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第4讲 物质的量在化学实验中的应用
课时集训
测控导航表
知识点
基础
能力
挑战
物质的量浓度概念理解
1,3
物质的量浓度的计算
9,10,11
12,13
溶液的配制
2,4,5
6,7
溶解度曲线
8
1.下列溶液中,溶质的物质的量浓度不是1 mol·L-1的是( C )
A.10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液
B.将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液
C.将0.5 mol·L-1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g 水的溶液
D.标准状况下,将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液
解析:A项,c(NaOH)==1 mol·L-1;B项,c(H2SO4)==
1 mol·L-1;C项,蒸发 50 g水后,溶液的体积并不是50 mL,NaNO3的物质的量浓度也不是1 mol·L-1;D项,c(HCl)==1 mol·L-1。
2.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、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是( B )
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解析:用托盘天平称量物体的质量时,应“左物右码”,A错误;转移溶液时应使用玻璃棒引流,C错误;定容时胶头滴管不能插入容量瓶内部,D错误。
3.V L浓度为0.5 mol·L-1的盐酸,欲使其浓度增大1倍,采取的措施合理的是( B )
A.通入标准状况下的HCl气体11.2V L
B.加入10 mol·L-1的盐酸0.1V L,再稀释至1.5V L
C.将溶液加热浓缩到0.5V L
D.加入V L 1.5 mol·L-1的盐酸混合均匀
解析:标准状况下的HCl气体11.2V L物质的量是0.5V mol,向溶液中通入0.5V mol HCl,该溶液体积不会是V L,所以溶液浓度不是
1 mol·L-1,A错误;V L浓度为0.5 mol·L-1的盐酸中溶质的物质的量是0.5 V mol,0.1V L 10 mol·L-1的盐酸中溶质的物质的量是V mol,再稀释至1.5V L,所以c==1 mol·L-1,B正确;加热浓缩盐酸时,导致盐酸挥发,C错误;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。
4.配制250 mL 0.10 mol/L的NaOH溶液时,下列实验操作对配制的溶液浓度无影响的是( C )
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A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B.在容量瓶中进行定容时仰视刻度线
C.称量前小烧杯内有水
D.定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面低于刻度线,再补充几滴水至刻度线
解析:B项,定容时仰视容量瓶的刻度线,溶液体积偏大,NaOH的物质的量浓度偏小;C项,称量前小烧杯内有水对所配溶液浓度无影响;A、D两项易判断溶液浓度会偏小。
5.某同学按下列步骤配制500 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液,请回答有关问题。
实验步骤
有关问题
①计算所需KCl的质量
需要KCl的质量为 g(保留小数点后一位)
②称量KCl固体
称量需要用到的主要仪器是
③将KCl加入100 mL 烧杯中,并加入适量水
为了加快溶解速率,可以采取哪些措施?
④将烧杯中溶液转移至
500 mL容量瓶中
为了防止溶液溅出,应采取什么措施?
⑤向容量瓶中加蒸馏水至刻度线
在进行此操作时当加水至离刻度线1~2 cm处应如何操作?
