2.2 溶液组成的定量研究(举一反三题型专练,江苏专用)化学苏教版必修第一册
2026-09-04
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内容正文:
第二单元 溶液组成的定量研究(题型突破·举一反三)
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.概念:物质的量浓度表示 里所含溶质B的物质的量,也称为 ,符号为cB。
2.常用单位: 或 。
3.公式:n=cBV。V是 的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质与溶剂的体积之和;n必须是溶质B的 。
【典例1】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)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.100 mL溶液中含有28.4 g Na2SO4,则溶液中c(Na+)=4.0 mol·L-1
D.0.1 L 2.0 mol·L-1的氨水中n(NH3)=0.2 mol
【变式1-1】(25-26高一上·江苏常州·期中)下列溶液中物质的量浓度最大的是
A.20 mL CuCl2溶液 B.30 mL MgCl2溶液
C.10 mL KCl溶液 D.15 mL FeCl3溶液
【变式1-2】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)下列说法中正确的是
A.1 L水中溶解了58.5 g NaCl,该溶液的物质的量浓度为1
B.从1 L 2 的溶液中取出0.5 L,该0.5 L溶液的浓度为1
C.配制500 mL 0.5 的溶液,需62.5 g胆矾()
D.完全中和100 mL 1 的溶液,需0.1 mol NaOH
【变式1-3】(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)下列说法正确的是
A.将溶于水中,
B.从的碳酸钠溶液中取出后,剩余溶液的物质的量浓度为
C.溶液中,
D.溶液中含有,则溶液中
▌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】(25-26高一上·江苏泰州·期中)如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是
硫酸化学纯(CP)(500 ml)
品名:硫酸
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.取该硫酸100 mL,则浓度变为原来的1/5
【变式2-1】(24-25高一上·江苏南京·期中)用密度为ρ1 g·cm-3、质量分数为w的浓盐酸,与水按体积比1∶4配制成稀盐酸,密度为ρ2 g·cm-3,则所配制的稀盐酸的物质的量浓度为
A.mol·L-1 B.mol·L-1
C.mol·L-1 D.mol·L-1
【变式2-2】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)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。据此下列说法正确的是
A.若将该浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的硼酸
B.稀释该硫酸时应将水倒入硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
C.该硫酸的物质的量浓度为
D.等体积的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度大于
【变式2-3】相对分子质量为M的气态化合物VL(标准状况)溶于mg水中,得到溶液的质量分数为,物质的量浓度c mol∙L−1,密度为,则下列说法正确的是
A.相对分子质量M可表示为:
B.溶液密度可表示为:
C.溶液的质量分数可表示为
D.物质的量浓度C可表示为:
▌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= 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】在标准状况下,将VLA气体(摩尔质量是Mg/mol)溶于0.1L水中,所得溶液的密度为dg/cm3,则此溶液的物质的量浓度为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(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3-2】下列关于物质的量浓度表述正确的是
A.1.5mol/L的溶液中的物质的量浓度为1.5mol/L
B.实验室需要配制100mL1.00mol/LNaCl溶液应用托盘天平准确称量食盐5.85g(托盘天平精度值:0.1)
C.98%的硫酸(密度为1.与18.4mol/L的硫酸浓度相同
D.将VL氨气溶于1L水中配成密度为g·cm-3的氨水,该氨水的物质的量浓度为
【变式3-3】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)下列关于物质的量浓度的表述正确的是
A.标准状况下,VL氨气溶于1L水配制氨水,该氨水的物质的量浓度
B.的溶液中含数约为
C.的盐酸VL在敞口烧杯中加热蒸发至溶液体积为,浓度变为
D.98%的浓硫酸()与水等质量混合,所得硫酸溶液物质的量浓度小于原浓硫酸浓度的一半
▌题型04 溶液稀释和混合的计算
1.溶液的稀释或混合的计算依据
(1)将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的 和 都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)、m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)
(2)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)。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)、m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)
2.混合后溶液的体积
①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,可认为是原两溶液的体积之和;
②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算。
【典例4】(2026高一下·江苏·学业考试)将5 mol·L-1的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A.mol·L-1 B.mol·L-1 C.mol·L-1 D.mol·L-1
【变式4-1】(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4-2】(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4-3】将0.2mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液与0.3mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合(假设溶液体积可以加和),充分反应后,关于溶液中的离子浓度,下列说法正确的是( )
A.c(NH4+)=0.2mol·L-1 B.c(Al3+)=0.1mol·L-1
C.c(OH-)=0.3mol·L-1 D.c(SO42-)=0.05mol·L-1
▌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+)= = 。
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 与阴离子带 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·江苏扬州·期中)实验室有一瓶 和MgSO4的混合溶液,体积为500mL,分为两等份。取一份加入足量BaCl2溶液,生成4.66g白色沉淀;另一份加入足量NaOH溶液,生成0.58g白色沉淀。下列说法不正确的是
A.Na2SO4和 MgSO4均为电解质
B.原混合溶液中MgSO4的物质的量浓度为
C.原混合溶液中 Na+的物质的量浓度为
D.该混合溶液中
【变式5-1】(25-26高一上·江苏扬州·期中)在 MgCl2、NaCl、Na2SO4三种盐的混合溶液中,,,0.38mol·L-1,则c()为
A.0.22mol·L-1 B.0.15 mol·L-1 C.0.11 mol·L-1 D.0.20mol·L-1
【变式5-2】(25-26高一上·江苏无锡·期中)两份体积相同的某植物营养液,其配方分别如下:(注:“—”表示营养液中不含该物质)
KCl
K2SO4
ZnSO4
①
0.3mol
0.2mol
0.1mol
②
0.1mol
0.3mol
—
关于两份营养液的叙述不正确的是
A.的物质的量相同 B.的物质的量不同
C.的微粒数目不同 D.的物质的量浓度不同
【变式5-3】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)将溶液加水稀释,稀释过程中随溶液体积的变化曲线如图,下列说法正确的是
A.将溶液稀释需用到烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器
B.图中
C.将该溶液与足量盐酸反应最多收集标况下
D.溶液的初始浓度为
▌题型06 化学反应的计算
1.物质的量在化学方程式计算中的应用
化学反应中参加反应的的各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。
化学方程式
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
化学计量数之比
1∶2∶1∶2
扩大NA倍之后
NA∶2NA∶NA∶2NA
物质的量之比
1mol∶2mol∶1mol∶2mol
结论
化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比
2.化学反应的计算的基本步骤
(写出相关的化学方程式)→ (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)→ (列出比例式)→ (根据比例式求解)→ (简明地写出答案)
【典例6】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)计算在化学中有着重要作用。
(1)将x mol 溶于水中得到20.00mL溶液,为测定其浓度,进行以下操作:
步骤1:取待测溶液20.00 mL于锥形瓶中。
步骤2:用稀调节溶液pH,加入足量的KI晶体充分反应。
步骤3:加入几滴淀粉溶液,逐滴加入0.1 的溶液,恰好完全反应时,消耗溶液20.00 mL。已知:,。
①步骤3中消耗的为__________mol。
②x mol 中的x=__________。
③步骤1的待测溶液中的物质的量浓度为__________。
(2)加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示。B点剩余固体成分的化学式为__________。
【变式6-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)把含有和的混合溶液分成两等份,一份加入含的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡;另一份加入含的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁。则原混合溶液中钾离子的浓度为
