第2章 第7讲 物质的量浓度(教师word)-【金版新学案】2025年高考化学高三总复习大一轮复习讲义(广东专版)
2024-09-04
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教辅
内容正文:
第7讲 物质的量浓度
【课程标准】 1.了解溶液的含义。2.了解溶解度、饱和溶液的概念。3.了解溶液浓度的表示方法。4.理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。5.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。
考点一 溶液的浓度及其计算
1.物质的量浓度
(1)概念
物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
(2)表达式:cB=,变形:nB=cB·V;V=。
(3)常用单位:mol·L-1或mol/L。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的质量、物质的量因体积不同而改变。
2.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
溶质质量分数w
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
c=
w=
两者关系
w=(M:摩尔质量,单位:g·mol-1;ρ:密度,单位:g·cm-3)
[正误辨析]
1.用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L-1( )
2.1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1( )
3.将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%( )
4.将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%( )
5.将62 g Na2O溶于水中,配成1 L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
易错警示
规避2个易错点
易错点1 溶液中溶质的判断
物质
入水后的溶质
水量变化
Na、Na2O、Na2O2
NaOH
减少
SO3
H2SO4
减少
CuSO4·5H2O
CuSO4
增多
NH3
NH3·H2O(但计算时仍以NH3作为溶质)
减少
易错点2 混淆溶液的体积与溶剂的体积
不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算。
(全国卷Ⅱ,节选)一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10 g·cm-3),其浓度为____ mol·L-1。
答案:8.9
解析:假设溶液的体积为1 L,则1 L溶液中含H2O2的质量:m(H2O2)=1 000 mL×
1.10 g·cm-3×27.5%=302.5 g,c(H2O2)==≈8.9 mol·L-1。
(2022·广东卷)配制250 mL 0.1 mol/L的HAc溶液,需5 mol·L-1 HAc溶液的体积为________mL。
答案:5.0
解析:稀释前后溶质的物质的量不变,V(HAc)==0.005 L,即5.0 mL。
学生用书↓第36页
(2022·海南卷)现有浓H3PO4质量分数为85%,密度为1.7 g·mL-1。若实验需100 mL 1.7 mol·L-1的H3PO4溶液,则需浓H3PO4________mL(保留一位小数)。
答案:11.6
解析:c(浓H3PO4)==≈14.7 mol/L,由稀释定律得:V(浓H3PO4)=≈11.6×10-3 L=11.6 mL。
考向一 物质的量浓度的计算
1.若20 g密度为ρ g·mL-1的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2,则溶液中NO的物质的量浓度为________________。
答案: mol·L-1
解析:溶质的物质的量n== mol,溶液体积V=×10-3 L·mL-1= L,Ca(NO3)2的物质的量浓度c=== mol·L-1,NO的物质的量浓度为 mol·L-1×2= mol·L-1。
2.在标准状况下,将V L HCl气体(摩尔质量为M g·mol-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为______________________________________。
答案: mol·L-1
解析:气体的物质的量为 mol,所得溶液的质量为g,则此溶液的物质的量浓度为 mol÷[(×M+100) g÷(1 000ρ g·L-1)]= mol·L-1。
考向二 有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算
3.已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL,密度为ρ g·cm-3,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度:_______________________________。
(2)用w、ρ表示溶液的物质的量浓度:_______________________________。
(3)用c、ρ表示溶质的质量分数:_______________________________。
(4)用w表示该温度下NaCl的溶解度:_______________________________。
答案:(1) mol·L-1 (2) mol·L-1
(3)×100% (4) g
解析:(1)c= mol·L-1= mol·L-1。
(2)c== mol·L-1。
(3)w=×100%=×100%。
(4)=,S= g。
考向三 溶液的稀释与混合
4.如图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
按要求回答下列问题:
(1)硫酸的物质的量浓度为________,氨水的物质的量浓度为________。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4)____9.2 mol·L-1,c(NH3)______6.45 mol·L-1(填“>”“<”或“=”,下同)。
