1、物质的量在化学实验中的应用物质的量浓度的有关计算(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.下列各溶液中,Na+物质的量浓度最大的是()A.4 L 0.5 molL-1 NaCl溶液B.1 L 0.3 molL-1 Na2SO4溶液C.5 L 0.4 molL-1 NaOH溶液D.2 L 0.15 molL-1 Na3PO4溶液【解析】选B。A中4 L 0.5 molL-1NaCl溶液中Na+浓度为0.5 molL-11=0.5 molL-1;B中1 L 0.3 molL-1Na2SO4溶液中Na+浓度为0.3 molL-12=0.6 molL-1;C中5 L 0
2、.4 molL-1NaOH溶液中Na+浓度为0.4 molL-11=0.4 molL-1;D中2 L 0.15 molL-1Na3PO4溶液中Na+浓度为0.15 molL-13=0.45 molL-1。【补偿训练】有关2 L 0.1 molL-1 K2SO4溶液的叙述正确的是()A.含有0.1 mol K2SO4B.水的体积为2 LC.K+的物质的量浓度为0.2 molL-1D.取出1 L溶液后,浓度变为0.05 moLL-1【解析】选C。2 L 0.1molL-1的K2SO4溶液中溶质物质的量=2 L0.1 molL-1=0.2 mol,故A错误;应是溶液的体积为2 L,故B错误;K+的物
3、质的量浓度为0.2 molL-1,故C正确;取出1 L溶液后,浓度不变,浓度为0.1 molL-1,故D错误。2.(2019呼和浩特高一检测)在容量瓶上无需标记的是()A.温度B.浓度C.刻度线D.容积【解析】选B。容量瓶上标识着温度、容积、刻度线。3.下列物质中含有NA个氯化氢分子的是()A.将1 mol H2和1 mol Cl2光照或点燃后的产物B.22.4 L HCl气体分子C.室温下,将1 mol HCl气体通入100 mL水中所得溶液D.室温下,36.5 g HCl气体【解析】选D。1 mol H2和1 mol Cl2光照或点燃后的产物为2 mol,则含有2NA个氯化氢分子,A错误;
4、未知状况,无法计算,故B错误;1 mol HCl气体通入100 mL水中所得溶液完全电离,溶液中无氯化氢分子,故C错误;室温下,36.5 g HCl气体,物质的量为=1 mol,则含有NA个氯化氢分子,故D正确。4.体积为1 L的干燥容器中充入HCl气体后,测得容器中气体对氧气的相对密度为1.082。将此气体倒扣在水中,进入容器中液体的浓度为()A. molL-1 B. molL-1C. molL-1D.不能确定【解析】选B。HCl溶于水,进入容器内溶液的体积等于HCl的体积,令HCl的体积为V L,则溶液的体积为V L,n(HCl)= mol,进入容器中液体的浓度c= molL-1。【补偿训
5、练】下列溶液中物质的量浓度为1 molL-1的是()A.将40 g NaOH固体溶解于1 L水中B.将22.4 L氯化氢气体溶于水,配成1 L溶液C.将1 L 10 molL-1的浓盐酸与9 L水混合D.10 g NaOH固体溶解在水中,配制成250 mL溶液【解析】选D。A项,NaOH固体溶于1 L水所得溶液的体积不是1 L,故NaOH溶液的浓度不是1 molL-1;B项,22.4 L HCl气体所处的外界条件(如温度、压强)不确定,其物质的量不一定是1 mol,溶液的物质的量浓度不一定是1 molL-1;C项,混合后溶液体积并不是10 L,则浓度不是1 molL-1;D项,c(NaOH)=
6、 =1 molL-1。【易错提醒】有关物质的量浓度的易错点(1)体积是溶液的体积,不是溶剂的体积。如题中A项溶于1 L水中所得溶液的体积不是1 L。(2)溶质用物质的量表示,不是用质量表示。(3)溶液的物质的量浓度是个定值,不受体积影响。从某浓度的溶液中取出任意体积,其浓度不变。5.某同学一次实验中需称取5.0 g NaOH用于配制一定体积一定浓度的NaOH溶液,下列操作对所配制溶液浓度无影响的是() A.所用NaOH已经潮解B.容量瓶未干燥就使用C.转移溶液后未洗涤D.定容时仰视容量瓶刻度线【解析】选B。NaOH潮解则使称取的5.0 g药品中NaOH偏少,所配溶液浓度偏小;容量瓶未干燥对结果
