高考化学总复习 第1章 化学计量在实验中的应用教师用书 新人教版-新人教版高三全册化学试题

第一章化学计量在实验中的应用
考点一物质的量、摩尔质量
一、理清3个概念
1．物质的量
(1)概念：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为mol。

(2)数值：国际上规定，1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同。

2．阿伏加德罗常数
(1)概念：1 mol任何粒子所含的粒子数，符号为N A，通常用6.02×1023 mol－1表示。

(2)区别与联系：阿伏加德罗常数(N A)与6.02×1023的含义不同；N A为0.012 kg 12C中所含的碳原子的准确数目，是一个精准值，而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的一个近似值。

3．摩尔质量
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号：M，单位：g·mol－1。

(2)数值：当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(原子)质量。

(3)区别与联系：摩尔质量、相对分子质量、1 mol物质的质量在数值上是相同的，但含义不同，三者的单位不同。

摩尔质量的单位是g·mol－1，相对原子(分子)质量的单位是1，1 mol物质的质量单位是g。

[基点小练]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)NaCl的摩尔质量为58.5(×)
(2)1 mol Cl－的质量为35.5 g·mol－1(×)
(3)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(×)
(4)氦气的摩尔质量(单位g·mol－1)在数值上等于它的相对原子质量(√)
(5)2 mol 水的摩尔质量是1 mol 水的摩尔质量的2倍(×)
2．硫酸钠(Na 2SO 4)的摩尔质量为142_g·mol －1
；71 g Na 2SO 4中含钠离子的物质的量为1_mol ，氧原子的物质的量为2_mol 。

二、掌握2种换算关系 1．换算关系
(1)物质的量与微粒数间的关系：n ＝N N A。

(2)物质的量与物质的质量间的关系：n ＝m M。

2．应用
(1)0.1N A 个臭氧分子中的氧原子数与 6.6 g CO 2分子中的氧原子数相等。

(2)8 g 甲烷分子中的氢原子数是2N A 。

(3)1个NO 分子的质量是a g,1个NO 2分子的质量是b g 。

则氧原子的摩尔质量是 (b －
a )N A g·mol －1。

[注意] 物质的量在各物理量转换过程中起“桥梁”作用：微粒数(N )÷N A
×N A
物质的
量(n )
×M ÷M
物质的质量(m )。

本考点是一些识记性的基础知识，重在理解概念的内涵。

该考点知识一般不会单独命题，常以某个题肢形式呈现在选择题中或结合阿伏加德罗常数、化学方程式进行与物质的量有关的计算。

但作为备考的基础，还需理清以下两题点。

题点(一) 基本概念的辨析与应用
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)1 mol H 2O 中含有2 mol 氢和1 mol 氧(×) (2)0.012 kg 12
C 中含有约6.02×1023
个碳原子(√) (3)NaOH 的摩尔质量为40 g(×) (4)1 mol OH －
的质量为17 g·mol －1
(×)
(5)1 mol H 3PO 4与1 mol H 2SO 4的质量相同，溶于水后电离出的阴离子数目也相同(×) 2．已知16 g A 和20 g B 恰好完全反应生成0.04 mol C 和31.76 g D ，则C 的摩尔质量为________。

解析：根据质量守恒定律，0.04 mol C 的质量为(16 g ＋20 g)－31.76 g ＝4.24 g ，则
M(C)＝
4.24 g
0.04 mol
＝106 g·mol－1。

答案：106 g·mol－1
摩尔质量的计算方法
前提条件公式
任意状态的任意物质M＝m/n(定义式)
已知一个分子的质量M＝m(分子)×N A
标准状况下的气体M＝ρ×22.4 L·mol－1
同温同压下的气体M(A)＝M(B)×D(相对密度)
题点(
3．标准状况下有① 0.112 L水② 0.5N A个HCl分子
③ 25.6 g SO2气体④ 0.2 mol氨气⑤ 2 mol氦气
⑥6.02×1023个白磷分子(P4)，所含原子个数从大到小的顺序为①>⑥>⑤>③>②>④。

4．计算下列粒子的粒子数目。

(1) 0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。

(2) 12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是________。

(3)分子数为0.5N A的CO2分子，质量是________。

(4) 9.5 g A分子的物质的量是0.25 mol ，A的摩尔质量是________，N个B分子的质量是m g，则B的摩尔质量是________，24 g O3中的分子数与________g 18O2中的分子数相等。

