第2章 第3节 第2课时 物质的量浓度-【名师导航】2025年高考化学一轮总复习讲义(人教版)
2024-09-29
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教辅
内容正文:
第2课时 物质的量浓度
1.能从宏观和微观相结合的视角认识物质的量浓度(c)并解决实际问题。
2.在有关计算过程中,通过分析、推理等理解计算的方法,建立有关物质的量浓度题目解答的模型。
3.能从问题和实际出发,确定探究目的,设计配制一定物质的量浓度溶液的实验方案,进行实验探究;在探究中学会合作与交流,能够正确分析实验过程中可能存在的误差问题。
一、物质的量浓度
1.物质的量浓度
2.溶质的质量分数
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.两种重要仪器——托盘天平和容量瓶
(1)托盘天平的构造及使用
称量前先调零,称量固体药品时,药品放在左盘,砝码放在右盘,读数精确到0.1g。
(2)容量瓶的构造及使用
(3)容量瓶的查漏操作
2.一定物质的量浓度溶液的配制流程
(1)主要仪器:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管等。
(2)配制过程(以配制100 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例):
3.误差分析的思维流程
(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:偏小。
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:偏小。
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:偏小。
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:偏小。
⑤用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:偏大。
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:偏小。
⑦未洗涤烧杯及玻璃棒: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:偏大。
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:偏小。
③定容时仰视刻度线:偏小。
④定容摇匀后少量溶液外流:无影响。
⑤容量瓶中原有少量蒸馏水:无影响。
(1)1 mol Na2O溶于水,配成1 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1。( × )
(2)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中,所得溶液的溶质的质量分数为25%。( × )
(3)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。( × )
(4)容量瓶在使用前要检查是否漏水。( √ )
(5)用固体NaCl配制0.5 mol·L-1的溶液,所用的仪器只有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。( × )
(6)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。( × )
(7)配制2 mol·L-1Na2CO3溶液950 mL时,应选1 000 mL容量瓶,称取Na2CO3·10H2O 572.0 g。( √ )
(8)用量筒量取20 mL 0.500 0 mol·L-1H2SO4溶液于烧杯中,加水80 mL,配制成0.100 0 mol·L-1H2SO4溶液。( × )
(9)1.0 L 1.0 mol·L-1的Na[Al(OH)4]水溶液中含有的氧原子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。( × )
(1)规避物质的量浓度的2个易错点
①气体溶于水,溶质是该气体与水反应生成的物质,如NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O,但以最初溶解的NH3进行计算。
②计算时注意溶液的体积和单位。
(2)一定物质的量浓度溶液配制时3提醒
①做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就不会漏写某种仪器。
②容量瓶的规格,常见的有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。
③所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度分别为0.1 mL、0.1 g。
物质的量浓度的有关计算
考向1| 物质的量浓度的计算
1.下列说法正确的是( )
A.1 L水中溶解了58.5 g NaCl,该溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.配制500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,需62.5 g胆矾
C.从1 L 2 mol·L-1的H2SO4溶液中取出0.5 L,该溶液的浓度为1 mol·L-1
D.中和100 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,需NaOH 4 g
B 解析:1 L水中溶解了58.5 g NaCl,溶液的体积不是1 L,溶液的物质的量浓度无法求出,A项错误;根据化学式可知,CuSO4的物质的量等于硫酸铜晶体的物质的量,所以需要胆矾的质量为0.5 L×0.5 mol·L-1×250 g·mol-1=62.5 g,B项正确;从1 L 2 mol·L-1的H2SO4溶液中取出0.5 L,该溶液的浓度为2 mol·L-1,C项错误;由关系式H2SO4~2NaOH可知,n(NaOH)=2n(H2SO4)=2×0.1 L×1 mol·L-1=0.2 mol,m(NaOH)=0.2 mol×40 g·mol-1=8 g,D项错误。
2.若20 g密度为ρ g·mL-1的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2,则溶液中的物质的量浓度为________。
解析:溶质的物质的量n=,溶液体积V=×10-3 L·mL-1=的物质的量浓度c= mol·的物质的量浓度为 mol·L-1×2=L-1。
答案: mol·L-1
