内容正文:
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第二章 海水中的
重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第三课时 物质的量浓度
基础作业
01
能力作业
02
目录
CONTENTS
基础作业
(建议用时:10分钟)
考点一 物质的量浓度的概念
1.实验室中常用到0.1 mol·L-1 NaOH溶液,其中“mol·L-1”对应的物理量是( )
A.溶解度
B.质量分数
C.摩尔质量
D.物质的量浓度
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2.1 mol·L-1的NaCl溶液表示( )
A.溶液中含有1 mol NaCl
B.1 mol NaCl溶于1 L水中
C.58.5 g NaCl溶于941.5 g水中
D.1 L 溶液中含有NaCl 58.5 g
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3.从2 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出100 mL,下列有关这100 mL溶液的叙述错误的是( )
A.浓度为0.1 mol·L-1
B.浓度为1 mol·L-1
C.含NaOH 4 g
D.含NaOH 0.1 mol
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考点二 物质的量浓度的计算
4.下列溶液中Cl-浓度最大的是( )
A.150 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液
B.200 mL 2 mol·L-1 KCl溶液
C.75 mL 2 mol·L-1 CaCl2溶液
D.100 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液
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5.下列溶液中的Na+与100 mL 1 mol·L-1 Na3PO4溶液中Na+的物质的量浓度相等的是( )
A.1 mol·L-1的Na2SO4溶液
B.150 mL 2 mol·L-1的NaNO3溶液
C.150 mL 3 mol·L-1的NaCl溶液
D.75 mL 1 mol·L-1的Na2S溶液
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6.欲使1 L 0.5 mol·L-1 NaOH溶液的浓度增大一倍,可采取的合理措施是( )
A.加入20 g固体NaOH,搅拌、溶解
B.将溶液加热蒸发掉0.5 L水
C.加入1 L 1.5 mol·L-1的NaOH溶液混合均匀
D.加入0.1 L 10 mol·L-1 NaOH溶液,再稀释至1.5 L
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考点三 一定物质的量浓度溶液的配制和误差分析
7.欲配制1.00 mol·L-1 Na2CO3溶液100 mL,不需要使用的仪器是( )
A.100 mL容量瓶
B.蒸馏烧瓶
C.玻璃棒
D.胶头滴管
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8.配制100 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液的操作如图所示。下列说法不正确的是( )
A.操作1前需称取2.0 g NaOH
B.操作1固体溶解后立即进行操作2
C.操作3和操作4分别为洗涤和定容
D.操作5后将配制好的溶液倒入试剂瓶
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9.某同学在配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,有下列不当操作:①称量时天平未达到平衡(左低右高);②摇匀后见液面下降,再加水至刻度线。这两处不当操作对所得溶液浓度的影响是( )
A.都导致浓度偏大
B.①导致浓度偏小,②导致浓度偏大
C.都导致浓度偏小
D.①导致浓度偏大,②导致浓度偏小
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能力作业
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.将5 mol·L-1的盐酸10 mL稀释到200 mL,从中取出5 mL,这5 mL盐酸的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.1 mol·L-1
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2.实验中需2.0 mol/L的Na2CO3溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是( )
A.1000 mL,212.0 g
B.950 mL,201.4 g
C.1000 mL,572.4 g
D.500 mL,100.7 g
解析:选择 1000 mL的容量瓶。m(Na2CO3)=n·M=c·V·M=2.0 mol/L×1 L×106 g/mol=212.0 g。
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[名师点拨]
(1)容量瓶用蒸馏水洗净后可直接使用,不必干燥。
(2)选择容量瓶应遵循“等”和“大而近”原则,即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如配制230 mL某溶液,应选250 mL的容量瓶,计算溶质用量时应按250 mL计算。
