内容正文:
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
教学目标
1.理解物质的量浓度的概念,运用物质的量浓度的概念进行简单的计算,学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
2.通过学习溶液的配制建立溶液组成的简单模型,通过对溶质的质量分数与物质的量浓度的比较,提高运用比较、归纳、推理的能力,培养理论联系实际的学习自然科学的思想。
3.通过进行一定物质的量浓度溶液的配制实验,培养实验探究的能力,逐步加强科学探究与创新意识。
重点和难点
重点:物质的量浓度的概念,运用物质的量浓度的概念进行简单的计算
难点:一定物质的量浓度溶液的配制实验
◆知识点一 物质的量浓度
1.溶质的质量分数
(1)概念:溶液中的溶质质量与溶液质量之比。
(2)表达式:w(溶质)=×100%。
2.溶液的物质的量浓度
(1)概念:表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。也称为B的物质的量浓度。
(2)符号:cB,常用单位:mol·L-1或 mol/L
(3)表达式:cB=。
nB表示溶质B的物质的量,单位是:mol。
V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,单位是:L或m-3。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数相同,但所含溶质的质量、物质的量则因体积不同而改变。
3.溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
(1)换算公式:cB= mol·L-1
其中,M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
(2)推导方法:设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
特别提醒
(1)溶质用物质的量表示,而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等,应根据有关公式换算为物质的量。
(2)表达式中的体积(V)指溶液的体积,不是溶剂,也不是溶剂和溶质的体积之和。
(3)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,c(Al3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。如a g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水得到V L溶液,其物质的量浓度为c(CuSO4)== mol·L-1。
即学即练
1.某无土栽培营养液中的浓度为。设为阿伏加德罗常数的值,该营养液中含有的个数为
A. B. C. D...
【答案】A
【详解】N =c(mol/L)× V(L)× NA,因此n(K+)=0.006 mol/L × 5 L = 0.03 mol,对应粒子数为0.03NA。
故选A。
2. 体积为VmL,密度为ρg•mL-1的溶液中,含有摩尔质量为Mg•mol-1的溶质mg,其物质的量浓度为
C mol•L-1,溶质的质量分数为a%。下列关系式错误的是( )。
A.a%=×100% B.c=(mol•L-1)
C.c=1000×ρ·a×M(mol•L-1) D.m=V×ρ×a%
【答案】C
【解析】根据c=,则a%=×100%,故A正确;c===mol/L,故B正确;c=,故C错误;m=VmL×ρg/mL×a%=(V×ρ×a%),D项正确。
◆知识点二 物质的量浓度及相关计算
1.溶液稀释定律(守恒观点)
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
(3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
2.溶液混合的计算:混合前后溶质的物质的量或质量不变。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),
m1·ω1+m2·ω2=m(混)·ω(混)。
混合后溶液的体积:①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
特别提醒
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数。
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数
即学即练
1.(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1。
(2)若从(1)中所配溶液中取出50 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1;溶质的质量为________ g。
(3)若将(2)中的50 mL溶液用水稀释到100 mL,所得溶液中Na+的物质的量浓度为________mol·L-1,SO的物质的量浓度为________mol·L-1。
[答案] (1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1
[解析] (1)n(Na2SO4)==0.1 mol,
c(Na2SO4)==0.2 mol·L-1。
(2)从中取出50 mL溶液,浓度仍为0.2 mol·L-1,溶质的质量为m=n·M=c·V·M=0.2 mol·L-1×0.05 L×142 g·mol-1=1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL,据c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),溶液中Na2SO4物质的量浓度变为原来的,即0.1 mol·L-1,故溶液中Na+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,SO的物质的量浓度0.1 mol·L-1。
2.下列说法正确的是
A.把98 g硫酸溶于1 L水中,则溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.1 mol·L-1的NaCl溶液中含有1 mol NaCl
C.从100 mL的1 mol·L-1的硫酸溶液中取出10 mL,则这10 mL硫酸溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1
D.1 mol·L-1的CaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为2 mol·L-1
【答案】D
【解析】98g硫酸的物质的量是1mol,将1mol硫酸溶于1L水时溶液体积大于1L,则配制溶液浓度小于1mol/L,A项错误;溶液体积未知,无法计算溶液中含有溶质氯化钠物质的量,B项错误;溶液具有均一性,从100mL的1mol·L-1的硫酸溶液中取出10 mL,则这10 mL硫酸溶液的物质的量浓度仍然是1mol·L-1,C项错误;1mol/LCaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为:1mol/L×2=2 mol/L,D项正确。
◆知识点三 一定物质的量浓度溶液的配制
1. 容量瓶
①结构:细颈、梨形、平底玻璃容器,带磨口玻璃塞。
②标志:温度、容积和刻度线。
③规格:100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等.
④用途:配制一定体积、准确浓度的溶液。
2.以配制100 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液为例
—n(NaCl)=0.04 mol,m(NaCl)=2.34 g
—
—
—
—
—
—
—装至试剂瓶中
即学即练易错提醒
配制溶液时的注意事项
(1)溶解或稀释时若有明显的热量变化,必须等溶液温度恢复至室温后才能转移到容量瓶中。
(2)转移溶液时必须用玻璃棒引流。
(3)溶解用的烧杯和玻璃棒一定要洗涤2~3次,洗涤液要转移到容量瓶中。
(4)移液后要先振荡均匀再定容。
(5)定容时一定要用胶头滴管小心操作,万一加水过多,则必须重新配制。
(6)定容时观察刻度要平视,使凹液面最低点与刻度线相切。
1.用98%的浓硫酸配制1L0.1mol·L-1稀硫酸,不需要用到的仪器是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A为量筒、B为容量瓶、C为分液漏斗、D为胶头滴管,用98%的浓硫酸配制1L0.1mol·L-1稀硫酸的实验中,需要用到量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等,不需要用到分液漏斗,故选C。
2.某同学用碳酸钠固体配制的碳酸钠溶液的过程如图所示,你认为该同学的错误共有
A.5处 B.4处 C.3处 D.2处
【答案】C
【详解】配制一定物质的量浓度的溶液的步骤有:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,根据图中①~⑦具体的实验操作判断操作方法的正误;第一步称量时应该是左物右码,在第④步和第⑤步之间还需要旋摇混匀,第⑥步定容时,视线要与容量瓶中的凹液面相平,所以总共3处错误,答案选C。
◆知识点四 溶液配制中的误差分析
(1)分析依据
cB=,如V变大,cB减小,如nB变大,cB增大。
(2)具体情况分析
可能引起误差的一些操作
过程分析
对浓度
的影响
m
V
称量过程中的误差分析
称量时间过长
减小
-
偏低
称NaOH时用滤纸
减小
-
偏低
配制过程中的误差分析
移液前容量瓶内有少量水
不变
不变
无影响
向容量瓶转移液体时有少量液体流出
减小
-
偏低
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
-
偏低
定容时,水加多后用滴管吸出
减小
-
偏低
定容摇匀时液面下降再加水
-
增大
偏低
定容时仰视读刻度(图1)
-
增大
偏低
定容时俯视读刻度(图2)
-
减小
偏高
未冷却至室温就注入容量瓶定容
-
减小
偏高
即学即练易错提醒
容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低。
②俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高。
1.配制一定物质的量浓度的稀H2SO4溶液时,下列操作会造成所配溶液浓度偏高的是
A.定容时仰视液面 B.移液时有少量溶液溅出
C.移液后烧杯未用蒸馏水洗涤 D.用量筒量取浓硫酸时仰视液面
【答案】D
【详解】A.定容时仰视液面会导致溶液体积偏大,浓度偏低,A不符合题意;
B.移液时溶液溅出导致溶质减少,浓度偏低,B不符合题意;
C.移液后烧杯未洗涤导致溶质残留,溶质总量减少,浓度偏低,C不符合题意;
D.量取浓硫酸时仰视液面,实际量取的浓硫酸体积偏多,溶质增加,浓度偏高,D符合题意;
故选D。
2.配制一定物质的量浓度的溶液是重要的定量实验,下列有关说法正确的是
A.将336mLHCl溶于水配成300mL溶液,所得溶液物质的量浓度为0.05mol·L-1
B.配制1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,用托盘天平称量5.85 g NaCl固体
C.配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高
D.用浓盐酸配制稀盐酸,量取浓盐酸时仰视量筒刻度线会导致所配溶液浓度偏高
【答案】D
【详解】A.题目未说明HCl是否为标准状况下的气体,无法确定其物质的量,A错误;
B.托盘天平精度为0.1g,无法准确称量5.85g NaCl,B错误;
C.定容时仰视刻度线会导致溶液体积偏大,浓度偏低,C错误;
D.量取浓盐酸时仰视量筒刻度线,实际量取体积偏大,溶质物质的量增加,导致浓度偏高,D正确;
一、物质的量浓度
1.定义:以单位体积溶液中所含溶质的B的物质的量来表示溶液组成的物理量。
2.符号:cB。
3.单位:mol·L-1或mol·m-3。
4.公式:cB=。
公式cB=中V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶的结构与规格
2.容量瓶的选择与使用
(1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器,选择容量瓶应遵循“大而近”的原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。
(2)使用前要查漏。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
(3)使用容量瓶注意“五不”:不能溶解固体,不能稀释浓溶液,不能加热,不能作反应容器,不能长期存放溶液。
(4)定容时平视刻度,凹液面最低点与刻度线相切。
3.溶液配制中的误差分析
误差的判断依据:cB==,故凡是能影响固体质量的操作或影响溶液体积的操作都会产生误差。
特别提醒
注意1:量筒的使用注意事项
①量筒的常见规格有10 mL、25 mL、50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。
②量筒没有“0”刻度。
③为了减小实验误差,量取溶液时应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒,如量取7mL液体应选用10mL量筒。
注意2:定容时的读数问题
俯视刻度线时溶液实际体积小于读数,仰视刻度线时溶液实际体积大于读数,都会产生误差。
注意3:准确配制一定物质的量浓度溶液的两个关键
①准确称量固体溶质的质量(或准确量取浓溶液的体积);
②准确标定所配制溶液的体积。
实践应用
1.100mL1mol/LNa2SO4溶液中的物质的量为
A.1mol/L B.0.1mol/L C.1mol D.0.1mol
【答案】D
【详解】通过n=cV计算,Na2SO4的物质的量为1mol/L×0.1L=0.1mol,每个Na2SO4提供1个,故的物质的量为0.1mol;
故选D。
2.实验室由固体配制500mL0.10mol·L-1溶液,若实验遇下列情况,导致所配溶液的物质的量浓度偏低的是
A.移液前,容量瓶内有蒸馏水 B.固体失去部分结晶水
C.未冷却至室温就转移定容 D.定容时仰视刻度线
【答案】D
【详解】A.容量瓶中的蒸馏水在定容时会被计入总体积,最终溶液体积准确,浓度不受影响,故A不选;
B.失去结晶水的CuSO4·5H2O固体中CuSO4的实际质量增加,导致溶质物质的量偏多,浓度偏高,故B不选;
C.热溶液体积膨胀,定容后冷却体积收缩,实际溶液体积小于500mL,浓度偏高,故C不选;
D.仰视刻度线时,实际液面超过刻度线,溶液体积偏大,导致浓度偏低,故D选;
答案选D。
考点一 物质的量浓度
【例1】将一定质量的铁片放入溶液中,待充分反应后取出铁片,洗净后称量,发现铁片比原来增加了0.2g,则该溶液的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设硫酸铜的质量为xg
x=4g,该溶液的物质的量浓度为,故选A
解题要点
正确理解物质的量浓度
(1)体积是溶液的体积,不是溶剂的体积,应根据V=计算。