(3)各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)________49%,w(NH3)________12.5%。
答案:(1)18.4 mol·L-1 12.9 mol·L-1
(2)< > (3)> <
解析:(1)利用c=计算,c(H2SO4)= mol·L-1=18.4 mol·L-1,c(NH3)= mol·L-1≈12.9 mol·L-1。(2)硫酸的密度大于水,氨水的密度小于水,各取5 mL与等质量的水混合后,所得稀硫酸的体积大于10 mL,稀氨水的体积小于10 mL,故有c(H2SO4)<9.2 mol·L-1,c(NH3)>6.45 mol·L-1。(3)5 mL硫酸和5 mL氨水的质量分别为1.84 g·cm-3×5 mL=9.2 g、0.88 g·cm-3×5 mL=4.4 g,而5 mL水的质量约为5 g,故各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)>49%,w(NH3)<12.5%。
归纳总结
1.溶液体积和溶剂体积关系
(1)不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=。
(2)两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积加和。
2.同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生变化时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
(3)两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。
3.同溶质不同质量分数溶液混合的计算技巧
同溶质、质量分数分别为a%和b%的两溶液混合。
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后质量分数w>(a%+b%);
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w <(a%+b%)。
(2)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),则混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
学生用书↓第37页
考点二 配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶的使用
(1)构造及用途
(2)查漏操作
(3)注意事项
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
③不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,因为容量瓶的容积是在瓶身所标的温度下确定的;
④不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
2.主要仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管。
3.配制过程及操作
以配制500 mL 1.0 mol·L-1的NaCl溶液为例:
特别提醒
溶液配制的两种基本技能
1.配制100 g 10%的NaCl溶液:用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入100 mL的烧杯中,再用100 mL量筒量取90 mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
2.用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL:用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入到100 mL的烧杯中,再用10 mL的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停搅拌。
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[正误辨析]
1.配制950 mL某浓度的溶液应选用950 mL的容量瓶( )
2.把0.585 g NaCl固体,放入100 mL容量瓶中,加水到刻度线处,配成0.1 mol·L-1的NaCl溶液( )
3.摇匀后,液面位于刻度线以下,应再加水至刻度线( )
4.配制2 mol·L-1 Na2CO3溶液950 mL时,应选1 000 mL容量瓶,称取Na2CO3·10H2O 572.0 g( )
5.向容量瓶中转移液体时,引流用的玻璃棒可以接触容量瓶内壁( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√
(全国卷Ⅲ,节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。
溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的________中,加蒸馏水至________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案:烧杯 容量瓶 距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相切
解析:配制一定物质的量浓度的溶液,应该在烧杯中溶解,冷却至室温后,转移至100 mL的容量瓶中,加水至距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相切。
(2022·全国乙卷,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)。
答案:分液漏斗和球形冷凝管
(2020·全国卷Ⅰ,节选)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·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)。
答案:烧杯、量筒、托盘天平
解析:根据用固体物质配制一定物质的量浓度溶液的配制方法可知,题图给出的仪器中还需要烧杯、量筒和托盘天平。
考向一 “一定物质的量浓度溶液的配制过程”答题指导
1.实验室需要配制0.50 mol·L-1NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(带砝码、最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl固体________ g。
