鲁科版高考化学一轮总复习第1章第4节物质的量浓度课时学案
展开物质的量浓度
[以练带忆]
1.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 ml·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解于1 L水中配成的溶液
B.将80 g SO3溶于水并配成1 L溶液
C.将0.5 ml·L-1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水后的溶液
D.含K+为2 ml的K2SO4溶液
B 解析:A项,1 L水不是溶液体积;C项,蒸发50 g 水后的溶液体积不是50 mL;D项,没有给出溶液的体积。
2.标准状况下,a L NH3完全溶于100 g水中所得溶液的密度为b g·cm-3,该溶液的物质的量浓度为( )
A.eq \f(ab,35a+2 240) ml·L-1B.eq \f(1 000ab,35a+2 240) ml·L-1
C.eq \f(ab,17a+2 240) ml·L-1D.eq \f(1 000ab,17a+2 240) ml·L-1
D 解析:标准状况下,a L NH3的物质的量为 eq \f(a,22.4) ml,质量为eq \f(17a,22.4) g,NH3溶于水后的溶液质量为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(17a,22.4)+100))g,溶液体积为V=eq \f(m,ρ)=eq \f(\f(17a,22.4)+100,1 000b) L,c=eq \f(n,V)=eq \f(1000ab,17a+2 240) ml·L-1。或者根据公式c=eq \f(1 000ρw,M) ml·L-1进行计算。
c=eq \f(1 000×b×\f(\f(17a,22.4),\f(17a,22.4)+100),17) ml·L-1=eq \f(1 000ab,17a+2 240) ml·L-1。
3.将5 ml·L-1的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后NOeq \\al(-,3)的物质的量浓度为( )
A.eq \f(5a,b) ml·L-1 B.eq \f(10a,b) ml·L-1
C.eq \f(b,5a) ml·L-1 D.eq \f(a,b) ml·L-1
B 解析:将5 ml·L-1的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后硝酸根的物质的量浓度为eq \f(5 ml·L-1×2×a×10-3 L,b×10-3 L)=eq \f(10a,b) ml·L-1。
[练后梳理]
1.物质的量浓度
2.溶质的质量分数
3.物质的量浓度计算的要素
(1)正确判断溶液的溶质
(2)准确计算溶液的体积
c=eq \f(n,V)中的V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和,不能用水的体积代替溶液的体积,应根据V=eq \f(m,ρ)计算。
(3)常见物质的量浓度的计算类型
在已知溶液密度和固体或气体的溶解度,计算物质的量浓度时,常可用物质的溶解度计算溶质的质量分数,然后根据公式c=eq \f(1 000ρw,M) (ml·L-1) 计算物质的量浓度。
配制一定物质的量浓度的溶液
[以练带忆]
(1)下图是某同学用500 mL容量瓶配制 0.10 ml·L-1 NaOH溶液的过程:
该同学的错误步骤有________处。
(2)实验室中欲配制220 mL 1.0 ml·L-1硫酸溶液:
①所需质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为________(计算结果保留一位小数)mL;
②如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用________mL量筒最好;
③配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时操作方法是______________________________________________________。
