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课时检测训练7 物质的量在化学实验中的应用
➢ 对应学生用书P272
1.将30 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液加水稀释到500 mL,关于稀释后的溶液叙述不正确的是( )
A.浓度为0.03 mol·L-1
B.从中取出10 mL溶液,其浓度为0.03 mol·L-1
C.稀释后的溶液中含NaOH 0.6 g
D.从中取出10 mL溶液,含NaOH 0.015 mol
解析 溶液稀释前后溶质的物质的量不变。从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,其浓度不变,但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。故选D。
答案 D
2.(2023·北京师大附中期中)某同学配制的植物营养液中有Zn2+、K+、NO、SO4种离子,其中K+、NO、SO的物质的量浓度分别为0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1,则Zn2+的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.0.7 mol·L-1
C.0.35 mol·L-1 D.0.9 mol·L-1
解析 溶液呈电中性不带电,因此溶液中存在电荷守恒2c(Zn2+)+c(K+)=c(NO)+2c(SO),因此c(Zn2+)=mol/L=
0.35 mol/L,故选C。
答案 C
3.(2024·安徽部分学校高三模拟)某科学考察团对农夫山泉进行了分析,检测出部分金属的含量如表(含量单位:g/100 mL),下列有关说法正确的是( )
金属种类
钠
镁
钾
钙
含量(g/100 mL)
2×10-5
5×10-5
1×10-5
4×10-4
A.表中的金属是以原子形式存在的
B.农夫山泉水中钙的含量为1×10-4 mol/L
C.1 L泉水中Na+的数量大于Mg2+的数量
D.该泉水中钾与钠的物质的量之比为1∶2
解析 农夫山泉水中含有的金属是以离子形式存在的,A错误;根据表格数据,该泉水中钙的含量为=1×10-4mol/L,B正确;1 L泉水中Na+的数量小于Mg2+的数量,C错误;根据表中数据可知,钾与钠的质量之比等于1∶2,D错误。
答案 B
4.下列实验操作或仪器选择正确的是 ( )
A.配制240 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液需要选择240 mL容量瓶
B.配制1 mol·L-1 H2SO4溶液,为了节省时间,可将浓硫酸直接注入容量瓶中
C.配制1 mol·L-1 AlCl3溶液时,将氯化铝晶体溶于适量浓盐酸中,加水稀释
D.移液时,玻璃棒下端紧靠容量瓶刻度线以上的位置
解析 A项,实验室没有规格为240 mL的容量瓶,应选择规格略大于配制溶液体积的容量瓶,错误;B项,不能在容量瓶中直接稀释浓硫酸,错误;C项,氯化铝易水解,将AlCl3溶于浓盐酸中可抑制AlCl3的水解,正确;D项,移液时,玻璃棒下端应紧靠容量瓶刻度线以下的位置,错误。
答案 C
5.(2023·福建福州模拟)用质量分数为6%的氯化钠溶液(密度约为1.04 g/cm3),配制50 g质量分数为3%的氯化钠溶液,下列说法正确的是( )
A.图中仪器有四种是不需要的,还需一种图中未画出的玻璃仪器
B.量取水时俯视读数会使所配溶液质量分数偏小
C.需要量取50 mL水配制3%氯化钠溶液
D.需要量取的6%氯化钠溶液的体积为24 mL
解析 配制该溶液所需仪器主要有烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管,故图中的a圆底烧瓶、b酸式滴定管、c碱式滴定管、d分液漏斗、f托盘天平、g容量瓶六种仪器均不需要,还需要的玻璃仪器有玻璃棒、量筒、胶头滴管,A错误。用量筒量取水时,俯视读数,实际液体体积比读数偏小,则所配溶液质量分数偏大,B错误。配制时需要6%的氯化钠溶液:50 g×3%÷6%=25 g,25 g÷(1.04 g/cm3)≈24 mL,水:50 g-25 g=25 g,C错误,D正确。
答案 D
6.(2023·青岛模拟)测定膨松剂中NaHCO3的含量(忽略其他成分与盐酸或NaOH的反应)。溶液配制:配制浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液。测定:①取少量膨松剂加入20.0 mL蒸馏水溶解;②将25.0 mL稀盐酸加入膨松剂中;③中和过量盐酸,记录消耗NaOH溶液的体积;④实验共进行了3次,并处理数据。下列分析错误的是( )
