07 第一部分 第二章 第7讲 物质的量浓度及溶液的配制(基础课)-【名师导航】2026年高考化学一轮总复习教师用书(人教版)
2025-08-11
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教辅
内容正文:
第7讲 物质的量浓度及溶液的配制
(基础课)
1.了解溶液浓度的表示方法。 2.理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。 3.掌握配制一定质量分数的溶液和一定物质的量浓度的溶液的方法。
物质的量浓度
1.物质的量浓度(cB)
(1)概念:表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
(2)表达式:cB=,变形:nB=cB·V,V=。
(3)常用单位:mol/L或mol·L-1。
2.溶质的质量分数
(1)概念:用溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液中溶质(B)与溶液的质量关系的物理量,一般用百分数表示。
(2)表达式:ω(B)=×100%。
水溶液中溶质的确定
①与水发生反应生成新的物质:如Na、Na2O、Na2O2NaOH;SO3H2SO4;NO2HNO3。
②特殊物质:计算氨水浓度时以NH3作为溶质。
③含结晶水的物质:CuSO4·5H2O―→CuSO4;Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
3.溶液中的电荷守恒
任何电解质溶液中均存在电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。如Al2(SO4)3溶液中的电荷守恒式为3c(Al3+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),知道其中三种离子的浓度,即可求剩余一种离子的浓度。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)将58.5 g NaCl溶于1 L水中得到1 mol·L-1的NaCl溶液。( × )
(2)将31 g Na2O和39 g Na2O2分别投入水中配成 1 L溶液,所得溶液的物质的量浓度均为 1 mol·L-1。( √ )
(3)25 ℃,pH=1的H2SO4溶液中,溶质的物质的量浓度为 0.1 mol·L-1。( × )
(4)1 mol·L-1的CaCl2溶液中Cl-的物质的量浓度为 2 mol·L-1。( √ )
(5)从100 mL 0.4 mol·L-1的MgCl2溶液中取出 10 mL 溶液,其物质的量浓度为0.04 mol·L-1。( × )
(6)40 g NaOH溶于100 g水中,所得溶质的质量分数为40%。( × )
——物质的量浓度的基本计算
标准状况下,气体溶于水,所得溶液中溶质的物质的量浓度的计算
c=
1.标准状况下,V L氨溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g·mL-1。请回答:
(1)所得溶液的溶质的物质的量为________,质量为________。
(2)所得溶液的质量为________,溶液体积为________。
(3)所得溶液的物质的量浓度为________,溶质质量分数为________(以上用V和ρ表示)。
解析:(1)n(NH3)= mol,m(NH3)=×17 g= g。
(2)m(溶液)=g,
V(溶液)= L= L。
(3)c(NH3)== mol·L-1,
ω(NH3)=×100%=×100%。
答案:(1) mol g
(2)g L
(3) mol·L-1 ×100%
溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
推导过程(以1 L溶液为标准):1 L(1 000 mL)溶液中溶质质量m(溶质)=1 000ρ×ω g⇒n(溶质)= mol⇒溶质的物质的量浓度c= mol·L-1(c为溶质的物质的量浓度,单位:mol·L-1;ρ为溶液的密度,单位:g·cm-3;ω为溶质的质量分数;M为溶质的摩尔质量,单位:g·mol-1)。
2.已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL,密度为ρ g·cm-3,质量分数为ω,物质的量浓度为c mol·L-1,溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度:________。
(2)用ω、ρ表示溶液的物质的量浓度:________。
(3)用c、ρ表示溶质的质量分数:________。
(4)用ω表示该温度下NaCl的溶解度:________。
(1) mol·L-1 (2) mol·L-1
(3)×100% (4) g
——溶液稀释与混合的计算
溶液稀释、同种溶质的溶液混合的计算
(1)溶液稀释:①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1ω1=m2ω2。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:混合前后溶质的物质的量保持不变,即c1V1+c2V2=c混V混(若稀溶液混合后体积不变,V混=V1+V2;若混合后体积变化,V混=)。
3.V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO,取此溶液0.5V L,用水稀释至2V L,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
A [依题意知,c(SO)= mol·L-1,c(Fe3+)= mol·L-1×= mol·L-1,故有 mol·L-1×0.5V L=2V L×cB,cB= mol·L-1。]
