第二单元 溶液组成的定量研究(8大题型专项训练,江苏专用) 化学苏教版必修第一册
2025-11-05
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2份
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44页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第二单元 溶液组成的定量研究 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 物质的量 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.60 MB |
| 发布时间 | 2025-11-05 |
| 更新时间 | 2025-11-05 |
| 作者 | 麦子化学 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-11-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54720745.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第二单元 溶液组成的定量研究
题型01 物质的量浓度的概念及简单计算
题型02 物质的量浓度与溶解度、质量分数之间的换算
题型03 气体溶于水的相关计算
题型04 溶液稀释和混合的计算
题型05 溶液中离子浓度的有关计算
题型06 化学反应的计算
题型07 配制一定物质的量浓度的溶液
题型08 溶液配制的误差分析
题型01 物质的量浓度的概念及简单计算
1.物质的量浓度
2.有关物质的量浓度的计算
(1)计算的基本公式:c==。
(2)计算的基本类型和方法
①已知溶质的质量
③标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算
c=
【典例1】(25-26高一上·江苏宿迁·开学考试)下列说法正确的是
A.将40 g NaOH溶于1 L水中,c(NaOH)=1 mol·L-1
B.从1 L 1 mol·L-1的碳酸钠溶液中取出500 mL后,剩余溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
C.0.1 L 2.0 mol·L-1的氨水中n(NH3)=0.2 mol
D.100 mL溶液中含有28.4 g Na2SO4,则溶液中c(Na+)=4.0 mol·L-1
【变式1-1】(24-25高一上·江苏泰州·阶段检测)人体血液中葡萄糖(简称血糖,分子式为)的含量常以“”和“”()为参考指标。人的血糖浓度的正常参考值是。下列说法正确的是
A.葡萄糖的摩尔质量为180
B.无偿献血后,人体血糖浓度会下降
C.若某人1mL血液中含有葡萄糖0.54mg,相当于血糖浓度
D.若某人血糖检查结果为,说明血糖在正常范围内
【变式1-2】(24-25高一上·江苏淮安·期中)下列溶液中物质的量浓度为的是
A.将溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为
B.将气体溶于水配成1L溶液
C.将的浓盐酸加入9L水中
D.将溶解在1L水中
【变式1-3】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)下列溶液中的与溶液中相等的是
A.溶液中加入溶液使体积增加一倍
B.的溶液
C.标准状况下气体完全溶于水中
D.的溶液
题型02 物质的量浓度与溶解度、质量分数之间的换算
1.溶质的质量分数与溶解度之间的关系
溶质的质量分数(w)=×100%
饱和溶液中溶质的质量分数(w)=×100%=×100%。
2.物质的量浓度与溶质质量分数之间的关系
①换算公式:cB= mol·L-1。
M:溶质B的摩尔质量;ρ:溶液密度(g·mL-1)。
②推导方法:
设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
【典例2】(23-24高一上·江苏宿迁·期中)化学实验室里有一瓶盐酸,上面的标签如图所示。下列说法正确的是
产品名称:盐酸
化学式:HCl
产品等级:分析纯
质量分数:36.5%
密度:1.2 g⋅cm-3
A.该试剂瓶中的盐酸属于纯净物
B.配制100 mL 1.00 mol⋅L-1的稀盐酸需该盐酸8 mL
C.该盐酸物质的量浓度为12 mol⋅L-1
D.配制稀盐酸时,取用浓盐酸的量筒使用后应洗涤,并将洗涤液也注入容量瓶中
【变式2-1】(24-25高一上·江苏·期末)如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法错误的是
硫酸化学纯(CP)
(500mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84g/cm3
质量分数:98%
A.该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4 mol·L−1
B.该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数大于49%
C.配制250.0 mL 4.6 mol·L−1的稀硫酸需取该硫酸62.5 mL
D.由该硫酸配制稀硫酸时,可将水加入该硫酸中,且并边加边搅拌
【变式2-2】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)下列说法中正确的是
A.浓度均为的和混合溶液,欲将完全沉淀,需加入溶液
B.称量碳酸钠固体时,若称量物和砝码放反,则所配溶液的物质的量浓度偏高
C.的溶液和的溶液等体积混合后,
D.用密度、质量分数的浓盐酸配制的稀盐酸,需用量筒量取浓盐酸的体积为
【变式2-3】(23-24高一上·江苏·阶段检测)下列说法正确的是
A.6.2gNa2O加入93.8g的水中,得到溶液的质量分数6.2%
B.将标准状况下的aLHCl气体溶于1000mL水中,得到盐酸的密度为bg·mL-1,则该盐酸的质量分数为
C.50mL0.6mol·L-1的MgCl2溶液与100mL1.2mol·L-1的KClO3溶液的c(Cl-)相等
D.25℃时,饱和KCl溶液的密度为1.192g·cm-3,质量分数为25%,此溶液中KCl的物质的量浓度为4.0mol·L-1
题型03 气体溶于水的相关计算
标准状况下,一定体积的气体溶于水形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法
(1)若已知溶液的体积
(2)若已知溶液的密度
标准状况下,V L气体溶于V(H2O) L中,所得溶液密度为ρ(g·mL-1),则:
①气体的物质的量:n=
②溶液体积:V=×10-3 L·mL-1
m溶液=V(H2O) L×1 000 mL·L-1×1 g·mL-1+×M g·mol-1
③再根据c=知,
c===
=
【典例3】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)将标准状况下的氯化氢气体溶于1 L水中,得到的盐酸的密度为,则该盐酸的物质的量浓度是
A. B.
C. D.
【变式3-1】(23-24高一上·江苏苏州·阶段检测)下列叙述正确的是
A.40.0gNaOH溶解在2L水中,所得溶液的物质的量浓度为0.50mol/L
B.从1L2.0mol/LNaCl溶液中取出0.5L,取出的溶液浓度为1mol/L
C.配制0.100mol/LNaCl溶液需用5.85gNaCl固体
D.常温常压下,将3.65gHCl气体溶于水制得100mL溶液,其浓度为1mol/L
【变式3-2】 23-24高一上·江苏苏州·阶段检测)现有下列四种溶液:①400 mL 2.5 mol⋅L HCl溶液,②250 mL 4.0 mol⋅L HCl溶液,③200 mL 2.0 mol⋅L 溶液,④600 mL 1.0 mol⋅L 溶液,下列说法正确的是
A.溶液的导电能力:①=②
B.的物质的量:③>④
C.②④中分别加入足量的铁粉,消耗Fe的质量比为5∶6
D.标准状况下,将22.4 L HCl溶于400 mL水中可得①
【变式3-3】 (22-23高一上·江苏苏州·阶段检测)相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的质量分数为w,密度为ρ g/cm3,物质的量浓度为c mol/L。下列说法正确的是
A.溶液密度ρ可表示为
B.物质的量浓度c可表示为
C.溶液的质量分数w可表示为
D.相对分子质量Mr可表示为
题型04 溶液稀释和混合的计算
1.溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。
2.混合规律
①语言描述:同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
②公式:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),m1w1+m2w2=m(混)w(混)。
【典例4】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)某硫酸铝溶液中含有铝离子,取出溶液稀释至后,所得溶液中的硫酸根离子的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【变式4-1】(22-23高一上·江苏常州·阶段检测)在溶液中,含有该溶液稀释到中的物质的量浓度是
A. B. C. D.
【变式4-2】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是
A.同浓度的三种物质的溶液:、、,体积之比为,则浓度之比为
B.将的溶液和的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
C.将的盐酸加水稀释至,再取出,这溶液的物质的量浓度为0.5mol
D.在标准状况下,氨气溶于水配成密度为的氨水,该氨水的物质的量浓度为
【变式4-3】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)如图是硫酸试剂瓶标签的内容:
(1)该硫酸的物质的量浓度为 mol/L,若需要配制240mL4.6mol/L的稀硫酸,则需要取上述的浓硫酸 mL。
(2)该实验需要用到的玻璃仪物有量筒、 。
(3)在配制4.6mol/L稀硫酸的过程中,下列情况对所配制硫酸溶液物质的量浓度有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?