(2)溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或某种特定组合。
(3)在一定浓度的溶液里取出任意体积的溶液,其浓度不变,所含溶质的质量改变。
【变式1-1】下列溶液中c(NO)比100 mL 2 mol·L-1硝酸钡溶液中c(NO)大的是( )
A.300 mL 1 mol·L-1的硝酸钠溶液
B.100 mL 1.5 mol·L-1的硝酸铝溶液
C.200 mL 1.5 mol·L-1的硝酸镁溶液
D.200 mL 3 mol·L-1的硝酸钾溶液
【答案】B
【解析】c(NO)与溶液的体积无关,1 mol·L-1的NaNO3溶液中c(NO)=1 mol·L-1;1.5 mol·L-1的Al(NO3)3溶液中c(NO)=4.5 mol·L-1;1.5 mol·L-1的Mg(NO3)2溶液中c(NO)=3.0 mol·L-1;3 mol·L-1的KNO3溶液中c(NO)=3 mol·L-1。
【变式1-2】下列关于物质的量的叙述正确的是
A.40g NaOH固体溶解在1L水中,所得溶液的物质的量浓度为1mol/L
B.标准状况下,22.4L H2O的质量约为18g
C.0.5mol Na2SO4中含有Na+的物质的量为1mol
D.1mol/L KOH溶液中含有6.02×1023个OH-
【答案】C
【解析】A.1L是水的体积不是溶液体积,所得溶液的物质的量浓度不为1mol/L,A选项错误;B.标准状况下,水不是气态,不能用气体摩尔体积衡量,B选项错误;C.0.5molNa2SO4中含有1molNa+,C选项正确;D.缺少溶液体积,无法计算,D选项错误;答案选C。
考点二 物质的量浓度及相关计算
【例2】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×2×0.25 mol·L-1-0.1 L×0.3 mol·L-1=0.5 L×2a,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;故答案选B。
【变式2-1】下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是解题要点
将溶液用水稀释或去水浓缩时,溶液的体积发生变化,但溶质的质量不变,因此溶质的物质的量也不变。即:
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1 = m2w2。
(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1 = c2V2。
(3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)。
A.同浓度的三种物质的溶液:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
【答案】B
【解析】假设三种溶液的浓度均为1mol/L,则Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液中浓度分别=1mol/L×1=1mol/L、1mol/L×1=1mol/L和1mol/L×3=3mol/L,即浓度之比为1∶1∶3,A项错误;溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后盐酸物质的量浓度==0.5mol/L,溶液具有均一性、稳定性,所以稀释后溶液中盐酸浓度都是相同的,与溶液体积大小无关,5mL溶液物质的量浓度为0.5mol/L,B项正确;1mol·L-1的NaCl溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,0.5mol•L-1的BaCl2溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=1mol/L,故两者混合后,不考虑体积的变化,c(Cl-)=1mol•L-1,C项错误;1L为水的体积,不是溶液的体积,则溶液体积未知不能计算盐酸的物质的量浓度,D项错误。
【变式2-2】现有质量分数为20%,物质的量浓度为的稀蒸发掉一定量的水,使之质量分数变为40%,此时该的物质的量浓度为,则和的数值关系是
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【解析】溶液中溶质的质量分数由20%变为40%,则蒸发掉原溶液质量一半的水,设质量分数为20%的的密度为,蒸发后密度为,根据物质的量浓度与溶液密度、质量分数的关系有:,,,得,的浓度越大密度越大,,则得到,故B符合题意。综上所述,答案为B。
考点三 一定物质的量浓度溶液的配制
【例3】实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL:
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:①称量
②计算 ③溶解 ④倒转摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容
⑧冷却。正确的操作顺序为 ,本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、 。
(2)某同学欲称量一定量的NaOH固体,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。烧杯的实际质量为 g,要完成本实验该同学应称出 g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是 。
(4)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起浓度偏高的是 (填序号)。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒 ②转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面 ③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水 ④定容时俯视刻度线 ⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶中并定容 ⑥定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
【答案】(1)②①③⑧⑤⑥⑦④ 250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)27.4 10.0
(3)检查容量瓶是否漏水 (4)④⑤
【解析】(1)实验室没有240 mL规格的容量瓶,应配制250 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液,配制步骤:计算、称量、溶解或稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,则正确的顺序为②①③⑧⑤⑥⑦④;结合操作方法可知,使用的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管,所以还缺少的仪器为250 mL容量瓶、胶头滴管。(2)结合“左盘物体的质量=右盘物体的质量+游码的读数”可知,烧杯的实际质量为30 g-2.6 g=27.4 g;配制250 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液,需要NaOH的质量为1.0 mol·L-1×0.25 L×40 g·mol-1=10.0 g。(3)容量瓶带有瓶塞,配制过程中需要摇匀,则使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。(4)①没有洗涤烧杯和玻璃棒,溶质质量减小,浓度偏低;②转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面,溶质质量减小,浓度偏低;③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水,不影响溶液体积和溶质质量,浓度不变;④定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏高;⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶中并定容,冷却后溶液体积减小,浓度偏高;⑥定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线,溶液体积增大,浓度偏低。
解题要点
配制一定物质的量浓度溶液时注意事项:
①解答需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器比较,寻找要补充的仪器。
②所用定量仪器的精确度:量筒(精确到0.1mL)、托盘天平(精确到0.1g)。
【变式3-1】关于配制980 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液的实验,下列说法正确的是( )。
A.需要称取CuSO4·5H2O固体的质量为16.0 g
B.一定要用到的玻璃仪器有 1000 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、漏斗、胶头滴管
C.为加快CuSO4·5H2O固体的溶解,可适当加热,然后趁热将溶液转移到容量瓶中
D.倒立摇匀后发现液面低于刻度线,若补加蒸馏水至刻度线会使所得溶液的浓度偏低
【答案】D
【解析】实验室没有980 mL容量瓶,应该选用1000 mL容量瓶配制。需要称取CuSO4·5H2O固体的质量=1 L×0.1 mol·L-1×250 g·mol-1=25.0 g,A项错误;配制一定物质的量浓度的溶液用到的玻璃仪器有 1000 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,用不到漏斗,B项错误;为加快CuSO4·5H2O固体的溶解,可适当加热,然后将溶液冷却后转移到容量瓶中,C项错误;倒立摇匀后发现液面低于刻度线,若补加蒸馏水至刻度线,导致溶液的体积偏大,所得溶液的浓度偏低,D项正确。
【变式3-2】实验室里需要配制450mL0.1mol•L-1的NaOH溶液,下列说法正确的是
A.用托盘天平称量1.80g的氢氧化钠固体
B.加适量蒸馏水溶解氢氧化钠固体,并将溶液立即转移至容量瓶内
C.将溶液转移至容量瓶时若有少量溅洒到瓶外,应重新配制
D.定容后发现液面低于刻度线,应及时补充少量蒸馏水
【答案】C
【解析】A.配制0.1mol·L-1的NaOH溶液450mL,应选择500mL容量瓶,需要氢氧化钠质量=0.1mol·L-1×0.5L×40g·mol-1=2.0g,故A项错误;
B.氢氧化钠溶解放热,要冷却至室温,再将溶液转移至容量瓶内,故B项错误;
C.溶液转移至容量瓶时若有少量溅洒到瓶外,则溶质的物质的量减少,配制结果偏小,应重新配制,故C项正确;
D.定容后,将容量瓶振荡均匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加少量水至刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏小,故D项错误;
故本题选C。
考点四 溶液配制中的误差分析
【例4】实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1Na2CO3溶液,下列说法错误的是( )。
A.称量时,若将Na2CO3固体置于托盘天平右盘,将导致所配溶液浓度偏小
B.将Na2CO3固体置于烧杯中溶解,冷却后转移到容量瓶中
C.定容摇匀后发现液面低于刻度线,应再滴加蒸馏水至刻度线
D.将配制好的Na2CO3溶液转移至带橡胶塞的试剂瓶中
【答案】C
【解析】A项,需称取Na2CO3固体的质量:m=nM=cVM=0.2 mol·L-1×0.5 L×106 g·mol-1=10.6 g,固体放在右盘,会导致实际称量的Na2CO3的质量只有9.4 g,正确;B项,固体在烧杯中溶解,容量瓶不能用于固体溶解,正确;C项,定容摇匀后因为容量瓶内壁上粘有液滴,所以液面低于刻度线,此时无需滴加蒸馏水,错误;D项,Na2CO3溶液显碱性,不能用带玻璃塞的试剂瓶,正确。
解题要点
误差分析的思维流程
配制溶液定容时误差分析:
①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高。
(3)量取一定体积的液体时,不同仪器的仰视和俯视
仪器类型
观察方法
误差
“0”刻度在下边
仰视
偏高(偏大)
俯视
偏低(偏小)
“0”刻度在上边
仰视
偏低(偏小)
【变式4-1】配制一定物质的量浓度的某溶液,下列情况会使所配溶液的浓度偏低的是( )
①配制烧碱溶液,称量烧碱时放在滤纸上②配制烧碱溶液,未冷却即转移、定容③烧杯及玻璃棒未洗涤④定容时,俯视容量瓶的刻度线⑤定容时加水至刻度线并摇匀后,发现液面低于刻度线⑥天平的砝码生锈了
A. ①③ B. ②⑤⑥ C. ①③④ D. ①③④⑤
【答案】A
【解析】由于NaOH固体容易吸水潮解,若在配制烧碱溶液,称量烧碱时放在滤纸上,一部分NaOH变为溶液浸在滤纸上,导致溶质减少,则配制的溶液浓度偏低,①符合题意;NaOH固体溶于水放出热量,若配制烧碱溶液,未冷却即转移、定容,待溶液恢复至室温时,液面低于刻度线,溶液的体积偏小,则导致配制的溶液浓度偏高,②不符合题意;烧杯及玻璃棒未洗涤,导致溶质的物质的量减小,最终使配制的溶液浓度偏低,③符合题意;定容时,俯视容量瓶的刻度线,溶液的体积偏小,导致配制的溶液浓度偏高,④不符合题意;定容时加水至刻度线并摇匀后,发现液面低于刻度线,这是由于溶液粘在容量瓶瓶颈上,对配制的溶液浓度无影响,⑤不符合题意;天平的砝码生锈了,称量的溶质质量偏大,溶质的物质的量就偏多,则最终使溶液的浓度偏大,⑥不符合题意;综上所述可知:使溶液浓度偏低的有①③,故合理选项是A。
【变式4-2】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:
(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:
(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)=
==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、洗涤溶液,之后是定容,摇匀,所以上述实验步骤的先后次序为CFDBAE。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为100 mL容量瓶。
(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。
基础达标
1.某学生配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液,其中不会使溶液浓度偏低的是
A.用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,未将洗涤液移入容量瓶中
B.容量瓶刚用蒸馏水洗净,没有干燥
C.定容时,加蒸馏水先使液面略高于刻度线,再吸出少量水使凹液面与刻度线相切
D.定容时仰视刻度线
【答案】B
【详解】A.未将洗涤液移入容量瓶中,溶质的物质的量减小,导致溶液浓度偏低,A不符合题意;
B.最后还要加水定容,所以没有烘干容量瓶,对所配溶液浓度无影响,B符合题意;