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(1)上述实验中使用容量瓶前应检验 。
(2)在进行④步操作时未将洗涤烧杯、玻璃棒的洗涤液转移至容量瓶,则配制溶液浓度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(3)若进行⑤步操作时加蒸馏水超过刻度线,则需 。
解析:熟练掌握一定物质的量浓度溶液的配制方法,注意各步的操作要点,误差分析根据c=判断。n=cV=0.5 L×0.2 mol·L-1=0.1 mol,
m=n·M=0.1 mol×74.5 g·mol-1=7.45 g,需用托盘天平称量7.5 g KCl。
答案:①7.5 ②托盘天平、药匙 ③搅拌(或适当加热)
④用玻璃棒进行引流 ⑤改用胶头滴管加水至凹液面最低处与刻度线相切 (1)容量瓶是否漏水 (2)偏低 (3)重新配制
6.配制100 mL 1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,下列操作正确的是( D )
A.称取10.6 g无水碳酸钠,加入100 mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.称取10.6 g无水碳酸钠置于烧杯中,加入100 mL蒸馏水,搅拌、
溶解
C.转移Na2CO3溶液时,未用玻璃棒引流,直接倒入容量瓶中
D.定容后,塞好瓶塞,反复倒转、摇匀
解析:固体不能直接在容量瓶中溶解,A错误;配制100 mL 1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,所用水的体积并不是100 mL,而是加水至100 mL,B错误;转移液体时,要用玻璃棒引流,C错误。
7.下列有关操作或判断正确的是( D )
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A.配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高
B.用托盘天平称取25.20 g NaCl
C.用100 mL量筒量取5.2 mL盐酸
D.用浓盐酸配制一定物质的量浓度的稀盐酸,量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线会导致所配溶液浓度偏高
解析:定容时仰视刻度线,导致所配溶液的体积偏大,使所配溶液的浓度偏低,A不正确;托盘天平的精确度是0.1 g,无法称取25.20 g NaCl,B不正确;应用10 mL量筒量取5.2 mL盐酸,C不正确;量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线,所取的浓盐酸比应取的量多,溶质的物质的量增加,会导致所配溶液浓度偏高,D正确。
8.(2019·湖北孝感模拟)如图是MgSO4、NaCl的溶解度曲线。下列说法正确的是( C )
A.MgSO4的溶解度随温度升高而升高
B.NaCl的溶解度比MgSO4的溶解度大
C.在t2℃时,MgSO4饱和溶液的溶质质量分数大
D.把MgSO4饱和溶液的温度从t3 ℃降至t2 ℃时,有晶体析出
解析:A项,t2 ℃之前,MgSO4的溶解度随温度的升高而增大,t2 ℃之后,随温度的升高而降低;B项,t1 ℃、t3 ℃时,NaCl、MgSO4
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的溶解度相等,大于t1 ℃小于t3 ℃时,MgSO4的溶解度大;C项,w=×100%,S越大,w越大;D项,把MgSO4饱和溶液的温度从t3 ℃降至t2 ℃时,由饱和溶液变成不饱和溶液,不会有晶体析出。
9.(2019·湖北孝感模拟)在标准状况下,在三个干燥的烧瓶内分别装有纯净的NH3,含一半空气的HCl气体,NO2和O2的混合气体[V(NO2)∶V(O2)=4∶1],然后分别做喷泉实验,三个烧瓶内所得溶液的物质的量浓度之比为( B )
A.2∶1∶2 B.5∶5∶4
C.1∶1∶1 D.无法确定
解析:假设烧瓶体积为V,NH3可以完全溶于水,则溶液的物质的量浓度为=;氯化氢气体可以完全溶于水,溶液的物质的量浓度为=;NO2和O2的混合气体溶于水的总反应式为4NO2+O2+2H2O
4HNO3,NO2和O2体积比为4∶1,恰好可以完全反应,硝酸物质的量等于NO2物质的量,=,溶液的物质的量浓度为=,所以三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为5∶5∶4,故B项正确。
10.V L含有(NH4)2SO4、NH4NO3的混合溶液,加入a mol NaOH后加热,恰好使NH3全部逸出;又加入b mol BaCl2,刚好使S完全沉淀,则原混合溶液中NH4NO3的物质的量浓度为( C )
A.mol/L B.mol/L
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C.mol/L D.mol/L
解析:a mol烧碱刚好把NH3全部赶出,根据N+OH-NH3+H2O可知溶液中含有a mol N,与氯化钡溶液完全反应消耗b mol BaCl2,根据Ba2++SBaSO4↓可知溶液中含有 b mol S,设溶液中N的物质的量为n,据电荷守恒:a mol×1=b mol×2+n×1,解得n=(a-2b)mol,溶液中c(NH4NO3)=c(N)==mol/L。
