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第5讲 物质的量及其应用
教材习题回扣
1．(必修1 P20－4改编)下列各组物质中，所含分子数相同的是( )。
A．10 g H2和10 g O2
B．5.6 L N2(标准状况)和44 g CO2
C．9 g H2O和0.5 mol Br2
D．224 mL H2(标准状况)和0.1 mol N2
2．(必修1 P17－3)瓦斯中甲烷与氧气的质量比为1∶4时极易爆炸，此时甲烷与氧气的体积比为( )。
A．1∶4 B．1∶2
C．1∶1 D．2∶1
3．实验室配制250 mL 1.0 mol·L－1 H2SO4溶液，回答下列问题。
(1)需要18 mol·L－1 H2SO4溶液的体积是______mL。
(2)应选用下列______规格的量筒量取浓硫酸。
A．10 mL B．25 mL C．50 mL D．100 mL
(3)某同学用容量瓶配制溶液，加水时不慎超过了刻度线，他把水倒出一些，重新加水至刻度线。这样做会使配制溶液的浓度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(必修1 P18－6、7整合)
(4)某同学在向容量瓶中转移液体时，未用蒸馏水洗涤烧杯。这样做会使配制溶液的浓度______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(必修1 P16“学与问1”改编)
4．(必修1 P104－12改编)把2.0 mol·L－1 CuSO4溶液和1.0 mol·L－1 H2SO4溶液等体积混合(假设混合后溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)。
(1)混合液中CuSO4的物质的量浓度为________。
(2)混合液中H＋的浓度为__________mol·L－1，SO的浓度为__________mol·L－1。
(3)向溶液中加入足量铁粉，经足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中Fe2＋的物质的量浓度为________mol·L－1。
能力提升训练
一、单项选择题
1．(2016届北京一五六中学期中)用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )。
A．1 mol·L－1的NaCl溶液中，Na＋数目为NA
B．标准状况下，1 mol Cl2溶于水，转移电子的数目为NA
C．1 mol Na2O和1 mol Na2O2中，所含阴离子的数目均为NA
D．含2 mol H2SO4的浓硫酸与足量铜粉完全反应，生成气体分子的数目为NA
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2．(2016届江苏如东高级中学期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )。
A．标准状况下，11.2 L乙醇中含有分子的数目为0.5NA
B．电解精炼铜的过程中转移了NA个电子，则阴极析出32 g铜
C．2.8 g由氮气和一氧化碳组成的混合气体中含有原子的数目为0.1NA
D．加热条件下，20 mL 10 mol·L－1 浓硝酸与足量铜反应转移电子数为0.1NA
3．(2016—2017学年河北邯郸大名一中月考)设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )。
A．常温常压下的33.6 L氯气与27 g铝充分反应，转移电子数为3NA
B．标准状况下，22.4 L NO和11.2 L氧气混合，气体的分子总数为1.5NA
C．7.8 g Na2O2含有的阴离子数目为0.1NA
D．80 mL 10 mol·L－1的浓盐酸与足量MnO2反应，转移电子数为0.4NA
4．(2016届辽宁东北育才学校二模)下列实验设计能完成预期实验目的的是( )。
选项
实验目的
实验设计
A
配制10%的ZnSO4溶液
将10 g ZnSO4·7H2O溶解于90 g水中
B
配制100 mL、浓度约为1 mol·L－1的氯化钠溶液
用托盘天平称量5.85 g氯化钠固体，转移至烧杯，加入100 mL蒸馏水，搅拌溶液
(续表)
选项
实验目的
实验设计
C
验证二氧化硫的漂白性
将二氧化硫通入品红溶液，溶液褪色
D
取出分液漏斗中所需的上层液体
下层液体从分液漏斗下端管口放出，关闭活塞，换一个接受容器，上层液体继续从分液漏斗下端放出