(3)称量。
①天平调平之后,应将天平的游码调至某个位置,请在图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置:
②称量过程中NaCl固体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。
③称量完毕,将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,目的是________________________________________________________________________。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流,需要洗涤烧杯2~3次是为了________________________________________________________________________。
(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处,改用________加水,使溶液凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀、装瓶。
答案:(1)500 mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒
(2)14.6
(3)①
②左盘
(4)搅拌,加速NaCl溶解
(5)保证溶质全部转入容量瓶中
(6)1~2 cm 胶头滴管
解析:配制480 mL 0.50 mol·L-1的NaCl溶液,必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)=0.50 mol·L-1×0.5 L×58.5 g·mol-1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时,物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。
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规范答题指导
1.考生答卷案例——找错纠错
(1)容量瓶、玻璃棒、胶头滴管
(2)[案例1]14.625;[案例2]14.0
(3)②左
(4)搅拌,加速NaCl容解
(5)减小误差
(6)2~3 交头滴管
2.失分原因分析
(1)虽然熟悉某一规格的容量瓶只能配制一定体积的溶液,但未指明所选容量瓶的规格。
(2)[案例1]没有注意体现托盘天平的精确度;[案例2]注意了托盘天平的精确度,但不会四舍五入,保留小数点后一位数字。
(3)②不按要求作答。
(4)汉字使用错误。
(5)回答问题不完整、太笼统。
(6)数值错误,未写单位,汉字使用错误。
考向二 一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
2.(1)从溶质改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
①配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g:________。
②配制500 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g:________。
③配制NaOH溶液时,天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确:________________________________________________________________________。
④配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒:________________________________________________________________________。
⑤用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:_______________________________________________。
⑥定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线:________。
⑦未洗涤烧杯及玻璃棒:________。
答案:①偏小 ②偏小 ③偏小 ④偏小 ⑤偏大 ⑥偏小 ⑦偏小
(2)从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
①配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容:________。
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:________。
③定容时仰视刻度线:________。
④定容摇匀后少量溶液外流:________。
⑤容量瓶中原有少量蒸馏水:________。
答案:①偏大 ②偏小 ③偏小 ④无影响 ⑤无影响
归纳总结
1.误差分析的思维流程
2.视线引起误差的分析方法
(1)仰视容量瓶刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视容量瓶刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
学生用书↓第40页
陷阱1 在“22.4 L·mol-1的适用条件及物质的聚集状态”上设陷
指点迷津
抓“两看”突破陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)。
应用1.用NA代表阿伏加德罗常数,判断下列说法是否正确。
1.2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA( )
2.常温下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA( )
3.标准状况下,2.24 L氨水含有NH3分子数为0.1NA( )
4.标准状况下,22.4 L SO3中含有SO3分子数为NA( )
5.标准状况下,22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.× 5.√
