内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
物质的量、阿伏加德罗常数1
1.物质的量(n)
表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
注:物质的量是国际七大基本物理量之一(用于联系微观与宏观),摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
2.物质的量的规范表示方法
注:物质的量只能衡量微观粒子(分子、原子、离子、质子、中子、电子等)或微观粒子的特定组合,必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称;如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
3.阿伏加德罗常数(NA)
0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
注:6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
4.公式
NA=(对象一致即可)
摩尔质量2
1.定义
单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是 g·mol-1。
2.数值
以 g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
注:(1)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(2)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
3.公式
M=
气体摩尔体积3
1.影响物质体积大小的因素
(1)粒子的大小(物质的本性)
(2)粒子间距的大小(由温度与压强共同决定)
(3)粒子的数目(物质的量的大小)
2.气体摩尔体积
(1)含义
单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为 22.4_L·mol-1。
(2)常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
(3)数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为22.4 L·mol-1。
(4)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。温度越高,气体摩尔体积越大;压强越大,气体摩尔体积越小。
(5)公式
n=
(6)适用对象:使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是互不反应的混合气体
注:(1)标准状况下不是气体的物质:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等
(2)气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)的使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。
阿伏加德罗定律及其推论4
1.阿伏加德罗定律
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的粒子(或气体的物质的量相同)。
注:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.阿伏加德罗定律的推论
ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度
条件
推论公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
注:应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=、ρ=导出。
物质的量浓度及其相关计算5
1.物质的量浓度
(1)概念:表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。
(2)单位:mol·L-1(或mol/L)。
(3)公式
cB=
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的质量、物质的量因体积不同而改变。
注:(1)溶液中溶质的判断
Na、Na2O、Na2O2NaOH
CO2、SO2、SO3H2CO3、H2SO3、H2SO4
NH3NH3·H2O(但仍按NH3进行计算)
CuSO4·5H2OCuSO4,Na2CO3·10H2ONa2CO3
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积
①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度和总质量进行计算:
V==。
②两溶液混合,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化,则总体积可由混合前体积直接相加)
(3)溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
2.溶质的质量分数
(1)概念:以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。
(2)公式
w(B)=×100%
3.物质的溶解度
(1) 固体的溶解度
① 概念: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,叫作这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。
② 表达式:固体物质溶解度(饱和溶液)S=×100 g。
③ 饱和溶液中存在的两比例 =
=
④ 影响溶解度大小的因素
内因:物质本身的性质(由结构决定)。
外因:a.溶剂的影响(如NaCl易溶于水而不易溶于汽油)。
b.温度的影响:升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl溶解度的影响不大。
(2) 气体的溶解度
① 表示方法:通常指该气体(其压强为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,常记为1∶x。如NH3、HCl、SO2、CO2气体常温时在水中的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。
② 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。
(3) 溶解度曲线
① 常见物质的溶解度曲线
② 溶解度曲线的意义
点:曲线上的点叫饱和点。
a.曲线上任一点表示对应温度下该物质的溶解度;
b.两曲线的交点表示两物质在该交点的温度下溶解度相等,浓度相同。
线:溶解度曲线表示物质的溶解度随温度变化的趋势,其变化趋势分为三种:
a.陡升型:大部分固体物质的溶解度随温度升高而增大,且变化较大,提纯时常采用降温结晶(冷却热饱和溶液)的方法;
b.下降型:极少数物质的溶解度随温度升高反而减小,如熟石灰的饱和溶液升温时变浑浊;
c.缓升型:少数物质的溶解度随温度变化不大,提纯时常采用蒸发结晶(蒸发溶剂)的方法。
③ 利用溶解度受温度影响不同进行除杂的方法
a.溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法,如NaCl中含有KNO3,应采取加水溶解、蒸发结晶、趁热过滤的方法。
b.溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水的物质)采取加热浓缩、冷却结晶的方法,如KNO3中含有NaCl,应采取加水溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
4.物质的量浓度、溶质的质量分数比较及其计算
(1)物质的量浓度、溶质的质量分数比较
物理量
物质的量浓度
溶质的质量分数
定义
表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量
以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量
表达式
cB=
ω(B)= ×100%
单位
mol·L-1
(2)有关物质的量浓度计算的四大类型
类型一:标准状况下,气体溶于水所得溶液的溶质的物质的量浓度的计算
c=
类型二:溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算
① 计算公式:c=(c为溶质的物质的量浓度,单位为mol·L-1;ρ为溶液的密度,单位为g·cm-3;w为溶质的质量分数;M为溶质的摩尔质量,单位为g·mol-1)。
当溶液为饱和溶液时,因为w=,可得c=。
② 公式的推导(按溶液体积为V L推导)
c===或w===。
类型三:溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算
① 溶液稀释
a.溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
c.溶液质量守恒,即m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
② 同种溶质不同物质的量浓度的溶液混合
a.混合前后溶质的质量保持不变,即m1w1+m2w2=m混w混。
b.混合前后溶质的物质的量保持不变,即c1V1+c2V2=c混V混。
类型四:应用电荷守恒式求算未知离子的浓度
溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。
例如:CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
一定物质的量浓度溶液的配制65
1.熟悉配制溶液的仪器
(1)主要仪器:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、容量瓶(指定规格)、玻璃棒、胶头滴管。
① 托盘天平:称量前先调零,称量时药品放在左盘,砝码放在右盘,读数精确到0.1 g。若配制0.2 mol·L-1 NaCl溶液500 mL,若用托盘天平需称取NaCl 5.9 g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为4.1 g。
② 容量瓶的构造及使用方法
a.构造及用途
b.查漏操作:在使用前首先要检查是否漏水,检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下:
注:容量瓶使用应注意的问题
(1)容量瓶必须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失;
(2)在使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水,经检查不漏水才能使用;
(3)容量瓶使用完毕,应洗净、晾干(应在玻璃磨口瓶瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连);
(4)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
(5)不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
(6)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;
(7)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的)。
2.配制步骤
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,用适量蒸馏水溶解。
(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。
(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,不能再加水,否则结果偏低。
配制过程示意图
以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例:
3.误差分析
(1)分析依据:c==,其中变量为m、V。
(2)分析方法:结合实验操作判断是“m”还是“V”引起的误差。以配制NaOH溶液为例,具体分析如下:
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
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
砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)
增大
—
偏高
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
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
—
—
不变
注:(1)质量分数浓度溶液的配制:配制100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
(2)体积比浓度溶液的配制:用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL 的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。
“物质的量”相关概念辨析1
典例1下列对摩尔(mol)的有关说法中错误的是
A.摩尔是一个单位而非物理量
B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物
C.1mol任何气体所含气体的分子数目都相等
D.0.5mol氦约含有1.204×1024个电子
变式1下列有关叙述正确的是
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.硫酸的摩尔质量为98 g
C.2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍
D.摩尔是物质的量的单位
物质的量、质量、微粒数之间的关系2
典例1“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等,则该“可燃冰”的摩尔质量为______________,x的值为______________。
典例2(1)某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,用NA表示阿伏加德罗常数的值。
① 该氯原子的相对原子质量为________;
② 该氯原子的摩尔质量是________;
③ m g该氯原子的物质的量为________;
④ n g该氯原子所含的电子数为________。
(2)12.4 g Na2R含Na+ 0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为________,R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为________。
变式1最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2 g该晶体中含氧原子数约为__________,氢原子的物质的量约为________mol。
气体摩尔体积3
典例1现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。下列结论错误的是
A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.NaOH溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO和CO2的体积比为1∶1
典例2按要求解答问题
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为_______,可能是_______气体。
