内容正文:
人教版高中化学必修第一册
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
2.3物质的量(二)
01 学习目标
1、认识物质的量浓度:通过实例分析,了解物质的量浓度是表示溶液组成的重要物理量,符号为 c_B,常用单位为 mol/L 或 mol·L⁻¹;理解其定义为单位体积溶液里所含溶质 B 的物质的量,掌握表达式 c_B=n_B/V,能区分溶液体积与溶剂体积,知道溶液体积不等于溶剂体积。
2、掌握配制方法与计算:掌握一定物质的量浓度溶液的配制步骤——计算、称量或量取、溶解或稀释、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;学会使用容量瓶,注意规格选择、检漏、不能直接在容量瓶中溶解等操作要点;能进行物质的量浓度与物质的量、质量、粒子数之间的换算。
3、理解稀释规律与误差分析:理解溶液稀释前后溶质物质的量不变,掌握 c₁V₁=c₂V₂ 的简单计算;能结合化学方程式进行定量计算;能分析未洗涤烧杯和玻璃棒、定容时俯视或仰视、转移时溶液洒出等操作对配制浓度的影响。
4、培养定量思维与科学态度:通过配制实验和计算练习,体会物质的量浓度在联系宏观溶液与微观粒子中的作用,养成规范操作、准确记录、单位严谨、计算细致的习惯,形成证据推理、合作交流、严谨求实的科学态度。
02 思维导图
03 基础知识
☀知识点一 物质的量浓度
1.溶质的质量分数
定义
溶液中的溶质质量与溶液质量之比
定义式
w=×100%
意义
20%的Na2CO3溶液可表示100_g_Na2CO3溶液中含有Na2CO3 20 g
2.物质的量浓度
含义
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。
计算公式
cB =
单位
mol/L(mol·L-1)或 mol/m3(mol ·m-3)
①公式中,V是指溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。计算时不能用溶剂的体积代替溶液的体积,应根据V=m/ρ计算溶液的体积。
②从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,其物质的量浓度不变,但所取出溶质的物质的量随取出溶液的体积变化而改变。
3.溶质的辨别
某些物质溶于水后,与水发生反应,则溶质为反应后的生成物,如 Na2O→NaOH,SO3→H2SO4等。
含结晶水的物质溶于水,溶质是不含结晶水的化合物,如CuSO4·5H2O溶于水,CuSO4为溶质。
4.溶质与构成微粒浓度的关系
溶质的浓度
微粒浓度
3mol·L-1的K2CO3溶液
c(K+)=6mol·L-1
c(CO32-)=3mol·L-1
0.5mol·L-1的Ba(OH)2溶液
c(Ba2+)=0.5mol·L-1
c(OH-)=1mol·L-1
0.24mol·L-1的C2H5OH溶液
c(C2H5OH)=0.24mol·L-1
5.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
质量分数
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
两者关系
(:摩尔质量,单位g·mol-1;ρ:密度,单位g·cm-3)
物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
换算公式
。其中M为溶质B的摩尔质量,ρ为溶液的密度(g·cm-3),ω为溶质的质量分数。
推导方法
设溶液体积为1L,则
①溶质的质量:m=1L×000mL·L-1×ρg·cm-3(溶液的密度)×ω(溶质的质量分数)=1 000ρωg
②溶质的物质的量:
③溶质的物质的量浓度:
☀知识点二 配制一定物质的量浓度的溶液
1.认识和使用容量瓶
结构与用途
使用要点
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②只能配制容量瓶上规定体积的溶液,应根据所配体积选取规格合适的容量瓶,如配制950mL溶液,应选用1000mL的容量瓶。
③使用容量瓶时注意“五不”:a.不能用容量瓶来溶解固体;b.不能用容量瓶来稀释浓溶液;c.不能加热容量瓶;d.不能用容量瓶作反应容器;e.不能用容量瓶长期贮存溶液。
④使用前要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。检查程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立→瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
⑤容量瓶使用完毕,应洗涤、晾干。玻璃磨口瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连。
⑥容量瓶在使用时不需要用待配溶液润洗,若润洗,则加入的溶质偏多。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)实验仪器:一定容积的容量瓶、托盘天平(称量固体)、量筒(量取液体)、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
步骤及装置
操作及注意事项
①计算
①根据n(固体)= c·V(V以容量瓶体积计算)
m(固体)= n(固体)×M,求固体质量
c(浓溶液)· V(浓溶液)=c(所配溶液)· V(容量瓶),求浓溶液的体积。
②计算溶质的质量时要根据容量瓶的容积来计算,计算结果保留一位小数
②称量/量取
固体用托盘天平称量
①在使用天平时应“一平,二调,三称量”;
②称量时“左物右码”勿放反,先垫纸片再称量(强腐蚀性物质用小烧杯,如氢氧化钠等物质);
③读数时注意用砝码质量加游码质量
浓溶液用量筒量取
①选择合适的量筒,先用水清洗,再用所量取的浓溶液物质润洗
②先往量筒中加入浓溶液,眼睛平视刻度线,等凹液面接近刻度线时改用胶头滴管逐滴加入
③溶解
①把固体加入烧杯后,加入适量的水,用玻璃棒顺时针搅拌。
②在搅拌过程中速度适中、用力不能过猛,防止液体飞溅
④冷却(冷却到室温)
物质溶解过程中一般会产生热效应,而物质本身都会热胀冷缩,溶液冷却到室温的目的是防止给后续操作带来误差
⑤移液
玻璃棒在引流时:①下端要抵在刻度线以下,防止定容时刻度线上方有液体,导致定容后液体体积变大。
②上端要在容量瓶瓶口中央,防止在转移液体时使液体洒落在容量瓶的外侧
⑥洗涤
将烧杯内壁和玻璃棒用蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液转移至容量瓶,轻轻摇动,使溶液混合均匀。
①溶解及洗涤所用水的总体积一定不能超过要配制溶液的体积。
②洗涤时玻璃棒和烧杯一起洗涤。
③为保证溶质不损失,应将烧杯内壁及玻璃棒洗涤2~3次,且将洗涤液也注入容量瓶
⑦定容
在加蒸馏水时,先将蒸馏水用烧杯沿玻璃棒注入容量瓶,离刻度线1~2cm时改用胶头滴管滴加,眼睛要平视刻度线,直到凹液面的最低处和刻度线相切
⑧振荡、摇匀
①盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶反复上下颠倒,摇匀。
②在摇匀时不能用力过猛,防止液体从上口冲出
⑨装瓶、贴签
把配好的溶液转移到试剂瓶中,在试剂瓶上标注药品的名称及浓度,易分解的试剂也可以标注配制试剂的日期
1.量筒的使用注意事项
①量筒的常见规格有10 mL、25 mL、50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。
②量筒没有“0”刻度。
③为了减小实验误差,量取溶液时应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒,如量取7mL液体应选用10mL量筒。
2.定容时的读数问题
俯视刻度线时溶液实际体积小于读数,仰视刻度线时溶液实际体积大于读数,都会产生误差。
3.准确配制一定物质的量浓度溶液的两个关键
①准确称量固体溶质的质量(或准确量取浓溶液的体积);
②准确标定所配制溶液的体积。
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)原理依据
根据分析,其中MB(溶质的摩尔质量)是定值。其他条件不变时:
使mB或nB增大(或减小)的因素,导致cB偏大(或偏小);使V增大(或减小)的因素,导致cB偏小(或偏大)。
(2)具体分析实例(以配制220 mL1.00 mol·L-1NaOH 溶液为例)
操作步骤
引起误差的操作
影响因素
对cB的影响
mB(或nB)
V
①计算
计算结果
m(NaOH)=0.22 L×1.00 mol·L-1×40g·mol-1 =8.8 g
偏小
-
偏小
②称量
砝码生锈或沾有其他物质(没有脱落)
偏大
-
偏大
砝码与物品颠倒(使用游码)
偏小
-
偏小
称量时间过长
偏小
-
偏小
③溶解
有少量液体溅出
偏小
-
偏小
④转移
容量瓶内有少量水
无影响
无影响
无影响
⑤洗涤
未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
偏小
-
偏小
⑥定容
未冷却至室温就进行定容
-
偏小
偏大
仰视读数
-
偏大
偏小
俯视读数
-
偏小
偏大
液面超出刻度线后用胶头滴管吸出一部分溶液
偏小
-
偏小
⑦摇匀
摇匀后液面下降,补充水
-
偏大
偏小
⑧装瓶
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
-
偏大
偏小
选取容量瓶的规格为250 mL,计算溶质质量时应用250 mL,而非220 mL。
重难点1:有关溶液混合的物质的量浓度计算
1.物质的量浓度的有关计算
已知溶质的质量求物质的量浓度(溶液体积已知)
已知溶液中某种粒子的数目求物质的量浓度(溶液体积已知)
标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算(溶液的体积已知)
2.溶液稀释与混合的计算
浓溶液的稀释
溶质的物质的量不变
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
溶质的质量不变
m(浓)·ω(浓)=m(稀)·ω(稀)
溶液的质量守恒
m(稀)=m(浓)+m(水)(溶液体积一般不守恒)
相同溶质的两溶液混合
溶质的物质的量不变
c1V1+c2V2 = c(混)·V(混)
溶质的质量不变
= m(混)·ω(混)
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,则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,应根据来计算。
3.同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数ω>。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数ω<
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数ω=
04 经典例题
ღ题型一 物质的量浓度
【例1】下列溶液中氯离子物质的量最大的是( )
A.300mL 0.05mol•L﹣1的FeCl3溶液
B.300mL 0.6mol•L﹣1的KClO溶液
C.200mL 0.1mol•L﹣1的CaCl2溶液
D.100mL 0.25mol•L﹣1的KCl溶液
【答案】A
【解答】解:A.300 mL 0.05 mol/L的FeCl3溶液中,Cl﹣物质的量为0.05×3×0.3=0.045 mol;
B.KClO溶液中,ClO﹣不会解离出Cl﹣;
C.200 mL 0.1 mol/L的CaCl2溶液中,Cl﹣物质的量为0.1×2×0.2=0.04 mol;
D.100 mL 0.25 mol/L的KCl溶液中,Cl﹣物质的量为0.25×1×0.1=0.025 mol;
氯离子物质的量最大A,故A正确;
故选:A。
【例2】下列关于“100mL0.1mol/LNa2SO4溶液”的说法正确的是( )
A.该溶液中n(Na+)=0.02mol
B.若取该溶液10mL,其中c()=0.4mol/L,c()=0.01mol/L
C.配制该溶液时,将1.42gNa2SO4固体溶于100mL水中
D.配制该溶液时,使用未干燥的容量瓶会导致溶液浓度偏低
【答案】A
【解答】解:A.100mL0.1mol/LNa2SO4溶液中n(Na+)=0.1mol/L×0.1L×2=0.02mol,故A正确;
B.溶液具有均一性,若取该溶液10mL,其中,故B错误;
C.配制该溶液时,称取固体的质量=0.1mol/L×0.1L×142g/mol=1.42gNa2SO4固体,用100mL容量瓶配制为100mL溶液,不能直接溶于100mL水,故C错误;
D.定容需要加入蒸馏水,配制该溶液时,使用未干燥的容量瓶对所配溶液浓度无影响,故D错误;
故选:A。
ღ题型二 物质的量浓度的相关计算
【例1】将6.0mol•L﹣1H2SO4溶液由10mL稀释至200mL,再从中取出20mL,这20mL溶液的物质的量浓度是( )
A.0.3mol•L﹣1 B.0.05mol•L﹣1
C.0.5mol•L﹣1 D.0.15mol•L﹣1
【答案】A
【解答】解:溶液稀释过程中溶质的物质的量不变,设稀释后溶液的物质的量浓度为c,则有:6.0mol/L×0.01mL=0.2L×c,解得c=0.3mol/L,溶液具有均一性,浓度与体积无关,所以从中取出20mL溶液的物质的量浓度0.3mol/L,
故选:A。
【例2】向30.0mL硫酸铜溶液中加入过量铝粉,待充分反应后,再向其中加入2.00mol/L烧碱溶液,至沉淀不再减少,消耗烧碱溶液210mL,且收集到气体0.672L(标准状况).据此计算:
(1)加入铝粉的质量.
