专题气体体积、质量的测定方法实验探究
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(2008·广东－10A)
(12) 1 mol Cl2 参加反应转移电子数一定为 2NA
(×)
(2010·福建理综－7C)
(13)在反应 KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O 中，每生成 3
mol I2 转移的电子数为 6NA
(×)
(2010·江苏－5C)
考查盐的水解
(14)将 0.1 mol 氯化铁溶于 1 L 水中，所得溶液含有 0.1NA Fe3＋
答案 C
3．(2008·海南，3)在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、 乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度
大于乙的密度，则下列说法正确的是 A．甲的分子数比乙的分子数多 B．甲的物质的量比乙的物质的量少 C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
个氢原子
( ×)
(2009·广东－6B)
(21)标准状况下，22.4 L 氯气与足量氢氧化钠溶液反应
转移的电子数为 NA
(√ )
(2009·广东－6C)
(22)22.4 L Cl2 中含有 NA 个 Cl2 分子
( ×)
(2009·广东理基－20A)
题组二 物质的量、气体摩尔体积 2．(2008·四川理综，6)下列说法中不正确的是( )
即 2Mn＋
～
nCO23 －
2
n
40 mL×0.5 mol/L
解析 Ⅰ.②根据量取溶液体积的精确度要求可知应使用酸 式滴定管；⑤比较 H2SO4、H2C2O4 反应速率可通过观察气 泡或完全反应所需时间长短。Ⅱ.(1)配制溶液需要使用特定 的仪器(250 mL 的容量瓶)，定容时需要用到胶头滴管。 (2)为保证测量数据的准确，应该将气体冷却至室温和相同 压强下，所以应该先进行操作②，然后调整液面使气体压 强等于外界大气压，最后正确读数。(3)由题意可知，丙(量 筒)中的液面高于乙的液面，故应将丙向下移动。(4)因为 H2SO4 是强酸、H2C2O4 是弱酸，故相同浓度的溶液中 H2SO4 的氢离子浓度大，反应速率快。若铜丝接触溶液，则构成 原电池，使反应速率加快，使实验结果的可信度降低。
使两管中液面相平；③视线与凹液面的最低处相切。
实验探究 1 某研究性学习小组为证明在同温同压下， 相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带 反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同 时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易 实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：
Ⅰ.①配制浓度均为 0.5 mol/L H2SO4 溶液和 H2C2O4 溶液； ②用__________量取 10.00 mL 0.5 mol/L H2SO4 和 H2C2O4 溶液分别加入两个锥形瓶中； ③分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端； ④检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好 装置； ⑤将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中(铜丝不能与 酸接触)，至反应完全，记录____________； ⑥反应结束后，读取量筒中水的体积为 y mL。
(×)
(2009·福建理综－8A)
考查物质的物理性质
(6)标准状况下，22.4 L 乙醇的分子数为 NA
( ×)
(2009·福建理综－8D)
(7)标准状况下，22.4 L 二氯甲烷的分子数约为 4 NA 个 (×) (2010·四川理综－7A)
(8)标准状况下，22.4 L 戊烷所含分子数为 0.1 NA
答案 Ⅰ.②酸式滴定管 ⑤反应所需时间 Ⅱ.(1)250 mL 容量瓶 胶头滴管 (2)②①③ (3)将丙 向下移动 (4)氢离子浓度不同 镁与铜易形成原电 池，加快反应速率，干扰实验的测定
实验探究 2 有一含 NaCl、Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的混合物，某同学设计如下实验，通过测量反应前后 C、 D 装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。
(×)
(2010·上海－7D)
考查电离情况
(9)1 L 0.1 mol/L 乙酸溶液中 H＋ 数为 0.1 NA
(× )
(2009·福建理综－8B)
考查氧化还原反应中电子的转移
(10)1 mol Ca 变成 Ca2＋时失去的电子数为 2NA
(√ )
(2009·广东理基－20D)
(11)1 mol Cl2 与足量 Fe 反应，转移的电子数为 3NA (×)