A. B.
C. D.
【变式6-2】(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)《神农本草经》载:“石胆,味酸,寒。……能化铁为铜成金银。”石胆即胆矾(CuSO4·5H2O),易溶于水,难溶于乙醇。某实验小组以CuO为原料制备胆矾并测定其纯度。
I. 制备胆矾
(1)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,待CuO完全反应后停止加热。经下列一系列操作制得胆矾:将溶液蒸发浓缩、_________________、过滤、乙醇洗涤、干燥。
II. 测定胆矾纯度
(2)配制100 mL 0.1 mol/L 硫代硫酸钠(Na2S2O3)标准溶液
已知:Na2S2O3易溶于水
①配制上述溶液时用托盘天平准确称量Na2S2O3固体的质量为____________g。
②配制过程中下列仪器一定不需要使用的____________(填标号),其中还缺少的玻璃仪器是____________ (填仪器名称)。
③配制前蒸馏水需先煮沸再冷却,其目的是_______________________________________。
④下列情况中,导致所配溶液的物质的量浓度偏低的是_______________ (填标号)。
A.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
B.转移溶液至容量瓶过程中,有少量溶液溅出
C.定容时俯视刻度线读数
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再加水至刻度线
(3)测定胆矾样品中CuSO4·5H2O的纯度
准确称取0.50g胆矾样品,加入适量水溶解,转移至碘量瓶(一种专用锥形瓶)中,加过量KI溶液并用稀硫酸酸化(发生反应:2CuSO4+4KI=I2+2K2SO4+2CuI↓),充分反应后,再滴加0.1 mol/L Na2S2O3溶液,与生成的I2恰好完全反应时(发生反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗Na2S2O3溶液19.20 mL。 请计算胆矾样品中CuSO4·5H2O的纯度__________________。
(纯度,计算结果保留1位小数)
【变式6-3】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)某不纯铁粉可能含有Zn、Mg、Cu、C等杂质中的一种。现取一定质量的该铁粉与250mL稀硫酸反应,该铁粉的质量与反应生成H2的质量关系如图所示。(写出计算过程)
(1)含有的杂质是______;判断的理由是__________________。
(2)该铁粉中铁的物质的量分数为______。
(3)稀硫酸的物质的量为______。
▌题型07 配制一定物质的量浓度的溶液
1.配制过程示意图:
2.配制步骤(以配制100 mL 2.00 mol·L-1NaCl溶液为例)
①计算:根据nB=cB·V可知n(NaCl)= mol,则m(NaCl)= g。
②称量:用托盘天平称取 g NaCl固体。
③溶解:将称好的NaCl固体放入 中,用适量蒸馏水溶解,用 搅拌,并放置至 。
④移液:将烧杯中的溶液用 引流转移到容量瓶中。
⑤洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒 次,并将洗涤液都注入容量瓶中,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,当液面离容量瓶颈刻度线下 时,改用 滴加蒸馏水至 。
【典例7】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)用晶体配制溶液。下列说法不正确的是
A.称量、溶解:用分析天平准确称取晶体在烧杯中溶解
B.转移:容量瓶中残留少量蒸馏水,无需晾干即可转移溶液
C.洗涤:洗涤烧杯内壁和玻璃棒次,并将洗涤液全部转移至容量瓶中
D.定容:定容时俯视刻度线会导致所配溶液浓度偏低
【变式7-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)实验室欲配制溶液,下列有关说法中正确的是
A.可用分析天平称量固体
B.将固体在烧杯中溶解后,迅速转移到容量瓶中
C.可用题图所示装置进行溶液配制
D.用胶头滴管定容时仰视刻度线,导致所配制溶液浓度偏大
【变式7-2】(25-26高一上·江苏·阶段检测)某同学配制500 mL 1.00 mol/L的某溶液,有关操作正确的是
A.配制H2SO4溶液时,将量筒、烧杯、玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液转入容量瓶中
B.配制盐酸溶液时,需量取36.5%、密度为1.19g/cm3的浓盐酸约42.0 mL
C.配制NaOH溶液时,应快速溶解NaOH固体,并快速将溶液转移到容量瓶中后定容
D.配制NaCl溶液定容时,摇匀后发现溶液凹液面低于刻度线,加入蒸馏水至刻度线
【变式7-3】(25-26高一上·江苏徐州·期中)实验室需要0.1 mol/L NaOH溶液480 mL,根据这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___________(填写选项),本实验所需玻璃仪器D规格为___________mL, B装置的名称是________。
(2)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个操作只用一次)___________。
A.用少量水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.在盛有NaOH固体的烧杯中加入适量水溶解
C.将烧杯中已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,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1~2cm处
(3)在配制NaOH溶液实验中,若出现如下情况,其中将引起所配溶液浓度大于0.1mol/L的是___________。(填下列编号)
①容量瓶实验前用蒸馏水洗干净,但未烘干
②定容时俯视液面
③配制过程中遗漏了(2)中步骤A
④加蒸馏水时不慎超过了刻度,立即用胶头滴管将多余的水吸出
(4)如要用NaOH作为原料对该溶液进行配制,求所需NaOH的质量(写出计算过程)______。
▌题型08 溶液配制的误差分析
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
/
称量NaOH时使用滤纸
/
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
/
用量筒量取浓硫酸时俯视
/
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
/
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
/
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
转移时有少量溶液流到容量瓶外
/
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
/
定容
定容时仰视刻度线
/
定容时俯视刻度线
/
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