考向2| 物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算
3.食盐在生活中有广泛应用,是生活中不可或缺的调味剂。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,溶液中含NaCl的质量为m g。下列表达式正确的是( )
A.n(NaCl)= mol
B.w=%
C.c(NaCl)= mol·L-1
D.V=
C 解析:n(NaCl)=mol,故A错误;溶液的质量为ρ g·cm-3×V mL=ρV g,则质量分数w=×100%=%,故B错误;溶液的物质的量浓度c(NaCl)= mol·L-1,故C正确;mL 不是NaCl溶液的体积,故D错误。
物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算(M:摩尔质量,单位:g·mol-1;ρ:密度,单位:g·cm-3)
考向3| 溶液中的电荷守恒
4.由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,其中c(H+)=0.1 mol·
L-1,c(Al3+)=0.4 mol·=0.8 mol·L-1,则c(K+)为( )
A.0.15 mol·L-1
B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1
D.0.4 mol·L-1
C 解析:根据溶液中电荷守恒,溶液中存在3c(Al3+)+c(K+)+c(H+)=很小,可以忽略不计,则有3c(Al3+)+
c(K+)+c(H+)=,所以c(K+)=-3c(Al3+)-c(H+)=2×0.8 mol·L-1-3×0.4 mol·L-1-0.1 mol·L-1=0.3 mol·
L-1,C项正确。
考向4| 有关溶液稀释与混合的计算
5.将30 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液加水稀释到500 mL,然后取出其中100 mL溶液,所含NaOH的质量为( )
A.0.12 g B.0.24 g
C.0.36 g D.0.48 g
A 解析:设稀释后NaOH的物质的量浓度为c(NaOH),溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则0.03 L×0.5 mol·L-1=0.5 L×c(NaOH),解得c(NaOH)=0.03 mol·L-1,故取出的100 mL稀释后溶液中含有NaOH的质量为0.03 mol·L-1×0.1 L×40 g·mol-1=0.12 g。
溶液稀释和混合的计算
(1)溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。
(2)溶液混合的计算:混合前后溶质的物质的量或质量不变。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),
m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)。
一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
考向1| 一定物质的量浓度溶液的配制
1.(2022·广东卷节选)(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液,需5 mol·L-1HAc溶液的体积为________mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是________(填标号)。
解析:(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250 mL×0.1 mol·L-1=V×5 mol·L-1,解得V=5.0 mL。(2)容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;定容时,视线应与容量瓶瓶颈刻度线平齐,不能仰视或俯视,向容量瓶内滴加液体时,胶头滴管应竖直悬空于瓶口上方,不能伸入瓶中,故B错误;向容量瓶中转移液体,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,故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,应用食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,另一只手扶住容量瓶底部,防止容量瓶滑落,故D错误。
答案:(1)5.0 (2)C
2.用FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L-1 FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、____________________________________(从下列图中选择,写出名称)。
解析:根据用固体物质配制一定物质的量浓度溶液的方法可知,题图给出的仪器中还需要烧杯、量筒和托盘天平。
答案:烧杯、量筒、托盘天平
3.下列实验过程不能达到实验目的的是________(填标号)。
编号
实验目的
实验过程
A
配制0.400 0 mol·L-1的NaOH溶液
称取4.0 g NaOH固体于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容
B
配制浓度为0.010 mol·L-1的KMnO4溶液
称取KMnO4固体0.158 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度
C
制取并纯化H2
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D
配制稀硫酸
先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水
解析:称取4.0 g NaOH固体于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,冷却后转移至250 mL容量瓶中,洗涤烧杯和玻璃棒并将洗涤液转移至容量瓶中,然后定容,A项错误;不能在容量瓶中直接溶解固体,B项错误;锌粒与稀盐酸反应生成的H2中混有挥发出的HCl,要先通过NaOH溶液除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气即可,不需要通过KMnO4溶液,C项错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸慢慢加入水中,并不断搅拌使产生的热量迅速扩散,以防液体溅出,D项错误。
答案:ABCD