7、无影响;未洗涤烧杯、玻璃棒会使溶液浓度偏小;定容时仰视刻度线会多加水,使溶液浓度偏小。【补偿训练】某同学用固体Na2CO3配制500 mL 0.10 molL-1的Na2CO3溶液,其称量操作如图所示,若其他操作均正确,则最终配制的溶液浓度()A.偏高B.偏低C.可能偏高也可能偏低D.准确【解析】选B。结合天平的称量规则可知,药品质量=砝码质量+游码刻度,若药品与砝码颠倒位置,则砝码质量=药品质量+游码刻度,实际称得样品的质量为砝码质量-游码刻度=5.0 g-0.3 g=4.7 g,最终溶液的浓度偏低。6.下列有关溶液配制说法错误的是()A.称取12.5 g胆矾(CuSO45H2O)溶于水中,
8、并加水稀释至500 mL,所得溶液物质的量浓度为0.1 molL-1B.取58.5 g NaCl固体放入1 L水中充分溶解,所得溶液中NaCl的物质的量浓度为1 molL-1C.将100 g 5%的食盐水加热蒸发掉50 g水后,所得溶液中NaCl的质量分数为10%D.将浓度为2 molL-1硫酸钠溶液10 mL加水稀释至200 mL,所得溶液浓度为0.1 molL-1【解析】选B。12.5 g胆矾的物质的量为0.05 mol,溶于水配成500 mL溶液时,所得溶液浓度为0.1 molL-1,A正确;58.5 g NaCl 的物质的量为1 mol,溶于1 L水中所得溶液体积不等于1 L,B错误;
9、食盐水蒸发时溶质的质量不变,溶液质量变为原来的时,溶质质量分数变为原来的2倍,C正确;将溶液体积稀释为原溶液的20倍,则浓度减小为原溶液的,D正确。【互动探究】(1)若将A项中“CuSO45H2O”改为“CuSO4”,则称取的溶质质量是多少?提示:0.5 L0.1 molL-1160 gmol-1=8.0 g。(2)若将C项中“食盐水”改为“稀盐酸”则盐酸的质量分数为10%吗?提示:不是。盐酸易挥发。7.(2019石家庄高一检测)从2 molL-1的氯化铜溶液中取出含Cl-为3.55 g的溶液,所取溶液的体积是()A.25 mLB.50 mLC.12.5 mLD.0.025 mL【解析】选A。
10、因n(Cl-)=2n(CuCl2)=0.1 mol,则n(CuCl2)= =0.05 mol,所取溶液的体积V=0.025 L(即25 mL)。8.在硫酸钾、硫酸铝和硫酸的混合溶液中,c(H+)=0.1 molL-1,c(Al3+)=0.4 molL-1,c(S)=0.8 molL-1,则c(K+)为()A.0.15 molL-1B.0.3 molL-1C.0.2 molL-1D.0.4 molL-1【解析】选B。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,则c(H+)+c(K+)+3c(Al3+)=2c(S),即c(K+)=0.8 molL-12-0.4 molL-13-0.1 mo
11、lL-1=0.3 molL-1。【补偿训练】300 mL Al2(SO4)3溶液中,含Al3+ 1.62 g,在该溶液中加入0.1 molL-1 Ba(OH)2溶液100 mL,反应后溶液中S的物质的量浓度约为()A.0.4 molL-1B.0.3 molL-1C.0.2 molL-1 D.0.1 molL-1【解析】选C。溶液中Al3+ 1.62 g,n(Al3+)=0.06 mol,根据电荷守恒可知溶液中n(S)=n(Al3+)=0.06 mol=0.09 mol,加入的Ba(OH)2的物质的量为0.1 molL-10.1 L=0.01 mol,故n(Ba2+)=0.01 mol,剩余S的
12、物质的量为0.09 mol-0.01 mol=0.08 mol,反应后溶液中S物质的量的浓度为=0.2 molL-1。9.300 mL 0.2 molL-1 KCl溶液与100 mL 0.3 molL-1 AlCl3溶液中Cl-的物质的量浓度之比是()A.13B.23C.21D.29【解析】选D。0.2 molL-1 KCl溶液中,c(Cl-)=0.2 molL-1,0.3 molL-1 AlCl3溶液中c(Cl-)=0.9 molL-1,两者之比为29。【互动探究】(1)题中两种溶液中Cl-物质的量之比是多少?提示:KCl溶液中n(Cl-)=0.3 L0.2 molL-1=0.06 mol,
13、 AlCl3溶液中n(Cl-)=0.1 L0.3 molL-13=0.09 mol, 物质的量之比为23。(2)将题中两种溶液混合后Cl-物质的量浓度是多少?(忽略混合前后溶液体积的变化)。提示:混合后c(Cl-)=(0.06 mol+0.09 mol) (0.3 L+0.1 L) =0.375 molL-1。10.下列对实验操作分析错误的是()A.配制0.1 molL-1 NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则所得溶液物质的量浓度偏低B.NH4NO3溶解吸热,若配制0.5 molL-1NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则所得溶液的物质的量浓度偏高C.配制一定物质的量浓度