4.向溶质质量分数为2a%,体积为10 mL,物质的量浓度为c1 mol·L-1的稀硫酸中加入V mL的水,使之溶质质量分数变为a%,此时物质的量浓度为c2 mol·L-1,则下列关系正确的是( )
A.V>10 2c2=c1 B.V<10 2c2>c1
C.V>10 2c2<c1 D.V>10 2c2>c1
C [因为水的密度小于稀硫酸的密度,要使10 mL稀硫酸中溶质质量分数由2a%变为a%,则所加水的体积大于10 mL;由c=可知,当稀硫酸中溶质质量分数变为原来的时,其密度也变小,故其物质的量浓度小于原来的,C正确。]
5.将3p%的硫酸溶液与同体积的p%的硫酸溶液混合得到q%的稀硫酸,则p、q的关系正确的是( )
A.q=2p B.q>2p
C.q<2p D.无法确定
B [当等体积混合时,设浓溶液的密度为ρ1,稀溶液的密度为ρ2,体积各为1 L,则混合后q%==()×p%=(1+)p%,则:当ρ1>ρ2时,如H2SO4溶液、HNO3溶液,q>2p;当ρ1<ρ2时,如氨水、酒精溶液,q<2p。]
同溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液
混合判断(a、b可以有一个为0)
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大,如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液等体积混合后,质量分数ω>(a%+b%)。
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小,如酒精、氨水等少数溶液等体积混合后,质量分数ω<(a%+b%)。
(2)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数ω=(a%+b%)。
一定物质的量浓度溶液的配制(学生必做实验)
1.配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器——容量瓶
(1)构造及用途
(2)查漏操作
使用容量时应注意的事项
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
②不能作为反应容器或长期贮存溶液。
③不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。如需要480 mL某溶液,可选用500 mL容量瓶配制500 mL该溶液,遵从“大而近”的原则。
2.一定物质的量浓度溶液的配制步骤
(1)以配制500 mL 1.50 mol·L-1NaOH溶液为例。
①计算:需NaOH固体的质量,计算式为0.5 L×1.50 mol·L-1×40 g·mol-1。
②称量:用托盘天平称量NaOH固体30.0 g。
③溶解:将称好的NaOH固体放入烧杯中,加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaOH固体全部溶解。
④冷却移液:待烧杯中的溶液冷却至室温后,将溶液用玻璃棒引流注入500 mL 容量瓶中。注意玻璃棒下端应在刻度线以下。
⑤洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液注入容量瓶,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
⑥定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线1~2 cm 时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切。
⑦摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。注意液面下降时不能再加水,否则浓度偏低。
(2)以用1.00 mol·L-1 NaCl溶液配制100 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液为例。
①计算:需1.00 mol·L-1 NaCl溶液的体积为V==0.01 L=10 mL;②量取:用10 mL量筒量取10.0 mL 1.00 mol·L-1的NaCl溶液;③稀释(溶解);④移液;⑤洗涤;⑥定容;⑦摇匀。
固体溶解配制与浓溶液稀释配制比较
①称量仪器不同,前者用托盘天平,后者用量筒或滴定管。
②计算的物理量不同,前者计算质量,后者计算体积。
③操作相似。
3.误差分析的依据
4.一定溶质质量分数溶液的配制步骤
以配制200 g 20%的NaOH溶液为例。
(1)计算:需NaOH的质量为40.0 g,需蒸馏水的体积为160 mL。
(2)称量:用托盘天平称取40.0 g NaOH,用量筒量取160 mL 蒸馏水。
(3)溶解:将称量的NaOH放入烧杯中,将量取的蒸馏水加入烧杯中并用玻璃棒搅拌,即得所需溶液。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)容量瓶在使用前要检查是否漏水。( √ )
(2)配制950 mL某浓度的溶液应选用950 mL的容量瓶。( × )
(3)把0.585 g NaCl固体放入100 mL容量瓶中,加水到刻度线处,配成0.1 mol·L-1的NaCl溶液。( × )
(4)配制500 mL 0.8 mol·L-1 的Na2CO3溶液,用托盘天平需称取42.40 g Na2CO3。( × )
(5)使用量筒量取一定体积的浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸,将浓硫酸转移至烧杯后需用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液一并转移至烧杯。( × )
(6)转移溶液时,玻璃棒底端置于容量瓶刻度线以下。( √ )
(7)配制100 g 10%的NaOH溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒等。( √ )