陷阱2 用“与计算无关的一些干扰条件”设陷
指点迷津
排“干扰”突破
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,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
应用2.用NA代表阿伏加德罗常数,判断下列说法是否正确。
1.常温常压下,3.2 g O2所含的原子数为0.2NA( )
2.标准状况下,18 g H2O所含的氧原子数目为NA( )
3.室温下,1 mol CH4中含有5NA原子( )
4.常温常压下,1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA( )
答案:1.√ 2.√ 3.√ 4.√
陷阱3 在“物质的组成与结构”上设陷
指点迷津
记“组成”突破
1.记特殊物质中所含微粒的数目,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,如分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
5.一个N2中含有一个σ键,两个π键;一个CHCH中含有3个σ键,2个π键;一个[Cu(NH3)4]2+中含有16个σ键。
6.一个H2O中含两对孤电子对,两个σ键。
应用3.用NA代表阿伏加德罗常数,判断下列说法是否正确。
1.在常温常压下,18 g H2O与18 g D2O所含电子数均为10NA( )
2.17 g —OH与17 g OH-所含电子数均为10NA( )
3.30 g SiO2中含有硅氧键个数为NA( )
4.56 g乙烯中所含共用电子对数目为12NA( )
5.78 g苯中含有3NA碳碳双键( )
6.28 g乙烯中含有σ键的个数为5NA( )
7.1 mol HCN分子中含有π键个数为2NA( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.√
陷阱4 在“电解质溶液中粒子数目”上设陷
指点迷津
审准“题目”突破
1.是否存在弱电解质的电离或盐类水解。
2.已知浓度,是否指明体积,用好公式n=cV。
3.在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水。
学生用书↓第41页
应用4.用NA代表阿伏加德罗常数,判断下列说法是否正确。
1.0.1 L 3.0 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH的数目为0.3NA( )
2.等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA( )
3.0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA( )
4.25 ℃时,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA( )
5.1 L 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.× 5.×
陷阱5 在“物质转化中的隐含反应”上设陷
指点迷津
记“隐含反应”突破
1.2SO2+O22SO3
2NO2N2O4
N2+3H22NH3
2.Cl2+H2OHCl+HClO
3.NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
4.H2+I22HI
应用5.用NA代表阿伏加德罗常数,判断下列说法是否正确。
1.50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA( )
2.常温下,密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA( )
3.常温下,56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子( )
4.一定条件下合成氨反应,用1.5 mol H2和0.5 mol N2,充分反应后可得到NH3分子数为NA( )
5.1 L 0.01 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数大于0.02NA( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.× 5.√
陷阱6 在“电子转移数目”上设陷
指点迷津
抓“反应”突破
1.同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。如Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂。
2.量不同,所表现的化合价不同。如Fe和稀HNO3反应,Fe不足时生成Fe3+,Fe过量时生成Fe2+。
3.氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
4.注意氧化还原的顺序。如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
应用6.用NA代表阿伏加德罗常数,判断下列说法是否正确。
1.5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA( )
2.1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数为NA( )
3.1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA( )
4.向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有1 mol Fe2+被氧化时,共转移电子的数目为NA( )
5.1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA( )
答案:1.× 2.√ 3.× 4.× 5.×
1.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目为1.0NA
答案:A