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为_______。
(3)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),则
① 混合气体在标准状况下的密度是_______g·L-1。
② 混合气体的平均摩尔质量是_______ g·mol-1。
变式1打火机里装有液态的丙烷和丁烷。下列说法错误的是
A.打开打火机开关,分子间距变大
B.摩擦打火石,达到气体着火点
C.丙烷完全燃烧需要空气约为
D.若n(丙烷):n(丁烷),该混合物的摩尔质量为
变式2按要求解答下列问题。
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为________,可能是______气体。
(2)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则
① 混合气体在标准状况下的密度是_________________g·L-1。
② 混合气体的平均摩尔质量是________g·mol-1。
(3) 在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则该混合气体的平均相对分子质量为________,混合气体的物质的量为________,NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。
阿伏加德罗定律及其推论4
典例1已知:①6.72 L NH3(标准状况下) ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6 g CH4 ④0.5 mol HCl,下列关系正确的是
A.体积大小:④>③>②>①
B.原子数目:③>①>②>④
C.密度大小:④>②>③>①
D.质量大小:④>②>③>①
典例2如图Ⅰ,将质量均为m g的O2和SO2气体分别充入两个相同体积的密闭容器甲、乙中,下列说法正确的是
图Ⅰ 图Ⅱ
A.甲、乙中所含的氧原子物质的量之比为1∶2
B.两者压强(p)与温度(T)的关系如图Ⅱ所示
C.甲、乙中气体质子数之比为1∶2
D.甲、乙中气体密度比为1∶2
变式1三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),下列说法正确的是
A.原子数相等的三种气体,质量最大是Z
B.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
C.同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是Y
D.同温下,体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体,则压强比为4∶1
变式2一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1 mol N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变)。
按要求回答问题。
(1)N2与CO的分子数之比为________。
(2)右侧通入的CO的物质的量为________。
(3)若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,应再充入CO的物质的量为________。
物质的量浓度及其相关计算5
典例1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w,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w、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w表示该温度下NaCl的溶解度:______________________________________。
典例2在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验,其中图(a)中的烧瓶收集满了NH3,图(b)中的烧瓶HCl气体没有收集满,下列说法错误的是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)
(a) (b)
A. 溶质的物质的量浓度均为 mol·L-1(Vm表示该温度、压强下的气体摩尔体积)
B. 溶质物质的量浓度不相同
C. 溶质的质量分数不同
D. 图(a)、图(b)中喷泉的颜色分别为蓝色、红色
变式1在t ℃时,将a g NH3完全溶于水,得到V mL溶液,假设该溶液的密度为ρ g/mL,溶质质量分数为w,其中含有NH的物质的量是b mol,下列叙述正确的是
A.溶质的质量分数w=×100%
B.溶质的物质的量浓度c= mol/L
C.溶液中c(OH-)= mol/L+c(H+)
D.向上述溶液中加入V mL水,所得溶液的溶质质量分数大于0.5w
变式2美国UNC化学教授Thomas J. Meyer等研发了环境友好、安全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10 mL Na2R溶液含Na+的数目为N,该Na2R溶液的物质的量浓度为
A.N×10-2 mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
溶液混合与稀释的计算6
5
典例1现有100 mL 1 mol·L-1稀盐酸,欲将其浓度变为2 mol·L-1,可以采取的措施为
A.向其中通入标准状况下体积为22.4 L的HCl气体
B.加热蒸发使溶液体积变为50 mL
C.加热蒸发掉50 mL水
D.加入5 mol·L-1盐酸100 mL,再将溶液体积稀释到300 mL
典例2(1)将3p%的硫酸与等体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸,则p、q的关系正确的是________。
① q=2p ② q>2p
③ q<2p ④ 无法确定
(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸,则p、q的关系是________。
① q=2p ② q>2p
③ q<2p ④ 无法确定
变式1(1)将a mL 5 mol·L-1 NaCl溶液稀释至b mL,稀释后溶液中Cl-的物质的量浓度为________。
(2)200 mL 0.3 mol·L-1 K2SO4溶液和100 mL 0.2 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液混合后不考虑混合后溶液体积的变化,溶液中SO的物质的量浓度为________。
变式2下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
氨水 化学纯 CP
500 mL
品名:氨水
化学式:NH3
相对分子质量:17
密度:0.88 g·cm-3
质量分数:25%
硫酸 化学纯 CP
500 mL
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
质量分数:98%
按要求回答下列问题:
(1)硫酸的物质的量浓度为________,氨水的物质的量浓度为________。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4)______9.2 mol·L-1,c(NH3)______6.45 mol·L-1(填“>”“<”或“=”,下同)。
(3)各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)______49%,w(NH3)________12.5%。
一定物质的量浓度溶液的配制7
5
典例1实验室需要配制0.50 mol·L-1 NaCl溶液480 mL。
按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(带砝码、最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片同种纸片。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体______ g。
(3)称量。
① 天平调平之后,应将天平的游码调至某个位置,请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置:
② 称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。
③ 称量完毕,将药品倒入烧杯中。
(4) 溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,目的是_________________________________________。
(5) 转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流,需要洗涤烧杯和玻璃棒2~3次是为了___________________。
(6) 定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处,改用________加水,使溶液凹液面与刻度线相切。
(7) 摇匀、装瓶。
典例2可能引起实验结果偏小的操作是
A.测定NaOH溶液浓度:锥形瓶水洗后没有润洗
B.硫酸铜晶体中结晶水含量测定:加热时晶体溅出
C.常温常压下1摩尔H2体积测定:反应的镁条有氧化膜
D.配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液:俯视凹液面最低处与容量瓶刻度线相切
变式1用NaOH固体配制450mL0.2mol/L的NaOH溶液。请回答
(1)用托盘天平称量的NaOH的质量为___________
(2)定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时,___________,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒摇匀。
(3)下列操作会使配制的NaOH溶液浓度偏低的是___________
A.定容时仰视容量瓶的刻度线
B.用已经部分变质了的固体试样进行配制
C.摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线
D.转移洗涤液时不小心将液体洒到容量瓶外,重新配制时继续使用该未清洗的容量瓶
变式2现要配制0.01 mol·L-1的KMnO4溶液,下列操作导致所配溶液浓度偏高的是
A.称量时,左盘高,右盘低
B.定容时俯视容量瓶刻度线
C.原容量瓶洗净后没有干燥
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
求气体摩尔质量M的方法1
1.根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
2.根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
3.根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1。
4.根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
5.对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
应用阿伏加德罗定律解题的一般思路233
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算333
1.由定义式出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式c=、质量分数=×100%进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
2.在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时,除利用上述方法外,我们还可以运用假设法,使问题简单化。
例如:已知溶质的质量分数w,溶液的密度为ρ g·cm-3,溶质的摩尔质量为M g·mol-1,求物质的量浓度c。
我们可以假设溶液为1 L,所以溶液质量为1×1 000×ρ g,溶质的质量为1×1 000×ρ×w g,溶质的物质的量为 mol,这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c= mol·L-1
物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算43433
1.溶液稀释定律(守恒观点)
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
(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.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
3.不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算
(1)明确各反应物、产物之间的物质的量之比。
(2)巧用电荷守恒思想:电解质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。
4.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
(1)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),则混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
(2)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w>(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、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算543433
1.误差分析的思维流程
2.视线引起误差的分析方法
(1) 仰视容量瓶刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2) 俯视容量瓶刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
◆能力强化练
1.某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是
①该硫原子的相对原子质量为 ②m g该硫原子的物质的量为 mol ③该硫原子的摩尔质量是aNA g ④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A. ①③ B. ②④ C. ①② D. ②③
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是
A. B. C. D.
3.在150 ℃时碳酸铵受热可完全分解,则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的
A.96倍 B.48倍 C.12倍 D.32倍
4.某同学购买了一瓶“84消毒液”,包装说明如下:
根据以上信息和相关知识判断,下列分析不正确的是
A.该“84消毒液”的物质的量浓度为4.0 mol·L-1
B.一瓶该“84消毒液”能吸收空气中44.8 L的CO2(标准状况)而变质
C.取100 mL该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒,稀释后的溶液中c(Na+)约为0.04 mol·L-1
D.参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含25% NaClO的消毒液,需要称量的NaClO固体质量为143 g