①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中: ;
②定容时仰视读数: ;
③用量筒量取浓硫酸时俯视 ;
④移液时不慎将少量溶液滴在容量瓶外面 。
题型05 溶液中离子浓度的有关计算
1.单一溶液中溶质组成计算
根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
2.混合溶液中电荷守恒计算
根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
【典例5】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中,测得浓度为,加入等体积的溶液恰好使完全沉淀,则原混合溶液中浓度为
A. B. C. D.
【变式5-1】(23-24高一上·江苏宿迁·期中)营养液是无土栽培的核心和关键,某营养液中含4种离子(忽略微量离子),对离子浓度的要求如下表所示:
离子种类
R离子
浓度(mol·L)
______
0.06
0.06
0.02
该营养液中R离子及其物质的量浓度可能是
A. 0.04 mol⋅L B. 0.08 mol⋅L
C. 0.06 mol⋅L D. 0.06 mol⋅L
【变式5-2】(22-23高一上·江苏徐州·期中)舍勒发现氯气是在1774年,当时他正在研究软锰矿(二氧化锰),当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体,这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。后来,人们又通过氯碱工业制备氮气,它是一种重要的化工原料。某含Cl-的溶液经分析,其中还含有Na+、K+、Ca2+、,已知其中Na+、K+、Ca2+、的浓度均为0.1mol•L-1,则Cl-的物质的量浓度为
A.0.1mol•L-1 B.0.2mol•L-1 C.0.3mol•L-1 D.0.4mol•L-1
【变式5-3】(23-24高一上·江苏盐城·期中)物质的量浓度是一种常用的溶液浓度表示方法,利用其进行定量分析计算比较方便。
Ⅰ.实验需要硫酸溶液480mL。根据溶液的配制情况回答下列问题:
(1)一定需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、 。
(2)若用质量分数为98%、密度为的浓硫酸来配制,需要浓硫酸 mL。(结果保留一位小数。)
(3)在下列配制过程示意图中,正确的是 (填选项字母)。
(4)下列操作会导致所配硫酸的物质的量浓度偏低的是 (填字母序号)。
A.稀释的浓硫酸转移到容量瓶中未洗涤烧杯
B.定容时俯视液面
C.摇匀后发现液面低于刻度线,于是加水至刻度线
D.配制前容量瓶中有少量水
E.定容时,仰视容量瓶刻度线以控制加水量
Ⅱ.由NaCl、、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示。请回答下列问题:
(5)该混合液中的物质的量为 ,将该混合液加水稀释至原体积的4倍,稀释后溶液中的物质的量浓度为 。
题型06 化学反应的计算
1.化学计算的基本步骤
写——写出相关的化学方程式
标——在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系,并代入已知量和未知量
列——列出比例式
解——根据比例式求解
答——简明地写出答案
2.物质的量应用于化学计算的基本方法
(1)把已知物的物理量转化为物质的量;
(2)根据化学方程式或关系式,和已知物的物质的量求出未知物的物质的量;
(3)把未知物的物质的量转化为未知物的所求物理量。
3.有关物质的量的计算中的“三个规范”
(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范:
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
【典例6】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)有Na2CO3、Na2SO4的混合溶液500 mL,加入足量的BaCl2溶液,生成43g白色沉淀,将沉淀用足量的盐酸处理,得到标况下的CO2气体2.24升,求原溶液中Na2SO4的物质的量浓度 。(写计算过程)。
【变式6-1】(24-25高一上·江苏扬州·阶段检测)计算题:现有工厂需要硫酸和硝酸的混合溶液进行生产,要求混合溶液中硫酸的浓度为5mol/L,硝酸的浓度2mol/L,现已有500L混合酸中有2mol/L的硫酸和5mol/L的硝酸,请问还需要加多少体积的浓硫酸和水 (质量分数98%,密度为) (水的密度为1g/ml)(结果保留整数,忽略混合时溶液体积的变化)。
【变式6-2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)氯及其化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱消毒剂
Ⅰ.使用漂白粉配制480mL含有的溶液
(1)某品牌的漂白粉中,其有效成分的含量约为43%,写出工业上制漂白粉的化学反应方程式 。
(2)某同学欲将该漂白粉配成480mL含有的溶液,需要该品牌漂白粉的质量为 g(结果保留至小数点后一位)。
(3)为了配制溶液,该同学准备了托盘天平(带砝码)、药匙、烧杯、量筒,玻璃棒,其还缺少的主要仪器有 、 。
(4)该溶液的配制过程中,会导致所配溶液浓度偏高的操作为 (填序号)。
①配制前洗涤容量瓶,但是未干燥就进行配制
②溶解药品的烧杯未进行洗涤
③定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸出
④定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
⑤定容时,俯视刻度线
(5)该同学配制溶液后,发现溶液底部中有少量不溶物,请用化学方程式写出形成其不溶物的原因 。
Ⅱ.将溶于水得到溶液:为测定其浓度,进行以下实验操作:
步骤1:取待测溶液20.00mL于锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节溶液至酸性,加入足量的KI晶体充分反应,使转化为,发生的反应为:
步骤3:逐滴加入的溶液,发生的反应为:
;
将“步骤2”反应生成的恰好完全反应时,消耗溶液体积为30.00mL。
(6)计算此溶液的物质的量浓度为 (写出计算过程)。
题型07 配制一定物质的量浓度的溶液
以配制100 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液为例:
(1)主要仪器:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶(100 mL)、胶头滴管。
(2)配制步骤
【典例7】(23-24高一上·江苏苏州·阶段检测)实验室配制溶液,步骤如下:
①计算配制所需固体的质量并称量。
②将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
③继续向容量瓶中加蒸馏水,直到液面距刻度以下时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
④将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
⑤把称量的固体放入烧杯中,再向烧杯中加入蒸馏水并用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解。
请回答下列问题:
(1)步骤①称量的固体质量为 g,本实验用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和 ,上述操作步骤正确顺序为 (填序号)。
(2)下列操作对配制溶液浓度的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
