2022届高考化学一轮复习作业2物质的量在化学实验中的应用含解析

物质的量在化学实验中的应用

1．美国UNC化学教授Thomas J．Meyer等研发了环境友好、完全型的“绿色”引爆炸药，其中一种可表示为Na2R，它保存在水中可以失去活性，爆炸后不会产生危害性残留物。已知10 mL Na2R溶液含Na＋的数目为N，该Na2R溶液的物质的量浓度为(　　)

A．N×10－2 mol·L－1

B. mol·L－1

C. mol·L－1

D. mol·L－1

解析　10 mL Na2R溶液中含Na＋的数目为N，Na2R的物质的量＝ mol，c(Na2R)＝ mol÷0.01 L＝ mol·L－1。

答案　B

2．硫酸铜水溶液呈酸性，属保护性无机杀菌剂，对人畜比较安全，其与石灰乳混合可得“波尔多液”。实验室里需用480 mL 0.10 mol·L－1的硫酸铜溶液，则应选用的容量瓶规格和称取溶质的质量分别为(　　)

A．480 mL容量瓶，称取7.68 g硫酸铜

B．480 mL容量瓶，称取12.0 g胆矾

C．500 mL容量瓶，称取9.00 g硫酸铜

D．500 mL容量瓶，称取12.5 g胆矾

解析　配制溶液没有480 mL容量瓶应选500 mL容量瓶，500 mL 溶液对应的胆矾质量为12.5 g。

答案　D

3．下列关于0.2 mol·L－1 Ba(NO3)2溶液的说法中，正确的是(　　)

A．溶液中含有的阴、阳离子总数为0.6 mol

B．在0.5 L该溶液中，Ba2＋的浓度为0.1 mol·L－1

C．在500 mL该溶液中，含有0.2 mol NO

D．取1 L该溶液稀释到10 L时，NO的浓度为0.02 mol·L－1

解析　由于缺少溶液体积，无法计算硝酸钡的物质的量，也就不能求出阴、阳离子总数，故A项错误；c(Ba2＋)＝c[Ba(NO3)2]＝0.2 mol·L－1，c(Ba2＋)＝0.2 mol·L－1，不随溶液体积而发生变化，故B项错误；n(NO)＝2c[Ba(NO3)2]·V＝2×0.2 mol·L－1×0.5 L＝0.2 mol，故C项正确；0.2 mol·L－1 Ba(NO3)2溶液中NO的浓度为0.4 mol·L－1，取1 L该溶液稀释到10 L时，稀释过程中溶质的物质的量不变，c(NO)＝＝0.04 mol·L－1，故D项错误。

答案　C

4．取100 mL 0.3 mol·L－1和300 mL 0.25 mol·L－1的硫酸注入500 mL容量瓶中，加水稀释至刻度线，该混合溶液中H＋的物质的量浓度是(　　)

A．0.21 mol·L－1  B．0.42 mol·L－1

C．0.56 mol·L－1  D．0.26 mol·L－1

解析　容量瓶中H2SO4溶液的H＋物质的量为n(H＋)＝(0.1 L×0.3 mol·L－1＋0.3 L×0.25 mol·L－1)×2＝0.21 mol，所以c(H＋)＝＝0.42 mol·L－1。

答案　B

5．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(　　)

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　A项，通入HCl气体后溶液的体积会发生变化，若溶液体积不变时所给数据是合理的，该项不合理；C项，盐酸具有挥发性，加热浓缩会导致HCl挥发，该项不合理；D项，不同浓度盐酸混合时，混合后溶液的体积不能用两溶液的体积加和，该项不合理。

答案　B

6．将质量分数为a%、物质的量浓度为c1 mol·L－1的稀H2SO4蒸发掉一定量的水，使其质量分数变为2a%，此时溶液中溶质的物质的量浓度为c2 mol·L－1。则c1和c2的关系是(　　)

A．c1＝2c2  B．c2＜2c1

C．c2＞2c1  D．c2＝2c1

解析　由c＝可知，＝＝，由于ρ1＜ρ2，所以c2＞2c1。

答案　C

7．(2018·湖北黄冈)若20 g密度为ρ g·cm－3的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca2＋，则溶液中NO的物质的量浓度为(　　)

A．5ρ mol·L－1   B．2.5ρ mol·L－1

C. mol·L－1  D． mol·L－1

解析　该硝酸钙溶液的体积V＝＝＝ L，2 g Ca2＋的物质的量n(Ca2＋)＝＝0.05 mol，根据化学式Ca(NO3)2可知，n(NO)＝2n(Ca2＋)＝0.05 mol×2＝0.1 mol，NO的物质的量浓度c(NO)＝＝5ρ mol·L－1，A项正确。