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4.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶于1 L水所得的溶液
B.将22.4 L HCl溶于水配成1 L溶液
C.1 L含2 mol K+的K2SO4溶液
D.将0.5 mol·L-1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水后的溶液
解析:A项,将40 g NaOH溶于1 L水所得溶液的体积不是1 L,不能计算物质的量浓度;B项,22.4 L HCl所处状况未知,不能计算物质的量浓度;D项,加热蒸发掉50 g水后溶液的体积不能确定,不能计算物质的量浓度。
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5.用绿矾(FeSO4·7H2O)固体配制一定物质的量浓度的FeSO4溶液,下列操作正确的是( )
A.称量时,将绿矾固体放在纸片上,放在天平右盘上称量
B.将称量好的固体放入容量瓶中,加蒸馏水溶解
C.定容时如果加水超过了刻度线,则需要重新配制
D.配制好的溶液可以贮存在容量瓶中,方便取用
解析:称量时绿矾固体要放在托盘天平的左盘,右盘放砝码,A错误;称好的固体要放在烧杯中溶解,冷却至室温后再转移到容量瓶中,不能直接在容量瓶中溶解,B错误;配制好的溶液要分装到指定的试剂瓶中,不能贮存在容量瓶中,D错误。
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6.下列体系中氯离子浓度最大的是( )
A.标准状况下22.4 L氯气
B.2 mL 0.3 mol/L HCl溶液
C.10 mL 0.2 mol/L CaCl2溶液
D.1 mL 0.5 mol/L KClO3溶液
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7.下列说法正确的是( )
A.1.0 L 1.0 mol·L-1 NaClO水溶液中含有的氧原子总数为NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
B.将50 mL 0.6 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液加水稀释至500 mL,则稀释后溶液中c(SO)为0.06 mol·L-1
C.100 mL 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液与50 mL 1 mol·L-1 KCl溶液混合后,所得溶液中c(Cl-)为1 mol·L-1(忽略混合时溶液体积的变化)
D.将4.48 L HCl溶于水配成500 mL溶液,所得溶液中HCl的物质的量浓度为0.4 mol·L-1
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8.配制250 mL 0.1 mol·L-1盐酸时,下列实验操作将使所配溶液的浓度偏高的是( )
A.用量筒量取所需的浓盐酸时俯视刻度线
B.定容时,仰视容量瓶的刻度线
C.用量筒量取所需浓盐酸倒入烧杯后,再用水洗涤量筒2~3次,洗涤液倒入烧杯中
D.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于刻度线,再补几滴水至刻度线
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解析:A项,量取一定体积浓盐酸,俯视量筒刻度线,所量取浓盐酸体积偏小,所配溶液浓度偏低;B项,定容时,仰视容量瓶刻度线,使溶液体积偏大,浓度偏低;C项,洗涤量筒2~3次,且洗涤液倒入烧杯中,使盐酸偏多,浓度偏高;D项,定容、摇匀后再滴入水,使溶液体积偏大,浓度偏低。
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②定容时仰视或俯视刻度线图解
仰视刻度线(图a)会使加水量增多,所配溶液的浓度偏低;俯视刻度线(图b)会使加水量减少,所配溶液的浓度偏高。
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9.下列关于溶液物质的量浓度的说法正确的是( )
A.常温下,1 L水中溶解58.5 g NaCl,该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.1 mol Na2O加入适量水配成1 L溶液,该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.200 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和100 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的物质的量浓度相同
D.10 g 98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)与20 mL 18.4 mol·L-1的硫酸的浓度相同
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二、非选择题
12.如图为实验室某浓盐酸试剂瓶上的标签的有关内容,根据标签上的有关数据回答下列问题:
(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为______mol·L-1。
(2)取用任意体积的该盐酸时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是________(填字母)。
A.溶液中HCl的物质的量
B.溶液的浓度
C.溶液中Cl-的数目
D.溶液的密度
11.9
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.19 g·cm-3
