内容正文:
综合训练
(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.下列说法中,正确的是( )
A.氢氧化钠的摩尔质量是40 g
B.1 mol硫酸的质量是98 g·mol-1
C.甲烷的摩尔质量就是它的相对分子质量
D.1 mol NH3含N原子约6.02×1023个
答案 D
解析 氢氧化钠的摩尔质量是40 g·mol-1,A错误;1 mol硫酸的质量是98 g,B错误;甲烷的摩尔质量如果用g·mol-1作单位,在数值上与它的相对分子质量相等,C错误;1 mol NH3含N原子的物质的量是1 mol,即含氮原子约6.02×1023个,D正确。
[名师答疑] 摩尔质量的计算方法
(1)M=,该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定,不能认为摩尔质量与质量成正比、与物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子的质量)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。
(3)Mr=m(一个原子的质量)÷m(12C),原子的摩尔质量(g·mol-1)在数值上等于其相对原子质量,即一个原子的实际质量(g)与一个12C原子质量(g)的的比值。
2.将6.0 mol·L-1 H2SO4溶液由10 mL稀释至200 mL,再从中取出20 mL,这20 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.0.05 mol·L-1 B.0.3 mol·L-1
C.0.15 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
答案 B
解析 根据稀释前后溶质的物质的量不变得6.0 mol·L-1×10×10-3 L=c(H2SO4)×200×10-3 L,解得c(H2SO4)=0.3 mol·L-1。由于溶液为均一稳定的混合物,则取出的20 mL溶液的浓度依然为0.3 mol·L-1。
3.一种气体的质量是14.2 g,体积是4.48 L(标准状况),该气体的摩尔质量是( )
A.28.4 B.28.4 g·mol-1
C.71 D.71 g·mol-1
答案 D
解析 14.2 g该气体的物质的量n===0.2 mol,故该气体的摩尔质量M===71 g·mol-1,D正确。
4.30 mL 1 mol·L-1氯化钠溶液和40 mL 0.5 mol·L-1氯化钙溶液混合后,混合液中Cl-的物质的量浓度为(忽略混合前后溶液体积变化)( )
A.0.5 mol·L-1 B.0.6 mol·L-1
C.1.0 mol·L-1 D.2.0 mol·L-1
答案 C
解析 30 mL 1 mol·L-1氯化钠溶液中含有氯离子的物质的量为30×10-3 L×1 mol·L-1=0.03 mol,40 mL 0.5 mol·L-1氯化钙溶液中含有氯离子的物质的量为40×10-3 L×0.5 mol·L-1×2=0.04 mol,两溶液混合后,溶液中Cl-的物质的量浓度为=1.0 mol·L-1,C正确。
5.用固体NaOH配制250 mL 0.2 mol·L-1的NaOH溶液,下列操作会导致溶液浓度偏高的是( )
A.定容时仰视刻度线
B.将NaOH固体在烧杯中溶解后迅速小心转移至250 mL容量瓶中
C.定容时不小心加水超过了刻度线,此时迅速用胶头滴管吸出一些
D.摇匀后发现凹液面最低点低于刻度线,再补加蒸馏水到凹液面最低点与刻度线相平
答案 B
解析 定容时仰视刻度线,加入的水过量,所得溶液浓度偏低,A错误;NaOH固体溶解时放热,将NaOH固体在烧杯中溶解后迅速小心转移至250 mL容量瓶中,所得溶液体积偏小,浓度偏高,B正确;定容时不小心加水超过刻度线,用胶头滴管吸出一些,导致溶液中溶质的量偏小,浓度偏低,C错误;摇匀后发现凹液面最低点低于刻度线,再补加蒸馏水到凹液面最低点与刻度线相平,导致溶液体积偏大,浓度偏低,D错误。
6.一定量的质量分数为10%的NaOH溶液,蒸发掉100 g水后,其质量分数为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)=20 g÷40 g·mol-1=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0.5 mol÷0.1 L=5 mol·L-1。
7.有98 g纯H2SO4和纯H3PO4的混酸,测知其中氧元素的质量分数为65.3%,则混酸中H2SO4和H3PO4的物质的量之比为( )
