内容正文:
化学 必修 第一册(鲁科)
第3课时 物质的量浓度
核心素养发展重点
学业要求
基于物质的量浓度定量认识物质的组成及物质的化学变化,培养严谨求实的科学态度。
1.能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
2.能根据要求设计配制一定体积、一定物质的量浓度溶液的实验方案,掌握配制方法和配制过程中的误差分析。
1.物质的量浓度:单位体积溶液中所含溶质B的物质的量叫作溶质B的物质的量浓度,单位为mol·L-1或mol·m-3;符号为cB。
2.溶质B的物质的量、物质的量浓度和溶液体积的关系:nB=cB·V或cB=或V=。
3.配制一定物质的量浓度的溶液(以配制一定物质的量浓度的NaCl溶液为例)
(1)实验仪器:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。
(2)容量瓶
(3)配制过程(以配制100 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液为例)
①计算、称量:需要NaCl固体的质量为2.34 g,实际用托盘天平称量的质量为2.3 g。
②溶解:溶解过程中玻璃棒的作用为搅拌,加速溶解。
③移液、振荡:将溶解后的溶质全部转移到容量瓶中,移液前需要将溶液冷却至室温。
④定容:添加溶剂到容量瓶的刻度线,溶液凹液面最低处与刻度线相切。
⑤摇匀:方法为盖好瓶塞,反复上下颠倒。
4.化学反应中的定量关系
对于化学反应2H2+O22H2O,可以理解为2__mol__H2与1__mol__O2在点燃的条件下恰好完全反应生成2__mol__H2O。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)5.85 g NaCl溶于1 L水中所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1。( )
(2)把1 mol NH3通入水中得到1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1。( )
(3)0.5 mol·L-1 MgCl2溶液中,Mg2+与Cl-的物质的量浓度都是0.5 mol·L-1。( )
(4)将10 g CaCO3粉末加水配成100 mL溶液,CaCO3的物质的量浓度为1 mol·L-1。( )
(5)配制一定物质的量浓度的溶液时,若液面超过刻度线,应立即用胶头滴管吸出多余的部分。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
解析:(1)5.85 g NaCl溶于1 L水中所得溶液的体积不为1 L。
(3)此溶液中Cl-的物质的量浓度为1 mol·L-1。
(4)CaCO3是难溶的。
(5)吸出多余的部分中含溶质。
2.某学生血液化验单中“葡萄糖”的结果为5.04×10-3 mol·L-1。这里的“5.04×10-3 mol·L-1”表示葡萄糖的( )
A.物质的量 B.摩尔质量
C.质量分数 D.物质的量浓度
答案:D
3.在容量瓶上没有标记的是( )
A.刻度线 B.温度
C.物质的量浓度 D.容积
答案:C
4.配制100 mL 0.10 mol·L-1 NaCl溶液,下列仪器不必使用的是( )
答案:B
5.下列关于1 mol/L的硫酸钠溶液的叙述正确的是( )
A.溶液中含有1 mol硫酸钠
B.1 L溶液中含有142 g硫酸钠
C.1 mol硫酸钠溶于1 L水,可得到上述浓度的溶液
D.从1 L溶液中取出500 mL,剩余溶液的物质的量浓度为0.5 mol/L
答案:B
解析:溶液体积未知,则溶液中不一定含有1 mol硫酸钠,A错误;1 L溶液中含有硫酸钠的质量是1 L×1 mol/L×142 g/mol=142 g,B正确;1 mol硫酸钠溶于1 L水中所得溶液的体积不是1 L,不能得到1 mol/L的硫酸钠溶液,C错误;溶液是均一稳定的,从1 L溶液中取出500 mL,剩余溶液的物质的量浓度仍然为1 mol/L,D错误。
6.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将58.5 g NaCl溶解于1 L水中配成的溶液
B.将含有6.02×1022个分子的SO3溶于水并配成1 L溶液
C.将标准状况下22.4 L HCl气体配成1 L溶液
D.K+为2 mol的K2SO4溶液
答案:C
解析:A项,58.5 g NaCl的物质的量为1 mol,溶于水配成1 L溶液,所得溶液浓度为1 mol·L-1,但题目中的1 L是溶剂的体积,不是溶液的体积,故溶质的物质的量浓度不是1 mol·L-1;B项,SO3的物质的量为6.02×1022÷6.02×1023mol-1=0.1 mol,SO3溶于水生成H2SO4,而n(H2SO4)=n(SO3)=0.1 mol,溶液体积为1 L,则溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1;C项,标准状况下22.4 L HCl气体的物质的量为1 mol,配成1 L溶液,所得溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1;D项,含2 mol K+的K2SO4的物质的量为1 mol,但溶液体积未知,不能确定溶质的物质的量浓度。
