内容正文:
专题02 化学中常用的物理量——物质的量
题型1 物质的量
题型2 摩尔质量
题型3 气体摩尔体积
题型4 阿伏加德罗定律及其推论
题型5 物质的量浓度
题型6 溶液的稀释与混合
题型7 物质的量浓度、溶质质量分数的换算
题型8 配制一定物质的量浓度溶液的操作
题型9 配制一定物质的量浓度溶液误差分析
题型10 阿伏加德罗常数的考查
▉题型1 物质的量
【例1】下列说法正确的是( )
A.物质的量是物质粒子的数量的简称
B.摩尔是用来描述物质所含微粒数目多少的基本物理量
C.我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D.1 mol H2中含2 mol电子
【变式1-1】下列说法中错误的是( )
A.物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量
B.使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称
C.1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子
D.物质的量适用于计量分子、原子、离子等粒子
【变式1-2】下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是( )
A.1 mol OH-的质量为17 g·mol-1
B.二氧化碳的摩尔质量为44 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.一个钠原子的质量等于 g
【变式1-3】下列说法中不正确的是( )
A.6.02×1023个钠离子的物质的量为1 mol
B.1 mol氧含6.02×1023个氧分子
C.1 mol 氯化钙里含3 mol离子
D.1 mol H+中含有的氢离子数为NA
▉题型2 摩尔质量
【例2】下列说法中正确的是( )
A.硫酸的摩尔质量是98 g
B.2 mol OH-的质量是34 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.1 mol N2的质量是14 g
【变式2-1】我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将“中星6C”卫星发射升空。“中星6C”主要用于广播和通信,可提供高质量语音、数据、广播电视传输业务。卫星的发射需要用到运载火箭,偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生巨大的能量,可作为航天运载火箭的推动力来源。
下列叙述中正确的是( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol-1
D.6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
【变式2-2】40.5 g某金属氯化物RCl2含有0.6 mol 氯离子,则金属R的摩尔质量为( )
A.135 g B.135 g·mol-1
C.64 g D.64 g·mol-1
【变式2-3】已知1.505×1023个X气体分子的质量为8 g,则X气体的摩尔质量是( )
A.16 g B.32 g
C.64 g·mol-1 D.32 g·mol-1
▉题型3 气体摩尔体积
【例3】现有下列四种因素:①温度
②压强 ③气体微粒数 ④气体微粒大小,只改变一种因素时对气体摩尔体积(Vm)有显著影响的是( )
A.③④ B.①②③ C.①② D.全部
【变式3-1】下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是( )
A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 L
B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 L
C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,其他条件下一定不是该值
D.标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L
【变式3-2】下列物质的体积约为22.4 L的是( )
A.标准状况下1 mol SO3
B.20 ℃、101 kPa时36.5 g HCl
C.常温常压下17 g NH3
D.标准状况下0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体
【变式3-3】下列有关气体体积的叙述中,正确的是( )
A.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小,由构成气体的分子大小决定
B.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小由构成气体的分子数决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L
▉题型4 阿伏加德罗定律及其推论
【例4】标准状况下,相同质量的下列气体体积最大的是( )
A.CO2 B.O2
C.N2 D.CH4
【变式4-1】下列各组中,两种气体的分子数一定相等的是( )
A.温度相同,体积相同的O2和N2
B.温度相等,压强相等的CO和N2
C.压强相同,质量相同的O2和O3
D.体积相同,密度相等的CO和N2
【变式4-2】同温同压下,相同体积的CO和CO2:①质量相等;②密度相等;③分子数相等;④碳原子数相等;⑤电子数相等,其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③④⑤