/
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
【典例8】(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8-1】(25-26高一上·江苏·阶段检测)某班同学进行配制一定物质的量浓度溶液的实验。甲组:用碳酸钠晶体()来配制溶液480 mL;乙组:用98%的浓硫酸(密度为)配制稀硫酸500 mL。假如其他操作都准确无误,下列说法正确的是
A.定容后,盖好瓶塞,摇匀、静置发现液面低于刻度线,又加少量水至刻度线
B.甲组需称取53.0 g碳酸钠晶体();乙组需用量筒量取13.6 mL浓硫酸
C.稀释浓硫酸时用滴管向浓硫酸中逐滴加水
D.甲组定容时仰视刻度线,溶液浓度偏低;乙组量取浓硫酸时俯视刻度线,溶液浓度偏低
【变式8-2】(25-26高一上·江苏扬州·期中)某学习小组成员欲用质量分数98%、密度为的浓硫酸配制500mL的的稀硫酸,下列说法正确的是
A.配制该稀硫酸溶液需用量筒量取27.17mL浓硫酸
B.若量取浓硫酸的过程中俯视量筒会导致所配稀硫酸浓度偏小
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致所配溶液浓度偏大
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,需补加少量水以重新达到刻度线
【变式8-3】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)某同学进行实验时需要硫酸溶液240 mL左右,但实验室有密度为、质量分数为98%的浓硫酸。该同学利用所给试剂配制所需溶液。
(1)该同学应用量筒量取的浓硫酸体积为___________mL(精确到0.1 mL),实验必须用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,至少还需要的一种玻璃仪器是___________。
(2)量取的浓硫酸需在烧杯中先稀释,稀释浓硫酸的操作是___________。
(3)配制过程中主要有以下操作:
①定容 ②转移 ③量取 ④洗涤 ⑤稀释 ⑥摇匀
正确的操作顺序应是___________。
A.①②③④⑤⑥ B.③⑤②④①⑥ C.④⑤③②①⑥
(4)下列操作会引起所配溶液浓度偏高的有___________。
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视量筒的刻度
B.容量瓶未干燥即用来配制溶液
C.浓硫酸在烧杯中稀释后,未冷却就立即转移到容量瓶中,并进行定容
D.烧杯中稀溶液往容量瓶转移时,有少量液体溅出
(5)若定容时,加蒸馏水不慎超过刻度线,处理方法是___________。
(6)若用24.00 mL该浓度的硫酸测定某未知浓度的NaOH溶液,每次所消耗的NaOH溶液的体积如下:
测定次序
第1次
第2次
第3次
第4次
V/mL
11.90
12.10
15.00
12.00
则该NaOH溶液的浓度是___________。
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第二单元 溶液组成的定量研究(题型突破·举一反三)
题型01 物质的量浓度的概念及简单计算
单位体积的溶液 B的物质的量浓度 mol/L mol·L-1 溶液 物质的量
【典例1】C
【变式1-1】D
【变式1-2】C
【变式1-3】D
题型02 物质的量浓度与溶解度、质量分数之间的换算
【典例2】B
【变式2-1】C
【变式2-2】D
【变式2-3】A
题型03 气体溶于水的相关计算
×10-3
【典例3】A
【变式3-1】C
【变式3-2】C
【变式3-3】D
题型04 溶液稀释和混合的计算
物质的量 质量
【典例4】B
【变式4-1】D
【变式4-2】A
【变式4-3】D
题型05 溶液中离子浓度的有关计算
2c(SO) 2c(K2SO4) 正电荷总数 负电荷总数
【典例5】C
【变式5-1】C
【变式5-2】D
【变式5-3】D
题型06 化学反应的计算
写 标 列 解 答
【典例6】(1) 0.002 0.0004 0.02
(2)
【变式6-1】D
【变式6-2】(1)降温结晶
(2) 1.6 AB 100 mL容量瓶 排出溶于水中的氧气 BD
(3)96.0%
【变式6-3】(1) Mg 由图可知,该不纯铁粉与稀硫酸完全反应生成,其物质的量为。若为纯铁,生成需要,而实际仅需,说明杂质生成等量氢气所需的质量小于。Cu、C与稀硫酸不反应,生成需要Zn的质量为,需要Mg的质量为,故杂质必定为Mg
(2)81.25%
(3)0.125mol
题型07 配制一定物质的量浓度的溶液
0.1 5.85 5.9 烧杯 玻璃棒 室温 玻璃棒 2~3 1~2_cm 胶头滴管 凹液面最低处与刻度线相切
【典例7】D
【变式7-1】A
【变式7-2】B
【变式7-3】(1) B 500 分液漏斗
(2)BCAFED
(3)②
(4)2.0 g
题型08 溶液配制的误差分析
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
偏小
/
偏低
偏小
/
偏低
偏大
/
偏高
偏小
/
偏低
偏大
/
偏高
偏小
/
偏低
/
偏小
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无影响
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偏大
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偏大
偏低
【典例8】A
【变式8-1】D
【变式8-2】B
【变式8-3】(1) 容量瓶
(2)将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中,并用玻璃棒不断搅拌
(3)B
(4)AC
(5)重新配制
(6)
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第二单元 溶液组成的定量研究(题型突破·举一反三)
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.概念:物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
2.常用单位:mol/L或mol·L-1。
3.公式:n=cBV。V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质与溶剂的体积之和;n必须是溶质B的物质的量。
【典例1】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)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.100 mL溶液中含有28.4 g Na2SO4,则溶液中c(Na+)=4.0 mol·L-1
D.0.1 L 2.0 mol·L-1的氨水中n(NH3)=0.2 mol
【答案】C
【解析】A.40 g NaOH的物质的量为1 mol,溶于1 L水时,最终溶液体积大于1 L,因此,A错误; B.溶液具有均一性,取出部分溶液后,剩余溶液的物质的量浓度和原溶液浓度相同,仍为,B错误; C.28.4g 的物质的量为,溶液体积为0.1L,则,每个电离出2个,故,C正确; D.氨水中大部分与水反应生成,还存在部分电离生成的,因此游离的物质的量远小于0.2mol,D错误;故选C。