C.吸出液体可能带走溶质,导致溶液浓度偏低,C不符合题意;
D.仰视刻度线导致加水量过多,溶液体积增大,使溶液浓度偏低,D不符合题意;
答案选B。
2.用溶液配制溶液,必须用到的仪器是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】配制溶液,必须用到的仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶等。故选B。
3.实验室用的浓盐酸(密度为)配制的稀盐酸,下列说法正确的是
A.需用10mL的量筒量取的浓盐酸8.3mL
B.按如图操作将浓盐酸转移到容量瓶中
C.其他操作正确,定容时仰视容量瓶刻度线会使所配溶液浓度偏高
D.标况下,将2.24L HCl溶于100mL水也可配得的稀盐酸
【答案】A
【详解】A.浓盐酸的物质的量浓度为=,需要浓盐酸的体积为,所以需用10mL的量筒量取的浓盐酸8.3mL,A正确;
B.应先在烧杯中稀释,恢复到室温在转移到容量瓶中,B错误;
C.其他操作正确,定容时仰视容量瓶刻度线会使溶液体积偏大,导致所配溶液浓度偏低,C错误;
D.标况下,将2.24L HCl溶于100mL水,得到溶液的体积不是100mL,所以无法计算配得的盐酸浓度,D错误;
故选A。
4.用NaOH固体配制一定物质的量浓度的NaOH溶液。下列图示对应的操作中错误的是
A.溶解
B.转移
C.定容
D.摇匀
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.固体在烧杯中溶解并用玻璃棒搅拌,A正确;
B.溶液转移时需要用玻璃棒引流,B正确;
C.定容时眼睛应平视,凹液面与刻度线最低处相切,C错误;
D.定容完成后上下颠倒摇匀溶液,D正确;
故选C。
5.下列说法中,正确的是
A.2.24LN2中一定含有2molN
B.80gNaOH溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L
C.在标准状况下,20mLNH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
D.18gH2O在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】C
【详解】A.未指明温度和压强,无法确定氮气的物质的量,A错误;
B.80gNaOH溶解在1L水中,溶液体积不等于1L,浓度无法达到2mol/L,B错误;
C.标准状况下气体体积比等于分子数比,20mL:60mL=1:3,C正确;
D.标准状况下H2O为液体,体积远小于22.4L,D错误;
故选C。
6.实验室用固体配制溶液,下列说法正确的是
A.使用托盘天平称量时,应称取固体
B.配制完成后,应在试剂瓶中加入少量铁粉防止被氧化
C.若在移液前,容量瓶内有少量蒸馏水,则所配制溶液的浓度偏低
D.若在定容时,仰视刻度线,则所配制溶液的浓度偏高
【答案】B
【详解】A.由于没有240mL规格的容量瓶,因此需要用250mL规格的容量瓶,可知所需质量为,但托盘天平精度为0.1g,实际应称7.0g,故A错误;
B.Fe2+易被氧化,加入铁粉可防止其氧化,故B正确;
C.容量瓶内残留蒸馏水不影响最终体积,浓度不变,故C错误;
D.定容时仰视容量瓶的刻度线,导致溶液体积偏大,根据可知,所得溶液浓度偏低,故D错误;
故答案选B。
7.下列叙述中正确的是
A.配制480mL、0.1mol/L的NaOH溶液,需要1.92 g溶质
B.标准状况下,22.4L H2O 的质量是18 g
C.0.2mol•L﹣1 的 Al2(SO4)3 溶液中,SO42-的物质的量浓度是0.2mol•L﹣1
D.56g 的 CO 和 N2 混合气体在标准状况下的体积约为44.8L
【答案】D
【详解】A.需要用500mL容量瓶配制溶液,,A错误;
B.标准状况下H₂O为液态,无法计算,B错误;
C.Al2(SO4)3电离后浓度为原浓度的3倍,即0.2mol/L×3=0.6mol/L,C错误;
D.CO和N的摩尔质量均为28g/mol,56g混合气体总物质的量为2mol,标准状况下体积为2mol×22.4L/mol=44.8L,D正确;
故选D。
8.配制100mL0.1mol·L-1NaOH溶液,下列操作或说法正确的是
A.需要使用的主要玻璃仪器有100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管
B.称取0.4gNaOH,加入100mL容量瓶中,加水溶解、定容
C.定容时,若仰视刻度线,则所配溶液的浓度将偏低
D.定容时,若加水超过刻度线,可用胶头滴管吸出多余部分
【答案】C
【详解】A.配制溶液需要的主要玻璃仪器包括烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管,选项缺少烧杯,A错误;
B.NaOH固体不能在容量瓶中直接溶解,应先在烧杯中溶解并冷却后再转移至容量瓶,B错误;
C.定容时仰视刻度线会导致溶液体积偏大,溶质物质的量不变,浓度偏低,C正确;
D.加水超过刻度线后吸出溶液会减少溶质,导致浓度偏低,应重新配制,D错误;
故答案选C。
9.侯式制碱法制备NaHCO3的原理为:CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.常温常压下,11.2LNH3含有的原子数目为2NA
B.常温常压下,18gH2O含有的原子数目为3NA
C.1molNaHCO3完全分解,得到的CO2分子数为NA
D.0.2mol·L-1NH4Cl溶液中含有Cl-数目为0.2NA
【答案】B
【详解】A.常温常压下,11.2L NH3的物质的量小于0.5mol,原子数目小于0.5×4=2NA,故A错误;
B.18g H2O的物质的量为1mol,每个水分子含3个原子,总原子数为3NA,故B正确;
C.根据2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,1mol NaHCO3分解生成0.5mol CO2,分子数为0.5NA,故C错误;
D.未提供溶液体积,无法计算Cl−的物质的量,故D错误;
选B。
10.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为
B.的氯化镁溶液中含氯离子数为
C.标准状况下,中分子数为
D.常温常压下,中含有原子数为
【答案】D
【详解】A.标准状况下,22.4L氮气和氧气混合气体总物质的量为1mol,但均为双原子分子,原子总数为2NA,A错误;
B.未提供溶液体积,无法计算氯离子物质的量,B错误;
C.标准状况下,H2O为液态,不能用气体摩尔体积计算分子数,C错误;
D.2g H2的物质的量为1mol,含2mol H原子,对应原子数为2NA,D正确;
故答案为:D。
综合应用
11.实验室利用KCl固体配制 溶液,利用浓硫酸配制 硫酸溶液,下列有关说法错误的是
A.两种溶液配制过程中,均需使用500 mL容量瓶
B.两种溶液配制过程中,所用仪器不完全相同
C.溶液配制过程中,玻璃棒均只起搅拌作用
D.量取浓硫酸时俯视读数,导致量取体积偏小
【答案】C
【详解】A.配制480mLKCl溶液需使用500mL容量瓶,配制500mL硫酸溶液同样需要500mL容量瓶,A正确;
B.KCl固体配制需托盘天平,浓硫酸配制需量筒,所用仪器不完全相同,B正确;
C.玻璃棒在溶解时用于搅拌,在转移溶液时用于引流,并非“只起搅拌作用”,C错误;
D.俯视量筒刻度会导致实际量取的浓硫酸体积小于读数,D正确;
故选C。
12.配制一定物质的量浓度溶液时,下列操作或说法不正确的是
A.容量瓶使用前必须检漏,但可以不用干燥
B.配制的溶液,所需的玻璃仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
C.用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时,浓硫酸溶于水后应冷却至室温才能转移到容量瓶中
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,会使所配溶液浓度偏低
【答案】B
【详解】A.容量瓶使用前检漏是必须的,而是否干燥不影响最终浓度,A正确;
B.实验室没有180mL容量瓶,应选用250mL容量瓶配制,B错误;
C.浓硫酸稀释后需冷却,避免热胀冷缩导致体积误差,C正确;
D.仰视刻度线导致溶液体积偏大,浓度偏低,D正确;
故选B。
13.溶液浓度是常用的物理量,下列说法正确的是
A.将固体溶于水中,所得溶液物质的量浓度为
B.配制溶液,需称量固体的质量为
C.质量分数为98%的浓硫酸与等体积水混合后,硫酸的质量分数大于49%
D.溶液和溶液中浓度相同
【答案】C
【详解】A.58.5g NaCl的物质的量为1mol,将58.5g NaCl溶于1L水后,溶液体积大于1L,浓度小于1mol/L,故A错误;
B.配制480mL溶液需选用500mL容量瓶,所需NaOH质量为=4.0g,故B错误;
C.浓硫酸密度远大于水,等体积的98%的浓硫酸和水,硫酸的质量大于水的质量,等体积混合后,硫酸质量分数高于49%,故C正确;
D.Na2SO4中浓度为0.1mol/L,Al2(SO4)3中浓度为0.3mol/L,浓度不同,故D错误;
选C。
14.表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的原子总数为
B.含有的氧原子数为
C.溶液中含有的为
D.标准状况下22.4LH2含有的分子数为
【答案】C
【详解】A.44gCO2的物质的量为1mol,每个CO2分子含3个原子,原子总数为3,故A错误;
B.2molH2O含2mol氧原子,氧原子数为2,故B错误;
C.1LNaOH溶液中NaOH完全离解,的物质的量为1mol,数目为,故C正确;
D.标准状况下22.4LH2的物质的量为1mol,分子数为,故D错误;
故答案为:C。
15.配制的溶液的部分过程示意图如下。下列说法正确的是
A.步骤1中用NaCl溶解可以在烧杯中进行也可以在容量瓶中进行
B.步骤2中需用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶
C.步骤3中液面距刻度线1-2mm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切
D.步骤4中摇匀后若容量瓶内液面下降,需加水至刻度线
【答案】B
【详解】A.容量瓶是精密计量仪器,设计用于定容而非溶解操作,应在烧杯中溶解NaCl,待溶解液恢复至室温后再转移到容量瓶定容,A错误;
B.烧杯内壁和玻璃棒可能有少量氯化钠残留,步骤2中用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次,并将洗涤液注入容量瓶中,可确保溶质全部被转移到容量瓶中,B正确;
C.步骤3中,当液面距离刻度线12cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切,C错误;
D.摇匀过程中,会有部分液体附着在容量瓶的瓶塞、瓶颈内壁等部位,步骤4中摇匀后液面下降为正常现象,不能加水至刻度线,D错误;
故选B。
16.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.100g46%乙醇水溶液中所含氧原子数目为
B.常温常压下,所含分子数目为
C.(超重水)中所含中子数为
D.将80gNaOH溶于水配成1L溶液,所得NaOH溶液的物质的量浓度为2mol/L
【答案】B
【详解】A.100g46%乙醇水溶液中含46g乙醇(1mol)和54g水(3mol),乙醇和水中的氧原子总数:4,A正确;
B.常温常压下气体摩尔体积大于22.4L/mol,22.4L NO2的物质的量小于1mol,且部分转化为N2O4导致分子数减少,故分子数小于,B错误;
C.T2O的摩尔质量为22g/mol,22gT2O的物质的量为1mol,每个分子含12个中子,总数为12,C正确;
D.80g NaOH的物质的量为2mol,配成1L溶液浓度为2mol/L,D正确;
故选B。
17.设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的中子数为
B.溶液中含分子数为
C.将标准状况下和混合,混合气体含有的原子数为
D.含的浓盐酸和足量充分反应,转移电子数为
【答案】C
【详解】A.的摩尔质量为22g/mol,18g对应物质的量为,每个分子含有的中子数为,因此总中子数为,故A错误;
B.NaCl为强电解质,在水溶液中完全离解为Na⁺和Cl⁻,不存在NaCl分子,故B错误;
C.标准状况下,11.2L NO为0.5mol,含1mol原子,5.6L O2为0.25mol,含0.5mol原子,因此总原子数为,虽然NO和O2可能反应生成NO2或N2O4,但反应前后原子总数不变,故C正确;
D.浓盐酸与MnO2反应时,随浓度降低反应停止,实际参与反应的HCl小于0.2mol,则转移电子数小于0.1NA,故D错误;
故选C。
拓展培优
18.现有一份纯碱样品,已知其中含有氯化钠杂质。某化学实验小组为测定样品中碳酸钠的含量进行如下实验:
步骤Ⅰ:准确称量42.40g纯碱样品,加入适量蒸馏水溶解;
步骤Ⅱ:向上述溶液中逐滴加入溶液,直至不再产生沉淀为止;
步骤Ⅲ:将所得混合物过滤、洗涤、干燥,得到30.00g固体。
请计算:
(1)步骤Ⅲ中所得固体的物质的量为 mol。
(2)样品中的质量分数为 。
(3)下列实验方案中,能测定样品中碳酸钠质量分数的是 。
A.向步骤Ⅰ所得溶液逐滴加入标准盐酸完全反应,共消耗b mol的稀盐酸。经计算,测得样品中的质量分数为
B.向步骤Ⅰ所得溶液中加入足量稀硫酸,将生成的气体用碱石灰吸收,碱石灰增重a g。经计算,测得样品中的质量分数为
C.向步骤Ⅰ所得溶液中加入硝酸酸化,再加入足量的硝酸银溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得c g固体。
【答案】(1)0.30
(2)75%
(3)AC
【详解】(1)步骤Ⅲ中所得固体为CaCO3,质量为30.00g,物质的量为:;
(2)根据碳元素守恒,的物质的量为0.30mol,质量分数为:;
(3)A.向步骤Ⅰ所得溶液逐滴加入标准盐酸完全反应,共消耗b mol的稀盐酸,发生反应:,经计算,测得样品中的质量分数为,A符合题意;
B.向步骤Ⅰ所得溶液中加入足量稀硫酸,将生成的气体用碱石灰吸收,碱石灰可吸收产生的CO2和水且比例未知,无法测定样品中的质量分数,B不符合题意;
C.向步骤Ⅰ所得溶液中加入硝酸酸化,再加入足量的硝酸银溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得c g固体,固体为AgCl,根据氯元素守恒,NaCl的物质的量为:,样品中的质量分数为:,C符合题意;
故选AC。
19.I.根据所学知识填写下列空白
(1)81g某金属氯化物MCl2中含有1.2mol,则金属M的摩尔质量为 。
(2)将14.2g无水硫酸钠溶于水配成500mL硫酸钠溶液,蒸发浓缩,使溶液体积为50mL,所得溶液中Na+的物质的量浓度为 。
(3)0.6gH2含有 mol质子,在标准状况下的体积是 L。
(4)0.5molH2SO4分子的质量为 ;有个Al3+的Al2(SO4)3晶体中所含的物质的量为 。
(5)相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为 ,若欲使SO2和SO3中氧元素的质量相等,则SO2和SO3的质量之比为 。
II.实验室需使用的稀硫酸480mL,现欲用质量分数为98%的浓硫酸(密度为)进行配制。回答下列问题:
(6)如图所示的仪器中,配制溶液肯定不需要的是 (填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 和 (填仪器名称)。
(7)需用量筒量取98%的浓硫酸的体积为 mL。
(8)若配制过程中的其他操作均准确,下列操作能使所配溶液浓度偏高的有 。
①洗涤量取浓硫酸后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②稀释后的硫酸溶液未冷至室温就将其转移到容量瓶中
③定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸出
④定容时,俯视刻度线
⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
【答案】(1)24g/mol
(2)4mol/L
(3) 0.6 6.72
(4) 49g 0.15mol
(5) 5:4 6:5
(6) A、D 玻璃棒 胶头滴管
(7)12.5
(8)①、②、④
【详解】(1)MCl2中n(Cl-)=1.2mol,则n(MCl2)=0.6mol。(MCl2)=81g/0.6mol=135g/mol。M(M)=135 g/mol -2×35.5 g/mol =24g/mol(Cl摩尔质量取35.5g/mol)。
(2)n(Na2SO4)=14.2g/142g/mol=0.1mol,n(Na+)=0.2mol。浓缩后V=50mL,c(Na+)=0.2mol/0.05L=4mol/L。
(3)n(H2)=0.6g/2g/mol=0.3mol,质子数=0.3×2=0.6mol(每个H2含2质子)。V=0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
(4)m(H2SO4)=0.5mol×98g/mol=49g,n(Al3+)=mol=0.1mol,所以n[Al2 (SO4) 3]=0.05mol,n(SO)=3×0.05mol=0.15mol。
(5)质量均为m时:n(SO2):n(SO3)=m/64:m/80=5:4。氧元素质量相等时,即为两种分子中氧原子的个数相同,故有:m(SO2)/m(SO3)=(3×80)/(2×64)=6:5
(6)由题目信息知配制溶液需要500mL容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒和胶头滴管,不需要圆底烧瓶和分液漏斗,即选AD;还需要用到玻璃棒和胶头滴管;
(7)浓硫酸浓度:c1= mol/L =18.4mol/L。实际配制500mL溶液(无480mL容量瓶):c1V1c2V2 ⇒ 18.4mol/L×V1=0.46mol/L×0.5L,V1=(0.46 mol/L×0.5L)/18.4≈0.0125L=12.5mL。
(8)①洗涤量取浓硫酸的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中,导致溶质物质的量偏大,溶液浓度偏高;②未冷却就移液并定容,会导致冷却后溶液体积偏小,浓度偏高;③定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸,导致浓硫酸物质的量偏小,则配制溶液浓度偏低;④定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高;⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水,不影响V,则配制溶液浓度不变;⑥定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低;故以上操作能使所配溶液浓度偏高的有①②④。
20.回答下列问题:
I.如表是小高在人民医院临床检测结果报告单的部分数据:
分析项目
检测结果
单位
葡萄糖
4.50
mmol/L
甘油三酯
2.95
mmol/L
(1)报告单中“mmol/L”是 (选填“摩尔质量”、“摩尔体积”或“物质的量的浓度”)的单位。
(2)若在检测小高血液中葡萄糖的含量,如果以mg·dL-1为单位(1.0L=10.0dL),则小高血液中葡萄糖的含量为 mg·dL-1(计算结果保留一位小数)。
II.小高回到实验室以后,欲用某厂的a和b款的“葡萄糖”试剂(标签如下)配制两瓶分别为950mL、980mL浓度均为0.55mol/L的葡萄糖溶液。
(3)用托盘天平称量的b款“葡萄糖”试剂质量比a款“葡萄糖”试剂质量多了 g。
(4)图为实验室配制葡萄糖溶液的过程示意图。
i.其中操作有误的是 (填操作序号),原因是 。
ii.在操作的流程中,可能使配制的溶液浓度偏高的是 (填选项)。
A.转移液体时,有少量液体溅到容量瓶外
B.称取“葡萄糖”试剂时,砝码和试剂放反了
C.定容时,俯视刻度线
D.将洗涤液都注入容量瓶后,没有轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀
【答案】(1)物质的量的浓度
(2)81.0
(3)9.9
(4) ① 不可以用量筒溶解 CD
【详解】(1)报告单中“”是物质的量的浓度的单位;
(2)小高血液中葡萄糖的含量是;
(3)均需配制1000mL溶液,故需称取b款“葡萄糖”试剂质量比a款“葡萄糖”试剂质量多了;
(4)i.其中操作有错误的是①,①溶解应该在烧杯中进行,而不能在量筒中;
ii. A.转移液体时,有少量液体流出容量瓶外,m偏小,c偏低,不选;
B.称取葡萄糖时,砝码和葡萄糖放反了,少称量游码读数的2倍质量,m偏小,c偏低,不选;
C.定容时俯视刻度线,V偏小,c偏高,选;
D.将洗涤液都注入容量瓶后,未轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀,V偏小,c偏高,选;
故选CD。
21.提纯NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+、K+和)得到NaCl纯品的方案如下,所用试剂为①BaCl2溶液、②Na2CO3溶液、③盐酸和④NaOH溶液。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)过滤前滴加试剂的顺序为 。(用序号表示)
(3)利用NaCl纯品配制450mL0.1000mol·L-1NaCl溶液,将下列步骤正确排序 。
①继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。
②将称好的NaCl倒入烧杯中,加入适量蒸馏水搅拌溶解。
③盖紧容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
④称取 g NaCl纯品。
⑤将溶解后的NaCl溶液转移至容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液一并注入容量瓶,轻轻摇匀。
(4)利用配制好的NaCl溶液测定某工业废水中Ag+的浓度(不考虑其他离子的反应)。准确量取废水25.00mL于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度线,摇匀。取20.00mL稀释后溶液与上述NaCl溶液反应,恰好完全反应时,消耗NaCl溶液体积为12.50mL,该工业废水中Ag+的物质的量浓度为 mol·L-1。
【答案】(1)蒸发皿
(2)①②④或①④②或④①②
(3) ④②⑤①③
(4)0.25
【详解】(1)仪器a的名称是蒸发皿。
(2)根据分析可知,过滤前滴加试剂的顺序为①②④或①④②或④①②。
(3)利用纯品配制溶液,容量瓶选择规格,需要氯化钠的物质的量为:,其质量为:(托盘天平称量只能精确至)。根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。其操作顺序是:④②⑤①③。
(4)银离子与氯离子反应的离子方程式为:,根据方程式系数关系:,消耗的氯离子的量为:,所以原溶液中,。
22.生理盐水是指临床上常用的渗透压与人体血浆的渗透压相等的氯化钠溶液。其质量分数为0.9%,密度为。某实验小组需要配制480mL生理盐水。
(1)用托盘天平称量 gNaCl固体。
(2)下图为溶液配制的过程,请将下列操作排序:a→b→ →e→ 。
用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液注入容量瓶,其目的是 。
(3)下列说法不正确的是________。
A.容量瓶在使用前需检查是否完好,瓶口处是否漏水
B.容量瓶使用前需烘干
C.定容时仰视容量瓶上的刻度线,所配溶液浓度偏小
D.将容量瓶上下颠倒摇匀,静置后液面低于刻度线,补加少量水至刻度线
【答案】(1)4.5
(2) dc fg 避免溶质损失
(3)BD
【分析】据配制一定物质的量浓度溶液一般步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,用到的仪器:量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、容量瓶,量取浓硫酸需要使用量筒,在误差分析时,要考虑溶质的变化和溶液体积的变化,以此解题。
【详解】(1)题目要求配制480mL生理盐水,但实验室容量瓶规格通常为500mL,因此按500mL计算,溶液质量=体积×密度=500mL×1.005g/cm³=502.5g,NaCl质量=502.5g×0.9%=4.5225g,考虑托盘天平精确度,应该称量4.5g氯化钠固体;
(2)根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、振荡、定容、摇匀,故答案为:dc;fg;
(3)A.容量瓶在使用前需检查是否完好,瓶口处是否漏水,A正确;
B.定容时需加蒸馏水至刻度线,少量残留水不影响最终浓度,B错误;
C.仰视会导致实际液面高于刻度线(读数偏小),即加入的水偏多,溶液体积偏大,最终溶液浓度偏小,C正确;
D.摇匀后液面低于刻度线是正常现象(部分溶液附着在瓶壁上),若补加水,会导致溶液体积偏大,浓度偏小,D错误;
故选BD。
23.加碘食盐中的碘以碘酸钾(KIO3,摩尔质量为214g/mol)的形式存在。
已知:。请回答下列问题:
(1)甲同学取少量加碘食盐样品,加入适量稀硫酸和KI溶液,再加入几滴 溶液,发现溶液变为蓝色,则证明食盐中含有。
(2)医学上用碘酸钾口服液预防或治疗缺碘症状人群。乙同学在实验室利用KIO3固体配制100mL0.050mol/LKIO3溶液,需用托盘天平称量KIO3固体 g;实验具体操作如下图所示,则正确的操作顺序为 (填序号)。
(3)下列操作可能使所配KIO3溶液浓度偏小的是_______(填字母)。
A.稀释和转移用的烧杯、玻璃棒未洗涤
B.配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水
C.定容时俯视容量瓶的刻度线
D.进行上述操作②后,发现液面低于刻度线,补加蒸馏水至刻度线
(4)早期加碘盐中加入的是KI,但是KI口感有些发涩,且在空气中不稳定,KI不稳定的原因可能是 。
【答案】(1)淀粉
(2) 1.1 ①⑤④③②
(3)AD
(4)KI被氧气氧化
【分析】I2遇淀粉溶液变蓝,所以可以用淀粉溶液检验I2,配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为:计算、称量和量取、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,配制过程中若溶质有损失或水加多都会导致浓度偏低。
【详解】(1)和反应的离子方程式为:,产生的I2遇淀粉溶液变蓝,所以可以用淀粉溶液检验I2,故答案为:淀粉;
(2),用托盘天平称量1.1g;实验具体操作如下图所示,则正确的操作顺序为:计算、称量和量取、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,根据图示,正确的操作顺序为:①⑤④③②;故答案为:1.1;①⑤④③②;
(3)A.配制溶液时,稀释和转移用的烧杯、玻璃棒未洗涤,则损失溶质,使所配溶液物质的量浓度偏低,故A正确;
B.配制溶液前容量瓶中有少量蒸馏水,无影响,故B错误;
C.定容时俯视容量瓶的刻度线,使溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,故C错误;
D.进行操作②后,液面低于刻度线,是因为残留在刻度线上方瓶壁的溶液未及时流回,属于正常现象,若再加蒸馏水,则使溶液浓度偏低,故D正确;
故答案为:AD;
(4)碘化钾中的碘离子具有较强的还原性,容易被氧化,故答案为:KI被氧气氧化;
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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
教学目标
1.理解物质的量浓度的概念,运用物质的量浓度的概念进行简单的计算,学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
2.通过学习溶液的配制建立溶液组成的简单模型,通过对溶质的质量分数与物质的量浓度的比较,提高运用比较、归纳、推理的能力,培养理论联系实际的学习自然科学的思想。
3.通过进行一定物质的量浓度溶液的配制实验,培养实验探究的能力,逐步加强科学探究与创新意识。
重点和难点
重点:物质的量浓度的概念,运用物质的量浓度的概念进行简单的计算
难点:一定物质的量浓度溶液的配制实验
◆知识点一 物质的量浓度
1.溶质的质量分数
(1)概念:溶液中的溶质质量与溶液质量之比。
(2)表达式:w(溶质)=×100%。
2.溶液的物质的量浓度
(1)概念:表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。也称为B的物质的量浓度。
(2)符号:cB,常用单位:mol·L-1或 mol/L
(3)表达式:cB=。
nB表示溶质B的物质的量,单位是:mol。
V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,单位是:L或m-3。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数相同,但所含溶质的质量、物质的量则因体积不同而改变。
3.溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
(1)换算公式:cB= mol·L-1
其中,M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
(2)推导方法:设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
特别提醒
(1)溶质用物质的量表示,而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等,应根据有关公式换算为物质的量。
(2)表达式中的体积(V)指溶液的体积,不是溶剂,也不是溶剂和溶质的体积之和。
(3)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,c(Al3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。如a g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水得到V L溶液,其物质的量浓度为c(CuSO4)== mol·L-1。
