1价O变为0价和-2价,反应消耗1 ml Na2O2时转移1 ml电子,3.9 g Na2O2为 0.05 ml,故转移电子个数为0.05NA,A错误;Mg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,Mg由0价升高到+2价,消耗1 ml Mg转移2 ml电子,1.2 g Mg为0.05 ml,则转移电子个数为0.1NA,B正确;2.7 g Al为0.1 ml,与NaOH溶液反应生成0.15 ml H2,则生成H2的个数为0.15NA,C错误;6.0 g SiO2为0.1 ml,与NaOH溶液反应生成0.1 ml Na2SiO3,由于 发生水解,则所得溶液中 的个数小于0.1NA,D错误。
思路剖析解答本题的思路如下:
变式演练(2023·湖南衡阳一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.1 ml熔融状态下的AlCl3中含有Al3+的数目为NAB.标准状况下,11.2 L SO3的质量为40 gC.1 ml·L-1 KCl溶液中,K+的数目为NAD.常温常压下,18 g H2O中含有共价键的数目为2NA
解析 AlCl3在熔融状态下不能发生电离,故熔融状的AlCl3中不含Al3+,A错误;标准状况下,SO3为非气体,无法计算11.2 L SO3的物质的量,B错误;题目未指明溶液的体积,无法计算K+的个数,C错误;1个H2O中含有2个H—O,18 g H2O为1 ml,则含有共价键的数目为2NA,D正确。
命题点2阿伏加德罗常数的创新考查典例2　(2023·辽宁卷)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S+2KNO3+3C ══ K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.11.2 L CO2含π键数目为NAB.每生成2.8 g N2转移电子数目为NAC.0.1 ml KNO3晶体中含离子数目为0.2NAD.1 L 0.1 ml·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
解析 未指明11.2 L CO2所处的温度和压强,无法计算,A错误;每生成1 ml N2,该反应转移的电子为12 ml,2.8 g N2为0.1 ml,故转移的电子数目为1.2NA,B错误;KNO3由K+、 构成,0.1 ml KNO3晶体中含离子数目为0.2NA,C正确;1 L 0.1 ml·L-1 K2S溶液中含0.1 ml K2S,由于S2-水解,故溶液中S2-的数目小于0.1NA,D错误。
变式演练(2023·湖北八市3月联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.30 g甲醛分子中心原子的价层电子对数为4NAB.12 g C60和12 g金刚石均含有NA个碳原子C.标准状况下22.4 L SO2与11.2 L O2充分反应后的分子总数为NAD.1 ml K3[Fe(CN)6]中含有σ键数目为24NA
解析 HCHO中C原子的价层电子对数为 +3=3,30 g 甲醛为1 ml,则中心原子的价层电子对数为3NA,A错误;金刚石和C60都是碳元素组成的单质,12 g C60和12 g金刚石含有碳原子个数均为NA,B正确;SO2和O2反应生成SO3的反应为可逆反应,标准状况下1 ml SO2和0.5 ml O2完全反应不能生成1 ml SO3,则反应后的分子总数大于NA,C错误;K3[Fe(CN)6]中每个碳氮三键中含有1个σ键,配位键也属于σ键,则1 ml K3[Fe(CN)6]中含12 ml σ键,即含有σ键的数目为12NA,D错误。
【思维建模】解答阿伏加德罗常数及应用类题目的方法
1.(2023·浙江6月选考)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为 g H2O2中含有氧原子数为0.2NAC.向1 L 0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NAD.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
解析 1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷),4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 ml,则含有σ键数目最多为0.7NA,A正确;1.7 g H2O2的物质的量为0.05 ml,则含有氧原子数为0.1NA,B错误;向1 L 0.1 ml·L-1CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒关系: c(CH3COO-)+c(OH-)=c( )+c(H+),中性溶液中c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c( ),再根据元素守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 ml,得出铵根离子数小于0.1NA,C错误;标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 ml,通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H+、Cl-和HClO,所以溶液中氯离子数小于0.5NA,D错误。