A.加入盐酸后发生反应的离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O
B.若实验室有100 mL、250 mL的容量瓶,应选用100 mL容量瓶配制盐酸
C.称量NaOH固体时不能将固体放在称量纸上称量
D.配制溶液定容时,若俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
解析 实验共进行了3次,需要盐酸的体积为75 mL,应选用100 mL容量瓶配制盐酸,故B正确;NaOH有腐蚀性,应放在小烧杯或玻璃器皿中称量,故C正确;配制溶液定容时,若俯视刻度线,会使溶液的体积偏小,根据公式c=可知浓度偏高,故D错误。
答案 D
7.已知Na2SO4和NaCl混合溶液中,Cl-的物质的量浓度是Na+的物质的量浓度的倍,则下列叙述中正确的是 ( )
A.溶液中一定有1 mol Na2SO4和3 mol NaCl
B.S所带电荷数是Na+所带电荷数的倍
C.S与Cl-的物质的量之和等于Na+的物质的量
D.Na2SO4和NaCl物质的量浓度比为1∶3
解析 在同一溶液中,c(Cl-)∶c(Na+)=3∶5,则n(Cl-)∶n(Na+)=3∶5。A选项,若溶液中二者的浓度比为3∶5,但不一定是1 mol Na2SO4和3 mol NaCl;B项和C项,电荷不守恒;D项中二者的物质的量浓度比正确。
答案 D
8.已知某“84”消毒液(有效成分为NaClO)瓶体部分标签如图所示,该“84”消毒液通常稀释100倍(体积之比)后使用。请回答下列问题:
“84”消毒液
有效成分 NaClO
规格 1 000 mL
质量分数 25%
密度 1.19 g·cm-3
(1)该“84”消毒液的物质的量浓度约为 mol·L-1(结果保留1位小数)。
(2)某同学取100 mL该“84”消毒液,稀释后用于消毒,稀释后的溶液中c(Na+)=
mol·L-1。
(3)该同学参阅该“84”消毒液的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO质量分数为25%的消毒液。下列说法正确的是 。
A.如图所示的仪器中,有三种是不需要的,还需要一种玻璃仪器
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干后才能用于溶液配制
C.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒会导致结果偏低
D.需要称量NaClO固体的质量为143.0 g
(4)“84”消毒液与稀硫酸混合使用可增强消毒能力,某消毒小组人员用98%
(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸配制2 L 2.3 mol·L-1的稀硫酸用于增强“84”消毒液的消毒能力。
①所配制的稀硫酸中,H+的物质的量浓度为 mol·L-1。
②需用浓硫酸的体积为 mL。
解析 (1)由c=得,c(NaClO)=mol·L-1≈4.0 mol·L-1。
(2)稀释前后溶液中NaClO的物质的量不变,则有100 ×10-3 L×4.0 mol·L-1=100×10-3L×
c(NaClO)×100,解得稀释后c(NaClO)=0.04 mol·L-1,c(Na+)=c(NaClO)=0.04 mol·L-1。
(3)选项A,需用托盘天平称取NaClO固体,需用烧杯溶解NaClO,需用玻璃棒进行搅拌和引流,需用容量瓶和胶头滴管来定容,图示中的a、b不需要,但还需要玻璃棒和胶头滴管,错误;选项B,配制过程中需要加水,所以洗涤干净后的容量瓶不必烘干,错误;选项C,未洗涤烧杯和玻璃棒将导致配制的溶液中溶质的物质的量减小,结果偏低,正确;选项D,应选取500 mL的容量瓶进行配制,然后取出480 mL即可,所以需要NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L-1×74.5 g·mol-1=149.0 g,错误。
(4)①根据H2SO4的组成可知,溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=4.6 mol·L-1。②2 L 2.3 mol·L-1的稀硫酸中溶质的物质的量为2 L×2.3 mol·L-1=4.6 mol,设需要98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸的体积为V mL,则有=4.6 mol,解得V=250.0。
答案 (1)4.0 (2)0.04 (3)C (4)①4.6 ②250.0