(2)原硫酸铜溶液的物质的量浓度.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:发生反应的离子方程式为 3Cu2++2Al=3Cu+2Al3+ …①Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O …②
2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑…③
由题可知n(H2)0.03mol,
则反应③消耗的n(NaOH)=0.0200mol,n(Al)=0.0200mol,
反应②消耗的n(NaOH)=2.00mol•L﹣1×0.210L﹣0.0200mol=0.400mol,
则反应①消耗的n(Al)=0.100mol,n(Cu2+)=0.150mol
故加入铝粉的质量为 m(Al)=(0.100mol+0.0200mol)×27.0g•mol﹣1=3.24g,
硫酸铜溶液的浓度为c(CuSO4)5mol/L,
答:(1)加入铝粉的质量为3.24g;
(2)原硫酸铜溶液的物质的量浓度为5mol/L.
【例3】下列计算结果正确且合理的是( )
A.0.5L、8mol/L浓盐酸与足量MnO2完全反应产生22.4L(标准状况下)Cl2
B.2H2S+SO2═3S↓+2H2O反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
C.将NO2和O2等体积混合充满一试管,倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体占试管容积的
D.标准状况下,用一充满NH3气体的干燥烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后(假设溶液不外溢),烧瓶内溶液的物质的量的浓度为
【答案】D
【解答】解:A.0.5L、8mol/L的浓盐酸含有4mol氯化氢,反应过程中浓盐酸变成稀盐酸,反应停止,参与反应的HCl小于4mol,生成的氯气小于1mol,故A错误;
B.由2H2S+SO2=3S↓+2H2O知,反应中S元素化合价发生变化,SO2为氧化剂,H2S为还原剂,所以S既是氧化产物又是还原产物,氧化产物和还原产物的物质的量之比为2:1,故B错误;
C.将NO2和O2等体积混合充满一试管,倒置于水槽中,发生反应4NO2+O2+2H2O═4HNO3可知,O2过量。设NO2和O2的体积各1 L,则1 L NO2消耗O2,剩余O2,,所以试管中剩余气体占试管容积的,故C错误;
D.设烧瓶的容积为V L,则氨气的体积为V L,氨气的物质的量为,氨水溶液的物质的量浓度为,故D正确;
故选:D。
【例4】用等体积的0.1mol/L的BaCl2溶液,可使相同体积的Fe2(SO4)3、Na2SO4、KAl(SO4)2三种溶液中的完全沉淀,则三种硫酸盐的物质的量浓度之比为( )
A.3:2:3 B.3:1:2 C.2:6:3 D.1:1:1
【答案】C
【解答】解:由反应Ba2+BaSO4↓可知,设等体积的0.1 mol/L的BaCl2溶液中含有Ba2+的物质的量为1mol,的物质的量为1mol,Fe2(SO4)3、Na2SO4、KAl(SO4)2物质的量分别为mol、1mol、mol,三种硫酸盐的物质的量浓度之比为:1:2:6:3,
故选:C。
【例5】某同学将Na2SO4、NaNO3、KNO3三种固体溶于水配得溶液W,部分离子的物质的量浓度如图1所示。取200mL混合溶液加水稀释,测得c(K+)随溶液体积的变化如图2所示。下列说法错误的是( )
A.c1=1.0
B.X离子是,Y离子是
C.溶液W中NaNO3物质的量浓度为0.1mol•L﹣1
D.固体溶解时,Na2SO4、NaNO3、KNO3的物质的量之比为5:1:1
【答案】D
【解答】解:A.根据稀释前后钾离子物质的量不变,稀释前,故A正确;
B.c(Na+)=1.1mol/L、c(X)=1.1mol/L、c(Y)=0.5mol/L、c(K+)=1.0mol/L,根据电荷守恒,X离子是,Y离子是,故B正确;
C.c(X)=1.1mol/L,X离子是,根据硝酸根离子守恒,NaNO3物质的量浓度为0.1mol•L﹣1,故C正确;
D.c(Na2SO4)=0.5mol/L,c(NaNO3)=0.1mol/L,c(KNO3)=1.0mol/L,三者物质的量之比为5:1:10,故D错误;
故选:D。
【例6】下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.在标准状况下VL氨气溶于1L水中配成密度为ρg•cm﹣3的氨水,该氨水的物质的量浓度为
B.1.5mol/L的Fe2(SO4)3溶液中的物质的量浓度为1.5mol/L
C.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
D.10g98%的硫酸(密度为1.84g•cm﹣3)与10mL18.4mol/L的硫酸浓度相同
【答案】D
【解答】解:A.在标准状况下VL氨气()溶于1L水中配成密度为ρg•cm﹣3的氨水,该氨水的物质的量浓度为 ,c═,故A错误;
B.1个Fe2(SO4)3溶液中,含有3个硫酸根离子,1.5mol/L的Fe2(SO4)3溶液中的物质的量浓度为4.5mol/L,故B错误;
C.托盘天平的精确度为0.1g,故不能准确称取5.85g,故C错误;
D.c,98%的硫酸(密度为1.84g•cm﹣3)的物质的量浓度为:,故D正确;
故选:D。
ღ题型三 物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【例1】在标准状况下,将a L NH3完全溶于水得到V mL氨水,溶液的密度为ρ g•cm﹣3,溶质的质量分数为w,溶质的物质的量浓度为c mol•L﹣1.下列叙述正确的是( )
①w100%
②c;
③若上述溶液中再加入V mL水后,所得溶液的质量分数大于0.5w
④将50g上述溶液加入一定量的水稀释成0.5c mol•L﹣1,则加入水的体积应大于50mL。
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
【答案】D
【解答】解:①氨气溶于水,主要以NH3•H2O存在,但仍然以NH3作为溶质,ω100%100%100%,故①错误;
②cmol/L,故②正确;
③溶质质量分数100%100%,由于水的密度大于氨水,则加入的等体积的水的质量大于氨水的质量,所以混合液中氨水的质量分数小于0.5ω,故③错误;
④50g浓度为cmol•L﹣1、密度为ρ g•cm﹣3的氨水的体积为:mL,
设稀释后氨水的体积为VmL,根据稀释定律,稀释前后溶质的物质的量不变,则:mL×cmol/L=VmL×0.5cmol/L解得:VmL,
设稀释后的密度为xg/ml,氨水浓度越小,密度越大,则x>ρ,稀释后氨水的质量为:mL×xg/mLg,
所以加入的水的质量为:g﹣50g=(50)g,加入的水的体积为:(50)mL,由于x>ρ,所以(50)>50mL,故④正确;
故选:D。
【例2】(1)1.5NA个H3PO4的摩尔质量为 ,含氧原子的物质的量为 。
(2)amol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为
(3)25.2gNa2RO3含Na+0.4mol,则Na2RO3的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。含R的质量为1.6g的Na2RO3,其物质的量为 。
(4)相同条件下,比较下列物质中氢原子数目多少(填“>”“<”或“=”):
①4.9gH2SO4 3.6gH2O②1.6LCH4 2.4LH2
【答案】98g/mol;6mol;mol﹣1;126g/mol;32;0.05mol;<;>
【解答】解:(1)H3PO4的摩尔质量为98g/mol,1.5NA个H3PO4含有O的个数为:1.5NA×4=6NA,含有氧原子的物质的量为6mol,
故答案为:98g/mol;6mol;
(2)a mol H2SO4中含有b个氧原子,则amol×4×NA=b,则阿伏加德罗常数可以表示为 mol﹣1,
故答案为: mol﹣1;
(3)25.2 g Na2RO3含Na+ 0.4 mol,n(Na2RO3)n(Na+)=0.2mol,则Na2RO3的摩尔质量为:126g/mol,Na2RO3的相对分子量为126,则R的相对原子质量为:126﹣23×2﹣16×3=32;含R的质量为1.6g的Na2RO3,其物质的量n(Na2RO3)=n(R)0.05mol,
故答案为:126g/mol;32;0.05mol;
(4)①4.9g H2SO4的物质的量为:0.05mol,含有的n(H)=0.05mol×2=0.1mol,3.6g H2O的物质的量为:0.2mol,含有的n(H)=0.2mol×2=0.4mol,根据N=nNA可知,含有氢原子数4.9g H2SO4<3.6g H2O,
故答案为:<;
②相同条件下气体摩尔体积Vm相同,设气体摩尔体积为aL/mol,
1.6L CH4含有H的物质的量为4mol,
2.4L H2分子中含有H的物质的量为2mol,根据N=nNA可知,含有氢原子数:1.6L CH4>2.4L H2,
故答案为:<;>。
ღ题型四 配制一定物质的量浓度的溶液
【例1】某次实验需要使用480mL1.0mol•L﹣1的NaOH溶液,回答下列有关配制该溶液的问题:
(1)实验中需要用托盘天平称取 gNaOH,称量NaOH时,需要先称量小烧杯的质量,若称量小烧杯时,天平平衡后的状态如图所示,则小烧杯的质量是 g。
(2)将称取的NaOH放入烧杯中,加蒸馏水溶解后,待 ,再将溶解液沿 转移到容量瓶中。
(3)若定容时仰视刻度线,则所配溶液中c(NaOH) (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。若定容时不小心使液面超过刻度线,则应采取的措施是 。
(4)取正确操作时所配溶液20mL,能与10mLamol•L﹣1FeCl2溶液恰好完全反应,则a= ,待反应后充分振荡,在空气中静置,当混合体系质量保持不变时,经过滤、洗涤、低温烘干后,最终可得到 g固体。
【答案】(1)20.0g;27.4g;
(2)溶液恢复室温后;玻璃棒;
(3)偏小;重新配制;
(4)1.0;1.07。
【解答】解:(1)没有480mL容量瓶,根据大而近原则应选择500mLrlp,即需要配制500mL溶液,需要称量NaOH的质量为0.5L×1.0mol/L×40g/mol=20.0g;根据天平平衡原理,可知“左盘内质量=右盘内质量+游码读数”,故m(烧杯)+2.6g=30g,则m(烧杯)=27.4g,
故答案为:20.0g;27.4g;
(2)氢氧化钠溶解放出大量的热,加蒸馏水溶解后,待溶液恢复室温后,再将溶解液沿玻璃棒转移到容量瓶中,
故答案为:溶液恢复室温后;玻璃棒;
(3)若定容时仰视刻度线,液面在刻度线上方,溶液体积偏大,由c可知,所配溶液浓度偏小;导致实验失败,且无法补救,应采取的措施是:重新配制,
故答案为:偏小;重新配制;
(4)根据方程式FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,可知n(FeCl2)n(NaOH)0.02L×1.0mol/L=0.01mol,故c(FeCl2)1.0mol/L,即a=1.0;最终被氧化为Fe(OH)3,根据铁原子守恒可知n[Fe(OH)3]=n(FeCl2)=0.01mol,则其质量为0.01mol×107g/mol=1.07g,
故答案为:1.0;1.07。
【例2】实验室安全意识是化学学科的基本素养。下列说法正确的是( )
