内容正文:
专题02 化学中常用的物理量——物质的量
考查重点
命题角度
物质的量和阿伏伽德罗常数
考查物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
摩尔质量
考查物质的量、质量和摩尔质量之间的关系
气体摩尔体积
考查标准状况下的气体摩尔体积
阿伏加德罗定律及其推论
考查阿伏加德罗定律的推论及应用
物质的量浓度
考查辨析所给体积是否为溶液体积,溶液的体积不等于溶剂的体积
物质的量浓度的计算
考查浓溶液稀释的计算,以及相同溶质两溶液混合的计算,同时还考查物质的量浓度与溶质的质量分数的换算。
一定物质的量浓度溶液的配制
考查一定物质的量浓度溶液的配制过程,同时也考查容量瓶的使用方法,以配制误差分析。
一、物质的量和阿伏伽德罗常数
1.物质的量
(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的 的物理量,用符号n表示。
(2)物质的量的单位——摩尔
(3)书写方法及含义
表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的 :
如1 mol H指1 mol氢原子,1 mol H2指1 mol氢分子。
2.阿伏加德罗常数
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
(1)关系式:n=。
(2)结论:微粒之间的物质的量之比等于微粒的 之比。
特|别|提|醒
物质的量的理解——“四化”
二、摩尔质量
1.摩尔质量
2.物质的量、质量和摩尔质量之间的关系
n=。
3.以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观微粒数(N)之间的关系。
=n=。
特|别|提|醒
(1)摩尔质量概念的理解
①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
(2)摩尔质量的计算方法
①已知任意状态物质的质量时:M=(定义式)。
②已知一个分子的质量时:M=m(分子)×NA。
三、气体摩尔体积
1.决定物质体积大小的因素
(1)物质体积大小的影响因素
(2)粒子数目相同物质的体积关系
2.气体摩尔体积
3.标准状况下的气体摩尔体积
所以标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
4.理解气体摩尔体积应注意的几个问题
(1)适用范围:气态物质,可以是 气体,也可以是 气体。
(2)物质在 为气体,若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol-1进行计算。
(3)1 mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4 L,也可能不是22.4 L。
特|别|提|醒
考查标准状况下的气体摩尔体积,常见问题如下:
(1)忽视外界条件是标准状况,如常温常压下,1 mol H2的体积不是22.4 L。
(2)忽视研究对象是气体,如标准状况下H2O、酒精、SO3等不是气体。
(3)将1 mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆,前者单位为L,后者单位为L·mol-1。
【归纳总结】标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n= mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
四、阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律
在 的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,这是理解气体体积的理论基础。
(1)阿伏加德罗定律的内容
的温度和压强下,粒子数 的任何气体都具有 的体积,也可以说,在相同的温度和压强下、相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
(2)特别提示
①阿伏加德罗定律适用于 气体,包括混合气体,不适用于非气体;
②同温、同压、同体积、同分子数,共同存在,相互制约,且“三同定一同”。
2.阿伏加德罗定律的推论及应用
在同温同压(以0 ℃,1.01×105Pa即标准状况为例)下,完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是22.4 L,2 mol H2的体积是44.8 L,=,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。
(2)44.8 L O2的物质的量是2 mol,质量是64 g,44.8 L H2的物质的量是2 mol,质量是4 g,=,由此可推知:同温同压下,同体积的气体的质量之比等于其摩尔质量之比。
(3)1 mol O2的质量是32 g,体积是22.4 L,ρ(O2)== g·L-1(列式不化简,下同)。
1 mol H2的质量是2 g,体积是22.4 L,ρ(H2)== g·L-1。=,由此可推知:
①同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比。
②在标准状况下,气体的密度= g·L-1。
特|别|提|醒
阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
语言叙述
公式
同温同压
同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比
==
同温同体积
同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比
==
同温同压
同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比
=
同温同压同体积
同温同压下,体积相同的气体,其质量与摩尔质量成正比
=
五、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: 。
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。
(2)符号:cB,常用单位:mol·L-1。
(3)表达式: 。
特|别|提|醒
①物质的量浓度表达式中,V表示溶液的体积,单位是升(L)。在进行简单计算时,一定要辨析所给体积是否为溶液体积,溶液的体积不等于溶剂的体积。
②溶质一定要用“物质的量”来表示。如给出的已知条件是溶质的质量或者气体的体积(标准状况下)或粒子数,应根据有关公式换算为“物质的量”。
③带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算,用带有结晶水物质的质量除以带有结晶水物质的摩尔质量即可。
④溶质可以是单质、化合物,如c(I2)=0.1mol·L-1,c(NaCl)=2.5mol·L-1;也可以是离子或其他特定组合,如c(Fe2+)=0.5mol·L-1。
⑤与水发生反应生成新的物质,如Na2ONaOH;SO3H2SO4;而NH3、Cl2等溶于水后成分复杂,所以计算浓度时,仍以NH3、Cl2等作溶质。
六、物质的量浓度的计算
1.浓溶液稀释
(1)溶质的物质的量不变 ;
(2)溶质的质量不变: ;
(3)溶液的质量守恒: 。
2.相同溶质两溶液混合
(1)溶质的物质的量不变 ;
(2)溶质的质量不变: 。
3.物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
物质的量浓度与溶质的质量分数、溶解度之间求算题目的解题思路一般有两个出发点:
(1)由“定义式”出发:物质的量浓度定义的数学表达式为cB=,由此知,欲求cB,先求nB及V。设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
(2)利用推导出的换算公式cB=进行cB与w的相互计算。
七、一定物质的量浓度溶液的配制
1.主要仪器
托盘天平(分析天平)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、量筒。
2.容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
(2)容量瓶使用的注意事项
①使用前要 。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
②使用后应将容量瓶 。
3.配制过程:
以配制100 mL 1.00 mol·L-1 的氯化钠溶液为例
4.误差的分析方法
(1)根据cB==可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小。
(2)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。
5.配制100 mL 1.00 mol·L-1的氯化钠溶液常出现的误差
能引起误差的操作
因变量
c
n
V
称量
①砝码生锈(没有脱落)
②少量氯化钠粘在称量纸上
③使用游码,且药品砝码位置颠倒
转移
④有少量液体溅出
⑤容量瓶内有少量水
⑥未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
定容
⑦仰视
⑧超过刻度线,吸出一部分水
⑨摇匀后液面下降,补充水
装瓶
⑩试剂瓶刚用蒸馏水洗过
题型一 物质的量及其单位
【典例1】(24-25高一上·河南信阳·期中)下列有关物质的量及摩尔的叙述正确的是
A.中含有原子、原子
B.1mol是个粒子的集合体,如1mol大米、1mol苹果等
C.物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的
D.摩尔是7个基本物理量之一,它既是物质的量的单位,又是粒子数目的单位
【变式1-1】(24-25高一上·海南海口·期中)下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体
B.1mol中含有2molH和1molO
C.0.012kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩尔
D.1摩尔任何物质都约含有个原子
【变式1-2】(24-25高一上·山东东营·阶段练习)下列叙述正确的是
A.摩尔是七个基本物理量之一
B.阿伏加德罗常数的符号为,近似为
C.阿伏加德罗常数是中所含的碳原子数
D.摩尔既是物质的量的单位,又是粒子数量的单位
【变式1-3】(24-25高一上·浙江·期中)上善若水,水善利万物而不争。下列有关水的说法正确的是
A.约含有个氢原子
B.、一个标准大气压下,的质量是
C.在标准状况下的体积为
D.个的摩尔质量为
题型二 摩尔质量
【典例2】(25-26高一上·河南·开学考试)16.2g氮的氧化物中氧元素质量和16.5g二氧化碳中的氧元素质量相等,该氮的氧化物的化学式为
A.NO B.N2O C.N2O3 D.N2O5
方|法|点|拨
1、同一物质不论质量多少,摩尔质量为定值。
2、摩尔质量的单位g/mol,质量的单位为g。
【变式2-1】(24-25高一下·广西·期中)下列关于阿伏伽德罗常数的说法正确的是
A.pH=2的硫酸溶液中含有0.01个
B.常温常压下,22g二氧化碳含有0.5个碳原子
C.标况下,22.4L苯与氢气发生加成反应需要氢气的最大数目为3
D.电解精炼铜阳极质量减少64g时,电路中转移电子数为2
【变式2-2】(24-25高一上·广东湛江·期中)工业上制取氢气时涉及的一个重要反应为,下列说法正确的是(已知:设为阿伏加德罗常数的值)
A.等物质的量的和中,所含的碳原子数均为
B.与足量的水反应,可得到个分子
C.标准状况下,中所含的电子总数为
D.通常状况下,中所含的分子数为
【变式2-3】(24-25高一上·福建龙岩·期中)铜器久置于空气中会和空气中的、、作用产生“绿锈”,该“绿锈”俗称“铜绿”[化学式为],又称“孔雀石”。某同学利用如图所示的一系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。下列说法错误的是
A.上述转化中铜元素的存在形态有两种
B.上述转化中涉及四种基本反应类型
C.氧化铜的摩尔质量是的摩尔质量的2倍
D.将溶于水,所得溶液的浓度为
题型三 气体摩尔体积
【典例3】(24-25高一下·四川泸州·期中)用表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.1mol苯分子中含碳碳双键数目为
B.标准状况下,所含分子数为
C.常温常压下,所含有的原子的数目为
D.的溶液中含有的数目是
【变式3-1】(24-25高一下·河南鹤壁·开学考试)物质的量在定量计算中有重要的应用,下列说法中正确的是
A.等物质的量的和固体混合物中含有的离子数目为
B.相同温度下,2g和32g具有相同的体积
C.0.5mol·L-1溶液中含有的数目为
D.标准状况下,nL中含Cl原子数为m,则的数值可表示为
【变式3-2】(24-25高一上·辽宁丹东·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.2mol OH-含有的电子数为3.4NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.标准状况下,11.2L H2O中含有的分子数为0.5NA