解析:异丁烷的结构简式为CHH3CCH3CH3,1 mol异丁烷分子中含有13NA个共价键,所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;标准状况下SO3为固态,不能计算出2.24 L SO3的物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;pH=2的H2SO4溶液中氢离子的浓度为0.01 mol·L-1,则1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.01NA,C错误;Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO会发生水解,所以1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA,D错误。
学生用书↓第42页
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 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
C.体积为1 L的1 mol·L-1NaHCO3溶液中,HCO数目为NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
答案:D
解析:NH中存在4个N—H共价键,1 mol NH4Cl含有的共价键数目为4NA,A错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B错误;HCO会发生水解和电离,则1 L 1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO数目小于NA,C错误;NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物为1 mol,质子数为28NA,D正确。
3.(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0.7NA
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
答案:A
解析:1个C2H4O中含有6个σ键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 mol,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 mol,则含有氧原子数为0.1NA,B错误;向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液中有c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH),再根据元素质量守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,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 mol,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。
4.(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NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
答案:C
解析:题中没有说是标准状况条件下,气体摩尔体积未知,无法计算π键个数,A项错误;2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,生成1 mol N2转移的电子数为12NA,则生成0.1 mol N2转移的电子数为1.2NA,B项错误;因为S2-水解使溶液中S2-的数目小于0.1NA,D项错误。
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.136 g KHSO4和CaSO4混合固体中含SO的数目为NA
B.24 g石墨中含有C—C键的数目为3NA
C.32.5 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.2NA
D.22.4 L(标准状况)HF所含的质子数为10NA
答案:B
解析:KHSO4固体中只有K+和HSO两种离子,则136 g KHSO4和CaSO4混合固体中SO的数目小于NA,A错误;石墨为层状结构,层内碳原子形成正六边形,每个C原子形成3个C—C键,每个C—C键被2个C原子共用,则每个C原子占有1.5个C—C键,24 g石墨中含有C—C键的数目为3NA,B正确;32.5 g FeCl3的物质的量为0.2 mol,Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体粒子中含有多个Fe(OH)3,因此氢氧化铁胶体粒子数小于0.2NA,C错误; 标准状况下HF不是气体,22.4 L HF的物质的量并不是1 mol,所含的质子数也不是10NA,D错误。
2.(2023·梅州一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.17 g H2S含有的电子总数为9NA
B.标准状况下,22.4 L CCl4含有的氯原子数为4NA
C.1 mol Cl2分别与足量CH4和H2S完全反应,得到的HCl分子数均为2NA
D.将0.25NA的Cl2与等量H2完全反应后溶于1 L水中,所得溶液浓度为0.5 mol·L-1
答案:A
解析:A项,17 g H2S的物质的量为0.5 mol,则含有的电子总数为0.5 mol×(1×2+16)×NA mol-1=9NA,正确;B项,标准状况下CCl4为液态,不能用Vm计算其物质的量,错误;C项,Cl2与CH4发生取代反应,生成的HCl分子数等于参加反应的Cl2分子数,故1 mol Cl2与足量CH4反应,生成的HCl分子数为NA,错误;D项,Cl2与H2反应生成HCl,HCl溶于水所得溶液的体积不等于水的体积,错误。
3.(2023·茂名一模)我国科学家发现了用LiH介导苯胺氢解生成苯和氨气的化学链循环方法,其过程如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A.1 mol苯胺中N—H键数目为3NA
B.反应1 mol LiH时电子转移数目为NA
C.1 mol —NH2中所含电子数目为10NA
D.生成22.4 L苯需消耗H2分子数目为NA
答案:B
解析:A项,1 mol苯胺中N—H键数目为2NA,错误;B项,LiH中H为-1价,反应时生成H2,故反应1 mol LiH时电子转移数目为NA,正确;C项,1个—NH2中含有7+1×2=9个电子,则1 mol —NH2中所含电子数目为9NA,错误;D项,没有说明温度与压强,无法计算,错误。