A.用新制氯水、NaBr溶液、NaI溶液探究同主族元素性质递变的实验中涉及的安全提醒标志有:
B.用浓硫酸配制稀硫酸时,只要小心,无需佩戴橡胶手套
C.制备并检验氢气的可燃性(如上图)
D.检验完后的废液,先倒入水槽,再用水冲入下水道
【答案】A
【解答】解:A.用到的氯水以及生成的溴、碘单质具有毒性、腐蚀性和挥发性,必须在通风橱或通风良好处进行,佩戴护目镜,佩戴耐化学腐蚀手套,实验后洗手,故A正确;
B.浓硫酸具有强腐蚀性,用浓硫酸配制稀硫酸时,需佩戴橡胶手套,故B错误;
C.制备并检验氢气的可燃性,应先验纯再点燃,故C错误;
D.检验完后的废液中含有重金属离子Ba2+,需无害化处理后排放,不能直接倒入下水道,故D错误;
故选:A。
【例3】配制100mL1.00mol•L﹣1NaOH溶液的操作如图所示。下列说法不正确的是( )
A.操作1前称取NaOH的质量为4.00g
B.操作2前NaOH溶液需恢复至室温
C.操作4若俯视刻度线定容,结果偏大
D.操作5后液面下降,需补充少量水至刻度线
【答案】D
【解答】解:A.配制100mL1.00mol•L﹣1NaOH溶液,需要氢氧化钠的质量为0.1L×1.00mol/L×40g/mol=4.00g,故A正确;
B.氢氧化钠稀释产生大量的热,为了保证溶液体积准确,操作2前NaOH溶液需恢复至室温,故B正确;
C.操作4若俯视刻度线定容,导致溶液体积偏小,依据c可知溶液浓度偏大,故C正确;
D.操作5后液面下降,属于正常操作,部分溶液粘到瓶塞和刻度线以上的瓶壁上,不需要补充少量水至刻度线,故D错误;
故选:D。
【例4】现需要240mL0.1mol/LCuSO4溶液,下列选项不正确的是( )
A.需用托盘天平称量6.0g胆矾晶体
B.用托盘天平称量固体药品时,砝码生锈会使所配溶液浓度偏高
C.若所用胆矾晶体失去部分结晶水,则所配溶液浓度偏高
D.移液时有少量溶液测出会使所配溶液浓度偏低
【答案】A
【解答】解:A.由于实验室没有240mL的容量瓶,所以需要配制250mL0.1mol/LCuSO4溶液,根据n = cV,可得CuSO4溶液的物质的量n = 0.1mol/L×0.25L = 0.025mol,则需胆矾晶体(化学式为CuSO4•5H2O)的质量m=nM= 0.025mol×250g/mol = 6.25g,托盘天平精确到0.1g,所以需用托盘天平称量6.3g胆矾晶体,故A错误;
B.用托盘天平称量固体药品时,砝码生锈导致称取溶质的质量偏大,溶质的物质的量偏大,会使所配溶液浓度偏高,故B正确;
C.若所用胆矾晶体失去部分结晶水,导致溶质的物质的量偏大,则所配溶液浓度偏高,故C正确;
D.移液时有少量溶液测出,导致部分溶质损耗,会使所配溶液浓度偏低,故D正确;
故选:A。
【例5】实验室将粗盐提纯并配制0.1000mol•L﹣1的NaCl溶液。下列仪器中不需要使用的( )
A.分液漏斗 B.烧杯 C.酒精灯 D.蒸发皿
【答案】A
【解答】解:将粗盐提纯需要过滤后蒸发结晶,需要用到的仪器为漏斗、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯及烧杯,配制0.1000mol•L﹣1的NaCl溶液,一般步骤为称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,需要用到仪器为:天平、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等,用不到的仪器:分液漏斗,
故选:A。
ღ题型五 溶液中溶质的质量分数及相关计算
【例1】下列关于溶液的说法不正确的是( )
A.溶液是一种均一、稳定的混合物
B.可以用溶解度判断某种物质在某种溶剂中的溶解能力
C.不饱和溶液变成饱和溶液后,溶质质量分数一定变大
D.两种溶质质量分数不同的食盐水会有不同的性质,从而有不同的应用
【答案】C
【解答】解:A.均一性和稳定性是溶液的基本特征,溶液是均一、稳定的混合物,故A正确;
B.溶解度表示物质在特定溶剂中的溶解能力,数值越大溶解能力越强,故B正确;
C.不饱和溶液变为饱和溶液可通过蒸发溶剂、增加溶质或改变温度;若通过改变温度实现,使不饱和溶液刚好变成饱和溶液、没有溶质析出,溶质质量分数不变,故C错误;
D.不同浓度的食盐水(如0.9%生理盐水与高浓度盐水)性质不同,用途不同,故D正确;
故选:C。
【例2】将2.3g钠投放到97.7g水中,所得溶液中溶质的质量分数为( )
A.2.3% B.小于2.3% C.4% D.大于4%
【答案】D
【解答】解:设生成氢氧化钠的质量为xg,生成氢气的质量为yg,
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
46 80 2
2.3g x y
,解得:x=4,y=0.1
所得溶液中溶质的质量分数为100%>4%,
故选:D。
ღ题型六 化学方程式的有关计算
【例1】某烧杯中盛有100mL某溶液(含有Cu2+、Fe3+、Cl﹣),向溶液中缓慢加入铁粉,烧杯中固体质量与加入铁粉质量的关系如图。下列有关说法错误的是( )
A.a点之前的反应为Fe+2Fe3+═3Fe2+
B.c点对应的烧杯中固体是混合物
C.原溶液中,n(Cl﹣)=0.05mol
D.原溶液中,c(Cu2+)=0.12mol•L﹣1
【答案】D
【解答】解:A.Fe3+的氧化性比Cu2+的强,Fe3+优先与铁粉反应,0~a 段发生的反应为2Fe3++Fe═3Fe2+,故A正确;
B.0~a 段消耗的铁粉的物质的量为n(Fe)0.005mol,根据2Fe3++Fe═3Fe2+,因此n(Fe3+)=0.005×2=0.01mol;a~c段:b点为转折点,说明b点后加的铁粉过量,a~b 段发生的反应为Cu2++Fe═Cu+Fe2+,故c点对应的烧杯中固体是铁和铜,故B正确;
C.设:n(与Cu2+反应的铁粉)=xmol,n(过量的铁粉)=y mol,可得56x+56y=1.400﹣0.280=1.120,64x+56y=1.200,联立两个方程式,解得x=y=0.01mol,根据Cu2++Fe═Cu+Fe2+知溶液中:n(Cu2+)=0.01mol,由B项知n(Fe3+)=0.01mol,根据溶液呈电中性,n(Cl﹣)=2×0.01+3×0.01=0.05mol,故C正确;
D.由C项知溶液中n(Cu2+)=0.01mol,则c(Cu2+)0.1mol•L﹣1,故D错误;
故选:D。
【例2】1.5mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.2mol Na2CO3
B.1.5mol Na2O2和1mol Na2CO3
C.2mol NaOH和1.5mol Na2CO3
D.1mol NaOH和2mol Na2CO3
【答案】D
【解答】解:2 mol NaHCO3固体反应生成了1mol Na2CO3、1mol H2O和1mol CO2,1mol CO2消耗1mol Na2O2,生成1mol Na2CO3,剩余的0.5mol Na2O2与0.5mol H2O反应生成1mol NaOH,剩余0.5mol H2O为气态,随气态气体一同被排出;最后残留的固体物质是Na2CO3为1mol+1mol=2mol、NaOH为1mol,
故选:D。
【例3】向含1mol NaOH的溶液中通入一定体积的CO2使其充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加稀盐酸。测得产生CO2的物质的量随加入HCl的物质的量变化如图所示。则下列说法错误的是( )
A.A点之前发生的离子反应为H++OH﹣=H2O
B.图中的b=1.0
C.在D点对应的溶液中,K+、Ba2+、Ag+、不能大量共存
D.向氢氧化钠溶液中通入CO2的体积为8.96L
【答案】D
【解答】解:A.向所得溶液中滴入稀盐酸,依次发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,以及NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,在 OA段发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O,其离子方程式为:H++OH﹣=H2O,故A正确;
B.根据元素守恒可知,n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=1.0mol,b=1.0,故B正确;
C.在D点对应的溶液为NaCl、HCl的混合溶液,K+、Ba2+、Ag+、中Ag+能与Cl﹣生成沉淀,不能大量共存,故C正确;
D.没有标况,不能计算二氧化碳的体积,故D错误;
故选:D。
【例4】向400mL0.1mol•L﹣1的FeSO4溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化。则此时所得红棕色固体的质量为( )
A.3.2g B.2.82g C.1.6g D.1.44g
【答案】A
【解答】解:根据铁元素守恒,得2FeSO4∼Fe2O3,则,,
故选:A。
05 课堂巩固
培优第一阶——基础过关练
1.0.5L1mol/L FeCl3溶液与0.2L 1mol/L KCl溶液中的Cl-的数目之比为
A.5:2 B.3:1 C.15:2 D.1:3
【答案】C
【详解】物质的量相关公式:n=c×V;n(FeCl3)=c(FeCl3)×V(FeCl3)=0.5L×1mol/L=0.5mol,则FeCl3溶液中氯离子物质的量n(Cl-)=1.5mol,n(KCl)=c(KCl))×V(KCl)=0.2L×1mol/L=0.2mol,则KCl溶液中氯离子物质的量n(Cl-)=0.2mol,再根据粒子数之比等于物质的量之比即可得出0.5L 1mol/L FeCl3溶液与0.2L1mol/L KCl溶液中的Cl-的数目之比为1.5∶0.2=15∶2;故选C。
2.1 mol∙L−1硫酸溶液的含义是
A.1L水中含有1mol硫酸
B.1L溶液中含有1mol氢离子
C.将98g硫酸溶于1L水中配成溶液
D.1L硫酸溶液中含98g硫酸
【答案】D
【详解】A.1L水中不含有1mol硫酸,应该是1L溶液中含有1mol硫酸,故A错误;
B.1L溶液中含有1mol硫酸,2mol氢离子,故B错误;
C.将98g硫酸溶于水配成1L溶液,不是溶于1L水中配成溶液,故C错误;
D.1L硫酸溶液中含1mol硫酸,质量为98g,故D正确。
综上所述,答案为D。
3.如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为)。下列说法错误的是
A.是溶液的物质的量浓度
B.14%是溶液中溶质的质量分数
C.10mL 14%的NaOH溶液含有溶质的质量约1.6g
D.14%的NaOH溶液的物质的量浓度
【答案】D
【详解】A.物质的量浓度是一种常用的溶液浓度的表示方法,其定义为单位体积溶液中所含溶质的物质的量,常用单位为mol/L,标签上是溶液的物质的量浓度,故A项正确;
B.溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比,是一种表示溶液浓度的方法,标签上14%是溶液中溶质的质量分数,故B项正确;
C.10mL 14%的NaOH溶液含有溶质的质量约10mL×1.14g/cm3×0.14≈1.6g,故C项正确;
D.14%的NaOH溶液的物质的量浓度≈4.0mol/L,故D项错误;
综上所述,错误的是D项。
4.从1L物质的量浓度为1mol/L的NaOH溶液中取出100mL溶液,下面关于这100mL溶液的叙述错误的是:①物质的量浓度为0.1mol/L;②物质的量浓度为1mol/L;③含100mL水;④含0.1molNaOH