C.③④ D.③④⑤
【变式4-3】同温同压下,相同体积的SO2和O3气体,下列叙述中错误的是( )
A.质量比4∶3 B.电子数比1∶1
C.密度比4∶3 D.氧原子数比2∶3
▉题型5 物质的量浓度
【例5】下列溶液的物质的量浓度是1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解于1 L水中
B.将11.2 L HCl气体通入水配成0.5 L的溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的盐酸与9 L水混合
D.0.5 mol Na2O加入适量水中,配成1 L溶液
【变式5-1】40 g氢氧化钠固体溶于水配成2 L溶液,其物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.5 mol·L-1 C.10 mol·L-1 D.20 mol·L-1
【变式5-2】下列溶液中,Cl-的物质的量浓度与50 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液中Cl-的物质的量浓度相等的是( )
A.150 mL 3 mol·L-1 KCl溶液
B.75 mL 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液
C.100 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液
D.25 mL 2 mol·L-1 AlCl3溶液
【变式5-3】下列溶液中,跟100 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液中所含的Cl-物质的量浓度相同的是( )
A.100 mL 0.5 mol·L-1 MgCl2溶液
B.200 mL 0.25 mol·L-1 AlCl3溶液
C.50 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液
D.25 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液
▉题型6 溶液的稀释与混合
【例6】硫酸钠和硫酸溶液等体积混合后,H+浓度为0.3 mol·L-1,SO浓度为0.4 mol·L-1,则混合溶液中Na+浓度为( )
A.0.15 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.25 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
【变式6-1】用100 mL 0.3 mol·L-1的氢氧化钠溶液和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸混合加水稀释到500 mL,混合液中H+的物质的量浓度为( )
A.0.36 mol·L-1 B.0.24 mol·L-1
C.0.45 mol·L-1 D.0.09 mol·L-1
【变式6-2】V mL Al2(SO4)3溶液中含Al3+a g,取 mL溶液稀释到4V mL,则稀释后该溶液中SO的物质的量浓度是( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【变式6-3】在100 g浓度为18 mol·L-1、密度为ρ g·mL-1的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9 mol·L-1的硫酸,则加入水的体积( )
A.小于100 mL B.等于100 mL
C.大于100 mL D.等于 mL
▉题型7 物质的量浓度、溶质质量分数的相互换算
【例7】某MgCl2溶液的密度为1.6 g·cm-3,其中镁离子的质量分数为10%,300 mL该溶液中Cl-的物质的量约等于( )
A.4.0 mol B.3.0 mol
C.2.0 mol D.1.0 mol
【变式7-1】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 BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡;另一份加入含b mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁。则原混合溶液中钾离子的浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【变式7-2】下图是某市售盐酸试剂瓶标签上的部分数据。
盐酸
化学式:HCl
相对分子质量:36.5
外观:合格
密度:1.18 g·cm-3
HCl的质量分数:36.5%
符合GB622-89
则该盐酸的物质的量浓度是( )
A.3 mol·L-1 B.8.4 mol·L-1
C.11.8 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
【变式7-3】密度为0.91 g·cm-3的氨水,质量分数为25%。该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液中溶质的质量分数( )
A.等于12.5 %
B.大于12.5 %
C.小于12.5 %
D.无法确定
▉题型8 一定物质的量浓度溶液的配制的操作
【例8】下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是( )