(3)在配制4.6 ml·L-1稀硫酸的过程中,下列情况对硫酸物质的量浓度有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①容量瓶检漏后未干燥就使用:________。
②定容时仰视观察液面:________。
③移液后未洗涤烧杯和玻璃棒:________。
解析:(1)用500 mL容量瓶配制0.10 ml·L-1 NaOH溶液,需要NaOH的质量为500×10-3 L×0.1 ml·L-1 ×40 g·ml-1=2.0 g。配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是称量、溶解、冷却、移液、洗涤、振荡、定容、摇匀。称量NaOH固体时,需要将NaOH固体放在烧杯中进行称量;图中缺少洗涤和振荡步骤;定容时眼睛平视刻度线,故有3处错误。(2)①实验中,只能配制250 mL溶液,根据稀释前后溶质的质量或物质的量不变,因此有250×10-3 L×1.0 ml·L-1=eq \f(VH2SO4×1.84 g·cm-3×98%,98 g·ml-1),解得V(H2SO4)≈13.6 mL。②量筒应选用大而接近的量程,即选用15 mL量筒。③稀释浓硫酸的方法是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢加入水中,边加边搅拌。(3)根据公式c=eq \f(n,V)=eq \f(m,MV)判断:①未干燥容量瓶,对实验无影响;②定容时仰视刻度线,所加溶液的体积增大,浓度偏低;③未洗涤烧杯和玻璃棒,造成容量瓶中溶质质量或物质的量减少,所配溶液浓度偏低。
答案:(1)3
(2)①13.6 ②15 ③将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢加入水中,边加边搅拌
(3)①无影响 ②偏低 ③偏低
[练后梳理]
1.配制100 mL 1.00 ml·L-1 氯化钠溶液
2.配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器——容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
(2)容量瓶的选择与使用
①容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器,选择容量瓶应遵循“大而近”的原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。
②使用前要检查容量瓶是否漏水。检查程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
③使用容量瓶注意“五不”:不能溶解固体;不能稀释浓溶液;不能加热;不能作为反应容器;不能长期贮存溶液。
容量瓶使用时的3个易错点
(1)选用容量瓶时必须注明容量瓶规格。如500 mL容量瓶。
(2)选择容量瓶时遵循“大而近”的原则,所需溶质的量按所选用容量瓶的容积进行计算。如配制
480 mL 1 ml·L-1 NaOH溶液时应选用500 mL的容量瓶,所需溶质NaOH的物质的量为0.5 ml。
(3)向容量瓶中注入液体时,应沿细玻璃棒注入,以防操作时液体流出而损失。
考点1 物质的量浓度的有关计算
[抓本质·悟考法]
(1)若标准状况下设定水的密度为 1 g·cm-3,HCl的溶解度为560(1体积水里达到饱和状态时的气体体积),所得溶液密度为1.09 g·cm-3,则HCl溶液的物质的量浓度为________。
(2)V mL Al2(SO4)3溶液中含有Al3+ m g,取eq \f(V,4) mL该溶液用水稀释至4V mL,则SOeq \\al(2-,4)物质的量浓度为________。
(3)100 mL 0.3 ml·L-1 Na2SO4溶液和50 mL 0.2 ml·L-1 Al2(SO4)3溶液混合后(溶液体积保持不变),溶液中SOeq \\al(2-,4)的物质的量浓度为________。
(4)将质量分数为10%和30%的氨水分别进行等体积混合和等质量混合,所得溶液中溶质的质量分数分别为a和b;将质量分数为10%和30%的硫酸分别进行等体积和等质量混合,所得溶液中溶质的质量分数分别为d和e。则a、b、d、e的大小关系是________。
【解题关键点】