答案：(1) 0.2N A(2) 2.8 mol (3) 22 g
(4) 38 g·mol－1N A·m
N
g·mol－118
5．最近材料科学家发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。

该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O，若用N A表示阿伏加德罗常数，则12.2 g该晶体中含氧原子数为________，氢原子的物质的量为________。

解析：该晶体的摩尔质量为122 g·mol－1，则n＝12.2 g
122 g·mol－1
＝0.1 mol，故晶体中氧原子数为0.1×(2＋1.3)N A＝0.33N A，氢原子的物质的量为0.1 mol ×1.3×2＝0.26 mol。

答案：0.33N A0.26 mol
考点二气体摩尔体积、阿伏加德罗定律
一、理解气体摩尔体积的含义
1．在标准状况下，V m＝22.4 L·mol－1；在非标准状况下，气体的摩尔体积也有可能是22.4 L·mol－1。

2．标准状况下，水、酒精、氯仿、CCl4、SO3等的状态不是气体，故不能用气体摩尔体积知识进行换算。

3．气体摩尔体积与气体分子数、物质的质量之间的关系：n＝V
V m
＝
m
M
＝
N
N A。

[基点小练]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)标准状况下， 6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L(×)
(2)0.5 mol H2所占体积为11.2 L(×)
(3)标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L(×)
(4)标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L(√)
(5)标准状况下， 32 g O2与80 g SO3所占的体积相同(×)
二、掌握阿伏加德罗定律及推论
1．阿伏加德罗定律
可总结为：“三同”定“一同”，即同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数。

2．阿伏加德罗定律的推论
结论
公式语言叙述
T、p 相同V1
V2
＝
n1
n2
同温、同压下，气体的体积与其物质
的量成正比
T、p 相同ρ1
ρ2
＝
M1
M2
同温、同压下，气体的密度与其摩尔
质量(或相对分子质量)成正比
T、V 相同p1
p2
＝
n1
n2
温度、体积相同的气体，其压强与其
物质的量成正比
注意事项(1)n为物质的量，M为摩尔质量，V为气体体积，ρ为密度，p为压强；
(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于互不反应的混合气体；
(3)同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等，但原子数不一定相等
[基点小练]
2．(1)等物质的量的C2H4和C3H6中：
①所含的分子数目之比为1∶1;_
②相同条件下体积之比为1∶1;_
③所含的原子总数目之比为2∶3；
④相同条件下的密度之比为2∶3。

(2)等质量的C2H4和C3H6中：
①所含的分子数目之比为3∶2；
②相同条件下体积之比为3∶2；
③所含的原子总数目之比为1∶1；
④相同温度和体积时，压强之比为3∶2。

题点(一) 涉及“气体摩尔体积”的有关计算
1．下列说法正确的是( )
A．1 mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1
B．20 ℃、1.0×105 Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C．当1 mol气态物质的体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况
D．2 mol气体的体积约为44.8 L
解析：选B A项，没有给出气体所处的温度和压强，无法确定气体摩尔体积；B项，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，正确；C项，
1 mol 气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4 L ；D 项，没有给出气体所处的温度和压强，不能计算气体的体积。

2．设N A 为阿伏加德罗常数，如果a g 某气态双原子分子的分子数为p ，则 b g 该气体在标准状况下的体积 V (L)是( )
A.
22.4ap
bN A
B.
22.4ab
pN A
C.
22.4N A b
a
D.
22.4pb
aN A
解析：选D a g 双原子分子的物质的量为 p
N A
mol ，双原子分子的摩尔质量为
a g
p
N A
mol ＝
aN A p g·mol －1，故b g 气体在标况下的体积为b g aN A p
g·mol －1
×22.4 L·mol －1
＝22.4bp aN A L 。

3．长征系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X 2Y 4。

16 g X 2Y 4在一定量的 O 2中恰好完全燃烧，反应的化学方程式为X 2Y 4(l)＋O 2(g)===X 2(g)＋2Y 2O(l)。

冷却后标准状况下测得生成物 X 2的体积为11.2 L ，其密度为1.25 g·L －1
，则：
(1)反应前O 2的体积(标准状况下)为________，其物质的量为________mol 。