HCl的质量分数:36.5%
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(3)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制500 mL物质的量浓度为0.400 mol·L-1的稀盐酸,在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?(在括号内填“偏大”“偏小”或“无影响”)
①用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面。( )
②定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水。( )
③定容摇匀后,发现液面低于刻度线,未做任何处理。( )
④定容时,俯视刻度线。( )
偏小
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13.在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。下表是1 L“鲜花保鲜剂”的成分(其中阿司匹林不含K+,其存在也不会干扰成分中其他离子的检验),回答下列问题:
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是________(填写名称)。
(2)“鲜花保鲜剂”中K+的物质的量浓度为__________ mol·L-1。
蔗糖
成分 蔗糖 硫酸钾 阿司匹林 高锰酸钾
质量/g 50.00 0.50 0.35 0.50
摩尔质量/(g·mol-1) 342 174 180 158
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烧杯、胶头滴管
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解析:加入20 g固体NaOH,搅拌、溶解,由于溶解后的溶液体积会发生变化,NaOH的物质的量为1 mol,但是溶液的体积不是1 L,所以浓度不是1 mol·L-1,A措施不合理;将溶液加热蒸发0.5 L水,剩余溶液体积不一定为0.5 L,所以物质的量浓度不一定增大一倍,B措施不合理;加入1 L 1.5 mol·L-1的NaOH溶液混合均匀,混合液的体积不等于2 L,故所得溶液的浓度不是1 mol·L-1,C措施不合理;加入0.1 L 10 mol·L-1的NaOH溶液,再稀释至1.5 L,此时溶液中NaOH的浓度c=eq \f(0.5 mol·L-1×1 L+10 mol·L-1×0.1 L,1.5 L)=1 mol·L-1,浓度增大一倍,D措施合理。
解析:5 mol·L-1的盐酸10 mL稀释到200 mL,浓度为eq \f(0.01 L×5 mol·L-1,0.2 L)=0.25 mol·L-1,溶液是均一的,从中取出5 mL,浓度仍为0.25 mol·L-1。
3.若20 g密度为d g·cm-3的硝酸钙溶液里含有1 g Ca2+,则NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为( )
A.eq \f(d,400) mol·L-1
B.eq \f(20,d) mol·L-1
C.2.5d mol·L-1
D.1.25d mol·L-1
解析:n(Ca2+)=eq \f(1 g,40 g·mol-1)=0.025 mol,n(NOeq \o\al(-,3))=0.05 mol,溶液的体积V=eq \f(m,ρ)=eq \f(20 g,d g·cm-3)=eq \f(0.02,d) L,c(NOeq \o\al(-,3))=eq \f(n,V)=2.5d mol·L-1。
解析:NaClO水溶液中水也含有氧原子,故含有的氧原子总数大于NA,A错误;将50 mL 0.6 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液加水稀释至500 mL后,Fe2(SO4)3溶液的浓度为0.06 mol·L-1,c(SOeq \o\al(2-,4))=3c[Fe2(SO4)3]=0.18 mol·L-1,B错误;100 mL 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液与50 mL 1 mol·L-1 KCl溶液混合后,所得溶液中c(Cl-)=eq \f(n(Cl-),V)=eq \f(0.1 L×0.5 mol·L-1×2+0.05 L×1 mol·L-1,0.15 L)=1 mol·L-1,C正确;题目未指明4.48 L HCl是否处于标准状况下,无法计算其物质的量,D错误。
[名师点拨] 误差产生的原因与分析方法
(1)
(2)误差分析方法
①根据cB=eq \f(nB,V)=eq \f(m,M·V)判断。其他不变时:凡是使m或nB增大的因素,会使cB偏大;反之,会使cB偏小;凡是使V增大的因素,会使cB偏小;反之,会使cB偏大。
解析:58.5 g NaCl的物质的量是1 mol,将其溶解在1 L水中所得溶液的体积不是1 L,因此所得溶液的物质的量浓度不是1 mol·L-1,A错误;1 mol Na2O加入适量水中与水反应产生2 mol NaOH,配成的1 L溶液中含有2 mol NaOH,则所得溶液的物质的量浓度为2 mol·L-1,B错误;200 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液中Cl-的浓度为0.1 mol·L-1;100 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,可见两种溶液中Cl-的物质的量浓度不相同,C错误;10 g 98%的硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=eq \f(1.84×1000×98% ,98) mol·L-1=18.4 mol·L-1,该溶液与20 mL 18.4 mol·L-1的硫酸的浓度相同,D正确。