A.洗净的容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.配制溶液定容的操作图示:
C.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏高
D.用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余的液体
【变式8-1】用98%的浓硫酸(密度为1.84 g·cm-3)配制100 mL l mol·L-1的稀硫酸。现给出下列仪器(配制过程中可能用到):①100 mL量筒 ②10 mL量筒 ③50 mL烧杯 ④托盘天平 ⑤100 mL容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦玻璃棒,按使用仪器的先后顺序排列正确的是( )
A.④③⑦⑤⑥ B.②⑤⑦⑥
C.①③⑤⑥⑦ D.②⑥③⑦⑤⑥
【变式8-2】配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液,下列操作正确的是( )
A.将氢氧化钠固体直接放在托盘天平的托盘上称量
B.将氢氧化钠固体加水溶解,待所得溶液冷却到室温后,再转移至容量瓶中
C.定容时如果加水超过了刻度线,用胶头滴管直接吸出多余部分
D.定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线
【变式8-3】下列实验操作正确的是( )
A.用托盘天平称量11.50 g NaCl固体
B.用100 mL量筒量取5.5 mL稀盐酸
C.使用容量瓶配制溶液,移液时应洗涤烧杯2~3次
D.溶解后的氢氧化钠趁热转移到容量瓶
▉题型9 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
【例9】配制一定物质的量浓度的氢氧化钾溶液时,导致浓度偏低的原因可能是( )
A.用敞口容器称量氢氧化钾且时间过长
B.配制前先向容量瓶中加入少量蒸馏水
C.容量瓶盛过氢氧化钾溶液,使用前未洗涤
D.溶解后快速转移到容量瓶,然后加足量蒸馏水,定容
【变式9-1】使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差。下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用天平称量时,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
A.①②⑤ B.②④⑤ C.③④⑤ D.①②④⑤
【变式9-2】下列配制的溶液浓度偏大的是( )
A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制稀盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液1 000 mL 时,砝码错误放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并加水至刻度线
▉题型10 阿伏加德罗常数的考查
【例10】设阿伏加德罗常数的值为NA,则下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L CO2含22NA个电子
B.22.4 L O3含3NA个原子
C.标准状况下,0.3 mol SO2中含氧原子数为0.3NA
D.常温下,9.5 g MgCl2固体中含有0.2NA个离子
【变式10-1】设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A.6.02×1022个H2SO4分子中含H原子2NA个
B.在0 ℃、101 kPa时,22.4 L氢气中含有NA个氢原子
C.14 g氮气中含有7NA个电子
D.NA个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶4
【变式10-2】NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.3 g钠由原子变成离子时,失去的电子数为0.1NA
B.0.2NA个硫酸分子含有的氧原子数为0.2NA
C.28 g氮气所含的原子数为NA
D.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
【变式10-3】若NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
①标准状况下,2.24 L四氯化碳含碳原子数为0.1NA
②标准状况下,a L氧气和氮气的混合气含有的分子数约为
③1 mol·L-1 Mg(NO3)2溶液中含有NO的数目为2NA
④同温同压下,体积相同的氢气和氩气所含的原子数相等
⑤46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA
⑥1 L 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中,含有的氧原子总数为2NA
A.②⑥ B.②⑤ C.②③ D.②③⑥
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专题02 化学中常用的物理量——物质的量
题型1 物质的量
题型2 摩尔质量
题型3 气体摩尔体积
题型4 阿伏加德罗定律及其推论
题型5 物质的量浓度
题型6 溶液的稀释与混合
题型7 物质的量浓度、溶质质量分数的换算
题型8 配制一定物质的量浓度溶液的操作
题型9 配制一定物质的量浓度溶液误差分析
