2019届高考化学一轮复习 第4讲 物质的量在化学实验中的应用课时集训

第4讲 物质的量在化学实验中的应用

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知识点 溶液浓度的表示方法与计算 一定物质的量浓度溶液的配制 综合应用 基础 1 2,3,4 5 能力 6,8,9,10 7 11 13 挑战 12

-1-1

1.36.5 g HCl溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g· mL)所得溶液的密度为ρ g· mL,

-1

质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L,NA表示阿伏加德罗常数的数值。则下列叙述中正确的是( D )

-1

A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L B.所得溶液中含有NA个HCl分子

C.36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L

D.所得溶液的质量分数:w=×100%

解析:溶质为36.5 g HCl,物质的量为1 mol,溶剂水的体积为1 L,溶液体积并非1 L,A错误;HCl是强电解质,溶于水后完全电离,溶液中不存在HCl分子,B错误;36.5 g HCl气体在标准状况下占有的体积为22.4 L,C错误;假设溶液体积为1 L,则溶液总质量为1 000ρ g,

溶质的质量为36.5c g,则所得溶液的质量分数:w=×100%,D正确。

-1

2.(2017·浙江鹿城区校级模拟)配制物质的量浓度为 0.1 mol·L 的Na2CO3溶液100 mL时,下列操作正确的是( B ) A.用托盘天平称取1.06 g无水碳酸钠,在烧杯中加适量水溶解,待冷却到室温后,将溶液转移到容量瓶中

B.在使用容量瓶前必须检查容量瓶是否完好以及瓶塞处是否漏水 C.定容时,若加水超过刻度线,可用胶头滴管小心吸出多余部分 D.定容时,若仰视,则所配溶液的浓度将偏高 解析:托盘天平的精确度为0.1 g,不能称出1.06 g,故A错误;使用容量瓶前需检验瓶塞处是否漏水,故B正确;若加水超过刻度线,吸出水导致溶质有损失,n减小,浓度偏低,故C错误;

定容时仰视,会造成所取液体V偏大,根据c=可知,会造成浓度偏低,故D错误。

3.(2017·上海宝山区二模)配制一定物质的量浓度的Na2CO3溶液时,下列因素会导致溶液浓度偏高的是( D )

A.溶解时有少量液体溅出

B.洗涤液未全部转移到容量瓶中 C.容量瓶使用前未干燥 D.定容时液面未到刻度线

解析:A项,溶解时有少量液体溅出,n偏小,则浓度偏低;B项,洗涤液未全部转移到容量瓶

中,n偏小,则浓度偏低;C项,容量瓶使用前未干燥,对实验无影响;D项,定容时液面未到刻度线,V偏小,则导致溶液浓度偏高。

4.(2017·上海闵行区一模)用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 mol/L)100 mL,应选用的定量仪器是( A ) A.量筒 B.滴定管

C.50 mL 容量瓶 D.100 mL 容量瓶

解析:用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约 6 mol/L)100 mL,操作为用量筒分别量取浓盐酸 50 mL 和水50 mL,将两者混合得到溶液,所以应选择量筒。

5.导学号 96656019如图1是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。现实验室需要 240 mL 4.6 mol/L 的稀硫酸,准备用该硫酸配制。 硫酸 化学纯(CP)(500 mL) 品名:硫酸 化学式:H2SO4 相对分子质量:98 3密度:1.84 g/cm 质量分数:98% 图1 则:(1)该浓硫酸的物质的量浓度为 ,需要该浓硫酸的体积为 mL。 (2)可供选用的仪器有:胶头滴管、烧瓶、烧杯、药匙、量筒、托盘天平。配制稀硫酸时,还缺少的仪器有 、 。 (3)配制过程中有几个关键的步骤和操作如图2所示:将下列实验步骤A～F按实验过程先后次序排列: 。

(4)该同学实际配制得到的浓度为4.5 mol/L,可能的原因是 。 A.量取浓H2SO4时俯视刻度 B.容量瓶洗净后未经干燥处理

C.将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验 操作 D.定容时仰视刻度线

解析: (1)浓硫酸的物质量的浓度c== mol/L=

18.4 mol/L,实验室需要 240 mL 4.6 mol/L 的稀硫酸,应选择250 mL容量瓶,实际配制时需要配制250 mL的稀硫酸,设需要浓硫酸体积为V,则 4.6 mol/L×0.25 L=18.4 mol/L×V,解得V=0.062 5 L=62.5 mL。

(2)配制一定物质的量浓度溶液的步骤:计算、量取、稀释、冷却、转移、洗涤、定容等,配制该稀硫酸需要的仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、250 mL容量瓶,所以还需要玻璃棒和250 mL容量瓶。

(3)正确的顺序为CBDFAE。

2

(4)量取浓H2SO4时俯视刻度,导致所取硫酸的物质的量偏小,溶液的浓度偏低;容量瓶洗净后未经干燥处理无影响;将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验操作,没有冷却,导致冷却后配制的溶液的体积偏小,溶液的浓度偏大;定容时仰视刻度线,导致溶液的体积偏大,溶液的浓度偏低。

答案:(1)18.4 mol/L 62.5 (2)玻璃棒 250 mL容量瓶 (3)CBDFAE (4)AD

6.(2017·上海宝山区二模)25 ℃时,将10 mL质量分数为50%(密度1.4 g/mL)的硫酸稀释成100 mL,下列说法正确的是( D ) A.纯硫酸的摩尔质量为98