4.(2022·茂名5月模拟)设NA是阿伏加德罗常数的值。生物法(加入脱硫细菌)净化含硫物质时发生如下反应:CH3COOH+Na2SO4===2NaHCO3+H2S↑。下列说法错误的是( )
A.30 g CH3COOH和HCHO混合物中含有的碳原子数目为NA
B.生成标准状况下2.24 L H2S气体,转移的电子数为0.8NA
C.1 L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中含有HCO、CO的数目和为0.1NA
D.常温常压下,3.4 g H2S气体含有的电子数为1.8NA
答案:C
解析:A项,CH3COOH和HCHO的最简式均为CH2O,30 g CH3COOH和HCHO混合物中含有1 mol “CH2O”,故其含有碳原子数目为NA,正确;B项,反应中硫元素化合价由+6价降低至-2价,即每生成1 mol H2S气体,转移8 mol电子,故当生成标准状况下2.24 L(即0.1 mol)H2S气体时,转移的电子数为0.8NA,正确;C项,1 L 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中溶质的物质的量为1 L×0.1 mol·L-1=0.1 mol,溶液中存在元素守恒:n(HCO)+n(CO)+n(H2CO3)=0.1 mol,含有HCO、CO、H2CO3的数目和为0.1NA,错误;D项,3.4 g H2S的物质的量为0.1 mol,1个H2S分子含有18个电子,0.1 mol H2S含有的电子数为1.8NA,正确。
课时测评7 物质的量浓度
(时间:45分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-12题,每题7分,第13题16分,共100分)
1.浓度均为0.1 mol·L-1的KCl、CaCl2溶液等体积混合,下列说法错误的是( )
A.混合前CaCl2溶液中c(Cl-)=0.2 mol·L-1
B.混合前KCl、CaCl2溶液中c(Cl-)之比为1∶2
C.混合前后K+、Ca2+的物质的量不变
D.混合溶液中c(Cl-)=0.3 mol·L-1
答案:D
解析:c(CaCl2)=0.1 mol·L-1,则混合前CaCl2溶液中c(Cl-)=0.2 mol·L-1,A正确;c(KCl)=0.1 mol·L-1,c(CaCl2)=0.1 mol·L-1,则混合前KCl、CaCl2溶液中c(Cl-)之比为0.1 mol·L-1∶0.2 mol·L-1=1∶2,B正确;KCl、CaCl2溶液等体积混合后,没有发生化学反应,所以混合前后,K+、Ca2+的物质的量不变,C正确;设两份溶液的体积都为1 L,则混合溶液中c(Cl-)==0.15 mol·L-1,D错误。
2.下列所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L的是( )
A.将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中
B.将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合
C.将25.0 g胆矾溶于水配成1 L溶液
D.将10 mL 1 mol/L的盐酸与90 mL水充分混合
答案:C
解析:将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中,所得溶液的体积不是1 L,故不能得到0.1 mol/L的溶液,A错误;将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合,不知所配溶液的密度,无法求算其物质的量浓度,B错误;25.0 g胆矾的物质的量为0.1 mol,将其溶于水配成1 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L,C正确;将10 mL 1 mol/L的盐酸与90 mL水充分混合,不同液体混合后的体积,不等于两液体体积在数值上的简单加和,D错误。
3.下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO的总物质的量为0.9 mol
B.50 mL 1 mol·L-1的KCl溶液和100 mL 0.25 mol·L-1MgCl2溶液中,Cl-物质的量浓度相等
C.将10 mL 1 mol·L-1的H2SO4稀释成0.1 mol·L-1的H2SO4,可向其中加入100 mL水
D.20 ℃时,0.023 mol·L-1的氢氧化钙饱和溶液100 mL加入5 g生石灰,冷却到20 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.023 mol·L-1
答案:D
解析:硫酸钠溶液物质的量浓度已知,但溶液体积未知,不能计算离子物质的量,故A错误;1 mol·L-1的KCl溶液中Cl-的物质的量浓度为1 mol·L-1,0.25 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的物质的量浓度为0.5 mol·L-1,Cl-的物质的量浓度不相等,故B错误;10 mL 1 mol·L-1的H2SO4稀释成0.1 mol·L-1的H2SO4,所得稀硫酸的体积为100 mL,所加水的体积不是100 mL,故C错误;氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,消耗了饱和溶液中的溶剂,使部分氢氧化钙析出,溶液温度恢复到20 ℃时,仍为氢氧化钙的饱和溶液,溶液体积减小,同温下同种溶质在同种溶剂中的饱和溶液的浓度不变,故D正确。
4.配制250 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,在下列仪器中:①量筒、②250 mL容量瓶、③托盘天平和砝码、④500 mL容量瓶、⑤烧杯、⑥玻璃棒、⑦漏斗、⑧药匙、⑨胶头滴管、⑩250 mL烧瓶,需要用到的仪器按使用先后顺序排列正确的是( )
A.⑧③⑤⑥②⑨ B.②③⑦⑤⑥
C.②⑤⑦⑥① D.④③⑦⑤⑥
答案:A
解析:一定规格的容量瓶只能配制相应体积的溶液,故应选择250 mL容量瓶;用药匙取用固体药品,用托盘天平称量一定质量的药品(药品可放在烧杯中称量)后,在烧杯中溶解(可用量筒量取水),并用玻璃棒搅拌,待溶液冷却至室温后转移到250 mL容量瓶中,转移过程中需用玻璃棒引流,用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中,当加水至液面距离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加至溶液凹液面恰好与刻度线相切,盖好瓶塞,摇匀。所以需要用到的仪器及先后顺序为药匙、托盘天平和砝码、烧杯、量筒(也可不用)、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管,即⑧③⑤(①)⑥②⑨,A项符合。