考向2| 一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
4.实验室用氢氧化钠固体配制1.00 mol·L-1的NaOH溶液480 mL,以下配制步骤正确的是( )
A.直接在托盘天平上称取19.2 g的氢氧化钠固体放入烧杯中,加蒸馏水溶解
B.待溶液冷却后,用玻璃棒引流,将烧杯中的溶液转移到容量瓶中,并洗涤烧杯、玻璃棒2~3次
C.定容时,仰视凹液面最低处至刻度线
D.按照上述步骤配制的溶液(没有涉及的步骤操作都正确),所得溶质的物质的量浓度偏大
B 解析:由于实验室无480 mL容量瓶,故应选择500 mL 容量瓶,配制出500 mL溶液,所需的氢氧化钠的质量m=cVM=1.00 mol·L-1 ×0.5 L×40 g·
mol-1=20.0 g,且称量时应放到小烧杯里,故A错误;氢氧化钠固体溶于水放热,故应冷却至室温,移液时应用玻璃棒引流,否则溶液溅出会导致浓度偏低,并洗涤烧杯2~3次,将洗涤液全部转移至容量瓶中,故B正确;定容时,应平视刻度线,仰视会导致溶液体积偏大,故C错误;仰视刻度线,会导致溶液体积偏大,则溶液浓度偏小,故D错误。
5.在配制一定物质的量浓度的盐酸时,下列错误操作可使所配制溶液浓度偏高的是( )
A.用量筒量取浓盐酸时仰视读数
B.稀释搅拌时有液体飞溅
C.定容时仰视容量瓶刻度线
D.定容摇匀后液面下降,再加水至刻度线
A 解析:用量筒量取浓盐酸时仰视读数会导致溶液体积偏大,溶质的物质的量偏大,所配制溶液浓度偏高,A项正确;稀释搅拌时有液体飞溅,会导致溶质的物质的量偏小,所配制溶液浓度偏低,B项错误;定容时仰视容量瓶刻度线,会导致溶液的体积偏大,所配制溶液浓度偏低,C项错误;定容摇匀后液面下降为正常现象,如果再加水至刻度线,会导致溶液体积偏大,浓度偏低,D项错误。
误差判断分析技巧
(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。
课时质量评价(九)
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.(2024·德州模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.配制0.1 mol·L-1 CuSO4溶液100 mL,需称量胆矾1.6 g
B.40 g NaOH固体溶于1 L水,所得溶液的浓度为1 mol·L-1
C.200 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的个数为0.08NA
D.从100 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液中取出10 mL溶液,此溶液的浓度为0.1 mol·L-1
C 解析:配制0.1 mol·L-1 CuSO4溶液100 mL,需CuSO4 0.01 mol,即需称取CuSO4固体的质量为1.6 g,胆矾是CuSO4·5H2O,故A错误;40 g NaOH固体溶于1 L水,NaOH溶液的体积并不是1 L,故所得溶液的浓度不等于1 mol·L-1,故B错误;200 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的个数为0.2 L×0.2 mol·,故C正确;从100 mL H2SO4溶液中取出10 mL,其浓度是保持不变的,故D错误。
2.取100 mL 0.3 mol·L-1和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸混合并稀释配成500 mL 溶液,该混合溶液中H+的物质的量浓度是( )
A.0.21 mol·L-1
B.0.42 mol·L-1
C.0.56 mol·L-1
D.0.26 mol·L-1
B 解析:该混合溶液中H+的物质的量n(H+)=(0.1 L×0.3 mol·L-1+0.3 L×0.25 mol·L-1)×2=0.21 mol,所以c(H+)==0.42 mol·L-1。
3.现有两份体积相同的混合溶液,其组成如下表所示:
溶液编号
KCl
K2SO4
ZnSO4
ZnCl2
①
0.4 mol
0.1 mol
0.3 mol
0.1 mol
②
0.2 mol
0.2 mol
0.1 mol
0.1 mol
则两份溶液中各离子浓度( )
A.仅c(K+)相同
B.仅c(Cl-)相同
C.完全相同
D.完全不同
A 解析:①溶液中各离子的物质的量分别为K+:0.4 mol+2×0.1 mol=0.6 mol,Zn2+:0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol,Cl-:0.4 mol+2×0.1 mol=:0.1 mol+0.3 mol=0.4 mol;②溶液中各离子的物质的量分别为K+:0.2 mol+2×0.2 mol=0.6 mol,Zn2+:0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol,Cl-:0.2 mol+2×0.1 mol=相同,A项正确。
4.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.将1 L 10 mol·L-1的盐酸与9 L水混合所得盐酸的浓度为1 mol·
L-1
B.5 g 98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)与8 mL 18.4 mol·L-1的硫酸浓度相等
C.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液中的数目为0.5 NA
D.1 L含2 mol K+的K2SO4溶液,此溶液的浓度为2.0 mol·L-1
B 解析:将1 L 10 mol·L-1的盐酸与9 L水混合后,所得溶液体积不是10 L,溶液浓度不是1 mol·L-1,故A错误;据c=可知,98%硫酸(密度为1.84 g·cm-3)的物质的量浓度c==18.4 mol·L-1,与8 mL 18.4 mol·L-1的硫酸的浓度是相同的,故B正确;1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液中的数目为NA,故C错误;含2 mol K+的K2SO4溶液,含K2SO4的物质的量为1 mol,则此溶液的浓度为c===1.0 mol·L-1,故D错误。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关实验原理或操作正确的是( )
A.用20 mL量筒量取15 mL乙醇,加5 mL水,配制质量分数为75%的乙醇溶液
B.在200 mL某硫酸盐溶液中,含有1.5NA个硫酸根离子和NA个金属离子,则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L-1