探究一 物质的量浓度
一、有关物质的量浓度的几点说明
1.cB=关系式中,nB是指溶质B的物质的量,可用mB与MB进行计算,即nB=;而V是溶液的体积,可以用V=进行计算,它不等于V溶剂+V溶质。
2.一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取体积不同而变化,但溶质的物质的量会随溶液体积不同而变化。
3.“溶质”指溶液中的溶质,可以指化合物,也可以指离子或其他特定的组合,分析溶质时要注意有关的变化,如NaNaOH,Na2ONaOH,溶液中的溶质都是NaOH。
二、有关物质的量浓度的常见计算
1.溶液稀释的计算
溶质质量不变:m1·w1=m2·w2。
溶质的物质的量不变:c浓·V浓=c稀·V稀。
2.气体溶质溶于水中制得溶液,其物质的量浓度的计算。在标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液密度为ρ g·cm-3,气体摩尔质量为M g·mol-1。则c== mol·L-1= mol·L-1;w=×100%=×100%=×100%。
3.溶质的质量分数(w)与溶质的物质的量浓度(cB)的相互转化。
cB=×=×ρ×==(溶液的密度为ρ g·cm-3)。
1.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将250 g CuSO4·5H2O溶解在1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的浓盐酸加入9 L水中
D.将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
答案:D
解析:A项,n(CuSO4)=1 mol,但V(溶液)不是1 L;B项,未指明气体所处状况,22.4 L HCl的物质的量不一定是1 mol;C项,n(HCl)=10 mol,但溶液总体积不是10 L;D项,n(NaOH)=0.25 mol,V(溶液)=0.25 L,则c(NaOH)=1 mol·L-1。
2.向1000 g蒸馏水中通入标准状况下的HCl气体a L,得到盐酸的密度为b g·cm-3,则该盐酸的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1
B. mol·L-1
C. mol·L-1
D. mol·L-1
答案:D
解析:题中溶质的物质的量n(HCl)== mol,溶液的体积V== L,则c(HCl)== mol·L-1。
3.将24.4 g NaOH固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.219 g·mL-1。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为____________。
(2)该溶液中NaOH的质量分数约为________。
(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为__________________,NaOH的质量分数为________,溶液的密度为________,含NaOH的质量为________,含NaOH的物质的量为________。
(4)将取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为______________。
答案:(1)6.1 mol·L-1 (2)20%
(3)6.1 mol·L-1 20% 1.219 g·mL-1 2.44 g 0.061 mol
(4)0.61 mol·L-1
解析:(1)c==6.1 mol·L-1。
(2)w=×100%
=×100%≈20%。
(3)m(NaOH)=24.4 g×=2.44 g。
n(NaOH)=c·V=6.1 mol·L-1×0.01 L=0.061 mol。
(4)V增大10倍,n(NaOH)不变,所以c减为原来的。
探究二 配制一定物质的量浓度的溶液
1.配制一定物质的量浓度的溶液的实验步骤
以配制100 mL 0.4 mol/L的NaCl溶液为例
2.误差分析
(1)误差分析依据:c=。以配制一定物质的量浓度的NaCl溶液为例(表格中的“-”表示对n或V无影响):
错误操作
n
V
c
物质、砝码位置放反且使用了游码
偏小
-
偏小
有少量液体溅出
偏小
-
偏小
移液前容量瓶内有少量蒸馏水
-
-
无影响
移液时有部分溶液洒在外面
偏小
-
偏小
未洗涤或洗涤液洒在外面
偏小
-
偏小
液面超出刻度线,用胶头滴管吸出
偏小
-
偏小
定容时俯视
-
偏小
偏大
定容时仰视
-
偏大
偏小
摇匀后液面下降,滴加蒸馏水至刻度线
-
偏大
偏小
(2)定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
①仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于实际液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
②俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于实际液面,使得加水量偏少,浓度偏大。
[知识拓展]
1.容量瓶的选择和使用时注意的问题
(1)选择容量瓶遵循“大而近”原则:所配溶液的体积应等于或略小于选用的容量瓶的容积。如配制80 mL某浓度的溶液可选用100 mL容量瓶配制,然后取80 mL使用。
(2)①使用前要先检漏,再洗净,使用时应注意“六不”:不能溶解固体;不能加热;不能稀释浓溶液;所配溶液温度不能高于或低于室温;不能用作反应容器;不能长期贮存所配溶液。
②查漏方法:向容量瓶中注入一定量的水,盖好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧,再把容量瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,该容量瓶才能使用。
2.固体药品称量时一般用称量纸,但NaOH、KOH等固体药品因其易潮解、腐蚀性强,称量时要用小烧杯。
3.加水定容时超过刻度线应重新配制。
4.用m=cB·V·MB计算固体溶质的质量时,V要用所选容量瓶的容积。
5.用浓溶液配制稀溶液时,要用量筒量取浓溶液于小烧杯中,加水稀释。
4.实验中需2.0 mol ·L-1 Na2CO3溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是( )
A.1000 mL,212.0 g B.950 mL,201.4 g
C.1000 mL,572.4 g D.500 mL,100.7 g
答案:A
解析:因为没有规格为950 mL的容量瓶,需选用1000 mL的容量瓶。按配制1000 mL 2.0 mol·L-1 Na2CO3溶液来计算所需Na2CO3的质量。故需称取Na2CO3的质量m(Na2CO3)=1 L×2.0 mol·L-1×106 g·mol-1=212.0 g。
5.现用溶质质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84 g·mL-1)配制1 mol·L-1的稀硫酸100 mL。
(1)经计算,需浓硫酸的体积为________ mL(结果保留一位小数)。
(2)实验中应选用的仪器是________(填序号)。
①100 mL量筒 ②托盘天平(带砝码) ③玻璃棒 ④50 mL容量瓶 ⑤10 mL量筒 ⑥50 mL烧杯 ⑦100 mL容量瓶 ⑧胶头滴管
(3)此实验中玻璃棒的作用是______________________________________________________。
(4)分析下列操作对所配溶液浓度的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①转移浓硫酸后,小烧杯未洗涤:________;
②量取浓硫酸的量筒用蒸馏水洗涤两次,并将洗涤液转入容量瓶中:________;
③定容时俯视容量瓶刻度线:________;
④移液前容量瓶内留有少量蒸馏水:________。
答案:(1)5.4 (2)③⑤⑥⑦⑧ (3)搅拌和引流 (4)①偏低 ②偏高 ③偏高 ④无影响
解析:(1)所需浓硫酸的体积为≈5.4 mL。
(3)在配制过程中,稀释浓硫酸和往容量瓶中转移溶液都用到玻璃棒,所以玻璃棒的作用是搅拌和引流。
(4)①由于小烧杯未洗涤,溶质未全部转入容量瓶中,导致所配溶液浓度偏低;②由于用蒸馏水洗涤了量筒,并将洗涤液转入容量瓶中,导致溶质增多,所配溶液浓度偏高;③定容时俯视容量瓶刻度线会使所加蒸馏水的体积减小,导致所配溶液体积偏小,浓度偏高;④配制溶液需要向容量瓶中加蒸馏水,所以移液前容量瓶中有少量的蒸馏水对所配溶液浓度无影响。
探究三 化学反应中的定量关系
1.参与反应的各物质的物理量之间的比例关系(相同条件下)
aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)
化学计量数比: a ∶ b ∶ c ∶ d
质量比: aMA ∶ bMB ∶ cMC ∶ dMD
物质的量比: a ∶ b ∶ c ∶ d
气体体积比: a ∶ b ∶ c ∶ d
不同物质间相同物理量之间的换算可以按上述比例进行。
2.不同物理量间的换算方法(标准状况下)
aA(g) + bB(g)===cC(g) + dD(g)
a×MA g b mol c×22.4 L d mol
m(A) n(B) V(C) n(D)
则有比例关系:===
单位关系:上下一致,左右对应。
3.根据化学方程式进行计算的一般步骤
设:设所求物质的物质的量或质量、体积等;
写:写出相应的化学方程式;
标:在化学方程式中有关物质下面标出相关量;
列:列出比例式;
解:解上述含未知数的比例式;
答:简明地写出答案。
例如:将3.36 L(标准状况)Cl2通入含10 g NaOH的溶液中,生成NaClO的物质的量是多少?