题型10 阿伏加德罗常数的考查
▉题型1 物质的量
【例1】下列说法正确的是( )
A.物质的量是物质粒子的数量的简称
B.摩尔是用来描述物质所含微粒数目多少的基本物理量
C.我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D.1 mol H2中含2 mol电子
【答案】D
【解析】物质的量是一个固定概念,专有名词,是用来描述微观粒子数量的物理量,不是物质的数量或质量,A错;摩尔是物质的量的单位,不是物理量,B错;含有6.02×1023个粒子的集合体不一定计量为1摩尔,如含6.02×1023个O的O2的物质的量为0.5 mol,C错;每个H2中含有2个电子,故6.02×1023个H2中含有2×6.02×1023个电子,即1 mol H2中含有2 mol电子。
【变式1-1】下列说法中错误的是( )
A.物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量
B.使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称
C.1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子
D.物质的量适用于计量分子、原子、离子等粒子
【答案】C
【解析】物质的量是含有一定数目粒子集合体的物理量,其单位是摩尔,使用摩尔所指的对象是微粒,而微粒种类繁多,需要指明其名称;构成物质的粒子除原子外,还有分子、离子等。
【变式1-2】下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是( )
A.1 mol OH-的质量为17 g·mol-1
B.二氧化碳的摩尔质量为44 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.一个钠原子的质量等于 g
【答案】D
【解析】A项,质量的单位为“g”;B项,单位应为“g·mol-1”;C项,没有指出以“g·mol-1”为单位,也没有指出在数值上相等。
【变式1-3】下列说法中不正确的是( )
A.6.02×1023个钠离子的物质的量为1 mol
B.1 mol氧含6.02×1023个氧分子
C.1 mol 氯化钙里含3 mol离子
D.1 mol H+中含有的氢离子数为NA
【答案】B
【解析】用摩尔表示物质的量时,要指明微粒的种类。“1 mol氧”没有指明是氧分子还是氧原子。
▉题型2 摩尔质量
【例2】下列说法中正确的是( )
A.硫酸的摩尔质量是98 g
B.2 mol OH-的质量是34 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.1 mol N2的质量是14 g
【答案】B
【解析】硫酸的摩尔质量是98 g·mol-1,故A错误;铁原子的摩尔质量是以g·mol-1为单位,数值上等于铁原子的相对原子质量,故C错误;1 mol N2的质量m(N2)=n×M=1 mol×28 g·mol-1=28 g,故D错误。
【变式2-1】我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将“中星6C”卫星发射升空。“中星6C”主要用于广播和通信,可提供高质量语音、数据、广播电视传输业务。卫星的发射需要用到运载火箭,偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生巨大的能量,可作为航天运载火箭的推动力来源。
下列叙述中正确的是( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol-1
D.6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
【答案】B
【解析】偏二甲肼的摩尔质量应为60 g·mol-1;6.02×1023个偏二甲肼约为1 mol,其质量约为60 g;6 g偏二甲肼的物质的量为6 g÷60 g·mol-1=0.1 mol,含有的分子数为0.1NA。
【变式2-2】40.5 g某金属氯化物RCl2含有0.6 mol 氯离子,则金属R的摩尔质量为( )
A.135 g B.135 g·mol-1
C.64 g D.64 g·mol-1
【答案】D
【解析】含0.6 mol氯离子的RCl2的物质的量为×0.6 mol=0.3 mol,金属氯化物RCl2的摩尔质量为=135 g·mol-1,R的摩尔质量为(135-35.5×2) g·mol-1=64 g·mol-1。
【变式2-3】已知1.505×1023个X气体分子的质量为8 g,则X气体的摩尔质量是( )
A.16 g B.32 g
C.64 g·mol-1 D.32 g·mol-1
【答案】D
【解析】气体的物质的量n==0.25 mol,气体的摩尔质量M===32 g·mol-1,故答案为D。
▉题型3 气体摩尔体积
【例3】现有下列四种因素:①温度
②压强 ③气体微粒数 ④气体微粒大小,只改变一种因素时对气体摩尔体积(Vm)有显著影响的是( )
A.③④ B.①②③ C.①② D.全部
【答案】C
【解析】对于气体来说,温度和压强不同,气体分子之间的距离不同,而微粒本身大小远小于微粒间的距离,则微粒本身大小可忽略不计,所以影响气体摩尔体积的因素主要有温度和压强,故选C。
【变式3-1】下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是( )
A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 L