C.实验中需用950 mL 2.0 mol·L-1Na2CO3溶液,配制时称取的Na2CO3的质量为201.4 g
D.实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1硫酸亚铁溶液的操作:用天平称15.2 g绿矾(FeSO4·7H2O),放入小烧杯中加水溶解,转移到500 mL容量瓶中,洗涤、稀释、定容、摇匀
B 解析:不能在量筒中配制溶液,乙醇的密度比水的密度小,15 mL乙醇和5 mL水配制的乙醇溶液的质量分数小于75%,A项错误;在200 mL某硫酸盐溶液中含有个硫酸根离子和NA个金属离子,根据电荷守恒,该硫酸盐的化学式为(M为金属),该溶液中含M2(SO4)3的物质的量为0.5 mol,该硫酸盐的物质的量浓度为=2.5 mol·L-1,B项正确;根据“大而近”的原则,配制950 mL 2.0 mol·L-1 Na2CO3溶液选用1 000 mL容量瓶,配制时需称取Na2CO3的质量为2 mol·L-1×1 L×106 g·mol-1=212 g,C项错误;实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1硫酸亚铁溶液,需称取绿矾的质量为0.2 mol·L-1 ×0.5 L×278 g·mol-1=27.8 g,D项错误。
6.在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验,其中图(a)中的烧瓶收集满了NH3,图(b)中的烧瓶HCl气体没有收集满。下列说法错误的是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)( )
A.溶质的物质的量浓度均为 mol·L-1(Vm 表示该温度、压强下的气体摩尔体积的值)
B.溶质的物质的量浓度不相同
C.溶质的质量分数不同
D.图(a)、图(b)中喷泉的颜色分别为蓝色、红色
B 解析:由于实验中得到的溶液的体积与溶解的气体体积相同,设溶解的气体体积为V L,则气体物质的量 n(气)= mol,溶质的物质的量浓度= mol·L-1,A项正确,B项错误;因所得溶液中溶质的摩尔质量不同,故它们的质量分数不相同,C项正确;石蕊遇碱性溶液呈蓝色,遇酸性溶液呈红色,D项正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
7.配制100 mL 1.00 mol·L-1NaOH溶液的操作如图所示。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4若俯视刻度线定容,结果偏小
D.操作5后液面下降,需补充少量水至刻度线
CD 解析:操作1前称取NaOH的质量为0.1 L×1.00 mol·L-1×40 g·mol-1=4.0 g,故A正确;转移溶液之前应将溶液冷却至室温,即操作2前NaOH溶液需恢复至室温,故B正确;操作4若俯视刻度线定容,溶液体积偏小,物质的量浓度偏大,故C错误;操作5后液面下降,液体可能在容量瓶和瓶塞之间,不能补充水,故D错误。
8.下列说法正确的是( )
A.将标准状况下V L A气体(相对分子质量为M)溶于0.1 L水中,所得溶液密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为 mol·L-1
B.将1 mol·L-1的硫酸与水等质量混合后,所得硫酸的物质的量浓度小于0.5 mol·L-1
C.用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏低
D.配制460 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液,需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸5.0 mL
B 解析:标准状况下V L A气体的物质的量为,V L A 气体溶于0.1 L水中所得溶液密度为ρ g·cm-3,则溶液的体积为×10—3L,则溶液的物质的量浓度为 mol·L-1,故A错误;若原硫酸体积为V,水的密度比硫酸小,将1 mol·L-1硫酸与水等质量混合后,溶液体积大于2V,则所得硫酸的物质的量浓度小于0.5 mol·L-1,故B正确;用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,定容时俯视刻度线会使溶液的体积偏小,导致溶液浓度偏高,故C错误;实验室没有460 mL容量瓶,所以配制460 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液时,应选用500 mL容量瓶,设需要98%浓硫酸的体积为V,由稀释定律可得:0.2 mol·L-1×0.5 L=,解得 V≈5.4 mL,故D错误。
9.体积为V mL、密度为ρ g·mL-1的溶液中,含有摩尔质量为M g·mol-1的溶质m g,其物质的量浓度为c mol·L-1,溶质的质量分数为a%。下列有关关系式不正确的是( )
A.m=V×ρ×a%
B.c=1 000×ρ×a×M
C.c=
D.a%=×100%
B 解析:溶液的质量为ρ g·mL-1×V mL=ρ×V g,溶液中溶质的质量为ρ×V×a% g,故A正确;溶液中溶质的物质的量为,体积为V mL,则其物质的量浓度为 mol·L-1,故B错误;溶液中溶质的物质的量为 mol,溶液的体积为0.001V L,则该溶液的浓度为 mol·L-1,故C正确;根据c=可得,溶质质量分数为×100%,故D正确。
三、非选择题
10.在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。如表所示是1 L“鲜花保鲜剂”的成分,阅读后并回答下列问题:
成分
质量/g
摩尔质量/(g·mol-1)
蔗糖
50.00
342
硫酸钾
0.50
174
阿司匹林
0.35
180
高锰酸钾
0.50
158
硝酸银
0.04
170
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是________(填名称)。
(2)“鲜花保鲜剂”中K+的物质的量浓度为(阿司匹林中不含K+) __________(只要求写表达式,不需计算)mol·L-1。
(3)下图所示的仪器中,在配制“鲜花保鲜剂”溶液时肯定不需要的是____(填标号),还缺少的玻璃仪器有__________________________(填仪器名称)。
(4)配制过程中,下列操作对配制结果没有影响的是____(填标号)。
A.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
B.定容时仰视液面