2.(2023·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是(　　)A.1 ml NH4Cl含有的共价键数目为5NAB.1 ml NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NAC.体积为1 L的1 ml·L-1NaHCO3溶液中, 数目为NAD.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 ml Cl-,则混合物中质子数为28NA
解析 NH4Cl由 和Cl-构成,则1 ml NH4Cl含有的共价键数目为4NA,A错误;NaHCO3的分解反应为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,故1 ml NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为0.5NA,B错误;体积为1 L的1 ml·L-1 NaHCO3溶液中,含1 ml NaHCO3,由于 发生水解和电离,故含有 的数目小于NA,C错误;一个NaCl和一个NH4Cl含有的质子数均为28,NaCl和NH4Cl的混合物中含1 ml Cl-,则混合物的物质的量为1 ml,含有的质子数为28NA,D正确。
3.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) ml异丁烷分子中共价键的数目为6.5NAB.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为 L 1.0 ml·L-1的Na2CO3溶液中 的数目为1.0NA
解析 每个异丁烷(结构简式为 )分子中有13个共价键,故0.50 ml异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;标准状况下,SO3是固体,B错误;pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 ml·L-1,1.0 L该溶液中H+的数目为0.01NA,C错误;1.0 L 1.0 ml·L-1的Na2CO3溶液中,含溶质Na2CO3的物质的量是1 ml,由于 发生水解,则实际存在的 的数目小于1.0NA,D错误。
练易错·避陷阱4.(2023·河北唐山一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A.28 g晶体Si中Si—Si数目为4NAB.100 g质量分数为17%的H2O2水溶液中极性键数目为NAC.一定条件下,32 g SO2与足量O2反应,转移的电子数为NAD.18 g重水(D2O)中含有的质子数为9NA
解析 晶体硅中每个硅原子与周围的4个硅原子形成4个共价键,由均摊法可知,每个硅原子占有2个共价键,28 g晶体Si的物质的量为1 ml,则含有Si—Si数目为2NA,A错误;100 g质量分数为17%的H2O2水溶液中H2O2的物质的量为0.5 ml,H2O2的结构式为H—O—O—H,故0.5 ml H2O2含有极性键的数目为NA,但是溶剂水分子中也含有极性键,B错误;SO2与O2的反应为可逆反应,不能计算参加反应的SO2的物质的量,故无法计算转移的电子数,C错误;D2O的摩尔质量为20 g·ml-1,1个D2O中含有的质子数为10,18 g重水(D2O)中含有的质子数为 ×10NA ml-1=9NA,D正确。
5.(2023·安徽合肥一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)A.32 g甲醇中含有C—H的数目为4NAB.常温常压下,2.0 g D2O中含有的质子数和中子数均为NAC.1 ml N2和3 ml H2充分反应后的混合气体中原子数小于8NAD.25 ℃时,1 L pH=12的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.02NA
解析 1个甲醇分子含有3个C—H,32 g甲醇为1 ml,则含有C—H的数目为3NA,A错误;1个D2O含有10个质子和10个中子,2.0 g D2O为0.1 ml,则含有质子数和中子数均为NA,B正确;1 ml N2和3 ml H2反应过程中原子总数保持不变,故充分反应后混合气体中原子总数为8NA,C错误;25 ℃时,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2 ml·L-1,则1 L该溶液中含有OH-的数目为10-2 ml·L-1×1 L×NA ml-1=0.01NA,D错误。
6.(2023·陕西榆林一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A.1 ml CH≡CH中含有的共用电子对的数目为3NAB.1.0 ml·L-1的AlCl3溶液中含有的阴离子总数为3NAC.1.7 g羟基(—OH)和1.7 g OH-中含有的质子数均为 mL 18 ml·L-1浓硫酸与足量铜反应转移的电子数为0.36NA
解析 1个CH≡CH分子中含有2个碳氢单键和1个碳碳三键,则1 ml CH≡CH中含有的共用电子对的数目为5NA,A错误;只有溶液的浓度,缺少溶液的体积,不能计算微粒的数目,B错误;1个羟基(—OH)和1个OH-所含的质子数均为9,1.7 g 羟基(—OH)和1.7 g OH-中含有的质子数均为0.9NA,C正确;n(H2SO4)=18 ml·L-1×20×10-3 L=0.36 ml,若0.36 ml硫酸完全反应,则转移的电子数为0.36NA,但随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,故转移的电子数小于0.36NA,D错误。