1.(2025·潍坊模拟)配制0.100 mol·L-1的某溶液,有关操作正确的是( )
A.配制H2SO4溶液时,将量取的浓硫酸倒入容量瓶中加水稀释
B.配制NaOH溶液过程中,将NaOH固体放在滤纸上称量
C.配制NaCl溶液时,最后用胶头滴管加水至刻度线
D.配制HCl溶液时,将量取浓盐酸的量筒洗涤并将洗涤液转入容量瓶中
C [容量瓶为精密计量仪器,不能用于稀释浓溶液,应先在烧杯中稀释,冷却后再转移到容量瓶中,且应向水中加入浓硫酸,A错误;氢氧化钠易吸水潮解,应放在小烧杯或者称量瓶中称量,B错误;定容时利用胶头滴管滴加,则配制NaCl溶液时,最后用胶头滴管加水至刻度线,操作合理,C正确;将量取浓盐酸的量筒洗涤并将洗涤液转入容量瓶中,导致量取的浓盐酸体积偏大,溶质氯化氢物质的量偏大,溶液浓度偏高,D错误。]
2.现需要480 mL 0.5 mol·L-1的稀硫酸。
在配制硫酸溶液时:
(1)需溶质质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为________(计算结果保留一位小数)mL。
(2)如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用________ mL量筒最合适。
(3)配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时操作方法是________________________________________________。
(4)配制时所需的玻璃仪器有____________________________________。
解析:(1)应用500 mL容量瓶配制,根据稀释定律:
mol·L-1×V(浓)=0.5 mol·L-1×0.5 L,可知V(浓)≈0.013 6 L=13.6 mL。
(2)选用略大于13.6 mL的量筒,即15 mL量筒。
答案:(1)13.6 (2)15 (3)先在烧杯中加适量水,再将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌 (4)量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管
3.实验室为配制480 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和Na2CO3的混合溶液,具体操作步骤如下,请根据要求回答下列问题。
Ⅰ.配制前:首先进行的操作为_________________________________。
Ⅱ.配制操作:
a.计算所需溶质的质量;
b.称量:分别用天平称量m(NaOH)=______,m(Na2CO3)=________;
c.溶解:把称量的固体放入小烧杯中,加蒸馏水溶解,并冷却至室温;
d.转移:用玻璃棒将烧杯中的溶液引流入________ mL容量瓶中;
e.洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,将洗涤液转移至容量瓶中;
f.振荡并加蒸馏水稀释:轻轻振荡容量瓶,使溶液混合均匀,向容量瓶中加蒸馏水至液面在刻度线以下1~2 cm;
g.定容:用________(填仪器名称)向容量瓶中加蒸馏水至凹液面与刻度线相切;
h.摇匀、装瓶。
Ⅲ.误差分析:
(1)上述c步骤中,若溶液温度未冷却至室温,直接转移并定容,所配溶液浓度________(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同)。
(2)上述e步骤中,若转移洗涤液时有少许溶液溅到容量瓶外,所配溶液浓度________。
(3)上述g步骤中,若定容时俯视容量瓶刻度线,则所配溶液浓度________。
解析:Ⅰ.由于配制一定物质的量浓度溶液需用到容量瓶,而容量瓶自身带瓶塞,故首先需进行容量瓶的检漏操作。Ⅱ.b.配制480 mL溶液需选用500 mL容量瓶,n(NaOH)=0.1 mol·L-1×500 mL×10-3 L·mL-1=0.05 mol,m(NaOH)=0.05 mol×40 g·mol-1=2.0 g,n(Na2CO3)=0.1 mol·L-1×500 mL×10-3 L·mL-1=0.05 mol,m(Na2CO3)=0.05 mol×106 g·mol-1=5.3 g,即需称量2.0 g NaOH和5.3 g Na2CO3;d.选用500 mL容量瓶;g.定容时向容量瓶中加水至离刻度线1~2 cm处时,改用胶头滴管继续滴加。Ⅲ.(1)当溶液未冷却到室温便移液,则溶液体积偏小,导致所配溶液浓度偏大。(2)转移时有溶液溅出,则溶质损失,导致所配溶液浓度偏小。(3)定容时俯视刻度线,导致溶液凹液面最低点达不到刻度线,即溶液体积偏小,导致所配溶液浓度偏大。
答案:Ⅰ.检查容量瓶是否漏液 Ⅱ.2.0 g 5.3 g 500 胶头滴管 Ⅲ.(1)偏大 (2)偏小 (3)偏大
4.(1)从溶质改变角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
①配制500 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g:________。
②配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒:________。
③用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:________。
④定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线:________。
⑤配制NaOH溶液时,NaOH固体中含有Na2O杂质:________。
(2)从溶液改变角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