10.20 ℃时饱和NaCl溶液的密度为ρ g·cm-3,物质的量浓度为c mol·L-1,则下列说法中不正确的是( )
A.温度低于20 ℃时,饱和NaCl溶液的浓度小于c mol·L-1
B.此溶液中NaCl的质量分数为eq \f(58.5×c,ρ×1000)×100%
C.20 ℃时,密度小于ρ g·cm-3的NaCl溶液是不饱和溶液
D.20 ℃时,饱和NaCl溶液的溶解度S=eq \f(5850c,ρ-58.5) g
解析:温度低于20 ℃时,NaCl的溶解度减小,则饱和NaCl溶液的浓度小于c mol·
L-1,A正确;1 L该溶液的质量为1000ρ g,NaCl的质量为1 L×c mol·L-1×58.5 g·
mol-1=58.5c g,故NaCl的质量分数为eq \f(58.5×c,ρ×1000)×100%,B正确;20 ℃时,饱和NaCl溶液中NaCl的浓度和密度最大,故密度小于ρ g·cm-3的NaCl溶液是不饱和溶液,C正确;20 ℃时,1 L饱和NaCl溶液中NaCl的质量为58.5c g,又知溶液的质量为1000ρ g,则溶剂水的质量为(1000ρ-58.5c) g,根据溶解度的定义可得eq \f(58.5c g,(1000ρ-58.5c) g)=eq \f(S,100 g),则有S=eq \f(5850c,1000ρ-58.5c) g,D错误。
11.现有两份溶液A和B,若A溶液中含有H+、Al3+、SOeq \o\al(2-,4)三种离子,其中H+的浓度为0.5 mol·L-1,Al3+的浓度为0.3 mol·L-1,B溶液中含有Fe3+、Cl-、Ba2+三种离子,其中Cl-的浓度为0.4 mol·L-1,将两溶液等体积混合(忽略溶液体积的变化),则混合后SOeq \o\al(2-,4)的浓度可能是( )
A.0.24 mol·L-1
B.0.18 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1
D.0.36 mol·L-1
解析:A溶液中含有H+、Al3+、SOeq \o\al(2-,4)三种离子,其中H+的浓度为0.5 mol·L-1,Al3+的浓度为0.3 mol·L-1,依据溶液呈电中性:c(H+)+3c(Al3+)=2c(SOeq \o\al(2-,4)),代入数据解得c(SOeq \o\al(2-,4))=0.7 mol·L-1。设A、B溶液的体积均为V,假设B溶液中只含有Cl-和Ba2+两种离子,则c(Ba2+)=0.2 mol·L-1,则两溶液等体积混合(忽略溶液体积的变化)后c(SOeq \o\al(2-,4))=eq \f(0.7 mol·L-1×V-0.2 mol·L-1×V,2V)=0.25 mol·L-1,假设B溶液中只含有
Fe3+、Cl-,则两溶液等体积混合(忽略溶液体积的变化)后c(SOeq \o\al(2-,4))=eq \f(0.7 mol·L-1×V,2V)=0.35 mol·L-1,所以SOeq \o\al(2-,4)的浓度在0.25~0.35 mol·L-1之间。
[名师点拨] 有关电解质溶液的计算——电荷守恒法
涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒,首先找出溶液中所有阳离子和阴离子,再根据阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等列等式。
如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液的电荷守恒为3c(Al3+)+c(NHeq \o\al(+,4))+c(H+)=2c(SOeq \o\al(2-,4))+c(NOeq \o\al(-,3))+c(OH-)。
注意:一般情况下,列电荷守恒等式时不能忽略H+、OH-,但在计算时,酸性溶液中常可忽略OH-,碱性溶液中常可忽略H+。
解析:(1)c(HCl)=eq \f(1000×1.19×36.5%,36.5) mol·L-1=11.9 mol·L-1。
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,174)+\f(1,316)))
(3)如图所示的仪器中,在配制一定物质的量浓度的“鲜花保鲜剂”溶液时肯定不需要的是________(填字母),还缺少的玻璃仪器有___________________(填仪器名称)。
(4)市面上,有一种营养液可用于无土栽培,该营养液中有KCl和K2SO4,其中K+的浓度为0.5 mol·L-1,Cl-的浓度为0.1 mol·L-1,则100 mL该营养液中n(SOeq \o\al(2-,4))=________ mol。
解析:(1)c(蔗糖)=eq \f(25,171) mol·L-1,c(硫酸钾)=eq \f(1,348) mol·L-1,c(阿司匹林)=eq \f(7,3600) mol·L-1,c(高锰酸钾)=eq \f(1,316) mol·L-1,所以“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是蔗糖。
(2)c(K+)=2c(硫酸钾)+c(高锰酸钾)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,174)+\f(1,316))) mol·L-1。
(4)根据电荷守恒c(K+)=c(Cl-)+2c(SOeq \o\al(2-,4)),有0.5 mol·L-1=0.1 mol·L-1+2c(SOeq \o\al(2-,4)),可得c(SOeq \o\al(2-,4))=0.2 mol·L-1,n(SOeq \o\al(2-,4))=0.2 mol·L-1×0.1 L=0.02 mol。
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