内容正文:
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第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量
——物质的量
第3课时 物质的量浓度
预习作业
01
课时分层练
02
目录
CONTENTS
预习作业
(建议用时:15分钟)
1.物质的量浓度(cB)是指单位体积溶液所含__________________(nB),是用来表示溶液________的物理量,单位为________;其表达式为____________。
2.配制一定物质的量浓度的溶液必需的一个仪器是________,它标有温度、________和刻度线;配制步骤有______________、___________、将溶解后的溶质全部转移到容量瓶中、定容、摇匀、装瓶和贴标签。
溶质B的物质的量
组成
mol·L-1
容量瓶
容积
计算并称取
稀释或溶解
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1.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
预习作业
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2.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
预习作业
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3.用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是( )
解析 托盘天平的左盘应放物品,右盘应放砝码,A错误;将溶液转移到容量瓶中时,应用玻璃棒引流,C错误;定容时,胶头滴管不能伸入容量瓶内部,D错误。
预习作业
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预习作业
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5.实验室中需要2.0 mol/L的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是( )
A.950 mL 76.0 g
B.500 mL 80.0 g
C.1000 mL 80.0 g
D.1000 mL 76.0 g
解析 需选用1000 mL的容量瓶,所需NaOH的质量为1 L×2.0 mol/L×40 g/mol=80.0 g。
预习作业
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6.下列说法正确的是( )
A.40 g NaOH溶于水所得1 L溶液的浓度为1 mol·L-1
B.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中Na+的浓度为1 mol·L-1
C.从1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中取出0.1 L溶液,则NaCl的浓度变为0.01 mol·L-1
D.1 L 0.2 mol·L-1的Na2SO4溶液中,Na+的物质的量为0.2 mol
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7.常温下,将10.0 mL 2.0 mol·L-1的HNO3溶液加水稀释到400 mL,所得HNO3溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。若从稀释后的溶液中取出100 mL溶液,则溶液中含有HNO3的质量为________g,这100 mL HNO3溶液能中和________mL 0.08 mol·L-1 NaOH溶液。
0.05
0.315
62.5
解析 根据稀释前后溶质的物质的量不变得2.0 mol·L-1×10×10-3 L=c(HNO3)×400×10-3 L,解得c(HNO3)=0.05 mol·L-1。100 mL HNO3溶液中含HNO3的质量为0.05 mol·L-1×0.1 L×63 g·mol-1=0.315 g,根据HNO3与NaOH的反应得0.05 mol·L-1×100×10-3 L=0.08 mol·L-1×V(NaOH),解得V(NaOH)=0.0625 L=62.5 mL。
预习作业
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课时分层练
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.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
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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。
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2.在使用容量瓶配制溶液时,下列操作正确的是( )
A.使用容量瓶前都必须检查其是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.称好的固体试样需用纸条小心地送入容量瓶中
D.摇匀后发现凹液面下降,再加水至刻度线
解析 容量瓶不能用待配溶液润洗,B错误;溶解固体应在烧杯中,C错误;摇匀后凹液面应当下降,因刻度线以上内壁粘附有溶液,此时不能再加水,否则会稀释所配制溶液,D错误。
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[名师答疑]
(1)溶质溶解转移至容量瓶时,一定要将溶液恢复至室温后再转移。
(2)转移溶液至容量瓶后,必须洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液一并注入容量瓶中。
(3)向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是引流,以防止溶液
外洒而造成损失。注意三点:①烧杯口紧靠玻璃棒。②玻璃棒中
部不能紧挨容量瓶瓶口。③玻璃棒的下端应靠在容量瓶刻度线以下
的内壁上。
(4)用胶头滴管定容至凹液面正好与刻度线相切,盖上瓶塞反复振荡摇匀,出现液面低于刻度线的情况,切记不要再加水。
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3.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H2SO4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
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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,H2SO4的物质的量为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,不是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。