①定容时俯视刻度线
②向容量瓶中转移溶液时有溶液流到容量瓶外面
③未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
(3)取测定未知浓度盐酸的浓度,四次测定所消耗溶液的体积(下表),计算出盐酸的浓度为 。
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
25.10
25.00
24.90
27.00
【变式7-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)配制一定体积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.溶液配制的操作顺序为:⑥→⑤→②→④→①→③
B.“操作⑤”的目的是将溶质全部转移到容量瓶中
C.容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1~2cm时进行“操作①”
D.“操作③”后发现液面低于刻度线,此时溶液中不变
【变式7-2】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)下列有关配制一定物质的量浓度溶液的实验操作正确的是
A.进行容量瓶检漏时,需要把容量瓶倒置二次
B.配制250mL0.1mol/LH2SO4溶液可以选用500mL的容量瓶
C.用托盘天平准确称取0.4000gNaOH固体
D.计算好浓硫酸体积可以直接转移到一定规格的容量瓶中
【变式7-3】(23-24高一上·江苏扬州·期中)实验室需要配制0.200mol/L的溶液450mL。可供选用的仪器有:①胶头滴管②量筒③烧杯④玻璃棒⑤托盘天平(包括砝码盒)请回答下列问题:
(1)配制上述溶液时,需要固体的质量为 g。
(2)除上述仪器外,完成该实验还缺少的仪器有 、 (写仪器名称)。
(3)配制过程中的下列操作,对所配溶液的浓度有何影响?(用“偏高”、“偏低”和“无影响”填空)
①如果烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外: ;
②如果定容时俯视刻度: ;
题型08 溶液配制的误差分析
1.误差分析的依据
依据配制原理:cB==(cB表示溶质B的物质的量浓度;nB表示溶质B的物质的量;V表示溶液的体积;m表示溶质B的质量;M表示溶质B的摩尔质量)分析有关操作对nB或m、V的影响,即可判断实验的误差。
2.以配制一定浓度的NaOH溶液为例
c(NaOH)==
其中M(NaOH)不变,不规范的操作过程会导致m(NaOH)和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。具体情况如下:
能引起误差的一些操作
因变量
c/(mol·L-1)
m
V
砝码与物品颠倒(使用游码)
减小
—
偏低
称量时间过长
减小
—
用滤纸称NaOH
减小
—
向容量瓶注液时少量溅出
减小
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
定容时,水多用滴管吸出
减小
—
定容摇匀后液面下降再加水
—
增大
定容时仰视刻度线
—
增大
用标准液润洗容量瓶
增大
—
偏高
砝码沾有其他物质或已生锈
增大
—
未冷却至室温就注入容量瓶定容
—
减小
定容时俯视刻度线
—
减小
称量前小烧杯内有水
—
—
不变
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
—
—
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏小。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏大。
【典例8】(23-24高一下·江苏无锡·阶段检测)下列操作会导致所配硫酸溶液浓度偏高的是
A.定容时仰视容量瓶刻度线
B.配制NaOH溶液时将NaOH固体溶于水后将溶液立即转移至容量瓶
C.将稀释过的硫酸溶液冷却后再转入容量瓶
D.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度线
【变式8-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)实验室需配制480 mL溶液下列说法正确的是
A.应用烧杯盛放,在电子天平上称取固体2.00 g
B.配制操作必需的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管、480 mL容量瓶
C.为防止在空气中吸收,溶解后迅速将溶液转移至容量瓶中
D.定容时仰视会造成所配制溶液的物质的量浓度偏大
【变式8-2】(24-25高一上·江苏扬州·阶段检测)用浓硫酸配制稀硫酸时,下列操作会使配制的溶液浓度偏小的是
A.移液时有液滴洒落瓶外 B.容量瓶没有干燥
C.定容时俯视容量瓶刻度线 D.浓硫酸稀释后未冷却就转移至容量瓶中定容
【变式8-3】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)用98%的浓硫酸()配制浓度为的稀硫酸480mL。
(1)98%的浓硫酸物质的量浓度 。
(2)配制稀硫酸选用的主要仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等,其中缺少的仪器是 。
(3)计算需要量取的浓硫酸体积 mL(保留1位小数),在量取浓硫酸时宜选用下列哪种规格的量筒 (填字母)。
A.10mLB.20mLC.50mL
(4)配制稀硫酸的实验操作如下:
A.量取浓硫酸
B.反复倒转摇匀
C.用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切
D.洗涤烧杯和玻璃棒并将洗涤液注入容量瓶(2~3次)
E.稀释(溶解)浓硫酸并冷却至室温
F.将烧杯中溶液转入容量瓶
G.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线下1-2cm处
正确的操作顺序为 (填字母)。
(5)误差分析(填“偏高”“偏低”“无影响”)
①配制前容量瓶内残留蒸馏水,则配制的稀硫酸浓度 ;
②量筒量取时俯视刻度线,则配制的稀硫酸浓度 ;
③定容时仰视刻度线,则配制的稀硫酸浓度 。
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第二单元 溶液组成的定量研究
题型01 物质的量浓度的概念及简单计算
题型02 物质的量浓度与溶解度、质量分数之间的换算
题型03 气体溶于水的相关计算
题型04 溶液稀释和混合的计算
题型05 溶液中离子浓度的有关计算
题型06 化学反应的计算
题型07 配制一定物质的量浓度的溶液
题型08 溶液配制的误差分析
题型01 物质的量浓度的概念及简单计算
1.物质的量浓度
2.有关物质的量浓度的计算
(1)计算的基本公式:c==。
(2)计算的基本类型和方法
①已知溶质的质量
③标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算
c=
【典例1】(25-26高一上·江苏宿迁·开学考试)下列说法正确的是
A.将40 g NaOH溶于1 L水中,c(NaOH)=1 mol·L-1
B.从1 L 1 mol·L-1的碳酸钠溶液中取出500 mL后,剩余溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
C.0.1 L 2.0 mol·L-1的氨水中n(NH3)=0.2 mol
D.100 mL溶液中含有28.4 g Na2SO4,则溶液中c(Na+)=4.0 mol·L-1
【答案】D
【解析】A.将40gNaOH溶于1L水中,溶液的体积会大于1L,因此c(NaOH)小于1mol·L-1,A错误;
B.溶液的浓度是均一的,取出部分溶液后剩余溶液的浓度仍为1mol·L-1,B错误;
C.氨水中NH3大部分转化为NH3·H2O,题目中n(NH3)若指游离的NH3分子,则其物质的量远小于0.2mol,C错误;