5.(2015年全国高考仿真模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )。
A．标准状况下，0.1 mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
B．常温常压下，14 g乙烯与丙烯的混合气体，含碳原子数为NA
C．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数为2NA
D．1 L 0.1 mol·L－1的K2CO3溶液中含有的阴离子数目为0.1NA
6．(2015年广东湛江一中月考)设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( )。
A．1 mol·L－1的NaClO溶液中含有ClO－的数目为NA
B．常温常压下，分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
C．标准状况下，11.2 L CH3CH2OH中含有的氢原子数目为3NA
D．室温下，1 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中，OH－离子数目为0.2NA
7．(2016届浙江绍兴一中期中)某结晶水合物的化学式为R·nH2O，其相对分子质量为M。
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25 ℃时，将a g该晶体溶于b g水中恰好形成V mL饱和溶液，下列关系式正确的是( )。
A．饱和溶液的物质的量浓度为c＝ mol·L－1
B．饱和溶液中溶质的质量分数为w＝%
C．25 ℃时R的溶解度为S＝g
D．饱和溶液的密度为ρ＝g·L－1
二、非选择题
8．(2016届贵州遵义航天高级中学五模)要配制450 mL 0.2 mol·L－1 FeSO4溶液，实验操作步骤有：①在天平上称取a g绿矾(FeSO4·7H2O)，将它放在烧杯中，用适量蒸馏水使其完全溶解；②将所得溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶中；③继续向容量瓶中加水至液面距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切；④用少量水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗液都转入容量瓶；⑤将容量瓶塞紧，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)下列操作会使所配溶液的浓度偏高的是______。
A．若配制时遗漏步骤④
B．定容时俯视刻度线
C．称量时物、码放反了
D．绿矾样品已部分风化
E．摇匀后溶液低于刻度线，再加入蒸馏水使液面最低点与刻度线相切
F．引流时玻璃棒靠在刻度线上方
(4) 取一定体积所配制硫酸亚铁的溶液，用一定浓度的酸性KMnO4标准溶液进行滴定，滴定过程中________(填“需要”或“不需要”)指示剂，并说明理由_______________
_________________。
Ⅱ.三氟化氮(NF3)是一种新型的电子材料，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其生成物有HF、NO、HNO3。根据要求回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式：________________________________________。反应过程中，被氧化与被还原的元素物质的量之比为________。
(2)若反应中生成0.2 mol HNO3，转移的电子数目为________。
9．(2015年上海卷)氨碱法制纯碱包括石灰石分解、粗盐水精制、氨盐水碳酸化等基本步骤。完成下列计算：
(1)CaCO3质量分数为0.90的石灰石100 kg完全分解产生CO2________L(标准状况)。
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石灰窑中，该石灰石100 kg与焦炭混合焙烧，产生CO2 29 120 L(标准状况)，如果石灰石中碳酸钙完全分解，且焦炭完全燃烧，不产生CO，则焦炭的物质的量为________mol。
(2)已知粗盐水含MgCl2 6.80 mol·m－3，含CaCl2 3.00 mol·m－3。向粗盐水中加入Ca(OH)2除镁离子：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2，然后加入Na2CO3除钙离子。
