1、物质的量在化学实验中的应用(建议用时40分钟)1.(2021德州模拟)已知0.5 L盐酸和硫酸的混合溶液中,含有0.1 mol Cl-和0.2 mol S,则此溶液中的H+的物质的量浓度为()A.0.1 molL-1B.1.0 molL-1C.0.3 molL-1D.0.4 molL-1【解析】选B。根据电荷守恒原理可知,混合溶液中H+所带正电荷总数等于Cl-、S所带的负电荷总数,则有c(H+)=c(Cl-)+2c(S),即c(H+)=+2=1.0 molL-1。2.(2021长沙模拟)25时,将10 mL质量分数为50%(密度为1.4 gcm-3)的硫酸稀释成100 mL。下列说法正确的是(
2、)A.俯视容量瓶颈刻度线定容,所配溶液的浓度偏低B.上述稀释过程所需要的蒸馏水为90 mLC.50%的硫酸溶液中溶质的物质的量浓度约为7.14 molL-1D.上述100 mL稀硫酸中含溶质14 g,该稀硫酸不属于电解质【解析】选C。俯视容量瓶颈刻度线定容,导致溶液的体积偏小,所配溶液的浓度偏高,A错误;上述稀释后溶液的密度不知,所以无法求所需要的蒸馏水的体积或质量,B错误;根据c=7.14 molL-1,所以质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为7.14 molL-1,C正确;稀释过程中溶质的质量不变,所以上述100 mL稀硫酸中含溶质10 mL1.4 gcm-350%=7 g,故D错误。【加
3、固训练拔高】(2021南昌模拟)体积为V mL,密度为d gcm-3的溶液,含有相对分子质量为M的溶质m g,其物质的量浓度为c molL-1,质量分数为w%,下列表达式正确的是()A.c=(w100d)/MB.m=VdwC.w=(cM)/(1 000d)D.c=(1 000m)/(VM)【解析】选D。c=1 000w/M=1 000dw%/M=10dw/M,故A错误;溶液的质量为d gcm-3V mL= dV g,溶质的质量为dVw%,故B错误;根据c=1 000 w/M=1 000dw%/M,可得w%=(cM)/(1 000d),故C错误;溶质的物质的量为n=m/M mol,溶液的体积为
4、L,则c=(1 000m)/(VM),故D正确。3.下列关于实验操作和误差分析的判断正确的是()A.配制1 molL-1的NH4NO3溶液时未恢复至室温就转移并定容,所得溶液浓度偏小B.配制氯化钠溶液,用托盘天平称取药品时,药品和砝码位置颠倒,药品质量一定偏小C.配制浓度为0.010 molL-1的Na2CO3溶液,称取Na2CO3固体0.106 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度线D.配制一定物质的量浓度的盐酸溶液,用量筒量取浓盐酸时,仰视读数,使所配溶液浓度偏低【解析】选A。NH4NO3溶于水吸热,溶液温度降低,若未恢复到室温就转移并定容,恢复到室温溶液体积偏大,所配溶液浓
5、度偏小,A正确;用托盘天平称取药品时,药品和砝码位置颠倒,若不使用游码,药品质量不变,B错误;容量瓶不能溶解固体,C错误;配制一定物质的量浓度的盐酸溶液,用量筒量取浓盐酸时,仰视读数,使所配溶液浓度偏高,D错误。4.(2020衡阳模拟)下列说法正确的是()A.现需480 mL 0.1 molL-1硫酸铜溶液,则需要称量8.0 g胆矾固体B.100 g硫酸溶液的物质的量浓度为18.4 molL-1,用水稀释到物质的量浓度为9.2 molL-1,需要水100 gC.将10 g CuSO4溶解在90 g水中,配制质量分数为10%的CuSO4溶液D.使用量筒量取一定体积的浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀
6、硫酸,将浓硫酸转移至烧杯后须用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液一并转移至烧杯【解析】选C。应选择500 mL的容量瓶来配制,需胆矾的质量为0.5 L0.1 molL-1250 gmol-1=12.5 g,A错误;由c1=c2,且12可知,m22m1,B错误;将10 g CuSO4溶解在90 g水中,溶液的质量是100 g,得10%的CuSO4溶液,C正确;量取的液体倒出的量就是所读的量,不能洗涤,D错误。5.等质量的CuO和MgO粉末分别溶于相同体积的硝酸中,得到的Cu(NO3)2和Mg(NO3)2的物质的量浓度分别为a molL-1和b molL-1。a与b的关系为()A.a=bB.a=2bC.2