5.在标准状况下,1体积水约溶解700体积氨气,所得溶液密度为0.9 g·cm-3,这种氨水的物质的量浓度和溶质的质量分数分别为
A.18.4 mol·L-1 34.7%
B.20.4 mol·L-1 38.5%
C.18.4 mol·L-1 38.5%
D.20.4 mol·L-1 34.7%
6.把500有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为
A. B.
C. D.
7.下列说法正确的是
A.把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4跟100 mL H2O混合,硫酸的物质的量浓度为1.5 mol·L-1
B.把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl溶液的溶质质量分数是10%
C.把200 mL 3 mol·L-1的BaCl2溶液跟100 mL 3 mol·L-1的KCl溶液混合后,溶液中的c(Cl-)仍然是3 mol·L-1
D.把100 mL 20%的NaOH溶液跟100 mL H2O混合后,NaOH溶液的溶质质量分数是10%
8.Ⅰ. 现有m g某气体(双原子分子),其摩尔质量为M g·mol-1,若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)该气体所含原子总数为________。
(3)该气体在标准状况下的体积为________L。
Ⅱ. 臭氧层是地球生命的保护层,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O2===2O3,将8 L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5 L,其中臭氧为___________L。
9.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为M(X)<M(Y)=0.5M(Z)。按要求回答下列问题。
(1)当三种气体的分子数相同时,质量最大的是________。
(2)同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是________。
(3)同温下,体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体,则压强p(Y)∶p(Z)=________。
10.某同学在实验室配制500 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液,他将配制过程按下列6步进行,请你将他的配制过程补充完整。
(1)用托盘天平称取________g NaCl固体;
(2)将所称取的固体放入____________(填仪器名称)中,然后______________________;
(3)将上述溶液注入________(填仪器名称)中,用少量蒸馏水______________________;
(4)__________________,使溶液混合均匀;
(5)__________________,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切;
(6)盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
◆综合拔高练
11.据央视新闻报道,在政府工作报告中指出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是
A.6 g光缆由0.1 mol SiO2分子构成
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量之比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
12.下列判断正确的是
A.同温、同压下,相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等
B.标准状况下,5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA
C.1 mol氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA
D.常温、常压下,22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子
13.如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是
A.C2H4 B.CH4 C.CO2 D.NO
14.一定温度和压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球。下列说法正确的是
A.气球②中装的是O2
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
15.若20 g密度为d g·cm-3的硝酸钙溶液里含有1 g Ca2+,则NO的物质的量浓度为
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. 2.5d mol·L-1 D. 1.25d mol·L-1
16.将物质的量均为a mol的Na和Al一同投入m g足量水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
17.若以w1和w2分别表示浓度为c1 mol·L-1和c2 mol·L-1的氨水的质量分数,且知2c1=c2,则下列推断正确的是
A.2w1=w2 B. 2w2=w1
C. w2>2w1 D. w1<w2<2w1
18.如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为________mol。
(2)甲室中气体的质量为________g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为__________________________________。
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体),如果将隔板a去掉,当HCl与NH3完全反应后,隔板b将静置于刻度“______”处(填数字)。
19.钾是活泼的碱金属,钾和氧有氧化钾(K2O)、过氧化钾(K2O2)和超氧化钾(KO2)等多种化合物。
(1)钾和硝酸钾反应可制得K2O(10K+2KNO3→6K2O+N2),39.0g钾与10.1g硝酸钾充分反应生成K2O的质量为__________g。
(2)某过氧化钾样品中氧的质量分数(杂质不含氧)为0.28,则样品中K2O2的质量分数为__________。
(3)超氧化钾和二氧化碳反应生成氧气(4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2),在医院、矿井、潜水、高空飞行中用作供氧剂。13.2L(标准状况)CO2和KO2反应后,气体体积变为18.8L (标准状况),计算反应消耗的KO2的质量________。
(4)KO2加热至600℃部分分解得到产物A。6.30g产物A充分吸收二氧化碳生成碳酸钾并产生氧气1.12L(标准状况),试确定产物A中钾氧两种原子个数之比。如果产物A只含有两种化合物,写出所有可能的化学式并计算A中两种化合物的物质的量之比______________________。
20.现有由硝酸钾、硝酸铵、硝酸镁组成的无土栽培液0.2 L,部分离子的浓度如下表所示:
离子种类
NH
Mg2+
NO
物质的量浓度/(mol·L-1)
0.2
0.1
0.6
(1)混合液中,硝酸铵的物质的量为________,硝酸钾的质量为________________。
(2)该混合溶液中硝酸镁的物质的量浓度为__________________________________,
将该混合溶液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中NO的物质的量浓度为_________。
(3)向该稀释后的溶液中通入标准状况下的NH3________L可使Mg2+沉淀完全,写出Mg2+沉淀过程中的离子方程式:_______________________________________________。
21.(1) 从改变溶质的物质的量角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
① 配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g:________。
② 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:________。
③ 配制NaOH溶液,用托盘天平称量NaOH时,托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确:________。
④ 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:______。
⑤ 配制一定物质的量浓度的稀H2SO4溶液时,用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:________。
⑥ 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:________。
⑦ 配制一定物质的量浓度溶液时,烧杯及玻璃棒未洗涤:________。
(2) 从改变溶液体积角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
① 配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容:________。
② 定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:________。
③ 定容时仰视刻度线:________。
④ 定容摇匀后少量溶液外流:________。
⑤ 容量瓶中原有少量蒸馏水:________。
◆高考真题练
22.(2026 黑吉辽蒙卷)镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①:每消耗生成分子的数目为
B.反应②:每消耗生成数目为
C.反应③:每消耗转移电子数目为
D.溶液中,数目为
23.(2026 广西卷)在制备溶液的实验过程中,下列操作规范的是
A.量取稀盐酸
B.制备
C.制备溶液
D.贮存溶液
A.A B. B C. C D. D
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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
物质的量、阿伏加德罗常数1
1.物质的量(n)
表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
注:物质的量是国际七大基本物理量之一(用于联系微观与宏观),摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
2.物质的量的规范表示方法
注:物质的量只能衡量微观粒子(分子、原子、离子、质子、中子、电子等)或微观粒子的特定组合,必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称;如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
3.阿伏加德罗常数(NA)
0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
注:6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
4.公式
NA=(对象一致即可)
摩尔质量2
1.定义
单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是 g·mol-1。
2.数值
以 g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
注:(1)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(2)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
3.公式
M=
气体摩尔体积3
1.影响物质体积大小的因素
(1) 粒子的大小(物质的本性)
(2) 粒子间距的大小(由温度与压强共同决定)
(3) 粒子的数目(物质的量的大小)
2.气体摩尔体积
(1)含义
单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为 22.4_L·mol-1。
(2)常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
(3)数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为22.4 L·mol-1。
(4)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。温度越高,气体摩尔体积越大;压强越大,气体摩尔体积越小。
(5)公式
n=
(6)适用对象:使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是互不反应的混合气体
注:(1)标准状况下不是气体的物质:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等
(2)气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)的使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。
阿伏加德罗定律及其推论4
1.阿伏加德罗定律
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的粒子(或气体的物质的量相同)。
注:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.阿伏加德罗定律的推论
ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度
条件
推论公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
注:应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=、ρ=导出。
物质的量浓度及其相关计算5
1.物质的量浓度
(1)概念:表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。
(2)单位:mol·L-1(或mol/L)。
(3)公式
cB=
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的质量、物质的量因体积不同而改变。
注:(1)溶液中溶质的判断
Na、Na2O、Na2O2NaOH
CO2、SO2、SO3H2CO3、H2SO3、H2SO4
NH3NH3·H2O(但仍按NH3进行计算)
CuSO4·5H2OCuSO4,Na2CO3·10H2ONa2CO3
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积
①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度和总质量进行计算:
V==。
②两溶液混合,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化,则总体积可由混合前体积直接相加)
(3)溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
2.溶质的质量分数
(1)概念:以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。
(2)公式
w(B)=×100%
3.物质的溶解度
(1) 固体的溶解度
① 概念: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,叫作这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。
② 表达式:固体物质溶解度(饱和溶液)S=×100 g。
③ 饱和溶液中存在的两比例 =
=
④ 影响溶解度大小的因素
内因:物质本身的性质(由结构决定)。
外因:a.溶剂的影响(如NaCl易溶于水而不易溶于汽油)。
b.温度的影响:升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl溶解度的影响不大。
(2) 气体的溶解度
① 表示方法:通常指该气体(其压强为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,常记为1∶x。如NH3、HCl、SO2、CO2气体常温时在水中的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。