Ⅱ.请将上述步骤补充完整并回答下列问题： (1)用密度为 1.84 g/cm3 98%的浓 H2SO4 配制 250 mL 0.5 mol/L 的 H2SO4 溶液，所需要的主要仪器有___________、 __________、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管。 (2)以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：①使 乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③读取量筒内水 的体积。这三步操作的正确顺序是_____________。 (3)读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、 丙中液面相平的操作是_______________________________。 (4)简述速率不等的原因是____________________________， 铜丝不能与酸接触的原因是_________________________。
(2)装置 A、C、D 中盛放的试剂分别为：A___________， C______________，D______________。 (3)若将 A 装置换成盛放 NaOH 溶液的洗气瓶，则测 得的 NaCl 的含量将________(填“偏高”、“偏低” 或“无影响”，下同)；若 B 中反应管右侧有水蒸气冷 凝，则测定结果中 NaHCO3 的含量将________；若撤 去 E 装置，则测得 Na2CO3·10H2O 的含量将________。 (4)若样品质量为 w g，反应后 C、D 增加的质量分别 为 m1 g、m2 g，由此可知混合物中 NaHCO3 的质量分 数为__________________________________________ (用含 w、m1、m2 的代数式表示)。
A．p(Ne)>p(H2)>p(O2) B．p(O2)>p(Ne)>p(H2) C．p(H2)>p(O2)>p(Ne) D．p(H2)>p(Ne)>p(O2)
解析 利用克拉伯龙方程 pV＝nRT 变形为 pM＝ρRT，
因为
ρRT
对应相等，所以
pNe
MNe＝ H 2
M
＝ H2
O2
M O2
，
代入式量而得出选项 D 正确。
(1)加热前通入空气的目的是_______________________， 操作方法为_____________________________________ ________________________________________________ ________________________。
(2)碱石灰 无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等) 碱石灰 (3)偏低 无影响 偏低 (4)4 21010wm2%
高考集训
题组一 对阿伏加德罗常数的考查
1．NA 表示阿伏加德罗常数，判断下列各Baidu Nhomakorabea是否正确。 考查物质的结构
(1)1 mol 羟基中电子数为 10 NA
(× ) (2010·江苏－5B)
(B )
解析 由公式 m＝ρV 得出，ρ 甲 V 甲＝ρ 乙 V 乙，即
V甲＝ρ乙，因为 V乙 ρ甲
ρ
甲>ρ
乙，则
V
甲<V
乙，同温同压下，n
乙>n
甲。
M 甲＝nm甲，M 乙＝nm乙得 M 乙<M 甲，因此 B 正确。
4．(2007·全国理综Ⅰ，9)在三个密闭容器中分别充入
Ne、H2、O2 三种气体，当它们的温度和密度都相同 时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是( D )
(2)1.7 g H2O2 中含有电子数为 0.9 NA
(√ )
(2010·上海－7B)
(3)1 mol 乙烷分子中含有 8 NA 个共价键
(×)
(2009·浙江理综－8B)
(4)58.5 g 的 NaCl 固体中含有 NA 个氯化钠分子 (×) (2009·浙江理综－8C)
(5)24 g 镁的原子最外层电子数为 NA
(× )
(2010·福建理综－7B)
(18)分子数为 NA 的 CO、C2H4 混合气体体积约为 22.4 L，
质量约为 28 g
(× )
(2009·上海－12C)
(19)常温常压下，22.4 L 乙烯中 C－H 键数为 4NA (×)
(2010·江苏－5D)
(20)乙烯和环丙烷(C3H6 )组成的 28g 混合气体中含有 3NA
题组三 以物质的量为中心的计算
5．(2009·全国理综Ⅰ，7)将 15 mL 2 mol/L Na2CO3 溶液 逐滴加入到 40 mL 0.5 mol/L MCln 盐溶液中，恰好将 溶液中的 Mn＋完全沉淀为碳酸盐，则 MCln 中 n 值是
A．4 B．3 C．2 D．1
( B)
解析 含有 Mn＋碳酸盐的化学式为 M2(CO3)n，
解析 O2 为双原子分子，1 mol O2 含有 12.04×1023 个氧原子，1 mol O2 在标准状况下占有体积为 22.4 L， A 正确；臭氧为 O3，因此 B 正确；由于 H3PO4 为弱 电解质，不能完全电离，因此 C 错误；干冰和葡萄糖 的分子式分别为 CO2、C6H12O6，因此 D 正确。
(×)
(2009·广东－6D)
(15)在 1 L 0.1 mol/L 碳酸钠溶液中，阴离子总数大于 0.1 NA
(√ )
(2009·浙江理综－8D)
考查气体摩尔体积
(16)标准状况下，2.24 L H2O 含有的分子数等于 0.1NA
(×)
(2009·上海－12A)
(17)标准状况下，22.4 L 空气含有 NA 个单质分子