C.容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理
解析:(1)同一溶液,体积相等,则物质的量越大溶液浓度越大,蔗糖的物质的量为≈0.146 mol;硫酸钾的物质的量为≈0.002 87 mol;阿司匹林的物质的量为≈0.001 94 mol;高锰酸钾的物质的量为≈0.003 2 mol;硝酸银的物质的量为≈0.000 24 mol;所以蔗糖的物质的量最大,溶液中蔗糖的物质的量浓度最大。(2)依据c=,V=1 L,溶液中钾离子的物质的量浓度为mol·L-1。(3)配制一定物质的量浓度溶液一般步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等,用到的仪器:托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、1 000 mL容量瓶、胶头滴管;用不到烧瓶和分液漏斗,还缺少的仪器:玻璃棒、烧杯。(4)容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度不变,故A符合题意;定容时仰视液面,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏小,故B不符合题意;容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净,容量瓶中沾有NaCl,NaCl能够消耗银离子,导致溶液中银离子浓度偏小,故C不符合题意;定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理,属于正确操作,溶液浓度准确,故D符合题意。
答案:(1)蔗糖 (2)2× (3)ac 玻璃棒、烧杯 (4)AD
11.将一定量的Cl2通入体积为40 mL、浓度为5 mol·L-1的KOH溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),测得反应后溶液中有三种含氯元素的离子,其中ClO-物质的量为0.04 mol、物质的量为0.02 mol。下列说法正确的是( )
A.该反应的离子方程式为5Cl2+10OH-===7Cl-+2ClO-++5H2O
B.该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶7
C.标准状况下,上述反应消耗Cl2 4.48 L
D.反应后生成的含氯元素的离子在任何条件下都能共存
A 解析:KOH的物质的量为5 mol·L-1×0.04 L=0.2 mol,ClO-物质的量为物质的量为0.02 mol,根据得失电子守恒可知,n(Cl-)=+n(ClO-)=0.02 mol×5+0.04 mol=0.14 mol,n=0.14∶0.04∶0.02=7∶2∶1,所以离子方程式为5Cl2+10OH-===7Cl-+2ClO-++5H2O,故A正确;Cl2生成Cl-过程中表现氧化性,Cl2生成ClO-、表现还原性,则氧化剂与还原剂物质的量之比为0.14∶(0.04+0.02)=7∶3,故B错误;0.2 mol KOH恰好与Cl2完全反应,根据离子方程式可知消耗0.1 mol Cl2,标准状况下,反应消耗Cl2的体积V=n瘙簚Vm=0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,故C错误;反应后生成的中氯元素的化合价为+5价,处于较高价态,化合价可以降低,具有氧化性,在酸性条件下能与Cl-发生氧化还原反应,不能共存,故D错误。
12.Ⅰ.绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂。工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸制备绿矾。
(1)98% 1.84 g·cm-3的浓硫酸在稀释过程中,密度下降,当稀释至50%时,密度为1.4 g·cm-3,50%的硫酸物质的量浓度为________(结果保留两位小数),50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合,混合酸的质量分数________(填“>”“<”或“=”)40%。
(2)将111.2 g绿矾(FeSO4·7H2O,相对分子质量为278)在高温下加热,充分反应后生成Fe2O3固体和SO2、SO3、H2O(g)的混合气体,则生成Fe2O3的质量为______g;SO2为________mol。
Ⅱ.实验室可用以下方法制备莫尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,相对分子质量为392]。
(3)将4.88 g铁屑(含Fe2O3)与25 mL 3 mol·L-1硫酸充分反应后,得到FeSO4和H2SO4的混合溶液,稀释溶液至100 mL,测得其pH=1。铁屑中Fe2O3的质量分数是________(结果保留两位小数)。
(4)向上述100 mL溶液中加入与该溶液中FeSO4等物质的量的(NH4)2SO4晶体,待晶体完全溶解后蒸发掉部分水,冷却至t ℃,析出莫尔盐晶体12.360 g,剩余溶液的质量为82.560 g。t ℃时,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度为______(结果保留两位小数)。
解析:(1)密度为1.4 g·cm-3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度c= mol·L-1≈7.14 mol·L-1;假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同,则混合后硫酸的质量分数为40%,由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸的密度,所以等体积混合后溶液中硫酸的质量偏大,硫酸的质量分数大于40%。(2)n(FeSO4·7H2O)==0.4 mol,由2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑可知,生成Fe2O3的质量为0.4 mol××160 g·mol-1=32 g,SO2的物质的量为0.4 mol×=0.2 mol。(3)根据题意知,溶液中剩余n(H2SO4)=0.1 mol·L-1××0.1 L=0.005 mol,则参加反应的n(H2SO4)=0.025 L×3 mol·
L-1-0.005 mol=0.07 mol;设铁的物质的量是m,Fe2O3的物质的量是n,发生反应的化学方程式为Fe+Fe2O3+3H2SO4===3FeSO4+3H2O、Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,则根据固体的质量和硫酸的物质的量可知,56 g·