② 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。
(3) 溶解度曲线
① 常见物质的溶解度曲线
② 溶解度曲线的意义
点:曲线上的点叫饱和点。
a.曲线上任一点表示对应温度下该物质的溶解度;
b.两曲线的交点表示两物质在该交点的温度下溶解度相等,浓度相同。
线:溶解度曲线表示物质的溶解度随温度变化的趋势,其变化趋势分为三种:
a.陡升型:大部分固体物质的溶解度随温度升高而增大,且变化较大,提纯时常采用降温结晶(冷却热饱和溶液)的方法;
b.下降型:极少数物质的溶解度随温度升高反而减小,如熟石灰的饱和溶液升温时变浑浊;
c.缓升型:少数物质的溶解度随温度变化不大,提纯时常采用蒸发结晶(蒸发溶剂)的方法。
③ 利用溶解度受温度影响不同进行除杂的方法
a.溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法,如NaCl中含有KNO3,应采取加水溶解、蒸发结晶、趁热过滤的方法。
b.溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水的物质)采取加热浓缩、冷却结晶的方法,如KNO3中含有NaCl,应采取加水溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
4.物质的量浓度、溶质的质量分数比较及其计算
(1)物质的量浓度、溶质的质量分数比较
物理量
物质的量浓度
溶质的质量分数
定义
表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量
以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量
表达式
cB=
ω(B)= ×100%
单位
mol·L-1
(2)有关物质的量浓度计算的四大类型
类型一:标准状况下,气体溶于水所得溶液的溶质的物质的量浓度的计算
c=
类型二:溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算
① 计算公式:c=(c为溶质的物质的量浓度,单位为mol·L-1;ρ为溶液的密度,单位为g·cm-3;w为溶质的质量分数;M为溶质的摩尔质量,单位为g·mol-1)。
当溶液为饱和溶液时,因为w=,可得c=。
② 公式的推导(按溶液体积为V L推导)
c===或w===。
类型三:溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算
① 溶液稀释
a.溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
c.溶液质量守恒,即m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
② 同种溶质不同物质的量浓度的溶液混合
a.混合前后溶质的质量保持不变,即m1w1+m2w2=m混w混。
b.混合前后溶质的物质的量保持不变,即c1V1+c2V2=c混V混。
类型四:应用电荷守恒式求算未知离子的浓度
溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。
例如:CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
一定物质的量浓度溶液的配制65
1.熟悉配制溶液的仪器
(1)主要仪器:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、容量瓶(指定规格)、玻璃棒、胶头滴管。
① 托盘天平:称量前先调零,称量时药品放在左盘,砝码放在右盘,读数精确到0.1 g。若配制0.2 mol·L-1 NaCl溶液500 mL,若用托盘天平需称取NaCl 5.9 g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为4.1 g。
② 容量瓶的构造及使用方法
a.构造及用途
b.查漏操作:在使用前首先要检查是否漏水,检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下:
注:容量瓶使用应注意的问题
(1)容量瓶必须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失;
(2)在使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水,经检查不漏水才能使用;
(3)容量瓶使用完毕,应洗净、晾干(应在玻璃磨口瓶瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连);
(4)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
(5)不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;
(6)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;
(7)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的)。
2.配制步骤
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,用适量蒸馏水溶解。
(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。
(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,不能再加水,否则结果偏低。
配制过程示意图
以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例:
3.误差分析
(1)分析依据:c==,其中变量为m、V。
(2)分析方法:结合实验操作判断是“m”还是“V”引起的误差。以配制NaOH溶液为例,具体分析如下:
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
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
砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)
增大
—
偏高
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
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
—
—
不变
注:(1)质量分数浓度溶液的配制:配制100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
(2)体积比浓度溶液的配制:用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL 的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。
“物质的量”相关概念辨析1
典例1下列对摩尔(mol)的有关说法中错误的是
A.摩尔是一个单位而非物理量
B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物
C.1mol任何气体所含气体的分子数目都相等
D.0.5mol氦约含有1.204×1024个电子
【答案】D
【解析】A.摩尔是物质的量的单位,正确;B.摩尔用来计量微粒的量,可以是纯净物的微粒,也可以是混合物的微粒,正确;C.气体物质的量相等,则气体的分子数目相等,正确;D.氦为单原子分子,0.5mol氦含有0.5molHe原子,1个He原子含有2个电子,所以0.5mol氦约含有6.02×1023个电子,错误。
故选D。
变式1下列有关叙述正确的是
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.硫酸的摩尔质量为98 g
C.2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍
D.摩尔是物质的量的单位
【答案】D
【解析】A.物质的构成粒子有分子、原子或离子,如水由 分子构成,1mol H2O含有6.02×1023个分子,而NaCl由离 子构成,不存在分子,1mol NaCl含有1mol Na+和1mol Cl-,故A不正确;B.摩尔质量的单位为g/mol,故B不正确;C.对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化,故C不正确;D.摩尔是物质的量的单位,故D正确。
故选D。
物质的量、质量、微粒数之间的关系2
典例1“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等,则该“可燃冰”的摩尔质量为______________,x的值为______________。
【答案】160 g·mol-1 8
典例2(1)某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,用NA表示阿伏加德罗常数的值。
① 该氯原子的相对原子质量为________;
② 该氯原子的摩尔质量是________;
③ m g该氯原子的物质的量为________;
④ n g该氯原子所含的电子数为________。
(2)12.4 g Na2R含Na+ 0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为________,R的相对原子质量为________。含R的
质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为________。
【答案】(1)① ②aNA g·mol-1 ③ mol ④
(2)62 g/mol 16 0.1 mol
【解析】(2)据电离方程式Na2R===2Na++R2-,得1 mol Na2R电离生成2 mol Na+,题目中有Na+ 0.4 mol,则有0.2 mol Na2R。M(Na2R)===62 g/mol。由Mr(Na2R)=62,求得Mr(R)=62-2×23=16,已知m(R)=1.6 g,根据n=,得n(R)=0.1 mol,则n(Na2R)=0.1 mol。
变式1最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2 g该晶体中含氧原子数约为__________,氢原子的物质的量约为________mol。
【答案】0.33NA 0.26
气体摩尔体积3
典例1现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。下列结论错误的是
A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.NaOH溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO和CO2的体积比为1∶1
【答案】A
典例2按要求解答问题
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为_______,可能是_______气体。
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为_______。
(3)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),则
① 混合气体在标准状况下的密度是_______g·L-1。
② 混合气体的平均摩尔质量是_______ g·mol-1。
【答案】(1)64 (2) SO2 64 (3)①1.61 ②36
【解析】(1)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1;根据相对分子质量,推测可能是二氧化硫气体。
(2)。
(3)CO燃烧发生反应:2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,
则,解得x=0.25,y=0.25。
①原混合气体的密度==≈1.61 g·L-1。
②=ρ·V=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1。
变式1打火机里装有液态的丙烷和丁烷。下列说法错误的是
A.打开打火机开关,分子间距变大
B.摩擦打火石,达到气体着火点
C.丙烷完全燃烧需要空气约为
D.若n(丙烷):n(丁烷),该混合物的摩尔质量为
【答案】C
【解析】A.打开打火机开关,压强减小,燃料气化,分子间距变大,A正确;B.摩擦打火石,使温度达到气体着火点,引燃燃料,B正确;C.没有说明具体的温度、压强,不能判断丙烷完全燃烧需要空气的体积,C错误;D.若n(丙烷):n(丁烷),该混合物的摩尔质量,D正确。
故选C。
变式2按要求解答下列问题。
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为________,可能是______气体。
(2)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则
① 混合气体在标准状况下的密度是_________________g·L-1。
② 混合气体的平均摩尔质量是________g·mol-1。
(3) 在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则该混合气体的平均相对分子质量为________,混合气体的物质的量为________,NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。
【答案】(1)64 SO2 (2)①1.61 ②36 (3)2d mol 6d g·mol-1
【解析】(1)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1。
(2)2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,该混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则,解得x=0.25,y=0.25。
①混合气体的密度为≈1.61 g·L-1。
②解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1。
(3)根据密度之比等于相对分子质量之比,NH3、CO2、H2O(g)的平均相对分子质量为2d,由n=得n混= mol,根据化学方程式NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑,NH4HCO3的物质的量为× mol= mol,所以NH4HCO3的摩尔质量为 g·mol-1=6d g·mol-1。
阿伏加德罗定律及其推论4
典例1已知:①6.72 L NH3(标准状况下) ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6 g CH4 ④0.5 mol HCl,下列关系正确的是
A.体积大小:④>③>②>①
B.原子数目:③>①>②>④
C.密度大小:④>②>③>①
D.质量大小:④>②>③>①
【答案】D
【解析】①标准状况下,6.72 L NH3的物质的量为=0.3 mol;②1.204×1023个H2S分子的物质的量为=0.2 mol;③5.6 g CH4的物质的量为=0.35 mol;④HCl物质的量为0.5 mol。由上述计算可知,物质的量④>③>①>②,相同条件下,体积大小为④>③>①>②,A项错误;①标准状况下6.72 L NH3所含原子的物质的量为0.3 mol×4=1.2 mol,②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol×3=0.6 mol,③5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35 mol×5=1.75 mol,④0.5 mol HCl所含原子的物质的量为0.5 mol×2=1 mol,所以原子数目③>①>④>②,B项错误;同温同压下,气体密度之比等于其相对分子质量之比,故密度大小④>②>①>③,C项错误;①NH3的质量为17 g·mol-1×0.3 mol=5.1 g,②H2S的质量为34 g·mol-1×0.2 mol=6.8 g,③CH4质量为5.6 g,④HCl质量为36.5 g·mol-1×0.5 mol=18.25 g,故质量大小④>②>③>①,D项正确。
故选D。
典例2如图Ⅰ,将质量均为m g的O2和SO2气体分别充入两个相同体积的密闭容器甲、乙中,下列说法正确的是
图Ⅰ 图Ⅱ
A.甲、乙中所含的氧原子物质的量之比为1∶2
B.两者压强(p)与温度(T)的关系如图Ⅱ所示
C.甲、乙中气体质子数之比为1∶2
D.甲、乙中气体密度比为1∶2
【答案】B
【解析】A.根据n=,质量均为m g的O2和SO2物质的量之比与摩尔质量成反比,即n(O2)∶n(SO2)=64∶32=2∶1,甲、乙中所含的氧原子物质的量之比为2∶1,故A错误;B.由pV=nRT,体积相等的甲和乙,压强与温度成正比,且n(O2)∶n(SO2)=2∶1即代表氧气的曲线较高,故B正确;C.n(O2)∶n(SO2)=2∶1,质子数之比为2×16∶1×32=1∶1,故C错误;D.根据ρ=,甲、乙容器体积相等,两个气体的质量相等,则密度也相等,即甲、乙中气体密度比为1∶1,故D错误.