14、溶液时,若所用砝码已经生锈,则所得溶液的物质的量浓度偏高D.配制一定物质的量浓度溶液时,若定容时不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则所得溶液的物质的量浓度偏低【解析】选B。配制0.1 molL-1 NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则溶质的物质的量减少,所得溶液物质的量浓度偏低,A正确;NH4NO3溶解吸热,若配制NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则根据热胀冷缩可知,所得溶液的体积偏大,因此物质的量浓度偏低,B错误;配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则砝码质量增加,溶质的质量偏大,因此所得溶液的物质的量浓度偏高,C正确;配制一定物质的量浓度溶液时,
15、若定容时不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则溶质的物质的量减少,所得溶液的物质的量浓度偏低,D正确。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)11.(10分)有下列化学仪器:托盘天平玻璃棒 药匙烧杯量筒容量瓶胶头滴管 细口试剂瓶标签纸(1)现需要配制500 mL 1 molL-1硫酸溶液,需用质量分数为98%、密度为1.84 gcm-3的浓硫酸_mL。(2)实验时应选用仪器的先后顺序是_(填入编号)。(3)容量瓶使用前检验是否漏水的方法是_。(4)若实验遇到下列情况,对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响?(填“偏高”“偏低”或“不变”)趁热将溶液注入容量瓶中并定容:_。摇匀后发现液面低于刻度
16、线于是又加水:_。【解析】(1)求需要的浓硫酸的体积,根据稀释前后溶质的质量不变来计算,设需浓硫酸的体积为x,则0.5 L1 molL-198 gmol-1=x1.84 gcm-398%,解得x=27.2 mL。(2)根据配制溶液的顺序是计算量取溶解移液定容摇匀装瓶贴标签,可知所用仪器的先后顺序是。(4)误差分析根据c(H2SO4)=来分析,趁热将溶液注入容量瓶中并定容,冷却至室温后V偏小,c(H2SO4)偏高;摇匀后再加水,使V增大,c(H2SO4)偏低。答案:(1)27.2(2)(3)往容量瓶中加入适量的水,塞好瓶塞,用左手食指顶住瓶塞,用右手的五指托住瓶底,把瓶倒立过来,如不漏水,将其放
17、正,把瓶塞旋转180后塞紧,再把瓶倒立过来,若不漏水,才能使用(4)偏高偏低【补偿训练】用18 molL-1浓硫酸配制100 mL3.0 molL-1稀硫酸的实验步骤如下:计算所用浓硫酸的体积量取一定体积的浓硫酸稀释转移、洗涤定容、摇匀回答下列问题:(1)所需浓硫酸的体积是_,量取浓硫酸所用的量筒的规格是_。(从下列中选用)A.10 mLB.25 mLC.50 mLD.100 mL (2)第步实验的操作是_(3)第步实验的操作是_。(4)下列情况对所配制的稀硫酸浓度有何影响?(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)A.所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中。_B.容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的
18、水。_C.所用过的烧杯、玻璃棒未洗涤。_D.定容时俯视。_【解析】(1)用浓硫酸配制100 mL 3.0 molL-1稀硫酸,根据稀释前后溶质物质的量不变,c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀),需要硫酸的物质的量为0.1 L3.0 molL-1=0.3 mol,所需浓硫酸的体积为0.3 mol18 molL-116.7 mL,故选用25 mL的量筒。(4)浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中会吸水,其浓度变小,因量取的浓硫酸体积不变,故所含溶质减少,导致所配制稀硫酸的浓度偏小;容量瓶残留有少量的水,不会影响浓度;未洗涤烧杯、玻璃棒,溶质会损失,浓度偏小;定容时俯视,液面实际未到刻度线,溶液体积偏小