B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 L
C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,其他条件下一定不是该值
D.标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L
【答案】D
【解析】标准状况下,水是非气态,1 mol H2O的体积远远小于22.4 L,A错误;没有指明气体所处的温度与压强,不能确定CO2的体积,B错误;对于气体来说,温度升高,体积增大,压强增大,体积缩小,如在273 ℃、202 kPa时,气体摩尔体积也是22.4 L·mol-1,C错误;标准状况下,1 mol任何气体的体积都约是22.4 L,D正确。
【变式3-2】下列物质的体积约为22.4 L的是( )
A.标准状况下1 mol SO3
B.20 ℃、101 kPa时36.5 g HCl
C.常温常压下17 g NH3
D.标准状况下0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体
【答案】D
【解析】A项中SO3在标准状况下为固态,B、C中气体都为1 mol,但不处于标准状况下。
【变式3-3】下列有关气体体积的叙述中,正确的是( )
A.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小,由构成气体的分子大小决定
B.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小由构成气体的分子数决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L
【答案】B
【解析】对于气体物质,在一定温度和压强下,分子间的距离远大于分子本身的大小,因此其体积的大小主要由分子数的多少来决定,故A错误、B正确;气体的体积随温度和压强的变化而变化,体积不同的气体,在不同的条件下,其分子数可能相同,也可能不同,C错误;气体摩尔体积会随着温度、压强的变化而变化,22.4 L·mol-1是标准状况下的气体摩尔体积,故D错误。
▉题型4 阿伏加德罗定律及其推论
【例4】标准状况下,相同质量的下列气体体积最大的是( )
A.CO2 B.O2
C.N2 D.CH4
【答案】D
【解析】相同状况下,气体的质量相同时,其摩尔质量越小,物质的量越大,气体的体积越大。甲烷的摩尔质量最小,体积最大。
【变式4-1】下列各组中,两种气体的分子数一定相等的是( )
A.温度相同,体积相同的O2和N2
B.温度相等,压强相等的CO和N2
C.压强相同,质量相同的O2和O3
D.体积相同,密度相等的CO和N2
【答案】D
【解析】根据N=nNA知,分子数与物质的量成正比,所以只要二者物质的量相等其分子数就一定相等。压强情况未知,分子数不一定相等,A错误;体积未知,分子数不一定相等,B错误;质量相同的O3和O2,二者摩尔质量不等,分子数不等,C错误;体积相同,密度相等的CO 和N2,其质量相等,二者摩尔质量相等,所以其物质的量相等,分子数相等,D正确。
【变式4-2】同温同压下,相同体积的CO和CO2:①质量相等;②密度相等;③分子数相等;④碳原子数相等;⑤电子数相等,其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③④⑤
C.③④ D.③④⑤
【答案】C
【解析】同温同压下,等体积的CO和CO2,二者物质的量相同,CO与CO2的摩尔质量不相等,①根据m=nM可知,二者质量不相等,故①错误;②同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,二者密度不相等,故②错误;⑤CO分子与CO2分子含有的电子数目不相等,二者物质的量相等,含有的电子数不相等,故⑤错误。
【变式4-3】同温同压下,相同体积的SO2和O3气体,下列叙述中错误的是( )
A.质量比4∶3 B.电子数比1∶1
C.密度比4∶3 D.氧原子数比2∶3
【答案】B
【解析】1 mol SO2和O3,所含的电子数分别为32NA、24NA,所以同温同压下,相同体积的SO2和O3气体,所含的电子数之比为32NA∶24NA=4∶3,故B错误。
▉题型5 物质的量浓度
【例5】下列溶液的物质的量浓度是1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解于1 L水中
B.将11.2 L HCl气体通入水配成0.5 L的溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的盐酸与9 L水混合
D.0.5 mol Na2O加入适量水中,配成1 L溶液
【答案】D
【解析】A项和C项,溶液的体积不是1 L,错误;B项,没有指明标准状况,无法计算HCl的物质的量,错误;D项,Na2O+H2O===2NaOH,n(NaOH)=1 mol,c(NaOH)=1 mol·L-1,正确。
【变式5-1】40 g氢氧化钠固体溶于水配成2 L溶液,其物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.5 mol·L-1 C.10 mol·L-1 D.20 mol·L-1
【答案】A
【解析】氢氧化钠的物质的量==1 mol,氢氧化钠溶液的物质的量浓度==0.5 mol·L-1。
【变式5-2】下列溶液中,Cl-的物质的量浓度与50 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液中Cl-的物质的量浓度相等的是( )
A.150 mL 3 mol·L-1 KCl溶液