①定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:________。
②定容时仰视刻度线:________。
③容量瓶洗净后未干燥:________。
答案:(1)①偏小 ②偏小 ③偏大 ④偏小 ⑤偏大 (2)①偏小 ②偏小 ③无影响
仰视与俯视引起的误差分析思路
溶解度曲线的应用
1.溶解度
固体物质的溶解度
定义:在一定温度下,某固体物质在100 g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为(g/100 g H2O)
利用饱和溶液求溶解度的公式:S固体=×100 g
影响因素:①溶剂的影响,如NaCl易溶于水而不易溶于汽油。②温度的影响,升高温度,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质的溶解度减小,如Ca(OH)2
气体物质的溶解度
定义:通常指该气体(压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积
影响因素:气体溶解度的大小与温度和压强有关,温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大
2.溶解度曲线的应用
(1)溶解度曲线的含义
①同一物质在不同温度时的溶解度不同。
②两曲线交点的含义:表示两物质在某温度时的溶解度相同。
③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小。
(2)根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法
①溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶、趁热过滤的方法。
②溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法;若KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
1.(2025·青岛模拟)如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线,下列说法正确的是( )
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,可以用冷却结晶的方法提纯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
C [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,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、溶质的摩尔质量不一定相等,B错误;由图可知,b的溶解度随温度的升高变化较小,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,可以用冷却结晶的方法提纯a,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,D错误。]
2.有关物质的溶解度如图所示。向Na2Cr2O7溶液中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。理由是__________________________________________。
a.80 ℃ b.60 ℃
c.40 ℃ d.10 ℃
该过程的化学方程式为______________________________________________。
答案:d K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而减小 2KCl+Na2Cr2O7===K2Cr2O7+2NaCl
1.(2022·山东卷)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( )
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
A [A项,量筒不能准确量取25.00 mL溶液,错误;B项,Na2CO3溶液呈碱性,应用带塑料塞的容量瓶,正确;C项,Na2CO3具有吸水性不选用称量纸称量,正确;D项,达到滴定终点时溶液由黄色变为橙色,正确。]
2.(2024·北京卷)下列实验的对应操作中,不合理的是( )
眼睛注视锥形瓶中溶液
A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
B.稀释浓硫酸
C.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
D.配制一定物质的量浓度的KCl溶液
D [用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,眼睛应注视锥形瓶中溶液,以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点,A项合理;浓硫酸的密度比水的密度大,浓硫酸溶于水放热,故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,B项合理;NaCl的溶解度随温度升高变化不明显,从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法,C项合理;配制一定物质的量浓度的溶液时,玻璃棒最低端应该在容量瓶刻度线以下,定容阶段,当液面在刻度线以下约1 cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,D项不合理。]
3.(2023·山东卷改编)相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