19、,浓度偏大。答案:(1)16.7 mLB(2)先向烧杯中加入约30 mL蒸馏水,然后将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入烧杯中,并用玻璃棒搅拌(3)继续向容量瓶中注入蒸馏水至离刻度线12 cm处,改用胶头滴管向容量瓶中滴加至凹液面与刻度线相切为止。塞紧瓶塞,倒转摇匀(4)A.偏小B.无影响C.偏小D.偏大12.(10分)实验室欲配制下列三种溶液:实验室用固体烧碱配制500 mL 0.10 molL-1的NaOH溶液。用12 molL-1的浓盐酸配制450 mL 0.10 molL-1的稀盐酸。用98%的浓硫酸配制250 mL 8 molL-1的硫酸。回答下列问题:(1)计算实验需称量烧碱固体的质量是_。
20、(2)实验需量取浓盐酸的体积是_。(3)实验和共同选用的仪器是_,各自选用的不同仪器是_。(4)实验与选用的主要不同仪器是_。(5)稀释浓硫酸与稀释浓盐酸的不同之处是_。【解析】(1)需要氢氧化钠的质量=0.5 L0.1 molL-140 gmol-1=2.0 g。(2)配制稀盐酸450 mL,由于没有此种规格的容量瓶,所以用500 mL的容量瓶。设量取浓盐酸的体积为V,根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系式:12 molL-1V=0.10 molL-1500 mL,V4.2 mL。(3)共同选用的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500 mL容量瓶。实验选用托盘天平(小烧杯或表面皿)、药匙;实
21、验选用量筒。(4)容量瓶不同,实验要选用250 mL容量瓶。(5)稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓缓倒入盛有水的烧杯中,并不断地搅拌。答案:(1)2.0 g(2)4.2 mL(3)烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500 mL容量瓶实验选用托盘天平(小烧杯或表面皿)、药匙;实验选用量筒(4)容量瓶,实验要选用250mL容量瓶(5)稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓缓倒入盛有水的烧杯中,并不断地搅拌(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)1.用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是()【解析】选B。称量固体时,应遵循“左物右码”
22、的原则,A错误;搅拌用玻璃棒可以加快溶解速度,B正确;向容量瓶中转移溶液时用玻璃棒引流,C错误;定容时胶头滴管不能插入容量瓶中,D错误。【互动探究】(1)题中A项称得的固体质量与实际需要的固体质量有什么关系?提示:由图知m(砝码)=m(固体)+m(游码示数),故称得的固体质量小于实际需要的固体质量。(2)题中C项操作前后的操作是什么?提示:在转移操作之前必须将溶液冷却;在转移操作之后必须将烧杯和玻璃棒洗涤,且将洗涤液也注入容量瓶中。2.(2019重庆高一检测)用98%的浓硫酸(密度为1.84 gcm-3)配制100 mL 1 molL-1的稀硫酸。现给出下列仪器(配制过程中可能用到):100
23、mL量筒10 mL量筒50 mL烧杯托盘天平100 mL容量瓶胶头滴管玻璃棒,按使用仪器的先后顺序排列正确的是()A.B.C.D.【解析】选D。98%的浓硫酸的物质的量浓度为c= molL-1 =18.4 molL-1,配制1 molL-1的稀硫酸100 mL,需要浓硫酸的体积为V=0.0 054 L,即5.4 mL,应选择10 mL量筒和胶头滴管,实验时用10 mL量筒量取5.4 mL浓硫酸,因配制一定物质的量浓度的溶液需要量取、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,所以正确顺序为。二、非选择题(本题包括2小题,共18分)3.(10分)实验室用氢氧化钠固体配制1.00 molL-1的NaOH溶