B.75 mL 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液
C.100 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液
D.25 mL 2 mol·L-1 AlCl3溶液
【答案】A
【解析】1 mol·L-1 AlCl3溶液中c(Cl-)=3 mol·L-1。A项,3 mol·L-1 KCl溶液中c(Cl-)=3 mol·L-1;B项,0.5 mol·L-1 CaCl2溶液中c(Cl-)=1 mol·L-1;C项,1 mol·L-1 NaCl溶液中c(Cl-)=1 mol·L-1;D项,2 mol·L-1 AlCl3溶液中c(Cl-)=6 mol·L-1。
【变式5-3】下列溶液中,跟100 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液中所含的Cl-物质的量浓度相同的是( )
A.100 mL 0.5 mol·L-1 MgCl2溶液
B.200 mL 0.25 mol·L-1 AlCl3溶液
C.50 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液
D.25 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液
【答案】D
【解析】物质的量浓度与溶液的体积无关,100 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液中c(Cl-)=0.5 mol·L-1,而A、B、C、D项中,c(Cl-)分别为1 mol·L-1、0.75 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1,D项正确。
▉题型6 溶液的稀释与混合
【例6】硫酸钠和硫酸溶液等体积混合后,H+浓度为0.3 mol·L-1,SO浓度为0.4 mol·L-1,则混合溶液中Na+浓度为( )
A.0.15 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.25 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
【答案】D
【解析】设Na+浓度为x,根据电荷守恒可知,0.3 mol·L-1×1+x×1=0.4 mol·L-1×2,x=0.5 mol·L-1。
【变式6-1】用100 mL 0.3 mol·L-1的氢氧化钠溶液和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸混合加水稀释到500 mL,混合液中H+的物质的量浓度为( )
A.0.36 mol·L-1 B.0.24 mol·L-1
C.0.45 mol·L-1 D.0.09 mol·L-1
【答案】B
【解析】设混合后溶质硫酸的物质的量浓度为a,则0.3 L×0.25 mol·L-1-(0.1 L×0.3 mol·L-1)÷2=0.5 L×a,解得:a=0.12 mol·L-1,混合稀释后溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.12 mol·L-1=0.24 mol·L-1。
【变式6-2】V mL Al2(SO4)3溶液中含Al3+a g,取 mL溶液稀释到4V mL,则稀释后该溶液中SO的物质的量浓度是( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】C
【解析】原溶液c(Al3+)=÷= mol·L-1,由稀释定律求出稀释后c(Al3+)== mol·L-1,由2Al3+~3SO关系求出稀释后SO的浓度即可。
【变式6-3】在100 g浓度为18 mol·L-1、密度为ρ g·mL-1的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9 mol·L-1的硫酸,则加入水的体积( )
A.小于100 mL B.等于100 mL
C.大于100 mL D.等于 mL
【答案】A
【解析】设加入水的体积为x,100 g÷ρ g·mL-1×18 mol·L-1=(100 g+x×1 g·mL-1)÷ρ1g·mL-1×9 mol·L-1,x=(-100) mL,因为ρ大于ρ1,x<100 mL。
▉题型7 物质的量浓度、溶质质量分数的相互换算
【例7】某MgCl2溶液的密度为1.6 g·cm-3,其中镁离子的质量分数为10%,300 mL该溶液中Cl-的物质的量约等于( )
A.4.0 mol B.3.0 mol
C.2.0 mol D.1.0 mol
【答案】A
【解析】300 mL该溶液的质量为300 mL×1.6 g·mL-1=480 g,则m(Mg2+)=480 g×10%=48 g,n(Mg2+)=48 g÷24 g·mol-1=2 mol,溶液中n(Cl-)=2n(Mg2+)=2 mol×2=4 mol。
【变式7-1】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 BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡;另一份加入含b mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁。则原混合溶液中钾离子的浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】B