【变式1-1】(25-26高一上·江苏常州·期中)下列溶液中物质的量浓度最大的是
A.20 mL CuCl2溶液 B.30 mL MgCl2溶液
C.10 mL KCl溶液 D.15 mL FeCl3溶液
【答案】D
【解析】A.溶液中物质的量浓度与溶液体积无关,1个可电离出2个,因此浓度为;B.1个可电离出2个,因此浓度为;C.1个可电离出1个,因此浓度为;D.1个可电离出3个,因此浓度为;故选D。
【变式1-2】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)下列说法中正确的是
A.1 L水中溶解了58.5 g NaCl,该溶液的物质的量浓度为1
B.从1 L 2 的溶液中取出0.5 L,该0.5 L溶液的浓度为1
C.配制500 mL 0.5 的溶液,需62.5 g胆矾()
D.完全中和100 mL 1 的溶液,需0.1 mol NaOH
【答案】C
【解析】A.物质的量浓度计算公式中的体积为溶液体积,1 L是溶剂水的体积,溶解NaCl后溶液体积大于1 L,所得溶液浓度小于,A错误; B.溶液具有均一稳定性,取出部分溶液的浓度与原溶液浓度相等,仍为,B错误; C.所需胆矾的物质的量等于溶质的物质的量,即,胆矾摩尔质量为,则质量,C正确; D.的物质的量为,中和反应中与的反应计量比为,故需的物质的量为,D错误;故选C。
【变式1-3】(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)下列说法正确的是
A.将溶于水中,
B.从的碳酸钠溶液中取出后,剩余溶液的物质的量浓度为
C.溶液中,
D.溶液中含有,则溶液中
【答案】D
【解析】A.将40 g NaOH溶于1 L水中,溶液的体积不等于1 L,无法计算溶液的物质的量浓度,A错误;B.溶液的浓度具有均一性,取出部分后剩余溶液浓度仍为1mol/L,B错误;C.未明确溶液体积,无法确定Na+的物质的量,C错误;D.28.4g Na2SO4为=0.2mol,Na+的物质的量为0.2mol×2=0.4 mol,溶液体积0.1 L,c(Na+)==4.0 mol/L,D正确;故答案为:D。
▌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】(25-26高一上·江苏泰州·期中)如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是
硫酸化学纯(CP)(500 ml)
品名:硫酸
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.取该硫酸100 mL,则浓度变为原来的1/5
【答案】B
【解析】A.该硫酸的物质的量浓度为=18.4 mol/L,而非9.2 mol/L,A错误;B.根据稀释前后溶质物质的量不变可知,配制的稀硫酸需取该硫酸,B正确;C.因为该硫酸的密度大于水的密度,即该硫酸与等体积水混合后总质量小于该硫酸质量的2倍,而溶质质量不变,根据质量分数=,则该硫酸与等体积水混合后质量分数大于49%,C错误;D.溶液具有均一性,则取该硫酸100 mL,其浓度与原来的相同,D错误;故选B。
【变式2-1】(24-25高一上·江苏南京·期中)用密度为ρ1 g·cm-3、质量分数为w的浓盐酸,与水按体积比1∶4配制成稀盐酸,密度为ρ2 g·cm-3,则所配制的稀盐酸的物质的量浓度为
A.mol·L-1 B.mol·L-1
C.mol·L-1 D.mol·L-1
【答案】C
【解析】设取1 L浓盐酸、4 L水进行配制,稀释前后溶质的物质的量不变,则在浓溶液中溶质HCl的物质的量;稀溶液总质量m总==,稀释后溶液体积,代入化简得,故选C。
【变式2-2】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)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。据此下列说法正确的是
A.若将该浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的硼酸
B.稀释该硫酸时应将水倒入硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
C.该硫酸的物质的量浓度为
D.等体积的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度大于
【答案】D
【解析】A.浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,硼酸用于碱灼伤后的处理,A错误;B.浓硫酸稀释放出大量热,应将浓硫酸沿器壁缓慢加入水中并不断搅拌;将水倒入浓硫酸中会使少量水迅速沸腾而造成液滴飞溅,B错误;C.由标签中的密度、质量分数和相对分子质量可得,不是题述数值,C错误;D.等体积混合时,若体积可加,所得浓度为原浓度的一半,即;硫酸与水混合会发生体积收缩,实际总体积小于二者混合前的体积之和,故所得溶液的物质的量浓度大于该值,D正确;故选D。
【变式2-3】相对分子质量为M的气态化合物VL(标准状况)溶于mg水中,得到溶液的质量分数为,物质的量浓度c mol∙L−1,密度为,则下列说法正确的是
A.相对分子质量M可表示为:
B.溶液密度可表示为:
C.溶液的质量分数可表示为
D.物质的量浓度C可表示为:
【答案】A
【解析】A.,则,,,则相对分子质量M可表示为:,故A正确;B.根据,则溶液密度可表示为:,故B错误;C.溶液的质量分数可表示为,故C错误;D.物质的量浓度c可表示为:,故D错误。综上所述,答案为A。
▌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】在标准状况下,将VLA气体(摩尔质量是Mg/mol)溶于0.1L水中,所得溶液的密度为dg/cm3,则此溶液的物质的量浓度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】标准状况下,气体的物质的量为n=,气体的质量m=×Mg/mol=g,溶剂水的质量为m(H2O)=100mL×1g/mL=100g,即溶液的质量为g,则溶液的体积为=L,故该溶液的物质的量浓度为c= ,故选A。
【变式3-1】(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3-2】下列关于物质的量浓度表述正确的是
A.1.5mol/L的溶液中的物质的量浓度为1.5mol/L
B.实验室需要配制100mL1.00mol/LNaCl溶液应用托盘天平准确称量食盐5.85g(托盘天平精度值:0.1)
C.98%的硫酸(密度为1.与18.4mol/L的硫酸浓度相同
D.将VL氨气溶于1L水中配成密度为g·cm-3的氨水,该氨水的物质的量浓度为
【答案】C
【解析】A.1.5mol/L的溶液中的物质的量浓度为1.5 mol/L×3=4.5 mol/L,错误。B.托盘天平精度为0.1 g,无法准确称量5.85 g,实际需要称量的质量应为5.9g,错误;C.98%的硫酸(密度为1.84g·cm-3)的物质的量浓度为:,C正确;D.该表达式错误地将气体体积和水的体积直接加和作为溶液体积,实际上溶液的总质量为,溶液体积应为,,D错误;故选C。
【变式3-3】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)下列关于物质的量浓度的表述正确的是
A.标准状况下,VL氨气溶于1L水配制氨水,该氨水的物质的量浓度
B.的溶液中含数约为
C.的盐酸VL在敞口烧杯中加热蒸发至溶液体积为,浓度变为
D.98%的浓硫酸()与水等质量混合,所得硫酸溶液物质的量浓度小于原浓硫酸浓度的一半