D.常温常压下,32gO2和O3的混合气体中含有的氧原子数为2NA
【变式3-3】(24-25高一上·福建龙岩·期中)含氮物质发生如下反应:①,②,③,④。请回答下列问题:
(1)上述反应中,反应①④分别属于四大基本反应类型的 、 。
(2)标准状况下,的摩尔质量为 ,物质的量为 ,质量为 g。
(3)中含有的原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)标准状况下,由和组成的混合气体质量为,则此混合气体的平均摩尔质量为 , ,氮原子总数为 (保留两位有效数字)。
题型四 阿伏加德罗定律及其推论
【典例4】(24-25高一上·贵州铜仁·期中)中科院天津生物所首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是
A.常温常压下,1 mol CO2的体积约为22.4 L
B.同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
【变式4-1】(24-25高一上·福建泉州·期中)两个相同的容器中,一个盛有气体,另一个盛有和的混合气体,同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的
A.原子数 B.质子数 C.质量 D.密度
【变式4-2】(24-25高一下·上海闵行·期中)下图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体时温度的变化曲线,其中四个容器均密闭、体积相等,初始温度为,压强为。
(1)实验开始时,四个容器中气体分子数目之比为 。
(2)光照相同时间,四种气体中温室效应(温度变化)最显著的是__________。
A. B. C. D.空气
【变式4-3】(24-25高一上·福建福州·期中)回答下列问题(用表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)标准状况下,和含有相同氢原子数的的体积为 。
(2)从溶液中取出,向其中加入的溶液恰好使完全沉淀,则原溶液中的物质的量浓度为 。
(3)某盐混合溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则 。
(4)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下,“人造空气”的质量是,其中氧气和氦气的分子数之比是 。
(5)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A.B两室,向A室充入、混合气体,向B室充入空气,此时活塞的位置如图所示。
实验测得A室混合气体的质量为,若将A室、的混合气体点燃恢复原温度后,(非气体体积忽略不计)最终活塞停留的位置在 刻度处。
(6)中含有的质子数和中子数分别为 、 。
题型五 物质的量浓度及其计算
【典例5】(24-25高一上·福建泉州·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,中所含的原子总数为
B.常温常压下,中含有的原子数为
C.溶液中,所含氯离子的数目为
D.标准状况下,中,所含的氢原子总数为
【变式5-1】(24-25高一上·福建泉州·期中)计算后填空:
(1)中,含有的H原子约为 个,O的质量为 g。
(2)标准状况下,的物质的量为 mol,其质子总数为 个。
(3)中含有的H原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)溶液中含的质量为27g,将该溶液稀释到5L,稀释后溶液中的物质的量浓度是 。
(5)由、两气体组成的混合气体16g,标准状况下,体积为,则、的物质的量之比为 。
【变式5-2】(24-25高一上·浙江温州·期中)某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):
①配制0.10mol/L稀盐酸和0.10mol/LNaOH溶液;
②向一粒研碎后的药片(0.10g)中加入20.00mL蒸馏水;
③加入25.00mL0.10mol/L稀盐酸;
④用0.10mol/LNaOH溶液中和过量的稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积。某小组同学共进行4次该测定实验,每次所消耗的NaOH溶液的体积如下:
测定次数
1
2
3
4
12.00
12.10
14.00
11.90
请回答:
(1)实验室现有50mL、100mL、250mL、500mL四种规格的容量瓶,则配制盐酸应选用的容量瓶的规格为 mL。
(2)根据上述实验数据,计算这种药片中碳酸钙的质量分数为 。
【变式5-3】(24-25高一上·山西太原·期中)某化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液,标签上有“ 0.1”的字样,下列是该小组成员对该溶液的分析,正确的是
A.为配制1L该溶液,可将11.1g 固体溶于1L水中
B.该溶液中和的物质的量浓度都是0.1
C.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液中溶质的物质的量浓度为0.05
D.将该瓶溶液加水稀释至原体积的2倍,则所得溶液中
【变式5-4】(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)设代表阿伏加德罗常数的值,完成下列填空:
(1)所含分子数目和原子数目分别为 和 。
(2)标准状况下,个分子所占有的体积为 L。
(3)和的混合溶液中,含的物质的量浓度为,则和的物质的量浓度分别是 、 。
(4)常温下,的溶液,加水稀释到,所得溶液的浓度为 。
(5)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下,人造空气的质量是,其中氧气和氦气的分子数之比是 。
(6)某二价金属A的氯化物中含有,则A的摩尔质量为 。
(7)现有M、N两种气态化合物,其摩尔质量之比为,将M、N两种气体分别溶于水(M、N与水均不反应)配成溶液,当两种溶液的质量分数相同时,其密度分别为和,则两种溶液的物质的量浓度之比为 。
题型六 一定物质的量浓度溶液的配制
【典例6】(24-25高一下·湖南·期中)规范的仪器操作是学好化学的基本技能之一、下列操作正确的是
A.操作①:测定某溶液的pH B.操作②:蒸发结晶
C.操作③:加热熔融 D.操作④:配制溶液
【变式6-1】(24-25高一下·广西柳州·期中)实验室配制溶液过程中,下列仪器不需要用到的是
A. B. C. D.
【变式6-2】(24-25高一上·江苏淮安·期中)实验室用固体配制的溶液,填空并请回答下列问题:
(1)某同学用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。由图中可以看出,该同学在操作时的一个错误是 ,烧杯的实际质量为 g。
(2)配制250mL1.25mol/L的溶液
应称取的质量 g,选择 mL容量瓶,除容量瓶外还需要的其它玻璃仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、 。
(3)容量瓶上需标有以下四项中的 ;
①温度 ②浓度 ③容量 ④压强
(4)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)
A、用水洗涤烧杯2—3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B、用天平准确称取所需的的质量,加入少量水(约,用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C、将已冷却的溶液沿玻璃棒注入的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E、改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F、继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度处
(5)判断下列操作会使所配浓度偏小的是
A、称量时,砝码错放在左盘
B、向容量瓶中转移溶液时(实验步骤②)不慎有液滴洒在容量瓶外面
C、加蒸馏水时不慎超过了刻度线
D、定容时俯视刻度线
E、配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
F、溶液注入容量瓶前没恢复到室温
【变式6-3】(24-25高一上·浙江衢州·期中)某实验需要98mL0.100mol/L溶液,有以下步骤可供选择:
①将容量瓶塞紧,充分摇匀。
②待烧杯中的溶液冷却到室温后,转入________。
③把称量好的固体放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解。
④用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯2~3次,每次洗涤的溶液都转入容量瓶并轻轻摇动。
⑤容量瓶使用完毕,洗净、烘干。
⑥继续加蒸馏水至液面距刻度线1~2cm处,改用______滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切。
⑦若发现容量瓶内有少量未溶解固体,则需要将玻璃棒伸入瓶内搅拌使其溶解。
⑧用分析天平称量所需晶体的质量。
⑨将配制好的溶液倒入试剂瓶中,并贴好标签。
请回答下列问题:
(1)实验步骤中使用的仪器分别为:② ,⑥ 。
(2)所需晶体的质量为 g(保留两位小数)。
(3)选出溶液配制过程中的正确操作并排序: (填序号)。
(4)下列情况会导致所配溶液浓度偏低的是 (填序号)。
a.定容时俯视刻度线
b.将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外
c.摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线
d.称量时已失去部分结晶水
e.使用前容量瓶底部有少量水
(5)已知配制好的0.100mol/L溶液密度为,取50.00mL该溶液与50.00mL蒸馏水混合(密度为1.00g/mL),得到的溶液密度为,则稀释后的溶液物质的量浓度为 mol/L(用含、的代数式表示)。
题型七 误差分析
【典例7】(24-25高一上·安徽安庆·期中)某学生在配制250mL 0.5mol·L-1的NaOH溶液时,最终配制的溶液浓度比要求的高,造成该误差的原因可能是
A.配制前容量瓶未干燥
B.洗涤液未全部转移到容量瓶中
C.定容时仰视
D.称量前天平没调平衡,静止时指针偏向标尺右边
【变式7-1】(24-25高一上·甘肃兰州·期中)使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差。下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用天平称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
④定容时,仰视容量瓶的刻度线
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
A.①②⑤ B.②④⑤
C.③④⑤ D.①②④⑤
【变式7-2】(19-20高一上·四川成都·期中)不规范的实验操作会导致实验结果的误差,下列关于误差分析的判断正确的是
A.用浓硫酸配制稀硫酸时,量筒量取浓硫酸仰视会使所配溶液浓度偏高
B.用托盘天平称取药品时药品和砝码位置颠倒药品质量一定偏低
C.配制1 mol·L-1的NaOH溶液时未恢复至室温就转移并定容会使所得溶液浓度偏低
D.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理就直接用于配制,会使所配溶液浓度偏低
【变式7-3】(24-25高一上·上海·期中)某小组在25℃、101kPa的实验条件下,用镁带与足量稀硫酸反应,测定氢气的摩尔体积。
(1)小组成员先配制50mL1mol·L-1稀硫酸,下列操作会使得所配溶液的浓度偏小的是___________。
A.容量瓶中原有少量蒸馏水
B.定容时俯视容量瓶刻度线
C.胶头滴管加水时,有少量水滴到容量瓶外
D.摇匀后发现液面低于刻度线,又加水至刻度线
(2)测定气体摩尔体积实验使用氢气,而不使用氯气的原因是 .
(3)实验中导管a的作用是: 。
(4)反应结束后, ,再平视刻度线读数并记录。
(5)若量气管的初读数为0.20mL,终读数为18.95mL,镁带的质量为0.020g,计算本实验氢气的摩尔体积为 。
(6)请计算在25℃、101kPa时,1mol氢气体积的参考值为 L(保留一位小数)。则本次实验的相对偏差为 (保留一位小数)。
(7)若镁带中混有金属铝,会导致实验结果 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
(8)若终读数时量气管的液面低于水准管,会导致实验结果 。
B.偏大 B.偏小 C.无影响
(9)可以通过多次平行实验来消除本实验的 误差。
C.系统 B.随机 C.粗大
基础通关练(测试时间:20分钟)
1.(25-26高一上·安徽·期中)标准状况下,5.6 L O2中含有N个氧原子,则阿伏加德罗常数的值为
A.4N B. C.2N D.