24、液500 mL,回答下列问题。(1)请补充完整实验的简要步骤:计算;称量NaOH固体_ g;溶解;冷却并移液;洗涤并转移;_;摇匀。(2)本实验用到的基本仪器已有烧杯、天平(带砝码)、镊子、量筒、玻璃棒,还缺少的仪器是_、_。(3)上述实验操作都要用到小烧杯,其作用分别是_和_。(4)如图是该同学转移溶液的示意图,图中有两处错误,请写出:_;_。【解析】(1)m(NaOH)=1.00 molL-10.500 L40 gmol-1=20.0 g。配制时,要遵循计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀的顺序进行配制。(2)配制一定物质的量浓度溶液使用的仪器有:一定规格的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴
25、管、托盘天平(带砝码)、量筒。(3)NaOH固体具有强腐蚀性,为防止腐蚀天平托盘,称量时常用小烧杯盛放。NaOH固体溶解时要在小烧杯中进行。(4)配制500 mL的溶液,应选用500 mL的容量瓶;在转移溶液时,一定要用玻璃棒引流,防止溶液溅到瓶外,引起所配溶液浓度偏低。答案:(1)20.0定容(2)500 mL容量瓶胶头滴管(3)用烧杯称量NaOH固体,防止NaOH腐蚀天平的托盘用烧杯作溶解用的容器(4)没有用玻璃棒引流应选用500 mL的容量瓶【补偿训练】(2019沈阳高一检测)要配制500 mL 0.2 molL-1的FeSO4溶液,实验操作步骤有:在天平上称取a g绿矾(FeSO47H
26、2O),将它放在烧杯中,用适量蒸馏水使其完全溶解。将所得溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶中。继续向容量瓶中加水至液面距刻度线12 cm处,改用胶头滴管加蒸馏水至液面底部与刻度线相切。用少量水洗涤烧杯和玻璃棒23次,每次洗液都转入容量瓶。将容量瓶瓶塞塞紧,充分摇匀。填写下列空白:(1)a g绿矾的实际质量为_g。(2)上述操作步骤的正确顺序为_。(3)若配制时遗漏步骤,会使所配溶液的浓度_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(4)若加蒸馏水时不慎超过刻度线,处理方法是_;若操作步骤时有溶液溅在容量瓶外,处理方法是_。【解析】(1)绿矾质量为0.2 molL-10.5 L278 gmol-1=2
27、7.8 g。(2)配制溶液的步骤为:计算称量溶解洗涤定容摇匀。(3)若没洗涤烧杯和玻璃棒,溶质损失,浓度偏低。(4)若水超过了刻度线,已无法补救,只能重新配制。同样溶液外溅的处理方法也是必须重新配制。答案:(1)27.8(2)(3)偏低(4)重新配制重新配制4.(8分)某学生欲配制6.0 molL-1的H2SO4 1 000 mL,实验室有三种不同浓度的硫酸:480 mL 0.5 molL-1的硫酸150 mL 25%的硫酸(=1.18 gmL-1)足量的18 molL-1的硫酸。有三种规格的容量瓶:250 mL、500 mL、1 000 mL。老师要求把两种硫酸全部用完,不足的部分由来补充。
28、请回答下列问题:(1)实验所用25%的硫酸的物质的量浓度为_molL-1(保留一位小数)。(2)配制该硫酸溶液应选用的容量瓶规格为_ mL。(3)配制时,该同学的操作顺序如下,请将操作步骤B、D补充完整。A.将两溶液全部在烧杯中混合均匀;B.用量筒准确量取所需的18 molL-1的浓硫酸_mL,沿玻璃棒倒入上述混合液中,并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀;C.将混合均匀的硫酸沿玻璃棒注入所选的容量瓶中;D._;E.振荡,继续向容量瓶中加水,直到液面接近刻度线12 cm处;F.改用胶头滴管加水,使溶液的凹液面恰好与刻度线相切;G.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀。(4)如果省略操作D,对所配溶液浓度有何影响?_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(5)进行操作C前还需注意_。【解析】(1)c(H2SO4)=3.0 (molL-1)。(2)要配制6.0 molL-1的H2SO4溶液1 000 mL,需选1 000 mL的容量瓶。(3)所需的18 molL-1的浓硫酸的体积为=0.295 L。(4)若不洗涤会使溶质损失,则配制的溶液浓度会偏小。答案:(1)3.0(2)1 000(3)295用适量的水洗涤烧杯和玻璃棒23次,洗涤液均注入容量瓶中(4)偏小(5)将稀释后的硫酸冷却到室温