【答案】D
【解析】A.VL氨气与1L水的体积不能相加,溶液的体积不是(V+1)L,A错误;B.没有给出溶液体积,不能计算数目,B错误;C.盐酸易挥发,加热蒸发至溶液体积为,盐酸浓度小于,C错误;D.硫酸密度大于水,98%的浓硫酸()与水等质量混合,98%的浓硫酸体积小于等质量水的体积,混合后所得硫酸溶液物质的量浓度小于原浓硫酸浓度的一半,D正确;故选D。
▌题型04 溶液稀释和混合的计算
1.溶液的稀释或混合的计算依据
(1)将浓溶液加水稀释,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)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)。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)、m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)
2.混合后溶液的体积
①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,可认为是原两溶液的体积之和;
②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算。
【典例4】(2026高一下·江苏·学业考试)将5 mol·L-1的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A.mol·L-1 B.mol·L-1 C.mol·L-1 D.mol·L-1
【答案】B
【解析】稀释前后溶质的物质的量不变,Mg(NO3)2的初始浓度为5 mol·L-1,体积为a mL,稀释后体积为b mL,则稀释后Mg(NO3)2浓度为 mol·L-1;因为,即 mol·L-1,故答案选B。
【变式4-1】(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4-2】(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4-3】将0.2mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液与0.3mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合(假设溶液体积可以加和),充分反应后,关于溶液中的离子浓度,下列说法正确的是( )
A.c(NH4+)=0.2mol·L-1 B.c(Al3+)=0.1mol·L-1
C.c(OH-)=0.3mol·L-1 D.c(SO42-)=0.05mol·L-1
【答案】D
【解析】这两溶液体积均为V L,混合后总体积为2V L,初始离子物质的量:n(NH4+) = 0.2V mol,n(Al3+) = 0.2V mol,n(SO42-) = 0.4V mol,n(Ba2+) = 0.3V mol,n(OH-) = 0.6V mol。反应①:SO42-+Ba2+=BaSO4↓,0.3V mol Ba2+消耗0.3V mol SO42-,剩余SO42-为0.1V mol。反应②:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,0.2V mol Al3+恰好消耗0.6V mol OH-,Al3+完全沉淀,OH-无剩余。NH4+未参与反应,物质的量为0.2V mol。A项, = 0.1mol·L-1,A错误;B项,Al3+完全沉淀,浓度接近0,B错误;C项,OH-被完全消耗,浓度接近0,C错误; D项, = 0.05mol·L-1,D正确;故选D。
▌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·江苏扬州·期中)实验室有一瓶 和MgSO4的混合溶液,体积为500mL,分为两等份。取一份加入足量BaCl2溶液,生成4.66g白色沉淀;另一份加入足量NaOH溶液,生成0.58g白色沉淀。下列说法不正确的是
A.Na2SO4和 MgSO4均为电解质
B.原混合溶液中MgSO4的物质的量浓度为
C.原混合溶液中 Na+的物质的量浓度为
D.该混合溶液中
【答案】C
【解析】A.Na2SO4和MgSO4均为强电解质,在水溶液中完全电离,A正确;B.第二份溶液中Mg(OH)2沉淀为0.58 g,对应Mg2+物质的量为,原液中MgSO4浓度为,B正确;C.第一份溶液中BaSO4沉淀为4.66 g,对应硫酸根的物质的量。其中0.01 mol来自MgSO4,剩余0.01 mol来自Na2SO4;原溶液中Na2SO4浓度为,则Na+浓度为0.04×2=0.08 mol/L,C错误;D.根据溶液电荷守恒:,代入数据:0.08+2×0.04=2×0.08,等式成立,D正确;故答案选C。
【变式5-1】(25-26高一上·江苏扬州·期中)在 MgCl2、NaCl、Na2SO4三种盐的混合溶液中,,,0.38mol·L-1,则c()为
A.0.22mol·L-1 B.0.15 mol·L-1 C.0.11 mol·L-1 D.0.20mol·L-1
【答案】C
【解析】溶液呈电中性,遵循电荷守恒:,代入数值计算:,C正确。
【变式5-2】(25-26高一上·江苏无锡·期中)两份体积相同的某植物营养液,其配方分别如下:(注:“—”表示营养液中不含该物质)
KCl
K2SO4
ZnSO4
①
0.3mol
0.2mol
0.1mol
②
0.1mol
0.3mol
—
关于两份营养液的叙述不正确的是
A.的物质的量相同 B.的物质的量不同
C.的微粒数目不同 D.的物质的量浓度不同
【答案】D
【解析】A.营养液①中,营养液②中,二者物质的量相同,A正确;B.营养液①中,营养液②中,二者物质的量不同,B正确;C.营养液①中,营养液②不含锌盐,,根据可知二者微粒数目不同,C正确;D.营养液①中,营养液②中,两份溶液体积相同,根据可知物质的量浓度相同,D错误;因此答案选D。
【变式5-3】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)将溶液加水稀释,稀释过程中随溶液体积的变化曲线如图,下列说法正确的是
A.将溶液稀释需用到烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器
B.图中
C.将该溶液与足量盐酸反应最多收集标况下
D.溶液的初始浓度为
【答案】D
【解析】A.溶液稀释需烧杯、玻璃棒,漏斗用于过滤,无需漏斗,A错误;B.稀释过程中物质的量不变,由时,得。时,,即,B错误;C.与足量盐酸反应:,1 mol 生成1 mol CO2。初始,故,标况下,C错误;D.初始,初始浓度,D正确;故答案为:D。
▌题型06 化学反应的计算
1.物质的量在化学方程式计算中的应用
化学反应中参加反应的的各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。
化学方程式
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
化学计量数之比
1∶2∶1∶2
扩大NA倍之后
NA∶2NA∶NA∶2NA
物质的量之比
1mol∶2mol∶1mol∶2mol
结论
化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比
2.化学反应的计算的基本步骤
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)