7、a=bD.a=5b【解析】选C。设m(CuO)、m(MgO)均为80 g,则它们的物质的量之比为=12,溶液的体积相同时,溶质的物质的量浓度之比等于其物质的量之比,即2a=b。6.(2021合肥模拟)某溶液经分析,其中只含有Na+、K+、Ca2+、Cl-、N,已知其中Na+、K+、Ca2+、N的浓度均为0.1 molL-1,则Cl-的物质的量浓度为()A.0.1 molL-1B.0.3 molL-1C.0.2 molL-1D.0.4 molL-1【解析】选B。溶液呈电中性,阴阳离子所带电荷相等,所以c(K+)+c(Na+)+2c(Ca2+)=c(Cl-)+c(N),所以c(Cl-)=c(K+)
8、+c(Na+)+2c(Ca2+)-c(N)=(0.1+0.1+20.1-0.1) molL-1=0.3 molL-1,故B项正确。7.(2021西安模拟)下列表述正确的是()A.22.4 L HCl溶于水制得1 L盐酸时,其浓度为1 molL-1B.1 L 0.3 molL-1的CuCl2溶液中含有Cu2+和Cl-的总物质的量为0.9 molC.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果c(Na+)=c(S),则c(K+)=c(Cl-)D.10时,100 mL KCl饱和溶液蒸发掉5 g水,冷却到10时,它仍为饱和溶液【解析】选D。未说明温度和压强,故无法确定22.4 L HCl的物质的量
9、,无法计算浓度,A错误;由于铜离子在水溶液中会水解,故1 L 0.3 molL-1的CuCl2溶液中含有Cu2+的物质的量小于0.3 mol,Cu2+和Cl-的总物质的量小于0.9 mol,B错误;根据电荷守恒,K2SO4和NaCl的混合溶液中,c(K+)+c(Na+)+c(H+)=2c(S)+c(Cl-)+c(OH-),由于溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),所以c(K+)+c(Na+)=2c(S)+c(Cl-),若c(Na+)=c(S),则c(K+)=c(S)+c(Cl-),C错误;10时,100 mL KCl饱和溶液蒸发掉5 g水,冷却到10时,有晶体析出,但溶液仍为饱和溶液,D正确
10、。8.(2021盐城模拟)现有3.60 g NaCl、NaHCO3和Na2CO3的混合固体,加热足够长时间后,固体质量剩余3.29 g;将剩余固体溶于一定体积的盐酸中,产生0.448 L气体(标准状况下),并将所得溶液稀释至100 mL,测得所得溶液pH=1。下列判断正确的是()A.混合固体中NaHCO3的质量为0.84 gB.混合固体中Na2CO3的质量为2.12 gC.所加盐酸中,HCl的物质的量为0.04 molD.最终所得溶液中c(Cl-)=0.1 molL-1【解析】选A。3.60 g NaCl、NaHCO3和Na2CO3的混合固体,加热足够长时间后,固体质量剩余3.29 g,减少了
11、3.60 g-3.29 g=0.31 g,减少的0.31 g为碳酸氢钠分解所致,则:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2Om16862m0.31 gm=0.84 g,故A正确;标准状况下0.448 L二氧化碳的物质的量为=0.02 mol,根据C原子守恒可知,剩余固体中含有Na2CO3的物质的量为0.02 mol,0.84 g NaHCO3的物质的量为=0.01 mol,结合C原子守恒可知,原混合物中Na2CO3的物质的量为0.01 mol,质量为106 gmol-10.01 mol=1.06 g,故B错误;根据关系式Na2CO32HCl可知,生成0.02 mol二氧化碳消耗HCl的物质的
12、量为0.02 mol2=0.04 mol,反应后HCl有剩余,则所加盐酸中HCl的物质的量大于0.04 mol,故C错误;所得溶液pH=1,c(HCl)=c(H+)=0.1 molL-1,由于溶液中还存在NaCl,最终所得溶液中c(Cl-)大于0.1 molL-1,故D错误。9.某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL,已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解),S的物质的量浓度为6 molL-1,加入足量铁粉充分反应后(忽略溶液体积的变化),c(Fe2+)为()A.4 molL-1B.6 molL-1C.8 molL-1D.10 molL-1【解析】选B。根据题意完全
13、反应后,溶液中溶质只有FeSO4,c(Fe2+)=c(S)=6 molL-1。10.(2021南充模拟)用下表提供的仪器(夹持仪器和试剂任选)不能达到相应实验目的的是()选项实验目的仪器A用CCl4除去NaBr溶液中少量Br2烧杯、分液漏斗B配制1.0 molL-1的H2SO4溶液量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶C从食盐水中获得NaCl晶体酒精灯、烧杯、漏斗D制备少量乙酸乙酯试管、酒精灯、导管【解析】选C。单质溴易溶于有机溶剂,因此可以用萃取的方法将其从水相中分离,A项正确;配制一定物质的量浓度的溶液,需要用到量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和容量瓶,B项正确;若要从食盐水中获得食盐晶体,可以