2.(25-26高一上·宁夏陕西·期中)在形成的混合溶液中,,则为
A. B. C. D.
(25-26高一上·江苏·期中)阅读下列信息,完成下列小题:
现实验室准备用NaOH固体配制100mL、的NaOH溶液。
3.下图所示的仪器中,不是实验中必须使用的是
A. B. C. D.
4.下列情况或操作会使所配溶液浓度偏高的是
A.NaOH已部分变质
B.容量瓶使用前未完全干燥
C.转移溶解后的NaOH溶液及定容时,未等溶液冷却
D.转移溶解后的NaOH溶液时,部分溶液洒落
5.(24-25高一上·北京·期中)下列叙述中正确的是
A.阿伏加德罗常数NA的单位是1
B.H2SO4的摩尔质量是98g
C.等质量的O2和O3中所含的氧原子个数相等
D.22.4LO2含阿伏加德罗常数个氧分子
6.(24-25高一下·浙江杭州·期中)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,中含有的分子数约为
B.1mol白磷固体所含共价键数目为
C.晶体所含离子的微粒数为
D.标况下,22.4L氯气溶于水,转移电子数为
7.(24-25高一下·北京·期中)下列说法正确的是
A.同温同压下,和的密度相同
B.质量相同的和所含的原子数相同
C.质量相同的和所含的原子数相同
D.室温下,相等的盐酸和硫酸中,溶质的物质的量浓度相同
8.(24-25高一下·四川内江·期中)在容量瓶使用方法中,下列操作正确的是
A.配制氯化钠溶液,容量瓶用蒸馏水洗净后,需要氯化钠溶液润洗
B.氢氧化钠溶解后,立即注入容量瓶中
C.定容时若超过刻度线,可以加热蒸发部分水,冷却至室温再定容至刻度线
D.定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀
9.(24-25高一下·浙江台州·期中)室温时向100mL碘水滴加的溶液,发生下列反应:,消耗了溶液,计算原饱和溶液中I2的物质的量浓度
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·福建泉州·期中)俗称蓝矾、胆矾或铜矾,是颜料、电池、杀虫剂、木材防腐等方面的化工原料。其具有催吐,祛腐,解毒作用。
I.实验室需配制的溶液。根据溶液配制情况,回答下面问题:
(1)用胆矾()配制上述溶液,需用托盘天平称量的质量为 g。[已知摩尔质量为]
(2)配制过程中有如下操作步骤:
①把称量好的胆矾放入小烧杯中,加适量蒸馏水溶解;
②待溶液恢复到室温,把①所得溶液小心转入 中;
③用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤的液体都小心转入容量瓶,并轻轻摇匀;
④继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距离刻度处,改用 滴加蒸馏水至液面与刻度线相切;
⑤将容量瓶塞紧,反复上下颠倒,摇匀,装瓶,贴标签。
(3)以下操作会引起所配制溶液浓度偏低的是 (填序号)。
A.配制前容量瓶底部有少量水 B.胆矾长期放置失去部分结晶水
C.定容时仰视刻度线 D.装瓶时有少量溶液溅出
(4)现利用上述溶液配制的溶液,需用量筒量取 的溶液。
II.实验室有一瓶标签污损的硫酸铜溶液,为测定其浓度,研究小组设计了如下方案。实验原理:
实验步骤:
(5)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为 。
(6)固体质量为,则 。
(7)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
重难突破练(测试时间:20分钟)
11.(24-25高一上·安徽·期中)阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.1mol石墨烯中用于杂化的电子数为
B.1mol乙醇中,键数目为
C.溶液中离子数为
D.溶液中阴离子总数小于
12.(24-25高一上·河北石家庄·期中)X、Y、Z均为氮的氧化物,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,中所含质子总数为
B.常温常压下,23gZ中含有的分子数为
C.反应①中生成转移电子数为
D.相同物质的量的Y和CO的氧原子数均为
13.(24-25高一下·浙江·期中)下列有关叙述正确的是
A.现有CO、、、三种气体,它们都含有,则三种气体的物质的量之比为
B.同温同压下,同体积、同密度的和,两种气体的分子数一定相等
C.和中含有的碳原子数一定相等
D.配制的NaOH溶液,用分析天平称取NaOH固体1.80g
14.(24-25高一上·广西梧州·期中)在同温同压下,甲容器内充满,乙容器内充满,若甲、乙容器内所含氢原子数目之比为,则甲、乙两个容器的体积比是
A. B. C. D.
15.(24-25高一下·浙江·期中)配制一定物质的量浓度的溶液的操作过程示意图如下:
下列说法中不正确的是
A.“操作2”需将溶解的溶液及烧杯洗涤液全部转移至容量瓶
B.“操作3”中玻璃棒起引流作用
C.“操作4”定容时仰视刻度线会造成所配溶液浓度偏低
D.“操作5”摇匀后瓶中液面下降至刻度线以下,需继续加水至刻度线
16.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)在标准状况下,将完全溶于水得到氨水,溶液的密度为,溶质的质量分数为ω,溶质的物质的量浓度为。下列叙述中正确的有
① ② ③上述溶液中加入水后,所得溶液的质量分数大于 ④上述溶液中加入等质量的水后,所得溶液的物质的量浓度大于
A.②③ B.①③ C.②④ D.③④
17.(24-25高一上·山东菏泽·期中)某同学欲用购买的市售盐酸配制家庭中所需的洁厕灵(230mL),可供选择的仪器如图所示。请回答下列问题:
盐酸 化学纯 CP
500mL品名:盐酸
化学试:HCl
密度:1.18g/cm3
质量分数:36.5%
(1)如图所示的仪器中配制上述溶液肯定不需要的是 (填序号),配制过程中选用的玻璃仪器除了上述提供的还需要有 。
(2)应量取浓盐酸的体积为 mL。
(3)如果取5mL该浓盐酸加水稀释至10mL。那么稀释后的盐酸的质量分数 18.25%(填“大于”、“小于”或“等于”下同)。如果取5mL该浓盐酸加等质量的水稀释,那么稀释后盐酸的物质的量浓度 原浓盐酸物质的量浓度的一半。
(4)装置C需标有以下5项中的 (填序号,下同);装置A的刻度表示应为下图中 。
①温度②浓度③容量④压强⑤刻度线
(5)下列情况将使配制洁厕灵的物质的量浓度偏高的有 (填序号)。
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,未等内壁干燥便用来配制
B.未等冷却,立即把溶液转移到容量瓶中
C.定容时,仰视刻度线
D.将洗涤量筒、烧杯、玻璃棒的洗涤液一并转移到容量瓶中
E.在稀释过程中有少量液体溅出烧杯外
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专题02 化学中常用的物理量——物质的量
考查重点
命题角度
物质的量和阿伏伽德罗常数
考查物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
摩尔质量
考查物质的量、质量和摩尔质量之间的关系
气体摩尔体积
考查标准状况下的气体摩尔体积
阿伏加德罗定律及其推论
考查阿伏加德罗定律的推论及应用
物质的量浓度
考查辨析所给体积是否为溶液体积,溶液的体积不等于溶剂的体积
物质的量浓度的计算
考查浓溶液稀释的计算,以及相同溶质两溶液混合的计算,同时还考查物质的量浓度与溶质的质量分数的换算。
一定物质的量浓度溶液的配制
考查一定物质的量浓度溶液的配制过程,同时也考查容量瓶的使用方法,以配制误差分析。
一、物质的量和阿伏伽德罗常数
1.物质的量
(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,用符号n表示。
(2)物质的量的单位——摩尔
(3)书写方法及含义
表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的种类:
如1 mol H指1 mol氢原子,1 mol H2指1 mol氢分子。
2.阿伏加德罗常数
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
(1)关系式:n=。
(2)结论:微粒之间的物质的量之比等于微粒的粒子数之比。
特|别|提|醒
物质的量的理解——“四化”
二、摩尔质量
1.摩尔质量
2.物质的量、质量和摩尔质量之间的关系
n=。
3.以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观微粒数(N)之间的关系。
=n=。
特|别|提|醒
(1)摩尔质量概念的理解
①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
(2)摩尔质量的计算方法
①已知任意状态物质的质量时:M=(定义式)。
②已知一个分子的质量时:M=m(分子)×NA。
三、气体摩尔体积
1.决定物质体积大小的因素
(1)物质体积大小的影响因素
(2)粒子数目相同物质的体积关系
2.气体摩尔体积
3.标准状况下的气体摩尔体积
所以标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
4.理解气体摩尔体积应注意的几个问题
(1)适用范围:气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。
(2)物质在标准状况下为气体,若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol-1进行计算。
(3)1 mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4 L,也可能不是22.4 L。
特|别|提|醒
考查标准状况下的气体摩尔体积,常见问题如下:
(1)忽视外界条件是标准状况,如常温常压下,1 mol H2的体积不是22.4 L。
(2)忽视研究对象是气体,如标准状况下H2O、酒精、SO3等不是气体。
(3)将1 mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆,前者单位为L,后者单位为L·mol-1。
【归纳总结】标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n= mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
四、阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律
在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,这是理解气体体积的理论基础。
(1)阿伏加德罗定律的内容
相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积,也可以说,在相同的温度和压强下、相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
(2)特别提示
①阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,不适用于非气体;
②同温、同压、同体积、同分子数,共同存在,相互制约,且“三同定一同”。
2.阿伏加德罗定律的推论及应用
在同温同压(以0 ℃,1.01×105Pa即标准状况为例)下,完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是22.4 L,2 mol H2的体积是44.8 L,=,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。
(2)44.8 L O2的物质的量是2 mol,质量是64 g,44.8 L H2的物质的量是2 mol,质量是4 g,=,由此可推知:同温同压下,同体积的气体的质量之比等于其摩尔质量之比。
(3)1 mol O2的质量是32 g,体积是22.4 L,ρ(O2)== g·L-1(列式不化简,下同)。
1 mol H2的质量是2 g,体积是22.4 L,ρ(H2)== g·L-1。=,由此可推知:
①同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比。
②在标准状况下,气体的密度= g·L-1。
特|别|提|醒
阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
语言叙述
公式
同温同压
同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比
==
同温同体积
同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比
==
同温同压
同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比
=
同温同压同体积
同温同压下,体积相同的气体,其质量与摩尔质量成正比
=
五、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。
(2)符号:cB,常用单位:mol·L-1。
