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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
素养提升练5
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.下列说法中,正确的是( )
A.摩尔是国际单位制中的一个基本物理量
B.OH-的摩尔质量是17 g·mol-1
C.O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1
D.2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的两倍
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2.同温同压下,两种气体的体积不同,其主要原因是( )
A.气体的分子大小不同
B.气体分子间的距离不同
C.气体的物质的量不同
D.气体的性质不同
解析:同温同压时,气体分子之间的距离相等,而分子本身的大小又远小于气体分子之间的距离,故体积不同的主要原因是气体的物质的量不同。
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解析:摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位是g·mol-1,D错误。
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4.下列溶液中的Cl-物质的量浓度与50 mL 1 mol·L-1氯化铝溶液中的Cl-的物质的量浓度相等的是( )
A.150 mL 1 mol·L-1氯化钠溶液
B.75 mL 2 mol·L-1氯化铵溶液
C.150 mL 3 mol·L-1氯化钾溶液
D.75 mL 1.5 mol·L-1氯化铝溶液
解析:50 mL 1 mol·L-1氯化铝溶液中Cl-的物质的量浓度为3 mol·L-1,A项,150 mL 1 mol·L-1氯化钠溶液中Cl-的物质的量浓度为1 mol·L-1;B项,75 mL 2 mol·L-1氯化铵溶液中Cl-的物质的量浓度为2 mol·L-1;D项,75 mL 1.5 mol·L-1氯化铝溶液中Cl-的物质的量浓度为3×1.5 mol·L-1=4.5 mol·L-1。
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5.某实验需1 mol·L-1 NaOH溶液90 mL,配制该NaOH溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如图所示:
下列说法正确的是( )
A.用托盘天平和滤纸称取3.6 g氢氧化钠固体
B.NaOH在烧杯中完全溶解,立即转移到容量瓶中
C.操作①时,若俯视容量瓶的刻度线,使配得的NaOH溶液浓度偏低
D.上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
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6.如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为1.14 g·cm-3)。下列说法错误的是( )
A.4 mol·L-1是溶液中溶质的物质的量浓度
B.14%是溶液中溶质的质量分数
C.10 mL 14%的NaOH溶液含有溶质的质量约为1.6 g
D.14%的NaOH溶液的物质的量浓度为2 mol·L-1
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7.30 mL 1 mol/L NaCl溶液和40 mL 0.5 mol/L CaCl2溶液混合后,混合液中Cl-浓度为(假设溶液混合前后体积不变)( )
A.0.5 mol/L B.0.6 mol/L
C.1.00 mol/L D.2 mol/L
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9.标准状况下有①6.72 L甲烷 ②3.01×1023个氯化氢分子 ③13.6 g硫化氢 ④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从小到大表示不正确的是( )
A.体积:④<①<②<③ B.密度:①<④<③<②
C.质量:④<①<③<② D.氢原子数:②<④<③<①
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10.利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)配制1.0 mol/L Na2CO3溶液500 mL,假如其他操作均准确无误,下列情况会引起所配溶液浓度偏高的是( )
A.称取碳酸钠晶体143.0 g
B.定容时,俯视观察刻度线
C.移液时,对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗
D.定容后,将容量瓶振荡摇匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加入少量水至刻度线
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解析:A项,配制500 mL 1.0 mol/L的碳酸钠溶液需称取Na2CO3·10H2O的质量是1.0 mol/L×0.5 L×286 g/mol=143.0 g,浓度正常;B项,定容时俯视刻度线,会造成所配溶液的体积偏小,浓度偏高;C项,未冲洗溶解碳酸钠晶体的烧杯,会造成碳酸钠损失,浓度偏低;D项,溶液体积增加,会造成所配溶液的浓度偏低。