【解析】0.5 V L的溶液中,n(SO)=a mol,n(Mg2+)=0.5b mol,根据电荷守恒可得n(K+)=(2a-b)mol,所以钾离子的浓度为: mol·L-1。
【变式7-2】下图是某市售盐酸试剂瓶标签上的部分数据。
盐酸
化学式:HCl
相对分子质量:36.5
外观:合格
密度:1.18 g·cm-3
HCl的质量分数:36.5%
符合GB622-89
则该盐酸的物质的量浓度是( )
A.3 mol·L-1 B.8.4 mol·L-1
C.11.8 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
【答案】C
【解析】c===11.8 mol·L-1。
【变式7-3】密度为0.91 g·cm-3的氨水,质量分数为25%。该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液中溶质的质量分数( )
A.等于12.5 %
B.大于12.5 %
C.小于12.5 %
D.无法确定
【答案】C
【解析】稀释前后溶质质量不变。氨水的密度小于水,用等体积的水稀释后质量大于原来的2倍,所得溶液中溶质的质量分数小于原来的一半。
▉题型8 一定物质的量浓度溶液的配制的操作
【例8】下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是( )
A.洗净的容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.配制溶液定容的操作图示:
C.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏高
D.用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余的液体
【答案】C
【解析】洗净的容量瓶不能放进烘箱中烘干,会影响其准确度,A错误;定容操作,应用胶头滴管定容,B错误;用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,使溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,C正确;用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,应重新配制,D错误。
【变式8-1】用98%的浓硫酸(密度为1.84 g·cm-3)配制100 mL l mol·L-1的稀硫酸。现给出下列仪器(配制过程中可能用到):①100 mL量筒 ②10 mL量筒 ③50 mL烧杯 ④托盘天平 ⑤100 mL容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦玻璃棒,按使用仪器的先后顺序排列正确的是( )
A.④③⑦⑤⑥ B.②⑤⑦⑥
C.①③⑤⑥⑦ D.②⑥③⑦⑤⑥
【答案】D
【解析】98%的浓硫酸的物质的量浓度为c== mol·L-1=18.4 mol·L-1,配制1 mol·L-1的稀硫酸100 mL,需要浓硫酸的体积为V=≈0.005 4 L,即5.4 mL,应选择10 mL量筒和胶头滴管,实验时用10 mL量筒量取5.4 mL浓硫酸,因配制一定物质的量浓度的溶液需要量取、稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,所以正确顺序为②⑥③⑦⑤⑥。
【变式8-2】配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液,下列操作正确的是( )
A.将氢氧化钠固体直接放在托盘天平的托盘上称量
B.将氢氧化钠固体加水溶解,待所得溶液冷却到室温后,再转移至容量瓶中
C.定容时如果加水超过了刻度线,用胶头滴管直接吸出多余部分
D.定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线
【答案】B
【解析】选项A中,氢氧化钠固体易潮解、具有腐蚀性,不能直接放在托盘天平的托盘上称量,应放在烧杯中称量;选项C中,定容时如果加水超过了刻度线,应重新配制;选项D中,定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线,导致所配溶液的浓度偏低。
【变式8-3】下列实验操作正确的是( )
A.用托盘天平称量11.50 g NaCl固体
B.用100 mL量筒量取5.5 mL稀盐酸
C.使用容量瓶配制溶液,移液时应洗涤烧杯2~3次
D.溶解后的氢氧化钠趁热转移到容量瓶
【答案】C
【解析】托盘天平只能精确到0.1 g,无法称量11.50 g NaCl固体;选用量筒时,应该满足量筒的规格与量取的液体体积最接近原则,如量取5.5 mL溶液,应该选用10 mL的量筒,所以不能用100 mL量筒量取5.5 mL稀盐酸;氢氧化钠固体溶解时会放出热量,如果不冷却溶液直接转移,定容后,溶液有热胀冷缩的性质,会导致溶液的体积偏小,物质的量浓度偏大,所以要冷却溶液至室温时再转移溶液;使用容量瓶配制溶液,为了减小误差,移液时应洗涤烧杯2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中,故C正确。
▉题型9 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
【例9】配制一定物质的量浓度的氢氧化钾溶液时,导致浓度偏低的原因可能是( )
A.用敞口容器称量氢氧化钾且时间过长
B.配制前先向容量瓶中加入少量蒸馏水
C.容量瓶盛过氢氧化钾溶液,使用前未洗涤
D.溶解后快速转移到容量瓶,然后加足量蒸馏水,定容
【答案】A