A.1∶1 B.3∶1
C.4∶1 D.任意比
答案 D
解析 H2SO4、H3PO4的相对分子质量相等,其中氧元素的质量分数都为65.3%,所以氧元素的质量分数与混酸中两物质的物质的量的比例无关。
8.设阿伏加德罗常数的值为NA,标准状况下某O2和N2的混合气体m g中含有b个分子,则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(单位为L)应是( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 标准状况下,m g O2和N2的混合气体含有b个分子,则n g该混合气体含有的分子数为,所以在标准状况下所占的体积为 mol×22.4 L·mol-1= L。
9.用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.9 g H2O中所含有的H原子数为2NA
B.0.2 mol/L CaCl2溶液中所含有的Cl-数为0.4NA
C.标准状况下,22.4 L H2SO4中的H原子数为2NA
D.标准状况下,5.6 L CH4气体中含有的H原子数为NA
答案 D
解析 9 g H2O的物质的量是=0.5 mol,所含有的H原子数为NA,A错误;0.2 mol/L CaCl2溶液的体积未知,不能计算其中所含有的Cl-数目,B错误;标准状况下硫酸不是气体,不能用气体摩尔体积进行计算,22.4 L H2SO4中的H原子数不是2NA,C错误;标准状况下,5.6 L CH4气体的物质的量是=0.25 mol,其中含有的H原子的物质的量是1 mol,氢原子数为NA,D正确。
[名师答疑] 阿伏加德罗常数考查中的常设陷阱
(1)物质组成:气体单质的组成除常见的双原子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等),NaCl只含Na+和Cl-,不含NaCl分子;Na2O2由Na+和O构成;盐酸中不含有HCl分子。
(2)粒子种类:粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等,原子由原子核与核外电子构成。解答时要看准题目要求。
(3)气体所处状况是否为标准状况及标准状况下是否为气体。
10.如图所示是配制一定物质的量浓度溶液的过程。下列说法中错误的是( )
A.所配制的Na2CO3溶液的物质的量浓度为1.0 mol·L-1
B.操作2是将操作1得到的Na2CO3溶液转移到容量瓶中
C.操作4如果仰视,所配得溶液浓度偏低
D.操作5中,定容摇匀后发现液面低于刻度线,要继续加水至液面与刻度线平齐
答案 D
解析 由图可知,所配溶液的体积为100 mL,10.6 g碳酸钠的物质的量为=0.1 mol,所配碳酸钠溶液的浓度为=1 mol·L-1,A正确;将固体碳酸钠溶解,溶液冷却至室温后转移到容量瓶中,操作2是移液,B正确;操作4是定容,若仰视,则所配溶液体积偏大,浓度偏低,C正确;定容摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至液面与刻度线平齐,导致所配溶液的体积偏大,浓度偏低,D错误。
11.下列有关溶液配制的说法错误的是( )
A.称取12.5 g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于500 mL水中,所得溶液物质的量浓度为0.1 mol·L-1
B.取58.5 g NaCl固体溶于水中制得1 L溶液,所得溶液中NaCl的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.将100 g 5%的食盐水加热蒸发掉50 g水后,所得溶液中NaCl的质量分数为10%
D.将浓度为2 mol·L-1硫酸钠溶液10 mL加水稀释至200 mL,所得溶液浓度为0.1 mol·L-1
答案 A
解析 12.5 g胆矾的物质的量为=0.05 mol,所得溶液的V≠0.5 L,故其c(CuSO4)≠0.1 mol/L,A错误。
12.用如图浓硫酸配制稀硫酸,下列说法正确的是( )
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.若需要配制100 mL 1.00 mol·L-1的稀硫酸,通过计算后,用10 mL量筒量取9.20 mL浓硫酸
B.浓硫酸与等质量的水混合后冷却,所得溶液的浓度大于9.2 mol·L-1
C.若定容时加水超过刻度线,应用胶头滴管吸出多余的液体