9.下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
按要求回答下列问题:
(1)硫酸的物质的量浓度为________,氨水的物质的量浓度为________。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4)__________9.2 mol·L-1,c(NH3)___________ 6.45 mol·L-1 (填“>”“<”或“=”,下同)。
(3)各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)________49%,w(NH3)________12.5%。
解析 (1)利用c=计算,c(H2SO4)= mol·L-1=18.4 mol·L-1,c(NH3)= mol·L-1≈12.9 mol·L-1。
(2)硫酸的密度大于水,氨水的密度小于水,各取5 mL与等质量的水混合后,所得稀硫酸的体积大于 10 mL,稀氨水的体积小于10 mL,故有c(H2SO4)<9.2 mol·L-1,c(NH3)>6.45 mol·L-1。
(3)5 mL硫酸和5 mL氨水的质量分别为1.84 g·cm-3×5 mL=9.2 g、0.88 g·cm-3×5 mL= 4.4 g,而5 mL水的质量约为5 g,故各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)>49%,w(NH3)<12.5%。
答案 (1)18.4 mol·L-1 12.9 mol·L-1
(2)< > (3)> <
10.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为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为( )
A.(b-a)/V mol·L-1
B.(2b-a)/V mol·L-1
C.2(b-a)/V mol·L-1
D.2(2b-a)/V mol·L-1
解析 由离子方程式:2OH-+Mg2+===Mg(OH)2↓可知,OH-为a mol,则Mg2+为a/2 mol,MgSO4为a/2 mol;由离子方程式:SO+Ba2+===BaSO4↓可知,Ba2+为b mol, SO为b mol,MgSO4和K2SO4共b mol,则K2SO4为(b-a/2) mol,其含有的K+为(b-a/2)mol×2=(2b-a) mol;原混合溶液中的K+为2×(2b-a) mol,所以原混合溶液中钾离子的浓度为2(2b-a)/V mol·L-1。
答案 D
11.如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线,下列说法中正确的是( )
A.a的溶解度大于b的溶解度
B.在t ℃时,a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同
C.当a中含有少量b时,可以用冷却结晶法提纯a
D.在t ℃时,将a、b的饱和溶液升温后,溶质的质量分数:a>b
解析 由溶解度曲线可知,当温度小于t ℃时,a的溶解度小于b的溶解度,当温度等于t ℃时,a的溶解度等于b的溶解度,当温度大于t ℃时,a的溶解度大于b的溶解度,故A错误;在t ℃时,a、b两物质的溶解度相等,所以在t ℃时,a、b饱和溶液中溶质的质量分数相同,但溶液的密度、溶质的摩尔质量不等,故B错误;由图可知,b的溶解度随温度的升高变化不大,a的溶解度随温度的升高变化较大,所以当a中含有少量b时,可以用冷却结晶法提纯a,故C正确;在t ℃时,a、b两物质的溶解度相等,即在t ℃时,a、b饱和溶液中的溶质质量分数相同,将a、b的饱和溶液升温后,溶液由饱和变为不饱和,但溶质的质量分数仍相等,故D错误。
答案 C
12.下列说法正确的是( )
A.把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4跟100 mL H2O混合,硫酸的物质的量浓度为1.5 mol·L-1
B.把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl溶液的溶质质量分数是10%
C.把200 mL 3 mol·L-1的BaCl2溶液跟100 mL 3 mol·L-1的KCl溶液混合后,溶液中的c(Cl-)仍然是 3 mol·L-1
D.把100 mL 20%的NaOH溶液跟100 mL H2O混合后,NaOH溶液的溶质质量分数是10%