【典例6】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)计算在化学中有着重要作用。
(1)将x mol 溶于水中得到20.00mL溶液,为测定其浓度,进行以下操作:
步骤1:取待测溶液20.00 mL于锥形瓶中。
步骤2:用稀调节溶液pH,加入足量的KI晶体充分反应。
步骤3:加入几滴淀粉溶液,逐滴加入0.1 的溶液,恰好完全反应时,消耗溶液20.00 mL。已知:,。
①步骤3中消耗的为__________mol。
②x mol 中的x=__________。
③步骤1的待测溶液中的物质的量浓度为__________。
(2)加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示。B点剩余固体成分的化学式为__________。
【答案】(1)
0.002
0.0004
0.02
(2)
【解析】(1)① 根据物质的量公式,消耗的物质的量为。
② 由已知反应可得关系式:,即,因此20mL待测液中,即。
③ 根据浓度公式,的浓度为。
(2)设初始为1mol,质量为,B点固体残留率76%,故剩余固体质量为。Cr元素守恒,剩余固体中,质量为52g,则剩余固体中O的质量为,,,因此化学式为。
【变式6-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)把含有和的混合溶液分成两等份,一份加入含的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡;另一份加入含的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁。则原混合溶液中钾离子的浓度为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由离子方程式:2OH-+Mg2+=Mg(OH)2↓可知,OH-为bmol,则Mg2+为mol,MgSO4为mol;由离子方程式:+Ba2+=BaSO4↓可知,Ba2+为a mol,为a mol,MgSO4和K2SO4共a mol,则K2SO4为-(a)mol,其含有的K+为(a-) mol×2= (2a-b) mol;原混合溶液中的K+为2×(2a-b) mol;所以原混合溶液中钾离子的浓度为;答案选D。
【变式6-2】(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)《神农本草经》载:“石胆,味酸,寒。……能化铁为铜成金银。”石胆即胆矾(CuSO4·5H2O),易溶于水,难溶于乙醇。某实验小组以CuO为原料制备胆矾并测定其纯度。
I. 制备胆矾
(1)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,待CuO完全反应后停止加热。经下列一系列操作制得胆矾:将溶液蒸发浓缩、_________________、过滤、乙醇洗涤、干燥。
II. 测定胆矾纯度
(2)配制100 mL 0.1 mol/L 硫代硫酸钠(Na2S2O3)标准溶液
已知:Na2S2O3易溶于水
①配制上述溶液时用托盘天平准确称量Na2S2O3固体的质量为____________g。
②配制过程中下列仪器一定不需要使用的____________(填标号),其中还缺少的玻璃仪器是____________ (填仪器名称)。
③配制前蒸馏水需先煮沸再冷却,其目的是_______________________________________。
④下列情况中,导致所配溶液的物质的量浓度偏低的是_______________ (填标号)。
A.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
B.转移溶液至容量瓶过程中,有少量溶液溅出
C.定容时俯视刻度线读数
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再加水至刻度线
(3)测定胆矾样品中CuSO4·5H2O的纯度
准确称取0.50g胆矾样品,加入适量水溶解,转移至碘量瓶(一种专用锥形瓶)中,加过量KI溶液并用稀硫酸酸化(发生反应:2CuSO4+4KI=I2+2K2SO4+2CuI↓),充分反应后,再滴加0.1 mol/L Na2S2O3溶液,与生成的I2恰好完全反应时(发生反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗Na2S2O3溶液19.20 mL。 请计算胆矾样品中CuSO4·5H2O的纯度__________________。
(纯度,计算结果保留1位小数)
【答案】(1)降温结晶
(2) 1.6 AB 100 mL容量瓶 排出溶于水中的氧气 BD
(3)96.0%
【分析】本题考查了硫酸铜晶体的制备及纯度测定。第一部分通过氧化铜与稀硫酸反应制备硫酸铜,再经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到胆矾;第二部分考查了一定物质的量浓度溶液的配制步骤、仪器选择及误差分析;第三部分利用碘量法测定胆矾纯度,通过建立关系式进行滴定数据处理与计算。
【解析】(1)从硫酸铜溶液中获取胆矾()晶体,为防止晶体失去结晶水,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶(或降温结晶)、过滤、乙醇洗涤、干燥等操作;
(2)①配制溶液,理论上需要固体的质量为 。由于托盘天平的精确度为 ,故实际应称量 ;
②配制一定物质的量浓度的溶液,需要用到的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。一定不需要用到平底烧瓶(A)和分液漏斗(B)。其中还缺少的玻璃仪器是容量瓶(注意必须注明规格);
③ 具有较强的还原性,易被水中的溶解氧氧化,将蒸馏水煮沸再冷却的目的是除去水中的溶解氧,防止溶质变质;
④ A.容量瓶未干燥有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液最终体积无影响,浓度不变,A不符合题意;
B.转移时有溶液溅出,导致溶质损失,所配溶液浓度偏低,B符合题意;
C.定容时俯视刻度线,加入的水偏少,溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,C不符合题意;
D.定容摇匀后液面下降是正常现象,再加水会导致溶液最终体积偏大,所配溶液浓度偏低,D符合题意;
故选BD;
(3)根据反应方程式 和 ,可得物质的量关系式: 则样品中胆矾的物质的量为: 样品中胆矾的质量为: ,故胆矾样品的纯度为: 。
【变式6-3】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)某不纯铁粉可能含有Zn、Mg、Cu、C等杂质中的一种。现取一定质量的该铁粉与250mL稀硫酸反应,该铁粉的质量与反应生成H2的质量关系如图所示。(写出计算过程)
(1)含有的杂质是______;判断的理由是__________________。
(2)该铁粉中铁的物质的量分数为______。
(3)稀硫酸的物质的量为______。
【答案】(1) Mg 由图可知,该不纯铁粉与稀硫酸完全反应生成,其物质的量为。若为纯铁,生成需要,而实际仅需,说明杂质生成等量氢气所需的质量小于。Cu、C与稀硫酸不反应,生成需要Zn的质量为,需要Mg的质量为,故杂质必定为Mg
(2)81.25%
(3)0.125mol