(2)X 2
的
摩
尔
质
量
为
______
，
Y
元
素
的
名
称
是
________________________________________________________________________。

(3)若反应生成0.1 mol X 2，则转移电子的物质的量为________mol 。

解析：(1)由化学方程式可知，反应前O 2的体积与生成的X 2气体体积相同，为11.2 L ，其物质的量为
11.2 L
22.4 L·mol
－1＝0.5 mol 。

(2)X 2的摩尔质量为1.25 g·L －1
× 22.4 L·mol －1
＝28 g·mol －1
，X 2Y 4的摩尔质量为16 g 0.5 mol
＝32 g·mol －1
，故X 为氮元素，Y 为氢元素。

(3)由N 2H 4(l)＋O 2(g)===N 2(g)＋2H 2O(l)可知每生成1 mol N 2转移4 mol 电子，所以反应生成0.1 mol N 2时，转移电子的物质的量为0.4 mol 。

答案：(1) 11.2 L 0.5 (2) 28 g·mol －1
氢 (3)0.4
解答以物质的量为核心的相关计算时要抓住“物质的量”的桥梁作用，其解题思维流程如下：
题点(二) 阿伏加德罗定律及应用
4.常温常压下，两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体，打
开开关a，使两烧瓶内的气体相通，最后容器内的压强按由大到小的顺序
排列正确的是( )
编号①②③④
气体X HI NH3H2NO
气体Y Cl2HCl Cl2O2
A.②>③>①>④ B．③>①＝④>②
C．③>①>④>② D．④>①>②>③
解析：选C 设起始状态下，每个烧瓶中气体的物质的量为a mol。

①中Cl2＋2HI===2HCl ＋I2，常温下，碘呈固态，充分反应后，气体的物质的量为1.5a mol；②中NH3＋HCl===NH4Cl，反应后无气体；③中不反应(光照或点燃条件下才反应)；④中发生反应2NO＋O2===2NO2,2NO2N2O4，反应后气体的物质的量介于a mol与1.5a mol之间，故C正确。

5．如图有三只气球，其中V A＝V B＝1.12 L。

(1)A、B中气体的物质的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”)。

(2)标准状况下，A、B气球中的分子个数比为________。

(3)相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相等，则V A∶V C＝________。

答案：(1)不一定(2)1∶1(3)2∶1
考点三突破阿伏加德罗常数应用的“五大陷阱”
1．(2016·全国乙卷)设N A为阿伏加德罗常数值。

下列有关叙述正确的是( )
A．14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2N A[考查物质的组成与结构]
B．1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2N A[考查可逆反应的特点]
C．1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2N A[考查氧化还原反应中电子转移的数目] D．标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4N A[考查气体摩尔体积的使用条件]
解析：选A A 项乙烯和丙烯的分子式分别为C 2H 4、C 3H 6，二者的最简式均为CH 2,14 g 乙烯和丙烯混合气体中含有“CH 2”的物质的量为14 g 14 g·mol －1＝1
mol ，故所含氢原子数为2N A 。

B 项N 2和H 2合成氨的反应为N 2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH 3，该反应为可逆反应，1 mol N 2与4 mol H 2反应生成的NH 3小于2 mol ，故生成的NH 3分子数小于2N A 。

C 项Fe 与过量的硝酸反应生成Fe(NO 3)3，故1 mol Fe 参加反应时转移电子数为3N A 。

D 项标准状况下，CCl 4为液体，2.24 L CCl 4的物质的量远大于0.1 mol ，故含有的共价键数远大于0.4N A 。

2．(2015·全国卷Ⅱ)N A 代表阿伏加德罗常数的值。

下列叙述正确的是( ) A ．60 g 丙醇中存在的共价键总数为10N A [考查物质的组成与结构]
B ．1 L 0.1 mol·L －1
的NaHCO 3溶液中HCO －
3和CO 2－
3离子数之和为0.1N A [考查电解质溶液中的物料守恒]
C ．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，23 g 钠充分燃烧时转移电子数为1N A [考查氧化还原反应中电子转移的数目]
D ．235 g 核素235
92U 发生裂变反应：235
92U ＋1
0n 裂变,90
38Sr ＋136
54Xe ＋101
0n ，净产生的中子(1
0n)数为10N A [考查物质的组成和结构]
解析：选C A 项，丙醇的结构简式为CH 3CH 2CH 2OH(1­丙醇)或CH 3CHOHCH 3(2­丙醇)，60 g 丙醇的物质的量为1 mol ，含有7 molCH 键、2 molCC 键、1 molCO 键和1 molOH 键，故所含共价键总数为11N A 。