D.向容量瓶转移液体时,导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁
答案 D
解析 浓硫酸的浓度是 mol·L-1=18.4 mol·L-1,若需要配制100 mL 1.00 mol·L-1的稀硫酸,需要浓硫酸的体积是 mL≈5.4 mL,A错误;浓硫酸与等质量的水混合后冷却,溶液的质量分数变为49%,密度减小,根据c=可知,所得溶液的浓度小于9.2 mol·L-1,B错误;定容时加水超过刻度线,需要重新配制,C错误。
13.在t ℃时,将a g NH3完全溶于水,得到V mL溶液,该溶液的密度为ρ g·cm-3,质量分数为w,其中含NH的物质的量为b mol。下列叙述错误的是( )
A.溶质的质量分数w=×100%
B.溶质的物质的量浓度c= mol·L-1
C.溶液中c(NH)= mol·L-1
D.上述溶液中再加入V mL水(设总体积变为2V mL),所得溶液溶质的质量分数小于0.5w
答案 A
解析 A项,w=×100%。B项,c== mol·L-1。C项,溶液中c(NH)== mol·L-1。D项,氨水的密度小于水的密度,加入等体积水混合后,氨水密度变大,所得溶液溶质的质量分数小于0.5w。
二、非选择题
14.现有m g某X2气体,它的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)一个X原子的质量为________g。
(3)该气体在标准状况下的体积为________L。
(4)该气体溶于水后形成V L溶液,其溶液的物质的量浓度为________mol/L。
(5)该气体溶于1 L水中(不考虑反应),所得溶液的密度为ρ g/cm3,则该溶液的物质的量浓度为________mol/L。
(6)相同状况下,若X2与氮气以体积比1∶4混合,该混合气体相对氢气的密度为14.4,则X2的相对分子质量为________。
(7)若标准状况下X2的密度为1.25 g/L,X原子最外层有________个电子。
答案 (1) (2) (3) (4)
(5) (6)32 (7)5
解析 (2)设该气体的物质的量为1 mol,则一个分子的质量为 g,而该分子是双原子分子,故一个X原子的质量为 g。
(3)标准状况下,该气体的体积为×22.4 L/mol= L。
(4)c== mol/L= mol/L。
(5)1 L水的质量m(水)=1 L×1000 g/L=1000 g,所得溶液质量m(溶液)=1000 g+m g,溶液的体积V(溶液)= L= L,c=== mol/L。
(6)相同状况下,若X2与氮气以体积比1∶4混合,则X2与氮气的物质的量之比为1∶4,由于气体的密度之比等于其相对分子质量之比,则混合气体的平均相对分子质量为14.4×2=28.8,则=28.8 g/mol,求得X2的相对分子质量为32。
(7)若标准状况下X2的密度为1.25 g/L,X2的摩尔质量为1.25 g/L×22.4 L/mol=28 g/mol,则X的相对原子质量为14,推断出X为氮元素,氮原子最外层电子数为5。
15.已知:①标准状况下,1体积水中最多能溶解500体积的HCl;②饱和NaCl溶液的浓度约为5.00 mol·L-1。将448 L(标准状况下)HCl气体溶于1 L水中,所得溶液A的密度为1.20 g·cm-3,则溶液A中HCl的物质的量浓度为________。(本题计算结果均取三位有效数字)
(1)若使1 L饱和NaCl溶液中的Cl-浓度与溶液A中的Cl-浓度相等,则在1 L饱和NaCl溶液中还应溶解________L标准状况下的HCl气体(溶液体积变化忽略不计)。
(2)若将10.0 mL溶液A稀释成500 mL溶液B,则溶液B中HCl的物质的量浓度为________。
(3)在溶液B的配制过程中,使用前必须检查是否漏液的仪器是________。
答案 13.9 mol·L-1 (1)199 (2)0.278 mol·L-1 (3)容量瓶
解析 标准状况下,448 L HCl为20 mol,溶液A的体积为 L≈1.44 L,则c(HCl)=≈13.9 mol·L-1。
(1)Cl-的物质的量浓度相差(13.9-5.00) mol·L-1=8.9 mol·L-1,需溶解标准状况下的HCl气体的体积为8.9 mol·L-1×1 L×22.4 L·mol-1≈199 L。
(2)设溶液B中HCl的物质的量浓度为c(B),根据稀释公式可知13.9 mol·L-1×10.0×10-3 L=c(B)×500×10-3 L,解得c(B)=0.278 mol·L-1。
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