(1)已知HCl气体在标准状况下的溶解度和所得溶液的密度,有两种解题思路:①根据气体溶解度计算溶液中HCl的质量分数,运用公式c=eq \f(1 000ρw,M)(ml·L-1)计算物质的量浓度;②运用公式V混=eq \f(m混,ρ混)计算溶液体积。
(2)溶液的稀释和混合过程中溶质的物质的量不变。
【易错失分点】
同一溶质、溶质质量分数不同(设分别为a%、b%)的两溶液混合是难点和易错点,现分析如下:
(1)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数w=eq \f(1,2)(a%+b%)。
(2)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后,溶质质量分数w>eq \f(1,2)(a%+b%)。
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,溶质质量分数w
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解析:(1)根据标准状况下HCl的溶解度为560,则1 L 水中可溶解标准状况下HCl气体560 L,根据水的密度为1 g·mL-1,则1 L水的质量为1 000 g。
c=eq \f(1 000ρw,M) ml·L-1
=eq \f(1 000×1.09×\f(\f(560,22.4)×36.5,\f(560,22.4)×36.5+1 000),36.5) ml·L-1
≈14.2 ml·L-1。
或者n(HCl)=eq \f(560 L,22.4 L·ml-1)=25 ml,
m(HCl)=25 ml×36.5 g·ml-1=912.5 g。
c(HCl)=eq \f(25 ml,\f(912.5 g+1 000 g,1.09·cm-3×1 000 cm3·L-1))≈14.2 ml·L-1。
(2)根据题干信息,可求得c(Al3+)=eq \f(\f(m,27),V×10-3) ml·L-1=eq \f(1 000m,27V) ml·L-1,由Al2(SO4)3的化学式知,c(SOeq \\al(2-,4))=eq \f(3,2)c(Al3+)=eq \f(500m,9V) ml·L-1,取eq \f(V,4) mL Al2(SO4)3溶液稀释至4V mL,则此时c(SOeq \\al(2-,4))稀=eq \f(1,16)×eq \f(500m,9V) ml·L-1=eq \f(125m,36V) ml·L-1。
(3)混合后c(SOeq \\al(2-,4))=eq \f(100×0.3+50×0.6,150) ml·L-1=0.4 ml· L-1。
(4)ρ氨水<1 g·cm-3,ρ硫酸>1 g·cm-3,由溶液混合规律知,a<20%,b=20%,d>20%,e=20%,所以d>b=e>a。
答案:(1)14.2 ml·L-1 (2)eq \f(125m,36V) ml·L-1
(3)0.4 ml·L-1 (4)d>b=e>a
[多角度·突破练]
⊳角度1 物质的量浓度、质量分数、溶解度的相互换算
1.标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1),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 ml·L-1,则下列关系中不正确的是( )
A.ρ=eq \f(17V+22 400,22.4+22.4V)B.w=eq \f(17c,1 000ρ)
C.w=eq \f(17V,17V+22 400) D.c=eq \f(1 000Vρ,17V+22 400)
A 解析:氨气质量是eq \f(17V,22.4) g,溶液质量是1 000 g+eq \f(17V,22.4) g,根据公式ρ=eq \f(m,V)计算,但溶液的体积V并不是氨气与溶剂水的体积之和,A错误;根据公式c=eq \f(1 000ρw,M) (ml·L-1)可知,该溶液中氨气质量分数w=eq \f(17c,1 000ρ),B正确;该溶液的质量分数为w=eq \f(\f(17V,22.4) g,1 000 g+\f(17V,22.4) g)=eq \f(17V,17V+22 400),C正确;根据公式c=eq \f(1 000ρw,M) (ml·L-1),质量分数w=eq \f(17V,17V+22 400),可知c=eq \f(1 000Vρ,17V+22 400),D正确。