(3)表达式:cB=。
特|别|提|醒
①物质的量浓度表达式中,V表示溶液的体积,单位是升(L)。在进行简单计算时,一定要辨析所给体积是否为溶液体积,溶液的体积不等于溶剂的体积。
②溶质一定要用“物质的量”来表示。如给出的已知条件是溶质的质量或者气体的体积(标准状况下)或粒子数,应根据有关公式换算为“物质的量”。
③带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算,用带有结晶水物质的质量除以带有结晶水物质的摩尔质量即可。
④溶质可以是单质、化合物,如c(I2)=0.1mol·L-1,c(NaCl)=2.5mol·L-1;也可以是离子或其他特定组合,如c(Fe2+)=0.5mol·L-1。
⑤与水发生反应生成新的物质,如Na2ONaOH;SO3H2SO4;而NH3、Cl2等溶于水后成分复杂,所以计算浓度时,仍以NH3、Cl2等作溶质。
六、物质的量浓度的计算
1.浓溶液稀释
(1)溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
(2)溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);
(3)溶液的质量守恒:m(稀)=m(浓)+m(水)。
2.相同溶质两溶液混合
(1)溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
(2)溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
3.物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
物质的量浓度与溶质的质量分数、溶解度之间求算题目的解题思路一般有两个出发点:
(1)由“定义式”出发:物质的量浓度定义的数学表达式为cB=,由此知,欲求cB,先求nB及V。设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
(2)利用推导出的换算公式cB=进行cB与w的相互计算。
七、一定物质的量浓度溶液的配制
1.主要仪器
托盘天平(分析天平)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、量筒。
2.容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
(2)容量瓶使用的注意事项
①使用前要检验容量瓶是否漏水。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
②使用后应将容量瓶洗净、晾干。
3.配制过程:
以配制100 mL 1.00 mol·L-1 的氯化钠溶液为例
4.误差的分析方法
(1)根据cB==可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小。
(2)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。
5.配制100 mL 1.00 mol·L-1的氯化钠溶液常出现的误差
能引起误差的操作
因变量
c
n
V
称量
①砝码生锈(没有脱落)
偏大
不变
偏大
②少量氯化钠粘在称量纸上
偏小
不变
偏小
③使用游码,且药品砝码位置颠倒
偏小
不变
偏小
转移
④有少量液体溅出
偏小
不变
偏小
⑤容量瓶内有少量水
不变
不变
不变
⑥未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
偏小
不变
偏小
定容
⑦仰视
不变
偏大
偏小
⑧超过刻度线,吸出一部分水
偏小
不变
偏小
⑨摇匀后液面下降,补充水
不变
偏大
偏小
装瓶
⑩试剂瓶刚用蒸馏水洗过
不变
偏大
偏小
题型一 物质的量及其单位
【典例1】(24-25高一上·河南信阳·期中)下列有关物质的量及摩尔的叙述正确的是
A.中含有原子、原子
B.1mol是个粒子的集合体,如1mol大米、1mol苹果等
C.物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的
D.摩尔是7个基本物理量之一,它既是物质的量的单位,又是粒子数目的单位
【答案】A
【详解】A.依据水分子构成,中含有原子、原子,A项正确;
B.摩尔不可用于描述宏观物体,B项错误;
C.物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,它并不是物质的数量,也不是物质的质量,C项错误;
D.物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,摩尔不是粒子数目的单位,D项错误;
故选A。
【变式1-1】(24-25高一上·海南海口·期中)下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体
B.1mol中含有2molH和1molO
C.0.012kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩尔
D.1摩尔任何物质都约含有个原子
【答案】B
【详解】A.物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,摩尔是物质的量的单位,故A错误;
B.根据水的组成可知,1mol中含有2molH原子和1molO原子,故B正确;
C.碳有多种同位素, 国际上规定,0.012kg所含有的碳原子的物质的量为1摩尔,故C错误;
D.1摩尔物质大约含有6.02×1023个该物质的微粒,必须指明是何种物质,如1mol H2含有6.02×1023个H2分子,1mol H含有6.02×1023个H原子,故D错误;
答案选B。
【变式1-2】(24-25高一上·山东东营·阶段练习)下列叙述正确的是
A.摩尔是七个基本物理量之一
B.阿伏加德罗常数的符号为,近似为
C.阿伏加德罗常数是中所含的碳原子数
D.摩尔既是物质的量的单位,又是粒子数量的单位
【答案】C
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,是国际单位制七个单位之一,故A项错误;
B.国际上规定0.012kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数数值,阿伏加德罗常数的符号为NA,近似值为6.02×1023mol-1,故B项错误;
C.国际上规定0.012kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数数值,故C项正确;
D.摩尔为物质的量的单位,不是粒子数的单位,故D项错误;
故本题选C。
【变式1-3】(24-25高一上·浙江·期中)上善若水,水善利万物而不争。下列有关水的说法正确的是
A.约含有个氢原子
B.、一个标准大气压下,的质量是
C.在标准状况下的体积为
D.个的摩尔质量为
【答案】B
【详解】A.含有氢原子,约个氢原子,A错误:
B.、一个标准大气压下,水的密度为1g/mL,的质量是,B正确;
C.标准状况下水非气态,无法计算其体积,C错误;
D.摩尔质量与物质的量的多少无关,的摩尔质量为,D错误;
答案选B。
题型二 摩尔质量
【典例2】(25-26高一上·河南·开学考试)16.2g氮的氧化物中氧元素质量和16.5g二氧化碳中的氧元素质量相等,该氮的氧化物的化学式为
A.NO B.N2O C.N2O3 D.N2O5
【答案】D
【详解】16.5g CO2中氧元素质量为16.5 g×=12 g。16.2g氮的氧化物中氧元素质量和16.5g二氧化碳中的氧元素质量相等,则16.2g氮的氧化物中氧元素质量为12g、N元素的质量为4.2g;n(N)=、n(O)= ,n(N):n(O)=0.3:0.75=2:5,该氮的氧化物的化学式为N2O5,选D。
方|法|点|拨
1、同一物质不论质量多少,摩尔质量为定值。
2、摩尔质量的单位g/mol,质量的单位为g。
【变式2-1】(24-25高一下·广西·期中)下列关于阿伏伽德罗常数的说法正确的是
A.pH=2的硫酸溶液中含有0.01个
B.常温常压下,22g二氧化碳含有0.5个碳原子
C.标况下,22.4L苯与氢气发生加成反应需要氢气的最大数目为3
D.电解精炼铜阳极质量减少64g时,电路中转移电子数为2
【答案】B
【详解】A.题目未给出硫酸溶液的体积,无法计算的总数,故A错误;
B.22gCO2的物质的量为0.5mol,含0.5mol碳原子,对应0.5个,故B正确;
C.标况下苯为液态,无法用气体摩尔体积计算物质的量,且苯与H2加成需3mol H2的条件未明确,故C错误;
D.电解精炼铜时,阳极含杂质金属,溶解64g时转移电子数不等于2,故D错误;
故答案为:B。
【变式2-2】(24-25高一上·广东湛江·期中)工业上制取氢气时涉及的一个重要反应为,下列说法正确的是(已知:设为阿伏加德罗常数的值)
A.等物质的量的和中,所含的碳原子数均为
B.与足量的水反应,可得到个分子
C.标准状况下,中所含的电子总数为
D.通常状况下,中所含的分子数为
【答案】C
【详解】A.等物质的量的和中,所含的碳原子数相等,由于未指明具体物质的量,碳原子数不一定为,故A错误;
B.二氧化碳和水反应可逆,与足量的水反应,得到的分子数小于,故B错误;
C.1个水分子中含有10个电子,中所含的电子总数为,故C正确;
D.标准状况下,的物质的量是0.1mol;通常状况下,的物质的量小于0.1mol,故D错误;
选C。
【变式2-3】(24-25高一上·福建龙岩·期中)铜器久置于空气中会和空气中的、、作用产生“绿锈”,该“绿锈”俗称“铜绿”[化学式为],又称“孔雀石”。某同学利用如图所示的一系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。下列说法错误的是
A.上述转化中铜元素的存在形态有两种
B.上述转化中涉及四种基本反应类型
C.氧化铜的摩尔质量是的摩尔质量的2倍
D.将溶于水,所得溶液的浓度为
【答案】D
【详解】A.上述转化中铜元素的存在形态有两种,游离态与化合态,A正确;
B.①铜和空气中的氧气、水、二氧化碳反应生成,属于化合反应,③氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜,属于复分解反应,④为氢氧化铜分解生成氧化铜和水,属于分解反应,⑤为氧化铜和氢气反应生成铜和水,属于置换反应,,B正确;
C.氧化铜的摩尔质量是80g/mol,的摩尔质量是40g/mol,氧化铜的摩尔质量是的摩尔质量的2倍,C正确;
D.水的体积不等于溶液体积,将(1mol)溶成溶液,所得溶液的浓度为,D错误;
故选D。
题型三 气体摩尔体积
【典例3】(24-25高一下·四川泸州·期中)用表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.1mol苯分子中含碳碳双键数目为
B.标准状况下,所含分子数为
C.常温常压下,所含有的原子的数目为
D.的溶液中含有的数目是
【答案】C
【详解】A.苯分子中的碳碳键是介于单双键之间的离域大π键,不存在固定的双键,因此1mol苯不含碳碳双键,A错误;
B.标准状况下为液体,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,B错误;
C.17g的物质的量为1mol,每个分子含4个原子,总原子数为,C正确;
D.未提供溶液体积,无法计算的总数,D错误;
故答案选C。
【变式3-1】(24-25高一下·河南鹤壁·开学考试)物质的量在定量计算中有重要的应用,下列说法中正确的是
A.等物质的量的和固体混合物中含有的离子数目为
B.相同温度下,2g和32g具有相同的体积
C.0.5mol·L-1溶液中含有的数目为
D.标准状况下,nL中含Cl原子数为m,则的数值可表示为
【答案】D
【详解】A.Na2O由Na+和O2﹣构成,1mol Na2O中含有3mol离子;Na2O2由Na+和构成,1mol Na2O2中也含有3mol离子,但题目中未给出Na2O和Na2O2的物质的量具体数值,所以无法确定离子数目,A错误;
B.2gH2的物质的量为,32gO2的物质的量为,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,等物质的量的气体具有相同的体积,而该选项只说相同温度,没有提及压强是否相同,所以无法确定二者体积是否相同,B错误;
C.0.5mol•L-1Na2SO4溶液,只知道物质的量浓度,不知道溶液体积,根据n=cV(n为物质的量,c为物质的量浓度,V为溶液体积),无法计算Na+的物质的量,也就不能确定Na+的数目,C错误;
D.标准状况下,nL Cl2的物质的量为,Cl原子的物质的量为,已知nL Cl2中含Cl原子数为m,根据N=nNA,可得m=,则NA=,D正确;
故答案选D。
【变式3-2】(24-25高一上·辽宁丹东·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.2mol OH-含有的电子数为3.4NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.标准状况下,11.2L H2O中含有的分子数为0.5NA
D.常温常压下,32gO2和O3的混合气体中含有的氧原子数为2NA
【答案】D
【详解】A.OH-中含有的电子数为8+1+1=10,,A错误;
B.,B错误;
C.在标准状况下水为液态,气体摩尔体积适用的对象为气体,C错误;