【分析】根据图像可知,当加入铁粉时,生成的质量为,即。利用极值法(平均值法)分析,若全部为纯铁,生成需要,而实际混合物质量为,说明杂质生成等量氢气消耗的质量必须小于,据此可判断出杂质种类。再根据混合物的总质量和生成氢气的总物质的量列二元一次方程组,即可求解铁的物质的量分数。最后根据图像中氢气的最大生成量,利用守恒关系计算稀硫酸的物质的量。
【解析】(1)由图可知,该不纯铁粉与稀硫酸完全反应生成,其物质的量为。若为纯铁,生成需要,而实际仅需,说明杂质生成等量氢气所需的质量小于。Cu、C与稀硫酸不反应,生成需要Zn的质量为,需要Mg的质量为,故杂质必定为Mg;
(2)设混合物中Fe的物质的量为,Mg的物质的量为。根据混合物质量和生成氢气的物质的量可列方程组:
;
解得,;故该铁粉中铁的物质的量分数为;
(3)由图可知,当稀硫酸完全反应时,生成的最大质量为,其物质的量为。根据反应关系式,可知参与反应的稀硫酸中溶质的物质的量为。
▌题型07 配制一定物质的量浓度的溶液
1.配制过程示意图:
2.配制步骤(以配制100 mL 2.00 mol·L-1NaCl溶液为例)
①计算:根据nB=cB·V可知n(NaCl)=0.1 mol,则m(NaCl)=5.85 g。
②称量:用托盘天平称取5.9 g NaCl固体。
③溶解:将称好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解,用玻璃棒搅拌,并放置至室温。
④移液:将烧杯中的溶液用玻璃棒引流转移到容量瓶中。
⑤洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶中,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,当液面离容量瓶颈刻度线下1~2_cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切。
【典例7】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)用晶体配制溶液。下列说法不正确的是
A.称量、溶解:用分析天平准确称取晶体在烧杯中溶解
B.转移:容量瓶中残留少量蒸馏水,无需晾干即可转移溶液
C.洗涤:洗涤烧杯内壁和玻璃棒次,并将洗涤液全部转移至容量瓶中
D.定容:定容时俯视刻度线会导致所配溶液浓度偏低
【答案】D
【解析】A. 计算所需Na2CO3·10H2O的质量为,分析天平可精确称量14.3000 g,操作正确,A正确;B. 容量瓶中残留少量蒸馏水不影响最终浓度,因为定容时加水至刻度线,体积准确,B正确;C. 洗涤烧杯内壁和玻璃棒并转移洗涤液可确保溶质完全转移,避免损失,操作正确,C正确;D. 定容时俯视刻度线会导致实际液面低于刻度线,体积偏小,浓度偏高(c = n/V,n不变,V减小,c增大),而非偏低,D错误;故答案选D。
【变式7-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)实验室欲配制溶液,下列有关说法中正确的是
A.可用分析天平称量固体
B.将固体在烧杯中溶解后,迅速转移到容量瓶中
C.可用题图所示装置进行溶液配制
D.用胶头滴管定容时仰视刻度线,导致所配制溶液浓度偏大
【答案】A
【解析】A.所需的质量,分析天平精度足够,可称量该质量的固体,A正确;B.固体溶解时有热效应,需冷却至室温后再转移到容量瓶中,若迅速转移,温度变化会导致溶液体积不准确,B错误;C.配制溶液需使用容量瓶,题图为容量瓶,规格不符合要求,且玻璃棒的下端应在刻度线以下,C错误;D.定容时仰视刻度线,会导致溶液体积偏大,根据,所配制溶液浓度偏小,D错误;故选A。
【变式7-2】(25-26高一上·江苏·阶段检测)某同学配制500 mL 1.00 mol/L的某溶液,有关操作正确的是
A.配制H2SO4溶液时,将量筒、烧杯、玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液转入容量瓶中
B.配制盐酸溶液时,需量取36.5%、密度为1.19g/cm3的浓盐酸约42.0 mL
C.配制NaOH溶液时,应快速溶解NaOH固体,并快速将溶液转移到容量瓶中后定容
D.配制NaCl溶液定容时,摇匀后发现溶液凹液面低于刻度线,加入蒸馏水至刻度线
【答案】B
【解析】A.量筒为量出式仪器,洗涤量筒会使溶质的物质的量偏大,所配溶液浓度偏高,无需洗涤量筒,A错误;B.浓盐酸的物质的量浓度,根据稀释前后溶质物质的量不变,,解得,B正确;C.固体溶于水放热,未冷却至室温就转移定容,冷却后溶液体积偏小,应冷却至室温后再转移,C错误;D.摇匀后溶液凹液面低于刻度线是部分溶液附着在容量瓶瓶颈和瓶塞处导致的正常现象,加入蒸馏水会使溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,D错误;因此答案选B。
【变式7-3】(25-26高一上·江苏徐州·期中)实验室需要0.1 mol/L NaOH溶液480 mL,根据这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___________(填写选项),本实验所需玻璃仪器D规格为___________mL, B装置的名称是________。
(2)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个操作只用一次)___________。
A.用少量水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.在盛有NaOH固体的烧杯中加入适量水溶解
C.将烧杯中已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,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1~2cm处
(3)在配制NaOH溶液实验中,若出现如下情况,其中将引起所配溶液浓度大于0.1mol/L的是___________。(填下列编号)
①容量瓶实验前用蒸馏水洗干净,但未烘干
②定容时俯视液面
③配制过程中遗漏了(2)中步骤A
④加蒸馏水时不慎超过了刻度,立即用胶头滴管将多余的水吸出
(4)如要用NaOH作为原料对该溶液进行配制,求所需NaOH的质量(写出计算过程)______。
【答案】(1) B 500 分液漏斗
(2)BCAFED
(3)②
(4)2.0 g
【解析】(1)配制480 mL 0.1 mol/L NaOH溶液,需要用到500 mL的容量瓶,可用量筒量取一定体积的水溶解固体,还需要用到烧杯和玻璃棒,定容时需要用到胶头滴管,如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要用到分液漏斗,故选:B,本实验所需玻璃仪器D规格为500 mL, B装置的名称是:分液漏斗;
(2)计算称量固体后先溶解,冷却至室温后转移至容量瓶中,再洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移至容量瓶中,继续加蒸馏水至刻度线1-2cm处用胶头滴管加水至刻度线,摇匀,故操作顺序为:BCAFED;
(3)①因定容和洗涤时均加蒸馏水,容量瓶实验前用蒸馏水洗干净但未烘干,不影响配制溶液的浓度,①不符合题意;
②定容时俯视液面导致溶液总体积偏小,浓度偏大,②符合题意;
③配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒导致溶质偏少,浓度偏小,③不符合题意;
④加蒸馏水时不慎超过了刻度,溶液总体积偏大,浓度偏小,立即用胶头滴管将多余的水吸出,此时溶液浓度仍偏小,④不符合题意;
故选②;
(4)本实验应选用500 mL容量瓶进行配制,所需NaOH的质量为:。
