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1、专题1 化学家眼中的物质世界备课资源链接一、物质的量物质的量(n)摩尔(mol)阿伏加德罗常数(NA)摩尔质量(M)N、n、M的换算关系物质的量在化学反应中的意义:化学方程式中的化学计量数可以表示分子数目或原子数目,也可以表示各物质的物质的量,如化学方程式:2H2+O22H2O,可以读作2个氢气分子和1个氧气分子反应生成2个水分子,也可以读作2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol水。因此可以将物质的量应用于与化学方程式有关的计算中,这样会使计算过程简单化。二、胶体知识要点归纳胶体与胶粒胶体是一种分散系,胶粒即胶体微粒,指分散在胶体中的分散质微粒,带有或不带电荷,但胶体是电中性的分类以
2、微粒分胶粒是分子聚集体的小微粒,如AgI胶体、Fe(OH)3胶体胶粒是单个高分子的分子胶体,如淀粉胶体、蛋白质胶体以状态分分散剂是气态的,胶体也是气态,称气溶胶,如雾、烟分散剂是液态的,胶体也是液态,称液溶胶,如Fe(OH)3胶体分散剂是固态的,胶体也是固态,称固溶胶,如有色玻璃、烟水晶性质(1)丁达尔效应,是鉴别溶液与胶体的好方法。(2)布朗运动:胶粒受分散剂分子的撞击,不停地做无规则运动。(3)电泳现象:证明胶粒带有电荷。胶粒有很大表面积,能选择性地吸附阳离子或阴离子而带上正电荷或负电荷。在外电场作用下,胶粒定向移动。(4)能否透过半透膜或滤纸:胶粒直径大,不能透过半透膜,利用这一性质可提
3、纯胶体;但能透过滤纸。(5)聚沉:胶体是一个较稳定的分散系,但在外因作用下可聚沉,使胶体破坏。胶体带电的规律(1)金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷,如Fe(OH)3胶体;(2)非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷,如As2S3胶体。影响胶体稳定的因素(1)同一胶粒带同种电荷,胶粒间互相排斥不易聚集下降;(2)胶粒不停地做布朗运动。续表胶体聚沉的方法(1)加热:促使胶粒运动加快,减少所吸附的离子,失去一部分电荷而聚沉;(2)加入电解质溶液:中和胶粒所带的电荷,排除胶粒间斥力而聚沉;(3)加入带相反电荷的胶体:中和胶粒所带的电荷而聚沉。胶体的制备方法(1)物理方法:将固体微粒磨成极
4、小(直径:1100 nm)粉末放入水中沉淀。(2)水解法:如Fe(OH)3胶体的制备。将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,即可得到。这种方法制备胶体要注意温度不能过高,加热时间不能过长。(3)反应生成法:如AgI胶体的制备。这种方法制备胶体要注意参加反应的溶液要稀;将密度大的滴入密度小的溶液中,边滴边搅拌。三、物质的检验、分离、提纯1.有特殊要求的物质检验常见的要求有:(1)不限制任何试剂;(2)只用一种试剂;(3)不用任何试剂。(1)在解物质鉴别题时,要根据题意选择合适的解题方法。被鉴别的一组物质的阴离子不同,一般用强酸溶液鉴别。如NaCl、Na2CO3两种溶液可用盐酸鉴别。被鉴别的一组物质的阳
5、离子不同,一般用强碱溶液鉴别。如NaCl溶液、MgCl2溶液、NH4Cl溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液5种溶液可用氢氧化钠溶液鉴别。分析所给物质组中有特征反应现象的物质或离子,从而找出试剂。如Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液、(NH4)2CO3溶液等溶液共热,同时产生沉淀和气体,则用Ba(OH)2溶液可鉴别Na2SO4溶液、NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液、NaCl溶液等一组溶液。(2)不用任何试剂,方法也有多种。可以先用物理方法,观察颜色确定某些物质,再利用这些物质鉴别其他未知物。将溶液两两混合,分析产生不同现象的物质。注意,有些溶液的反应由于互相滴加顺序不同,能产生不
6、同的现象。2.物质的分离、提纯常用的化学方法物质的分离、提纯仅仅靠物理方法是远远不够的,常常要利用物质之间的化学性质的差异,用化学方法来进行物质的分离、提纯。目前主要有:酸、碱处理法,沉淀法,氧化还原法,热分解法,离子交换法,电解法。这些方法因现阶段的化学知识不足,需在后面的学习中不断地积累和加深理解。现简单介绍如下:(1)生成沉淀法:例如NaCl溶液里混有少量的MgCl2杂质,可加入过量的NaOH溶液,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀(但引入了新的杂质OH-),过滤除去Mg(OH)2,然后加入适量盐酸,调节pH至中性。(2)生成气体法:例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,为了不引入
7、新的杂质并增加S,可加入适量的稀硫酸,将C转化为CO2气体而除去。(3)氧化还原法:例如在FeCl3溶液里含有少量FeCl2杂质,可通入适量的Cl2将FeCl2氧化为FeCl3。若在FeCl2溶液里含有少量FeCl3杂质,可加入适量的铁粉将FeCl3还原为FeCl2。(4)正盐与酸式盐相互转化法:例如在Na2CO3固体中含有少量NaHCO3杂质,可将固体加热,使NaHCO3分解生成Na2CO3而除去杂质。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质,可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3转化为NaHCO3。分离提纯中一般先考虑物理方法后考虑化学方法。当分离多种物质的混合物时,往往物理方法和