解析 把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4跟100 mL H2O混合,溶液的总体积小于200 mL,硫酸的物质的量浓度大于1.5 mol·L-1,A错误;与水混合前后,NaCl的质量不变,则把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl溶液的溶质质量分数为×100%=10%,B正确;3 mol·L-1的BaCl2溶液中氯离子浓度为6 mol·L-1,3 mol·L-1的KCl溶液中氯离子浓度为3 mol·L-1,混合后氯离子浓度在3~6 mol·L-1之间,C错误;氢氧化钠溶液的密度与水的密度不相同,不知道氢氧化钠溶液的密度,无法计算混合后溶液的总质量,D错误。故选B。
答案 B
13.(2021·高考浙江1月选考)某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7晶体,流程如下:
已知:4Fe (CrO2)2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2
2H++2CrCr2+H2O
相关物质的溶解度随温度变化如下图。
请回答:
(1)步骤Ⅰ,将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率,其理由是 。
(2)下列说法正确的是 。
A.步骤Ⅱ,低温可提高浸取率
B.步骤Ⅱ,过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe(OH)3
C.步骤Ⅲ,酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7
D.步骤Ⅳ,所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3
(3)步骤Ⅴ,重结晶前,为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:溶解KCl → → → → →重结晶。
a.50℃蒸发溶剂;b.100℃ 蒸发溶剂;c.抽滤;d.冷却至室温;e.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;f.蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热。
解析 根据题给已知,铬铁矿与足量熔融Na2CO3发生高温氧化反应生成Na2CrO4、NaFeO2和CO2,所得固体冷却后用水浸取,其中NaFeO2发生强烈水解:NaFeO2+2H2ONaOH+
Fe(OH)3↓,过滤得到含Na2CrO4、NaOH、Na2CO3的滤液,加入适量硫酸酸化,NaOH、Na2CO3与硫酸反应生成Na2SO4,Na2CrO4转化为Na2Cr2O7(发生的反应为2Na2CrO4+H2SO4Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O),经蒸发结晶、过滤、洗涤得到的滤液中主要含Na2Cr2O7,加入KCl后经多步操作得到K2Cr2O7,据此分析作答。
(1)步骤Ⅰ中铬铁矿与足量熔融Na2CO3发生高温氧化反应生成Na2CrO4、NaFeO2和CO2,将铬铁矿粉碎,可增大反应物的接触面积,加快高温氧化的速率。
(2)选BC。A.根据Na2CrO4的溶解度随着温度的升高而增大,步骤Ⅱ中应用高温提高浸取率,A错误;B.步骤Ⅱ中用水浸取时NaFeO2发生强烈水解:NaFeO2+2H2ONaOH+Fe(OH)3↓,经过滤可除去Fe(OH)3,B正确;C.步骤Ⅲ酸化时,平衡2H++2CrCr2+H2O正向移动,主要目的使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,C正确;D.根据分析,步骤Ⅳ中过滤所得滤渣主要成分为Na2SO4,D错误。
(3)Na2Cr2O7中加入KCl发生反应Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl,根据各物质的溶解度随温度的变化曲线可知,K2Cr2O7的溶解度随温度升高明显增大,NaCl溶解度随温度升高变化不明显,50℃时两者溶解度相等,故为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品,步骤Ⅴ重结晶前的操作顺序为:溶解KCl→50℃蒸发溶剂→蒸发至溶液出现晶膜,停止加热→冷却至室温→抽滤→重结晶;故答案为:aedc。
答案 (1)增大反应物的接触面积
(2)BC
(3)a e d c
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