D.28.4gNa2SO4的物质的量为0.2mol,溶液体积为0.1L,c(Na2SO4)=2mol·L-1,电离后c(Na⁺)=2×2=4mol·L-1,D正确;
故选D。
【变式1-1】(24-25高一上·江苏泰州·阶段检测)人体血液中葡萄糖(简称血糖,分子式为)的含量常以“”和“”()为参考指标。人的血糖浓度的正常参考值是。下列说法正确的是
A.葡萄糖的摩尔质量为180
B.无偿献血后,人体血糖浓度会下降
C.若某人1mL血液中含有葡萄糖0.54mg,相当于血糖浓度
D.若某人血糖检查结果为,说明血糖在正常范围内
【答案】D
【解析】A.葡萄糖的摩尔质量为,A错误;
B.浓度与所取溶液体积无关,所以无偿献血后,体内血糖浓度不变,B错误;
C.某病人1mL血液中含葡萄糖0.54mg,其物质的量浓度为,C错误;
D.若病人的血糖检测结果为,即为0.9g/L,血糖值为,在正常范围内,D正确。
答案选D。
【变式1-2】(24-25高一上·江苏淮安·期中)下列溶液中物质的量浓度为的是
A.将溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为
B.将气体溶于水配成1L溶液
C.将的浓盐酸加入9L水中
D.将溶解在1L水中
【答案】A
【解析】A.将10gNaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250mL,溶质的物质的量浓度为1mol/L,A正确;
B.没有说温度和压强,无法计算物质的量,B错误;
C.将1L10mol/L的浓盐酸加入9L水中,溶液的体积不等于10L,所以溶质的物质的量浓度不等于1mol/L,C错误;
D.将溶解在1L水中,溶液的体积不等于1L,所以溶质的物质的量浓度不等于1mol/L,D错误;
故选A。
【变式1-3】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)下列溶液中的与溶液中相等的是
A.溶液中加入溶液使体积增加一倍
B.的溶液
C.标准状况下气体完全溶于水中
D.的溶液
【答案】A
【分析】原题中1mol/L AlCl3的Cl-浓度为3mol/L。
【解析】A.溶液中。与等体积的硫酸溶液混合后,溶液体积变为原来的两倍,不参与反应,浓度稀释为原来的一半,即,符合题意,A正确;
B.MgCl2的Cl-浓度为2 mol/L,不符合,B错误;
C.标准状况下,n(HCl)=3 mol,溶于水后溶液体积大于1 L,实际Cl-浓度低于3 mol/L,不符合,C错误;
D.KClO3不释放Cl-,Cl-浓度为0,不符合,D错误;
故答案选A。
题型02 物质的量浓度与溶解度、质量分数之间的换算
1.溶质的质量分数与溶解度之间的关系
溶质的质量分数(w)=×100%
饱和溶液中溶质的质量分数(w)=×100%=×100%。
2.物质的量浓度与溶质质量分数之间的关系
①换算公式:cB= mol·L-1。
M:溶质B的摩尔质量;ρ:溶液密度(g·mL-1)。
②推导方法:
设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
【典例2】(23-24高一上·江苏宿迁·期中)化学实验室里有一瓶盐酸,上面的标签如图所示。下列说法正确的是
产品名称:盐酸
化学式:HCl
产品等级:分析纯
质量分数:36.5%
密度:1.2 g⋅cm-3
A.该试剂瓶中的盐酸属于纯净物
B.配制100 mL 1.00 mol⋅L-1的稀盐酸需该盐酸8 mL
C.该盐酸物质的量浓度为12 mol⋅L-1
D.配制稀盐酸时,取用浓盐酸的量筒使用后应洗涤,并将洗涤液也注入容量瓶中
【答案】C
【解析】A.盐酸是氯化氢的水溶液,因此该试剂瓶中的盐酸属于混合物,故A错误;
B.,配制100 mL 1.00 mol⋅L-1的稀盐酸需该盐酸,故B错误;
C.该盐酸物质的量浓度为,故C正确;
D.配制稀盐酸时,取用浓盐酸的量筒使用后不能洗涤,故D错误。
综上所述,答案为C。
【变式2-1】(24-25高一上·江苏·期末)如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法错误的是
硫酸化学纯(CP)
(500mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84g/cm3
质量分数:98%
A.该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4 mol·L−1
B.该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数大于49%
C.配制250.0 mL 4.6 mol·L−1的稀硫酸需取该硫酸62.5 mL
D.由该硫酸配制稀硫酸时,可将水加入该硫酸中,且并边加边搅拌
【答案】D
【解析】A.根据公式,该硫酸试剂的物质的量浓度为,故A正确;
B.硫酸的密度大于水的,该硫酸与等体积的水混合后的溶液质量小于原硫酸溶液质量的2倍,所以混合后溶液的质量分数大于49%,故B正确;
C.设配制250mL 4.6mol•L−1的稀硫酸需取该硫酸的体积为x L,根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变可知0.25L×4.6mol/L=x×18.4mol/L,解得x=0.0625L=62.5 mL,故C正确;
D.浓硫酸稀释时放出大量的热,若将水慢慢加入到该硫酸中,放出的热量会使液体飞溅,造成实验安全隐患,应将浓硫酸慢慢加入水中,故D错误;
答案选D。
【变式2-2】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)下列说法中正确的是
A.浓度均为的和混合溶液,欲将完全沉淀,需加入溶液
B.称量碳酸钠固体时,若称量物和砝码放反,则所配溶液的物质的量浓度偏高
C.的溶液和的溶液等体积混合后,
D.用密度、质量分数的浓盐酸配制的稀盐酸,需用量筒量取浓盐酸的体积为
【答案】D
【解析】A.加入NaOH先和硫酸,剩余的氢氧化钠再与硫酸铁反应生成Fe(OH)3沉淀,恰好反应后溶液中溶质为Na2SO4,根据钠离子、硫酸根离子守恒有=,则加入2 mol/L NaOH溶液的体积为,A错误;
B.若称量物和砝码放反,称取碳酸钠的质量为,称取碳酸钠的质量偏小,则所配溶液的物质的量浓度偏低,B错误;
C.设溶液体积均为V L,混合后Cl-总物质的量=V L×1 mol/L+V L×2 mol/L×2=5V mol,若忽略溶液体积变化,则混合后溶液中,但混合后溶液体积不是氯化钠溶液与氯化钡溶液体积之和,C错误;
D.没有90 mL容量瓶,需要选择100 mL容量瓶,即需配制稀盐酸100 mL,根据可知,浓盐酸的物质的量浓度为,则有,解得V=20.0 mL,D正确;
故答案选D。
【变式2-3】(23-24高一上·江苏·阶段检测)下列说法正确的是
A.6.2gNa2O加入93.8g的水中,得到溶液的质量分数6.2%
B.将标准状况下的aLHCl气体溶于1000mL水中,得到盐酸的密度为bg·mL-1,则该盐酸的质量分数为
C.50mL0.6mol·L-1的MgCl2溶液与100mL1.2mol·L-1的KClO3溶液的c(Cl-)相等
D.25℃时,饱和KCl溶液的密度为1.192g·cm-3,质量分数为25%,此溶液中KCl的物质的量浓度为4.0mol·L-1
【答案】D
【解析】A.根据反应Na2O+H2O=2NaOH可知,6.2gNa2O加入93.8g的水中生成8gNaOH,故得到溶液的质量分数×100%=8.0%,A错误;
B.将标准状况下的aLHCl气体则溶质的物质的量为:mol,溶于1000mL水中,所得溶液的质量为:(+1000)g,得到盐酸的密度为bg·mL-1,则该盐酸的质量分数为×100%=,B错误;
C.KClO3溶液中没有Cl-,C错误;
D.25℃时,饱和KCl溶液的密度为1.192g·cm-3,质量分数为25%,此溶液中KCl的物质的量浓度为=4.0mol·L-1,D正确;