▌题型08 溶液配制的误差分析
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
偏小
/
偏低
称量NaOH时使用滤纸
偏小
/
偏低
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
偏大
/
偏高
用量筒量取浓硫酸时俯视
偏小
/
偏低
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
偏大
/
偏高
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
偏小
/
偏低
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
偏小
偏高
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
无影响
转移时有少量溶液流到容量瓶外
偏小
/
偏低
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
偏小
/
偏低
定容
定容时仰视刻度线
/
偏大
偏低
定容时俯视刻度线
/
偏小
偏高
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
偏小
/
偏低
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
偏大
偏低
【典例8】(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8-1】(25-26高一上·江苏·阶段检测)某班同学进行配制一定物质的量浓度溶液的实验。甲组:用碳酸钠晶体()来配制溶液480 mL;乙组:用98%的浓硫酸(密度为)配制稀硫酸500 mL。假如其他操作都准确无误,下列说法正确的是
A.定容后,盖好瓶塞,摇匀、静置发现液面低于刻度线,又加少量水至刻度线
B.甲组需称取53.0 g碳酸钠晶体();乙组需用量筒量取13.6 mL浓硫酸
C.稀释浓硫酸时用滴管向浓硫酸中逐滴加水
D.甲组定容时仰视刻度线,溶液浓度偏低;乙组量取浓硫酸时俯视刻度线,溶液浓度偏低
【答案】D
【解析】A.定容摇匀后液面低于刻度线是部分溶液附着在容量瓶刻度线上方,属于正常现象,若再加少量水至刻度线会稀释溶液,导致浓度偏低,操作错误,A错误;B.实验室没有480 mL规格的容量瓶,配制480 mL溶液需选用500 mL容量瓶,按500 mL溶液体积计算:,的摩尔质量为286 g/mol,所需晶体质量为,不是53.0 g;98%浓硫酸的物质的量浓度,所需浓硫酸体积,B错误;C.稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢注入水中并搅拌,向浓硫酸中加水会因剧烈放热导致液体飞溅,操作错误,C错误;D.根据,甲组定容仰视刻度线,溶液体积偏大,浓度偏低;乙组量取浓硫酸俯视刻度线,溶质物质的量偏小,浓度偏低,D正确;故选D。
【变式8-2】(25-26高一上·江苏扬州·期中)某学习小组成员欲用质量分数98%、密度为的浓硫酸配制500mL的的稀硫酸,下列说法正确的是
A.配制该稀硫酸溶液需用量筒量取27.17mL浓硫酸
B.若量取浓硫酸的过程中俯视量筒会导致所配稀硫酸浓度偏小
C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致所配溶液浓度偏大
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,需补加少量水以重新达到刻度线
【答案】B
【解析】A.先计算浓硫酸的物质的量浓度:,结合稀释定律,可得所需浓硫酸体积,但量筒精度仅为0.1 mL,无法量取27.17 mL浓硫酸,A错误;B.量取浓硫酸时俯视量筒,会使实际量取的浓硫酸体积偏小,溶质的物质的量偏小,根据,所配稀硫酸浓度偏小,B正确;C.转移溶液时有少量液体溅出,会导致溶质损失,偏小,所配溶液浓度偏小,C错误;D.摇匀后液面低于刻度线是因为部分溶液附着在容量瓶刻度线上方内壁,属于正常现象,补加水会使溶液体积偏大,浓度偏小,D错误;故选B。
【变式8-3】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)某同学进行实验时需要硫酸溶液240 mL左右,但实验室有密度为、质量分数为98%的浓硫酸。该同学利用所给试剂配制所需溶液。
(1)该同学应用量筒量取的浓硫酸体积为___________mL(精确到0.1 mL),实验必须用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,至少还需要的一种玻璃仪器是___________。
(2)量取的浓硫酸需在烧杯中先稀释,稀释浓硫酸的操作是___________。
(3)配制过程中主要有以下操作:
①定容 ②转移 ③量取 ④洗涤 ⑤稀释 ⑥摇匀
正确的操作顺序应是___________。
A.①②③④⑤⑥ B.③⑤②④①⑥ C.④⑤③②①⑥
(4)下列操作会引起所配溶液浓度偏高的有___________。
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视量筒的刻度
B.容量瓶未干燥即用来配制溶液
C.浓硫酸在烧杯中稀释后,未冷却就立即转移到容量瓶中,并进行定容
D.烧杯中稀溶液往容量瓶转移时,有少量液体溅出
(5)若定容时,加蒸馏水不慎超过刻度线,处理方法是___________。
(6)若用24.00 mL该浓度的硫酸测定某未知浓度的NaOH溶液,每次所消耗的NaOH溶液的体积如下:
测定次序
第1次
第2次
第3次
第4次
V/mL
11.90
12.10
15.00
12.00
则该NaOH溶液的浓度是___________。
【答案】(1) 容量瓶
(2)将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中,并用玻璃棒不断搅拌
(3)B
(4)AC
(5)重新配制
(6)
【解析】(1)需要溶液左右,应选择250mL容量瓶,浓硫酸物质的量浓度为,根据稀释前后溶质物质的量不变得到×V=,解得V=0.0136L=13.6mL;实验必须用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,至少还需要的一种玻璃仪器是250mL容量瓶;
(2)量取的浓硫酸需在烧杯中先稀释,稀释浓硫酸的操作是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中,并用玻璃棒不断搅拌;
(3)配制过程中主要步骤是计算、量取、稀释、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀,正确的操作顺序应是③⑤②④①⑥,故选B;
(4)A.用量筒量取浓硫酸时,仰视量筒的刻度,取浓硫酸体积偏多,配制浓度偏高,A正确;
B.容量瓶未干燥即用来配制溶液,对结果无影响,B错误;
C.浓硫酸在烧杯中稀释后,未冷却就立即转移到容量瓶中,并进行定容,冷却后溶液体积偏小,浓度偏高,C正确;
D.烧杯中稀溶液往容量瓶转移时,有少量液体溅出,溶质减少,物质的量浓度偏低,D错误;
故选AC;
(5)若定容时,若加蒸馏水时不慎超过刻度线,处理方法是重新配制;
(6)第3次消耗的体积与其他三次差距较大,舍去,平均消耗的NaOH溶液的体积为,,则该NaOH溶液的浓度是:c=。
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