处理上述粗盐水10 m3，至少需要加Na2CO3________g。
如果用碳酸化尾气(含NH3体积分数为0.100、CO2体积分数0.040)代替碳酸钠，发生如下反应：Ca2＋＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2NH
处理上述10 m3粗盐水至少需要通入多少L(标准状况)碳酸化尾气？列式计算。
(3)某氨盐水含氯化钠1521 kg，通入二氧化碳后析出碳酸氢钠晶体，过滤后溶液中含氯化铵1070 kg。列式计算：
①过滤后溶液中氯化钠的质量。
②析出的碳酸氢钠晶体的质量。
10．(2016届山东桓台二中期中)(1)用5.0 mol·L－1的NaOH溶液配制0.1 mol·L－1的NaOH溶液时，如图所示的仪器中，肯定不需要的是________(填序号)，配制上述溶液还需要的玻璃仪器是____________________(填仪器名称)。
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(2)在配制过程中，下列操作将导致所配溶液浓度偏低的是________(填编号)。
①准确取出的浓NaOH溶液在空气中露置时间过长；
②用量器将浓NaOH溶液直接加入容量瓶，缓慢加入蒸馏水至液面最低点恰好和环形刻度线相切；
③摇匀后，液面低于刻度线，再加蒸馏水至液面最低点恰好和环形刻度线相切；
④稀释NaOH溶液的仪器未洗涤。
第5讲 物质的量及其应用
【教材习题回扣】
1．C 2.B
3．(1)13.9 (2)B (3)偏低 (4)偏低
4．(1)1.0 mol·L－1 (2)1.0 1.5 (3)1.5
【能力提升训练】
1．C 解析：没有告知体积，无法计算，A错误；Cl2溶于水，为不完全反应，转移电子的数目小于NA，B错误；随着反应的进行硫酸浓度降低，稀硫酸与铜粉不能反应，生成气体分子的数目小于NA，D错误。
2．B 解析：标准状况下，乙醇是液态，不能根据气体摩尔体积计算物质的量，故A错误；电解精炼铜的过程中转移了NA个电子，则阴极析出铜的物质的量为0.5 mol，质量是32 g，故B正确；2.8 g由氮气和一氧化碳组成的混合气体的物质的量为0.1 mol，含有原子的数目为0.2NA，故C错误；加热条件下，一定量的浓硝酸与足量铜反应时，当硝酸浓度降低后还原产物为NO，转移电子数不等于0.1NA，故D错误。
3．C 解析：常温常压Vm＞22.4 L·mol－1,33.6 L氯气的物质的量小于1.5 mol，与27 g铝充分反应生成氯化铝小于1 mol，转移电子数小于3NA，故A错误；标准状况下，22.4 L NO和11.2 L氧气的物质的量分别为1 mol、0.5 mol，由2NO＋O2===2NO2,2NO2N2O4
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可知，气体的分子总数小于1.5NA，故B错误；7.8 g Na2O2物质的量为＝0.1 mol，含有阴离子0.1 mol，则阴离子数目为0.1NA，故C正确；二氧化锰只能与浓盐酸反应，与稀盐酸不反应，故80 mL 10 mol·L－1的浓盐酸不能完全反应，即生成的氯气的分子数小于0.2NA，转移电子数小于0.2NA，故D错误。
4．C 解析：配制10%的ZnSO4溶液，应将10 g ZnSO4溶解于90 g水中，A错误；托盘天平的精确度为0.1 g，不能用来称量5.85 g氯化钠固体，是应将氯化钠固体溶于水配成100 mL溶液，B错误；验证二氧化硫的漂白性，将二氧化硫通入品红溶液，溶液褪色，C正确；取出分液漏斗中所需的上层液体，下层液体从分液漏斗下端管口放出，关闭活塞，上层液体从分液漏斗上端倒出，D错误。
5．B 解析：Cl2与水的反应是可逆反应，0.1 mol Cl2溶于水转移的电子数目应小于0.1NA，A项错误；乙烯和丙烯的最简式为CH2，可以把混合气体看成CH2的纯净物，14 g CH2的物质的量为1 mol，含碳原子数为NA，B项正确；氢氧燃料电池工作时，正极消耗22.4 L(标准状况)O2，应得到4 mol电子，电路中通过的电子数目为4NA，C项错误；由于CO水解，使得阴离子数目大于0.1NA，D项错误。
6．B 解析：A项缺少体积无法应用n＝cV计算，且ClO－有一部分水解，错误；B项分子数目与温度压强无关，NA个NO2和CO2气体中含有2NA个氧原子，正确；C项CH3CH2OH在标准状况下为液体，无法应用22.4 L·mol－1去求微粒物质的量，错误；D项pH＝13，表示c(OH－)＝10－1 mol·L－1，与物质的组成无关，错误。