14、蒸发结晶,蒸发结晶一般在蒸发皿中进行,C项错误;制备少量乙酸乙酯,可以在试管中进行,再用导管将产物通入饱和碳酸钠溶液中收集产物并除杂,D项正确。11.(2021长沙模拟)实验室需要0.1 molL-1 NaOH溶液450 mL和0.5 molL-1硫酸溶液500 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是(填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是(填仪器名称)。(2)在配制NaOH溶液时:根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为g;若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度(填“”“”“”或“=”)0.1 molL-1。(3)在配制
15、硫酸溶液时:所需质量分数为98%、密度为1.84 gcm-3的浓硫酸的体积为(计算结果保留一位小数)mL;如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用mL量筒最好;配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时操作方法是 。【解析】(1)配制溶液需要五种玻璃仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500 mL的容量瓶。(2)因无450 mL的容量瓶,配制NaOH溶液要用500 mL的容量瓶,m(NaOH)=cVM=0.1 molL-10.5 L40 gmol-1=2.0 g;NaOH溶于水放出大量热,应把它冷却至室温后再移入容量瓶中,否则定容后,溶液冷却到室温后,体积减小,浓度偏高。
16、(3)c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀),即V(浓)=0.50.5,得V(浓)0.013 6 L=13.6 mL;选用15 mL量筒最好,误差小;注意三点:酸入水、沿器壁、棒搅拌。答案:(1)AC烧杯、玻璃棒(2)2.0(3)13.615将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌【加固训练拔高】(2021衡阳模拟)取KClO3和MnO2的混合物16.60 g加热至恒重,将反应后的固体加15 g水充分溶解,剩余固体6.55 g(25),再加5 g水充分溶解,仍剩余固体4.80 g(25)。(1)若剩余的4.80 g固体全是MnO2,则原混合物中KClO3的质量为g(保留2位小数)。(2)
17、若剩余的4.80 g固体是MnO2和KCl的混合物,则25时KCl的溶解度为;原混合物中KClO3的质量为g(保留2位小数);所得KCl溶液的密度为1.72 gcm-3,则溶液的物质的量浓度为molL-1(保留2位小数)。(3)可用以下反应制备KIO3和K2H3IO6(高碘酸氢二钾):I2+2KClO32KIO3+Cl2KIO3+Cl2+3KOHK2H3IO6+2KCl,最终制得的KIO3和K2H3IO6的物质的量之比为x,若制得100 mol K2H3IO6,共消耗y mol KClO3,试确定y与x的关系式。【解析】(1)若剩余的4.80 g固体全是MnO2,m(KClO3)=16.60
18、g-4.80 g=11.80 g;(2)若剩余的4.80 g固体是MnO2和KCl的混合物,则5 g水溶解氯化钾得到的溶液是饱和溶液,5 g水溶解KCl的质量=6.55 g-4.80 g=1.75 g,则100 g水溶解KCl的质量=100 g=35 g,即KCl的溶解度为35 g;20 g水溶解氯化钾的质量=1.75 g4=7 g,反应前后质量减少的质量为氧气的质量,氧气的质量=16.60 g-7 g-4.80 g=4.8 g,根据氧原子守恒得原混合物中KClO3的质量为122.5 gmol-1=12.25 g,溶液的质量=20 g+7 g=27 g,溶液的体积=,n(KCl)=,则溶液的物
19、质的量浓度=5.99 molL-1;(3)最终制得的KIO3和K2H3IO6的物质的量之比为x,若制得100 mol K2H3IO6,则最终制得KIO3为100x mol,由KIO3+Cl2+3KOHK2H3IO6+2KCl可知,制得100 mol K2H3IO6时,消耗KIO3 100 mol,则整个过程中总共制备KIO3为100(1+x) mol,结合I2+2KClO32KIO3+Cl2可得消耗KClO3的物质的量y mol=100(1+x) mol。答案:(1)11.80(2)35 g12.255.99(3)y=100(1+x)12.若20 g密度为 gmL-1的Ca(NO3)2溶液中含