2.25 ℃时,将a g硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)溶于b g水中,恰好形成V mL饱和溶液,下列说法不正确的是( )
A.该饱和硫酸铜溶液的物质的量浓度c=eq \f(4a,V) ml·L-1
B.该饱和硫酸铜溶液的密度ρ=eq \f(a+b,V) g·mL-1
C.25 ℃时,硫酸铜的溶解度S=eq \f(1 600a,9a+25b) g
D.该饱和溶液中硫酸铜的质量分数w=eq \f(100a,a+b)%
D 解析:溶质的物质的量为eq \f(a,250) ml,体积为V×10-3 L,物质的量浓度为eq \f(4a,V) ml·L-1,A项正确;ρ=eq \f(a+b,V) g·mL-1,B项正确;溶解度为100 g水所能溶解溶质的质量,故eq \f(S,100)=eq \f(\f(160a,250),\f(90a,250)+b),S=eq \f(1 600a,9a+25b) g,C项正确;结晶水不应当作溶质,故溶质的质量不是a g,而是eq \f(160a,250) g,D项错误。
3.有硫酸镁溶液500 mL,它的密度是1.2 g·cm-3,其中镁离子的质量分数是4.8%,则有关该溶液的说法不正确的是( )
A.溶质的质量分数是24.0%
B.溶液的物质的量浓度是2.4 ml·L-1
C.溶质和溶剂的物质的量之比是1∶40
D.硫酸根离子的质量分数是19.2%
C 解析:n(Mg2+)=eq \f(500×1.2×4.8%,24) ml=1.2 ml,n(MgSO4)=1.2 ml,m(MgSO4)=1.2 ml×120 g·ml-1=144 g,溶质的质量分数是eq \f(144 g,500 mL×1.2 g·cm-3)×100%=24%,故A正确;溶液的物质的量浓度是eq \f(1.2 ml,0.5 L)=2.4 ml·L-1,故B正确;水的质量为500 mL×1.2 g·cm-3-144 g=456 g,水的物质的量为25.33 ml,溶质和溶剂的物质的量之比是 1.2∶25.33,故C错误;MgSO4的质量分数是24%,镁离子的质量分数是4.8%,硫酸根离子的质量分数是24%-4.8%=19.2%,故D正确。
根据定义式计算溶质的物质的量浓度
(1)已知溶质的质量
(2)已知溶液中某种粒子的数目
(3)已知标准状况下气体溶质的体积
⊳角度2 溶液稀释、混合的计算
4.下列说法正确的是( )
A.把100 mL 3 ml·L-1的硫酸与100 mL H2O混合,硫酸的物质的量浓度变为1.5 ml·L-1
B.把100 g 20%的NaCl溶液与100 g H2O混合后,NaCl溶液的质量分数是10%
C.把200 mL 3 ml·L-1的BaCl2溶液与100 mL 3 ml·L-1的KCl溶液混合后,溶液中的c(Cl-)仍然是3 ml·L-1
D.把100 mL 20%的NaOH溶液与100 mL H2O混合后,NaOH溶液的质量分数是10%
B 解析:因为100 mL 3 ml·L-1的硫酸与100 mL H2O混合后的体积小于200 mL,A错误;w=eq \f(100 g×20%,100 g+100 g)=10%,B正确;因为3 ml·L-1BaCl2溶液中的氯离子浓度为6 ml·L-1,混合后溶液中氯离子浓度大于3 ml·L-1,C错误;因为NaOH溶液的密度大于1 g·mL-1,加入水的质量等于100 g,所以混合后溶液中溶质的质量分数大于10%,D错误。
5.V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SOeq \\al(2-,4),取此溶液0.5V L,用水稀释至2V L,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度为( )
A.eq \f(a,576V) ml·L-1 B.eq \f(125a,36V) ml·L-1
C.eq \f(250a,36V) ml·L-1 D.eq \f(125a,48V) ml·L-1
A 解析:依题意知,c(SOeq \\al(2-,4))=eq \f(a,96V) ml·L-1,c(Fe3+)=eq \f(2×a,3×96V) ml·L-1=eq \f(a,144V) ml·L-1,故有eq \f(a,144V)×0.5V=2V×c,c=eq \f(a,576V) ml·L-1。
溶液稀释和混合的计算