B 项，据C 原子守恒可得n (HCO －
3)＋n (CO 2－
3)＋n (H 2CO 3)＝1 L×0.1 mol·L －1
＝0.1 mol ，故HCO －
3和 CO 2－
3离子数之和小于0.1N A 。

C 项，Na 与O 2反应生成钠的氧化物(Na 2O 、Na 2O 2等)，Na 由0价升高到＋1价，23 g 钠的物质的量为1 mol ，充分燃烧时转
移电子数为N A 。

D 项，核素235 92U 发生裂变反应：235 92U ＋10n ――→裂变
9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ，净产生的中子(10n)数为10－1＝9；235 g 核素235
92U 的物质的量为1 mol ，则发生裂变时净产生的中子数为9N A 。

结合阿伏加德罗常数，判断一定量物质所含某种粒子数目的多少，是高考命题的热点之一，在近几年全国卷的高考试题中保持了相当强的连续性，此类试题涉及面广，常与元素化合物的知识、电解质溶液、氧化还原反应联系起来进行综合考查，考题有意设置一些易错易混的“陷阱”，考生一不留神便会成为命题设计者的“猎物”。

解阿伏加德罗常数应用题时需留意的五大陷阱及对策
陷阱一忽视气体摩尔体积的使用条件及物质的状态
1．判断正误
(1)(2016·江苏高考)常温常压下，22.4 L Cl2中含有的分子数为N A(×)
(2)(2016·四川高考)标准状况下，5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5N A(√)
(3)(2015·广东高考)标准状况下，22.4 L N2和H2的混合气体中有N A个原子(×)
(4)标准状况下，80 g SO3中含3N A个氧原子，体积约为22.4 L(×)
陷阱二忽视物质的组成与结构
记“组成”，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。

(2)记最简式相同的物质，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、C n H2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1。

2．判断正误
(1)(2016·四川高考)氢原子数为0.4N A的CH3OH分子中含共价键数为0.4N A(×)
(2)(2015·全国卷Ⅰ)18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10N A(×)
(3)(2015·四川高考)2.0 g H182O与D2O的混合物中所含中子数为N A(√)
陷阱三忽视电解质溶液中的“弱粒子”
审“题目”，突破陷阱
(1)是否指明了溶液的体积。

(2)是否有弱电解质或可水解的盐，如1 L 0.1 mol·L－1的乙酸溶液和1 L 0.1 mol·L
－1的乙酸钠溶液中含有CH
3COO －的数目不相等且都小于0.1N
A。

(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c(H＋)＝0.1 mol·L－1，与电解质的组成无关；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，与电解质的
组成有关。

3．判断正误
(1)(2016·四川高考)0.1 L 0.5 mol·L －1
CH 3COOH 溶液中含有H ＋
数为0.05N A (×) (2)(2015·全国卷Ⅰ)2 L 0.5 mol·L －1
亚硫酸溶液中含有的H ＋
数为2N A (×) (3)(2013·全国卷Ⅱ)1 L 1.0 mol·L －1的NaAlO 2水溶液中含有的氧原子数为2N A (×) (4)(2013·全国卷Ⅱ)25 ℃时，pH ＝13的NaOH 溶液中含有OH －
的数目为0.1N A (×) 陷阱四 忽视物质转化中的“隐含反应”
记“隐含”，突破陷阱
(1)隐含“可逆反应”： 2SO 2＋O 2
催化剂
△
2SO 3,2NO 2
N 2O 4，
N 2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH 3，Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO 。

(2)隐含“浓度的变化”：
MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ， Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△ CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ， Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。