D.32gO2和O3的混合气体中含有的氧原子数为,D正确;
故选D。
【变式3-3】(24-25高一上·福建龙岩·期中)含氮物质发生如下反应:①,②,③,④。请回答下列问题:
(1)上述反应中,反应①④分别属于四大基本反应类型的 、 。
(2)标准状况下,的摩尔质量为 ,物质的量为 ,质量为 g。
(3)中含有的原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)标准状况下,由和组成的混合气体质量为,则此混合气体的平均摩尔质量为 , ,氮原子总数为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1) 化合反应 分解反应
(2) 0.5 35.5
(3)0.9
(4) 22 5:6 0.58
【详解】(1)①,属于化合反应;④属于分解反应;
(2)的相对分子质量为71,故摩尔质量为,物质的量为,质量为35.5;
(3)中含有的H原子为、数目为0.1NA,与=0.9gH2O中含有的H原子个数相同;
(4)在标准状况下,由和组成的混合气体为8.96L,物质的量为:=0.4mol,质量为8.8g,其平均摩尔质量为:=22g/mol;设混合气体中物质的量为x,物质的量为y,则x+y=0.4,28x+17y=8.8,解得x=mol,y=mol,5:6,氮原子总数为0.58mol。
题型四 阿伏加德罗定律及其推论
【典例4】(24-25高一上·贵州铜仁·期中)中科院天津生物所首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是
A.常温常压下,1 mol CO2的体积约为22.4 L
B.同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
【答案】B
【详解】A.常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L·mol-1,则1molCO2的体积大于22.4L,A错误;
B.根据阿伏加德罗定律,同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1,B正确;
C.淀粉中C、H、O原子个数之比为6∶10∶5,则质量之比为(6×12)∶(1×10)∶(5×16)=36∶5∶40,C错误;
D.22gCO2的物质的量为=0.5mol,所含原子为1.5mol;标准状况下H2O为液体,11.2LH2O物质的量无法计算,但远远大于0.5mol,故所含原子数目不相同,D错误;
故选B。
【变式4-1】(24-25高一上·福建泉州·期中)两个相同的容器中,一个盛有气体,另一个盛有和的混合气体,同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的
A.原子数 B.质子数 C.质量 D.密度
【答案】A
【详解】A.总分子数目相同,均是双原子分子,故原子数相同,A正确;
B.CO分子中质子数为14,N2分子中质子数为14,NO分子中质子数为15,故总分子数相等时,质子数一定不相等,B错误;
C.CO和N2的摩尔质量都是28g/mol,的摩尔质量是30g/mol,总物质的量相等时,质量一定不相等,C错误;
D.N2和CO的相对分子质量都是28,故混合气体平均相对分子质量为28,NO的相对分子质量为30,同温同压下,气体密度之比等于相对分子质量之比,故两容器内气体的密度不相等,D错误;
故选A。
【变式4-2】(24-25高一下·上海闵行·期中)下图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体时温度的变化曲线,其中四个容器均密闭、体积相等,初始温度为,压强为。
(1)实验开始时,四个容器中气体分子数目之比为 。
(2)光照相同时间,四种气体中温室效应(温度变化)最显著的是__________。
A. B. C. D.空气
【答案】(1)1:1:1:1
(2)C
【详解】(1)四个容器均密闭、体积相等,初始温度为,压强为,同温同压下,气体的体积之比等于分子数之比,故气体分子数目之比为1:1:1:1;
(2)由图示可知,大部分时间,如12:00~13:30,光照相同时间,二氧化碳的温度最高,是四种气体中温室效应最显著的,答案为C。
【变式4-3】(24-25高一上·福建福州·期中)回答下列问题(用表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)标准状况下,和含有相同氢原子数的的体积为 。
(2)从溶液中取出,向其中加入的溶液恰好使完全沉淀,则原溶液中的物质的量浓度为 。
(3)某盐混合溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则 。
(4)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下,“人造空气”的质量是,其中氧气和氦气的分子数之比是 。
(5)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A.B两室,向A室充入、混合气体,向B室充入空气,此时活塞的位置如图所示。
实验测得A室混合气体的质量为,若将A室、的混合气体点燃恢复原温度后,(非气体体积忽略不计)最终活塞停留的位置在 刻度处。
(6)中含有的质子数和中子数分别为 、 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)2
(6)
【详解】(1)含H 6mol,含H 6mol的为1.5mol,标准状况下,1.5mol的体积为。
(2)溶液中,结合知,中含0.18mol,则中含0.06mol,则原溶液中的物质的量浓度为。
(3)溶液显电中性,溶液中阳离子所带的正电荷浓度等于阴离子所带的负电荷浓度,则,结合所给、和的物质的量浓度知:,则。
(4)在标准状况下,“人造空气”的物质的量为1mol,即,二者的质量和是,即,两式联立可得:,则氧气和氦气的分子数之比等于其物质的量之比为。
(5)活塞可移动,则活塞两侧的压强相同,根据同温同压下两侧气体的物质的量之比等于体积之比,,则A室中的、的物质的量之和为2mol,设二者分别为xmol、ymol,则x+y=2,2x+32y=34,解得x=1、y=1,由2H2+O2 2H2O可知,恢复原温度后A室中的气体只有氧气,且氧气为0.5mol,则A、B两室的体积之比为0.5:1=1:2,则活塞停留在2刻度处。
(6)即,一个中含个质子,含个中子,的物质的量为,则中含有的质子数和中子数分别为和。
题型五 物质的量浓度及其计算
【典例5】(24-25高一上·福建泉州·期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,中所含的原子总数为
B.常温常压下,中含有的原子数为
C.溶液中,所含氯离子的数目为
D.标准状况下,中,所含的氢原子总数为
【答案】A
【详解】A.CO2的相对分子质量是44,22gCO2的物质的量是0.5mol,由于CO2分子中都含有3个原子,故0.5mol气体中,所含的原子总数为,A正确;
B.需要在标准状况下才可以进行计算,B错误;
C.无体积无法进行计算,C错误;
D.标准状况下水是液态物质,不能用气体摩尔体积进行计算,D错误;
故选A。
【变式5-1】(24-25高一上·福建泉州·期中)计算后填空:
(1)中,含有的H原子约为 个,O的质量为 g。
(2)标准状况下,的物质的量为 mol,其质子总数为 个。
(3)中含有的H原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)溶液中含的质量为27g,将该溶液稀释到5L,稀释后溶液中的物质的量浓度是 。
(5)由、两气体组成的混合气体16g,标准状况下,体积为,则、的物质的量之比为 。
【答案】(1) 或 16
(2) 0.5 (或)
(3)9
(4)0.3
(5)
【详解】(1)1molH2O中,含有的H原子约为1mol×2×6.02×1023 mol-1=个,含有的O原子的质量为1mol×16g/mol=16g;
(2)标准状况下,11.2LCO的物质的量为=0.5mol;其质子总数为(6+8)×0.5NA=;
(3)0.25molCH4中含有的H原子个数为4×0.25mol=1mol=NA,与=9gH2O中含有的H原子个数相同;
(4)根据硫酸铝的组成可知Al2(SO4)3中n(Al3+):n()=2:3,离子处于同一溶液,溶液体积相同,所以c(Al3+):c()=2:3,,,则c()==0.3mol/L;
(5)由相对密度可知,混合气体平均相对分子质量为16×2=32,即混合气体平均摩尔质量为32g/mol,假设和CO的物质的量分别为x mol、y mol, ,x+y==0.4mol,解得x=0.1mol,y=0.3mol,所以、的物质的量之比为。
【变式5-2】(24-25高一上·浙江温州·期中)某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):
①配制0.10mol/L稀盐酸和0.10mol/LNaOH溶液;
②向一粒研碎后的药片(0.10g)中加入20.00mL蒸馏水;
③加入25.00mL0.10mol/L稀盐酸;
④用0.10mol/LNaOH溶液中和过量的稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积。某小组同学共进行4次该测定实验,每次所消耗的NaOH溶液的体积如下:
测定次数
1
2
3
4
12.00
12.10
14.00
11.90
请回答:
(1)实验室现有50mL、100mL、250mL、500mL四种规格的容量瓶,则配制盐酸应选用的容量瓶的规格为 mL。
(2)根据上述实验数据,计算这种药片中碳酸钙的质量分数为 。
【答案】(1)250
(2)0.65或65%
【详解】(1)因为该实验共进行4次,需要盐酸的体积为4×25mL=100mL,在实验过程中可能消耗盐酸,因此配制过程中配制盐酸的体积应大于100mL,即需要250mL容量瓶;
(2)四次数值对比,第三组差别较大,应删去,三次平均消耗NaOH的体积为12.00mL,与碳酸钙反应的盐酸物质的量为25.00mL×10-3L·mL-1×0.10mol·L-1-12.00mL×10-3L·mL-1×0.10mol·L-1=1.3×10-3mol,CaCO3与盐酸反应CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,消耗碳酸钙的物质的量为6.5×10-4mol,药片中碳酸钙的质量分数为×100%=65.0%。
【变式5-3】(24-25高一上·山西太原·期中)某化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液,标签上有“ 0.1”的字样,下列是该小组成员对该溶液的分析,正确的是
A.为配制1L该溶液,可将11.1g 固体溶于1L水中
B.该溶液中和的物质的量浓度都是0.1
C.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液中溶质的物质的量浓度为0.05
D.将该瓶溶液加水稀释至原体积的2倍,则所得溶液中
【答案】D
【详解】A.11.1g 物质的量为0.1mol,溶液是指将0.1mol溶于水形成水溶液体积为1L,将11.1g氯化钙固体溶于1L水中得到溶液的体积不一定为1L,A错误;
B.溶液中物质的量浓度为,B错误;
C.从试剂瓶中取该溶液的一半,溶液浓度不变,C错误;
D.原溶液中物质的量浓度为,将该瓶溶液加水稀释至原体积的2倍,则所得溶液中,D正确;
答案选D。
【变式5-4】(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)设代表阿伏加德罗常数的值,完成下列填空:
(1)所含分子数目和原子数目分别为 和 。
(2)标准状况下,个分子所占有的体积为 L。
(3)和的混合溶液中,含的物质的量浓度为,则和的物质的量浓度分别是 、 。
(4)常温下,的溶液,加水稀释到,所得溶液的浓度为 。
(5)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下,人造空气的质量是,其中氧气和氦气的分子数之比是 。
(6)某二价金属A的氯化物中含有,则A的摩尔质量为 。
(7)现有M、N两种气态化合物,其摩尔质量之比为,将M、N两种气体分别溶于水(M、N与水均不反应)配成溶液,当两种溶液的质量分数相同时,其密度分别为和,则两种溶液的物质的量浓度之比为 。
【答案】(1) NA 4NA
(2)11.2
(3) 0.1 mol/L 0.9mol/L
(4)0.02
(5)1:4
(6)56 g/mol
(7)d1:2d2
【详解】(1)H2O2的摩尔质量为34g/mol,34gH2O2的物质的量为1mol,所含分子数目为NA,原子数目为4 NA;
(2)标准状况下,气体摩尔体积为22.4mol/L,所以个分子即0.5mol,所占有的体积为22.4mol/L×0.5mol=11.2L;
(3)和的混合溶液中,含即0.1mol,的物质的量浓度为即的物质的量合计为1mol,则的物质的量浓度是0.1mol/1L=0.1mol/L,则含有的物质的量为0.1mol,得的物质的量浓度是0.9mol/1L=0.9mol/L;
(4)常温下,的溶液,加水稀释到,根据稀释公式,所得溶液的浓度为;