练预测·押考向7.甲酸甲酯常用作杀菌剂、熏蒸剂和烟草处理剂,可由甲酸和甲醇反应制得。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是(　　)A.pH=3的甲酸溶液中氢离子数目为1×10-3NAB.0.5 ml甲酸甲酯中含有sp3杂化的原子数目为NAC.50 g质量分数为64%的甲醇水溶液中含有σ键数目为5NAD.甲醇燃料电池中,每消耗22.4 L(标准状况)甲醇,转移电子数目为6NA
解析 甲酸溶液的体积未知,无法计算氢离子数目,A错误;甲酸甲酯中有1个碳原子和1个氧原子采用sp3杂化,则0.5 ml甲酸甲酯中采用sp3杂化的原子数目为NA,B正确;50 g质量分数为64%的甲醇水溶液中,m(CH3OH)=32 g, m(H2O)=18 g,二者均为1 ml,1 ml CH3OH中σ键数目为5NA,1 ml H2O中σ键数目为2NA,故50 g该溶液中σ键数目为7NA,C错误;标准状况下,甲醇为液体,22.4 L甲醇的物质的量不是1 ml,D错误。
8.中科院上海高研院在二氧化碳电催化转化研究中取得重要进展。通过调控N-carbn的孔道结构和表面活性位构型,成功实现了CO2直接转化生成乙醇。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.标准状况下,5.6 L CO2中所含电子的数目为4NAB.25 ℃时,C2H5OH所含共价键的数目为8NAC.0.1 ml乙醇和0.2 ml乙酸发生酯化反应,最多可生成0.1NA个乙酸乙酯D.CO2电催化过程中,每生成1 ml乙醇,转移电子的数目为12NA
解析 标准状况下5.6 L CO2为0.25 ml,1 ml CO2中含22 ml电子,故标准状况下5.6 L CO2中含电子的数目为5.5NA,A错误;不确定乙醇的物质的量,不能计算其所含共价键的数目,B错误;乙醇和乙酸发生的酯化反应是可逆反应,不能进行到底,故生成乙酸乙酯的数目小于0.1NA,C错误;电催化过程中由CO2生成乙醇的过程中碳元素由+4价降低到-2价,故每生成1 ml乙醇,转移电子的数目为12NA,D正确。
考点2物质的量浓度及溶液配制
要点1一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析课标指引:初步学会配制一定物质的量浓度的溶液等化学实验基础知识和基本技能。
1.了解一定物质的量浓度溶液的配制流程(以配制一定物质的量浓度的NaCl溶液为例)
微点归纳配制一定质量分数溶液的步骤及仪器步骤:计算溶质、溶剂的质量→称量或量取→搅拌、溶解→装瓶、贴标签等。所需仪器:托盘天平(电子天平)、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、细口瓶。
2.一定物质的量浓度溶液配制的误差分析及方法(1)误差分析的思维流程
(2)视线引起误差的分析方法①定容时,仰视容量瓶刻度线(图1),导致溶液体积偏大,配制溶液的浓度偏低。②定容时,俯视容量瓶刻度线(图2),导致溶液体积偏小,配制溶液的浓度偏高。
要点2有关物质的量浓度的计算课标指引:运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。1.计算物质的量浓度的基本方法
2.计算物质的量浓度的三个技巧
命题点1配制溶液的操作及仪器的选择典例1　(1)(2022·广东卷,17节选)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是　　　(填字母)。 
(2)(2022·全国乙卷,27节选)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是　　　　　　　　　　(填仪器名称)。 
分液漏斗、球形冷凝管
解析 (1)使用容量瓶过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,A错误;定容时,不能仰视或俯视,B错误;向容量瓶中转移液体时,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,C正确;定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,D错误。(2)由CuSO4·5H2O固体配制硫酸铜溶液时,需用天平称量一定质量的CuSO4·5H2O固体,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解CuSO4·5H2O,故用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。
变式演练(2023·广东深圳一模)稀硫酸的配制:(1)配制100 mL 0.3 ml·L-1的H2SO4溶液,需6 ml·L-1 H2SO4溶液的体积为　　　　 mL。 (2)在实验室配制上述溶液的过程中,下图所示仪器,需要用到的是　　　　　　　(填仪器名称)。 
解析 (1)根据稀释规律c1V1=c2V2可知,配制100 mL 0.3 ml·L-1的H2SO4溶液,需6 ml·L-1 H2SO4溶液的体积为
命题点2有关物质的量浓度的计算典例2　(2022·海南卷)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 ml·L-1 HCl溶液,Fe完全溶解。设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.反应转移电子为0.1 mlB.HCl溶液中Cl-数为3NAC.2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NAD.反应生成标准状况下气体3.36 L