解:n(Cl2)==0.15 mol
n(NaOH)==0.25 mol
设生成NaClO的物质的量为x
Cl2 + 2NaOH===NaClO+NaCl+H2O
1 2 1
0.15 mol 0.25 mol x
Cl2过量,按NaOH的量进行计算:=
解得x=0.125 mol
答:生成NaClO的物质的量是0.125 mol。
6.(2024·福建龙岩一中高一月考)M(NO3)2热分解的化学方程式为2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑。加热148 g M(NO3)2使其完全分解,在标准状况下收集到11.2 L O2。M的摩尔质量是( )
A.64 g·mol-1 B.24 g·mol-1
C.65 g·mol-1 D.40 g·mol-1
答案:B
解析:标准状况下,n(O2)==0.5 mol,由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑可知,M(NO3)2的物质的量为0.5 mol×2=1 mol,M(NO3)2的摩尔质量为=148 g·mol-1,故M的摩尔质量为(148-2×62) g·mol-1=24 g·mol-1。
7.过氧化钠能与水发生反应,某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气1.12 L。
(1)计算至少需要称取过氧化钠的质量。
(2)反应后生成NaOH的物质的量是多少?
(3)若反应后溶液体积为400 mL,求所得溶液溶质的物质的量浓度。
答案:设至少需要过氧化钠的质量为m,生成氢氧化钠的物质的量为n,则
2Na2O2+2H2O===4NaOH + O2↑
2×78 g 4 mol 22.4 L
m n 1.12 L
(1)=,m=7.8 g,
(2)=, n=0.2 mol,
(3)c(NaOH)===0.5 mol·L-1。
本课小结
1.cB==。
2.一定物质的量浓度溶液的配制
一(计)算、二称(量)、三溶(解)、四移(液)、五洗(涤)、六定(容)、七摇(匀)、八贴(标签移瓶)。
关键操作:①移液前需冷却至室温。
②液面接近刻度线1~2 cm时,应改用胶头滴管加蒸馏水。
③配制NaOH溶液时,应把NaOH样品放在小烧杯中称量。
3.误差分析:关键是分析判断实验操作对mB或V的影响。
4.化学方程式中各物质前的化学计量数之比就是它们的物质的量之比。
课时作业
题号
1
2
3
4
5
6
7
难度
★
★
★
★★
★
★
★★
对点
物质的量浓度及其计算
一定物质的量浓度溶液的配制
物质的量浓度及其计算
物质的量浓度的相关计算
一定物质的量浓度溶液的配制
配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
物质的量浓度的相关计算
题号
8
9
10
11
12
13
难度
★★
★★★
★
★★★
★
★★
对点
溶液的稀释
实验安全、溶液稀释的相关计算
配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
物质的量浓度、质量分数的计算
一定物质的量浓度溶液的配制与误差分析
物质的量浓度及相关计算
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法中正确的是( )
A.将322 g Na2SO4·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.将1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液加水稀释到2 L,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.将1 L 18.4 mol·L-1的H2SO4溶液加到1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
D.将336 mL HCl气体溶于水,配成300 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
答案:B
解析:A项溶液体积不为1 L;C项溶液浓度大于9.2 mol·L-1;D项未指明气体所处状况。
2.实验室里需用480 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,若选取500 mL容量瓶进行配制,以下操作中正确的是( )
A.称取7.68 g硫酸铜,加入500 mL水
B.称取12.0 g胆矾配成500 mL溶液
C.称取8.0 g硫酸铜,加入500 mL水
D.称取12.5 g胆矾配成500 mL溶液
答案:D
解析:500 mL容量瓶只能配500 mL溶液,因而配500 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液时,需CuSO4的质量为0.1 mol·L-1×0.5 L×160 g·mol-1=8 g或需CuSO4·5H2O的质量为0.1 mol·L-1×0.5 L×250 g·mol-1=12.5 g,加水配成500 mL溶液。
3.(2024·泉州市四校高一期中联考)下列体系中氯离子浓度最大的是( )
A.标准状况下22.4 L氯气
B.2 mL 0.3 mol/L HCl溶液
C.10 mL 0.2 mol/L CaCl2溶液
D.1 mL 0.5 mol/L KClO3溶液
答案:C
解析:A项,标准状况下22.4 L氯气的物质的量为1 mol,但未形成溶液,不存在氯离子;B项,氯离子浓度为0.3 mol/L;C项,氯离子浓度为0.4 mol/L;D项,KClO3溶液中不存在Cl-。