提示 可以用盛浓 H2SO4 的洗气瓶(或其他吸收水的装置)吸 收生成的 H2O。称量吸水前后洗气瓶(或装置)的质量，求 出质量差即可得到 H2O 的质量，再换算成 H2 的质量。
探究点三 (1)下列装置中，可以用来量取气体体积的是 a、b、c、d 。可以用来测定气体质量的是 e、f、g。
(2)用 d 装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？ 提示 读数时注意：①冷却至室温；②上下移动乙管，
A．1 mol 氧气中含有 12.04×1023 个氧原子，在标 准状况下占有体积 22.4 L B．1 mol 臭氧和 1.5 mol 氧气含有相同的氧原子数 C．等体积、浓度均为 1 mol/L 的磷酸和盐酸，电 离出的氢离子数之比为 3∶1 D．等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之 比为 1∶6，氧原子数之比为 1∶3
受影响；若撤去E装置，则D装置可吸收来自外界空气中的 CO2，使得NaHCO3的质量在计算中会增大，故测得的 Na2CO3·10H2O的含量会偏低。 (4)NaHCO3的质量分数：44 gm·2 mg ol-1×2×84 g·mol-1÷w g ×100%＝4 21010wm2%。 答案 (1)除去装置中的水蒸气和二氧化碳 关闭 b，打开 a， 缓缓通入空气，直至 a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑 浊为止
实验探究
气体体积、质量的测定方法 探究点一 下列气体中：H2、N2、O2、NO2、NH3、HCl，
哪些可以用排水法测量气体的体积？为什么？
提示 H2，N2，O2。因为这三种气体既不溶于水，也不与 水发生化学反应。
探究点二 实验室在做 H2 还原 CuO 的实验时，如何测得 参加反应的 H2 的质量？
解析 (2)A、C、D 都是 U 形管，不能盛液体试剂， 只能盛固体试剂。A 处试剂必须同时吸收 CO2 和水蒸 气，故 A 处盛的是碱石灰；C、D 两处分别吸收水蒸 气和 CO2，故 C 处可盛无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等)，D 处可盛碱石灰。 (3)若 A 装置盛放 NaOH 溶液只吸收 CO2，不吸收水 蒸气，则混合物中产生水蒸气的 Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的总质量在计算中会增大，因此测得的 NaCl 的含量会偏低；若 B 中反应管右侧有水蒸气冷凝，则 水蒸气总质量减小，Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的总 质量在计算中会减小，但是 NaHCO3 的质量是根据 CO2 的质量进行计算，所以测得的 NaHCO3 的含量不
(12) 1 mol Cl2 参加反应转移电子数一定为 2NA
(×)
(2010·福建理综－7C)
(13)在反应 KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O 中，每生成 3
mol I2 转移的电子数为 6NA
(×)
(2010·江苏－5C)
考查盐的水解
(14)将 0.1 mol 氯化铁溶于 1 L 水中，所得溶液含有 0.1NA Fe3＋
答案 C
3．(2008·海南，3)在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、 乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度
大于乙的密度，则下列说法正确的是 A．甲的分子数比乙的分子数多 B．甲的物质的量比乙的物质的量少 C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
个氢原子
( ×)
(2009·广东－6B)
(21)标准状况下，22.4 L 氯气与足量氢氧化钠溶液反应
转移的电子数为 NA
(√ )
(2009·广东－6C)
(22)22.4 L Cl2 中含有 NA 个 Cl2 分子
( ×)
(2009·广东理基－20A)
题组二 物质的量、气体摩尔体积 2．(2008·四川理综，6)下列说法中不正确的是( )
即 2Mn＋
～
nCO23 －
2
n
40 mL×0.5 mol/L
解析 Ⅰ.②根据量取溶液体积的精确度要求可知应使用酸 式滴定管；⑤比较 H2SO4、H2C2O4 反应速率可通过观察气 泡或完全反应所需时间长短。Ⅱ.(1)配制溶液需要使用特定 的仪器(250 mL 的容量瓶)，定容时需要用到胶头滴管。 (2)为保证测量数据的准确，应该将气体冷却至室温和相同 压强下，所以应该先进行操作②，然后调整液面使气体压 强等于外界大气压，最后正确读数。(3)由题意可知，丙(量 筒)中的液面高于乙的液面，故应将丙向下移动。(4)因为 H2SO4 是强酸、H2C2O4 是弱酸，故相同浓度的溶液中 H2SO4 的氢离子浓度大，反应速率快。若铜丝接触溶液，则构成 原电池，使反应速率加快，使实验结果的可信度降低。
使两管中液面相平；③视线与凹液面的最低处相切。
实验探究 1 某研究性学习小组为证明在同温同压下， 相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带 反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同 时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易 实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：