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4.实验室里需用480 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,进行配制时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
解析 实验室无480 mL规格的容量瓶,只能选用500 mL容量瓶配500 mL溶液,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。
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5.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
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。
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6.下列溶液中,氯离子的物质的量浓度最大的是( )
A.100 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液
B.150 mL 1 mol·L-1的MgCl2溶液
C.10 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液
D.200 mL 1 mol·L-1的HCl溶液
解析 氯离子浓度大小与溶液体积无关,由各物质的物质的量浓度及NaCl、MgCl2、AlCl3和HCl的组成可知,各溶液中Cl-的物质的量浓度分别为1 mol·L-1、2 mol·L-1、3 mol·L-1、1 mol·L-1,故C中Cl-的物质的量浓度最大。
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7.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溶液加入到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
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解析 A项,错误在溶剂体积为1 L;C项,浓硫酸与H2O各1 L混合后溶液体积不是2 L,所得溶液物质的量浓度不等于9.2 mol·L-1;D项,未指明气体所处状况。
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9.关于配制100 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液,下列操作中错误的是( )
A.在托盘天平的两个托盘上放两片相同的纸,然后将NaOH固体放在纸片上称量
B.将NaOH固体放入烧杯中,加入适量蒸馏水,溶解并冷却至室温后,把溶液移入容量瓶中
C.用蒸馏水洗涤烧杯、玻璃棒2~3次,洗涤液也移入容量瓶中
D.沿着玻璃棒向容量瓶中加入蒸馏水,距刻度线1~2 cm 时改用胶头滴管滴加,直到溶液凹液面恰好与刻度线相切
解析 NaOH易潮解,应放在小烧杯或称量瓶中称量,A错误。
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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
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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,故A分析正确;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,故B分析错误;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,故C分析正确;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,故D分析正确。
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11.下列叙述正确的是( )
A.将30 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释到500 mL,则所得NaOH溶液的物质的量浓度为0.3 mol·L-1
B.配制250 mL 1.0 mol·L-1的H2SO4溶液,需要18 mol·L-1的浓硫酸的体积为30 mL
C.在0.270 kg质量分数为10%的CuCl2溶液中,Cl-的物质的量为0.4 mol
D.将80 g NaOH溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为2 mol·L-1
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二、非选择题
12.标准状况下11.2 L HCl气体溶于水形成500 mL溶液。
(1)所得盐酸的物质的量浓度为______________。
(2)向其中加入________g NaOH才能完全中和。
(3)若不考虑加入NaOH对体积造成的影响,所得NaCl的物质的量浓度为_____________。
(4)再向其中加入________mL密度为1.7 g·cm-3、质量分数为25%的AgNO3溶液可使Cl-完全沉淀。
1 mol·L-1
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1 mol·L-1
200
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13.将117 g NaCl溶于水配制成1 L溶液。
(1)该溶液中NaCl的物质的量浓度为____________,溶液中Cl-的物质的量浓度为_____________。
(2)配制1 mol·L-1的NaCl溶液500 mL,需该溶液的体积为________。
(3)向该溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl-的物质的量浓度为3 mol·L-1(假设溶液体积不变),则溶液中H+的物质的量浓度为__________,通入HCl气体的体积(标准状况下)为________。
2 mol·L-1
2 mol·L-1
0.25 L
1 mol·L-1
22.4 L
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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%
14.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:
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(1)该NaOH溶液的物质的量浓度为________mol/L。