7．C 解析：溶质的物质的量为n＝，溶液的物质的量浓度＝＝，A错误；溶质的质量＝a×＝，所以饱和溶液的质量分数×100%＝×100%，B错误；溶质的质量为，溶剂的质量为＋b，所以其溶解度S＝100×＝g，C正确；溶液的质量为a＋b，溶液的密度ρ＝，D错误。
8．Ⅰ.(1)27.8 (2)①②④③⑤ (3)BD
(4)不需要 高锰酸钾有很深的紫色，滴定中体现氧化性，被还原后紫色消失或变浅
Ⅱ.(1)3NF3＋5H2O(g)===9HF＋2NO＋HNO3 1∶2
(2)2.41×1023
解析：(1)由于没有450 mL容量瓶，则需要配制500 mL，因此需要绿矾的质量为0.5 L×0.2 mol·L－1×278 g·mol－1＝27.8 g
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。(2)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、摇匀、定容、振荡等，所以上述操作步骤的正确顺序为①②④③⑤。(3)若配制时遗漏步骤④，则溶质的物质的量减少，浓度偏低；定容时俯视刻度线，则液面在刻度线下方，浓度偏高；称量时物、码放反了，则实际称量的质量为27 g－0.8 g＝26.2 g，浓度偏低；绿矾样品已部分风化，则溶质的物质的量增加，浓度偏高；摇匀后溶液低于刻度线，再加入蒸馏水使液面最低点与刻度线相切，则溶液体积增加，浓度偏低；引流时玻璃棒靠在刻度线上方，则会导致溶质减少，浓度偏低。(4)由于高锰酸钾有很深的紫色，滴定中体现氧化性，被还原后紫色消失或变浅，所以滴定过程中不需要指示剂。
Ⅱ.(1)三氟化氮(NF3)在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其生成物有HF、NO、HNO3，因此该反应的化学方程式为3NF3＋5H2O(g)===9HF＋2NO＋HNO3。反应中氮元素的化合价部分从＋3价升高到＋5价，失去2个电子，部分降低到＋2价，得到1个电子，所以根据电子得失守恒可知反应过程中，被氧化与被还原的元素物质的量之比为1∶2。(2)根据方程式可知生成1 mol硝酸转移2 mol电子，因此若反应中生成0.2 mol HNO3，则转移的电子的物质的量是0.4 mol，电子数目为0.4NA，即2.41×1023。
9．(1)20 160 400
(2)10 388
根据反应方程式可知消耗的NH3与CO2的物质的量之比为2∶1，而混合气体中含NH3体积分数为0.100，CO2体积分数为0.040，说明NH3过量，则
n(Ca2＋)＝n(CO2)，n(Ca2＋)＝n＋n(CaCl2)＝98 mol，
故n(混合)＝98 mol÷0.04＝2450 mol，
则V(混合)＝nVm＝2450 mol×22.4 L·mol－1＝54 880 L。
(3)①n(NaCl)总＝＝2.6×104 mol
n(NH4Cl)＝＝2.0×104 mol
根据Cl元素守恒可知过滤后溶液中NaCl的质量为：
m(NaCl)＝(2.6×104－2.0×104)×58.5 g＝351 kg。
②根据氨盐水中反应方程式：
NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl可知
n(NaHCO3)＝n(NH4Cl)，
所以m(NaHCO3)＝2.0×104×84 g＝1680 kg。
10．(1) ABCE 玻璃棒、胶头滴管、量筒 (2)①③④
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解析：(1)该题是用浓氢氧化钠溶液配制稀氢氧化钠溶液，所需的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管，肯定不需要的是平底烧瓶、酸式滴定管、分液漏斗和托盘天平，配制上述溶液还需要的玻璃仪器是玻璃棒、胶头滴管和量筒。(2)①准确取出的浓NaOH溶液在空气中露置时间过长，会有一部分氢氧化钠转化为碳酸钠，所配氢氧化钠溶液的浓度偏低，正确；②浓氢氧化钠溶液稀释放热，根据物质热胀冷缩的性质判断，用量器将浓NaOH溶液直接加入容量瓶，缓慢加入蒸馏水至液面最低点恰好和环形刻度线相切，所配溶液的体积偏小，浓度偏高，错误；③摇匀后，液面低于刻度线，再加蒸馏水至液面最低点恰好和环形刻度线相切，所配溶液的体积偏大，浓度偏低，正确；④稀释NaOH溶液的仪器未洗涤，氢氧化钠损失，所配溶液的浓度偏低，正确。
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