mol-1×m+160 g·mol-1×n=4.88 g,m-n+3n=0.07 mol,解得m=0.03 mol,n=0.02 mol,所以铁屑中Fe2O3的质量分数是×100%≈65.57%。(4)根据以上分析结合原子守恒知,n(FeSO4)=n(Fe)+2n(Fe2O3)=(0.03+0.04) mol=0.07 mol,根据莫尔盐的化学式知,n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=n(FeSO4)=0.07 mol,溶液中莫尔盐的质量为0.07 mol×392 g·mol-1-12.360 g=15.08 g,设莫尔盐的溶解度为x,则,解得x≈22.35 g。
答案:(1)7.14 mol·L-1 > (2)32 0.2
(3)65.57% (4)22.35 g
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课时质量评价(九)
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.(2024·德州模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.配制0.1 mol·L-1 CuSO4溶液100 mL,需称量胆矾1.6 g
B.40 g NaOH固体溶于1 L水,所得溶液的浓度为1 mol·L-1
C.200 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的个数为0.08NA
D.从100 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液中取出10 mL溶液,此溶液的浓度为0.1 mol·L-1
C 解析:配制0.1 mol·L-1 CuSO4溶液100 mL,需CuSO4 0.01 mol,即需称取CuSO4固体的质量为1.6 g,胆矾是CuSO4·5H2O,故A错误;40 g NaOH固体溶于1 L水,NaOH溶液的体积并不是1 L,故所得溶液的浓度不等于1 mol·L-1,故B错误;200 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的个数为0.2 L×0.2 mol·,故C正确;从100 mL H2SO4溶液中取出10 mL,其浓度是保持不变的,故D错误。
2.取100 mL 0.3 mol·L-1和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸混合并稀释配成500 mL 溶液,该混合溶液中H+的物质的量浓度是( )
A.0.21 mol·L-1 B.0.42 mol·L-1
C.0.56 mol·L-1 D.0.26 mol·L-1
B 解析:该混合溶液中H+的物质的量n(H+)=(0.1 L×0.3 mol·L-1+0.3 L×0.25 mol·L-1)×2=0.21 mol,所以c(H+)==0.42 mol·
L-1。
3.现有两份体积相同的混合溶液,其组成如下表所示:
溶液编号
KCl
K2SO4
ZnSO4
ZnCl2
①
0.4 mol
0.1 mol
0.3 mol
0.1 mol
②
0.2 mol
0.2 mol
0.1 mol
0.1 mol
则两份溶液中各离子浓度( )
A.仅c(K+)相同
B.仅c(Cl-)相同
C.完全相同
D.完全不同
A 解析:①溶液中各离子的物质的量分别为K+:0.4 mol+2×0.1 mol=0.6 mol,Zn2+:0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol,Cl-:0.4 mol+2×0.1 mol=:0.1 mol+0.3 mol=0.4 mol;②溶液中各离子的物质的量分别为K+:0.2 mol+2×0.2 mol=0.6 mol,Zn2+:0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol,Cl-:0.2 mol+2×0.1 mol=相同,A项正确。
4.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.将1 L 10 mol·L-1的盐酸与9 L水混合所得盐酸的浓度为1 mol·
L-1
B.5 g 98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)与8 mL 18.4 mol·L-1的硫酸浓度相等
C.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液中的数目为0.5 NA
D.1 L含2 mol K+的K2SO4溶液,此溶液的浓度为2.0 mol·L-1
B 解析:将1 L 10 mol·L-1的盐酸与9 L水混合后,所得溶液体积不是10 L,溶液浓度不是1 mol·L-1,故A错误;据c=可知,98%硫酸(密度为1.84 g·cm-3)的物质的量浓度c==18.4 mol·L-1,与8 mL 18.4 mol·L-1的硫酸的浓度是相同的,故B正确;1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2SO4溶液中的数目为NA,故C错误;含2 mol K+的K2SO4溶液,含K2SO4的物质的量为1 mol,则此溶液的浓度为c===1.0 mol·L-1,故D错误。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关实验原理或操作正确的是
( )
A.用20 mL量筒量取15 mL乙醇,加5 mL水,配制质量分数为75%的乙醇溶液
B.在200 mL某硫酸盐溶液中,含有1.5NA个硫酸根离子和NA个金属离子,则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L-1
C.实验中需用950 mL 2.0 mol·L-1Na2CO3溶液,配制时称取的Na2CO3的质量为201.4 g
D.实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1硫酸亚铁溶液的操作:用天平称15.2 g绿矾(FeSO4·7H2O),放入小烧杯中加水溶解,转移到500 mL容量瓶中,洗涤、稀释、定容、摇匀