(1)溶液稀释
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
③溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
(2)溶液混合
①混合前后溶质的物质的量保持不变,即c1V1+c2V2=c混V混(稀溶液混合时,常以V混=V1+V2进行粗略计算)。
②溶液质量守恒,即ρ1V1+ρ2V2=ρ混V混。
⊳角度3 物质的量浓度在反应方程式中的计算
6.等体积的硫酸铝、硫酸锌、硫酸钠溶液分别与足量氯化钡溶液反应。若生成硫酸钡沉淀的质量比为1∶2∶3,则三种硫酸盐的物质的量浓度之比为( )
A.1∶2∶3B.1∶6∶9
C.1∶3∶3D.1∶3∶6
B 解析:设Al2(SO4)3、ZnSO4、Na2SO4溶液的物质的量浓度分别是x、y、z,溶液体积均是V。根据题意可知3xV∶yV∶zV=1∶2∶3,解得x∶y∶z=1∶6∶9。
7.已知100 mL硫酸铁、硫酸铜、硫酸的混合溶液,各阳离子的物质的量浓度相同,测得c(SOeq \\al(2-,4))=9 ml·L-1,则此溶液中还可以溶解铁粉的质量为( )
A.11.2 gB.16.8 g
C.33.6 gD.5.6 g
C 解析:硫酸根离子的物质的量为0.1 L×9 ml·L-1=0.9 ml;各阳离子的物质的量浓度相等,设各阳离子的物质的量为x,则根据电荷守恒可得x+2x+3x=2×0.9 ml,解得x=0.3 ml。加入铁粉反应后得到FeSO4溶液,则溶液中Fe2+为0.9 ml,反应中Fe3+变为Fe2+。根据铁原子守恒,则溶解的Fe的物质的量为0.9 ml-0.3 ml=0.6 ml,质量为0.6 ml×56 g·ml-1=33.6 g。
8.200 mL含有0.10 ml·L-1碳酸钠的溶液和100 mL 稀硫酸,不管将前者滴入后者,还是将后者滴入前者,都有气体产生,但最终生成的气体体积不同,则硫酸的浓度合理的是( )
A.0.2 ml ·L-1
B.0.18 ml ·L-1
C.1.5 ml ·L-1
D.2 ml ·L-1
B 解析:当碳酸钠溶液滴入稀硫酸中时发生反应:COeq \\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑,当稀硫酸滴入碳酸钠溶液中时,反应顺序为COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3)、HCOeq \\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑,则H+的物质的量应大于Na2CO3的物质的量,又因为最终生成的气体体积不同,因此反应HCOeq \\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑不能全部完成,即H+的物质的量少于Na2CO3物质的量的2倍,碳酸钠的物质的量为0.02 ml,则0.02 ml
(1)任何电解质溶液中均存在电荷守恒,即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。如Al2(SO4)3溶液中的电荷守恒式为3c(Al3+)+c(H+)=2c(SOeq \\al(2-,4))+c(OH-),知其中三种离子的浓度,即可求剩余一种离子的浓度。
(2)一般情况下,列电荷守恒式时不能忽略H+、OH-,但在计算时,酸性溶液中常可忽略OH-,碱性溶液中常可忽略H+。
考点2 溶液配制过程中的误差分析
[抓本质·悟考法]
用“偏大”“偏小”或“无影响”填空。
(1)配制450 mL 0.1 ml·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g________。
(2)配制500 mL 0.1 ml·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g________。
(3)配制NaOH溶液时,天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确________。
(4)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒________。
(5)用量筒量取浓硫酸时,仰视读数________。