Ⅰ.①配制浓度均为 0.5 mol/L H2SO4 溶液和 H2C2O4 溶液； ②用__________量取 10.00 mL 0.5 mol/L H2SO4 和 H2C2O4 溶液分别加入两个锥形瓶中； ③分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端； ④检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好 装置； ⑤将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中(铜丝不能与 酸接触)，至反应完全，记录____________； ⑥反应结束后，读取量筒中水的体积为 y mL。
(×)
(2009·福建理综－8A)
考查物质的物理性质
(6)标准状况下，22.4 L 乙醇的分子数为 NA
( ×)
(2009·福建理综－8D)
(7)标准状况下，22.4 L 二氯甲烷的分子数约为 4 NA 个 (×) (2010·四川理综－7A)
(8)标准状况下，22.4 L 戊烷所含分子数为 0.1 NA
答案 Ⅰ.②酸式滴定管 ⑤反应所需时间 Ⅱ.(1)250 mL 容量瓶 胶头滴管 (2)②①③ (3)将丙 向下移动 (4)氢离子浓度不同 镁与铜易形成原电 池，加快反应速率，干扰实验的测定
实验探究 2 有一含 NaCl、Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的混合物，某同学设计如下实验，通过测量反应前后 C、 D 装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。
(×)
(2010·上海－7D)
考查电离情况
(9)1 L 0.1 mol/L 乙酸溶液中 H＋ 数为 0.1 NA
(× )
(2009·福建理综－8B)
考查氧化还原反应中电子的转移
(10)1 mol Ca 变成 Ca2＋时失去的电子数为 2NA
(√ )
(2009·广东理基－20D)
(11)1 mol Cl2 与足量 Fe 反应，转移的电子数为 3NA (×)
Ⅱ.请将上述步骤补充完整并回答下列问题： (1)用密度为 1.84 g/cm3 98%的浓 H2SO4 配制 250 mL 0.5 mol/L 的 H2SO4 溶液，所需要的主要仪器有___________、 __________、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管。 (2)以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：①使 乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③读取量筒内水 的体积。这三步操作的正确顺序是_____________。 (3)读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、 丙中液面相平的操作是_______________________________。 (4)简述速率不等的原因是____________________________， 铜丝不能与酸接触的原因是_________________________。
(2)装置 A、C、D 中盛放的试剂分别为：A___________， C______________，D______________。 (3)若将 A 装置换成盛放 NaOH 溶液的洗气瓶，则测 得的 NaCl 的含量将________(填“偏高”、“偏低” 或“无影响”，下同)；若 B 中反应管右侧有水蒸气冷 凝，则测定结果中 NaHCO3 的含量将________；若撤 去 E 装置，则测得 Na2CO3·10H2O 的含量将________。 (4)若样品质量为 w g，反应后 C、D 增加的质量分别 为 m1 g、m2 g，由此可知混合物中 NaHCO3 的质量分 数为__________________________________________ (用含 w、m1、m2 的代数式表示)。
A．p(Ne)>p(H2)>p(O2) B．p(O2)>p(Ne)>p(H2) C．p(H2)>p(O2)>p(Ne) D．p(H2)>p(Ne)>p(O2)
解析 利用克拉伯龙方程 pV＝nRT 变形为 pM＝ρRT，
因为
ρRT
对应相等，所以
pNe
MNe＝ H 2
M
＝ H2
O2
M O2
，
代入式量而得出选项 D 正确。
(1)加热前通入空气的目的是_______________________， 操作方法为_____________________________________ ________________________________________________ ________________________。
(2)碱石灰 无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等) 碱石灰 (3)偏低 无影响 偏低 (4)4 21010wm2%
高考集训
题组一 对阿伏加德罗常数的考查