A.①② B.①③ C.②③ D.②
【答案】B
【详解】①溶液是均一的,故溶液的物质的量浓度与取出多少体积无关,所以这100mL溶液中物质的量浓度仍然为1mol/ L ,①错误;
②根据上述①分析,②正确;
③溶剂的体积不等于溶液的体积,则溶剂水不是100mL,③错误;
④100mLNaOH溶液中NaOH 的物质的量n= c V =1mol/L 0.1L=0.1mol,④正确;
综上所述,①③符合题意;
答案选B。
5.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1的是
A.将250g胆矾()溶于少量水,然后再将此溶液稀释至1L
B.将22.4LHCl气体溶于水配成1L溶液
C.将1L10的浓盐酸与9L水混合
D.将40gNaOH溶解于1L水中
【答案】A
【分析】物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质的物质的量,溶液的体积与溶质或溶剂的体积不能等效,据此分析解答。
【详解】A.250g胆矾()的物质的量为=1mol,将其溶于水形成硫酸铜溶液,稀释至1L,则所得硫酸铜的物质的量浓度为=1mol/L,A符合题意;
B.未给出是否是标准状况,无法利用给定条件计算溶质的物质的量浓度,B不符合题意;
C.浓盐酸与水混合后,溶液体积不是10L,C不符合题意;
D.将40gNaOH溶解于1L水中,得到的溶液体积大于1L,D不符合题意;
故选A。
6.物质的量是联系宏观世界和微观世界的桥梁。下列说法正确的是
A.摩尔是物质的量的单位
B.将固体溶于水,其浓度为
C.常温常压下,的体积为
D.溶液中取出溶液,其浓度为
【答案】A
【详解】A.“摩尔”是“物质的量”的单位,符号为mol,A正确;
B.氢氧化钠溶解后,溶液的体积不一定是1L,B错误;
C.标准状况下,的体积为,C错误;
D.溶液具有均一性,故取出溶液,其浓度为,D错误;
故选A。
7.某食品经检测含浓度为,则的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】某食品经检测含浓度为,表示每1L溶液中,含有27.3mg,则的物质的量为0.7mmol,即1L溶液中含有0.7mmol,浓度为;
故选B。
8.已知某2LNa2SO4溶液中含Na+0.4mol,下列说法正确的是
A.该溶液与1L0.1mol/LNa2CO3溶液中的Na+浓度相等
B.该溶液中SO的浓度为0.2mol/L
C.将0.2molNa2SO4固体溶于2L水可配制成该溶液
D.0.4 mol/LNaCl溶液与0.2mol/LNa2SO4溶液等体积混合后含Na+0.4mol
【答案】A
【分析】2LNa2SO4溶液中含Na+0.4mol,则c(Na+)=0.4mol÷2L=0.2mol/L,c(Na2SO4)= 0.1mol/L。
【详解】A.1L 0.1mol/LNa2CO3溶液中c(Na+)=0.2mol/L,与该溶液中Na+浓度相等,A项正确;
B.该溶液中SO的浓度为0.1mol/L,B项错误;
C.将0.2molNa2SO4固体溶于2L水,溶液的体积大于2L,则配制溶液浓度小于0.1mol/L,C项错误;
D.由于不知溶液的体积,故无法由浓度计算溶质的物质的量,D项错误;
故选A。
9.关于一定物质的量浓度溶液的配制,下列说法错误的是
A.定容时俯视,所配溶液浓度偏高
B.未用蒸馏水洗涤烧瓶内壁及玻璃棒,所配溶液浓度偏低
C.容量瓶洗涤后残留少量蒸馏水,所配溶液浓度无影响
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,要加蒸馏水至凹液面与刻度线相切
【答案】D
【详解】A.定容时俯视,则所加水量偏少,导致所配溶液体积偏小,浓度偏高,A正确;
B.未用蒸馏水洗涤烧瓶内壁及玻璃棒,所配溶液中溶质物质的量偏小,浓度偏低,B正确;
C.容量瓶洗涤后残留少量蒸馏水,对溶质物质的量和溶液体积都不影响,则对所配溶液浓度无影响,C正确;
D.摇匀后发现液面低于刻度线,不能再加蒸馏水至凹液面与刻度线相切,否则溶液体积偏大,导致浓度偏低,D错误;
故选D。
10.配制450mL0.100mol•L-1的NaCl溶液,部分实验操作示意图如图:
下列说法正确的是
A.容量瓶需用蒸馏水洗涤、干燥后才可使用
B.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低
C.上述实验操作步骤的正确顺序为①②④①③
D.实验中需用到的仪器有:天平、450mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等
【答案】B
【详解】A.容量瓶用蒸馏水洗净后,由于后面还需要加蒸馏水定容,无需干燥即可使用,A错误;
B.仰视容量瓶的刻度线,使得液面高于刻度线,溶液体积偏大,浓度偏低,B正确;
C.溶液配制的基本步骤为计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、装瓶特标签。①为溶液的转移;②为NaCl固体的溶解;③为定容;④为洗涤小烧杯和玻璃棒,所以顺序为②①④①③,C错误;
D.实验室没有450mL容量瓶,应使用500mL容量瓶,D错误;
综上所述答案为B。
06 强化提升
培优第二阶——能力提升练
11.将的溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】原溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为:c()=5mol/L×2=10mol/L,硝酸根离子不发生水解,所以稀释过程中硝酸根离子的物质的量不变,设稀释后溶液中硝酸根离子浓度为c,则:10mol/L×a×10-3L=b×10-3L×c,解得c=mol/L。
答案选B。
12.下列溶液氯离子的物质的量浓度与501溶液中的物质的量浓度相等的是
A.1501溶液 B.503溶液
C.1502溶液 D.751.5溶液
【答案】D
【分析】50mL1mol⋅L−1AlCl3溶液中Cl−的物质的量浓度为3mol·L-1,据此分析解题。
【详解】A.150 mL 1 mol·L-1NaCl溶液Cl-的物质的量浓度为1 mol·L-1,A错误;
B.50mL3mol⋅L−1MgCl2溶液Cl-的物质的量浓度为6 mol·L-1,B错误;
C.150mL2mol⋅L−1KCl溶液Cl-的物质的量浓度为2mol·L-1,C错误;
D.75mL1.5mol⋅L−1CaCl2溶液Cl-的物质的量浓度为3mol·L-1,D正确;
故选D。
13.已知:物质的量计算公式有:①②③④。下列叙述正确的是
A.①式中,是阿伏加德罗常数,没有单位
B.②式中,M指摩尔质量,其单位是g
C.③式中,是气体摩尔体积,为
D.④式中,V是指溶液的体积,单位是L
【答案】D
【详解】A.由公式可知,NA是阿伏加德罗常数,阿伏加德罗常数的单位为mol—1,故A错误;
B.由公式可知,M是摩尔质量,摩尔质量的单位是g/mol,故B错误;
C.由公式可知,是气体摩尔体积,标准状况下气体摩尔体积约为22.4L/mol,故C错误;
D.由公式可知,V是指溶液的体积,单位是L,故D正确;
故选D。
14.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
【详解】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。
15.某水培植物的营养液中各离子的物质的量浓度如表所示(不考虑其他离子):
离子
0.016
0.02
0.05
则x的值为
A.0.014 B.0.018 C.0.054 D.0.086
【答案】B
【详解】根据电荷守恒可知:,解得x=0.018,
故选B。
16.下列有关物质的量浓度的计算结果错误的是
A.实验室双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10),其浓度为8.9
B.一定质量的28%的KOH溶液,若将其蒸发掉100g水后(无固体析出),溶液的质量分数为56%,溶液的体积变为125mL,则浓缩后溶液中KOH的物质的量浓为8
C.在KCl、、和的混合溶液,若、、、,则溶液中是2
D.将8g铁粉放入100mL 溶液中,溶液中的全部被还原时,过滤后固体质量变为8.2g,则原溶液的为2.5
【答案】D
【详解】A.,故A正确;
B.浓缩前后溶质KOH的质量不变,,解得,溶质KOH的质量=200×28%=56g,其物质的量是,,故B正确;
C.根据电荷守恒可知,可求得,故C正确;
D.,设Fe有a mol参与反应,则Cu有a mol生成,所以增加的0.2g是Cu减去Fe的质量也就是64a-56a=8a,8a=0.2,解得a=0.025,因为也是a mol,所以的物质的量是0.025mol,物质的量的浓度为:,故D错误。
综上所述,答案为D。
17.已知VmL的硫酸铁溶液中含有1gFe3+,则的物质的量浓度为
A.mol/L B.mol/L C.×103mol/L D.×10-3mol/L
【答案】C
【详解】硫酸铁化学式为Fe2(SO4)3,VmL的硫酸铁溶液中含有1gFe3+,则的物质的量浓度为;故选C。
18.配制450 mL 0.100 mol·L-1的KCl溶液,下列说法正确的是
① ② ③ ④
A.上述实验操作步骤的正确顺序为:④①②③
B.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
C.实验中需用的仪器有:天平、500 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的KCl溶液浓度偏高
【答案】C
【详解】A.配制450 mL 0.100 mol·L-1的KCl溶液,操作步骤是称量、溶解、转移、定容,故操作步骤的正确顺序为④②①③,A项错误;
B.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,定容时需加入蒸馏水,所以不必干燥,B项错误;
C.配制450 mL 0.100 mol·L-1的KCl溶液,需用的仪器有:天平、500 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等,C项正确;
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,则加入的蒸馏水偏多,使配得的KCl溶液浓度偏低,D项错误;
答案选C。
19.关于配制的溶液说法正确的是
A.容量瓶中有少量水会使所配溶液的浓度偏小
B.可将固体在容量瓶中溶解,然后用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线
C.配制过程中需要用到的定量仪器有托盘天平、容量瓶
D.定容后塞上瓶塞匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
【答案】C
【详解】A.容量瓶中有少量水,不影响所配溶液的浓度,相当于提前稀释,A错误;
B.NaOH固体溶于水会放热,不能在容量瓶中直接溶解配制,需先在烧杯中溶解,冷却后转移入100mL容量瓶,B错误;
C.目标溶液为100mL,所以选择容量瓶规格为100mL,用托盘天平称量计算好的溶质的质量,C正确;
D.定容、摇匀、静置后,液面低于刻度线,不能再加水,加水会导致浓度偏小,D错误;
故选C。
20.实验室用18mol/L的浓硫酸下配制0.2mol/L的稀硫酸,下列操作会使浓度偏大的是