根据图示,LiCl溶液中加入饱和Na2CO3溶液可以得到Li2CO3并结晶析出,操作方法是蒸发结晶,趁热过滤。
4.(1)(2024·安徽卷节选)配制c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液,下列仪器在本实验中必须用到的有________(填名称)。
(2)(2024·全国甲卷节选)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是____________________________________________________,定容后还需要的操作为____________________________________________________。
解析:(1)配制溶液需要用到容量瓶和量筒。(2)操作a为洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移到容量瓶中,目的是避免溶质损失;定容后应盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀。
答案:(1)容量瓶、量筒 (2)避免溶质损失 盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀
课时质量评价(七)
(建议用时:30分钟)
一、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1.把如图标签所示的两份溶液全部注入容量瓶中并加水达到图示状态。
下列说法正确的是( )
A.两份溶液中溶质的物质的量相同
B.两份溶液中c(H+)分别为0.3 mol·L-1和 0.25 mol·L-1
C.容量瓶中溶液的物质的量浓度为0.21 mol·L-1
D.容量瓶中溶液的c(H+)为0.21 mol·L-1
C [A项,两份溶液中n(H2SO4)分别为0.03 mol和0.075 mol,错误;B项,两份溶液中c(H+)分别为0.6 mol·L-1和0.5 mol·L-1,错误;C项,c= mol·L-1=0.21 mol·L-1,正确;D项,c(H+)=0.21 mol·L-1×2=0.42 mol·L-1,错误。]
2.(2025·济南模拟)用溶质质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84 g·cm-3)配制200 mL 1.84 mol·L-1稀硫酸,下列操作正确的是( )
A.将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B.必须用到的定量仪器有200 mL容量瓶和托盘天平
C.量取浓硫酸的体积为25.0 mL
D.量取浓硫酸时仰视,定容时俯视,都会使所配硫酸溶液浓度偏大
CD [稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓慢注入盛有一定量蒸馏水的烧杯中,并不断搅拌至冷却,A错误;实验室没有200 mL容量瓶,则配制200 mL 1.84 mol·L-1稀硫酸时,必须用到的定量仪器为250 mL容量瓶和量筒,B错误;由c=可知,浓硫酸的浓度为 mol·L-1=18.4 mol·L-1,由稀释定律可知,量取浓硫酸的体积为×103 mL·L-1=25.0 mL,C正确;量取浓硫酸时仰视会使量取的浓硫酸的体积偏大,导致所配硫酸溶液浓度偏大,定容时俯视会使溶液的体积偏小,导致所配硫酸溶液浓度偏大,D正确。]
3.(2025·淄博模拟)实验室用氢氧化钠固体配制500 mL 0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液,下列说法错误的是( )
A.称量氢氧化钠固体要用小烧杯,不能直接放到滤纸上称量
B.如果把氢氧化钠和砝码放反了,会导致所配溶液浓度偏低
C.如果没有冷却至室温就进行定容,会导致所配溶液浓度偏高
D.某同学仰视定容,会导致所配溶液浓度偏低
B [氢氧化钠会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,为防止氢氧化钠变质,称量氢氧化钠固体时,要用小烧杯称量,不能直接放到滤纸上称量,故A正确;配制500 mL 0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液需要氢氧化钠的质量为0.1 mol·L-1×0.5 L×40 g· mol-1=2.0 g,则称量氢氧化钠固体时,不需要用到游码,所以砝码和物品的位置放反,对结果没有影响,故B错误;如果没有冷却至室温就进行定容会使溶液的体积偏小,导致所配溶液浓度偏高,故C正确;仰视定容会使溶液的体积偏大,导致所配溶液浓度偏低,故D正确。]
4.配制250 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,在下列仪器中:①量筒、②250 mL容量瓶、③托盘天平和砝码、④500 mL容量瓶、⑤烧杯、⑥玻璃棒、⑦漏斗、⑧药匙、⑨胶头滴管、⑩250 mL烧瓶,需要用到的仪器按使用先后顺序排列正确的是( A )
A.⑧③⑤①⑥②⑨ B.②③⑦⑤⑥
C.②⑤⑦⑥① D.④③⑦⑤⑥
5.某学生配制了100 mL 1 mol·L-1的硫酸溶液,然后对溶液浓度做了精确测定,且测定过程中一切操作都正确,结果测得溶液的物质的量浓度低于1 mol·L-1。那么,在配制过程中,下列操作可能导致溶液浓度偏低的是( )
①量筒用蒸馏水洗净后立即用来量取浓硫酸
②将浓硫酸在烧杯中稀释并冷却,转移到容积为100 mL的容量瓶中后,没有洗涤烧杯
③在转移过程中用玻璃棒引流,因操作不慎有少量溶液流到了容量瓶外面
④最后定容时,加水超过了刻度线,马上用胶头滴管吸出多余的水,使溶液凹液面刚好与刻度线相切
A.②③④ B.③④
C.①②③ D.①②③④