B.上述100 mL稀硫酸中含溶质14 g C.上述稀释过程所需要的蒸馏水为90 mL

D.质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为 7.14 mol/L

解析:摩尔质量的单位是g/mol,所以硫酸的摩尔质量为 98 g/mol,故A错误;上述100 mL稀硫酸中含溶质质量m=10 mL×1.4 g/mL×50%=7 g,故B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质量,故C错误;根据c== mol/L≈

7.14 mol/L,所以质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为7.14 mol/L,故D正确。 7.(2017·河北博野校级期中)某溶液中含有大量的下列离子:Fe、S测定Fe、S

3+

3+

3+

、Al和M离子,经

3+

、Al和M离子的物质的量之比为1∶4∶1∶2,则M离子可能是下列中的

( A )

+-2-+

A.Na B.OH C.S D.Ag 解析:Ag与S

+

生成微溶的硫酸银,M离子不能为Ag,S与Fe发生氧化反应,与Al发生水

2--3+

3+

+2-3+3+

解反应生成氢氧化铝与硫化氢,则M离子不能为S,而OH与Fe、Al生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,故M也不能是OH,M可能为Na,据电荷守恒:3n(Fe)+n(Na)+3n(Al)=2n(S

-+

3+

+

3+

),

符合 题意。

8.(2017·福建龙海校级月考)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的物质的量浓度为( C )

完全沉淀,则原混合溶液中NH4NO3

A.mol/L B.mol/L

C.mol/L D.mol/L

+OH

2+-

解析:a mol烧碱刚好把NH3全部赶出,根据NNH3+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Ba+S

BaSO4↓可知溶液中含有 b mol

3

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。

9.(2018·安徽镜湖区校级月考)一定温度和压强下,乙腈(CH3CN)是极易溶于水的无色液体,这时向质量分数为a的乙腈水溶液中加入等体积的水,所得溶液中乙腈的质量分数为0.4a。若同样条件下乙腈的密度为d1,水的密度为d2,则下列说法正确的是( C ) A.d1=d2 B.d1>d2 C.d1

解析:混合后溶液的质量分数为×100%=0.4a,解得d1=d2,所以d1

10.(2017·新津校级月考)200 mL Fe2(SO4)3溶液中含Fe5.6 g,溶液中S度是( B )

A.0.5 mol/L B.0.75 mol/L C.1 mol/L D.0.25 mol/L

的物质的量浓解析:n(Fe)=

3+

=0.1 mol,由Fe2(SO4)3可知,n(S)=0.1 mol×

=0.15 mol,则溶液中S

2+

的物质的量浓度是3

=0.75 mol/L。

11.人体血液里Ca的浓度一般采用mg/cm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

2+

(H2C2O4),再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca的浓度。某研究性学习小组设计如下

2+

实验步骤测定血液样品中Ca的浓度。

【配制KMnO4标准溶液】 如图是配制50 mL 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)如果用图示的操作配制溶液,所配制的溶液浓度将 (填“偏大”或“偏小”)。

2+

【测定血液样品中Ca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 mol/L KMnO4溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出,这时共消耗12.00 mL KMnO4溶液。

4

(4)已知草酸跟KMnO4溶液反应的离子方程式为 2Mn

+5H2C2O4+6H

+

2Mn+10CO2↑+8H2O则方程式中的x= 。

2+

3

x+

(5)经过计算,血液样品中Ca的浓度为 mg/cm。

解析:(1)由图示可知②⑤操作不正确。②不能在量筒中溶解固体,⑤定容时应平视刻度线,至溶液凹液面最低处与刻度线相切。(2)应该用50 mL容量瓶准确确定50 mL溶液的体积。(3)如果用图示的操作配制溶液,由于仰视刻度线,会使溶液体积偏大,所配制的溶液浓度将偏小。(4)根据电荷守恒,草酸跟KMnO4溶液反应的离子方程式为2Mn5H2C2O4+6H

+

2+

+

2Mn+10CO2↑+8H2O。(5)据方程式及CaC2O4化学式存在如下关

系:n(Ca)=n(H2C2O4)=n(KMnO4)=×0.02×12.00×10 mol=6×

2+-3

10 mol,Ca的质量为6×10×40 g=0.024 g,则血液中Ca的浓度=答案:(1)②⑤ (2)50 mL容量瓶 (3)偏小 (4)2 (5)1.2

-42+-42+

=1.2 mg/cm。

3

-1-3

12.(2018·广西钦南区校级月考)向100 g浓度为 c mol·L、密度为ρ g·cm的食盐水

-1

中加入一定量的水,将其稀释至 0.5c mol·L,则加入水的体积( A ) A.小于100 mL B.等于100 mL C.大于100 mL D.等于100/ρ mL

解析:稀释前后溶质的质量不变,设加水的质量为x,稀释前的质量分数为w1,稀释后的质量分数为w2,则100 g×w1=(100 g+x)×w2,

c mol·L

-1

食盐水加入一定量的水稀释至0.5c mol·L,由c=

-1

,可得

c1==2c2=2×,得ρ1w1=2ρ2w2,食盐水浓度越大,密度越大,则ρ1>ρ

2

,=2×<2,又100 g× w1=(100 g+x)w2,所以=<2,解得x<100 g,又水的密度

约为 1 g/mL,则加水的体积小于100 mL。 13.导学号 96656020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:

硫酸

溶质的物质的 -1量浓度/(mol·L) c1 溶液的密 -3度/(g·cm) ρ1 5

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