解析 Fe与HCl溶液发生反应:Fe+2HCl ══ FeCl2+H2↑, n(Fe)= =0.05 ml,n(HCl)=0.1 L×3 ml·L-1=0.3 ml,而0.05 ml Fe完全反应需要0.1 ml HCl,故Fe不足量,按Fe进行计算。1 ml Fe反应时转移2 ml电子,则0.05 ml Fe反应转移电子为0.1 ml,A正确;HCl完全电离,则HCl溶液中Cl-数目为0.3NA,B错误;1个56Fe含有28个中子,2.8 g 56Fe为0.05 ml,则含有中子数为1.4NA,C错误;0.05 ml Fe完全反应生成0.05 ml H2,0.05 ml H2在标准状况下的体积为0.05 ml×22.4 L·ml-1=1.12 L,D错误。
思路剖析解答本题的思路如下:(1)写出化学方程式:Fe+2HCl ══ FeCl2+H2↑,计算n(Fe)和n(HCl)的值。(2)结合化学方程式进行过量计算,按不足量物质进行相关计算,对各选项进行合理判断。
典例3　(2022·广东卷,17节选)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。配制250 mL 0.1 ml·L-1的HAc溶液,需5 ml·L-1 HAc溶液的体积为　　　　 mL。 
解析 配制0.1 ml·L-1HAc溶液过程中n(HAc)保持不变,根据稀释定律可得: 0.250 L×0.1 ml·L-1=5 ml·L-1×V(HAc),解得V(HAc)=5×10-3 L=5.0 mL。
变式演练(2023·河北邯郸模拟)(1)配制250 mL 0.10 ml·L-1 CH3COONa溶液,需要称量醋酸钠晶体(CH3COONa·3H2O,M=136 g·ml-1)的质量为　　　　　。 (2)实验需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、量筒、  (从下列图中选择,写出名称)。
烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶
解析 (1)配制250 mL 0.10 ml·L-1 CH3COONa溶液,需要称量醋酸钠晶体的质量为0.250 L×0.10 ml·L-1×136 g·ml-1=3.4 g。
【思维建模】解答物质的量浓度及溶液配制类题目的方法(1)结合一定物质的量浓度溶液的配制步骤选择仪器,依据(2)选择合适的依据计算物质的量浓度,分析题中提供的数据,确定依据定义式、换算关系、稀释定律还是电荷守恒来计算物质的量浓度。
练真题·明考向1.(2023·全国甲卷)实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 ml·L-1的NaCl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.①②④⑥B.①④⑤⑥C.②③⑦⑧D.①⑤⑥⑧
解析 粗盐提纯过程中涉及的实验操作包括溶解、过滤、蒸发和结晶,题给仪器中要用到的有⑥⑧;由固体NaCl配制0.100 0 ml·L-1的NaCl溶液,题给仪器中要用到的有①⑤⑥。
2.(2020·全国卷Ⅰ,27节选)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L-1FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、  (从下列图中选择,写出名称)。
烧杯、量筒、托盘天平
练易错·避陷阱3.(2023·湖北黄冈中学模拟)配制100 mL 1.0 ml·L-1 NaOH溶液的操作如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.操作1前可用托盘天平、称量纸、药匙称取质量为4.0 g的NaOH固体B.操作1中NaOH完全溶解后,为避免吸收空气中CO2,应立刻进行操作2C.操作4中如果俯视刻度线定容,所配NaOH溶液浓度偏大D.将100 mL 1.0 ml·L-1的NaOH溶液加热蒸发50 g水后,物质的量浓度变为2.0 ml·L-1
解析 应在小烧杯中称取质量为4.0 g的NaOH固体,A错误;操作1中NaOH完全溶解后,应冷却到室温,再进行操作2,B错误;操作4中如果俯视刻度线定容,加入水的体积偏少,所配NaOH溶液浓度偏大,C正确;将100 mL 1.0 ml·L-1的NaOH溶液加热蒸发50 g水后,剩余溶液的密度不是1 g·mL-1,溶液的体积不为50 mL,则物质的量浓度不是2.0 ml·L-1,D错误。
4.(2023·上海杨浦区二模)室温下,甲同学配制5%的NaCl溶液100 g,乙同学配制0.5 ml·L-1的NaCl溶液100 mL(已知室温下NaCl的溶解度为36 g/100 g水),下列说法正确的是(　　)A.所需溶质的质量相同B.所需仪器均包括100 mL容量瓶C.所配溶液均为不饱和溶液D.所配溶液质量相同
解析 100 g 5%氯化钠溶液中氯化钠的质量为100 g×5%=5 g,100 mL 0.5 ml·L-1氯化钠溶液中氯化钠的质量为0.5 ml·L-1×0.1 L×58.5 g·ml-1≈2.9 g,100 g氯化钠饱和溶液中氯化钠的质量为 ≈26.5 g,则5%氯化钠溶液和0.5 ml·L-1氯化钠溶液均为不饱和溶液,C正确;5%氯化钠溶液和0.5 ml·L-1氯化钠溶液中氯化钠的质量不同,A错误;配制100 g 5%氯化钠溶液不需要用到100 mL容量瓶,B错误;氯化钠溶液的密度大于1 g·mL-1,则100 mL氯化钠溶液的质量大于100 g,D错误。
练预测·押考向5.某营养液中含有KCl、K2SO4、NaCl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL该营养液加水稀释,测得Na+的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙曲线所示。下列判断错误的是(　　)