A.稀释后,未冷却至室温就转入容量瓶
B.容量瓶未干燥即用来配制溶液
C.容量瓶中定容时仰视容量瓶刻度线
D.量取浓硫酸时,俯视量筒的刻度
【答案】A
【详解】A.稀释后,未冷却至室温就转入容量瓶,导致溶液总体积偏小,浓度偏大,A符合题意;
B.因定容时加水,故容量瓶未干燥即用来配制溶液对浓度无影响,B不符合题意;
C.定容时仰视容量瓶刻度线,导致溶液总体积偏大,浓度偏小,C不符合题意;
D.量取浓硫酸时,俯视量筒的刻度,导致浓硫酸体积偏小,硫酸物质的量偏小,浓度偏小,D不符合题意。
答案选A。
培优第三阶——培优拔尖练
21.将标准状况下的aL HCl(g)溶于1000g水中,得到的盐酸密度为bg·cm-3 ,则该盐酸的物质的量浓度是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】标准状况下的aL HCl(g)物质的量为,根据
,可得,故答案选A。
22.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:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
【答案】B
【详解】A.假设三种溶液的浓度均为1mol/L,则Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液中浓度分别=1mol/L×1=1mol/L、1mol/L×1=1mol/L和1mol/L×3=3mol/L,即浓度之比为1∶1∶3,故A错误;
B.溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后盐酸物质的量浓度==0.5mol/L,溶液具有均一性、稳定性,所以稀释后溶液中盐酸浓度都是相同的,与溶液体积大小无关,5mL溶液物质的量浓度为0.5mol/L,故B正确;
C.1mol·L-1的NaCl溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,0.5mol•L-1的BaCl2溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=1mol/L,故两者混合后,不考虑体积的变化,c(Cl-)=1mol•L-1,故C错误;
D.1L为水的体积,不是溶液的体积,则溶液体积未知不能计算盐酸的物质的量浓度,故D错误;
答案选B。
23.用溶质质量分数为的浓硫酸配制稀硫酸,下列操作正确的是
A.将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B.必须用到的定量仪器有200mL容量瓶和托盘天平
C.量取浓硫酸的体积为20.0mL
D.量取浓硫酸时仰视,定容时俯视,都会使所配硫酸溶液浓度偏大
【答案】D
【详解】A.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓慢注入盛有一定量蒸馏水的烧杯中,并不断搅拌至冷却,故A错误;
B.实验室没有200mL容量瓶,则配制200ml1.84mol/L稀硫酸时,必须用到的定量仪器为250mL容量瓶和量筒,故B错误;
C.由c=可知,浓硫酸的浓度为mol/L=18.4mol/L,由稀释定律可知,量取浓硫酸的体积为×103mL/L=25.0mL,故C错误;
D.量取浓硫酸时仰视会使硫酸的物质的量增大,导致所配硫酸溶液浓度偏大,定容时俯视会使溶液的体积偏小,导致所配硫酸溶液浓度偏大,故D正确;
故选D。
24.将溶液加水稀释到,稀释后的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】稀释前后氢氧化钠的物质的量不变,设稀释后氢氧化钠的浓度为cmol/L,则,c=,故选D。
25.现有1L浓度为的盐酸,为使其浓度增大1倍,采取措施合理的是
A.将溶液加热浓缩到0.5L
B.通入22.4LHCl气体(标准状况下)
C.加入的盐酸0.3L,再稀释至2L
D.加入0.5L的盐酸,并充分混合均匀
【答案】C
【详解】A.加热浓缩盐酸时,导致盐酸挥发,溶质的物质的量偏小,A错误;
B.无法计算通入氯化氢后溶液的体积,B错误;
C.加入10mol/L的盐酸0.3L,再稀释至2L时,c==2moL/L,C正确;
D.浓稀盐酸混合后,溶液的体积不是直接加和,所以混合后溶液的物质的量浓度不是原来的2倍,D错误;
故选C。
26.下列溶液中物质的量浓度为的是
(1)将溶解在水中
(2)将气体溶于水配成溶液
(3)将浓盐酸加入到水中
(4)将溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为
(5)将氧化钠溶于水并配成溶液
(6)将质量分数为98%硫酸与水混合
A.(2)(4) B.(1)(2)(4) C.(4)(5) D.(2)(4)(6)
【答案】C
【详解】(1)将250g 溶解在1L水中,所得溶液体积不是1升,物质的量浓度不是1mol/L;
(2)题干中无标况,则22.4L HCl气体的物质的量不确定,所得溶液的物质的量浓度不是1mol/L;
(3)将1L 10浓盐酸入到9L水中,混合后溶液的体积不是10L,所得溶液的物质的量浓度不是1mol/L;
(4)将10g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250mL,10gNaOH的物质的量是0.25mol,溶液的体积是0.25L,所得溶液的物质的量浓度是1mol/L;
(5) 氧化钠的物质的量为0.05mol,氧化钠和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠的物质的量为0.1mol,配成0.1L溶液,则溶液的浓度为1mol/L;
(6)将10g质量分数为98%硫酸与990g水混合,溶液的体积不是1L,所得溶液的物质的量浓度不是1mol/L;
(4)和(5)正确;答案选C。
27.两种硫酸溶液,一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1mol/L,密度为ρ1g/mL;另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2mol/L,密度为ρ2 g/mL,将它们等体积混合后,所得溶液的密度为ρ3 g/mL,则混合后硫酸的物质的量浓度为
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
【答案】A
【详解】设溶液的体积为VL,两种硫酸溶液混合后,混合溶液的质量为(1000Vρ1+1000Vρ2)g、溶液中硫酸的物质的量为(c1V+ c2V)mol,则混合后硫酸的物质的量浓度为mol/L= mol/L,故选A。
28.使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差,下列情况会使所配溶液浓度偏低的有几项
①用天平(使用游码)称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了;
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水;
④定容时,仰视容量瓶的刻度线;
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线;
⑥用量筒量取一定量浓硫酸配制稀硫酸,转移到烧杯后,用少量水洗涤量筒;
⑦在烧杯中溶解NaOH后,立即将所得溶液注入容量瓶中。
A.4项 B.5项 C.6项 D.7项
【答案】A
【详解】①用天平(使用游码)称量时,应该左物右码,被称量物与砝码的位置放颠倒了,物质少少了,会使所配溶液浓度偏低;
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会造成溶质损失,会使所配溶液浓度偏低;
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水,不影响溶液的浓度;
④定容时,仰视容量瓶的刻度线,相当于水加多了,会使所配溶液浓度偏低;
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,相当于水加多了,会使所配溶液浓度偏低;
⑥用量筒量取一定量浓硫酸配制稀硫酸,转移到烧杯后,不能用水洗涤量筒,若洗涤量筒,会使溶质偏多,造成所配溶液浓度偏高;
⑦在烧杯中溶解NaOH后,应该冷却到室温,若立即将所得溶液注入容量瓶中,热胀冷缩,相当于水加少了,会使所配溶液浓度偏高。
故答案为:A
29.某同学利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)配制0.1mol/L的碳酸钠溶液980mL。下列说法正确的是
A.配制过程只需要三种仪器即可配成
B.容量瓶用蒸馏水洗净后必须烘干才能用于溶液的配制
C.定容时俯视容量瓶的刻度线,会造成所配溶液物质的量浓度偏低
D.需用托盘天平中称量碳酸钠晶体的质量为28.6g
【答案】D
【详解】A.用固体配制一定物质的量浓度溶液,需用托盘天平、药匙称量固体,需用烧杯来溶解固体,需用玻璃棒进行搅拌和引流,需用容量瓶和胶头滴管来定容,需要的仪器超过三种,故A错误;
B.容量瓶中有水,对溶液的体积无影响,所以经洗涤干净的容量瓶不必烘干,故B错误;
C.定容时俯视刻度线,导致加入蒸馏水的体积偏少,溶液浓度偏高,故C错误;
D.实验室没有980mL的容量瓶,需要选用1000mL容量瓶配制,需用托盘天平中称量碳酸钠(Na2CO3·10H2O)晶体的质量为1.0L×0.1mol/L ×286g/mol=28.6g,故D正确;
故选D。
30.下列有关一定物质的量浓度溶液的配制说法中正确的是
①用图a配制溶液
②图b配制一定物质的量浓度的溶液,先将固体放在烧杯中溶解并冷却至室温再转移至容量瓶
③配制溶液的定容操作如图c表示时会使溶液浓度偏高
④图d定容过程中,向容量瓶内加蒸馏水至刻度线1-2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切
⑤用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
⑥配制一定物质的量浓度稀硫酸:用量筒量取浓硫酸后洗涤量筒并将洗涤液转移到容量瓶
A.②③④ B.①②⑥ C.②④⑥ D.①③⑤
【答案】A
【详解】①溶解NaOH固体应在烧杯中进行,容量瓶只能用来定容,故①错误;
②配制一定物质的量浓度的溶液时,固体放在烧杯中溶解并冷却至室温,然后转移至容量瓶,并用玻璃棒引流,故②正确;
③定容操作如图c所示为俯视刻度线,液面在刻度线下方,溶液体积偏小,则所配制溶液浓度偏高,故③正确;
④配制一定物质的量浓度溶液定容时应向容量瓶内加蒸馏水至刻度线1-2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切,故④正确;
⑤用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,则需要重新配制,原因是胶头滴管吸出的液体中含有溶质,所配制溶液浓度不准确,故⑤错误;
⑥浓硫酸的稀释应在烧杯中进行,且将浓硫酸沿器壁注入水中并用玻璃棒搅拌,冷却后再转移至容量瓶中,故⑥错误;
②③④正确,故答案为A。
31.某化学实验室需要0.2mol·L−1硫酸溶液480mL,根据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需要用到的是 (填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是胶头滴管、 (填仪器名称)。