答案　A

8．某磁黄铁矿的主要成分是FexS(S为－2价)，既含有Fe2＋又含有Fe3＋。将一定量的该磁黄铁矿与100 mL的盐酸恰好完全反应(注：矿石中其他成分不与盐酸反应)，生成硫单质2.4 g、FeCl2 0.425 mol和一定量的H2S气体，且溶液中无Fe3＋。则下列说法正确的是(　　)

A．100 mL的盐酸中HCl物质的量浓度为7.5 mol/L

B．生成的H2S气体在标准状况下的体积为2.24 L

C．该磁黄铁矿中FexS的x＝0.85

D．该磁黄铁矿FexS中，Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为3∶1

解析　根据题给信息知，将一定量的该磁黄铁矿与100 mL的盐酸恰好完全反应，生成FeCl2 0.425 mol，根据氯原子守恒知，HCl的物质的量为0.85 mol,100 mL的盐酸中HCl物质的量浓度为8.5 mol/L，A项错误；根据铁原子守恒知，磁黄铁矿中铁的物质的量为0.425 mol，硫单质是由反应2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S生成的，生成硫单质2.4 g，物质的量为0.075 mol，则磁黄铁矿中＋3价铁的物质的量为0.15 mol，＋2价铁的物质的量为0.275 mol，根据化合价规则知，原磁黄铁矿中－2价硫的物质的量为0.5 mol，根据硫原子守恒知，生成H2S的物质的量为0.425 mol，标准状况下的体积为9.52 L，B项错误；根据上述分析，该磁黄铁矿中FexS的x＝0.85，C项正确；该磁黄铁矿FexS中，Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为11∶6，D项错误。

答案　C

9． 36.5 g HCl气体溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·cm－3)，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，质量分数为w，物质的量浓度为c，NA表示阿伏加德罗常数的数值，则下列叙述中正确的是(　　)

A．所得溶液的物质的量浓度c＝1 mol·L－1

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．所得溶液的溶质质量分数w＝×100%

解析　c＝＝mol·L－1，A项错误；HCl气体溶于水后完全电离出H＋和Cl－，溶液中不存在HCl分子，B项错误；36.5 g HCl气体在标准状况下的体积才为22.4 L，C项错误；设溶液体积V L，则w＝＝×100%，D项正确。

答案　D

10．(2018·河北张家口四校联考)将2a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液分为两等份，其中一份加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；另一份加入足量强碱并加热可得到c mol NH3气体，则原混合溶液中的Al3＋浓度( mol·L－1)为(　　)

A.  B．

C.  D．

解析　向a L混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀，则

SO　＋　Ba2＋===BaSO4↓

b mol     b mol

c(SO)＝＝ mol·L－1

向a L混合溶液中加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则

NH＋OH－NH3↑＋H2O

c mol          c mol

c(NH)＝＝ mol·L－1

又知溶液不显电性，设原溶液中的Al3＋浓度为x，由电荷守恒可得x×3＋ mol·L－1×1＝ mol·L－1×2，解得x＝ mol·L－1，故C项正确。

答案　C

11．将24.0 g NaOH固体溶于水配成100 mL 溶液，其密度为1.20 g·mL－1，试计算：

(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为________。

(2)该溶液中NaOH的质量分数为________。

(3)从该溶液中取出10 mL，其中NaOH的物质的量浓度为________，NaOH的质量分数为________，溶液的密度为________，含NaOH的质量为________，含NaOH的物质的量为________。

(4)将取出的10 mL溶液加水稀释至100 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为________。

解析　(1)24.0 g NaOH的物质的量为24.0 g/40 g·mol－1＝0.60 mol，所以其物质的量浓度为c(NaOH)＝＝6.0 mol·L－1。(2)100 mL NaOH溶液的质量为100 mL×1.20 g·mL－1＝120 g；所以NaOH的质量分数为×100%＝20%。(3)由于整个溶液的每处都是均匀的，所以这10 mL溶液的浓度与原100 mL溶液相比，NaOH的质量分数和溶液的物质的量浓度以及溶液的密度都是相同的，但NaOH的质量和物质的量均将变为原来的1/10。(4)这10 mL NaOH溶液的物质的量浓度为6.0 mol·L－1，稀释到100 mL以后，NaOH的物质的量浓度缩小到原来的1/10，即6.0 mol·L－1÷10＝0.60 mol·L－1。

答案　(1)6.0 mol·L－1　(2)20%　

(3)6.0 mol·L－1　20%　1.20 g·mL－1　2.40 g　0.060 mol　(4)0.60 mol·L－1

12．在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。下表是1 L“鲜花保鲜剂”的成分，阅读后回答下列问题：