【解析】选项A中称量时间过长会有部分氢氧化钾变质,导致浓度偏低;选项B中容量瓶中先加入蒸馏水对配制溶液的浓度无影响;选项C中溶质物质的量偏大,溶液浓度偏高。
【变式9-1】使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差。下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用天平称量时,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
A.①②⑤ B.②④⑤ C.③④⑤ D.①②④⑤
【答案】B
【解析】天平称量时使用游码,被称量物与砝码的位置放颠倒了,物质的质量=砝码的质量-游码的质量,质量偏小,浓度偏低,若不使用游码,物质的质量=砝码的质量,对质量无影响,浓度不变;定容时,仰视容量瓶的刻度线,体积偏大,浓度偏低;定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,体积偏大,浓度偏低。
【变式9-2】下列配制的溶液浓度偏大的是( )
A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制稀盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液1 000 mL 时,砝码错误放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并加水至刻度线
【答案】D
【解析】A项俯视刻度线,将会使量取的盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏小;B项定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;C项由于所称NaOH固体的质量为整数,不需要移动游码,故称得固体NaOH的质量是准确的,不会影响要配制溶液的浓度;D项因溶解放热,若不冷却至室温即转移并定容会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线,导致所配溶液浓度偏大。
▉题型10 阿伏加德罗常数的考查
【例10】设阿伏加德罗常数的值为NA,则下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L CO2含22NA个电子
B.22.4 L O3含3NA个原子
C.标准状况下,0.3 mol SO2中含氧原子数为0.3NA
D.常温下,9.5 g MgCl2固体中含有0.2NA个离子
【答案】A
【解析】22.4 L O3的物质的量不一定是1 mol,因此不一定含3NA个原子;标准状况下,0.3 mol SO2中含氧原子数为0.6NA;常温下,9.5 g MgCl2固体的物质的量是9.5 g÷95 g·mol-1=0.1 mol,其中含有0.3NA个离子。
【变式10-1】设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A.6.02×1022个H2SO4分子中含H原子2NA个
B.在0 ℃、101 kPa时,22.4 L氢气中含有NA个氢原子
C.14 g氮气中含有7NA个电子
D.NA个一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶4
【答案】C
【解析】6.02×1022个H2SO4分子的物质的量是0.1 mol,其中含H原子0.2NA个;在0 ℃、101 kPa即标况下时,22.4 L H2的物质的量是1 mol,其中含有2NA个氢原子;NA个一氧化碳分子是1 mol,质量是28 g,0.5 mol甲烷的质量是0.5 mol×16 g·mol-1=8 g,二者的质量比为7∶2。
【变式10-2】NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.3 g钠由原子变成离子时,失去的电子数为0.1NA
B.0.2NA个硫酸分子含有的氧原子数为0.2NA
C.28 g氮气所含的原子数为NA
D.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
【答案】A
【解析】1个硫酸分子中含4个氧原子,0.2NA个硫酸分子含有的氧原子数为0.8NA,故B错误;28 g氮气中含有的氮原子的物质的量为2 mol,其个数为2NA个,故C错误;NA个氧分子与NA个氢分子的物质的量均为1 mol,故两者的质量之比为32∶2=16∶1,故D错误。
【变式10-3】若NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
①标准状况下,2.24 L四氯化碳含碳原子数为0.1NA
②标准状况下,a L氧气和氮气的混合气含有的分子数约为
③1 mol·L-1 Mg(NO3)2溶液中含有NO的数目为2NA
④同温同压下,体积相同的氢气和氩气所含的原子数相等
⑤46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA
⑥1 L 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中,含有的氧原子总数为2NA
A.②⑥ B.②⑤ C.②③ D.②③⑥
【答案】B
【解析】标准状况下四氯化碳不是气体,故①错误;溶液的体积未知,不能计算硝酸根离子的数目,故③错误;氢气是双原子分子,氩气是单原子分子,所含原子数不同,故④错误;溶剂水中也含有氧原子,所以无法计算溶液中氧原子的数目,故⑥错误。
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