即学即练
1.某无土栽培营养液中的浓度为。设为阿伏加德罗常数的值,该营养液中含有的个数为
A. B. C. D...
【答案】A
【详解】N =c(mol/L)× V(L)× NA,因此n(K+)=0.006 mol/L × 5 L = 0.03 mol,对应粒子数为0.03NA。
故选A。
2. 体积为VmL,密度为ρg•mL-1的溶液中,含有摩尔质量为Mg•mol-1的溶质mg,其物质的量浓度为
C mol•L-1,溶质的质量分数为a%。下列关系式错误的是( )。
A.a%=×100% B.c=(mol•L-1)
C.c=1000×ρ·a×M(mol•L-1) D.m=V×ρ×a%
【答案】C
【解析】根据c=,则a%=×100%,故A正确;c===mol/L,故B正确;c=,故C错误;m=VmL×ρg/mL×a%=(V×ρ×a%),D项正确。
◆知识点二 物质的量浓度及相关计算
1.溶液稀释定律(守恒观点)
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
(3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
2.溶液混合的计算:混合前后溶质的物质的量或质量不变。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),
m1·ω1+m2·ω2=m(混)·ω(混)。
混合后溶液的体积:①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
特别提醒
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数。
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数
即学即练
1.(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1。
(2)若从(1)中所配溶液中取出50 mL溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1;溶质的质量为________ g。
(3)若将(2)中的50 mL溶液用水稀释到100 mL,所得溶液中Na+的物质的量浓度为________mol·L-1,SO的物质的量浓度为________mol·L-1。
[答案] (1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1
[解析] (1)n(Na2SO4)==0.1 mol,
c(Na2SO4)==0.2 mol·L-1。
(2)从中取出50 mL溶液,浓度仍为0.2 mol·L-1,溶质的质量为m=n·M=c·V·M=0.2 mol·L-1×0.05 L×142 g·mol-1=1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL,据c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),溶液中Na2SO4物质的量浓度变为原来的,即0.1 mol·L-1,故溶液中Na+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,SO的物质的量浓度0.1 mol·L-1。
2.下列说法正确的是
A.把98 g硫酸溶于1 L水中,则溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.1 mol·L-1的NaCl溶液中含有1 mol NaCl
C.从100 mL的1 mol·L-1的硫酸溶液中取出10 mL,则这10 mL硫酸溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1
D.1 mol·L-1的CaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为2 mol·L-1
【答案】D
【解析】98g硫酸的物质的量是1mol,将1mol硫酸溶于1L水时溶液体积大于1L,则配制溶液浓度小于1mol/L,A项错误;溶液体积未知,无法计算溶液中含有溶质氯化钠物质的量,B项错误;溶液具有均一性,从100mL的1mol·L-1的硫酸溶液中取出10 mL,则这10 mL硫酸溶液的物质的量浓度仍然是1mol·L-1,C项错误;1mol/LCaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为:1mol/L×2=2 mol/L,D项正确。
◆知识点三 一定物质的量浓度溶液的配制
1. 容量瓶
①结构:细颈、梨形、平底玻璃容器,带磨口玻璃塞。
②标志:温度、容积和刻度线。
③规格:100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等.
④用途:配制一定体积、准确浓度的溶液。
2.以配制100 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液为例
—n(NaCl)=0.04 mol,m(NaCl)=2.34 g
—
—
—
—
—
—
—装至试剂瓶中
即学即练易错提醒
配制溶液时的注意事项
(1)溶解或稀释时若有明显的热量变化,必须等溶液温度恢复至室温后才能转移到容量瓶中。
(2)转移溶液时必须用玻璃棒引流。
(3)溶解用的烧杯和玻璃棒一定要洗涤2~3次,洗涤液要转移到容量瓶中。
(4)移液后要先振荡均匀再定容。
(5)定容时一定要用胶头滴管小心操作,万一加水过多,则必须重新配制。
(6)定容时观察刻度要平视,使凹液面最低点与刻度线相切。
1.用98%的浓硫酸配制1L0.1mol·L-1稀硫酸,不需要用到的仪器是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A为量筒、B为容量瓶、C为分液漏斗、D为胶头滴管,用98%的浓硫酸配制1L0.1mol·L-1稀硫酸的实验中,需要用到量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等,不需要用到分液漏斗,故选C。
2.某同学用碳酸钠固体配制的碳酸钠溶液的过程如图所示,你认为该同学的错误共有
A.5处 B.4处 C.3处 D.2处
【答案】C
【详解】配制一定物质的量浓度的溶液的步骤有:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,根据图中①~⑦具体的实验操作判断操作方法的正误;第一步称量时应该是左物右码,在第④步和第⑤步之间还需要旋摇混匀,第⑥步定容时,视线要与容量瓶中的凹液面相平,所以总共3处错误,答案选C。
◆知识点四 溶液配制中的误差分析
(1)分析依据
cB=,如V变大,cB减小,如nB变大,cB增大。
(2)具体情况分析
可能引起误差的一些操作
过程分析
对浓度
的影响
m
V
称量过程中的误差分析
称量时间过长
减小
-
偏低
称NaOH时用滤纸
减小
-
偏低
配制过程中的误差分析
移液前容量瓶内有少量水
不变
不变
无影响
向容量瓶转移液体时有少量液体流出
减小
-
偏低
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
-
偏低
定容时,水加多后用滴管吸出
减小
-
偏低
定容摇匀时液面下降再加水
-
增大
偏低
定容时仰视读刻度(图1)
-
增大
偏低
定容时俯视读刻度(图2)
-
减小
偏高
未冷却至室温就注入容量瓶定容
-
减小
偏高
即学即练易错提醒
容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低。
②俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高。
1.配制一定物质的量浓度的稀H2SO4溶液时,下列操作会造成所配溶液浓度偏高的是
A.定容时仰视液面 B.移液时有少量溶液溅出
C.移液后烧杯未用蒸馏水洗涤 D.用量筒量取浓硫酸时仰视液面
【答案】D
【详解】A.定容时仰视液面会导致溶液体积偏大,浓度偏低,A不符合题意;
B.移液时溶液溅出导致溶质减少,浓度偏低,B不符合题意;
C.移液后烧杯未洗涤导致溶质残留,溶质总量减少,浓度偏低,C不符合题意;
D.量取浓硫酸时仰视液面,实际量取的浓硫酸体积偏多,溶质增加,浓度偏高,D符合题意;
故选D。
2.配制一定物质的量浓度的溶液是重要的定量实验,下列有关说法正确的是
A.将336mLHCl溶于水配成300mL溶液,所得溶液物质的量浓度为0.05mol·L-1
B.配制1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,用托盘天平称量5.85 g NaCl固体
C.配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高
D.用浓盐酸配制稀盐酸,量取浓盐酸时仰视量筒刻度线会导致所配溶液浓度偏高
【答案】D
【详解】A.题目未说明HCl是否为标准状况下的气体,无法确定其物质的量,A错误;
B.托盘天平精度为0.1g,无法准确称量5.85g NaCl,B错误;
C.定容时仰视刻度线会导致溶液体积偏大,浓度偏低,C错误;
D.量取浓盐酸时仰视量筒刻度线,实际量取体积偏大,溶质物质的量增加,导致浓度偏高,D正确;
一、物质的量浓度
1.定义:以单位体积溶液中所含溶质的B的物质的量来表示溶液组成的物理量。
2.符号:cB。
3.单位:mol·L-1或mol·m-3。
4.公式:cB=。
公式cB=中V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶的结构与规格
2.容量瓶的选择与使用
(1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器,选择容量瓶应遵循“大而近”的原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。
(2)使用前要查漏。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
(3)使用容量瓶注意“五不”:不能溶解固体,不能稀释浓溶液,不能加热,不能作反应容器,不能长期存放溶液。
(4)定容时平视刻度,凹液面最低点与刻度线相切。
3.溶液配制中的误差分析
误差的判断依据:cB==,故凡是能影响固体质量的操作或影响溶液体积的操作都会产生误差。
特别提醒
注意1:量筒的使用注意事项
①量筒的常见规格有10 mL、25 mL、50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。
②量筒没有“0”刻度。
③为了减小实验误差,量取溶液时应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒,如量取7mL液体应选用10mL量筒。
注意2:定容时的读数问题
俯视刻度线时溶液实际体积小于读数,仰视刻度线时溶液实际体积大于读数,都会产生误差。
注意3:准确配制一定物质的量浓度溶液的两个关键
①准确称量固体溶质的质量(或准确量取浓溶液的体积);
②准确标定所配制溶液的体积。
实践应用
1.100mL1mol/LNa2SO4溶液中的物质的量为
A.1mol/L B.0.1mol/L C.1mol D.0.1mol
【答案】D
【详解】通过n=cV计算,Na2SO4的物质的量为1mol/L×0.1L=0.1mol,每个Na2SO4提供1个,故的物质的量为0.1mol;
故选D。
2.实验室由固体配制500mL0.10mol·L-1溶液,若实验遇下列情况,导致所配溶液的物质的量浓度偏低的是
A.移液前,容量瓶内有蒸馏水 B.固体失去部分结晶水
C.未冷却至室温就转移定容 D.定容时仰视刻度线
【答案】D
【详解】A.容量瓶中的蒸馏水在定容时会被计入总体积,最终溶液体积准确,浓度不受影响,故A不选;
B.失去结晶水的CuSO4·5H2O固体中CuSO4的实际质量增加,导致溶质物质的量偏多,浓度偏高,故B不选;
C.热溶液体积膨胀,定容后冷却体积收缩,实际溶液体积小于500mL,浓度偏高,故C不选;
D.仰视刻度线时,实际液面超过刻度线,溶液体积偏大,导致浓度偏低,故D选;
答案选D。
考点一 物质的量浓度
【例1】将一定质量的铁片放入溶液中,待充分反应后取出铁片,洗净后称量,发现铁片比原来增加了0.2g,则该溶液的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设硫酸铜的质量为xg
x=4g,该溶液的物质的量浓度为,故选A
解题要点
正确理解物质的量浓度
(1)体积是溶液的体积,不是溶剂的体积,应根据V=计算。
(2)溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或某种特定组合。
(3)在一定浓度的溶液里取出任意体积的溶液,其浓度不变,所含溶质的质量改变。
【变式1-1】下列溶液中c(NO)比100 mL 2 mol·L-1硝酸钡溶液中c(NO)大的是( )
A.300 mL 1 mol·L-1的硝酸钠溶液
B.100 mL 1.5 mol·L-1的硝酸铝溶液
C.200 mL 1.5 mol·L-1的硝酸镁溶液
D.200 mL 3 mol·L-1的硝酸钾溶液
【答案】B
【解析】c(NO)与溶液的体积无关,1 mol·L-1的NaNO3溶液中c(NO)=1 mol·L-1;1.5 mol·L-1的Al(NO3)3溶液中c(NO)=4.5 mol·L-1;1.5 mol·L-1的Mg(NO3)2溶液中c(NO)=3.0 mol·L-1;3 mol·L-1的KNO3溶液中c(NO)=3 mol·L-1。
【变式1-2】下列关于物质的量的叙述正确的是
A.40g NaOH固体溶解在1L水中,所得溶液的物质的量浓度为1mol/L
B.标准状况下,22.4L H2O的质量约为18g
C.0.5mol Na2SO4中含有Na+的物质的量为1mol
D.1mol/L KOH溶液中含有6.02×1023个OH-
【答案】C