(2)现用质量分数为98%、密度为1.84g·L−1的浓硫酸来配制480mL、0.2mol·L−1的稀硫酸,计算该浓硫酸的物质的量浓度为 mol·L−1,需要该浓硫酸的体积为 mL(保留1位小数),现有①10mL②25mL③30mL④100mL四种规格的量筒,你选用的量筒是 (填代号)。
(3)配制时,一般可分为以下几个步骤:
①量取②计算③稀释④摇匀⑤转移⑥洗涤⑦定容⑧冷却
其正确的操作顺序为:②→①→③→⑧→ → → →④(填序号)。
(4)在配制过程中,下列操作正确的是 (填代号,下同),其他操作都准确,能引起误差偏低的有 。
①洗涤量取浓硫酸后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温再转移到容量瓶中
③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
④定容时,俯视刻度线
【答案】(1) BCE 500mL容量瓶
(2) 18.4 5.4 ①
(3) ⑤ ⑥ ⑦
(4) ② ③
【分析】实验室没有480mL容量瓶,所以配制480mL0.2mol/L的硫酸溶液时,应选用500mL容量瓶,由配制一定物质的量浓度溶液配制的步骤为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知,实验过程中需要用到的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管。
【详解】(1)由分析可知,配制500mL0.2mol/L的硫酸溶液时,需要用到的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,则题给仪器中需要用到BCE,还需要玻璃仪器是胶头滴管、500mL容量瓶,故答案为:BCE;500mL容量瓶;
(2)由c=可知,浓硫酸的浓度为mol/L=18.4mol/L,由稀释定律可知,需要量取浓硫酸的体积为×103mL/L≈5.4ml,所以实验时应10mL量筒量取浓硫酸,故答案为:18.4;5.4;①;
(3)由分析可知,配制500mL0.2mol/L的硫酸溶液操作顺序为:②→①→③→⑧→⑤→⑥→⑦→④,故答案为:⑤;⑥;⑦;
(4)①量筒不需要洗涤,洗涤量取浓硫酸后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中会使硫酸的物质的量偏大,导致所配溶液浓度偏高;
②等稀释后的硫酸溶液冷却至室温再转移到容量瓶中可以防止温度过高导致冷却后溶液体积减小,导致所配溶液浓度偏高;
③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体积偏大,导致所配溶液浓度偏低;
④定容时,俯视刻度线会使溶液体积减小,导致所配溶液浓度偏高;
则操作正确的是②,能引起误差偏低的操作为③,故答案为:②;③。
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人教版高中化学必修第一册
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
2.3物质的量(二)
01 学习目标
1、认识物质的量浓度:通过实例分析,了解物质的量浓度是表示溶液组成的重要物理量,符号为 c_B,常用单位为 mol/L 或 mol·L⁻¹;理解其定义为单位体积溶液里所含溶质 B 的物质的量,掌握表达式 c_B=n_B/V,能区分溶液体积与溶剂体积,知道溶液体积不等于溶剂体积。
2、掌握配制方法与计算:掌握一定物质的量浓度溶液的配制步骤——计算、称量或量取、溶解或稀释、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;学会使用容量瓶,注意规格选择、检漏、不能直接在容量瓶中溶解等操作要点;能进行物质的量浓度与物质的量、质量、粒子数之间的换算。
3、理解稀释规律与误差分析:理解溶液稀释前后溶质物质的量不变,掌握 c₁V₁=c₂V₂ 的简单计算;能结合化学方程式进行定量计算;能分析未洗涤烧杯和玻璃棒、定容时俯视或仰视、转移时溶液洒出等操作对配制浓度的影响。
4、培养定量思维与科学态度:通过配制实验和计算练习,体会物质的量浓度在联系宏观溶液与微观粒子中的作用,养成规范操作、准确记录、单位严谨、计算细致的习惯,形成证据推理、合作交流、严谨求实的科学态度。
02 思维导图
03 基础知识
☀知识点一 物质的量浓度
1.溶质的质量分数
定义
溶液中的 质量与 质量之比
定义式
w=
意义
20%的Na2CO3溶液可表示
2.物质的量浓度
含义
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。
计算公式
cB =
单位
( )或 mol/m3(mol ·m-3)
①公式中,V是指 的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。计算时不能用溶剂的体积代替溶液的体积,应根据V=m/ρ计算溶液的体积。
②从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,其物质的量浓度 ,但所取出溶质的物质的量随取出溶液的体积变化而改变。
3.溶质的辨别
某些物质溶于水后,与水发生反应,则溶质为反应后的 ,如 Na2O→ ,SO3→ 等。
含结晶水的物质溶于水,溶质是 结晶水的化合物,如CuSO4·5H2O溶于水, 为溶质。
4.溶质与构成微粒浓度的关系
溶质的浓度
微粒浓度
3mol·L-1的K2CO3溶液
c(K+)= mol·L-1
c(CO32-)= mol·L-1
mol·L-1的Ba(OH)2溶液
c(Ba2+)= mol·L-1
c(OH-)=1mol·L-1
0.24mol·L-1的C2H5OH溶液
c(C2H5OH)= mol·L-1
5.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
质量分数
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
两者关系
(:摩尔质量,单位g·mol-1;ρ:密度,单位g·cm-3)
物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
换算公式
。其中M为溶质B的摩尔质量,ρ为溶液的密度(g·cm-3),ω为溶质的质量分数。
推导方法
设溶液体积为1L,则
①溶质的质量:m=1L×000mL·L-1×ρg·cm-3(溶液的密度)×ω(溶质的质量分数)=1 000ρωg
②溶质的物质的量:
③溶质的物质的量浓度:
☀知识点二 配制一定物质的量浓度的溶液
1.认识和使用容量瓶
结构与用途
使用要点
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②只能配制容量瓶上规定体积的溶液,应根据所配体积选取规格合适的容量瓶,如配制950mL溶液,应选用 的容量瓶。
③使用容量瓶时注意“五不”:a.不能用容量瓶来 固体;b.不能用容量瓶来 浓溶液;c.不能 容量瓶;d.不能用容量瓶作 ;e.不能用容量瓶长期 溶液。
④使用前要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。检查程序:加水→ →倒立→ →正立→ →倒立→查漏。
⑤容量瓶使用完毕,应洗涤、晾干。玻璃磨口瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫一张 ,以免瓶塞与瓶口粘连。
⑥容量瓶在使用时 用待配溶液润洗,若润洗,则加入的溶质 。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)实验仪器:一定容积的容量瓶、托盘天平(称量固体)、量筒(量取液体)、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
步骤及装置
操作及注意事项
①计算
①根据n(固体)= (V以容量瓶体积计算)
m(固体)= ,求固体质量
c(浓溶液)· V(浓溶液)=c(所配溶液)· V(容量瓶),求浓溶液的体积。
②计算溶质的质量时要根据容量瓶的容积来计算,计算结果保留一位小数
②称量/量取
固体用托盘天平称量
①在使用天平时应“一平,二调,三称量”;
②称量时“左物右码”勿放反,先垫纸片再称量(强腐蚀性物质用 ,如氢氧化钠等物质);
③读数时注意用砝码质量加游码质量
浓溶液用量筒量取
①选择合适的量筒,先用水清洗,再用所量取的浓溶液物质
②先往量筒中加入浓溶液,眼睛平视刻度线,等凹液面接近刻度线时改用 逐滴加入
③溶解
①把固体加入烧杯后,加入适量的水,用玻璃棒顺时针 。
②在搅拌过程中速度适中、用力不能过猛,防止
④冷却(冷却到室温)
物质溶解过程中一般会产生热效应,而物质本身都会热胀冷缩,溶液冷却到室温的目的是防止给后续操作带来误差
⑤移液
玻璃棒在引流时:①下端要抵在刻度线 ,防止定容时刻度线上方有液体,导致定容后液体体积变大。
②上端要在容量瓶瓶口中央,防止在转移液体时使液体洒落在容量瓶的外侧
⑥洗涤
将烧杯内壁和玻璃棒用蒸馏水洗涤 次,并将洗涤液 至容量瓶,轻轻摇动,使溶液混合均匀。
①溶解及洗涤所用水的总体积一定 超过要配制溶液的体积。
②洗涤时 和 一起洗涤。
③为保证溶质不损失,应将烧杯内壁及玻璃棒洗涤2~3次,且将洗涤液也注入容量瓶
⑦定容
在加蒸馏水时,先将蒸馏水用烧杯沿玻璃棒注入容量瓶,离刻度线1~2cm时改用胶头滴管滴加,眼睛要 刻度线,直到凹液面的 和刻度线
⑧振荡、摇匀
①盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶反复 ,摇匀。
②在摇匀时不能用力过猛,防止液体从上口冲出
⑨装瓶、贴签
把配好的溶液转移到试剂瓶中,在试剂瓶上标注药品的名称及浓度,易分解的试剂也可以标注配制试剂的日期
1.量筒的使用注意事项
①量筒的常见规格有 mL、 mL、 mL、 mL、 mL、 mL、1000 mL等。
②量筒没有“0”刻度。
③为了减小实验误差,量取溶液时应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒,如量取7mL液体应选用10mL量筒。
2.定容时的读数问题
俯视刻度线时溶液实际体积 读数,仰视刻度线时溶液实际体积 读数,都会产生误差。
3.准确配制一定物质的量浓度溶液的两个关键
①准确称量固体溶质的质量(或准确量取浓溶液的体积);
②准确标定所配制溶液的体积。
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)原理依据
根据分析,其中MB(溶质的摩尔质量)是定值。其他条件不变时:
使mB或nB增大(或减小)的因素,导致cB偏大(或偏小);使V增大(或减小)的因素,导致cB偏小(或偏大)。
(2)具体分析实例(以配制220 mL1.00 mol·L-1NaOH 溶液为例)
操作步骤
引起误差的操作
影响因素
对cB的影响
mB(或nB)
V
①计算
计算结果
m(NaOH)=0.22 L×1.00 mol·L-1×40g·mol-1 =8.8 g
偏小
-
②称量
砝码生锈或沾有其他物质(没有脱落)
偏大
-
砝码与物品颠倒(使用游码)
偏小
-
称量时间过长
偏小
-
③溶解
有少量液体溅出
偏小
-
④转移
容量瓶内有少量水
无影响
无影响
⑤洗涤
未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
偏小
-
⑥定容