4.一定量的溶质质量分数为10%的NaOH溶液,蒸发掉100 g水后,其溶质质量分数为20%,体积为100 mL,则浓缩后的溶液中NaOH的物质的量浓度为( )
A.2.2 mol·L-1 B.4 mol·L-1
C.5 mol·L-1 D.6.25 mol·L-1
答案:C
解析:设原NaOH溶液的质量为x,则x×10%=(x-100 g)×20%,解得x=200 g,溶液中所含NaOH的质量为200 g×10%=20 g,则n(NaOH)==0.5 mol。浓缩前后溶液中NaOH的物质的量不变,故浓缩后的溶液中NaOH的物质的量浓度为=5 mol·L-1。
5.下列有关实验操作或结论的描述正确的是( )
A.称量硫酸铜粉末16.0 g,溶解于100 mL蒸馏水中配成100 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液
B.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时,若所用NaOH已经潮解,则造成所配溶液浓度偏高
C.配制溶液时,摇匀后发现溶液液面低于刻度线,加水使液面达到刻度线
D.用蒸馏水洗涤后的容量瓶,可直接用于溶液的配制
答案:D
解析:配制溶液时,溶液的体积不等于溶剂的体积,A错误;所用NaOH已经潮解,造成所取用的溶质偏少,所配溶液的浓度偏低,B错误;摇匀后再加水,导致溶液浓度降低,C错误。
6.在配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时,下列操作会造成实验结果偏低的是( )
A.定容时仰视刻度线
B.未冷却至室温直接把NaOH溶液移入容量瓶并进行定容
C.样品中含有少量Na2O杂质
D.容量瓶中原来有少量蒸馏水
答案:A
解析:A项,定容时仰视刻度线,会使溶液体积偏大,造成实验结果偏低;B项,液体未冷却到室温,定容后液体体积变小,会造成实验结果偏高;C项,样品中混有Na2O,使氢氧化钠的物质的量偏多,会造成实验结果偏高;D项,在定容的过程中还要加入蒸馏水,容量瓶中原来有少量蒸馏水对实验结果无影响。
7.把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀。则原溶液中钾离子浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
答案:D
解析:一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡,则n(SO)=b mol;一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁,则n(Mg2+)=a mol,由电荷守恒可知2n(Mg2+)+n(K+)=2n(SO),则n(K+)=(2b-a) mol,混合溶液分成两等份,原混合溶液中钾离子的浓度为 mol·L-1。
8.常温下,欲配制密度为1.26 g·cm-3、浓度为4.6 mol·L-1的稀硫酸,现用体积为100 mL、密度为1.84 g·cm-3、浓度为18.4 mol·L-1的浓H2SO4与蒸馏水混合配制,则所需要蒸馏水的体积为( )
A.300 mL B.200 mL
C.320 mL D.220 mL
答案:C
解析:令所需要蒸馏水的体积为V mL,则根据稀释前后溶质的物质的量不变得方程式为×10-3 L×4.6 mol·L-1=100×10-3 L×18.4 mol·L-1,故V=×1.26-100×1.84=400×1.26-184=504-184=320。
9.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂瓶标签上的部分内容。下列说法错误的是( )
硫酸 化学纯(CP)
(500 mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3质量分数:98%
A.该硫酸具有强烈的腐蚀性,应放于危险化学用品柜中妥善保管
B.取10 mL该硫酸于烧杯中,再加等体积的水,可配得49%的硫酸
C.配制200 mL 4.6 mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸50 mL
D.该硫酸与等质量的水混合所得溶液的物质的量浓度小于9.2 mol·L-1
答案:B
解析:98%的硫酸为浓硫酸,具有强腐蚀性,属于危险药品,在实验室中应妥善保管,A正确;用浓硫酸配制稀硫酸时,要把浓硫酸沿烧杯壁缓缓加入水中,边加边搅拌。若把水加入浓硫酸中,由于浓硫酸遇水放出大量的热会引起液滴飞溅,出现安全事故,且所配硫酸的质量分数不等于49%,故B错误;该浓硫酸的物质的量浓度c== mol·L-1=18.4 mol·L-1,根据稀释定律,稀释前后溶质的物质的量不变,计算浓硫酸的体积,设浓硫酸的体积为x mL,则x×10-3 L×18.4 mol·L-1=200×10-3 L×4.6 mol·L-1,计算得出:x=50,所以应量取的浓硫酸体积是50 mL,C正确;该硫酸与等质量的水混合,因为硫酸密度大于水的密度,等质量混合时总体积大于硫酸体积的2倍,则所得溶液的物质的量浓度小于9.2 mol·L-1,D正确。
10.下列对实验操作分析错误的是( )
A.配制0.1 mol/L NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则所得溶液物质的量浓度偏低
B.NH4NO3溶解吸热,若配制0.5 mol/L
NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则所得溶液的物质的量浓度偏高
C.配制一定物质的量浓度的溶液时,若所用砝码已经生锈,则所得溶液的物质的量浓度偏高
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,若定容时不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则所得溶液的物质的量浓度偏低
答案:B
解析:没有洗涤烧杯和玻璃棒,溶质的物质的量减小,溶液的物质的量浓度偏低;NH4NO3溶解吸热,溶液温度偏低,直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中定容,加水体积偏大,浓度偏低;所用砝码已经生锈,使称得的溶质的质量偏大,溶液的物质的量浓度偏高;加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,有部分溶质也会被吸出,溶液的物质的量浓度偏低。
11.将标准状况下的a L NH3完全溶于1 L水,得到体积为V L、密度为b g·cm-3(b<1)、物质的量浓度为c mol·L-1、溶质质量分数为w的氨水(溶质按NH3算),下列叙述中错误的是( )
A.c= mol·L-1
B.w=×100%
C.若将该氨水蒸发出部分水(不考虑溶质NH3的逸出),使溶液质量变为原来一半,则浓度大于2c
D.上述溶液中再加入V L水,所得溶液的质量分数小于0.5w
答案:C
解析:物质的量浓度为c= mol·L-1= mol·L-1,A正确;溶质质量是×17 g、溶液质量是×17 g+1000 g,所以溶质质量分数w=×100%,B正确;氨水的浓度越大,密度越小,若将该氨水蒸发出部分水(不考虑溶质NH3的逸出),使溶液质量变为原来一半,由于密度变小,所以体积大于,则浓度小于2c,C错误;V L水的质量大于V L氨水的质量,溶液中再加入V L水,所得溶液的质量大于原溶液2倍,所得溶液的质量分数小于0.5w,D正确。
二、非选择题
12.下图为实验室某试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
氢氧化钠溶液
化学式:NaOH
相对分子质量:40
密度:1.2 g·cm-3
质量分数:20%
(1)该NaOH溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
(2)现在要配制该浓度的NaOH溶液100 mL,需称量________g固体氢氧化钠。溶液配制所需的基本步骤如下:
(3)将上述实验步骤A到F按实验过程先后次序排列(不重复)________。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为________。
(5)下列操作对NaOH溶液的物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①摇匀后发现液面低于刻度线再加水________;
②容量瓶中原有少量蒸馏水________;
③定容时俯视刻度线________。
答案:(1)6 (2)24.0 (3)CFDBAE (4)100 mL容量瓶 (5)①偏低 ②无影响 ③偏高
解析:(1)该NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)= mol·L-1=6 mol·L-1。
(2)现在要配制该浓度的NaOH溶液100 mL,需称量6 mol·L-1×0.1 L×40 g·mol-1=24.0 g固体氢氧化钠。
(5)①溶液被稀释,浓度偏低;②对浓度无影响;③溶液体积变小,浓度偏高。
13.在0.2 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度如图所示。请回答下列问题:
(1)该混合液中,NaCl的物质的量为________ mol,MgCl2的质量为________ g。
(2)该混合液中,CaCl2的物质的量为________ mol,将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为________ mol·L-1。
(3)向稀释后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,可得到沉淀________ mol。
答案:(1)0.2 9.5 (2)0.1 0.1 (3)0.6
解析:(1)由题图可知,c(Na+)=1.0 mol·L-1,该混合液中,NaCl的物质的量为0.2 L×1.0 mol·L-1=0.2 mol;c(Mg2+)=0.5 mol·L-1,MgCl2的质量为0.2 L×0.5 mol·L-1×95 g·mol-1=9.5 g。
(2)根据CaCl2、MgCl2、NaCl的组成和电荷守恒可知,c(Ca2+)= mol·L-1=0.5 mol·L-1,该混合液中CaCl2的物质的量为0.2 L×0.5 mol·L-1=0.1 mol,将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度c(Ca2+)==0.1 mol·L-1。
(3)稀释前后溶质的物质的量不变,故向稀释后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,氯离子转化为AgCl沉淀,n(AgCl)=n(Cl-)=3.0 mol·L-1×0.2 L=0.6 mol。
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