8、化学方法要同时使用。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。四、物质的量浓度计算中的“八项注意”物质的量浓度是高中化学有关溶液的重要内容,物质的量浓度概念及表达式虽然比较简单,但不注意理解其内涵,应用起来很容易出错。一般说来,要注意以下几方面的问题。1.注意溶质的判断溶液中的溶质是什么,是运用物质的量浓度表达式进行计算时应首先考虑的问题。对有些特殊情况,如SO3、CuSO45H2O等溶于水后所得溶质及氨水中溶质是什么等,要注意辨别。【例1】 标准状况下,用一定量的水吸收氨气后制得
9、物质的量浓度为12.0 molL-1、密度为0.915 gmL-1的氨水。试计算1体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水。(本题中氨的相对分子质量为17.0,水的密度为1.0 gmL-1)答案:解:我们习惯认为氨水中的溶质为NH3。设水的体积为1 L,根据物质的量浓度表达式可得:=12.0 molL-1解得V(NH3)=378 L答:故1体积水吸收378体积的氨气可制得上述氨水。2.注意溶液的体积主要注意两点:一是不能用水的体积代替溶液的体积;二是当题设未给出溶液的密度时,可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释),认为其和为溶液的总体积;当给出密度后则需通过密度进行换算求溶液的
10、体积。【例2】 在100 g浓度为18 molL-1、密度为 gmL-1的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9 molL-1的硫酸,则加入水的体积()A.小于100 mLB.等于100 mLC.大于100 mLD.等于 mL解析:一些同学未考虑浓硫酸加水稀释后,溶液的密度会发生变化(减小),而直接将溶液和水的质量加和求体积。设加入水的体积为x mL,则18=9,解得x=100,导致错选B项。设加入水的体积为y mL,由c1V1=c2V2得:18=9,化简得1,即y100。答案:A3.注意单位运算在概念理解及应用中,要注意各物理量的单位,一是各物理量的单位要相互匹配;二是注意从单位运算入手,能简化解题
11、思路,快捷求解。【例3】 标准状况下,1体积水大约溶解560体积氨。求:(1)所得氨水中溶质的质量分数。(2)若测得上述氨水的密度为0.91 gmL-1,则此氨水的物质的量浓度为多少?(3)取此氨水10 mL,加水稀释到1 L,所得稀氨水的物质的量浓度为多少?答案:解:(1)设取用水的体积为1 L(水的质量为1 000 g),则溶解标准状况下氨气的体积为560 L,即所得到氨水中溶质的质量分数:w=100%=29.8%。(2)c=1 000=1 000 mLL-10.91 gmL-1=16.0 molL-1。(3)根据公式c1V1=c2V2,即16.0 molL-10.01 L=c21 L,解
12、得c2=0.16 molL-1。答:(1)所得氨水中溶质的质量分数为29.8%。(2)此氨水的浓度为16.0 molL-1。(3)稀释后所得稀氨水的物质的量浓度为0.16 molL-1。4.注意溶解度的影响第一,物质的量浓度适合于表示不饱和及饱和溶液中溶质与溶剂的关系,不适合于溶质未溶解完全的溶液;第二,注意一些典型问题,如Ca(OH)2的溶解度情况及气体物质在溶液中的溶解问题等。【例4】 某温度下,100 g饱和氯化钠溶液中含有氯化钠26.5 g。若向此溶液中添加3.5 g氯化钠和6.5 g水,则所得溶液的溶质质量分数是()A.30%B.100%C.26.5%D.100%解析:本题主要考查学
13、生对饱和溶液、溶解度概念的理解,能检测学生思维的敏捷性。解答时不能盲目套用公式,关键是要判断溶液是否饱和。若饱和,则温度一定,溶液的质量分数不变;若不饱和,则溶液的质量分数改变。由100 g饱和氯化钠溶液中含有氯化钠26.5 g可知:10 g饱和氯化钠溶液中含有氯化钠2.65 g。因此,若向此溶液中添加3.5 g氯化钠和6.5 g水,则还有3.5 g-2.65 g=0.85 g氯化钠未溶解,所得的溶液仍是饱和溶液,故溶液的质量分数仍是26.5%。答案:C【例5】 将12.6 g无水亚硫酸钠固体加入100 mL 8 molL-1的硫酸中以制取SO2气体,反应完全后,若溶液中+4价硫元素的物质的量
14、浓度为0.2 molL-1,假定溶液的体积不变,忽略溶液及导管中的气体体积。求:(1)溶液中硫元素的质量。(2)收集到SO2气体的体积。(3)溶液中Na+和H+的物质的量浓度(不考虑弱电解质的电离)。答案:解:只有SO2在水中溶解达到饱和后,才有气体逸出,因此,在计算收集到的气体体积时要减出溶解量。根据题意有以下关系量:Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O0.1 mol0.8 mol(过量)0.02 mol(溶解量)(1)m(S)=(0.8 mol+0.02 mol)32 gmol-1=26.24 g。(2)V(SO2)=(0.1 mol-0.02 mol)22.4 Lmol-
15、1=1.792 L。(3)c(Na+)=2=2 molL-1,c(H+)=2=14 molL-1。答:(1)溶液中硫元素的质量为26.24 g。(2)收集到SO2气体的体积为1.792 L。(3)溶液中Na+的物质的量浓度为2 molL-1,H+的物质的量浓度为14 molL-1。5.注意与质量分数的换算关系cB(molL-1)=,在这一换算关系中物质的量浓度的单位是molL-1,密度的单位是gmL-1,如果密度的单位是gL-1,则关系式中的1 000应去掉。【例6】 在一定温度下,某饱和NaOH溶液的体积为V mL,溶液密度为d gcm-3,质量分数为w,物质的量浓度为c molL-1,溶液中含NaOH的质量为m g。(1)用w来表示该温度下NaOH的溶解度(S)为;(2)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为;(3)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为;(4)用c、d表示溶液中溶质的