(3)隐含“钝化”
常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。

4．判断正误
(1)(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O 2充分反应，产物的分子数为2N A (×)
(2)(2015·四川高考)50 mL 12 mol·L －1
盐酸与足量MnO 2共热，转移的电子数为
0.3N A (×)
(3)(2014·广东高考)常温下，56 g 铁片投入足量硫酸中生成N A 个SO 2分子(×) 陷阱五 忽视氧化还原反应中电子转移的数目
抓“反应”，突破陷阱
1．明确三步确定电子转移数目
2．熟记常考氧化还原反应转移的电子数
反应物质转移电子的物质的量或电子数目Na2O2＋CO2
1 mol Na2O
2 1 mol或N A
(或H2O)
1 mol O
2 2 mol或2N A
Cl2＋NaOH
1 mol Cl
2 1 mol或N A
1 mol Cl
2 2 mol或2N A
Cl2＋Fe
1 mol Fe 3 mol或3N A
5．判断正误
(1)(2016·四川高考)2.4 g Mg在足量的O2中燃烧，转移的电子数为0.1N A(×)
(2)(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2N A(√)
(3)(2015·四川高考)标准状况下，5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5N A(×)
(4)(2015·广东高考)3 mol 单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8N A个电子(√)
(5)(2014·四川高考)5NH4NO3△,2HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，生成28 g N2时，转移的电子数目为3.75N A(√)
[综合演练]
1．N A为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( )
A．常温常压下，28 g N2所含电子数为10N A
B．46 g钠充分燃烧时转移电子数为2N A
C．0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中Cl－数为0.1N A
D．密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2N A
解析：选B 28 g N2的物质的量为1 mol，所含电子数为14N A，A错误；46 g钠的物质的量为2 mol，充分燃烧生成1 mol Na2O2，转移电子数为2N A，B正确；题目未提供NH4Cl 溶液的体积，无法计算溶液中所含Cl－数目，C错误；2 mol NO和1 mol O2反应生成 2 mol NO2，但由于存在2NO2,N2O4，故产物的分子数小于2N A，D错误。

2．(2017·潍坊统考)设N A 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( )
A ．1 L 0.1 mol·L －1 NaF 溶液中含有0.1N A 个F －
B ．32 g 硫跟足量金属铜反应转移电子数为2N A
C ．48 g O 2和O 3的混合气体中含有3N A 个氧原子
D ．1 mol H 2O 中含有2N A 个共价键
解析：选A 1 L 0.1 mol·L －1 NaF 溶液中F －由于发生水解，其数目小于0.1N A ，A 项说法错误；根据反应2Cu ＋S△,Cu 2S 可知，32 g 硫跟足量铜反应转移电子数为2N A ，B 项说
法正确；48 g O 2和O 3的混合气体中氧原子数为4816
×N A ＝3N A ，C 项说法正确；1个H 2O 分子中含有2个H —O 键，故1 mol H 2O 中含有2N A 个共价键，D 项说法正确。

3．(2017·石家庄质检)设N A 表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中不正确的是( )
A ．1 mol Cl 2与足量NaOH 溶液反应，转移的电子数为N A
B ．常温常压下，11.2 L 甲烷中含有的氢原子数小于2N A
C ．1 mol 碳烯(∶CH 2)所含的电子数为6N A
D ．t ℃时，1 L pH ＝6的纯水中含OH －数为10－6N A
解析：选C 1 mol Cl 2与足量NaOH 溶液反应，转移的电子数为N A ，A 项叙述正确；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·mol －1，故常温常压下，11.2 L 甲烷的物质的量小于0.5 mol ，则含有的氢原子个数小于2N A ，B 项叙述正确；1 mol 碳烯中含8 mol 电子，即含8N A 个电子，C 项叙述错误；pH ＝6的纯水中c (H ＋)＝10－6mol·L －1，而纯水显电中性，故纯水中c (OH －)＝10－6mol·L －1，则OH －的物质的量为n ＝cV ＝10－6 mol·L －1×1 L＝10－6 mol ，OH －数为10－6N A ，D 项叙述正确。

考点四 3种方法在化学计算中的巧妙应用
守恒法
1．应用原理
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，在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、元素原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。

2．解题步骤
[典例1] 现有一块铝铁合金，为测定其中铝的含量，做如下实验：切一小块合金，将其溶于盐酸，然后加入足量的氢氧化钠溶液，待溶液中的沉淀全部变成红褐色时，过滤沉淀物并在空气中灼烧，最后所得红棕色粉末的质量恰好跟原来的合金试样质量相等。