(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是________(填写名称)。

(2)“鲜花保鲜剂”中K＋的物质的量浓度为(阿司匹林中不含

K＋)__________________(只要求写表达式，不需计算)mol·L－1。

(3)下图所示的仪器中，在配制“鲜花保鲜剂”溶液时肯定不需要的是________(填字母)，还缺少的仪器有________________(填仪器名称)。

(4)配制过程中，下列操作对配制结果没有影响的是________(双选；填选项字母)。

A．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水

B．定容时仰视液面

C．容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净

D．定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，但未做任何处理

(5)欲确定“鲜花保鲜剂”中硝酸银的浓度，则加入的试剂中应含有________(填化学符号)。

解析　通过n＝m÷M可以计算1 L“鲜花保鲜剂”中含有的各种成分的物质的量，会得到其中含有的蔗糖的物质的量最大，故其浓度最大。(2)“鲜花保鲜剂”中K＋的物质的量为n(K＋)＝2n(K2SO4)＋n(KMnO4)＝ mol，所以c(K＋)＝ mol·L－1。(3)配制一定浓度的溶液必需的仪器：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶，故答案为a、c，还缺少的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒。(4)容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水，对溶液的浓度不产生任何影响，A项正确；定容时仰视液面，溶液的体积偏大，使溶液的浓度偏低，B项错误；容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的NaCl溶液而未洗净，NaCl与AgNO3反应，会使溶液的浓度偏小，C项错误；定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，但未做任何处理，对配制的溶液的浓度不产生任何影响，D项正确；(5)欲确定“鲜花保鲜剂”中硝酸银的浓度，可利用反应：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，加入的试剂中需含有Cl－。

答案　(1)蔗糖　(2)2×＋　(3)ac　托盘天平、玻璃棒、烧杯　(4)AD　(5)Cl－

13．人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg/cm3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。

【配制KMnO4标准溶液】

如图所示是配制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”)。

【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 mol·L－1 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)已知草酸与KMnO4反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，则方程式中的x＝________。

(5)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为__________mg·cm－3。

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，至液体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)如果用图示的操作配制溶液，由于定容时仰视刻度线，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，(－1)×2＋(＋1)×6＝(＋x)×2，解得x＝2，草酸与KMnO4反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(5)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 mol·L－1×0.012 L＝2.4×10－4 mol，根据反应方程式2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O及草酸钙的化学式CaC2O4，可知：n(Ca2＋)＝n(H2C2O4)＝n(MnO)＝×0.020 mol·L－1×12.00×10－3 L＝2.5×2.4×10－4 mol＝6×10－4 mol，Ca2＋的质量为40 g·mol－1×6×10－4 mol＝0.024 g，钙离子的浓度为＝＝1.2 mg·cm－3。

答案　(1)②⑤　(2)50 mL容量瓶　(3)偏小　

(4)2　(5)1.2

14．在标准状况下，将224 L HCl气体溶于635 mL水中，所得盐酸的密度为1.18 g·cm－3。

试计算：

(1)所得盐酸的质量分数和物质的量浓度分别是________、________。

(2)取这种盐酸100 mL，稀释至1.18 L，所得稀盐酸的物质的量浓度是________。

(3)在40.0 mL 0.065 mol·L－1 Na2CO3溶液中，逐滴加入上述稀释后的稀盐酸，边加边振荡。若使反应不产生CO2气体，加入稀盐酸的体积最多不超过________mL。

(4)将不纯的NaOH样品1 g(样品含少量Na2CO3和水)，放入50 mL 2 mol·L－1的盐酸中，充分反应后，溶液呈酸性，中和多余的酸又用去40 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液。蒸发中和后的溶液，最终得到________g固体。

解析　(1)n(HCl)＝＝10 mol，m(HCl)＝10 mol×36.5 g·mol－1＝365 g，盐酸的质量分数w＝×100%＝36.5%，c(HCl)＝＝＝11.8 mol·L－1。(2)由c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)可知，c(稀)＝11.8 mol·L－1×＝1 mol·L－1。(3)n(Na2CO3)＝0.040 L×0.065 mol·L－1＝0.002 6 mol，设加入稀盐酸的体积最多不超过x mL，则n(HCl)＝1 mol·L－1×0.001x L＝0.001x mol，根据反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl得0.002 6＝0.001x，x＝2.6。(4)经过反应，蒸发中和后的溶液，最后所得固体为NaCl，根据氯原子守恒：n(NaCl)＝n(HCl)＝0.050 L×2 mol·L－1＝0.1 mol，m(NaCl)＝0.1 mol×58.5 g·mol－1＝5.85 g。

答案　(1)36.5%　11.8 mol·L－1　(2)1 mol·L－1

(3)2.6　(4)5.85

【方法技巧】

终态思维巧解题　凌绝顶览众山小

终态法，是指依据化学变化的脉络，确定出终态时物质的存在形式后，撇开复杂的中间过程，只结合始态和终态，确定已知量和未知量之间的关系。终态法特别适合反应较复杂、计算量较大，但与终态密切相关的题目。