【解析】A.1L是水的体积不是溶液体积,所得溶液的物质的量浓度不为1mol/L,A选项错误;B.标准状况下,水不是气态,不能用气体摩尔体积衡量,B选项错误;C.0.5molNa2SO4中含有1molNa+,C选项正确;D.缺少溶液体积,无法计算,D选项错误;答案选C。
考点二 物质的量浓度及相关计算
【例2】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×2×0.25 mol·L-1-0.1 L×0.3 mol·L-1=0.5 L×2a,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;故答案选B。
【变式2-1】下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是解题要点
将溶液用水稀释或去水浓缩时,溶液的体积发生变化,但溶质的质量不变,因此溶质的物质的量也不变。即:
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1 = m2w2。
(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1 = c2V2。
(3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)。
A.同浓度的三种物质的溶液:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
【答案】B
【解析】假设三种溶液的浓度均为1mol/L,则Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液中浓度分别=1mol/L×1=1mol/L、1mol/L×1=1mol/L和1mol/L×3=3mol/L,即浓度之比为1∶1∶3,A项错误;溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后盐酸物质的量浓度==0.5mol/L,溶液具有均一性、稳定性,所以稀释后溶液中盐酸浓度都是相同的,与溶液体积大小无关,5mL溶液物质的量浓度为0.5mol/L,B项正确;1mol·L-1的NaCl溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,0.5mol•L-1的BaCl2溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=1mol/L,故两者混合后,不考虑体积的变化,c(Cl-)=1mol•L-1,C项错误;1L为水的体积,不是溶液的体积,则溶液体积未知不能计算盐酸的物质的量浓度,D项错误。
【变式2-2】现有质量分数为20%,物质的量浓度为的稀蒸发掉一定量的水,使之质量分数变为40%,此时该的物质的量浓度为,则和的数值关系是
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【解析】溶液中溶质的质量分数由20%变为40%,则蒸发掉原溶液质量一半的水,设质量分数为20%的的密度为,蒸发后密度为,根据物质的量浓度与溶液密度、质量分数的关系有:,,,得,的浓度越大密度越大,,则得到,故B符合题意。综上所述,答案为B。
考点三 一定物质的量浓度溶液的配制
【例3】实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL:
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:①称量
②计算 ③溶解 ④倒转摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容
⑧冷却。正确的操作顺序为 ,本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、 。
(2)某同学欲称量一定量的NaOH固体,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。烧杯的实际质量为 g,要完成本实验该同学应称出 g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是 。
(4)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起浓度偏高的是 (填序号)。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒 ②转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面 ③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水 ④定容时俯视刻度线 ⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶中并定容 ⑥定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
【答案】(1)②①③⑧⑤⑥⑦④ 250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)27.4 10.0
(3)检查容量瓶是否漏水 (4)④⑤
【解析】(1)实验室没有240 mL规格的容量瓶,应配制250 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液,配制步骤:计算、称量、溶解或稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,则正确的顺序为②①③⑧⑤⑥⑦④;结合操作方法可知,使用的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管,所以还缺少的仪器为250 mL容量瓶、胶头滴管。(2)结合“左盘物体的质量=右盘物体的质量+游码的读数”可知,烧杯的实际质量为30 g-2.6 g=27.4 g;配制250 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液,需要NaOH的质量为1.0 mol·L-1×0.25 L×40 g·mol-1=10.0 g。(3)容量瓶带有瓶塞,配制过程中需要摇匀,则使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。(4)①没有洗涤烧杯和玻璃棒,溶质质量减小,浓度偏低;②转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面,溶质质量减小,浓度偏低;③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水,不影响溶液体积和溶质质量,浓度不变;④定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏高;⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶中并定容,冷却后溶液体积减小,浓度偏高;⑥定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线,溶液体积增大,浓度偏低。
解题要点
配制一定物质的量浓度溶液时注意事项:
①解答需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器比较,寻找要补充的仪器。
②所用定量仪器的精确度:量筒(精确到0.1mL)、托盘天平(精确到0.1g)。
【变式3-1】关于配制980 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液的实验,下列说法正确的是( )。
A.需要称取CuSO4·5H2O固体的质量为16.0 g
B.一定要用到的玻璃仪器有 1000 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、漏斗、胶头滴管
C.为加快CuSO4·5H2O固体的溶解,可适当加热,然后趁热将溶液转移到容量瓶中
D.倒立摇匀后发现液面低于刻度线,若补加蒸馏水至刻度线会使所得溶液的浓度偏低
【答案】D
【解析】实验室没有980 mL容量瓶,应该选用1000 mL容量瓶配制。需要称取CuSO4·5H2O固体的质量=1 L×0.1 mol·L-1×250 g·mol-1=25.0 g,A项错误;配制一定物质的量浓度的溶液用到的玻璃仪器有 1000 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,用不到漏斗,B项错误;为加快CuSO4·5H2O固体的溶解,可适当加热,然后将溶液冷却后转移到容量瓶中,C项错误;倒立摇匀后发现液面低于刻度线,若补加蒸馏水至刻度线,导致溶液的体积偏大,所得溶液的浓度偏低,D项正确。
【变式3-2】实验室里需要配制450mL0.1mol•L-1的NaOH溶液,下列说法正确的是
A.用托盘天平称量1.80g的氢氧化钠固体
B.加适量蒸馏水溶解氢氧化钠固体,并将溶液立即转移至容量瓶内
C.将溶液转移至容量瓶时若有少量溅洒到瓶外,应重新配制
D.定容后发现液面低于刻度线,应及时补充少量蒸馏水
【答案】C
【解析】A.配制0.1mol·L-1的NaOH溶液450mL,应选择500mL容量瓶,需要氢氧化钠质量=0.1mol·L-1×0.5L×40g·mol-1=2.0g,故A项错误;
B.氢氧化钠溶解放热,要冷却至室温,再将溶液转移至容量瓶内,故B项错误;
C.溶液转移至容量瓶时若有少量溅洒到瓶外,则溶质的物质的量减少,配制结果偏小,应重新配制,故C项正确;
D.定容后,将容量瓶振荡均匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加少量水至刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏小,故D项错误;
故本题选C。
考点四 溶液配制中的误差分析
【例4】实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1Na2CO3溶液,下列说法错误的是( )。
A.称量时,若将Na2CO3固体置于托盘天平右盘,将导致所配溶液浓度偏小
B.将Na2CO3固体置于烧杯中溶解,冷却后转移到容量瓶中
C.定容摇匀后发现液面低于刻度线,应再滴加蒸馏水至刻度线
D.将配制好的Na2CO3溶液转移至带橡胶塞的试剂瓶中
【答案】C
【解析】A项,需称取Na2CO3固体的质量:m=nM=cVM=0.2 mol·L-1×0.5 L×106 g·mol-1=10.6 g,固体放在右盘,会导致实际称量的Na2CO3的质量只有9.4 g,正确;B项,固体在烧杯中溶解,容量瓶不能用于固体溶解,正确;C项,定容摇匀后因为容量瓶内壁上粘有液滴,所以液面低于刻度线,此时无需滴加蒸馏水,错误;D项,Na2CO3溶液显碱性,不能用带玻璃塞的试剂瓶,正确。
解题要点
误差分析的思维流程
配制溶液定容时误差分析:
①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高。
(3)量取一定体积的液体时,不同仪器的仰视和俯视
仪器类型
观察方法
误差
“0”刻度在下边
仰视
偏高(偏大)
俯视
偏低(偏小)
“0”刻度在上边
仰视
偏低(偏小)
【变式4-1】配制一定物质的量浓度的某溶液,下列情况会使所配溶液的浓度偏低的是( )
①配制烧碱溶液,称量烧碱时放在滤纸上②配制烧碱溶液,未冷却即转移、定容③烧杯及玻璃棒未洗涤④定容时,俯视容量瓶的刻度线⑤定容时加水至刻度线并摇匀后,发现液面低于刻度线⑥天平的砝码生锈了
A. ①③ B. ②⑤⑥ C. ①③④ D. ①③④⑤
【答案】A
【解析】由于NaOH固体容易吸水潮解,若在配制烧碱溶液,称量烧碱时放在滤纸上,一部分NaOH变为溶液浸在滤纸上,导致溶质减少,则配制的溶液浓度偏低,①符合题意;NaOH固体溶于水放出热量,若配制烧碱溶液,未冷却即转移、定容,待溶液恢复至室温时,液面低于刻度线,溶液的体积偏小,则导致配制的溶液浓度偏高,②不符合题意;烧杯及玻璃棒未洗涤,导致溶质的物质的量减小,最终使配制的溶液浓度偏低,③符合题意;定容时,俯视容量瓶的刻度线,溶液的体积偏小,导致配制的溶液浓度偏高,④不符合题意;定容时加水至刻度线并摇匀后,发现液面低于刻度线,这是由于溶液粘在容量瓶瓶颈上,对配制的溶液浓度无影响,⑤不符合题意;天平的砝码生锈了,称量的溶质质量偏大,溶质的物质的量就偏多,则最终使溶液的浓度偏大,⑥不符合题意;综上所述可知:使溶液浓度偏低的有①③,故合理选项是A。
【变式4-2】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:
(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:
(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)=
==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、洗涤溶液,之后是定容,摇匀,所以上述实验步骤的先后次序为CFDBAE。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为100 mL容量瓶。
(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。
基础达标
1.某学生配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液,其中不会使溶液浓度偏低的是
A.用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,未将洗涤液移入容量瓶中
B.容量瓶刚用蒸馏水洗净,没有干燥
C.定容时,加蒸馏水先使液面略高于刻度线,再吸出少量水使凹液面与刻度线相切
D.定容时仰视刻度线
【答案】B
【详解】A.未将洗涤液移入容量瓶中,溶质的物质的量减小,导致溶液浓度偏低,A不符合题意;