故选B。
变式1三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),下列说法正确的是
A.原子数相等的三种气体,质量最大是Z
B.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
C.同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是Y
D.同温下,体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体,则压强比为4∶1
【答案】D
【解析】因为不确定X、Y、Z三种气体分子中原子个数和组成,所以原子数相等的三种气体就不能确定三种气体的分子数,故A错误;三种气体体积均为2.24 L,Vm不一定等于22.4 L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1 mol,故B错误;同温同压下,同质量的三种气体,密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故C错误;同温同体积气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体的压强比为
=====4∶1,故D正确。
故选D。
变式2一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1 mol N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变)。
按要求回答问题。
(1)N2与CO的分子数之比为________。
(2)右侧通入的CO的物质的量为________。
(3)若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,应再充入CO的物质的量为________。
【答案】(1)4∶1 (2)0.25 mol (3)0.75 mol
【解析】(3)隔板处于正中间位置,此时n(CO)=n(N2),所以再充入CO的物质的量为1 mol-0.25 mol=0.75 mol。
物质的量浓度及其相关计算5
典例1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w,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w、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w表示该温度下NaCl的溶解度:______________________________________。
【答案】(1) mol·L-1 (2) mol·L-1 (3)×100% (4) g
【解析】(1)c= mol·L-1= mol·L-1。
(2)c== mol·L-1。
(3)w=×100%=×100%。
(4)=,S= g。
典例2在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验,其中图(a)中的烧瓶收集满了NH3,图(b)中的烧瓶HCl气体没有收集满,下列说法错误的是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)
(a) (b)
A. 溶质的物质的量浓度均为 mol·L-1(Vm表示该温度、压强下的气体摩尔体积)
B. 溶质物质的量浓度不相同
C. 溶质的质量分数不同
D. 图(a)、图(b)中喷泉的颜色分别为蓝色、红色
【答案】B
【解析】由于实验中得到的溶液的体积与溶解了的气体体积相同,设溶解的气体体积为V L,则气体物质的量n(气)= mol,气体物质的量浓度== mol·L-1,A项正确,B项错误;因所得的溶液中溶质摩尔质量不同,故它们的质量分数不相同,C项正确;石蕊遇碱性溶液呈蓝色,遇酸性溶液呈红色,D项正确。
故选B。
变式1在t ℃时,将a g NH3完全溶于水,得到V mL溶液,假设该溶液的密度为ρ g/mL,溶质质量分数为w,其中含有NH的物质的量是b mol,下列叙述正确的是
A.溶质的质量分数w=×100%
B.溶质的物质的量浓度c= mol/L
C.溶液中c(OH-)= mol/L+c(H+)
D.向上述溶液中加入V mL水,所得溶液的溶质质量分数大于0.5w
【答案】C
【解析】溶质的质量分数w=×100%,A错误;在计算时,氨水中的溶质是NH3而不是NH3·H2O,c== mol/L= mol/L,B错误;氨水中含有的阳离子为H+和NH,含有的阴离子只有OH-,根据电荷守恒可知 C正确;由于氨水的密度小于水的密度,与水等体积混合所得稀氨水的质量大于原氨水质量的2倍,故其溶质质量分数小于0.5w,D错误。
故选C。
变式2美国UNC化学教授Thomas J. Meyer等研发了环境友好、安全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10 mL Na2R溶液含Na+的数目为N,该Na2R溶液的物质的量浓度为
A.N×10-2 mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】B
【解析】10 mL该Na2R溶液中含Na+的数目为N,则Na2R的物质的量为 mol,Na2R的物质的量浓度为 mol÷0.01 L= mol·L-1。
故选B。
溶液混合与稀释的计算6
5
典例1现有100 mL 1 mol·L-1稀盐酸,欲将其浓度变为2 mol·L-1,可以采取的措施为
A.向其中通入标准状况下体积为22.4 L的HCl气体
B.加热蒸发使溶液体积变为50 mL
C.加热蒸发掉50 mL水
D.加入5 mol·L-1盐酸100 mL,再将溶液体积稀释到300 mL
【答案】D
【解析】原稀盐酸中n(HCl)原=1 mol·L-1×0.1 L=0.1 mol。通入标准状况下体积为22.4 L的HCl气体,通入的n(HCl)==1 mol,通入气体后溶液中n(HCl)后=1.1 mol,通入HCl气体后溶液体积发生变化,体积未知,无法确定浓度,A错误;加热蒸发溶液时由于HCl的挥发,溶质质量减小,溶液体积变为原来的一半,稀盐酸浓度比2 mol·L-1小,B错误;加热蒸发掉水时由于HCl的挥发,且加热后溶液体积未知,无法确定浓度,C错误;混合后溶液中n(HCl)=0.1 mol+5 mol·L-1×0.1 L=0.6 mol,稀释到溶液体积为300 mL,c(HCl)==2 mol·L-1,D正确。
故选D。
典例2(1)将3p%的硫酸与等体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸,则p、q的关系正确的是________。
① q=2p ② q>2p
③ q<2p ④ 无法确定
(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸,则p、q的关系是________。
① q=2p ② q>2p
③ q<2p ④ 无法确定
【答案】(1)② (2)③
【解析】当两者等体积混合时,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
w==()×p%=(1+)p%,当ρ1>ρ2时,如H2SO4溶液、HNO3溶液,w>2p%;当ρ1<ρ2时,如氨水、酒精溶液,w <2p%。
变式1(1)将a mL 5 mol·L-1 NaCl溶液稀释至b mL,稀释后溶液中Cl-的物质的量浓度为________。
(2)200 mL 0.3 mol·L-1 K2SO4溶液和100 mL 0.2 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液混合后不考虑混合后溶液体积的变化,溶液中SO的物质的量浓度为________。
【答案】(1) mol·L-1 (2)0.4 mol·L-1
【解析】(1)将a mL 5 mol·L-1 NaCl溶液稀释至b mL,稀释后溶液中NaCl的物质的量不变,故稀释后溶液中NaCl的物质的量浓度为= mol·L-1,则Cl-的物质的量浓度为 mol·L-1。
(2)200 mL 0.3 mol·L-1 K2SO4溶液中SO的物质的量为0.2 L×0.3 mol·L-1=0.06 mol,100 mL 0.2 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中SO的物质的量为3×0.1 L×0.2 mol·L-1=0.06 mol,故混合液中SO的物质的量为0.06 mol+0.06 mol=0.12 mol,由于混合后不考虑体积的变化,混合后溶液的体积为0.3 L,混合液中SO的物质的量浓度为=0.4 mol·L-1。
变式2下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
氨水 化学纯 CP
500 mL
品名:氨水
化学式:NH3
相对分子质量:17
密度:0.88 g·cm-3
质量分数:25%
硫酸 化学纯 CP
500 mL
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
质量分数:98%
按要求回答下列问题:
(1)硫酸的物质的量浓度为________,氨水的物质的量浓度为________。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4)______9.2 mol·L-1,c(NH3)______6.45 mol·L-1(填“>”“<”或“=”,下同)。
(3)各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)______49%,w(NH3)________12.5%。
【答案】(1)18.4 mol·L-1 12.9 mol·L-1 (2)< > (3)> <
【解析】(1)利用c=计算,c(H2SO4)= mol·L-1=18.4 mol·L-1,c(NH3)= mol·L-1≈12.9 mol·L-1。
(2)硫酸的密度大于水,氨水的密度小于水,各取5 mL与等质量的水混合后,所得稀硫酸的体积大于10 mL,稀氨水的体积小于10 mL,故有c(H2SO4)<9.2 mol·L-1,c(NH3)>6.45 mol·L-1。
(3)5 mL硫酸和5 mL氨水的质量分别为1.84 g·cm-3×5 mL=9.2 g、0.88 g·cm-3×5 mL=4.4 g,而5 mL水的质量约为5 g,故各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)>49%,w(NH3)<12.5%。
一定物质的量浓度溶液的配制7
5
典例1实验室需要配制0.50 mol·L-1 NaCl溶液480 mL。
按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(带砝码、最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片同种纸片。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体______ g。
(3)称量。
① 天平调平之后,应将天平的游码调至某个位置,请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置:
② 称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。