则合金中铝的质量分数为( )
A ．25%
B ．30%
C ．46%
D ．70%
[解析] 铁、铝两种元素在整个化学变化过程中的转化形式如图所示：
合金⎩⎪⎨⎪⎧ Al Fe ――→盐酸⎩⎪⎨⎪⎧ Al 3＋Fe 2＋――→过量NaOH 溶液⎩⎪⎨⎪⎧ AlO －2Fe OH 2
――→O 2＋H 2O Fe(OH)3――→灼烧Fe 2O 3
根据上图知，最后得到的红棕色粉末为氧化铁，根据题意知反应前合金的质量等于最后得到的Fe 2O 3的质量，因铁元素在各步反应中完全转化，即铁元素的质量守恒，则合金中铝的质量等于Fe 2O 3中氧元素的质量，所以合金中铝的质量分数为铝的质量合金的质量
×100%＝氧化铁中氧元素的质量氧化铁的质量×100%＝3×16 g 160 g
×100%＝30%。

[答案] B
[对点演练]
1.[原子守恒](2015·全国卷Ⅰ)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有
广泛用途，其结构式如图所示。

将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。

若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为( )
A ．1∶1
B ．2∶3
C ．3∶2
D ．2∶1 解析：选C 根据乌洛托品的结构式写出其分子式为C 6H 12N 4，因为乌洛托品是将甲醛水溶液与氨水混合蒸发而制得的，根据原子守恒可得化学方程式为6HCHO ＋4NH 3===C 6H 12N 4＋6H 2O ，根据反应物的物质的量之比等于化学计量数之比得，甲醛与氨的物质的量之比为3∶2，C 项正确。

2.[得失电子守恒]向含有1 mol 的FeCl 2溶液中通入0.2 mol Cl 2，再加入含0.1 mol X 2O 2－7的酸性溶液，使溶液中Fe 2＋全部恰好氧化，并使X 2O 2－7还原为X n ＋，则n 值为( )
A ．2
B ．3
C ．4
D ．5
解析：选B 由题意知，0.2 mol Cl 2和0.1 mol X 2O 2－7的酸性溶液，共同将1 mol Fe
2＋氧化。

根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，0.2 mol Cl 2和0.1 mol X 2O 2－7得到电子的物
质的量与1 mol Fe 2＋
失去电子的物质的量相等，所以有0.2 mol×2＋0.1 mol×2×(6－n )＝1 mol×1，解得n ＝3。

3.[电荷守恒]有一混合物形成的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K ＋、NH ＋4、Cl －、Mg 2＋、Ba 2＋、CO 2－3、SO 2－4，现有三份100 mL 此溶液，进行如下实验：
(1)向第一份中加入AgNO 3溶液，有沉淀产生；
(2)向第二份中加足量NaOH 溶液并加热后，收集到气体0.04 mol ；
(3)向第三份中加足量BaCl 2溶液后，得干燥的沉淀6.27 g ，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g 。

根据上述实验，以下推测不正确的是( )
A ．K ＋一定存在
B ．100 mL 溶液中含0.02 mol CO 2－3、0.04 mol NH ＋4
C ．Cl －一定存在
D ．Ba 2＋、Mg 2＋一定不存在
解析：选C (1)说明此溶液中可能含有Cl －、CO 2－3、SO 2－4。

(2)说明此溶液中含有NH ＋4，且其物质的量为0.04 mol 。

(3)说明此溶液中含有CO 2－3、SO 2－4，n (SO 2－4)＝0.01 mol ，n (CO 2－3)＝6.27 g －2.33 g 197 g·mol
－1＝0.02 mol ，因有CO 2－3、SO 2－4存在，则Ba 2＋、Mg 2＋一定不存在。

再根据电荷守恒进行讨论，阴离子所带的负电荷为0.01 mol×2＋0.02 mol×2＝0.06 mol ，而阳离子所带的正电荷只有0.04 mol ，故一定存在另一种阳离子即K ＋，且其至少为0.02 mol 。

关系式法
1．应用原理
关系式法是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，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。