B.最后还要加水定容,所以没有烘干容量瓶,对所配溶液浓度无影响,B符合题意;
C.吸出液体可能带走溶质,导致溶液浓度偏低,C不符合题意;
D.仰视刻度线导致加水量过多,溶液体积增大,使溶液浓度偏低,D不符合题意;
答案选B。
2.用溶液配制溶液,必须用到的仪器是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】配制溶液,必须用到的仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶等。故选B。
3.实验室用的浓盐酸(密度为)配制的稀盐酸,下列说法正确的是
A.需用10mL的量筒量取的浓盐酸8.3mL
B.按如图操作将浓盐酸转移到容量瓶中
C.其他操作正确,定容时仰视容量瓶刻度线会使所配溶液浓度偏高
D.标况下,将2.24L HCl溶于100mL水也可配得的稀盐酸
【答案】A
【详解】A.浓盐酸的物质的量浓度为=,需要浓盐酸的体积为,所以需用10mL的量筒量取的浓盐酸8.3mL,A正确;
B.应先在烧杯中稀释,恢复到室温在转移到容量瓶中,B错误;
C.其他操作正确,定容时仰视容量瓶刻度线会使溶液体积偏大,导致所配溶液浓度偏低,C错误;
D.标况下,将2.24L HCl溶于100mL水,得到溶液的体积不是100mL,所以无法计算配得的盐酸浓度,D错误;
故选A。
4.用NaOH固体配制一定物质的量浓度的NaOH溶液。下列图示对应的操作中错误的是
A.溶解
B.转移
C.定容
D.摇匀
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.固体在烧杯中溶解并用玻璃棒搅拌,A正确;
B.溶液转移时需要用玻璃棒引流,B正确;
C.定容时眼睛应平视,凹液面与刻度线最低处相切,C错误;
D.定容完成后上下颠倒摇匀溶液,D正确;
故选C。
5.下列说法中,正确的是
A.2.24LN2中一定含有2molN
B.80gNaOH溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L
C.在标准状况下,20mLNH3和60mLO2所含分子个数比为1:3
D.18gH2O在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】C
【详解】A.未指明温度和压强,无法确定氮气的物质的量,A错误;
B.80gNaOH溶解在1L水中,溶液体积不等于1L,浓度无法达到2mol/L,B错误;
C.标准状况下气体体积比等于分子数比,20mL:60mL=1:3,C正确;
D.标准状况下H2O为液体,体积远小于22.4L,D错误;
故选C。
6.实验室用固体配制溶液,下列说法正确的是
A.使用托盘天平称量时,应称取固体
B.配制完成后,应在试剂瓶中加入少量铁粉防止被氧化
C.若在移液前,容量瓶内有少量蒸馏水,则所配制溶液的浓度偏低
D.若在定容时,仰视刻度线,则所配制溶液的浓度偏高
【答案】B
【详解】A.由于没有240mL规格的容量瓶,因此需要用250mL规格的容量瓶,可知所需质量为,但托盘天平精度为0.1g,实际应称7.0g,故A错误;
B.Fe2+易被氧化,加入铁粉可防止其氧化,故B正确;
C.容量瓶内残留蒸馏水不影响最终体积,浓度不变,故C错误;
D.定容时仰视容量瓶的刻度线,导致溶液体积偏大,根据可知,所得溶液浓度偏低,故D错误;
故答案选B。
7.下列叙述中正确的是
A.配制480mL、0.1mol/L的NaOH溶液,需要1.92 g溶质
B.标准状况下,22.4L H2O 的质量是18 g
C.0.2mol•L﹣1 的 Al2(SO4)3 溶液中,SO42-的物质的量浓度是0.2mol•L﹣1
D.56g 的 CO 和 N2 混合气体在标准状况下的体积约为44.8L
【答案】D
【详解】A.需要用500mL容量瓶配制溶液,,A错误;
B.标准状况下H₂O为液态,无法计算,B错误;
C.Al2(SO4)3电离后浓度为原浓度的3倍,即0.2mol/L×3=0.6mol/L,C错误;
D.CO和N的摩尔质量均为28g/mol,56g混合气体总物质的量为2mol,标准状况下体积为2mol×22.4L/mol=44.8L,D正确;
故选D。
8.配制100mL0.1mol·L-1NaOH溶液,下列操作或说法正确的是
A.需要使用的主要玻璃仪器有100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管
B.称取0.4gNaOH,加入100mL容量瓶中,加水溶解、定容
C.定容时,若仰视刻度线,则所配溶液的浓度将偏低
D.定容时,若加水超过刻度线,可用胶头滴管吸出多余部分
【答案】C
【详解】A.配制溶液需要的主要玻璃仪器包括烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管,选项缺少烧杯,A错误;
B.NaOH固体不能在容量瓶中直接溶解,应先在烧杯中溶解并冷却后再转移至容量瓶,B错误;
C.定容时仰视刻度线会导致溶液体积偏大,溶质物质的量不变,浓度偏低,C正确;
D.加水超过刻度线后吸出溶液会减少溶质,导致浓度偏低,应重新配制,D错误;
故答案选C。
9.侯式制碱法制备NaHCO3的原理为:CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.常温常压下,11.2LNH3含有的原子数目为2NA
B.常温常压下,18gH2O含有的原子数目为3NA
C.1molNaHCO3完全分解,得到的CO2分子数为NA
D.0.2mol·L-1NH4Cl溶液中含有Cl-数目为0.2NA
【答案】B
【详解】A.常温常压下,11.2L NH3的物质的量小于0.5mol,原子数目小于0.5×4=2NA,故A错误;
B.18g H2O的物质的量为1mol,每个水分子含3个原子,总原子数为3NA,故B正确;
C.根据2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,1mol NaHCO3分解生成0.5mol CO2,分子数为0.5NA,故C错误;
D.未提供溶液体积,无法计算Cl−的物质的量,故D错误;
选B。
10.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为
B.的氯化镁溶液中含氯离子数为
C.标准状况下,中分子数为
D.常温常压下,中含有原子数为
【答案】D
【详解】A.标准状况下,22.4L氮气和氧气混合气体总物质的量为1mol,但均为双原子分子,原子总数为2NA,A错误;
B.未提供溶液体积,无法计算氯离子物质的量,B错误;
C.标准状况下,H2O为液态,不能用气体摩尔体积计算分子数,C错误;
D.2g H2的物质的量为1mol,含2mol H原子,对应原子数为2NA,D正确;
故答案为:D。
综合应用
11.实验室利用KCl固体配制 溶液,利用浓硫酸配制 硫酸溶液,下列有关说法错误的是
A.两种溶液配制过程中,均需使用500 mL容量瓶
B.两种溶液配制过程中,所用仪器不完全相同
C.溶液配制过程中,玻璃棒均只起搅拌作用
D.量取浓硫酸时俯视读数,导致量取体积偏小
【答案】C
【详解】A.配制480mLKCl溶液需使用500mL容量瓶,配制500mL硫酸溶液同样需要500mL容量瓶,A正确;
B.KCl固体配制需托盘天平,浓硫酸配制需量筒,所用仪器不完全相同,B正确;
C.玻璃棒在溶解时用于搅拌,在转移溶液时用于引流,并非“只起搅拌作用”,C错误;
D.俯视量筒刻度会导致实际量取的浓硫酸体积小于读数,D正确;
故选C。
12.配制一定物质的量浓度溶液时,下列操作或说法不正确的是
A.容量瓶使用前必须检漏,但可以不用干燥
B.配制的溶液,所需的玻璃仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
C.用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时,浓硫酸溶于水后应冷却至室温才能转移到容量瓶中
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,会使所配溶液浓度偏低
【答案】B
【详解】A.容量瓶使用前检漏是必须的,而是否干燥不影响最终浓度,A正确;
B.实验室没有180mL容量瓶,应选用250mL容量瓶配制,B错误;
C.浓硫酸稀释后需冷却,避免热胀冷缩导致体积误差,C正确;
D.仰视刻度线导致溶液体积偏大,浓度偏低,D正确;
故选B。
13.溶液浓度是常用的物理量,下列说法正确的是
A.将固体溶于水中,所得溶液物质的量浓度为
B.配制溶液,需称量固体的质量为
C.质量分数为98%的浓硫酸与等体积水混合后,硫酸的质量分数大于49%
D.溶液和溶液中浓度相同
【答案】C
【详解】A.58.5g NaCl的物质的量为1mol,将58.5g NaCl溶于1L水后,溶液体积大于1L,浓度小于1mol/L,故A错误;
B.配制480mL溶液需选用500mL容量瓶,所需NaOH质量为=4.0g,故B错误;
C.浓硫酸密度远大于水,等体积的98%的浓硫酸和水,硫酸的质量大于水的质量,等体积混合后,硫酸质量分数高于49%,故C正确;
D.Na2SO4中浓度为0.1mol/L,Al2(SO4)3中浓度为0.3mol/L,浓度不同,故D错误;
选C。
14.表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的原子总数为
B.含有的氧原子数为
C.溶液中含有的为
D.标准状况下22.4LH2含有的分子数为
【答案】C
【详解】A.44gCO2的物质的量为1mol,每个CO2分子含3个原子,原子总数为3,故A错误;
B.2molH2O含2mol氧原子,氧原子数为2,故B错误;
C.1LNaOH溶液中NaOH完全离解,的物质的量为1mol,数目为,故C正确;
D.标准状况下22.4LH2的物质的量为1mol,分子数为,故D错误;
故答案为:C。
15.配制的溶液的部分过程示意图如下。下列说法正确的是
A.步骤1中用NaCl溶解可以在烧杯中进行也可以在容量瓶中进行
B.步骤2中需用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶
C.步骤3中液面距刻度线1-2mm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切
D.步骤4中摇匀后若容量瓶内液面下降,需加水至刻度线
【答案】B
【详解】A.容量瓶是精密计量仪器,设计用于定容而非溶解操作,应在烧杯中溶解NaCl,待溶解液恢复至室温后再转移到容量瓶定容,A错误;
B.烧杯内壁和玻璃棒可能有少量氯化钠残留,步骤2中用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次,并将洗涤液注入容量瓶中,可确保溶质全部被转移到容量瓶中,B正确;
C.步骤3中,当液面距离刻度线12cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切,C错误;
D.摇匀过程中,会有部分液体附着在容量瓶的瓶塞、瓶颈内壁等部位,步骤4中摇匀后液面下降为正常现象,不能加水至刻度线,D错误;
故选B。
16.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.100g46%乙醇水溶液中所含氧原子数目为
B.常温常压下,所含分子数目为
C.(超重水)中所含中子数为
D.将80gNaOH溶于水配成1L溶液,所得NaOH溶液的物质的量浓度为2mol/L
【答案】B
【详解】A.100g46%乙醇水溶液中含46g乙醇(1mol)和54g水(3mol),乙醇和水中的氧原子总数:4,A正确;
B.常温常压下气体摩尔体积大于22.4L/mol,22.4L NO2的物质的量小于1mol,且部分转化为N2O4导致分子数减少,故分子数小于,B错误;
C.T2O的摩尔质量为22g/mol,22gT2O的物质的量为1mol,每个分子含12个中子,总数为12,C正确;
D.80g NaOH的物质的量为2mol,配成1L溶液浓度为2mol/L,D正确;
故选B。
17.设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的中子数为
B.溶液中含分子数为
C.将标准状况下和混合,混合气体含有的原子数为
D.含的浓盐酸和足量充分反应,转移电子数为
【答案】C
【详解】A.的摩尔质量为22g/mol,18g对应物质的量为,每个分子含有的中子数为,因此总中子数为,故A错误;
B.NaCl为强电解质,在水溶液中完全离解为Na⁺和Cl⁻,不存在NaCl分子,故B错误;
C.标准状况下,11.2L NO为0.5mol,含1mol原子,5.6L O2为0.25mol,含0.5mol原子,因此总原子数为,虽然NO和O2可能反应生成NO2或N2O4,但反应前后原子总数不变,故C正确;
D.浓盐酸与MnO2反应时,随浓度降低反应停止,实际参与反应的HCl小于0.2mol,则转移电子数小于0.1NA,故D错误;
故选C。
拓展培优
18.现有一份纯碱样品,已知其中含有氯化钠杂质。某化学实验小组为测定样品中碳酸钠的含量进行如下实验:
步骤Ⅰ:准确称量42.40g纯碱样品,加入适量蒸馏水溶解;
步骤Ⅱ:向上述溶液中逐滴加入溶液,直至不再产生沉淀为止;
步骤Ⅲ:将所得混合物过滤、洗涤、干燥,得到30.00g固体。
请计算:
(1)步骤Ⅲ中所得固体的物质的量为 mol。
(2)样品中的质量分数为 。
(3)下列实验方案中,能测定样品中碳酸钠质量分数的是 。
A.向步骤Ⅰ所得溶液逐滴加入标准盐酸完全反应,共消耗b mol的稀盐酸。经计算,测得样品中的质量分数为
B.向步骤Ⅰ所得溶液中加入足量稀硫酸,将生成的气体用碱石灰吸收,碱石灰增重a g。经计算,测得样品中的质量分数为
C.向步骤Ⅰ所得溶液中加入硝酸酸化,再加入足量的硝酸银溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得c g固体。
【答案】(1)0.30
(2)75%
(3)AC
【详解】(1)步骤Ⅲ中所得固体为CaCO3,质量为30.00g,物质的量为:;
(2)根据碳元素守恒,的物质的量为0.30mol,质量分数为:;