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12.将质量均为m g的O2、X、Y气体分别充入相同容积的密闭容器中,压强(p)与温度(T)的关系如图所示,则X、Y气体可能分别是( )
A.C2H4、CH4
B.CO2、Cl2
C.SO2、CO2
D.CH4、Cl2
解析:由题图可知三种气体的相对分子质量大小关系是O2<X<Y;A项,C2H4、CH4的相对分子质量分别是28和16;B项,CO2、Cl2的相对分子质量分别是44和71;C项,SO2、CO2的相对分子质量分别是64和44;D项,CH4、Cl2的相对分子质量分别是16和71。
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二、非选择题
13.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在
标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为___________。
(2)混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为_____________。
②气球中收集到的气体中,电子总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L(标准状况下)。
36 g·mol-1
0.4NA
28 g·mol-1
2.8NA
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14.实验室需要0.1 mol·L-1 NaOH溶液450 mL和0.5 mol·L-1硫酸溶液500 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是________(填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是______________(填仪器名称)。
B
烧杯、玻璃棒
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(2)在配制NaOH溶液时:
①根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为________g;
②若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度______(填“>”“<”或“=”)0.1 mol·L-1;
③若NaOH固体溶解后立即移入容量瓶→洗涤烧杯及玻璃棒→洗涤液移入容量瓶→定容,则所得溶液浓度________(填“>”“<”或“=”)0.1 mol·L-1。
(3)在配制硫酸溶液时:
①所需质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为________ mL(计算结果保留一位小数);
②如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,最好选用______mL量筒。
2.0
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解析:(2)①因无450 mL的容量瓶,故配制NaOH溶液要用500 mL的容量瓶,m(NaOH)=c·V·M=0.1 mol·L-1×0.5 L×40 g·mol-1=2.0 g;③NaOH溶于水放出大量热,应冷却至室温后再移入容量瓶中,否则溶液体积偏小,浓度偏高。
(3)①根据稀释前后溶质质量不变可得1.84 g·cm-3×V×98%=0.5 mol·L-1×0.5 L×98 g·mol-1,则V≈13.6 mL。
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[名师点拨]
(1)溶质溶解后,一定要将溶液恢复至室温后再转移至容量瓶。
(2)转移溶液至容量瓶后,必须洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~
3次,并将洗涤液一并注入容量瓶中。
(3)向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是引流,以防止
溶液外洒而造成损失。注意:①烧杯口紧靠玻璃棒。②玻璃棒
中部不能紧挨容量瓶瓶口。③玻璃棒的下端应靠在容量瓶刻度
线以下的内壁上。
(4)用胶头滴管定容至凹液面正好与刻度线相切,盖上瓶塞反复上下颠倒,摇匀,出现液面低于刻度线的情况,切记不要再加水。
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R
3.科学家发现了某种元素的原子,其质量是a g,12C原子质量是b g,设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.由已知信息可得:NA=eq \f(12,b)
B.W g该原子的物质的量一定是eq \f(W,aNA) mol
C.W g该原子中含有eq \f(W,a)个该原子
D.该原子的摩尔质量是aNA g
解析:配制1 mol·L-1 NaOH溶液90 mL,应选择100 mL容量瓶,需要氢氧化钠的质量:0.1 L×1 mol·L-1×40 g·mol-1=4.0 g,且NaOH具有腐蚀性,不能用滤纸称量,应用小烧杯,A错误;完全溶解后,应冷却至室温,再转移至容量瓶,B错误;俯视容量瓶的刻度线导致溶液体积偏小,依据c=eq \f(n,V)可知,溶液浓度偏高,C错误。