③ 称量完毕,将药品倒入烧杯中。
(4) 溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,目的是_________________________________________。
(5) 转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流,需要洗涤烧杯和玻璃棒2~3次是为了___________________。
(6) 定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处,改用________加水,使溶液凹液面与刻度线相切。
(7) 摇匀、装瓶。
【答案】(1)500 mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒 (2)14.6
(3)① ②左盘 (4)搅拌,加速NaCl溶解
(5)保证溶质全部转入容量瓶中 (6)1~2 cm 胶头滴管
【解析】配制480 mL 0.50 mol·L-1的NaCl溶液,必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)=0.50 mol·L-1×0.5 L×58.5 g·mol-1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时,物品应放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。
典例2可能引起实验结果偏小的操作是
A.测定NaOH溶液浓度:锥形瓶水洗后没有润洗
B.硫酸铜晶体中结晶水含量测定:加热时晶体溅出
C.常温常压下1摩尔H2体积测定:反应的镁条有氧化膜
D.配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液:俯视凹液面最低处与容量瓶刻度线相切
【答案】C
【解析】A.中和滴定实验中的锥形瓶水洗直接用,若用待测液润洗,锥形瓶内壁会沾有溶质,会使测定结果偏大,故A错误;B.加热硫酸铜晶体时有硫酸铜晶体溅出,溅出的硫酸铜晶体被认为是水,则水的质量偏大,结晶水含量偏大,故B错误;C.Mg溶解于盐酸产生氢气,其化学方程式为:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,反应的镁条若有氧化膜,氧化膜溶解于盐酸反应不会产生氢气,其化学方程式为:MgO+2HCl===MgCl2+H2O,所以反应的镁条有氧化膜,则产生的气体体积偏小,测得的常温常压下1摩尔H2体积偏小,故C正确;D.配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,俯视凹液面最低处与容量瓶刻度线相切,则加入的水的体积低于刻度线,加入水体积小了,所配制溶液的浓度偏大,故D错误。
故选C。
变式1用NaOH固体配制450mL0.2mol/L的NaOH溶液。请回答
(1)用托盘天平称量的NaOH的质量为___________
(2)定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时,___________,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒摇匀。
(3)下列操作会使配制的NaOH溶液浓度偏低的是___________
A.定容时仰视容量瓶的刻度线
B.用已经部分变质了的固体试样进行配制
C.摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线
D.转移洗涤液时不小心将液体洒到容量瓶外,重新配制时继续使用该未清洗的容量瓶
【答案】(1)4.0g (2)改用胶头滴管,滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切 (3)ABC
【解析】(1)用NaOH固体配制450mL0.2mol/L的NaOH溶液应选用500mL的容量瓶,需要NaOH的质量为500mL×10-3L×0.2mol/L×40g/mol=4.0g,故答案为:4.0;
(2)定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时, 改用胶头滴管,滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切, 再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒摇匀,故答案为:改用胶头滴管,滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切;
(3)A.定容时仰视容量瓶的刻度线,所配制溶液体积偏大,配制的NaOH溶液浓度偏低,故A正确;B.用已经部分变质了的固体试样进行配制,氢氧化钠质量变小,配制的NaOH溶液浓度偏低,故B正确;C.摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线,所配置溶液体积偏大,配制的NaOH溶液浓度偏低,故C正确;D.转移洗涤液时不小心将液体洒到容量瓶外,重新配制时继续使用该未清洗的容量瓶,溶质质量增大,配制的NaOH溶液浓度偏高,故D错误;故选ABC。
变式2现要配制0.01 mol·L-1的KMnO4溶液,下列操作导致所配溶液浓度偏高的是
A.称量时,左盘高,右盘低
B.定容时俯视容量瓶刻度线
C.原容量瓶洗净后没有干燥
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
【答案】B
【解析】A项称量时,左盘高,右盘低,溶质的质量偏小,溶液浓度偏低;B项定容时俯视容量瓶刻度线,溶液体积偏小,溶液浓度偏高;C项对所配溶液的浓度无影响;D项导致所配溶液浓度偏低。
故选B。
求气体摩尔质量M的方法1
1.根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
2.根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·m/N。
3.根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1。
4.根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
5.对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
应用阿伏加德罗定律解题的一般思路233
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算333
1.由定义式出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式c=、质量分数=×100%进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
2.在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时,除利用上述方法外,我们还可以运用假设法,使问题简单化。
例如:已知溶质的质量分数w,溶液的密度为ρ g·cm-3,溶质的摩尔质量为M g·mol-1,求物质的量浓度c。
我们可以假设溶液为1 L,所以溶液质量为1×1 000×ρ g,溶质的质量为1×1 000×ρ×w g,溶质的物质的量为 mol,这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c= mol·L-1
物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算43433
1.溶液稀释定律(守恒观点)
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
(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.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
3.不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算
(1)明确各反应物、产物之间的物质的量之比。
(2)巧用电荷守恒思想:电解质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。
4.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
(1)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),则混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
(2)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w>(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、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算543433
1.误差分析的思维流程
2.视线引起误差的分析方法
(1) 仰视容量瓶刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2) 俯视容量瓶刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
◆能力强化练
1.某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是
①该硫原子的相对原子质量为 ②m g该硫原子的物质的量为 mol ③该硫原子的摩尔质量是aNA g ④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A. ①③ B. ②④ C. ①② D. ②③
【答案】C
【解析】该硫原子的相对原子质量为=,①对;该硫原子的摩尔质量M(S)=a g×NA mol-1=aNA g·mol-1,③错;m g该硫原子的物质的量n(S)== mol,②对;a g硫原子即1个硫原子,其所含电子数为16个,④错。
故选C。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】a g气态双原子分子的物质的量为 mol,摩尔质量为= g·mol-1,所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
故选D。
3.在150 ℃时碳酸铵受热可完全分解,则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的
A.96倍 B.48倍 C.12倍 D.32倍
【答案】C
【解析】150 ℃时碳酸铵受热完全分解的化学方程式为(NH4)2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑。根据质量守恒定律,反应前1 mol即96 g碳酸铵受热完全分解,则反应后所生成混合气体的质量应为96 g。所以,反应后生成的混合气体的摩尔质量M(混)===24 g·mol-1,根据同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,则有===12。