A.图甲中X离子是B.图乙中c1=8.0C.营养液中NaCl与K2SO4的物质的量之比为2∶1D.营养液中KCl的浓度为2.0 ml·L-1
解析 取200 mL该营养液加水稀释,由图乙可得:c1 ml·L-1×0.2 L=1.6 ml·L-1×1 L,则有c1=8.0,即该营养液中c(Na+)=8.0 ml·L-1,B正确;图甲中X的浓度为4.0 ml·L-1,则X离子是 ,A正确;营养液中,n(NaCl)=8.0 ml·L-1 ×V L=8.0V ml(V为营养液的体积数值),n(K2SO4)=4.0 ml·L-1×V L=4.0V ml,则其物质的量之比为2∶1,C正确;营养液中c(K2SO4)=c( )=4.0 ml·L-1,则由K2SO4提供的c(K+)=8.0 ml·L-1,图甲中c(K+)=9.0 ml·L-1,推知c(KCl)=9.0 ml·L-1-8.0 ml·L-1=1.0 ml·L-1,D错误。
6.测定食醋中总酸度有以下步骤:①将食醋精确稀释到原来体积的10倍;②用烧碱固体配制100 mL浓度约为0.1 ml·L-1的溶液;③用邻苯二甲酸氢钾固体标定步骤②所得溶液;④用移液管取20.00 mL待测液;⑤用已知浓度NaOH溶液滴定。以下对应步骤中的操作及选用仪器均正确的是(　　)
解析 将食醋精确稀释到原来体积的10倍,配制一定体积的溶液需要用到的仪器是容量瓶等,A错误;因为需要标定,步骤②是粗配溶液,0.4 g NaOH的物质的量为0.01 ml,100 mL蒸馏水为0.1 L,则浓度约为0.1 ml·L-1,B正确;用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH时,终点溶液显碱性,应用酚酞作指示剂,C错误;步骤⑤是用NaOH溶液进行滴定,滴定管的刻度从上到下逐渐增大,而图中仪器刻度从上到下逐渐减小,D错误。
突破高考题型(二)化学常用计算方法
突破点1　热重分析及应用
核心归纳高考指引:近几年,高考试题在选择题、化工流程题、实验综合题中考查了热重分析法及其应用,根据加热过程中,固体物质的质量变化,确定物质的组成、含量等,突出对“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养的考查。
1.热重分析法的原理使待测样品处于一定的温度程序(升/降/恒温)控制下,观察样品的质量随温度或时间的变化过程,获取失重比例、失重温度(起始点、峰值、终止点……)以及分解残留量等相关信息,进行分析计算,确定剩余物质的成分。
2.热重曲线热重曲线是指使用热天平记录的热分析曲线,纵坐标为试样质量或残留率,横坐标为温度或时间。通过对热重曲线的分析,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。
(1)图中T1 ℃为起始温度,T5 ℃为终止温度。对于含有结晶水的某固体加热分解反应的过程主要有两个变化阶段:T1→T2 ℃为固体失去结晶水的过程;T3→T4 ℃为M固体分解的过程。对于具体的物质还可能发生分步反应失去结晶水或失去结晶水的固体分解生成多种物质。
(2)失去结晶水的固体可能为盐或氧化物,随着温度的升高,继续分解可能失去一些挥发性的物质,如NH3、CO2、CO等气体,而金属元素一般以化合态残留在最终产物中。
解析 根据题意分析可知,W为H、X为B、Y为N、Z为O。X(B)的单质常温下为固体,A错误;根据元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:X(H3BO3)真题感悟1.(2022·全国乙卷)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是(　　)
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B.最高价氧化物的水化物酸性:Y思路剖析推断W、X、Y、Z四种元素的思路如下:(1)W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。(2)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)的热重曲线中,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出,推测失去水,即W为H,Z为O。(3)YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N;四种元素的原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。
2.(2023·山东卷,18节选)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为31.8 ℃,熔点为-126.5 ℃,易水解。采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3的纯度。m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①　　　,②　　　(填操作名称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为m2g,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依次为　　　　(填大写字母)。 测得样品纯度为　　　　　　　　　(用含m1、m2的代数式表示)。 