B 解析:不能在量筒中配制溶液,乙醇的密度比水的密度小,15 mL乙醇和5 mL水配制的乙醇溶液的质量分数小于75%,A项错误;在200 mL某硫酸盐溶液中含有个硫酸根离子和NA个金属离子,根据电荷守恒,该硫酸盐的化学式为(M为金属),该溶液中含M2(SO4)3的物质的量为0.5 mol,该硫酸盐的物质的量浓度为=2.5 mol·L-1,B项正确;根据“大而近”的原则,配制950 mL 2.0 mol·L-1 Na2CO3溶液选用1 000 mL容量瓶,配制时需称取Na2CO3的质量为2 mol·L-1×1 L×106 g·mol-1=212 g,C项错误;实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1硫酸亚铁溶液,需称取绿矾的质量为0.2 mol·L-1 ×0.5 L×278 g·mol-1=27.8 g,D项错误。
6.在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验,其中图(a)中的烧瓶收集满了NH3,图(b)中的烧瓶HCl气体没有收集满。下列说法错误的是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)( )
A.溶质的物质的量浓度均为 mol·L-1(Vm 表示该温度、压强下的气体摩尔体积的值)
B.溶质的物质的量浓度不相同
C.溶质的质量分数不同
D.图(a)、图(b)中喷泉的颜色分别为蓝色、红色
B 解析:由于实验中得到的溶液的体积与溶解的气体体积相同,设溶解的气体体积为V L,则气体物质的量 n(气)= mol,溶质的物质的量浓度= mol·L-1,A项正确,B项错误;因所得溶液中溶质的摩尔质量不同,故它们的质量分数不相同,C项正确;石蕊遇碱性溶液呈蓝色,遇酸性溶液呈红色,D项正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
7.配制100 mL 1.00 mol·L-1NaOH溶液的操作如图所示。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4若俯视刻度线定容,结果偏小
D.操作5后液面下降,需补充少量水至刻度线
CD 解析:操作1前称取NaOH的质量为0.1 L×1.00 mol·L-1×40 g·mol-1=4.0 g,故A正确;转移溶液之前应将溶液冷却至室温,即操作2前NaOH溶液需恢复至室温,故B正确;操作4若俯视刻度线定容,溶液体积偏小,物质的量浓度偏大,故C错误;操作5后液面下降,液体可能在容量瓶和瓶塞之间,不能补充水,故D错误。
8.下列说法正确的是( )
A.将标准状况下V L A气体(相对分子质量为M)溶于0.1 L水中,所得溶液密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为 mol·L-1
B.将1 mol·L-1的硫酸与水等质量混合后,所得硫酸的物质的量浓度小于0.5 mol·L-1
C.用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏低
D.配制460 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液,需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸5.0 mL
B 解析:标准状况下V L A气体的物质的量为,V L A 气体溶于0.1 L水中所得溶液密度为ρ g·cm-3,则溶液的体积为×
10—3L,则溶液的物质的量浓度为 mol·L-1,故A错误;若原硫酸体积为V,水的密度比硫酸小,将1 mol·L-1硫酸与水等质量混合后,溶液体积大于2V,则所得硫酸的物质的量浓度小于0.5 mol·L-1,故B正确;用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,定容时俯视刻度线会使溶液的体积偏小,导致溶液浓度偏高,故C错误;实验室没有460 mL容量瓶,所以配制460 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液时,应选用500 mL容量瓶,设需要98%浓硫酸的体积为V,由稀释定律可得:0.2 mol·L-1×0.5 L=,解得 V≈5.4 mL,故D错误。
9.体积为V mL、密度为ρ g·mL-1的溶液中,含有摩尔质量为M g·mol-1的溶质m g,其物质的量浓度为c mol·L-1,溶质的质量分数为a%。下列有关关系式不正确的是( )
A.m=V×ρ×a%
B.c=1 000×ρ×a×M
C.c=
D.a%=×100%
B 解析:溶液的质量为ρ g·mL-1×V mL=ρ×V g,溶液中溶质的质量为ρ×V×a% g,故A正确;溶液中溶质的物质的量为,体积为V mL,则其物质的量浓度为 mol·L-1,故B错误;溶液中溶质的物质的量为 mol,溶液的体积为0.001V L,则该溶液的浓度为 mol·L-1,故C正确;根据c=可得,溶质质量分数为×100%,故D正确。
三、非选择题
10.在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。如表所示是1 L“鲜花保鲜剂”的成分,阅读后并回答下列问题:
成分
质量/g
摩尔质量/(g·mol-1)
蔗糖
50.00
342
硫酸钾
0.50
174
阿司匹林
0.35
180
高锰酸钾
0.50
158
硝酸银
0.04
170
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是________(填名称)。
(2)“鲜花保鲜剂”中K+的物质的量浓度为(阿司匹林中不含K+) __________(只要求写表达式,不需计算)mol·L-1。
(3)下图所示的仪器中,在配制“鲜花保鲜剂”溶液时肯定不需要的是____(填标号),还缺少的玻璃仪器有__________________________(填仪器名称)。
(4)配制过程中,下列操作对配制结果没有影响的是____(填标号)。
A.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
B.定容时仰视液面
C.容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理
解析:(1)同一溶液,体积相等,则物质的量越大溶液浓度越大,蔗糖的物质的量为≈0.146 mol;硫酸钾的物质的量为≈0.002 87 mol;阿司匹林的物质的量为≈0.001 94 mol;高锰酸钾的物质的量为≈0.003 2 mol;硝酸银的物质的量为≈0.000 24 mol;所以蔗糖的物质的量最大,溶液中蔗糖的物质的量浓度最大。(2)依据c=,V=1 L,溶液中钾离子的物质的量浓度为mol·L-1。(3)配制一定物质的量浓度溶液一般步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等,用到的仪器:托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、1 000 mL容量瓶、胶头滴管;用不到烧瓶和分液漏斗,还缺少的仪器:玻璃棒、烧杯。(4)容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度不变,故A符合题意;定容时仰视液面,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏小,故B不符合题意;容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净,容量瓶中沾有NaCl,NaCl能够消耗银离子,导致溶液中银离子浓度偏小,故C不符合题意;定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理,属于正确操作,溶液浓度准确,故D符合题意。