正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。

2．解题步骤
[典例2] (2015·全国卷Ⅱ节选)用如图装置可以测定混合气中ClO 2
的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL 水溶解后，再加入3 mL
稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 mol·L －1 硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I 2＋2S 2O 2－3===2I －
＋S 4O 2－6)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL 硫代硫酸钠溶液。

在此过程中：
(1)锥形瓶内ClO 2与碘化钾反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

(2)测得混合气中ClO 2的质量为________g 。

[解析] (1)ClO 2具有氧化性，I －具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为2ClO 2＋10I －＋8H ＋===5I 2＋4H 2O ＋2Cl －。

(2)ClO 2、I 2和Na 2S 2O 3间存在关系式：
2ClO 2～5I 2～10Na 2S 2O 3，则有n (ClO 2)＝15n (Na 2S 2O 3)＝15
×0.100 0 mol·L －1×20.00×10－3 L ＝4×10－4 mol ，m (ClO 2)＝4×10－4 mol ×67.5 g·mol －1＝0.027 00 g 。

[答案] (1)2ClO 2＋10I －＋8H ＋===5I 2＋4H 2O ＋2Cl －
(2)0.027 00
[对点演练]
4．银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
[注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg 废料中的铜可完全转化为__________ mol CuAlO 2，至少需要1.0 mol·L －1
的Al 2(SO 4)3溶液__________ L 。

解析：5.0 kg 银铜合金中铜的物质的量为
n (Cu)＝5.0×103 g×63.5%63.5 g·mol
－1＝50 mol 根据流程图分析可得如下关系
4Cu ～4CuO ～2Al 2(SO 4)3～4CuAlO 2
即2Cu ～Al 2(SO 4)3～2CuAlO 2
2 1 2
所以可完全转化生成50 mol CuAlO 2，
至少需要Al 2(SO 4)3的体积为50 mol
21.0 mol·L
－1＝25.0 L 。

答案：50 25.0
差量法
1．应用原理
差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化，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。

用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例，然后求解。

如： 2C(s)＋O 2(g)===2CO(g)
固体的质量差量 24 g Δm ＝24 g
物质的量差量 2 mol 1 mol 2 mol Δn ＝1 mol
气体的体积差量 1 2 ΔV ＝1
2．解题步骤
[典例3] 16 mL 由NO 与NH 3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应：
6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL，则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况：①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7。

其中正确的是( )
A．①②B．①④
C．②③ D．③④
[解析] 由气体差量可知：
6NO＋4NH35N2＋6H2O(g) ΔV(气体的体积差)
6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (5＋6)－(4＋6)＝1(mL)
(理论差量)
9 mL 6 mL 17.5－16＝1.5(mL)
(实际差量)
由此可知共消耗15 mL气体，还剩余 1 mL气体，假设剩余的气体全部是NO，则V(NO)∶V(NH3)＝(9 mL＋1 mL)∶6 mL＝5∶3，假设剩余的气体全部是NH3，则V(NO)∶V(NH3)＝9 mL∶(6 mL＋1 mL)＝9∶7，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是NO、NH3的混合气体，故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3与9∶7之间，对照所给的数据知3∶2与4∶3在此区间内。

[答案] C
[对点演练]
5．将标准状况下的5 L CO2气体缓缓通过球形干燥管中的过氧化钠，气体体积变为3.88 L (标准状况下)，则剩余气体中氧气的物质的量为________。

解析：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2ΔV
2 1 1
V 5 L－3.88 L＝1.12 L
V＝1.12 L, n(O2)＝
1.12 L
22.4 L·mol－1
＝0.05 mol。

答案：0.05 mol
[课堂巩固练]
1．(2016 ·海南高考)利用太阳能分解水制氢，若光解0.02 mol 水，下列说法正确的
是( )
A．可生成H2的质量为0.02 g
B．可生成氢的原子数为2.408×1023个
C．可生成H2的体积为0.224 L(标准状况)
D．生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量
解析：选D 根据方程式2H2O===2H2↑＋O2↑，光解0.02 mol水，可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2。

则可得：A项可生成H2的质量为0.04 g，错误；B项可生成氢的原子数为2.408×1022个，错误；C项可生成标准状况下H2的体积为0.448 L，错误；D项，0.04 mol Na 与水反应产生0.02 mol H2，理论上与光解0.02 mol水生成的H2相等。