(6)配制一定浓度的稀硫酸,量取浓硫酸的量筒,用蒸馏水冲洗后也加入烧杯进行稀释________。
(7)配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容________。
(8)定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线________。
(9)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线________。
【解题关键点】
(1)NaOH具有吸水性,在纸片上称量会吸水。
(2)称量固体质量时物码放置颠倒,则物体的质量等于砝码的质量减去游码的示数。
(3)仰视量筒,会使取出的溶液量偏多。
(4)量取浓硫酸的量筒也不需要洗涤加入烧杯中,量筒是量出式仪器,倒出的液体体积就等于量筒中液体所对应的刻度所示体积。
(5)配制NaOH溶液时,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容,由于液体的热胀冷缩,冷却到室温后,液面将不能达到刻度线。
(6)定容摇匀后液面下降,是因为有部分液体沾附到了刻度线以上,若再加水,则导致容量瓶中液体总体积偏大。
【易错失分点】
(1)“实验需要450 mL 0.1 ml·L-1的NaOH溶液”,应配制500 mL溶液,故需称量NaOH 2.0 g。
(2)“配制500 mL 0.1 ml·L-1的硫酸铜溶液”,需CuSO4 0.05 ml,若是胆矾,也是0.05 ml。
(3)量筒是量出式仪器,倒出的液体体积就等于量筒中液体所对应的刻度所示体积;容量瓶是量入式仪器,达到刻度线时液体体积等于容量瓶容积,由于液体部分沾附在容量瓶内壁,导致倒出的液体体积小于容量瓶所示容积。
[自主解答]
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答案:(1)偏小 (2)偏小 (3)偏小 (4)偏小
(5)偏大 (6)偏大 (7)偏大 (8)偏小 (9)偏小
[多角度·突破练]
⊳角度1 一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
1.配制250 mL 0.10 ml·L-1的NaOH溶液时,下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )
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.在容量瓶中进行定容时俯视刻度线
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
C 解析:转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容,会导致溶质减少,则所配溶液浓度偏小,A项错误;在容量瓶中定容时仰视刻度线,会导致水加多了,则所配溶液浓度偏小,B项错误;在容量瓶中定容时俯视刻度线,会导致水加少了,所配溶液浓度偏大,C项正确;定容后把容量瓶倒置摇匀,发现液面低于刻度线,又补足了所缺的水,导致水加多了,则所配溶液浓度偏小,D项错误。
误差分析的思维流程
⊳角度2 一定质量分数溶液配制的误差分析
2.将50 g溶质质量分数为20%的烧碱溶液稀释为10%,下列说法错误的是( )
A.向其中加入50 g蒸馏水
B.操作步骤是计算、量取、混匀、装瓶贴标签
C.必须使用的玻璃仪器是烧杯、量筒、玻璃棒
D.若量取水时俯视读数,所配溶液的溶质质量分数偏大
C 解析:溶液在稀释前后溶质的质量不变。设加入蒸馏水的质量是m,则(50 g+m)×10%=50 g×20%,解得m=50 g,故A正确;溶液稀释的操作步骤是:计算、量取、混匀、装瓶、贴标签,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒,B正确,C错误;若量取水时俯视读数,则实际量取水的体积会偏小,质量偏小,所配溶液溶质的质量分数偏大,故D正确。
3.(双选)下列有关溶液配制操作对溶液浓度的影响和原因分析都正确的是( )
AB 解析:CCl4的密度大于1 g·mL-1,所以98 mL CCl4的质量大于98 g,所配I2的CCl4溶液的质量分数小于2%,A正确;洒出的溶液中含有溶质,导致所配溶液的浓度偏小,B正确;吸出多余的不是水而是溶液,内含溶质,所以导致所配溶液浓度偏小,C错误;定容、摇匀后发现液面低于刻度线,对结果无影响,因为有部分溶液留在刻度线以上导致液面低于刻度线,液体的体积并未改变,D错误。