(5)人造空气即0.5mol,质量是,假设氧气为xmol,则氦气为(0.5-x)mol,得32x+4(0.5-x)=4.8,解得x=0.1,所以氦气为0.4mol,其中氧气和氦气的分子数之比是1:4;
(6)因某二价金属的氯化物ACl2中含有0.4molCl-可知,氯化物ACl2的物质的量为0.4mol /2=0.2mol,则M(ACl2)=25.4g/0.2mol=127g/mol,所以ACl2相对分子质量为127g/mol,则A的摩尔质量为(127-35.5×2)g/mol=56g/mol;
(7)现有M、N两种气态化合物,其摩尔质量之比为2:1,两种溶液的质量分数相同时,由可知,溶液的物质的量浓度与成正比,所以两种溶液的物质的量浓度之比为。
题型六 一定物质的量浓度溶液的配制
【典例6】(24-25高一下·湖南·期中)规范的仪器操作是学好化学的基本技能之一、下列操作正确的是
A.操作①:测定某溶液的pH B.操作②:蒸发结晶
C.操作③:加热熔融 D.操作④:配制溶液
【答案】B
【详解】A.测定溶液的pH要用玻璃棒蘸一取溶液点至pH试纸上,故A错误;
B.操作②是蒸发结晶,蒸发用的仪器主要有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒,故B正确;
C.加热熔融不能用石英坩埚,一般用铁坩埚熔化碱性固体,故C错误;
D.定容时要用烧杯加水至离容量瓶刻度线1~2cm时再改用胶头滴管滴加,故D错误;
选B。
【变式6-1】(24-25高一下·广西柳州·期中)实验室配制溶液过程中,下列仪器不需要用到的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】配制溶液需要用到的玻璃仪器有100mL的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,不需要用到分液漏斗;
故选A。
【变式6-2】(24-25高一上·江苏淮安·期中)实验室用固体配制的溶液,填空并请回答下列问题:
(1)某同学用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。由图中可以看出,该同学在操作时的一个错误是 ,烧杯的实际质量为 g。
(2)配制250mL1.25mol/L的溶液
应称取的质量 g,选择 mL容量瓶,除容量瓶外还需要的其它玻璃仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、 。
(3)容量瓶上需标有以下四项中的 ;
①温度 ②浓度 ③容量 ④压强
(4)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)
A、用水洗涤烧杯2—3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B、用天平准确称取所需的的质量,加入少量水(约,用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C、将已冷却的溶液沿玻璃棒注入的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E、改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F、继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度处
(5)判断下列操作会使所配浓度偏小的是
A、称量时,砝码错放在左盘
B、向容量瓶中转移溶液时(实验步骤②)不慎有液滴洒在容量瓶外面
C、加蒸馏水时不慎超过了刻度线
D、定容时俯视刻度线
E、配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
F、溶液注入容量瓶前没恢复到室温
【答案】(1) 砝码和烧杯放反了 27.4
(2) 12.5 250 胶头滴管
(3)①③
(4)BCAFED
(5)ABC
【详解】(1)由图可知,天平称量应该遵循左物右码,则操作错误为:砝码和烧杯放反了;实际质量为砝码质量减去游码质量,30-2.6=27.4g;
(2)250mL,1.25mol/L的NaOH的物质的量为,;配制250mL溶液需要250mL容量瓶;除容量瓶外还需要的其它仪器:量筒、烧杯、玻璃棒,托盘天平、胶头滴管、药匙,故答案为:12.5;250;胶头滴管;
(3)容量瓶上标有温度和容量,即①③;
(4)配制时,其正确的操作顺序先称量溶解,将溶解的NaOH溶液倒入容量瓶,洗涤烧杯2-3次,洗涤液均注入容量瓶,继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1−2cm处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切,将容量瓶盖紧,颠倒摇匀,即顺序为BCAFED;
(5)A.称量NaOH时,砝码错放在左盘,会导致溶质的质量偏小,则浓度偏低,A项导致浓度偏低;
B.向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面,会导致溶质的损失,则浓度偏低,B项导致浓度偏低;
C.加蒸馏水时,不慎超过刻度线,则溶液体积偏大,浓度偏低,C项浓度偏低;
D.定容俯视刻度线,则溶液体积偏小,浓度偏高,D项浓度偏高;
E.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水对浓度无影响,E项浓度无影响;
F.溶液注入容量瓶前没有恢复到室温就定容,恢复室温,液面下降,溶液体积偏小,浓度偏高,F项浓度偏高;
答案选ABC;
【变式6-3】(24-25高一上·浙江衢州·期中)某实验需要98mL0.100mol/L溶液,有以下步骤可供选择:
①将容量瓶塞紧,充分摇匀。
②待烧杯中的溶液冷却到室温后,转入________。
③把称量好的固体放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解。
④用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯2~3次,每次洗涤的溶液都转入容量瓶并轻轻摇动。
⑤容量瓶使用完毕,洗净、烘干。
⑥继续加蒸馏水至液面距刻度线1~2cm处,改用______滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切。
⑦若发现容量瓶内有少量未溶解固体,则需要将玻璃棒伸入瓶内搅拌使其溶解。
⑧用分析天平称量所需晶体的质量。
⑨将配制好的溶液倒入试剂瓶中,并贴好标签。
请回答下列问题:
(1)实验步骤中使用的仪器分别为:② ,⑥ 。
(2)所需晶体的质量为 g(保留两位小数)。
(3)选出溶液配制过程中的正确操作并排序: (填序号)。
(4)下列情况会导致所配溶液浓度偏低的是 (填序号)。
a.定容时俯视刻度线
b.将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外
c.摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线
d.称量时已失去部分结晶水
e.使用前容量瓶底部有少量水
(5)已知配制好的0.100mol/L溶液密度为,取50.00mL该溶液与50.00mL蒸馏水混合(密度为1.00g/mL),得到的溶液密度为,则稀释后的溶液物质的量浓度为 mol/L(用含、的代数式表示)。
【答案】(1) 100mL容量瓶 胶头滴管
(2)2.86
(3)⑧③②④⑥①⑨
(4)bc
(5)
【详解】(1)②需要98mL0.100mol/L溶液,选用100mL容量瓶定容,待烧杯中的溶液冷却到室温后,转入100mL容量瓶中;⑥为防止蒸馏水滴加过量,定容操作需要用胶头滴管滴加蒸馏水,继续加蒸馏水至液面距刻度线1~2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切。
(2)需要98mL0.100mol/L溶液,选用100mL容量瓶定容,所需晶体的质量m=cVM=0.100mol/L ×0.1L ×286g/mol=2.86g。
(3)配制98mL0.100mol/L溶液,操作步骤为:计算、称量、溶解并冷却、移液、洗涤、定容、摇匀,正确操作并排序为:⑧用分析天平称量所需晶体的质量;③把称量好的固体放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解;②待烧杯中的溶液冷却到室温后,转入100mL;④用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯2~3次,每次洗涤的溶液都转入容量瓶并轻轻摇动;⑥继续加蒸馏水至液面距刻度线1~2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切;①将容量瓶塞紧,充分摇匀。⑨将配制好的溶液倒入试剂瓶中,并贴好标签。
(4)a.定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,故不选a;
b.将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外,溶质偏少,所配溶液浓度偏低,故选b;
c.摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线,溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,故选c;
d.称量时已失去部分结晶水,溶质碳酸钠偏多,所配溶液浓度偏高,故不选d;
e.使用前容量瓶底部有少量水,不影响溶液体积和溶质物质的量,所配溶液浓度无影响,故不选e;
选bc。
(5)稀释后的溶液中n()=0.05L×0.1mol/L=0.005mol;稀释后的溶液体积为 ,物质的量浓度为。
题型七 误差分析
【典例7】(24-25高一上·安徽安庆·期中)某学生在配制250mL 0.5mol·L-1的NaOH溶液时,最终配制的溶液浓度比要求的高,造成该误差的原因可能是
A.配制前容量瓶未干燥
B.洗涤液未全部转移到容量瓶中
C.定容时仰视
D.称量前天平没调平衡,静止时指针偏向标尺右边
【答案】D
【详解】A. 配制前容量瓶未干燥,不影响溶质的量和溶液的体积,对溶液的浓度没有影响,故A不选;
B. 洗涤液未全部转移到容量瓶中,导致溶液中溶质偏少,浓度偏低,故B不选;
C. 定容时仰视,导致配制的溶液体积偏大,浓度偏低,故C不选;
D. 称量前天平没调平衡,静止时指针偏向标尺右边,导致称量的质量偏大,溶液的浓度偏大,故D选;
故选D。
【变式7-1】(24-25高一上·甘肃兰州·期中)使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差。下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用天平称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
④定容时,仰视容量瓶的刻度线
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
A.①②⑤ B.②④⑤
C.③④⑤ D.①②④⑤
【答案】B
【详解】①对于天平来说,右盘应放砝码,其质量加上游码读数即为物质的质量,如果位置颠倒但没使用游码,则不会使称量的物质的质量小于所需质量,不会影响浓度;
②烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会导致溶质的损失,浓度偏低;
③容量瓶内有少量蒸馏水,不会影响浓度;
④定容时,仰视容量瓶的刻度线会导致加水偏多,浓度偏低;
⑤操作错误,导致多加水,而使浓度偏低。
答案选B。
【变式7-2】(19-20高一上·四川成都·期中)不规范的实验操作会导致实验结果的误差,下列关于误差分析的判断正确的是
A.用浓硫酸配制稀硫酸时,量筒量取浓硫酸仰视会使所配溶液浓度偏高
B.用托盘天平称取药品时药品和砝码位置颠倒药品质量一定偏低
C.配制1 mol·L-1的NaOH溶液时未恢复至室温就转移并定容会使所得溶液浓度偏低
D.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理就直接用于配制,会使所配溶液浓度偏低
【答案】A
【详解】A.用浓硫酸配制稀硫酸时,量筒量取浓硫酸仰视,量取的浓硫酸体积偏大,所配溶液浓度偏高,故A正确;
B.使用托盘天平时,若没有使用游码,药品和砝码位置颠倒后不影响称量结果,故B错误;
C.配制1 mol·L-1的NaOH溶液时未恢复至室温就转移并定容,由于热的溶液体积偏大,配制的溶液冷却后体积偏小,所得溶液浓度偏大,故C错误;
D. 容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理就直接用于配制,不影响浓度,故D错误。
故选A。
【变式7-3】(24-25高一上·上海·期中)某小组在25℃、101kPa的实验条件下,用镁带与足量稀硫酸反应,测定氢气的摩尔体积。
(1)小组成员先配制50mL1mol·L-1稀硫酸,下列操作会使得所配溶液的浓度偏小的是___________。
A.容量瓶中原有少量蒸馏水
B.定容时俯视容量瓶刻度线
C.胶头滴管加水时,有少量水滴到容量瓶外
D.摇匀后发现液面低于刻度线,又加水至刻度线
(2)测定气体摩尔体积实验使用氢气,而不使用氯气的原因是 .