故选C。
4.某同学购买了一瓶“84消毒液”,包装说明如下:
根据以上信息和相关知识判断,下列分析不正确的是
A.该“84消毒液”的物质的量浓度为4.0 mol·L-1
B.一瓶该“84消毒液”能吸收空气中44.8 L的CO2(标准状况)而变质
C.取100 mL该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒,稀释后的溶液中c(Na+)约为0.04 mol·L-1
D.参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含25% NaClO的消毒液,需要称量的NaClO固体质量为143 g
【答案】D
【解析】根据c=得,c(NaClO)= mol·L-1≈4.0 mol·L-1,A正确;一瓶该“84消毒液”含有的n(NaClO)=1 L×4.0 mol·L-1=4.0 mol,根据反应:CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO,吸收CO2的物质的量最多为4.0 mol,即标准状况下V(CO2)=4.0 mol×22.4 L·mol-1=89.6 L,则能吸收空气中44.8 L的CO2而变质,B正确;根据稀释前后溶质的物质的量不变有100 mL×4.0 mol·L-1=100 mL×100×c(NaClO),解得稀释后c(NaClO)=0.04 mol·L-1,c(Na+)=c(NaClO)=0.04 mol·L-1,C正确;应选取500 mL的容量瓶进行配制,然后取出480 mL,所以需要NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L-1×74.5 g·mol-1=149 g,D错误。
故选D。
5.在标准状况下,1体积水约溶解700体积氨气,所得溶液密度为0.9 g·cm-3,这种氨水的物质的量浓度和溶质的质量分数分别为
A.18.4 mol·L-1 34.7%
B.20.4 mol·L-1 38.5%
C.18.4 mol·L-1 38.5%
D.20.4 mol·L-1 34.7%
【答案】A
【解析】设标准状况下,水是1 L,则溶质氨气是700 L,根据n=可知,溶质氨气的物质的量n==31.25 mol,则根据m=nM可知,氨气的质量m=31.25 mol×17 g·mol-1=531.25 g,所以溶质的质量分数w=×100%≈34.7%,又因为c=,所以溶液的物质的量浓度c= mol·L-1≈18.4 mol·L-1。
故选A。
6.把500有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由Ba2++SO42-═BaSO4↓、Ag++Cl-═AgCl↓计算离子的物质的量,由混合溶液分成5等份,则确定原溶液中钡离子和氯离子的浓度,再利用溶液不显电性来计算原混合溶液中钾离子物质的量浓度。
【解析】取一份加入含amol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀,则
Ba2+ + SO42-═BaSO4↓
1 1
a mol a mol
另取一份加入含bmol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,则
Ag++Cl-═AgCl↓
1 1
b mol b mol
由混合溶液分成5等份,则原溶液中钡离子的浓度为=10amol/L,氯离子的浓度为=10bmol/L,
根据溶液不显电性,设原混合溶液中钾离子物质的量浓度为x,则10amol/L×2+x×1=10bmol/L×1,解得x=10(b-2a)mol/L,
故选D。
7.下列说法正确的是
A.把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4跟100 mL H2O混合,硫酸的物质的量浓度为1.5 mol·L-1
B.把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl溶液的溶质质量分数是10%
C.把200 mL 3 mol·L-1的BaCl2溶液跟100 mL 3 mol·L-1的KCl溶液混合后,溶液中的c(Cl-)仍然是3 mol·L-1
D.把100 mL 20%的NaOH溶液跟100 mL H2O混合后,NaOH溶液的溶质质量分数是10%
【答案】B
【解析】把100 mL 3 mol·L-1的H2SO4跟100 mL H2O混合,溶液的总体积小于200 mL,硫酸的物质的量浓度大于1.5 mol·L-1,A错误;与水混合前后,NaCl的质量不变,则把100 g 20%的NaCl溶液跟100 g H2O混合后,NaCl溶液的溶质质量分数为×100%=10%,B正确;3 mol·L-1的BaCl2溶液中氯离子浓度为6 mol·L-1,3 mol·L-1的KCl溶液中氯离子浓度为3 mol·L-1,混合后氯离子浓度在3~6 mol·L-1之间,C错误;氢氧化钠溶液的密度与水的密度不相同,不知道氢氧化钠溶液的密度,无法计算混合后溶液的总质量,D错误。
故选B。
8.Ⅰ. 现有m g某气体(双原子分子),其摩尔质量为M g·mol-1,若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)该气体所含原子总数为________。
(3)该气体在标准状况下的体积为________L。
Ⅱ. 臭氧层是地球生命的保护层,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O2===2O3,将8 L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5 L,其中臭氧为___________L。
【答案】Ⅰ.(1) (2) (3) Ⅱ.3
9.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为M(X)<M(Y)=0.5M(Z)。按要求回答下列问题。
(1)当三种气体的分子数相同时,质量最大的是________。
(2)同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是________。
(3)同温下,体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体,则压强p(Y)∶p(Z)=________。
【答案】(1)Z (2)X (3)4∶1
【解析】(1)当物质的量相同时,相对分子质量越大,质量越大。(2)相对分子质量越小,密度越小。(3)==×=。
10.某同学在实验室配制500 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液,他将配制过程按下列6步进行,请你将他的配制过程补充完整。
(1)用托盘天平称取________g NaCl固体;
(2)将所称取的固体放入____________(填仪器名称)中,然后______________________;
(3)将上述溶液注入________(填仪器名称)中,用少量蒸馏水______________________;
(4)__________________,使溶液混合均匀;
(5)__________________,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切;
(6)盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
【答案】(1)11.7 (2)烧杯 加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体全部溶解 (3)500 mL容量瓶 洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液注入容量瓶 (4)轻轻摇动容量瓶 (5)向容量瓶中注入蒸馏水至距刻度线1~2 cm处
◆综合拔高练
11.据央视新闻报道,在政府工作报告中指出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是
A.6 g光缆由0.1 mol SiO2分子构成
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量之比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
【答案】C
【解析】光缆中的二氧化硅是由原子直接构成的,不含分子,A项错误;标准状况下SiO2为固体,B项错误;SiO2中Si与O的质量之比为28∶32=7∶8,C项正确;SiO2和CO2的摩尔质量不同,D项错误。
故选C。
12.下列判断正确的是
A.同温、同压下,相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等
B.标准状况下,5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA
C.1 mol氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA
D.常温、常压下,22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子
【答案】B
【解析】同温、同压下,相同体积的氮气和氦气的物质的量相同,而氮气分子为双原子分子,稀有气体分子为单原子分子,所以二者含有的原子数不相等,A错误;标准状况下5.6 L任意气体的物质的量为=0.25 mol,氯气分子和氧气分子都是双原子分子,所以以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子的物质的量为0.5 mol,含有的原子数为0.5NA,B正确;1 mol氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成1 mol氯化钠和1 mol次氯酸钠,转移1 mol电子,转移的电子数为NA,C错误;不是标准状况,不能使用22.4 L·mol-1计算混合气体的物质的量,D错误。
故选B。
13.如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是
A.C2H4 B.CH4 C.CO2 D.NO
【答案】C
【解析】由图可知,相同温度时,p(O2)>p(X),在同质量、同体积条件下,气体相对分子质量与压强成反比,即相对分子质量越大,压强越小,题给选项只有CO2的相对分子质量大于O2,故C正确。
故选C。
14.一定温度和压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球。下列说法正确的是
A.气球②中装的是O2
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
【答案】D
【解析】根据阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,同质量气体的体积与其摩尔质量成反比。四种气体的摩尔质量的大小关系为M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4),所以气球①②③④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4,A错误;同质量的气体,分子数之比等于其物质的量之比,也等于其摩尔质量的反比,气球①和气球③中气体分子数不相等,气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4,B、C错误;同温同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比,气球③和气球④中气体密度之比为2∶1,D正确。