(3)A.向步骤Ⅰ所得溶液逐滴加入标准盐酸完全反应,共消耗b mol的稀盐酸,发生反应:,经计算,测得样品中的质量分数为,A符合题意;
B.向步骤Ⅰ所得溶液中加入足量稀硫酸,将生成的气体用碱石灰吸收,碱石灰可吸收产生的CO2和水且比例未知,无法测定样品中的质量分数,B不符合题意;
C.向步骤Ⅰ所得溶液中加入硝酸酸化,再加入足量的硝酸银溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得c g固体,固体为AgCl,根据氯元素守恒,NaCl的物质的量为:,样品中的质量分数为:,C符合题意;
故选AC。
19.I.根据所学知识填写下列空白
(1)81g某金属氯化物MCl2中含有1.2mol,则金属M的摩尔质量为 。
(2)将14.2g无水硫酸钠溶于水配成500mL硫酸钠溶液,蒸发浓缩,使溶液体积为50mL,所得溶液中Na+的物质的量浓度为 。
(3)0.6gH2含有 mol质子,在标准状况下的体积是 L。
(4)0.5molH2SO4分子的质量为 ;有个Al3+的Al2(SO4)3晶体中所含的物质的量为 。
(5)相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为 ,若欲使SO2和SO3中氧元素的质量相等,则SO2和SO3的质量之比为 。
II.实验室需使用的稀硫酸480mL,现欲用质量分数为98%的浓硫酸(密度为)进行配制。回答下列问题:
(6)如图所示的仪器中,配制溶液肯定不需要的是 (填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 和 (填仪器名称)。
(7)需用量筒量取98%的浓硫酸的体积为 mL。
(8)若配制过程中的其他操作均准确,下列操作能使所配溶液浓度偏高的有 。
①洗涤量取浓硫酸后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②稀释后的硫酸溶液未冷至室温就将其转移到容量瓶中
③定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸出
④定容时,俯视刻度线
⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
【答案】(1)24g/mol
(2)4mol/L
(3) 0.6 6.72
(4) 49g 0.15mol
(5) 5:4 6:5
(6) A、D 玻璃棒 胶头滴管
(7)12.5
(8)①、②、④
【详解】(1)MCl2中n(Cl-)=1.2mol,则n(MCl2)=0.6mol。(MCl2)=81g/0.6mol=135g/mol。M(M)=135 g/mol -2×35.5 g/mol =24g/mol(Cl摩尔质量取35.5g/mol)。
(2)n(Na2SO4)=14.2g/142g/mol=0.1mol,n(Na+)=0.2mol。浓缩后V=50mL,c(Na+)=0.2mol/0.05L=4mol/L。
(3)n(H2)=0.6g/2g/mol=0.3mol,质子数=0.3×2=0.6mol(每个H2含2质子)。V=0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
(4)m(H2SO4)=0.5mol×98g/mol=49g,n(Al3+)=mol=0.1mol,所以n[Al2 (SO4) 3]=0.05mol,n(SO)=3×0.05mol=0.15mol。
(5)质量均为m时:n(SO2):n(SO3)=m/64:m/80=5:4。氧元素质量相等时,即为两种分子中氧原子的个数相同,故有:m(SO2)/m(SO3)=(3×80)/(2×64)=6:5
(6)由题目信息知配制溶液需要500mL容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒和胶头滴管,不需要圆底烧瓶和分液漏斗,即选AD;还需要用到玻璃棒和胶头滴管;
(7)浓硫酸浓度:c1= mol/L =18.4mol/L。实际配制500mL溶液(无480mL容量瓶):c1V1c2V2 ⇒ 18.4mol/L×V1=0.46mol/L×0.5L,V1=(0.46 mol/L×0.5L)/18.4≈0.0125L=12.5mL。
(8)①洗涤量取浓硫酸的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中,导致溶质物质的量偏大,溶液浓度偏高;②未冷却就移液并定容,会导致冷却后溶液体积偏小,浓度偏高;③定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸,导致浓硫酸物质的量偏小,则配制溶液浓度偏低;④定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高;⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水,不影响V,则配制溶液浓度不变;⑥定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低;故以上操作能使所配溶液浓度偏高的有①②④。
20.回答下列问题:
I.如表是小高在人民医院临床检测结果报告单的部分数据:
分析项目
检测结果
单位
葡萄糖
4.50
mmol/L
甘油三酯
2.95
mmol/L
(1)报告单中“mmol/L”是 (选填“摩尔质量”、“摩尔体积”或“物质的量的浓度”)的单位。
(2)若在检测小高血液中葡萄糖的含量,如果以mg·dL-1为单位(1.0L=10.0dL),则小高血液中葡萄糖的含量为 mg·dL-1(计算结果保留一位小数)。
II.小高回到实验室以后,欲用某厂的a和b款的“葡萄糖”试剂(标签如下)配制两瓶分别为950mL、980mL浓度均为0.55mol/L的葡萄糖溶液。
(3)用托盘天平称量的b款“葡萄糖”试剂质量比a款“葡萄糖”试剂质量多了 g。
(4)图为实验室配制葡萄糖溶液的过程示意图。
i.其中操作有误的是 (填操作序号),原因是 。
ii.在操作的流程中,可能使配制的溶液浓度偏高的是 (填选项)。
A.转移液体时,有少量液体溅到容量瓶外
B.称取“葡萄糖”试剂时,砝码和试剂放反了
C.定容时,俯视刻度线
D.将洗涤液都注入容量瓶后,没有轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀
【答案】(1)物质的量的浓度
(2)81.0
(3)9.9
(4) ① 不可以用量筒溶解 CD
【详解】(1)报告单中“”是物质的量的浓度的单位;
(2)小高血液中葡萄糖的含量是;
(3)均需配制1000mL溶液,故需称取b款“葡萄糖”试剂质量比a款“葡萄糖”试剂质量多了;
(4)i.其中操作有错误的是①,①溶解应该在烧杯中进行,而不能在量筒中;
ii. A.转移液体时,有少量液体流出容量瓶外,m偏小,c偏低,不选;
B.称取葡萄糖时,砝码和葡萄糖放反了,少称量游码读数的2倍质量,m偏小,c偏低,不选;
C.定容时俯视刻度线,V偏小,c偏高,选;
D.将洗涤液都注入容量瓶后,未轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀,V偏小,c偏高,选;
故选CD。
21.提纯NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+、K+和)得到NaCl纯品的方案如下,所用试剂为①BaCl2溶液、②Na2CO3溶液、③盐酸和④NaOH溶液。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)过滤前滴加试剂的顺序为 。(用序号表示)
(3)利用NaCl纯品配制450mL0.1000mol·L-1NaCl溶液,将下列步骤正确排序 。
①继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。
②将称好的NaCl倒入烧杯中,加入适量蒸馏水搅拌溶解。
③盖紧容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
④称取 g NaCl纯品。
⑤将溶解后的NaCl溶液转移至容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液一并注入容量瓶,轻轻摇匀。
(4)利用配制好的NaCl溶液测定某工业废水中Ag+的浓度(不考虑其他离子的反应)。准确量取废水25.00mL于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度线,摇匀。取20.00mL稀释后溶液与上述NaCl溶液反应,恰好完全反应时,消耗NaCl溶液体积为12.50mL,该工业废水中Ag+的物质的量浓度为 mol·L-1。
【答案】(1)蒸发皿
(2)①②④或①④②或④①②
(3) ④②⑤①③
(4)0.25
【详解】(1)仪器a的名称是蒸发皿。
(2)根据分析可知,过滤前滴加试剂的顺序为①②④或①④②或④①②。
(3)利用纯品配制溶液,容量瓶选择规格,需要氯化钠的物质的量为:,其质量为:(托盘天平称量只能精确至)。根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。其操作顺序是:④②⑤①③。
(4)银离子与氯离子反应的离子方程式为:,根据方程式系数关系:,消耗的氯离子的量为:,所以原溶液中,。
22.生理盐水是指临床上常用的渗透压与人体血浆的渗透压相等的氯化钠溶液。其质量分数为0.9%,密度为。某实验小组需要配制480mL生理盐水。
(1)用托盘天平称量 gNaCl固体。
(2)下图为溶液配制的过程,请将下列操作排序:a→b→ →e→ 。
用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液注入容量瓶,其目的是 。
(3)下列说法不正确的是________。
A.容量瓶在使用前需检查是否完好,瓶口处是否漏水
B.容量瓶使用前需烘干
C.定容时仰视容量瓶上的刻度线,所配溶液浓度偏小
D.将容量瓶上下颠倒摇匀,静置后液面低于刻度线,补加少量水至刻度线
【答案】(1)4.5
(2) dc fg 避免溶质损失
(3)BD
【分析】据配制一定物质的量浓度溶液一般步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,用到的仪器:量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、容量瓶,量取浓硫酸需要使用量筒,在误差分析时,要考虑溶质的变化和溶液体积的变化,以此解题。
【详解】(1)题目要求配制480mL生理盐水,但实验室容量瓶规格通常为500mL,因此按500mL计算,溶液质量=体积×密度=500mL×1.005g/cm³=502.5g,NaCl质量=502.5g×0.9%=4.5225g,考虑托盘天平精确度,应该称量4.5g氯化钠固体;
(2)根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、振荡、定容、摇匀,故答案为:dc;fg;
(3)A.容量瓶在使用前需检查是否完好,瓶口处是否漏水,A正确;
B.定容时需加蒸馏水至刻度线,少量残留水不影响最终浓度,B错误;
C.仰视会导致实际液面高于刻度线(读数偏小),即加入的水偏多,溶液体积偏大,最终溶液浓度偏小,C正确;
D.摇匀后液面低于刻度线是正常现象(部分溶液附着在瓶壁上),若补加水,会导致溶液体积偏大,浓度偏小,D错误;
故选BD。
23.加碘食盐中的碘以碘酸钾(KIO3,摩尔质量为214g/mol)的形式存在。
已知:。请回答下列问题:
(1)甲同学取少量加碘食盐样品,加入适量稀硫酸和KI溶液,再加入几滴 溶液,发现溶液变为蓝色,则证明食盐中含有。
(2)医学上用碘酸钾口服液预防或治疗缺碘症状人群。乙同学在实验室利用KIO3固体配制100mL0.050mol/LKIO3溶液,需用托盘天平称量KIO3固体 g;实验具体操作如下图所示,则正确的操作顺序为 (填序号)。
(3)下列操作可能使所配KIO3溶液浓度偏小的是_______(填字母)。
A.稀释和转移用的烧杯、玻璃棒未洗涤
B.配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水
C.定容时俯视容量瓶的刻度线
D.进行上述操作②后,发现液面低于刻度线,补加蒸馏水至刻度线
(4)早期加碘盐中加入的是KI,但是KI口感有些发涩,且在空气中不稳定,KI不稳定的原因可能是 。
【答案】(1)淀粉
(2) 1.1 ①⑤④③②
(3)AD
(4)KI被氧气氧化
【分析】I2遇淀粉溶液变蓝,所以可以用淀粉溶液检验I2,配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为:计算、称量和量取、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,配制过程中若溶质有损失或水加多都会导致浓度偏低。
【详解】(1)和反应的离子方程式为:,产生的I2遇淀粉溶液变蓝,所以可以用淀粉溶液检验I2,故答案为:淀粉;
(2),用托盘天平称量1.1g;实验具体操作如下图所示,则正确的操作顺序为:计算、称量和量取、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,根据图示,正确的操作顺序为:①⑤④③②;故答案为:1.1;①⑤④③②;
(3)A.配制溶液时,稀释和转移用的烧杯、玻璃棒未洗涤,则损失溶质,使所配溶液物质的量浓度偏低,故A正确;
B.配制溶液前容量瓶中有少量蒸馏水,无影响,故B错误;
C.定容时俯视容量瓶的刻度线,使溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,故C错误;
D.进行操作②后,液面低于刻度线,是因为残留在刻度线上方瓶壁的溶液未及时流回,属于正常现象,若再加蒸馏水,则使溶液浓度偏低,故D正确;
故答案为:AD;
(4)碘化钾中的碘离子具有较强的还原性,容易被氧化,故答案为:KI被氧气氧化;
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