故答案为:D。
题型03 气体溶于水的相关计算
标准状况下,一定体积的气体溶于水形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法
(1)若已知溶液的体积
(2)若已知溶液的密度
标准状况下,V L气体溶于V(H2O) L中,所得溶液密度为ρ(g·mL-1),则:
①气体的物质的量:n=
②溶液体积:V=×10-3 L·mL-1
m溶液=V(H2O) L×1 000 mL·L-1×1 g·mL-1+×M g·mol-1
③再根据c=知,
c===
=
【典例3】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)将标准状况下的氯化氢气体溶于1 L水中,得到的盐酸的密度为,则该盐酸的物质的量浓度是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】标准状况下的氯化氢气体的物质的量为:,溶于1 L水中得到溶液中溶质的质量分数:,该盐酸的物质的量浓度:,故选C。
【变式3-1】(23-24高一上·江苏苏州·阶段检测)下列叙述正确的是
A.40.0gNaOH溶解在2L水中,所得溶液的物质的量浓度为0.50mol/L
B.从1L2.0mol/LNaCl溶液中取出0.5L,取出的溶液浓度为1mol/L
C.配制0.100mol/LNaCl溶液需用5.85gNaCl固体
D.常温常压下,将3.65gHCl气体溶于水制得100mL溶液,其浓度为1mol/L
【答案】D
【解析】A.40.0gNaOH溶解在2L水中形成的溶液体积未知,无法计算物质的量浓度,A错误;
B.溶液是均一稳定的分散系,从1L2.0mol/L NaCl溶液中取出0.5L,取出的溶液浓度为2.0mol/L,B错误;
C.配制0.100mol/L NaCl溶液,不知道体积,无法算需用NaCl固体的质量,C错误;
D.常温常压下,将3.65gHCl气体的物质的量为3.65g÷36.5g/mol=0.1mol,溶于水制得100mL溶液,其浓度为 ,D正确;
故选D。
【变式3-2】 23-24高一上·江苏苏州·阶段检测)现有下列四种溶液:①400 mL 2.5 mol⋅L HCl溶液,②250 mL 4.0 mol⋅L HCl溶液,③200 mL 2.0 mol⋅L 溶液,④600 mL 1.0 mol⋅L 溶液,下列说法正确的是
A.溶液的导电能力:①=②
B.的物质的量:③>④
C.②④中分别加入足量的铁粉,消耗Fe的质量比为5∶6
D.标准状况下,将22.4 L HCl溶于400 mL水中可得①
【答案】C
【解析】A.溶液的导电能力与离子浓度有关,离子浓度越大,导电能力越强。①中c(H+)和c(Cl-)均为2.5mol⋅L-1,②中c(H+)和c(Cl-)均为4.0mol⋅L-1,故离子浓度:①<②,溶液的导电能力:①<②,A错误;
B.③200 mL2.0 mol⋅L-1MgCl2溶液中Cl-的物质的量为:0.2L×2.0mol⋅L-1×2=0.8mol,④600 mL1.0 mol⋅L-1CuCl2溶液中Cl-的物质的量为:0.6L×1.0mol⋅L-1×2=1.2mol,故Cl-的物质的量:③<④,B错误;
C.②250 mL4.0mol⋅L-1HCl溶液中加入足量的铁粉,发生反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,消耗Fe的物质的量为0.25L×4.0mol⋅L-1×=0.5mol,④600 mL1.0mol⋅L-1CuCl2溶液加入足量的铁粉,发生反应Fe+CuCl2=FeCl2+Cu,消耗Fe的物质的量为0.6L×1.0mol⋅L-1=0.6mol,故②④中消耗的Fe的质量比为5:6,C正确;
D.将标况下22.4L(1mol) HCl溶于400 mL水后,溶液的体积不为400mL,所得溶质物质的量浓度不为2.5 mol⋅L-1,故不可得①,D错误;
故选C。
【变式3-3】 (22-23高一上·江苏苏州·阶段检测)相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的质量分数为w,密度为ρ g/cm3,物质的量浓度为c mol/L。下列说法正确的是
A.溶液密度ρ可表示为
B.物质的量浓度c可表示为
C.溶液的质量分数w可表示为
D.相对分子质量Mr可表示为
【答案】C
【解析】A.设溶液的体积为V L,则溶液中溶质的质量为:m=c mol/L×V L×Mr g/mol=cVMr g,V L该溶液的质量为:g,则溶液的密度为:ρ=,A错误;
B.溶液体积为:V=,溶液中溶质的物质的量为:,该溶液的浓度为:c=,B错误;
C.溶液中溶质的质量为:m=n∙Mr=,溶液质量为(m+) g,则溶质的质量分数:w=,C正确;
D.质量分数为w,则水的质量分数为:1-w%,水的质量为m,则溶液的质量为:,溶质的质量为:,溶质的物质的量为:,则该化合物的摩尔质量为:,所以该化合物的相对分子量为:Mr=,D错误;
故合理选项是C。
题型04 溶液稀释和混合的计算
1.溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。
2.混合规律
①语言描述:同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
②公式:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),m1w1+m2w2=m(混)w(混)。
【典例4】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)某硫酸铝溶液中含有铝离子,取出溶液稀释至后,所得溶液中的硫酸根离子的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,VmL硫酸铝溶液中铝离子的物质的量为=mol,则溶液中铝离子的物质的量为mol×=mol,由稀释定律可知,4VmL溶液中铝离子的物质的量为mol,由电荷守恒可知,4VmL溶液中硫酸根离子的物质的量为mol×=mol,则硫酸根离子的浓度为=,故选A。
【变式4-1】(22-23高一上·江苏常州·阶段检测)在溶液中,含有该溶液稀释到中的物质的量浓度是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】Wg铁离子的物质的量为:n(Fe3+)==,则n()==,即c()=,该溶液稀释到,即c()变为之前的,即=。
答案选B。
【变式4-2】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是
A.同浓度的三种物质的溶液:、、,体积之比为,则浓度之比为
B.将的溶液和的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
C.将的盐酸加水稀释至,再取出,这溶液的物质的量浓度为0.5mol
D.在标准状况下,氨气溶于水配成密度为的氨水,该氨水的物质的量浓度为
【答案】C
【解析】A.同浓度的、、溶液中,的浓度分别为1、1、3倍原浓度,与体积无关,浓度之比应为1:1:3,A错误;
B.在的溶液中,;在的溶液中,。由于两种溶液中的浓度相等,故等体积混合后浓度仍为,而非,B错误;
C.稀释后盐酸浓度为0.5mol/L,溶液均一,取任意体积浓度不变,C正确;
D.溶液体积需通过总质量和密度计算,不能直接用V+1L,应为,D错误;
故答案选C。
【变式4-3】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)如图是硫酸试剂瓶标签的内容:
(1)该硫酸的物质的量浓度为 mol/L,若需要配制240mL4.6mol/L的稀硫酸,则需要取上述的浓硫酸 mL。
(2)该实验需要用到的玻璃仪物有量筒、 。
(3)在配制4.6mol/L稀硫酸的过程中,下列情况对所配制硫酸溶液物质的量浓度有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?