故选D。
15.若20 g密度为d g·cm-3的硝酸钙溶液里含有1 g Ca2+,则NO的物质的量浓度为
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. 2.5d mol·L-1 D. 1.25d mol·L-1
【答案】C
【解析】1 g钙离子的物质的量n==0.025 mol,该溶液中含有硝酸根离子的物质的量n=2n=0.025 mol×2=0.05 mol,20 g该硝酸钙溶液的体积V=×10-3 L·mL-1= L,所以该溶液中硝酸根离子的物质的量浓度c==2.5d mol·L-1。
故选C。
16.将物质的量均为a mol的Na和Al一同投入m g足量水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】A
【解析】Na和Al一同投入m g足量水中时,发生反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。由于Na、Al的物质的量均为a mol,结合化学方程式可知共生成2a mol H2,所得溶液中只有NaAlO2一种溶质,其物质的量为a mol。所得溶液的质量为m(Na)+m(Al)+m(H2O)-m(H2)=(46a+m) g,所得溶液的体积为 L,则该溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。
故选A。
17.若以w1和w2分别表示浓度为c1 mol·L-1和c2 mol·L-1的氨水的质量分数,且知2c1=c2,则下列推断正确的是
A.2w1=w2 B. 2w2=w1
C. w2>2w1 D. w1<w2<2w1
【答案】C
【解析】根据c=得c1=,c2=,则===,=,根据氨水物质的量浓度越大,其密度越小,由2c1=c2得到ρ1>ρ2,则w2>2w1,故C正确。
故选C。
18.如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为________mol。
(2)甲室中气体的质量为________g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为__________________________________。
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体),如果将隔板a去掉,当HCl与NH3完全反应后,隔板b将静置于刻度“______”处(填数字)。
【答案】(1)1 (2)11 (3)11 (4)2
【解析】(1)同温同压下,气体的物质的量之比等于其体积之比,由图可知甲室中气体的物质的量为=1 mol。(2)乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g,则甲室中气体的质量为21.9 g-10.9 g=11 g。(3)甲室中气体的物质的量为1 mol,质量为11 g,平均摩尔质量为=11 g·mol-1,则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。(4)设甲室中氨气的物质的量为x,氢气的物质的量为y,根据其物质的量、质量列方程组为x+y=1 mol,17 g·mol-1×x+2 g·mol-1×y=11 g,可得x=0.6 mol、y=0.4 mol;如果将隔板a去掉,0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体,剩余H2的物质的量为0.4 mol,同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以隔板b将会左移至刻度“2”处。
19.钾是活泼的碱金属,钾和氧有氧化钾(K2O)、过氧化钾(K2O2)和超氧化钾(KO2)等多种化合物。
(1)钾和硝酸钾反应可制得K2O(10K+2KNO3→6K2O+N2),39.0g钾与10.1g硝酸钾充分反应生成K2O的质量为__________g。
(2)某过氧化钾样品中氧的质量分数(杂质不含氧)为0.28,则样品中K2O2的质量分数为__________。
(3)超氧化钾和二氧化碳反应生成氧气(4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2),在医院、矿井、潜水、高空飞行中用作供氧剂。13.2L(标准状况)CO2和KO2反应后,气体体积变为18.8L (标准状况),计算反应消耗的KO2的质量________。
(4)KO2加热至600℃部分分解得到产物A。6.30g产物A充分吸收二氧化碳生成碳酸钾并产生氧气1.12L(标准状况),试确定产物A中钾氧两种原子个数之比。如果产物A只含有两种化合物,写出所有可能的化学式并计算A中两种化合物的物质的量之比______________________。
【答案】(1)28.2g (2)96.25% (3)71g (4)KO2与K2O2 2︰1 KO2与K2O 4︰1
【解析】解:(1)设10.1g硝酸钾反应需要K为xg,反应生成K2O为yg
10K + 2KNO3→ 6K2O+ N2
202 564
x 10.1 y
解得x=19.5 <39 钾过量, y=28.2
答案是:28.2g;
(2)设样品中含K2O21mol,杂质质量为a克,由题意得:(110+a) ×0.28=110×,解得:a=4.29;w(K2O2)=110÷(110+4.29)×100% =96.25%;答案是:96.25%;
(3)设反应消耗KO2为z克
4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2 ΔV
284 44.8 67.2 22.4
z 18.8-13.2
解得:z=71
答案是:71g;
(4)KxOy+x/2CO2→x/2K2CO3+(y-0.5x)/02
39x+16y (y-0.5x)
6.3 1.12
解得x︰y=2︰3 即n(K)︰n(O)=2︰3
即得化学式为:KO2与K2O2,量之比为2︰1; KO2与K2O ,量之比为4︰1;答案是:KO2与K2O22︰1;KO2与K2O 4︰1。
20.现有由硝酸钾、硝酸铵、硝酸镁组成的无土栽培液0.2 L,部分离子的浓度如下表所示:
离子种类
NH
Mg2+
NO
物质的量浓度/(mol·L-1)
0.2
0.1
0.6
(1)混合液中,硝酸铵的物质的量为________,硝酸钾的质量为________________。
(2)该混合溶液中硝酸镁的物质的量浓度为__________________________________,
将该混合溶液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中NO的物质的量浓度为_________。
(3)向该稀释后的溶液中通入标准状况下的NH3________L可使Mg2+沉淀完全,写出Mg2+沉淀过程中的离子方程式:_______________________________________________。
【答案】(1)0.04 mol 4.04 g (2)0.1 mol·L-1 0.12 mol·L-1
(3)0.896 Mg2++2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+2NH
21.(1) 从改变溶质的物质的量角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
① 配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g:________。
② 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:________。
③ 配制NaOH溶液,用托盘天平称量NaOH时,托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确:________。
④ 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:______。
⑤ 配制一定物质的量浓度的稀H2SO4溶液时,用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:________。
⑥ 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:________。
⑦ 配制一定物质的量浓度溶液时,烧杯及玻璃棒未洗涤:________。
(2) 从改变溶液体积角度分析产生的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
① 配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容:________。
② 定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:________。
③ 定容时仰视刻度线:________。
④ 定容摇匀后少量溶液外流:________。
⑤ 容量瓶中原有少量蒸馏水:________。
【答案】(1)①偏小 ②偏小 ③偏小 ④偏小 ⑤偏大 ⑥偏小 ⑦偏小
(2)①偏大 ②偏小 ③偏小 ④无影响 ⑤无影响
【解析】(1)②所需胆矾的质量为0.5 L×0.1 mol·L-1×250 g·mol-1=12.5 g。③NaOH易吸水潮解。④实际称量的NaOH固体质量为4 g-0.4 g=3.6 g。
(2)①NaOH溶于水放热,导致溶液的体积比室温时大,应恢复至室温后再移液、定容。
◆高考真题练
22.(2026 黑吉辽蒙卷)镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①:每消耗生成分子的数目为
B.反应②:每消耗生成数目为
C.反应③:每消耗转移电子数目为
D.溶液中,数目为
【答案】C
【分析】由图可知,反应①为,反应②为,反应③为,反应④为,据此回答。
【详解】A.由反应①为可知,每消耗,生成的物质的量为0.25 mol,则分子数为,A错误;B.2.24L N2未指明在标准状况下,物质的量不一定为0.1mol,则生成的的数目不一定为,B错误;C.4.4g的物质的量为,反应③为,C的化合价由+4价降低为0价,转移4个电子,故每消耗4.4g,转移的电子数为,C正确;D.溶液的体积未知,无法计算,D错误。
故选C。
23.(2026 广西卷)在制备溶液的实验过程中,下列操作规范的是
A.量取稀盐酸
B.制备
C.制备溶液
D.贮存溶液
A.A B. B C. C D. D
【答案】C
【详解】A.制备Cl2应使用浓盐酸,且量取液体时视线应与量筒内凹液面最低处相平,A错误;B.与浓盐酸反应制备需要加热,装置无加热仪器,无法发生反应,B错误;C.与溶液在冰水浴低温条件下反应生成,可避免温度过高生成副产物,进气导管伸入溶液可使充分反应,操作规范,C正确;D.溶液呈碱性且具有强氧化性,不能使用玻璃塞和橡胶塞,应该使用带塑料塞的棕色细口瓶(或塑料瓶)贮存,操作不规范,D错误。
故选C。
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