11.(2018·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学月考)在50 mL a mol/L的硝酸溶液中,加入6.4 g Cu,全部溶解,假设硝酸的还原产物只有NO2和NO,将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL时测得c(N)=3 mol/L。
(1)稀释后溶液中c(H+)= mol/L。
(2)若a=9,则生成的气体中NO2的物质的量为 mol。
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收,反应原理如下:
NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
将上述的(2)中的NO2和NO气体通入1 mol/L的NaOH溶液恰好被吸收,则NaOH溶液的体积为 mL。
解析:(1)6.4 g Cu的物质的量为=0.1 mol,
所以溶液中n(Cu2+)=n(Cu)=0.1 mol,
溶液中c(N)=c(H+)+2c(Cu2+),
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所以溶液中c(H+)=c(N)-2c(Cu2+)=3 mol/L-×2= 1 mol/L。
(2)根据N元素守恒可知,n(NO2)+n(NO)=n硝酸溶液(HNO3)-n反应后溶液(N)=0.05 L×9 mol/L-0.1 L×3 mol/L=0.15 mol,
令NO2、NO的物质的量分别为x mol、y mol,
则
计算得出x=0.125,y=0.025。
(3)由NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O可知,根据钠元素与氮元素守恒,0.15 mol的混合气体恰好与1 mol/L的NaOH溶液反应,则n(NaOH)=n(N)=0.15 mol,所以V(NaOH溶液)=
=0.15 L=150 mL。
答案:(1)1 (2)0.125 (3)150
12.(2018·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学月考)质量分数为a的某物质的溶液m g与质量分数为b的该物质的溶液n g混合后,蒸发掉p g水,得到的溶液每毫升质量为q g,物质的量浓度为c。则该溶质的相对分子质量为( C )
A. B.
C. D.
解析:混合后的溶液中该物质的总质量为(am+bn)g,设该物质的摩尔质量为M g/mol,
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则总物质的量为 mol。
混合后溶液的体积为L,
所以可得溶液的物质的量浓度c= mol/L,
整理得M=g/mol,
又因为当摩尔质量的单位为g/mol时,物质的相对分子质量与物质的摩尔质量在数值上相等,故C项正确。
13.已知硫酸、氨水的密度与所加水的量的关系如图所示,现有硫酸与氨水各一份,请根据表中信息,回答下列问题:
溶质的物质的
量浓度/(mol·L-1)
溶液的密
度/(g·cm-3)
硫酸
c1
ρ1
氨水
c2
ρ2
(1)表中硫酸的质量分数为 (不写单位,用含c1、ρ1的代数式表示)。
(2)物质的量浓度为c1 mol·L-1的硫酸与水等体积混合(混合后溶液的体积变化忽略不计),所得溶液的物质的量浓度为
mol·L-1。
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(3)将物质的量浓度分别为c2 mol·L-1和 c2 mol·L-1的氨水等质量混合,所得溶液的密度 (填“大于”“小于”或“等于”,下同)ρ2 g·cm-3,所得溶液的物质的量浓度 c2 mol·L-1(设混合后溶液的体积变化忽略不计)。
解析:(1)根据c=可知,硫酸的质量分数w=。
(2)令硫酸与水的体积分别为V L,则混合后溶液的总体积为2V L,根据稀释定律,稀释前后溶质硫酸的物质的量不变,稀释后硫酸溶液的浓度为=0.5c1 mol·L-1。
(3)c2 mol·L-1的氨水与c2 mol·L-1 的氨水等质量混合,混合后溶液的浓度小于c2 mol·L-1,由图可知,氨水的浓度越小密度越大,故混合后溶液的密度大于c2时的密度ρ2,物质的量浓度分别为c2 mol·L-1和 c2 mol·L-1 的氨水等质量混合,令c2 mol·L-1和 c2 mol·L-1的氨水的体积分别为a L、b L,混合后溶液的体积为 (a+b)L,混合后氨水的物质的量浓度为
mol·L-1= mol·L-1= mol·L-1=c2 mol·L-1-
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mol·L-1=c2 mol·L-1- mol·L-1,又等质量混合,则ρ1a=ρ2b,氨水浓度越大密度越小,ρ1b,
得c2 mol·L-1- mol·L-1>c2 mol·L-1。
答案:(1) (2)0.5c1 (3)大于 大于
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