未冷却至室温就进行定容
-
偏小
仰视读数
-
偏大
俯视读数
-
偏小
液面超出刻度线后用胶头滴管吸出一部分溶液
偏小
-
⑦摇匀
摇匀后液面下降,补充水
-
偏大
⑧装瓶
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
-
偏大
选取容量瓶的规格为250 mL,计算溶质质量时应用 mL,而非220 mL。
重难点1:有关溶液混合的物质的量浓度计算
1.物质的量浓度的有关计算
已知溶质的质量求物质的量浓度(溶液体积已知)
已知溶液中某种粒子的数目求物质的量浓度(溶液体积已知)
标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算(溶液的体积已知)
2.溶液稀释与混合的计算
浓溶液的稀释
溶质的物质的量不变
c(浓)·V(浓)=
溶质的质量不变
m(浓)·ω(浓)=
溶液的质量守恒
m(稀)= (溶液体积一般不守恒)
相同溶质的两溶液混合
溶质的物质的量不变
c1V1+c2V2 =
溶质的质量不变
=
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,则可认为是原两溶液的体积之 ;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
3.同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数ω 。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数ω
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数ω
04 经典例题
ღ题型一 物质的量浓度
【例1】下列溶液中氯离子物质的量最大的是( )
A.300mL 0.05mol•L﹣1的FeCl3溶液
B.300mL 0.6mol•L﹣1的KClO溶液
C.200mL 0.1mol•L﹣1的CaCl2溶液
D.100mL 0.25mol•L﹣1的KCl溶液
【例2】下列关于“100mL0.1mol/LNa2SO4溶液”的说法正确的是( )
A.该溶液中n(Na+)=0.02mol
B.若取该溶液10mL,其中c()=0.4mol/L,c()=0.01mol/L
C.配制该溶液时,将1.42gNa2SO4固体溶于100mL水中
D.配制该溶液时,使用未干燥的容量瓶会导致溶液浓度偏低
ღ题型二 物质的量浓度的相关计算
【例1】将6.0mol•L﹣1H2SO4溶液由10mL稀释至200mL,再从中取出20mL,这20mL溶液的物质的量浓度是( )
A.0.3mol•L﹣1 B.0.05mol•L﹣1
C.0.5mol•L﹣1 D.0.15mol•L﹣1
【例2】向30.0mL硫酸铜溶液中加入过量铝粉,待充分反应后,再向其中加入2.00mol/L烧碱溶液,至沉淀不再减少,消耗烧碱溶液210mL,且收集到气体0.672L(标准状况).据此计算:
(1)加入铝粉的质量.
(2)原硫酸铜溶液的物质的量浓度.
【例3】下列计算结果正确且合理的是( )
A.0.5L、8mol/L浓盐酸与足量MnO2完全反应产生22.4L(标准状况下)Cl2
B.2H2S+SO2═3S↓+2H2O反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
C.将NO2和O2等体积混合充满一试管,倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体占试管容积的
D.标准状况下,用一充满NH3气体的干燥烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后(假设溶液不外溢),烧瓶内溶液的物质的量的浓度为
【例4】用等体积的0.1mol/L的BaCl2溶液,可使相同体积的Fe2(SO4)3、Na2SO4、KAl(SO4)2三种溶液中的完全沉淀,则三种硫酸盐的物质的量浓度之比为( )
A.3:2:3 B.3:1:2 C.2:6:3 D.1:1:1
【例5】某同学将Na2SO4、NaNO3、KNO3三种固体溶于水配得溶液W,部分离子的物质的量浓度如图1所示。取200mL混合溶液加水稀释,测得c(K+)随溶液体积的变化如图2所示。下列说法错误的是( )
A.c1=1.0
B.X离子是,Y离子是
C.溶液W中NaNO3物质的量浓度为0.1mol•L﹣1
D.固体溶解时,Na2SO4、NaNO3、KNO3的物质的量之比为5:1:1
【例6】下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.在标准状况下VL氨气溶于1L水中配成密度为ρg•cm﹣3的氨水,该氨水的物质的量浓度为
B.1.5mol/L的Fe2(SO4)3溶液中的物质的量浓度为1.5mol/L
C.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
D.10g98%的硫酸(密度为1.84g•cm﹣3)与10mL18.4mol/L的硫酸浓度相同
ღ题型三 物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【例1】在标准状况下,将a L NH3完全溶于水得到V mL氨水,溶液的密度为ρ g•cm﹣3,溶质的质量分数为w,溶质的物质的量浓度为c mol•L﹣1.下列叙述正确的是( )
①w100%
②c;
③若上述溶液中再加入V mL水后,所得溶液的质量分数大于0.5w
④将50g上述溶液加入一定量的水稀释成0.5c mol•L﹣1,则加入水的体积应大于50mL。
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
【例2】(1)1.5NA个H3PO4的摩尔质量为 ,含氧原子的物质的量为 。
(2)amol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为
(3)25.2gNa2RO3含Na+0.4mol,则Na2RO3的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。含R的质量为1.6g的Na2RO3,其物质的量为 。
(4)相同条件下,比较下列物质中氢原子数目多少(填“>”“<”或“=”):
①4.9gH2SO4 3.6gH2O②1.6LCH4 2.4LH2
ღ题型四 配制一定物质的量浓度的溶液
【例1】某次实验需要使用480mL1.0mol•L﹣1的NaOH溶液,回答下列有关配制该溶液的问题:
(1)实验中需要用托盘天平称取 gNaOH,称量NaOH时,需要先称量小烧杯的质量,若称量小烧杯时,天平平衡后的状态如图所示,则小烧杯的质量是 g。
(2)将称取的NaOH放入烧杯中,加蒸馏水溶解后,待 ,再将溶解液沿 转移到容量瓶中。
(3)若定容时仰视刻度线,则所配溶液中c(NaOH) (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。若定容时不小心使液面超过刻度线,则应采取的措施是 。
(4)取正确操作时所配溶液20mL,能与10mLamol•L﹣1FeCl2溶液恰好完全反应,则a= ,待反应后充分振荡,在空气中静置,当混合体系质量保持不变时,经过滤、洗涤、低温烘干后,最终可得到 g固体。
【例2】实验室安全意识是化学学科的基本素养。下列说法正确的是( )
A.用新制氯水、NaBr溶液、NaI溶液探究同主族元素性质递变的实验中涉及的安全提醒标志有:
B.用浓硫酸配制稀硫酸时,只要小心,无需佩戴橡胶手套
C.制备并检验氢气的可燃性(如上图)
D.检验完后的废液,先倒入水槽,再用水冲入下水道
【例3】配制100mL1.00mol•L﹣1NaOH溶液的操作如图所示。下列说法不正确的是( )
A.操作1前称取NaOH的质量为4.00g
B.操作2前NaOH溶液需恢复至室温
C.操作4若俯视刻度线定容,结果偏大
D.操作5后液面下降,需补充少量水至刻度线
【例4】现需要240mL0.1mol/LCuSO4溶液,下列选项不正确的是( )
A.需用托盘天平称量6.0g胆矾晶体
B.用托盘天平称量固体药品时,砝码生锈会使所配溶液浓度偏高
C.若所用胆矾晶体失去部分结晶水,则所配溶液浓度偏高
D.移液时有少量溶液测出会使所配溶液浓度偏低
【例5】实验室将粗盐提纯并配制0.1000mol•L﹣1的NaCl溶液。下列仪器中不需要使用的( )
A.分液漏斗 B.烧杯 C.酒精灯 D.蒸发皿
ღ题型五 溶液中溶质的质量分数及相关计算
【例1】列关于溶液的说法不正确的是( )
A.溶液是一种均一、稳定的混合物
B.可以用溶解度判断某种物质在某种溶剂中的溶解能力
C.不饱和溶液变成饱和溶液后,溶质质量分数一定变大
D.两种溶质质量分数不同的食盐水会有不同的性质,从而有不同的应用
【例2】将2.3g钠投放到97.7g水中,所得溶液中溶质的质量分数为( )
A.2.3% B.小于2.3% C.4% D.大于4%
ღ题型六 化学方程式的有关计算
【例1】某烧杯中盛有100mL某溶液(含有Cu2+、Fe3+、Cl﹣),向溶液中缓慢加入铁粉,烧杯中固体质量与加入铁粉质量的关系如图。下列有关说法错误的是( )
A.a点之前的反应为Fe+2Fe3+═3Fe2+
B.c点对应的烧杯中固体是混合物
C.原溶液中,n(Cl﹣)=0.05mol
D.原溶液中,c(Cu2+)=0.12mol•L﹣1
【例2】1.5mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.2mol Na2CO3
B.1.5mol Na2O2和1mol Na2CO3
C.2mol NaOH和1.5mol Na2CO3
D.1mol NaOH和2mol Na2CO3
【例3】向含1mol NaOH的溶液中通入一定体积的CO2使其充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加稀盐酸。测得产生CO2的物质的量随加入HCl的物质的量变化如图所示。则下列说法错误的是( )
A.A点之前发生的离子反应为H++OH﹣=H2O
B.图中的b=1.0
C.在D点对应的溶液中,K+、Ba2+、Ag+、不能大量共存
D.向氢氧化钠溶液中通入CO2的体积为8.96L
【例4】向400mL0.1mol•L﹣1的FeSO4溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化。则此时所得红棕色固体的质量为( )
A.3.2g B.2.82g C.1.6g D.1.44g
05 课堂巩固
培优第一阶——基础过关练
1.0.5L1mol/L FeCl3溶液与0.2L 1mol/L KCl溶液中的Cl-的数目之比为
A.5:2 B.3:1 C.15:2 D.1:3
2.1 mol∙L−1硫酸溶液的含义是
A.1L水中含有1mol硫酸
B.1L溶液中含有1mol氢离子
C.将98g硫酸溶于1L水中配成溶液
D.1L硫酸溶液中含98g硫酸
3.如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为)。下列说法错误的是
A.是溶液的物质的量浓度
B.14%是溶液中溶质的质量分数
C.10mL 14%的NaOH溶液含有溶质的质量约1.6g
D.14%的NaOH溶液的物质的量浓度
4.从1L物质的量浓度为1mol/L的NaOH溶液中取出100mL溶液,下面关于这100mL溶液的叙述错误的是:①物质的量浓度为0.1mol/L;②物质的量浓度为1mol/L;③含100mL水;④含0.1molNaOH