2．(2017·泰安模拟)如图所示，①和②为两个体积相同的固定容器，图中“○”和“”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是( )
A．若①中的H2为 1 mol，则②中所含原子总数为3.01×1023个
B．①和②中气体的质量之比为1∶8
C．H2、O2均能发生化合反应，但不能发生置换反应
D．两容器的温度和压强均相同
解析：选B 根据图示可知，①和②中H2与O2的分子个数比为2∶1，若H2为1 mol，则O2为0.5 mol，故O原子数目为6.02×1023个，A项错误；①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1，所以其物质的量之比为2∶1，质量之比为1∶8，B项正确；H2能发生置换反应，如H2与CuO反应，O2也能发生置换反应，如O2与H2S反应，C项错误；根据阿伏加德罗定律，①和②两容器容积相同，但气体分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同，D项错误。

3.如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温
度(T)的关系，则X气体可能是( )
A．C2H4B．CH4
C．CO2 D．NO
解析：选C 由图可知，相同温度时，p(O2)>p(X)，在同质量、同体积条件下，气体相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量越大，压强越小。

只有CO2的相对分子质量大于O2的，故C正确。

4．(2017·长春模拟)用N A 表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法中不正确的是( )
A ．常温下，1 L pH ＝3的硫酸溶液中，SO 2－4的数目约为5×10－4N A
B ．1 mol 氨基(—NH 2)中含有电子的数目为10N A
C ．一定条件下，1 mol N 2与3 mol H 2充分反应，转移电子的数目可能为2N A
D ．3 mol NO 2和H 2O 完全反应，被还原的NO 2分子数目为1N A
解析：选B 根据溶液中的电荷守恒可知，c (H ＋)＝2c (SO 2－
4)，故c (SO 2－4)＝c H ＋2＝
1.0×10－3 mol·L －1 × 12
＝5.0×10－4 mol·L －1，则n (SO 2－4)＝c (SO 2－4)·V ＝5×10－4 mol·L －1 × 1 L＝5×10－4 mol ，A 项正确；1个—NH 2中含有9个电子， 1 mol —NH 2中含有9N A 个电子，B 项错误；1 mol N 2与3 mol H 2若完全反应时，转移6N A 电子，而N 2与H 2的反应为可逆反应，1 mol N 2与3 mol H 2不可能全部反应，故转移电子的数目要小于6N A ，有可能为2N A ，C 项正确；由化学方程式3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 可知，3 mol NO 2和H 2O 完全反应，生成1 mol 还原产物NO ，D 项正确。

5．(2017·龙岩模拟)设N A 为阿伏加德罗常数的数值，下列叙述正确的是( )
A ．室温下，1 L pH ＝12的氨水溶液中含有0.01N A 个NH ＋4
B ．1 mol FeCl 3与沸水反应生成胶体后，含有N A 个Fe(OH)3胶粒
C ．常温常压下，11.2 L O 2和O 3的混合气体含有0.5N A 个分子
D ．78 g Na 2O 2固体中含有离子总数必为3N A
解析：选D 室温下，1 L pH ＝12的氨水溶液中OH －的浓度为0.01 mol·L －1，根据电荷守恒c (OH －)＝c (H ＋)＋c (NH ＋4)，c (NH ＋4)<c (OH －)，则1 L pH ＝12的氨水溶液中NH ＋4的数目小于0.01N A 个，A 错误；胶体中胶粒是多个分子的集合体，所以1 mol FeCl 3与沸水反应生成胶体后，Fe(OH)3胶粒小于N A 个，B 错误；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·mol －1，则11.2 L 气体中分子数小于0.5N A 个，C 错误；78 g Na 2O 2 的物质的量为1 mol ，则离子总数必为3N A ，D 正确。

6．(2016·江苏高考)水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO 4和碱性KI 溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置；加入适量稀H 2SO 4，待MnO(OH)2与I －
完全反应生成Mn 2＋和I 2后，以淀粉作指示剂，用Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点。

测定过程中物质的转化关系如下：
O 2Mn 2＋,MnO(OH)2I －,I 2S 2O 2－3,S 4O 2－6
(1)写出O 2将Mn 2＋氧化成MnO(OH)2的离子方程式：。