①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中: ;
②定容时仰视读数: ;
③用量筒量取浓硫酸时俯视 ;
④移液时不慎将少量溶液滴在容量瓶外面 。
【答案】(1) 18.4 62.5
(2)250mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
(3) 偏高 偏低 偏低 偏低
【解析】(1)该硫酸的物质的量浓度为mol/L=18.4mol/L;实验室没有240mL容量瓶,应选择250mL容量瓶,根据稀释定律,需要浓硫酸的体积==62.5mL;
(2)配制溶液需要用到的玻璃仪物有量筒、250mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管;
(3)①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶,待溶液冷却后,溶液体积变小,浓度偏高;
②定容时仰视读数,溶液体积偏大,浓度偏低;
③用量筒量取浓硫酸时俯视,浓硫酸实际体积偏小,溶质偏少,浓度偏低;
④移液时不慎将少量溶液滴在容量瓶外面,溶质偏少,浓度偏低。
题型05 溶液中离子浓度的有关计算
1.单一溶液中溶质组成计算
根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
2.混合溶液中电荷守恒计算
根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
【典例5】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中,测得浓度为,加入等体积的溶液恰好使完全沉淀,则原混合溶液中浓度为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知,混合溶液中硫酸根离子完全沉淀消耗等体积0.3 mol/L氯化钡溶液,则溶液中硫酸根离子浓度为0.3 mol/L;混合溶液中铝离子浓度为0.1 mol/L,则由电荷守恒可知,混合溶液中钠离子浓度为0.3 mol/L×2-0.1 mol/L×3=0.3 mol/L,故选B。
【变式5-1】(23-24高一上·江苏宿迁·期中)营养液是无土栽培的核心和关键,某营养液中含4种离子(忽略微量离子),对离子浓度的要求如下表所示:
离子种类
R离子
浓度(mol·L)
______
0.06
0.06
0.02
该营养液中R离子及其物质的量浓度可能是
A. 0.04 mol⋅L B. 0.08 mol⋅L
C. 0.06 mol⋅L D. 0.06 mol⋅L
【答案】D
【解析】根据电荷守恒,溶液中阳离子浓度等于阴离子浓度,阳离子电荷浓度,阴离子电荷浓度,则R离子为阳离子,且电荷浓度为,综上所述,D项符合题意,
故选D。
【变式5-2】(22-23高一上·江苏徐州·期中)舍勒发现氯气是在1774年,当时他正在研究软锰矿(二氧化锰),当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体,这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。后来,人们又通过氯碱工业制备氮气,它是一种重要的化工原料。某含Cl-的溶液经分析,其中还含有Na+、K+、Ca2+、,已知其中Na+、K+、Ca2+、的浓度均为0.1mol•L-1,则Cl-的物质的量浓度为
A.0.1mol•L-1 B.0.2mol•L-1 C.0.3mol•L-1 D.0.4mol•L-1
【答案】C
【解析】设Cl-的物质的量浓度为x,Na+、K+、Ca2+、的浓度均为,由电荷守恒可知,x+0.1=0.1+0.1+0.1×2,解得x=0.3mol/L;
故选C。
【变式5-3】(23-24高一上·江苏盐城·期中)物质的量浓度是一种常用的溶液浓度表示方法,利用其进行定量分析计算比较方便。
Ⅰ.实验需要硫酸溶液480mL。根据溶液的配制情况回答下列问题:
(1)一定需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、 。
(2)若用质量分数为98%、密度为的浓硫酸来配制,需要浓硫酸 mL。(结果保留一位小数。)
(3)在下列配制过程示意图中,正确的是 (填选项字母)。
(4)下列操作会导致所配硫酸的物质的量浓度偏低的是 (填字母序号)。
A.稀释的浓硫酸转移到容量瓶中未洗涤烧杯
B.定容时俯视液面
C.摇匀后发现液面低于刻度线,于是加水至刻度线
D.配制前容量瓶中有少量水
E.定容时,仰视容量瓶刻度线以控制加水量
Ⅱ.由NaCl、、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示。请回答下列问题:
(5)该混合液中的物质的量为 ,将该混合液加水稀释至原体积的4倍,稀释后溶液中的物质的量浓度为 。
【答案】(1)胶头滴管、500mL容量瓶
(2)10.9
(3)BCE
(4)ACE
(5) 0.5 0.125
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
【解析】(1)配制硫酸溶液480mL时,需使用500mL的容量瓶,故需用的仪器有:胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶;
(2)由可知密度为18.4 g/cm3质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度为mol/L=18.4 mol/L,设需要浓硫酸的体积为V mL,由稀释定律可知,稀释前后溶质的物质的量不变,则有V×10-3L×18.4 mol/L=0.5 L×0.4mol/L,解得V≈10.9mL;
(3)浓硫酸稀释应将浓硫酸注入水中,A错误;转移液体使用玻璃棒引流,BC正确;定容时视线与凹液面最低处水平,D错误;摇匀操作需要导致容量瓶,E正确;
故选BCE;
(4)A.稀释的浓硫酸转移到容量瓶中未洗涤烧杯,导致溶质损失,浓度偏低,故A正确;
B.定容时俯视液面,溶液体积偏小,导致溶液浓度偏大,故B错误;
C.摇匀后发现液面低于刻度线,于是加水至刻度线,水量偏大,溶液浓度偏低,故C正确;
D.配制前容量瓶中有少量水,不影响溶液的浓度大小,故D错误;
E.定容时,仰视容量瓶刻度线以控制加水量,水量偏大,溶液浓度偏低,故E正确;
故答案为AE;
(5)由题图结合电荷守恒可知,c(Na+)+2c(Mg2+)+2c(Ca2+)=c(Cl-)则,将该混合液加水稀释至体积的4倍,稀释后溶液中的物质的量浓度为0.5÷4=0.125。
题型06 化学反应的计算
1.化学计算的基本步骤
写——写出相关的化学方程式
标——在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系,并代入已知量和未知量
列——列出比例式
解——根据比例式求解
答——简明地写出答案
2.物质的量应用于化学计算的基本方法
(1)把已知物的物理量转化为物质的量;
(2)根据化学方程式或关系式,和已知物的物质的量求出未知物的物质的量;
(3)把未知物的物质的量转化为未知物的所求物理量。
3.有关物质的量的计算中的“三个规范”
(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范:
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
【典例6】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)有Na2CO3、Na2SO4的混合溶液500 mL,加入足量的BaCl2溶液,生成43g白色沉淀,将沉淀用足量的盐酸处理,得到标况下的CO2气体2.24升,求原溶液中Na2SO4的物质的量浓度 。(写计算过程)。
【答案】有Na2CO3、Na2SO4的混合溶液500 mL,加入足量的BaCl2溶液,生成43g白色沉淀,将沉淀用足量的盐酸处理,得到标况下的CO2气体2.24升,根据反应:BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑可知,生成2.24LCO2消耗BaCO3的质量为:,则白色沉淀中BaSO4的质量为:43g-19.7g=23.3g,故有n(Na2SO4)=n(BaSO4)==0.1mol,原溶液中Na2SO4的物质的量浓度为:=0.2mol/L。
【解析】有Na2CO3、Na2SO4的混合溶液500 mL,加入足量的BaCl2溶液,生成43g白色沉淀,将沉淀用足量的盐酸处理,得到标况下的CO2气体2.24升,根据反应:BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑可知,生成2.24LCO2消耗BaCO3的质量为:,则白色沉淀中BaSO4的质量为:43g-19.7g=23.3g,故有n(Na2SO4)=n(BaSO4)==0.1mol,原溶液中Na2SO4的物质的量浓度为:=0.2mol/L,故答案为:0.2mol/L。