20、有2 g Ca(NO3)2,则溶液中N的物质的量浓度为()A. molL-1B. molL-1C. molL-1D. molL-1【解析】选C。溶质的物质的量n= mol,溶液的体积:V=10-3 LmL-1= L,Ca(NO3)2的物质的量浓度:c= molL-1,N的物质的量浓度为 molL-12= molL-1。【加固训练拔高】1.把一定量的Na2O2和NaHCO3的混合粉末分为两等份,将其中一份加入100 mL稀盐酸中恰好完全反应,生成 的气体经干燥后其体积为2.24 L(标准状况下);再将此气体通入另一份混合物中,充分反应后最终得到O2 2.016 L(标准状况下),则加入稀盐酸的物
21、质的量浓度是()A.3.4 molL-1B.0.2 molL-1C.1.8 molL-1D.3.6 molL-1【解析】选A。2.24 L(0.1 mol)气体是CO2、O2的混合气体,2.016 L O2为0.09 mol,结合2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2知,0.1 mol混合气体中含有0.02 mol CO2、0.08 mol O2,每份固体混合物中含有0.02 mol NaHCO3、0.16 mol Na2O2,依据Na原子守恒知,与盐酸反应后得到的NaCl为0.34 mol,再根据Cl原子守恒知c(HCl)=3.4 molL-1。2.(2021上海交大附中模拟)室温时,甲
22、、乙两同学配制氯化钠溶液。甲同学配制10%的NaCl溶液100 g,乙同学配制1.0 molL-1的NaCl溶液100 mL(20时,氯化钠的溶解度为36.0 g)。下列说法正确的是()A.两同学所需溶质的质量相同B.两同学所配溶液的质量相同C.两同学所需实验仪器种类相同D.甲同学所配的溶液浓度比乙同学的大【解析】选D。配制100 g 10%的NaCl溶液需要氯化钠质量为100 g10%=10 g,配制100 mL 1.0 molL-1的NaCl溶液需要氯化钠质量为0.1 L1.0 molL-158.5 gmol-1=5.85 g,二者需要氯化钠的质量不相等,A错误;氯化钠溶液的密度大于1 g
23、mL-1,100 mL氯化钠溶液的质量大于100 g,B错误;配制一定质量分数的氯化钠溶液,需要用天平称量氯化钠的质量,用药匙取药品,用量筒量取水的体积,在烧杯内溶解,用玻璃棒搅拌,所需仪器有托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙等;配制一定体积一定物质的量浓度的氯化钠溶液,需要用天平称量氯化钠的质量,用药匙取药品,在烧杯内溶解,用玻璃棒搅拌,洗涤后移入100 mL容量瓶,加水定容,距离刻度线12 cm改用胶头滴管滴加,配制需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、100 mL容量瓶、胶头滴管等,两种配制需要的仪器不同, C错误;配制10%的NaCl溶液100 g,其密度1 gmL-1,所以100
24、 g溶液的体积小于100 mL,10%的NaCl溶液中氯化钠的物质的量为10%100/58.5=0.17 mol,其浓度大于1.7 molL-1,D正确。13.(2020石家庄模拟)下列实验操作或仪器选择正确的是()A.配制240 mL 0.1 molL-1FeSO4溶液需要选择240 mL容量瓶B.配制1 molL-1 H2SO4溶液,为了节省时间,可将浓硫酸直接注入容量瓶中C.配制1 molL-1 AlCl3溶液时,将氯化铝晶体溶于适量浓盐酸中,加水稀释D.定容时为防止液滴飞溅,胶头滴管应插入容量瓶【解析】选C。实验室没有规格为240 mL的容量瓶。应选择规格略大于配制溶液体积的容量瓶,A
25、错误;不能在容量瓶中直接稀释浓硫酸,B错误;氯化铝易水解,将AlCl3溶于浓盐酸中可抑制AlCl3的水解,C正确;胶头滴管应悬空垂直于容量瓶上方,D错误。14.某同学参阅了“84消毒液”说明中的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO 25%,密度为1.19 gcm-3的消毒液。下列说法正确的是()A.配制过程只需要三种仪器即可完成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.所配得的NaClO消毒液在空气中光照,久置后溶液中NaClO的物质的量浓度减小D.需要称量的NaClO固体的质量为140 g【解析】选C。需用托盘天平、药匙称量NaClO固体,需用烧杯来溶解NaClO