(3)实验中导管a的作用是: 。
(4)反应结束后, ,再平视刻度线读数并记录。
(5)若量气管的初读数为0.20mL,终读数为18.95mL,镁带的质量为0.020g,计算本实验氢气的摩尔体积为 。
(6)请计算在25℃、101kPa时,1mol氢气体积的参考值为 L(保留一位小数)。则本次实验的相对偏差为 (保留一位小数)。
(7)若镁带中混有金属铝,会导致实验结果 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
(8)若终读数时量气管的液面低于水准管,会导致实验结果 。
B.偏大 B.偏小 C.无影响
(9)可以通过多次平行实验来消除本实验的 误差。
C.系统 B.随机 C.粗大
【答案】(1)D
(2)氢气难溶于水,而氯气易溶于水,且能和水反应
(3)平衡气压,使硫酸顺利流下
(4)待气体冷却到室温,调整量气管内液面高度,使其与水准管内液面相平
(5)
(6) 24.5 -8.2%
(7)A
(8)A
(9)B
【分析】用镁带与足量的稀硫酸反应,右侧量气管高度的变化记录生成氢气的体积,从而测定气体的摩尔体积。
【详解】(1)A.容量瓶中原有少量蒸馏水对溶质的物质的量和溶液的体积都无影响,所以对配制溶液的物质的量浓度无影响,故A不选;
B.定容时俯视液面导致溶液的体积偏小,加水的体积偏小,所配制溶液的物质的量浓度偏大,故B不选;
C.滴管加水时,有少量水滴到容量瓶外,对溶质的物质的量和溶液的体积无影响,所以对配制溶液的物质的量浓度无影响,故C不选;
D.摇匀后发现液面低于刻度线,又加水至刻度线,加的水偏多,所配制溶液的物质的量浓度偏小,故D选;
选D;
(2)测定气体摩尔体积实验使用氢气,而不使用氯气的原因是氢气难溶于水,而氯气易溶于水,且能和水反应;
(3)实验中导管a的作用是平衡气压,使硫酸顺利流下;
(4)反应结束后,应等到气体冷却到室温,调整量气管内液面高度,使其与水准管内液面相平,再平视刻度线读数并记录
(5)产生氢气的体积为18.75mL,镁带的质量为0.020g,根据方程式Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,产生氢气的物质的量为8.33×10-4mol,根据Vm==;
(6)根据理想气体状态方程PV=nRT,标况下,有101kPa×22.4L=1mol×R×273K,在25℃、101kPa时,存在关系101kPa×V=1mol×R×298K,两式相除,得到,解得V≈24.5L,则1mol氢气体积的理论值为24.5L,则本次实验的相对偏差为;
(7)相同质量的Mg和Al与足量酸反应,Al产生的氢气更多,因此镁带中混有金属铝,会生成更多的氢气,会导致实验结果偏大,故选A;
(8)量气管的液面低于水准管,则水准管内气体压强比大气压小,导致量气管读数偏大,导致实验结果偏大,故选A;
(9)可以通过多次平行实验来消除本实验的随机误差,故选B;
基础通关练(测试时间:20分钟)
1.(25-26高一上·安徽·期中)标准状况下,5.6 L O2中含有N个氧原子,则阿伏加德罗常数的值为
A.4N B. C.2N D.
【答案】C
【详解】A.若阿伏加德罗常数为4N,则氧原子数为0.25 mol×2×4N=2N,与题设N不符,A错误;
B.若阿伏加德罗常数为,则氧原子数为0.25 mol×2×= ,与题设N不符,B错误;
C.若阿伏加德罗常数为2N,则氧原子数为0.25 mol×2×2N=N,与题设一致,C正确;
D.若阿伏加德罗常数为,则氧原子数为0.25 mol×2×=,与题设N不符,D错误;
故选C。
2.(25-26高一上·宁夏陕西·期中)在形成的混合溶液中,,则为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】溶液中正负电荷守恒,设,阳离子总电荷为0.1 mol/L×1+0.25 mol/L×2=0.6 mol/L,阴离子总电荷为0.2 mol/L×1+x×1=0.6 mol/L,解得x=0.40 mol/L,D正确;
答案选D。
(25-26高一上·江苏·期中)阅读下列信息,完成下列小题:
现实验室准备用NaOH固体配制100mL、的NaOH溶液。
3.下图所示的仪器中,不是实验中必须使用的是
A. B. C. D.
4.下列情况或操作会使所配溶液浓度偏高的是
A.NaOH已部分变质
B.容量瓶使用前未完全干燥
C.转移溶解后的NaOH溶液及定容时,未等溶液冷却
D.转移溶解后的NaOH溶液时,部分溶液洒落
【答案】3.B 4.C
【解析】3.A.图示为胶头滴管,定容时需用其滴加蒸馏水至刻度线,是必须仪器,A不符合题意;
B.图示为分液漏斗,配制溶液过程中溶解、转移、定容等步骤均无需分液漏斗,不是必须仪器,B符合题意;
C.图示为烧杯,用于溶解NaOH固体,是必须仪器,C不符合题意;
D.图示为容量瓶(100mL),用于准确配制一定体积溶液,是必须仪器,D不符合题意;
故选B。
4.A.NaOH部分变质生成Na2CO3,称量的固体中NaOH物质的量偏小,n减小,根据c=,浓度偏低,A错误;
B.容量瓶未干燥对溶质物质的量n和溶液体积V均无影响,浓度不变,B错误;
C.未冷却即转移定容,溶液热胀冷缩,冷却后溶液体积V偏小,根据c=,浓度偏高,C正确;
D.溶液洒落导致溶质物质的量n减小,V不变,浓度偏低,D错误;
故选C。
5.(24-25高一上·北京·期中)下列叙述中正确的是
A.阿伏加德罗常数NA的单位是1
B.H2SO4的摩尔质量是98g
C.等质量的O2和O3中所含的氧原子个数相等
D.22.4LO2含阿伏加德罗常数个氧分子
【答案】C
【详解】A.阿伏加德罗常数NA的单位是,而非纯数字1,A错误;
B.的摩尔质量为,选项缺少单位,B错误;
C.等质量的O2和O3中,氧原子物质的量相等,故氧原子个数相等,C正确;
D.未指明气体是否处于标准状况,无法确定的物质的量是否为,D错误;
选C。
6.(24-25高一下·浙江杭州·期中)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,中含有的分子数约为
B.1mol白磷固体所含共价键数目为
C.晶体所含离子的微粒数为
D.标况下,22.4L氯气溶于水,转移电子数为
【答案】C
【详解】A.标准状况下,为液体,无法用气体摩尔体积计算分子数,A错误;
B.1个分子含6个P-P键,1mol含6NA共价键,B错误;
C.78g Na2O2(为1mol)含2mol Na⁺和1mol过氧根离子,总离子数为3NA,C正确;
D.Cl2溶于水仅部分反应,转移电子数远小于1NA,D错误;
故选C。
7.(24-25高一下·北京·期中)下列说法正确的是
A.同温同压下,和的密度相同
B.质量相同的和所含的原子数相同
C.质量相同的和所含的原子数相同
D.室温下,相等的盐酸和硫酸中,溶质的物质的量浓度相同
【答案】B
【详解】A.同温同压下,密度与摩尔质量成正比,O2和CO2的摩尔质量分别为32g/mol和44g/mol,因此密度不同,A错误;
B.质量相同(mg)的O2和O3中,O2的原子的物质的量为:,O3的原子数为:,原子数相同,B正确;
C.质量相同(mg)的H2O和H2O2中,H2O的原子的物质的量为:,H2O2的原子的物质的量为:,两者不相等,C错误;
D.c(H+)相等的盐酸和硫酸中,盐酸的溶质浓度为c(H+),硫酸的溶质浓度为(假设硫酸完全电离),因此溶质浓度不同,D错误;
故选B。
8.(24-25高一下·四川内江·期中)在容量瓶使用方法中,下列操作正确的是
A.配制氯化钠溶液,容量瓶用蒸馏水洗净后,需要氯化钠溶液润洗
B.氢氧化钠溶解后,立即注入容量瓶中
C.定容时若超过刻度线,可以加热蒸发部分水,冷却至室温再定容至刻度线
D.定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀
【答案】D
【详解】A.容量瓶不能用待装溶液润洗,否则会导致所配溶液浓度偏高,A错误;
B.氢氧化钠溶解时放热,未冷却立即转移会引起溶液体积收缩,浓度偏高,B错误;
C.定容时若超过刻度线,应重新配制,不能通过蒸发部分水来调整,否则会导致浓度不准确,C错误;
D.定容后倒转摇匀是标准操作,确保溶液均匀,D正确;
故选D。
9.(24-25高一下·浙江台州·期中)室温时向100mL碘水滴加的溶液,发生下列反应:,消耗了溶液,计算原饱和溶液中I2的物质的量浓度
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据反应式,I2与的物质的量比为1:2,消耗硫代硫酸钠的物质的量为0.625mol/L×0.04L=0.025mol,对应I2的物质的量为=0.0125mol,原溶液体积为0.1L,浓度为=0.125mol/L,故选A。
10.(24-25高一上·福建泉州·期中)俗称蓝矾、胆矾或铜矾,是颜料、电池、杀虫剂、木材防腐等方面的化工原料。其具有催吐,祛腐,解毒作用。
I.实验室需配制的溶液。根据溶液配制情况,回答下面问题:
(1)用胆矾()配制上述溶液,需用托盘天平称量的质量为 g。[已知摩尔质量为]
(2)配制过程中有如下操作步骤:
①把称量好的胆矾放入小烧杯中,加适量蒸馏水溶解;
②待溶液恢复到室温,把①所得溶液小心转入 中;
③用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤的液体都小心转入容量瓶,并轻轻摇匀;
④继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距离刻度处,改用 滴加蒸馏水至液面与刻度线相切;
⑤将容量瓶塞紧,反复上下颠倒,摇匀,装瓶,贴标签。
(3)以下操作会引起所配制溶液浓度偏低的是 (填序号)。
A.配制前容量瓶底部有少量水 B.胆矾长期放置失去部分结晶水
C.定容时仰视刻度线 D.装瓶时有少量溶液溅出
(4)现利用上述溶液配制的溶液,需用量筒量取 的溶液。
II.实验室有一瓶标签污损的硫酸铜溶液,为测定其浓度,研究小组设计了如下方案。实验原理:
实验步骤:
(5)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为 。
(6)固体质量为,则 。