【变式6-1】(24-25高一上·江苏扬州·阶段检测)计算题:现有工厂需要硫酸和硝酸的混合溶液进行生产,要求混合溶液中硫酸的浓度为5mol/L,硝酸的浓度2mol/L,现已有500L混合酸中有2mol/L的硫酸和5mol/L的硝酸,请问还需要加多少体积的浓硫酸和水 (质量分数98%,密度为) (水的密度为1g/ml)(结果保留整数,忽略混合时溶液体积的变化)。
【答案】285L,465L
【解析】500L混合酸中硝酸的浓度为5mol/L,稀释为2mol/L,稀释后溶液的体积为VL,则500L×5mol/L=2mol/L×V;V=1250L;质量分数98%、密度为的硫酸的物质的量浓度为。设需要浓硫酸的体积为XL,,x=285L。需要加浓硫酸的体积为285L,需要加水的体积为1250-500-285=465L。
【变式6-2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)氯及其化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱消毒剂
Ⅰ.使用漂白粉配制480mL含有的溶液
(1)某品牌的漂白粉中,其有效成分的含量约为43%,写出工业上制漂白粉的化学反应方程式 。
(2)某同学欲将该漂白粉配成480mL含有的溶液,需要该品牌漂白粉的质量为 g(结果保留至小数点后一位)。
(3)为了配制溶液,该同学准备了托盘天平(带砝码)、药匙、烧杯、量筒,玻璃棒,其还缺少的主要仪器有 、 。
(4)该溶液的配制过程中,会导致所配溶液浓度偏高的操作为 (填序号)。
①配制前洗涤容量瓶,但是未干燥就进行配制
②溶解药品的烧杯未进行洗涤
③定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸出
④定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
⑤定容时,俯视刻度线
(5)该同学配制溶液后,发现溶液底部中有少量不溶物,请用化学方程式写出形成其不溶物的原因 。
Ⅱ.将溶于水得到溶液:为测定其浓度,进行以下实验操作:
步骤1:取待测溶液20.00mL于锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节溶液至酸性,加入足量的KI晶体充分反应,使转化为,发生的反应为:
步骤3:逐滴加入的溶液,发生的反应为:
;
将“步骤2”反应生成的恰好完全反应时,消耗溶液体积为30.00mL。
(6)计算此溶液的物质的量浓度为 (写出计算过程)。
【答案】(1)
(2)8.3
(3) 500mL容量瓶 胶头滴管
(4)⑤
(5)
(6),
【解析】(1)工业上制漂白粉的反应为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的化学方程式为;
(2)实验室没有480 mL容量瓶,将该漂白粉配成480 mL含有次氯酸根0.1 mol/L的溶液时应选用500 mL容量瓶,则需要称量的漂白粉的质量为;
(3)由配成480 mL含有次氯酸根0.1 mol/L的溶液的实验步骤为计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知,实验需用到的仪器为托盘天平(带砝码)、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管;
(4)①配制前洗涤容量瓶,但是未干燥就进行配制对溶质的物质的量和溶液的体积无影响,对实验结果无影响,故不符合题意;
②溶解药品的烧杯未进行洗涤会使溶质的物质的量偏小,导致所测结果偏低,故不符合题意;
③定容时,加蒸馏水超过刻度线,又用胶头滴管吸出会使溶质的物质的量偏小,导致所测结果偏低,故不符合题意;
④定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线会使溶液的体积偏大,导致所测结果偏低,故不符合题意;
⑤定容时,俯视刻度线会使溶液的体积偏小,所测结果偏高,故符合题意;
则该溶液的配制过程中,会导致所配溶液浓度偏高的操作为⑤;
(5)若配制溶液后发现溶液底部中有少量不溶物说明漂白粉中的次氯酸钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸导致漂白粉变质,反应的化学方程式为;
(6)根据题中方程式可找出关系式:,消耗ClO2的物质的量,则ClO2溶液的物质的量浓度为。
题型07 配制一定物质的量浓度的溶液
以配制100 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液为例:
(1)主要仪器:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶(100 mL)、胶头滴管。
(2)配制步骤
【典例7】(23-24高一上·江苏苏州·阶段检测)实验室配制溶液,步骤如下:
①计算配制所需固体的质量并称量。
②将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
③继续向容量瓶中加蒸馏水,直到液面距刻度以下时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
④将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
⑤把称量的固体放入烧杯中,再向烧杯中加入蒸馏水并用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解。
请回答下列问题:
(1)步骤①称量的固体质量为 g,本实验用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和 ,上述操作步骤正确顺序为 (填序号)。
(2)下列操作对配制溶液浓度的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
①定容时俯视刻度线
②向容量瓶中转移溶液时有溶液流到容量瓶外面
③未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
(3)取测定未知浓度盐酸的浓度,四次测定所消耗溶液的体积(下表),计算出盐酸的浓度为 。
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
25.10
25.00
24.90
27.00
【答案】(1) 4.0 100mL容量瓶 ①⑤④③②
(2) 偏高 偏低 偏低
(3)1.25
【解析】(1)配制100mL1mol/L的NaOH,NaOH的物质的量为0.1mol,需要NaOH 4.0g。本实验用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶。配制100mL1mol/L的NaOH溶液,先计算并称量需要NaOH的质量,然后将称量的NaOH固体溶于烧杯中,将烧杯中的溶液转移到容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,洗涤液也转入容量瓶中,继续向容量瓶中加蒸馏水直到离刻度线1-2cm,然后改用胶头滴管滴加直至液面与刻度线相切,盖上瓶塞摇匀,最后将配制好的溶液倒入试剂瓶,贴好标签,故正确的顺序为①⑤④③②;
(2)①定容时俯视刻度线,导致所加蒸馏水的量偏少,NaOH溶液浓度偏高。②移液时有溶液流到容量瓶外面,导致部分溶质损失,NaOH溶液浓度偏低。③未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,导致部分溶质损失,NaOH溶液浓度偏低;
(3)第4次数据与前三次数据的偏差较大舍去,根据前三次数据得到消耗NaOH的体积为25.00mL,NaOH与HCl反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O,消耗的NaOH物质的量为25.00mL×1mol/L=0.025mol,则盐酸的浓度为0.025mol÷20mL=1.25mol/L。
【变式7-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)配制一定体积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.溶液配制的操作顺序为:⑥→⑤→②→④→①→③
B.“操作⑤”的目的是将溶质全部转移到容量瓶中
C.容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1~2cm时进行“操作①”
D.“操作③”后发现液面低于刻度线,此时溶液中不变
【答案】A
【解析】A.配制溶液的正确顺序为:溶解(⑥)→转移溶液(②)→洗涤转移(⑤)→振荡(④)→定容(①)→摇匀(③),A错误;
B.操作⑤为洗涤烧杯和玻璃棒并转移洗涤液,目的是将残留的溶质全部转移到容量瓶中,B正确;
C.操作①为定容,当容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加至刻度线,C正确;