5.(2022·汕头一模)测定补血剂(含Fe2+、维生素C等)中铁元素含量的前期处理:将样品研磨后,取1.000 g样品粉末加入5 mL稀硝酸溶解后过滤,将滤液配制成250 mL溶液。上述处理过程中未涉及的操作是( )
答案:C
解析:该过程中涉及过滤、研磨、配制250 mL溶液,未涉及灼烧固体物质,故选C。
6.(2023·海南模拟预测)下列操作可能使所配Na2CO3溶液浓度偏大的是( )
A.烧杯和玻璃棒未洗涤
B.称量前Na2CO3·10H2O固体已失去部分结晶水
C.加水时超过刻度线,用胶头滴管吸出多余的液体
D.上下颠倒摇匀后溶液液面低于刻度线,补充加水至刻度线
答案:B
解析:烧杯和玻璃棒未洗涤,溶质质量偏少,所配Na2CO3溶液浓度偏小,故不选A;称量前Na2CO3·10H2O固体已失去部分结晶水,Na2CO3质量偏大,所配Na2CO3溶液浓度偏大,故选B;加水时超过刻度线,用胶头滴管吸出多余的液体,溶质质量偏少,所配Na2CO3溶液浓度偏小,故不选C;上下颠倒摇匀后溶液液面低于刻度线,补充加水至刻度线,溶液体积偏大,所配Na2CO3溶液浓度偏小,故不选D。
7.(2023·上海杨浦统考二模)室温下,甲同学配制5%的NaCl溶液100 g,乙同学配制0.5 mol·L-1的NaCl溶液100 mL(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
答案:C
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 mol/L氯化钠溶液中氯化钠的质量为0.5 mol/L×0.1 L×58.5 g/mol≈2.9 g,100 g氯化钠饱和溶液中氯化钠的质量为≈26.5 g,所以5%氯化钠溶液和0.5 mol/L氯化钠溶液均为不饱和溶液。由分析可知,5%氯化钠溶液和0.5 mol/L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;由分析可知,5%氯化钠溶液和0.5 mol/L氯化钠溶液均为不饱和溶液,C正确;氯化钠溶液的密度大于1 g/mL,则100 mL氯化钠溶液的质量大于100 g,D错误。
8.使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差,下列情况会使所配溶液浓度偏低的有几项( )
①用天平(使用游码)称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了;
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水;
④定容时,仰视容量瓶的刻度线;
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线;
⑥用量筒量取一定量浓硫酸配制稀硫酸,转移到烧杯后,用少量水洗涤量筒;
⑦在烧杯中溶解NaOH后,立即将所得溶液注入容量瓶中。
A.4项 B.5项
C.6项 D.7项
答案:A
解析:①用天平(使用游码)称量时,应该左物右码,被称量物与砝码的位置放颠倒了,物质少了,会使所配溶液浓度偏低;②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会造成溶质损失,会使所配溶液浓度偏低;③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水,不影响溶液的浓度;④定容时,仰视容量瓶的刻度线,相当于水加多了,会使所配溶液浓度偏低;⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,相当于水加多了,会使所配溶液浓度偏低;⑥用量筒量取一定量浓硫酸配制稀硫酸,转移到烧杯后,不能用水洗涤量筒,若洗涤量筒,会使溶质偏多,造成所配溶液浓度偏高;⑦在烧杯中溶解NaOH后,应该冷却到室温,若立即将所得溶液注入容量瓶中,热胀冷缩,相当于水加少了,会使所配溶液浓度偏高。
9.(2023·全国模拟预测)配制100 mL 1.00 mol·L-1NaOH溶液的操作如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.操作1前称取NaOH的质量为4.0 g
B.操作2前NaOH溶液需恢复至室温
C.操作3和操作4分别为洗涤和定容
D.操作5后液面下降,需补充少量水至刻度线
答案:D
解析:n(NaOH)=c·V=1 mol/L×0.1 L=0.1 mol,m(NaOH)=n(NaOH)·M=0.1 mol×40 g/mol=4.0 g,A正确;转移到容量瓶前应冷却至室温,B正确;操作3为洗涤,操作4为定容,C正确;定容并摇匀后,容量瓶内部,瓶塞处会粘有部分液体,造成液面下降,但是溶液浓度没有变化,若再加入水会使浓度偏小,D错误。
10.在一定温度下,已知有关某饱和溶液的一些数据:①溶液的质量,②溶剂的质量,③溶液的体积,④溶质的摩尔质量,⑤溶质的溶解度,⑥溶液的密度,利用下列各组数据计算该饱和溶液的物质的量浓度,不能算出的一组的是( )
A.④⑤⑥ B.①④⑥
C.①②③④ D.①③④⑤
答案:B
解析:物质的量浓度的计算有两个常用的基本公式:c=或c=,据此分析判断。根据⑤溶质的溶解度可计算饱和溶液的质量分数,结合④溶质的摩尔质量、⑥溶液的密度,根据c=可以计算该饱和溶液物质的量浓度,故A不选;根据物质的量浓度的基本计算公式:c=或c=,根据①溶液的质量、④溶质的摩尔质量、⑥溶液的密度,无法计算溶质的物质的量或溶质的质量分数,因此无法计算该饱和溶液物质的量浓度,故B选;由①溶液的质量、②溶剂的质量可以计算溶质的质量,再根据④溶质的摩尔质量结合n=可以计算溶质的物质的量,最后根据③溶液的体积结合c=可以计算该饱和溶液物质的量浓度,故C不选;根据⑤溶质的溶解度可计算饱和溶液的质量分数,再结合①溶液的质量可以计算溶质的质量,再根据④溶质的摩尔质量结合n=可以计算溶质的物质的量,最后根据③溶液的体积利用c=可以计算该饱和溶液物质的量浓度,故D不选。
11.(2023·湖南长沙高三阶段练习)相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的质量分数为w,密度为ρ g/cm3,物质的量浓度为c mol/L。下列说法正确的是( )