(7)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)25
(2) 100mL容量瓶 胶头滴管
(3)C
(4)10
(5)溶液
(6)
(7)偏低
【详解】(1)用胆矾配制100的溶液,选用100mL的容量瓶,需用托盘天平称量的质量m=cVM=1mol/L×0.1L×250g/mol=25.0g。
(2)配制一定物质的量浓度溶液操作步骤:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶;②使用100mL容量瓶进行配制,把①所得溶液小心转入100mL容量瓶中;③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距离刻度线l-2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切;
(3)A.容量瓶底部有少量水,没有干燥,对结果无影响,A错误;
B.胆矾长期放置失去部分结晶水,使称量的硫酸铜物质的量增大,浓度偏高,B错误;
C.使用容量瓶配制溶液时,仰视液面定容,溶液体积偏大,浓度偏小,C正确;
D.装瓶时有少量溶液溅出,无影响,D错误;
故选C;
(4)配制的溶液需要选用500ml容量瓶,根据稀释定律,,V=0.01L=10mL;
(5)步骤②所得沉淀为硫酸钡,沉淀表面可能会含有,故取少许上层清液于试管中,滴加溶液,若无白色沉淀生成,则已完全洗净;
(6)固体质量为wg,则;
(7)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,硫酸钡质量偏小,则测得偏低。
重难突破练(测试时间:20分钟)
11.(24-25高一上·安徽·期中)阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.1mol石墨烯中用于杂化的电子数为
B.1mol乙醇中,键数目为
C.溶液中离子数为
D.溶液中阴离子总数小于
【答案】B
【详解】A.每个碳原子在石墨烯中进行sp2杂化时使用3个电子,1mol石墨烯含NA个碳原子,总电子数为3NA,A错误;
B.乙醇分子中有5个C-H键(3个来自CH3,2个来自CH2)和1个O-H键,均为s-sp3σ键,1mol乙醇含6NA个此类键,B正确;
C.K2Cr2O7溶液中会部分转化为,实际数目小于NA,C错误;
D.NaF溶液中存在电荷守恒,阴离子所得电荷等于阳离子所得电荷,溶液中阴阳离子均带一个电荷,故 总阴离子数等于总阳离子数,阳离子有Na+和H+,总数目大于0.2NA,D错误;
故选B。
12.(24-25高一上·河北石家庄·期中)X、Y、Z均为氮的氧化物,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,中所含质子总数为
B.常温常压下,23gZ中含有的分子数为
C.反应①中生成转移电子数为
D.相同物质的量的Y和CO的氧原子数均为
【答案】C
【详解】A.由题给流程可推测X为NO、Z为、Y为。标准状况下,中含有的质子数为,A项错误;
B.常温常压下,二氧化氮会转化为四氧化二氮,则23g二氧化氮中含有的分子数为小于,B项错误;
C.反应①为,生成转移电子数为,C项正确;
D.相同物质的量并不一定是1mol,D项错误;
故答案选C。
13.(24-25高一下·浙江·期中)下列有关叙述正确的是
A.现有CO、、、三种气体,它们都含有,则三种气体的物质的量之比为
B.同温同压下,同体积、同密度的和,两种气体的分子数一定相等
C.和中含有的碳原子数一定相等
D.配制的NaOH溶液,用分析天平称取NaOH固体1.80g
【答案】B
【详解】A.CO、CO2、O3分别含有1molO时,物质的量为1mol、0.5mol、1/3mol,比值为6:3:2,而非3:2:1,A错误;
B.同温同压下,同体积、同密度的C2H4和N2质量相等,且摩尔质量均为28g/mol,物质的量相同,分子数相等,B正确;
C.28gCO为1mol(含1molC),但22.4LCO未指明标准状况,无法确定物质的量,C错误;
D.配制450mL溶液需用500mL容量瓶,需NaOH质量0.05mol×40g/mol=2.0g,而非1.80g,D错误;
故选B。
14.(24-25高一上·广西梧州·期中)在同温同压下,甲容器内充满,乙容器内充满,若甲、乙容器内所含氢原子数目之比为,则甲、乙两个容器的体积比是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据阿伏加德罗定律,同温同压下气体的体积比等于物质的量之比;设甲容器中的物质的量为,乙容器中的物质的量为;每个分子含4个H原子,甲容器中H原子总数为;每个分子含3个H原子,乙容器中H原子总数为;题目给出H原子数目之比为,即:,因此,甲、乙容器的体积比为,对应选项C。
15.(24-25高一下·浙江·期中)配制一定物质的量浓度的溶液的操作过程示意图如下:
下列说法中不正确的是
A.“操作2”需将溶解的溶液及烧杯洗涤液全部转移至容量瓶
B.“操作3”中玻璃棒起引流作用
C.“操作4”定容时仰视刻度线会造成所配溶液浓度偏低
D.“操作5”摇匀后瓶中液面下降至刻度线以下,需继续加水至刻度线
【答案】D
【详解】A.“操作2”是转移,需将溶解的溶液及烧杯洗涤液全部转移至容量瓶,A正确;
B.“操作3”是洗涤,洗涤液转入容量瓶中,玻璃棒起引流作用,B正确;
C.“操作4”定容时仰视刻度线,造成溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,C正确;
D.“操作5”摇匀后瓶中液面下降至刻度线以下,不能加水,若继续加水会造成浓度偏小,D错误;
答案选D。
16.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)在标准状况下,将完全溶于水得到氨水,溶液的密度为,溶质的质量分数为ω,溶质的物质的量浓度为。下列叙述中正确的有
① ② ③上述溶液中加入水后,所得溶液的质量分数大于 ④上述溶液中加入等质量的水后,所得溶液的物质的量浓度大于
A.②③ B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
【详解】①氨气溶于水,主要以存在,但仍然以作为溶质,,故①错误;
②所得氨水中溶液的物质的量浓度为:,故②正确;
③由于氨水的浓度越大,密度越小,等体积的氨水是质量小于水的质量,所以讲上述溶液中再加入水后,所得溶液的质量分数小于,故③错误;
④上述溶液中加入等质量的水后,所得溶液的质量变为原先的倍,溶液密度增大,而溶质的物质的量、质量不变,所以所得溶液的体积小于原溶液的倍,根据可知,最终所得溶液的物质的量浓度大于,故④正确;
故选C。
17.(24-25高一上·山东菏泽·期中)某同学欲用购买的市售盐酸配制家庭中所需的洁厕灵(230mL),可供选择的仪器如图所示。请回答下列问题:
盐酸 化学纯 CP
500mL品名:盐酸
化学试:HCl
密度:1.18g/cm3
质量分数:36.5%
(1)如图所示的仪器中配制上述溶液肯定不需要的是 (填序号),配制过程中选用的玻璃仪器除了上述提供的还需要有 。
(2)应量取浓盐酸的体积为 mL。
(3)如果取5mL该浓盐酸加水稀释至10mL。那么稀释后的盐酸的质量分数 18.25%(填“大于”、“小于”或“等于”下同)。如果取5mL该浓盐酸加等质量的水稀释,那么稀释后盐酸的物质的量浓度 原浓盐酸物质的量浓度的一半。
(4)装置C需标有以下5项中的 (填序号,下同);装置A的刻度表示应为下图中 。
①温度②浓度③容量④压强⑤刻度线
(5)下列情况将使配制洁厕灵的物质的量浓度偏高的有 (填序号)。
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,未等内壁干燥便用来配制
B.未等冷却,立即把溶液转移到容量瓶中
C.定容时,仰视刻度线
D.将洗涤量筒、烧杯、玻璃棒的洗涤液一并转移到容量瓶中
E.在稀释过程中有少量液体溅出烧杯外
【答案】(1) BE 胶头滴管、玻璃棒
(2)25.4
(3) 大于 小于
(4) ①③⑤ 乙
(5)BD
【详解】(1)根据实验步骤可知需要用到的实验仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、250ml容量瓶、胶头滴管,不需要的是分液漏斗、天平,故选BE;
图中有的实验仪器为量筒、烧杯、250ml容量瓶,还需要有玻璃棒、胶头滴管;
(2)市售浓盐酸稀释配制250ml、的洁厕灵稀盐酸,的物质的量不变,设量取浓盐酸的体积为ml,则,解得25.4ml,故应量取浓盐酸的体积为25.4ml;
(3)市售浓盐酸的质量分数为36.5%,5ml加水稀释到10ml后质量分数为,若稀释后盐酸密度仍然为,则稀释后盐酸质量分数为,但盐酸浓度越小密度越小,稀释后的盐酸密度,则稀释后盐酸质量分数大于,故答案为大于;
市售浓盐酸的物质的量浓度为若加等质量的水稀释,稀释后盐酸物质的量浓度为,由于稀释后的盐酸密度,稀释后盐酸物质的量浓度小于,即小于原浓盐酸物质的量浓度的一半,故答案为小于;
(4)装置C为容量瓶,容量瓶标有使用温度为20℃,容积(500ml或250ml等),刻度线,故选①③⑤;
装置A为量筒,量筒没有“0”刻度,从下到上刻度变大,刻度表示图为乙;
(5)配制洁厕灵的物质的量浓度,实验过程中引起或的变化,影响配制的溶液物质的量浓度变化
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,未等内壁干燥便用来配制,正确操作对实验无影响,A错误;
B.未等冷却,立即把溶液转移到容量瓶中,错误操作使偏小,则配制的溶液物质的量浓度偏大,B正确;
C.定容时,仰视刻度线,错误操作使偏大,则配制的溶液物质的量浓度偏小,C错误;
D.将洗涤量筒洗涤液一并转移到容量瓶中,错误操作使偏大,则配制的溶液物质的量浓度偏大,D正确;
E.在稀释过程中有少量液体溅出烧杯外,错误操作使偏小,则配制的溶液物质的量浓度偏小,E错误;
答案选BD。
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