D.操作③为摇匀,摇匀后液面低于刻度线是因少量溶液残留于瓶塞处,溶质和溶液体积不变,所以钠离子浓度不变,D正确;
故答案为A。
【变式7-2】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)下列有关配制一定物质的量浓度溶液的实验操作正确的是
A.进行容量瓶检漏时,需要把容量瓶倒置二次
B.配制250mL0.1mol/LH2SO4溶液可以选用500mL的容量瓶
C.用托盘天平准确称取0.4000gNaOH固体
D.计算好浓硫酸体积可以直接转移到一定规格的容量瓶中
【答案】A
【解析】A.容量瓶检漏时,倒置一次观察是否漏水,然后玻璃塞旋转180°后再倒置一次,需要把容量瓶倒置二次,A正确;
B.配制250mL0.1mol⋅L-1H2SO4溶液只能用250mL容量瓶,B错误;
C.要用电子天平才能准确称取0.4000gNaOH固体,C错误;
D.容量瓶不能作为溶解或稀释的容器,浓硫酸在烧杯中稀释冷却到室温后,再转移到一定规格的容量瓶中,D错误;
故答案为:A。
【变式7-3】(23-24高一上·江苏扬州·期中)实验室需要配制0.200mol/L的溶液450mL。可供选用的仪器有:①胶头滴管②量筒③烧杯④玻璃棒⑤托盘天平(包括砝码盒)请回答下列问题:
(1)配制上述溶液时,需要固体的质量为 g。
(2)除上述仪器外,完成该实验还缺少的仪器有 、 (写仪器名称)。
(3)配制过程中的下列操作,对所配溶液的浓度有何影响?(用“偏高”、“偏低”和“无影响”填空)
①如果烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外: ;
②如果定容时俯视刻度: ;
【答案】(1)10.6
(2) 500mL容量瓶 药匙
(3) 偏低 偏高
【分析】此题考查的是配制一定物质的量浓度溶液的操作、仪器及误差分析,结合题意分析即可。
【解析】(1)配制上述溶液时,需要固体的质量为。
(2)此实验选择从碳酸钠固体配制碳酸钠溶液,故需要药匙,同时还需要500mL容量瓶。
(3)①如果烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外,导致实际配制溶液溶质偏少,故所配制溶液浓度偏低;
②如果定容时俯视刻度,导致实际配制溶液体积偏小,溶液浓度偏高。
题型08 溶液配制的误差分析
1.误差分析的依据
依据配制原理:cB==(cB表示溶质B的物质的量浓度;nB表示溶质B的物质的量;V表示溶液的体积;m表示溶质B的质量;M表示溶质B的摩尔质量)分析有关操作对nB或m、V的影响,即可判断实验的误差。
2.以配制一定浓度的NaOH溶液为例
c(NaOH)==
其中M(NaOH)不变,不规范的操作过程会导致m(NaOH)和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。具体情况如下:
能引起误差的一些操作
因变量
c/(mol·L-1)
m
V
砝码与物品颠倒(使用游码)
减小
—
偏低
称量时间过长
减小
—
用滤纸称NaOH
减小
—
向容量瓶注液时少量溅出
减小
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
定容时,水多用滴管吸出
减小
—
定容摇匀后液面下降再加水
—
增大
定容时仰视刻度线
—
增大
用标准液润洗容量瓶
增大
—
偏高
砝码沾有其他物质或已生锈
增大
—
未冷却至室温就注入容量瓶定容
—
减小
定容时俯视刻度线
—
减小
称量前小烧杯内有水
—
—
不变
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
—
—
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏小。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏大。
【典例8】(23-24高一下·江苏无锡·阶段检测)下列操作会导致所配硫酸溶液浓度偏高的是
A.定容时仰视容量瓶刻度线
B.配制NaOH溶液时将NaOH固体溶于水后将溶液立即转移至容量瓶
C.将稀释过的硫酸溶液冷却后再转入容量瓶
D.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度线
【答案】B
【解析】A.定容时仰视容量瓶刻度线。仰视会导致实际加入的水超过刻度线,溶液体积增大,浓度偏低,A不符合题意;
B.配制NaOH溶液时将NaOH固体溶于水后立即转移至容量瓶,NaOH溶解时放热,若未冷却立即转移,溶液体积因温度升高而膨胀,定容冷却后体积缩小,导致浓度偏高,B符合题意;
C.将稀释过的硫酸溶液冷却后再转入容量瓶,稀释浓硫酸时放热,冷却后转移是正确操作,不会导致浓度偏高,C不符合题意;
D.定容后倒置摇匀,补充水至刻度线,摇匀后液面低于刻度线是正常现象,补充水会增大溶液体积,浓度偏低,D不符合题意;
故选B。
【变式8-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)实验室需配制480 mL溶液下列说法正确的是
A.应用烧杯盛放,在电子天平上称取固体2.00 g
B.配制操作必需的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管、480 mL容量瓶
C.为防止在空气中吸收,溶解后迅速将溶液转移至容量瓶中
D.定容时仰视会造成所配制溶液的物质的量浓度偏大
【答案】A
【解析】A.计算所需NaOH质量为,电子天平可精确称量2.00 g,且需用烧杯盛放,A正确;
B.配制480 mL溶液需使用500 mL容量瓶,而非480 mL容量瓶,B错误;
C.未冷却直接转移会导致溶液体积偏小,浓度偏高,且未考虑温度对体积的影响,C错误;
D.定容仰视会使溶液体积偏大,导致浓度偏低,D错误;
故答案选A。
【变式8-2】(24-25高一上·江苏扬州·阶段检测)用浓硫酸配制稀硫酸时,下列操作会使配制的溶液浓度偏小的是
A.移液时有液滴洒落瓶外 B.容量瓶没有干燥
C.定容时俯视容量瓶刻度线 D.浓硫酸稀释后未冷却就转移至容量瓶中定容
【答案】A
【解析】A.移液时有液滴洒落瓶外会使硫酸的物质的量减小,导致配制的溶液浓度偏小,故A符合题意;
B.容量瓶没有干燥不会影响硫酸的物质的量和溶液的体积,对配制的溶液浓度无影响,故B不符合题意;
C.定容时俯视容量瓶刻度线会使溶液的体积偏小,导致配制的溶液浓度偏大,故C不符合题意;
D.浓硫酸稀释后未冷却就转移至容量瓶中定容会使溶液的体积偏小,导致配制的溶液浓度偏大,故D不符合题意;
故选A。
【变式8-3】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)用98%的浓硫酸()配制浓度为的稀硫酸480mL。
(1)98%的浓硫酸物质的量浓度 。
(2)配制稀硫酸选用的主要仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等,其中缺少的仪器是 。
(3)计算需要量取的浓硫酸体积 mL(保留1位小数),在量取浓硫酸时宜选用下列哪种规格的量筒 (填字母)。
A.10mLB.20mLC.50mL
(4)配制稀硫酸的实验操作如下:
A.量取浓硫酸
B.反复倒转摇匀
C.用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切
D.洗涤烧杯和玻璃棒并将洗涤液注入容量瓶(2~3次)
E.稀释(溶解)浓硫酸并冷却至室温
F.将烧杯中溶液转入容量瓶
G.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线下1-2cm处
正确的操作顺序为 (填字母)。
(5)误差分析(填“偏高”“偏低”“无影响”)
①配制前容量瓶内残留蒸馏水,则配制的稀硫酸浓度 ;
②量筒量取时俯视刻度线,则配制的稀硫酸浓度 ;
③定容时仰视刻度线,则配制的稀硫酸浓度 。
【答案】(1)18.4
(2)500mL容量瓶
(3) 2.7 A
(4)AEFDGCB
(5) 无影响 偏低 偏低
【解析】(1)c==18.4mol/L;
(2)配制稀硫酸选用的主要仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等,其中缺少的仪器是500mL容量瓶;
(3)需要量取的浓硫酸体积V=,在量取浓硫酸时宜选用10mL的量筒;
(4)配制稀硫酸时步骤为,量取、稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀,故正确的操作顺序为AEFDGCB;
(5)①配制前容量瓶内残留蒸馏水,则配制的稀硫酸浓度无影响;②量筒量取时俯视刻度线,则量取浓硫酸体积偏低,硫酸的物质的量偏低,则配制的稀硫酸浓度偏低;③定容时仰视刻度线,则加入水的体积偏高,则配制的稀硫酸浓度偏低。
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