俯视、仰视读数分析
(1)容量瓶(如图Ⅰ、Ⅱ)
①图Ⅰ:定容时俯视,溶液体积偏小,所配制溶液的物质的量浓度偏大。
②图Ⅱ:定容时仰视,溶液体积偏大,所配制溶液的物质的量浓度偏小。
(2)量筒、滴定管(如图Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ)
①图Ⅲ:量筒上方刻度大,俯视时视线与凹液面最低处相切,视线与量筒壁相交处(a点)即为俯视读数,则量筒内液面俯视读数比实际读数偏大。
②图Ⅳ:量筒下方刻度小,仰视时视线与凹液面最低处相切,视线与量筒壁相交处(b)点即为仰视读数,则量筒内液面仰视读数比实际读数偏小。
③图Ⅴ:滴定管上方刻度小,俯视读数时视线与凹液面最低处相切,视线与滴定管壁相交处(c点)即为俯视读数,则滴定管内液面俯视读数比实际读数偏小。
④图Ⅵ:滴定管下方刻度大,仰视读数时视线与凹液面最低处相切,视线与滴定管壁相交处(d点)即为仰视读数,则滴定管内液面仰视读数比实际读数偏大。
1.(命题情境:化学与生活问题)游泳池里的水一般常加适量的硫酸铜,用以杀灭其中的细菌,而对游泳者的身体无害。现取一水样300 mL,经分析其中含有0.019 2 g Cu2+,则水样中硫酸铜的物质的量浓度是 ( )
A.0.000 3 ml·L-1B.0.003 ml·L-1
C.0.001 ml·L-1D.0.064 ml·L-1
C 解析:铜离子的物质的量n(Cu2+)=eq \f(0.019 2 g,64 g·ml-1)=0.000 3 ml,硫酸铜的物质的量浓度c(CuSO4)=eq \f(0.000 3 ml,0.3 L)=0.001 ml·L-1。
2.(2020·大连模拟)把质量分数分别为1%与9%的甲物质的溶液等体积混合;同样把质量分数分别为1%与9%的乙物质的溶液等体积混合,根据下表中数据判断下列叙述正确的是( )
A.混合后甲、乙溶液的质量分数均大于5%
B.混合后乙溶液的质量分数大于5%,甲溶液的质量分数小于5%
C.混合后甲溶液的质量分数大于5%,乙溶液的质量分数小于5%
D.混合后甲、乙溶液的质量分数均等于5%
B 解析:不同浓度的同物质的溶液,等质量混合,混合后的质量分数是两者和的一半。甲物质的溶液浓度越大,密度越小,因此甲物质的1%的溶液与9%的溶液等体积混合,其1%的溶液质量大于9%溶液的质量,因此混合后的质量分数在1%到5%之间;乙物质的溶液浓度越大,密度越大,乙物质的1%的溶液与9%的溶液等体积混合,其9%的溶液质量大于1%溶液的质量,所以混合后的质量分数在5%到9%之间。
3.(2020·武汉模拟)某溶液中只含有Na+、Al3+、Cl-、X四种离子,已知这四种离子的物质的量的浓度比为3∶2∶1∶4 ,则X离子可能是( )
A.SOeq \\al(2-,4)B.K+
C.Mg2+D.COeq \\al(2-,3)
A 解析:根据电荷守恒进行计算。在同一溶液中,溶液体积相同,四种离子的物质的量之比也是3∶2∶1∶4,则设Na+、Al3+、Cl-、X离子的物质的量依次为3 ml、2 ml、1 ml、4 ml,Na+、Al3+所带正电荷的物质的量3 ml×1+2 ml×3=9 ml,Cl-所带负电荷的物质的量是1 ml,根据电荷守恒X应为阴离子,所带电荷为eq \f(9 ml-1 ml,4 ml)=2,带有2个电荷的阴离子有SOeq \\al(2-,4)和COeq \\al(2-,3),由于COeq \\al(2-,3)与Al3+不能大量共存,则X离子只能是SOeq \\al(2-,4)。
4.(命题情境:化学与生活问题)84消毒液能有效杀灭新型冠状病毒,某同学购买了一瓶某品牌84消毒液,并查阅相关资料和消毒液包装说明得到如下信息:84消毒液含25% NaClO、1 000 mL、密度 1.192 g·cm-3,稀释100倍(体积比)后使用。
请根据以上信息和相关知识回答下列问题:
(1)该84消毒液的物质的量浓度为________ ml·L-1。
(2)该同学取100 mL该消毒液稀释后用于消毒,稀释后溶液中c(Na+)=________ ml·L-1。
(3)一瓶该品牌84消毒液最多能吸收空气中CO2________ L(标准状况)而变质。