解析:14%的NaOH溶液的物质的量浓度c=eq \f(1000ρw,M)=eq \f(1000×1.14×14%,40)≈4.0 mol·L-1,D错误。
解析:30 mL 1 mol/L NaCl溶液和40 mL 0.5 mol/L CaCl2溶液混合后,混合液的总体积为70 mL,混合后溶液中Cl-的物质的量为0.03 L×1 mol/L+0.04 L×0.5 mol/L×2=0.07 mol,混合液中Cl-浓度为eq \f(0.07 mol,0.07 L)=1.00 mol/L。
8.在80 g密度为d g/cm3的硫酸铁溶液中,含有5.6 g Fe3+,取该溶液V mL稀释至2V mL,则稀释后溶液中SOeq \o\al(2-,4)的物质的量浓度为( )
A.eq \f(15d,16) mol/L
B.eq \f(15d,8) mol/L
C.eq \f(3d,4) mol/L
D.eq \f(5d,8) mol/L
解析:5.6 g Fe3+的物质的量是eq \f(5.6 g,56 g/mol)=0.1 mol,根据Fe2(SO4)3的化学式可知此溶液中SOeq \o\al(2-,4)的物质的量是0.1 mol×eq \f(3,2)=0.15 mol,80 g密度为d g/cm3的硫酸铁溶液的体积是eq \f(80 g,1000d g/L)=eq \f(1,12.5d) L,则SOeq \o\al(2-,4)的物质的量浓度为eq \f(0.15 mol,\f(1,12.5d) L)=eq \f(15d,8) mol/L,取该溶液V mL稀释至2V mL,浓度减小为原来的一半,为eq \f(15d,16) mol/L。
解析:n(CH4)=eq \f(6.72 L,22.4 L·mol-1)=0.3 mol,n(HCl)=eq \f(3.01×1023,6.02×1023 mol-1)=0.5 mol,n(H2S)=eq \f(13.6 g,34 g·mol-1)=0.4 mol,n(NH3)=0.2 mol。根据V=n·Vm知,其体积大小与物质的量成正比,所以其体积从小到大顺序是④<①<③<②,A错误。
[名师点拨]
以“物质的量”为中心的简单计算,注意万能恒等式的应用,粒子数、质量、气体体积、物质的量浓度间存在关系:n=eq \f(N,NA)=eq \f(m,M)=eq \f(V(g),Vm)=cV(aq)。
注意:
(1)计算时,利用质量、气体体积、粒子数等之间的等量关系,可直接进行计算,不用再计算出物质的量。
(2)物质的量、质量、微粒数目可直接代入公式,不需要考虑状态和状况。
(3)使用气体摩尔体积既要考虑物质的状态又要考虑物质所处的状况;溶液中既要考虑到物质的量浓度与所取溶液体积无关,还要考虑到物质的量与溶液的体积有关。
11.K2SO4、KCl、NaCl三种固体溶于水得到的溶液M中部分离子的物质的量浓度如图甲所示。取200 mL混合溶液加水稀释,测得c(Na+)随溶液体积的变化如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.X代表的离子是SOeq \o\al(2-,4)
B.c1=0.80
C.溶液M中KCl的物质的量浓度
为0.5 mol·L-1
D.K2SO4与NaCl的物质的量之比为1∶2
解析:稀释过程中n(Na+)不变,则原溶液中c(Na+)=eq \f(0.16 mol·L-1×1.00 L,0.2 L)=0.80 mol·L-1,结合溶液电中性可知c(Na+)+c(K+)=2c(SOeq \o\al(2-,4))+c(Cl-),即2c(SOeq \o\al(2-,4))+c(Cl-)=0.90 mol·L-1+0.80 mol·L-1=1.70 mol·L-1,由图甲可知,c(X)=0.40 mol·L-1、c(Y)=0.90 mol·L-1,故X代表的离子为SOeq \o\al(2-,4),Y代表的离子为Cl-,A正确;由A项分析可知,c1=0.80,B正确;c(K2SO4)=c(SOeq \o\al(2-,4))=0.40 mol·L-1,根据钾元素守恒可知,c(KCl)=0.90 mol·L-1-2c(K2SO4)=0.90 mol·L-1-0.40 mol·L-1×2=0.10 mol·L-1,C错误;c(K2SO4)=c(SOeq \o\al(2-,4))=0.40 mol·L-1,c(NaCl)=c(Na+)=0.80 mol·L-1,同一溶液中体积V相同,根据n=cV可知,K2SO4与NaCl的物质的量之比=物质的量浓度之比=0.40 mol·L-1∶0.80 mol·L-1=1∶2,D正确。
解析:(1)混合气体的物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L·mol-1)=0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量eq \o(M,\s\up6(-))=eq \f(14.4 g,0.4 mol)=36 g·mol-1。
(3)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸,则最后收集到的气体是CO,摩尔质量为28 g·mol-1。
②设原混合气体中CO的物质的量为n1,CO2的物质的量为n2。则
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(n1+n2=0.4 mol,28 g·mol-1×n1+44 g·mol-1×n2=14.4 g))
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(n1=0.2 mol,n2=0.2 mol)),因此气球中收集到0.2 mol CO,含有2.8 mol电子。
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