1．NA 表示阿伏加德罗常数，判断下列各Baidu Nhomakorabea是否正确。 考查物质的结构
(1)1 mol 羟基中电子数为 10 NA
(× ) (2010·江苏－5B)
(B )
解析 由公式 m＝ρV 得出，ρ 甲 V 甲＝ρ 乙 V 乙，即
V甲＝ρ乙，因为 V乙 ρ甲
ρ
甲>ρ
乙，则
V
甲<V
乙，同温同压下，n
乙>n
甲。
M 甲＝nm甲，M 乙＝nm乙得 M 乙<M 甲，因此 B 正确。
4．(2007·全国理综Ⅰ，9)在三个密闭容器中分别充入
Ne、H2、O2 三种气体，当它们的温度和密度都相同 时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是( D )
(2)1.7 g H2O2 中含有电子数为 0.9 NA
(√ )
(2010·上海－7B)
(3)1 mol 乙烷分子中含有 8 NA 个共价键
(×)
(2009·浙江理综－8B)
(4)58.5 g 的 NaCl 固体中含有 NA 个氯化钠分子 (×) (2009·浙江理综－8C)
(5)24 g 镁的原子最外层电子数为 NA
(× )
(2010·福建理综－7B)
(18)分子数为 NA 的 CO、C2H4 混合气体体积约为 22.4 L，
质量约为 28 g
(× )
(2009·上海－12C)
(19)常温常压下，22.4 L 乙烯中 C－H 键数为 4NA (×)
(2010·江苏－5D)
(20)乙烯和环丙烷(C3H6 )组成的 28g 混合气体中含有 3NA
题组三 以物质的量为中心的计算
5．(2009·全国理综Ⅰ，7)将 15 mL 2 mol/L Na2CO3 溶液 逐滴加入到 40 mL 0.5 mol/L MCln 盐溶液中，恰好将 溶液中的 Mn＋完全沉淀为碳酸盐，则 MCln 中 n 值是
A．4 B．3 C．2 D．1
( B)
解析 含有 Mn＋碳酸盐的化学式为 M2(CO3)n，
解析 O2 为双原子分子，1 mol O2 含有 12.04×1023 个氧原子，1 mol O2 在标准状况下占有体积为 22.4 L， A 正确；臭氧为 O3，因此 B 正确；由于 H3PO4 为弱 电解质，不能完全电离，因此 C 错误；干冰和葡萄糖 的分子式分别为 CO2、C6H12O6，因此 D 正确。
(×)
(2009·广东－6D)
(15)在 1 L 0.1 mol/L 碳酸钠溶液中，阴离子总数大于 0.1 NA
(√ )
(2009·浙江理综－8D)
考查气体摩尔体积
(16)标准状况下，2.24 L H2O 含有的分子数等于 0.1NA
(×)
(2009·上海－12A)
(17)标准状况下，22.4 L 空气含有 NA 个单质分子
提示 可以用盛浓 H2SO4 的洗气瓶(或其他吸收水的装置)吸 收生成的 H2O。称量吸水前后洗气瓶(或装置)的质量，求 出质量差即可得到 H2O 的质量，再换算成 H2 的质量。
探究点三 (1)下列装置中，可以用来量取气体体积的是 a、b、c、d 。可以用来测定气体质量的是 e、f、g。
(2)用 d 装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？ 提示 读数时注意：①冷却至室温；②上下移动乙管，
A．1 mol 氧气中含有 12.04×1023 个氧原子，在标 准状况下占有体积 22.4 L B．1 mol 臭氧和 1.5 mol 氧气含有相同的氧原子数 C．等体积、浓度均为 1 mol/L 的磷酸和盐酸，电 离出的氢离子数之比为 3∶1 D．等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之 比为 1∶6，氧原子数之比为 1∶3
受影响；若撤去E装置，则D装置可吸收来自外界空气中的 CO2，使得NaHCO3的质量在计算中会增大，故测得的 Na2CO3·10H2O的含量会偏低。 (4)NaHCO3的质量分数：44 gm·2 mg ol-1×2×84 g·mol-1÷w g ×100%＝4 21010wm2%。 答案 (1)除去装置中的水蒸气和二氧化碳 关闭 b，打开 a， 缓缓通入空气，直至 a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑 浊为止
实验探究
气体体积、质量的测定方法 探究点一 下列气体中：H2、N2、O2、NO2、NH3、HCl，
哪些可以用排水法测量气体的体积？为什么？
提示 H2，N2，O2。因为这三种气体既不溶于水，也不与 水发生化学反应。
探究点二 实验室在做 H2 还原 CuO 的实验时，如何测得 参加反应的 H2 的质量？
解析 (2)A、C、D 都是 U 形管，不能盛液体试剂， 只能盛固体试剂。A 处试剂必须同时吸收 CO2 和水蒸 气，故 A 处盛的是碱石灰；C、D 两处分别吸收水蒸 气和 CO2，故 C 处可盛无水硫酸铜(或无水 CaCl2、P2O5 等)，D 处可盛碱石灰。 (3)若 A 装置盛放 NaOH 溶液只吸收 CO2，不吸收水 蒸气，则混合物中产生水蒸气的 Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的总质量在计算中会增大，因此测得的 NaCl 的含量会偏低；若 B 中反应管右侧有水蒸气冷凝，则 水蒸气总质量减小，Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的总 质量在计算中会减小，但是 NaHCO3 的质量是根据 CO2 的质量进行计算，所以测得的 NaHCO3 的含量不