(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:
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24.0
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(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________。
CFDBAE
100 mL容量瓶
偏低
无影响
偏高
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41
R
cB=eq \f(nB,V)
4.在NaCl、MgCl2、MgSO4形成的混合溶液中,c(Na+)=0.10 mol·L-1,c(Mg2+)=0.25 mol·L-1,c(Cl-)=0.20 mol·L-1,则c(SOeq \o\al(2-,4))为( )
A.0.15 mol·L-1
B.0.10 mol·L-1
C.0.25 mol·L-1
D.0.20 mol·L-1
解析 溶液为电中性,正、负电荷相等,c(Na+)+2c(Mg2+)=c(Cl-)+2c(SOeq \o\al(2-,4)),所以c(SOeq \o\al(2-,4))=0.20 mol·L-1。
解析 40 g NaOH的物质的量为1 mol,又因溶液体积为1 L,由公式得c=eq \f(n,V)=eq \f(1 mol,1 L)=1 mol·L-1,A正确;Na2CO3溶液的浓度为1 mol·L-1,则Na+浓度为2 mol·L-1,B错误;溶液是均一稳定的混合物,原溶液浓度为0.1 mol·L-1,则取出的0.1 L溶液和剩余的0.9 L溶液的浓度都为0.1 mol·L-1,C错误;n(Na2SO4)=cV=0.2 mol·L-1×1 L=0.2 mol,则n(Na+)=2n(Na2SO4)=2×0.2 mol=0.4 mol,D错误。
[名师答疑] 误差产生的原因与分析方法
(1)误差产生的原因
(2)误差分析方法
①根据cB=eq \f(nB,V)=eq \f(m,MV)判断。其他不变时:凡是使m或nB增大的因素,使cB偏大;反之,使cB偏小;凡是使V增大的因素,使cB偏小;反之,使cB偏大。
②定容时仰视或俯视刻度线图解
仰视刻度线(图a)会使加水量增多,所配溶液的浓度偏低;俯视刻度线(图b)会使加水量减少,所配溶液的浓度偏高。
8.V L K2SO4溶液中,含有K+ m g,则溶液中SOeq \o\al(2-,4)的物质的量浓度为( )
A.eq \f(39m,V) mol·L-1
B.eq \f(2m,39V) mol·L-1
C.eq \f(m,39V) mol·L-1
D.eq \f(m,78 V) mol·L-1
解析 由溶液中c(K+)=eq \f(m,39V) mol·L-1可知,溶液中c(SOeq \o\al(2-,4))=eq \f(1,2)c(K+)=eq \f(1,2)×eq \f(m,39V) mol·L-1=eq \f(m,78V) mol·L-1。
解析 A项,稀释前后溶质的物质的量不变,则30×10-3 L×0.5 mol·L-1=500×10-3 L×c(NaOH),解得c(NaOH)=0.03 mol·L-1,错误;B项,稀释前后溶质的物质的量不变,则250×10-3 L×1.0 mol·L-1=18 mol·L-1×V,解得V≈0.0139 L=13.9 mL,错误;C项,n(Cl-)=eq \f(0.270×103 g×10%,135 g·mol-1)×2=0.4 mol,正确;D项,NaOH溶于水后,溶液的体积不是1 L,错误。
解析 (1)c(HCl)=eq \f(\f(11.2 L,22.4 L·mol-1),0.5 L)=1 mol·L-1。
(2)HCl+NaOH===NaCl+H2O,所需NaOH质量为:
0.5 mol×40 g·mol-1=20 g。
(3)c(NaCl)=eq \f(0.5 mol,0.5 L)=1 mol·L-1。
(4)eq \f(V×1.7 g·cm-3×25%,170 g·mol-1)=0.5 mol,可知V=200 mL。
解析 (1)n(NaCl)=eq \f(117 g,58.5 g·mol-1)=2 mol,c(NaCl)=eq \f(n,V)=eq \f(2 mol,1 L)=2 mol·L-1,c(Cl-)=c(NaCl)=2 mol·L-1。
(2)配制500 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液所需NaCl的物质的量为1 mol·L-1×0.5 L=0.5 mol,设需要该溶液的体积为V,则有0.5 mol=2 mol·L-1×V,V=0.25 L。
(3)根据溶液中c(H+)+c(Na+)=c(Cl-),c(H+)=c(Cl-)-c(Na+)=c(Cl-)-c(NaCl)=3 mol·L-1-2 mol·L-1=1 mol·L-1,溶液中n(H+)=1 mol·L-1×1 L=1 mol,n(HCl)=n(H+)=1 mol,V(HCl)=22.4 L·mol-1×1 mol=22.4 L。
[名师答疑]
(1)配制溶液中溶质的质量、物质的量以及溶剂的质量、物质的量守恒,而溶液的体积不守恒。如:标准状况下,1 L水溶解了V L HCl气体,所得盐酸的密度为ρ g·cm-3,则该盐酸的
c(HCl)=eq \f(\f(V L,22.4 L·mol-1),\f(1000 g+\f(V L,22.4 L·mol-1)×36.5 g·mol-1,ρ g·mL-1)×10-3 L·mL-1)=eq \f(103ρV,2.24×104+36.5 V) mol·L-1。其质量分数为eq \f(\f(V L,22.4 L·mol-1)×36.5 g·mol-1,1000 g+\f(V L,22.4 L·mol-1)×36.5 g·mol-1)×100%=eq \f(36.5V,2.24×104+36.5V)×100%。
(2)物质的量浓度与溶质的质量分数的相互求算
物质的量浓度(mol·L-1)=
eq \f(1000 mL×溶液的密度(g·mL-1)×质量分数,溶质的摩尔质量(g·mol-1)×1 L)=eq \f(1000ρw,M)。
(3)溶质的质量分数与溶解度的相互求算
饱和溶液的溶质的质量分数
=eq \f(溶解度(g),(100+溶解度)(g))×100%。
(4)物质的量浓度与溶解度的相互求算
饱和溶液的物质的量浓度(mol·L-1)=
eq \f(1000 mL×饱和溶液的密度(g·mL-1)×\f(溶解度(g),(100+溶解度)(g)),溶质的摩尔质量(g·mol-1)×1 L)。
解析 (1)该NaOH溶液的物质的量浓度为
c(NaOH)=eq \f(1000 mL·L-1ρw(NaOH),M(NaOH))
=eq \f(1000 mL·L-1×1.2 g·cm-3×20%,40 g·mol-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。
(3)配制溶液时,首先溶解溶质,再转移、洗涤,之后是定容,摇匀,所以题述实验步骤的先后次序为CFDBAE。
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