答案:(1)蔗糖 (2)2× (3)ac 玻璃棒、烧杯 (4)AD
11.将一定量的Cl2通入体积为40 mL、浓度为5 mol·L-1的KOH溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),测得反应后溶液中有三种含氯元素的离子,其中ClO-物质的量为0.04 mol、物质的量为0.02 mol。下列说法正确的是( )
A.该反应的离子方程式为5Cl2+10OH-===7Cl-+2ClO-++5H2O
B.该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶7
C.标准状况下,上述反应消耗Cl2 4.48 L
D.反应后生成的含氯元素的离子在任何条件下都能共存
A 解析:KOH的物质的量为5 mol·L-1×0.04 L=0.2 mol,ClO-物质的量为物质的量为0.02 mol,根据得失电子守恒可知,n(Cl-)=+n(ClO-)=0.02 mol×5+0.04 mol=0.14 mol,n=0.14∶0.04∶0.02=7∶2∶1,所以离子方程式为5Cl2+10OH-===7Cl-+2ClO-++5H2O,故A正确;Cl2生成Cl-过程中表现氧化性,Cl2生成ClO-、表现还原性,则氧化剂与还原剂物质的量之比为0.14∶(0.04+0.02)=7∶3,故B错误;0.2 mol KOH恰好与Cl2完全反应,根据离子方程式可知消耗0.1 mol Cl2,标准状况下,反应消耗Cl2的体积V=n瘙簚Vm=0.1 mol×22.4 L·
mol-1=2.24 L,故C错误;反应后生成的中氯元素的化合价为+5价,处于较高价态,化合价可以降低,具有氧化性,在酸性条件下能与Cl-发生氧化还原反应,不能共存,故D错误。
12.Ⅰ.绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂。工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸制备绿矾。
(1)98% 1.84 g·cm-3的浓硫酸在稀释过程中,密度下降,当稀释至50%时,密度为1.4 g·cm-3,50%的硫酸物质的量浓度为________(结果保留两位小数),50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合,混合酸的质量分数________(填“>”“<”或“=”)40%。
(2)将111.2 g绿矾(FeSO4·7H2O,相对分子质量为278)在高温下加热,充分反应后生成Fe2O3固体和SO2、SO3、H2O(g)的混合气体,则生成Fe2O3的质量为______g;SO2为________mol。
Ⅱ.实验室可用以下方法制备莫尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,相对分子质量为392]。
(3)将4.88 g铁屑(含Fe2O3)与25 mL 3 mol·L-1硫酸充分反应后,得到FeSO4和H2SO4的混合溶液,稀释溶液至100 mL,测得其pH=1。铁屑中Fe2O3的质量分数是________(结果保留两位小数)。
(4)向上述100 mL溶液中加入与该溶液中FeSO4等物质的量的(NH4)2SO4晶体,待晶体完全溶解后蒸发掉部分水,冷却至t ℃,析出莫尔盐晶体12.360 g,剩余溶液的质量为82.560 g。t ℃时,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度为______(结果保留两位小数)。
解析:(1)密度为1.4 g·cm-3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度c= mol·L-1≈7.14 mol·L-1;假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同,则混合后硫酸的质量分数为40%,由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸的密度,所以等体积混合后溶液中硫酸的质量偏大,硫酸的质量分数大于40%。(2)n(FeSO4·7H2O)==0.4 mol,由2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑可知,生成Fe2O3的质量为0.4 mol××160 g·mol-1=32 g,SO2的物质的量为0.4 mol×=0.2 mol。(3)根据题意知,溶液中剩余n(H2SO4)=0.1 mol·
L-1××0.1 L=0.005 mol,则参加反应的n(H2SO4)=0.025 L×3 mol·
L-1-0.005 mol=0.07 mol;设铁的物质的量是m,Fe2O3的物质的量是n,发生反应的化学方程式为Fe+Fe2O3+3H2SO4===3FeSO4+3H2O、Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,则根据固体的质量和硫酸的物质的量可知,56 g·mol-1×m+160 g·mol-1×n=4.88 g,m-n+3n=0.07 mol,解得m=0.03 mol,n=0.02 mol,所以铁屑中Fe2O3的质量分数是×100%≈65.57%。(4)根据以上分析结合原子守恒知,n(FeSO4)=n(Fe)+2n(Fe2O3)=(0.03+0.04) mol=0.07 mol,根据莫尔盐的化学式知,n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=n(FeSO4)=0.07 mol,溶液中莫尔盐的质量为0.07 mol×392 g·mol-1-12.360 g=15.08 g,设莫尔盐的溶解度为x,则,解得x≈22.35 g。
答案:(1)7.14 mol·L-1 > (2)32 0.2
(3)65.57% (4)22.35 g
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