解析 样品经水解、干燥等预处理后,得到H2SiO3;再将H2SiO3置于坩埚中灼烧,转化为SiO2,然后将坩埚放入干燥器中干燥,反复2~3次后称量,m2 g即为所得固体氧化物SiO2的质量。依据上述分析,实验操作①为灼烧,②为干燥,①、②中需使用的仪器分别为A、C。SiHCl3纯度测定过程中有以下关系式:SiHCl3~H2SiO3~SiO2,由此可知
【思维建模】解答热重曲线及分析类题目的方法
　　　　　　　　　　 　　　。 
考向预测(2023·江苏盐城模拟)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放并利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图所示。
(1)写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式:　　　　　　　 　　　　　　。 (2)与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是
CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体,制得的CaO更加疏松多孔
(2)CaC2O4·H2O分解产生更多的气体,导致制得的CaO更加疏松多孔,接触面积更大,捕集CO2的性能更好。
突破点2　物质含量及滴定计算
核心归纳高考指引:近几年,高考试题在综合实验题、化工流程题中重点考查了滴定法的原理及应用,以氧化还原滴定为主,兼顾考查氧化还原反应的计算、“关系式”法的应用等,突出对“证据推理与模型认知”化学学科核心素养的考查。
1.滴定计算中的“关系式”法(1)“关系式”法表示两种或多种物质之间物质的量关系的一种简化式子。在多步反应中,可以将最初反应物与最终生成物之间的物质的量关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。(2)确定“关系式”的依据①依据多个反应方程式,根据某物质(或元素)确定关系式;②根据守恒关系(如原子守恒、得失电子守恒等)确定关系式。2.滴定计算中的“守恒”法(1)元素守恒:根据化学反应的实质是原子的重新组合,反应前后各原子的种类和数目保持不变。(2)得失电子守恒:利用滴定法测定物质含量时,多步连续氧化还原反应可以通过得失电子守恒建立关系式,并进行相关计算。
真题感悟1.(2023·湖北卷,18节选)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题。(1)用足量NaOH处理某实验新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物,提纯干燥后的X在惰性氛围下加热,m g X完全分解为n g黑色氧化物Y, 。X的化学式为　 。 
(2)取含X粗品0.050 0 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后,调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂,用0.100 0 ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。标志滴定终点的现象是__________________________________________　　　　　　 　　　　　　　　　　　　,粗品中X的相对含量为　　　　　。 
当滴入最后半滴Na2S2O3溶液,锥形瓶中溶液蓝色消失,且在半分钟内不变色,说明到达滴定终点
2.(2022·重庆卷,15节选)电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等,对其处理的流程如图。
(1)终点时的现象为____________________________________________　　　　　　　　　,产生I2的离子反应方程式为　　　 　。 (2)产品中Sn元素的质量分数为　　　　%。(可能用到的相对原子质量:Sn-119) 
滴入最后半滴KIO3标准溶液,溶液由无色变为蓝色,
思路剖析计算产品中Sn元素的质量分数的思路如下:(2)根据滴定反应原理,确定Sn2+与KIO3的关系式,并结合滴定数据进行计算。
【思维建模】利用“关系式”法解答滴定计算题的步骤
考向预测1.(2023·四川绵阳模拟)测定三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中铁的含量。(1)称量m g样品置于锥形瓶中,溶解后加稀硫酸酸化,用c ml·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_______________________________　　　　　　　　　　　　。 (2)向上述溶液中加入过量铜粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀硫酸酸化,用c ml·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁元素的质量分数的表达式为　　　　　 　。 
滴入最后半滴KMnO4溶液,溶液出现
粉红色,且半分钟内不褪色　
2.(2023·河南新乡模拟)为测定V2O5产品的纯度,某同学准确称取V2O5产品2.000 g,加入足量稀硫酸使其完全反应生成(VO2)2SO4,并配成250 mL溶液。取出25.00 mL溶液用0.100 0 ml·L-1的H2C2O4标准溶液滴定,滴定到终点时消耗标准液10.00 mL。(1)已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2, (黄色)被还原为VO2+(蓝色),该反应的离子方程式为　　 　　　　　。 (2)该产品的纯度为　　　　　　　　。