A.溶液的质量分数w可表示为
B.相对分子质量Mr可表示为
C.溶液密度ρ可表示为
D.物质的量浓度c可表示为
答案:A
解析:溶液中溶质的质量=nMr=×Mr g/mol= g,溶液质量为g,则溶质的质量分数为w==,故A正确;质量分数为w,则水的质量分数为1-w,水的质量为m g,则溶液的质量为 g,溶质的质量为 g×w,溶质的物质的量为= mol,则该化合物的摩尔质量为= g/mol,所以该化合物的相对分子质量为Mr=,故B错误;设溶液的体积为V1 L,则溶液中溶质的质量为m=c mol/L×V1 L×Mr g/mol=cV1Mr g,V1 L该溶液的质量为 g,则溶液的密度为ρ== g/mL,故C错误;溶液体积=== mL,溶液中溶质的物质的量为= mol,该溶液的浓度为c== mol/L,故D错误。
12.向溶质质量分数为2a%,体积为10 mL,物质的量浓度为c1 mol·L-1的稀H2SO4中加入V mL的水,使之溶质质量分数变为a%,此时物质的量浓度为c2 mol·L-1,则下列关系正确的是( )
A.V>10 2c2=c1 B.V<10 2c2>c1
C.V>10 2c2<c1 D.V>10 2c2>c1
答案:C
解析:因为水的密度小于稀H2SO4的密度,要使10 mL稀H2SO4中溶质质量分数由2a%变为a%,则加水的体积大于10 mL;由c=可知,当稀H2SO4中溶质质量分数变为原来的时,其密度也变小,故其物质的量浓度小于原来的,故选项C正确。
13.(16分)“84消毒液”能有效杀灭甲型H1N1病毒,某同学购买了一瓶“84消毒液”,该消毒液通常稀释100倍(体积比)使用,查阅相关资料和消毒液包装说明得到如下信息:
84消毒液
有效成份:NaClO
规格:1 000 mL
质量分数:25%
密度:1.19 g/cm3
(1)该“84消毒液”的物质的浓度约为______mol/L(结果保留到小数点后两位)。
(2)某同学取100 mL该“84消毒液”,稀释后用于消毒,稀释后的溶液中c(Na+)=________mol/L。
(3)该同学参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480 mL上述物质的量浓度的消毒液。下列说法正确的是________(填字母)。
A.如图所示的仪器中,有三种是不需要的,还需要一种玻璃仪器
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干后才能用于溶液配制
C.利用购买的商品NaClO来配制可能导致结果偏低
D.需要称量NaClO固体的质量为142.8 g
(4)一瓶上述“84消毒液”能吸收空气中________L的CO2(标准状况)而变质。(已知:CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO)
(5)“84消毒液”与稀硫酸混合使用可增强消毒能力,某消毒小组人员用98%(密度为1.8 g·cm-3)的浓硫酸配制100 mL物质的量浓度为0.8 mol·L-1的稀硫酸用于增强“84消毒液”的消毒能力。
①需要用量筒取________mL上述浓硫酸进行配制。
②为配制上述稀硫酸,除了量筒、烧杯、玻璃棒外,还缺少的玻璃仪器是____________________。
③在配制过程中,下列实验操作可能导致配制的硫酸溶液浓度偏高的是____________(填字母)。
a.定容时俯视观察
b.定容后经振荡、摇匀、静置后,发现液面下降,再加适量的蒸馏水
c.浓硫酸在烧杯中加水稀释后,未冷却就向容量瓶中转移
d.容量瓶未干燥即用来配制溶液
e.往容量瓶转移时,有少量液体溅出
f.未洗涤稀释浓硫酸的烧杯
答案:(1)3.99 (2)0.039 9 (3)C (4)89.376 (5)①4.4 ②100 mL容量瓶和胶头滴管 ③ac
解析:(1)根据质量分数与物质的量浓度换算公式得:c==≈3.99 mol/L(保留至小数点后两位)。(2)该消毒液中钠离子浓度等于3.99 mol/L,由题意知,该消毒液稀释100倍后使用,故稀释后c(Na+)==0.039 9 mol/L。(3)实验过程中需要用到的仪器有:③烧杯、④托盘天平、⑤500 mL容量瓶,还需要的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒,A错误;容量瓶底部有少量水不影响实验结果,不需要烘干再使用,B错误;商品NaClO含杂质,所取固体中NaClO含量偏低,C正确;配制480 mL,实验室没有480 mL规格的容量瓶,应该选择500 mL容量瓶,则注意体积用500 mL计算而非480 mL,m(NaClO)=3.99 mol/L×500×10-3L×74.5 g/mol≈148.6 g,D错误。(4)已知:CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO,一瓶“84消毒液”能吸收空气中的CO2而变质,由题意知,该消毒液含有n(NaClO)=cV=3.99 mol/L×1 L=3.99 mol,根据反应比例:NaClO~CO2,3.99 mol NaClO可吸收3.99 mol CO2,其标准状况下体积V=3.99 mol×22.4 L/mol=89.376 L。(5)①c(浓H2SO4)===18 mol/L,浓硫酸配制稀硫酸相当于稀释,稀释前后溶质的物质的量不变,故c(浓H2SO4)·V(浓H2SO4)=c(稀H2SO4)·V(稀H2SO4),则V(浓H2SO4)=≈4.4 mL,故需用量筒取4.4 mL浓硫酸进行配制。②配制稀硫酸时,需要量取、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等操作,所以必须用到的仪器有:烧杯、胶头滴管、玻璃棒、一定规格的量筒和100 mL的容量瓶。为配制上述稀硫酸,除了量筒、烧杯、玻璃棒外,还缺少的玻璃仪器是100 mL容量瓶和胶头滴管。③定容时俯视观察,导致溶液体积偏小,浓度偏高,故a选;定容后经振荡、摇匀、静置后,发现液面下降,再加适量的蒸馏水,补充水导致溶液体积偏大,浓度偏低,故b不选;浓硫酸在烧杯中加水稀释后,未冷却就向容量瓶中转移,冷却至室温后,溶液体积缩小,浓度偏高,故c选;容量瓶未干燥即用来配制溶液,对溶质物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度无影响,故d不选;往容量瓶转移时,有少量液体溅出,导致溶质物质的量偏小,溶液浓度偏低,故e不选;未洗涤稀释浓硫酸的烧杯,导致溶质物质的量偏小,溶液浓度偏低,故f不选。
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