D [①量筒用蒸馏水洗净后立即量取浓硫酸,使浓硫酸被稀释,所取溶质H2SO4偏少,会导致溶液浓度偏低。②未洗涤烧杯,溶质H2SO4损失,会导致溶液浓度偏低。③少量溶液流到容量瓶外面,溶质H2SO4损失,会导致溶液浓度偏低。④加水超过了刻度线,马上用胶头滴管吸出多余的水,溶质H2SO4损失,会导致溶液浓度偏低。]
二、非选择题(本题共3小题,共35分)
6.(8分)在标准状况下,将224 L HCl气体溶于635 mL水中,所得盐酸的密度为1.18 g·cm-3。试计算:
(1)所得盐酸的质量分数和物质的量浓度分别是________、________。
(2)取这种盐酸100 mL,稀释至1.18 L,所得稀盐酸的物质的量浓度是________。
(3)在40.0 mL 0.065 mol·L-1 Na2CO3溶液中,逐滴加入上述稀释后的稀盐酸,边加边振荡。若使反应不产生CO2气体,加入稀盐酸的体积最多不超过________mL。
解析:(1)n(HCl)==10 mol,m(HCl)=10 mol×36.5 g·mol-1=365 g,盐酸中HCl的质量分数ω=×100%=36.5%,c(HCl)==
=11.8 mol·L-1。
(2)由c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)可知,c(稀)==1 mol·L-1。
(3)n(Na2CO3)=0.040 L×0.065 mol·L-1=0.002 6 mol,设加入稀盐酸的体积最多不超过x mL,则n(HCl)=1 mol·L-1×0.001x L=0.001x mol,根据反应Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl得0.002 6=0.001x,x=2.6。
答案:(1)36.5% 11.8 mol·L-1 (2)1 mol·L-1 (3)2.6
7.(18分)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制250 mL浓度为0.010 0 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液,回答下列问题。
(1)配制250 mL 0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液时需要准确称量K2Cr2O7的质量是________g(保留四位有效数字)。
(2)配制该标准溶液时,下列仪器中不会用到的有________(填标号)。
①电子天平 ②烧杯
③玻璃棒 ④量筒
⑤250 mL容量瓶 ⑥胶头滴管
⑦滴定管
(3)配制0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液的操作步骤(填写空白):计算→称量→________→移液→洗涤→________→摇匀等。
(4)配制0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液时,下列操作对配制结果有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒:________。
②定容时,仰视刻度线:________。
③配制过程中,溶解时溅出:________。
④容量瓶洗净后未干燥:________。
(5)配制0.010 00 mol·L-1 K2Cr2O7溶液,定容时不慎加水超过了刻度线,应如何操作?____________________________________________________________。
解析:(1)配制250 mL 0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液时需K2Cr2O7的物质的量n(K2Cr2O7)=0.010 0 mol·L-1×0.25 L=0.002 5 mol,则需要称量K2Cr2O7的质量m(K2Cr2O7)=0.002 5 mol×294 g·mol-1=0.735 0 g。
答案:(1)0.735 0 (2)⑦ (3)溶解 定容
(4)①偏低 ②偏低 ③偏低 ④无影响 (5)重新配制
8.(9分)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++2CrOCr2O+H2O
相关物质的溶解度随温度变化如下图。
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ,将铬铁矿粉碎有利于增大高温氧化的速率,其理由是______________________________________________________________。
(2)下列说法正确的是________(填标号)。
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标号(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+2H2O===NaOH+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,增大高温氧化的速率。(2)A.根据Na2CrO4的溶解度随着温度的升高而增大,步骤Ⅱ中应高温提高浸取率,A错误;B.步骤Ⅱ中用水浸取时NaFeO2发生强烈水解:NaFeO2+2H2O===NaOH+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++2CrOCr2O+H2O正向移动,主要目的是使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+2KCl===K2Cr2O7+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。
答案:(1)增大反应物的接触面积 (2)BC (3)a e d c
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