A.①② B.①③ C.②③ D.②
5.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1的是
A.将250g胆矾()溶于少量水,然后再将此溶液稀释至1L
B.将22.4LHCl气体溶于水配成1L溶液
C.将1L10的浓盐酸与9L水混合
D.将40gNaOH溶解于1L水中
6.物质的量是联系宏观世界和微观世界的桥梁。下列说法正确的是
A.摩尔是物质的量的单位
B.将固体溶于水,其浓度为
C.常温常压下,的体积为
D.溶液中取出溶液,其浓度为
7.某食品经检测含浓度为,则的物质的量浓度为
A. B. C. D.
8.已知某2LNa2SO4溶液中含Na+0.4mol,下列说法正确的是
A.该溶液与1L0.1mol/LNa2CO3溶液中的Na+浓度相等
B.该溶液中SO的浓度为0.2mol/L
C.将0.2molNa2SO4固体溶于2L水可配制成该溶液
D.0.4 mol/LNaCl溶液与0.2mol/LNa2SO4溶液等体积混合后含Na+0.4mol
9.关于一定物质的量浓度溶液的配制,下列说法错误的是
A.定容时俯视,所配溶液浓度偏高
B.未用蒸馏水洗涤烧瓶内壁及玻璃棒,所配溶液浓度偏低
C.容量瓶洗涤后残留少量蒸馏水,所配溶液浓度无影响
D.摇匀后,发现液面低于刻度线,要加蒸馏水至凹液面与刻度线相切
10.配制450mL0.100mol•L-1的NaCl溶液,部分实验操作示意图如图:
下列说法正确的是
A.容量瓶需用蒸馏水洗涤、干燥后才可使用
B.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低
C.上述实验操作步骤的正确顺序为①②④①③
D.实验中需用到的仪器有:天平、450mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等
06 强化提升
培优第二阶——能力提升练
11.将的溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
12.下列溶液氯离子的物质的量浓度与501溶液中的物质的量浓度相等的是
A.1501溶液 B.503溶液
C.1502溶液 D.751.5溶液
13.已知:物质的量计算公式有:①②③④。下列叙述正确的是
A.①式中,是阿伏加德罗常数,没有单位
B.②式中,M指摩尔质量,其单位是g
C.③式中,是气体摩尔体积,为
D.④式中,V是指溶液的体积,单位是L
14.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
15.某水培植物的营养液中各离子的物质的量浓度如表所示(不考虑其他离子):
离子
0.016
0.02
0.05
则x的值为
A.0.014 B.0.018 C.0.054 D.0.086
16.下列有关物质的量浓度的计算结果错误的是
A.实验室双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10),其浓度为8.9
B.一定质量的28%的KOH溶液,若将其蒸发掉100g水后(无固体析出),溶液的质量分数为56%,溶液的体积变为125mL,则浓缩后溶液中KOH的物质的量浓为8
C.在KCl、、和的混合溶液,若、、、,则溶液中是2
D.将8g铁粉放入100mL 溶液中,溶液中的全部被还原时,过滤后固体质量变为8.2g,则原溶液的为2.5
17.已知VmL的硫酸铁溶液中含有1gFe3+,则的物质的量浓度为
A.mol/L B.mol/L C.×103mol/L D.×10-3mol/L
18.配制450 mL 0.100 mol·L-1的KCl溶液,下列说法正确的是
① ② ③ ④
A.上述实验操作步骤的正确顺序为:④①②③
B.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
C.实验中需用的仪器有:天平、500 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的KCl溶液浓度偏高
19.关于配制的溶液说法正确的是
A.容量瓶中有少量水会使所配溶液的浓度偏小
B.可将固体在容量瓶中溶解,然后用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线
C.配制过程中需要用到的定量仪器有托盘天平、容量瓶
D.定容后塞上瓶塞匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
20.实验室用18mol/L的浓硫酸下配制0.2mol/L的稀硫酸,下列操作会使浓度偏大的是
A.稀释后,未冷却至室温就转入容量瓶
B.容量瓶未干燥即用来配制溶液
C.容量瓶中定容时仰视容量瓶刻度线
D.量取浓硫酸时,俯视量筒的刻度
培优第三阶——培优拔尖练
21.将标准状况下的aL HCl(g)溶于1000g水中,得到的盐酸密度为bg·cm-3 ,则该盐酸的物质的量浓度是
A. B.
C. D.
22.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:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
23.用溶质质量分数为的浓硫酸配制稀硫酸,下列操作正确的是
A.将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B.必须用到的定量仪器有200mL容量瓶和托盘天平
C.量取浓硫酸的体积为20.0mL
D.量取浓硫酸时仰视,定容时俯视,都会使所配硫酸溶液浓度偏大
24.将溶液加水稀释到,稀释后的物质的量浓度为
A. B. C. D.
25.现有1L浓度为的盐酸,为使其浓度增大1倍,采取措施合理的是
A.将溶液加热浓缩到0.5L
B.通入22.4LHCl气体(标准状况下)
C.加入的盐酸0.3L,再稀释至2L
D.加入0.5L的盐酸,并充分混合均匀
26.下列溶液中物质的量浓度为的是
(1)将溶解在水中
(2)将气体溶于水配成溶液
(3)将浓盐酸加入到水中
(4)将溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为
(5)将氧化钠溶于水并配成溶液
(6)将质量分数为98%硫酸与水混合
A.(2)(4) B.(1)(2)(4) C.(4)(5) D.(2)(4)(6)
27.两种硫酸溶液,一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1mol/L,密度为ρ1g/mL;另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2mol/L,密度为ρ2 g/mL,将它们等体积混合后,所得溶液的密度为ρ3 g/mL,则混合后硫酸的物质的量浓度为
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
28.使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差,下列情况会使所配溶液浓度偏低的有几项
①用天平(使用游码)称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了;
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水;
④定容时,仰视容量瓶的刻度线;
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线;
⑥用量筒量取一定量浓硫酸配制稀硫酸,转移到烧杯后,用少量水洗涤量筒;
⑦在烧杯中溶解NaOH后,立即将所得溶液注入容量瓶中。
A.4项 B.5项 C.6项 D.7项
29.某同学利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)配制0.1mol/L的碳酸钠溶液980mL。下列说法正确的是
A.配制过程只需要三种仪器即可配成
B.容量瓶用蒸馏水洗净后必须烘干才能用于溶液的配制
C.定容时俯视容量瓶的刻度线,会造成所配溶液物质的量浓度偏低
D.需用托盘天平中称量碳酸钠晶体的质量为28.6g
30.下列有关一定物质的量浓度溶液的配制说法中正确的是
①用图a配制溶液
②图b配制一定物质的量浓度的溶液,先将固体放在烧杯中溶解并冷却至室温再转移至容量瓶
③配制溶液的定容操作如图c表示时会使溶液浓度偏高
④图d定容过程中,向容量瓶内加蒸馏水至刻度线1-2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切
⑤用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
⑥配制一定物质的量浓度稀硫酸:用量筒量取浓硫酸后洗涤量筒并将洗涤液转移到容量瓶
A.②③④ B.①②⑥ C.②④⑥ D.①③⑤
31.某化学实验室需要0.2mol·L−1硫酸溶液480mL,根据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需要用到的是 (填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是胶头滴管、 (填仪器名称)。
(2)现用质量分数为98%、密度为1.84g·L−1的浓硫酸来配制480mL、0.2mol·L−1的稀硫酸,计算该浓硫酸的物质的量浓度为 mol·L−1,需要该浓硫酸的体积为 mL(保留1位小数),现有①10mL②25mL③30mL④100mL四种规格的量筒,你选用的量筒是 (填代号)。
(3)配制时,一般可分为以下几个步骤:
①量取②计算③稀释④摇匀⑤转移⑥洗涤⑦定容⑧冷却
其正确的操作顺序为:②→①→③→⑧→ → → →④(填序号)。
(4)在配制过程中,下列操作正确的是 (填代号,下同),其他操作都准确,能引起误差偏低的有 。
①洗涤量取浓硫酸后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温再转移到容量瓶中
③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
④定容时,俯视刻度线
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