26、,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,故A错误;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后再使用,故B错误;由于NaClO易吸收空气中的H2O、CO2而变质,所以NaClO可能部分变质导致NaClO减少,配制的溶液中溶质的物质的量减小,则溶液的物质的量浓度偏小,故C正确;应选取500 mL的容量瓶进行配制,然后取出480 mL即可,所以需要NaClO的质量:500 mL1.19 gcm-325%=148.75 g,应该用托盘天平称量148.8 g次氯酸钠,故D错误。【加固训练拔高】(2021山师大附中模拟)下列叙述不正确的是()A.10 mL质量分数为
27、98%的H2SO4,用10 mL水稀释后,H2SO4的质量分数大于49%B.在标准状况下,将22.4 L氨气溶于1 L水中,得到1 molL-1的氨水C.配制0.1 molL-1的Na2CO3溶液480 mL,需用500 mL容量瓶D.用容量瓶定容时,俯视刻度线使配制溶液浓度偏高【解析】选B。浓硫酸的密度比水大,所以将10 mL质量分数为98%的H2SO4,用10 mL水稀释后,所得H2SO4溶液的质量分数大于49%,A正确;标准状况下22.4 L氨气的物质的量是1 mol,但将其溶于1 L水中得到的溶液的体积不是1 L,因此所得溶液的浓度不是1 molL-1,B错误;实验室没有480 mL的
28、容量瓶,根据选择仪器的标准是大而近的原则,可知配制0.1 molL-1的Na2CO3溶液480 mL,应该选择使用500 mL容量瓶,C正确;用容量瓶定容时,俯视刻度线,则液面低于刻度线,溶液的体积偏小,根据c=可知最终使配制溶液浓度偏高,D正确。15.(2021南昌模拟)人体血液里Ca2+的浓度一般采用mgcm-3来表示。抽取一定体积的血样,加适量的草酸铵(NH4)2C2O4溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再用酸性KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度。.(
29、配制酸性KMnO4标准溶液)如图是配制50 mL酸性KMnO4标准溶液的过程示意图。(1)请你观察图示判断其中不正确的操作有(填序号)。(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是(填名称)。(3)如果按照图示的操作所配制的溶液并进行实验,在其他操作均正确的情况下,所测的实验结果将(填“偏大”或“偏小”)。.(测定血液样品中Ca2+的浓度)抽取血样20.00 mL,经过上述处理后得到草酸,再用0.020 molL-1酸性KMnO4溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出,这时共消耗12.00 mL酸性KMnO4溶液。(4)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4+2Mn+6H+2Mnx
30、+10CO2+8H2O,则式中的x=。(5)滴定时,根据现象 ,即可确定反应达到终点。(6)经过计算,血液样品中Ca2+的浓度为 mgcm-3。【解析】(1)由图示可知操作不正确,不能在量筒中溶解固体,定容时应平视刻度线,至溶液凹液面与刻度线相切;(2)应该用容量瓶准确确定50 mL溶液的体积;(3)用图示的操作配制溶液,仰视刻度线,会使溶液体积偏大,所配制的溶液浓度将偏小,用来测定血液样品中Ca2+的浓度,会使所测结果偏大;(4)根据电荷守恒,(-12)+(+16)=+x2,解得,x=2,草酸跟KMnO4反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2+10CO2+8H2O;(5)滴
31、定时,用高锰酸钾滴定草酸,反应达到终点时的现象为溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色;(6)血样20.00 mL经过上述处理后得到草酸,草酸消耗的高锰酸钾的物质的量为0.020 molL-10.012 L=2.410-4 mol,根据反应方程式2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2+10CO2+8H2O,及草酸钙的化学式CaC2O4,可知:n(Ca2+)=n(H2C2O4)=n(Mn)=2.52.410-4 mol=610-4 mol,Ca2+的质量为40 gmol-1610-4 mol=0.024 g,钙离子的浓度为0.024 g/20 cm3=1.2 mgcm-3。答案:(1)(2)50 mL容量瓶(3)偏大(4)2(5)溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色(6)1.2- 11 -