(4)该同学参阅该品牌84消毒液的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含25% NaClO的消毒液。下列说法正确的是________(填标号)。
A.如图所示的仪器中,有四种是不需要的,还需一种玻璃仪器
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干才能用于溶液配制
C.利用购买的商品NaClO来配制可能导致结果偏低
D.需要称量的NaClO固体质量为143 g
(5)最近发生多起84消毒液和洁厕灵混合使用的安全事故,请解释发生事故的原因是______________________________________。
解析:(1)根据c=eq \f(1 000ρw,M),则c(NaClO)=eq \f(1 000×1.192×25%,74.5) ml·L-1=4.0 ml·L-1。(2)根据稀释前后溶质的物质的量不变,稀释100倍后c(NaClO)≈0.04 ml·L-1,c(Na+)=c(NaClO)≈0.04 ml·L-1。(3)一瓶84消毒液含有n(NaClO)=1 L×4.0 ml·L-1=4.0 ml,根据反应CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO,则需要CO2的物质的量为n(CO2)=n(NaClO)=4.0 ml,即标准状况下V(CO2)=4.0 ml×22.4 L·ml-1=89.6 L。(4)需用托盘天平称量NaClO固体,需用烧杯来溶解NaClO,需用玻璃棒进行搅拌和引流,需用容量瓶和胶头滴管来定容,图示的A、B、C、D不需要,但还需玻璃棒和胶头滴管,故A错误;配制过程中需要加入水,所以经洗涤干净的容量瓶不必烘干后再使用,故B错误;由于NaClO易吸收空气中的H2O、CO2而变质,因此商品NaClO可能部分变质导致NaClO减少,配制的溶液中溶质的物质的量减小,结果偏低,故C正确;应选取500 mL的容量瓶进行配制,然后取出480 mL即可,所以需要NaClO的质量:0.5 L×4.0 ml·L-1×74.5 g·ml-1=149 g,故D错误。(5)因为84消毒液的主要成分是NaClO,洁厕灵的主要成分是盐酸,二者在一起使用,会发生化学反应生成有毒的Cl2,容易使人中毒。
答案:(1)4.0 (2)0.04 (3)89.6 (4)C
(5)二者混合会发生化学反应生成有毒的氯气,使人中毒
考试评价解读
1.理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,能运用物质的量、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
2.掌握一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的配制方法,能够正确分析实验过程所产生的误差问题。
核心素养达成
宏观辨识
与
微观探析
能从不同层次认识物质的多样性,能根据溶液体积和溶质的物质的量浓度计算溶质的物质的量、溶质微粒数目。
科学探究
与
创新意识
能从实际问题出发,确定探究目的,设计配制一定物质的量浓度溶液的方案,进行实验探究;在探究中学会合作,能够正确分析实验过程中可能存在的实验误差。
与水发生反应生成新的物质
如Na、Na2O、Na2O2eq \(――→,\s\up10(水))NaOH;
SO3eq \(――→,\s\up10(水))H2SO4;NO2eq \(――→,\s\up10(水))HNO3
特殊物质
如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时仍以NH3作为溶质
含结晶水的物质
CuSO4·5H2O―→CuSO4;
Na2CO3·10H2O―→Na2CO3
已知条件
计算方法
已知溶质的质量,溶液的体积,计算物质的量浓度
运用公式n=eq \f(m,M),c=eq \f(n,V)进行计算
已知气体溶质的体积V(标准状况),水的体积和溶液的密度,计算溶质的物质的量浓度
运用n=eq \f(V,Vm)求出n(溶质),
根据m=nM计算m(溶质),
根据水的体积计算m(H2O)(水的密度1 g·mL-1),
根据m(溶质)、m(H2O)计算溶质质量分数w,
运用公式c=eq \f(1 000ρw,M) (ml·L-1)计算浓度
已知固体溶质的溶解度S和溶液的密度,计算溶质的物质的量浓度
根据溶解度计算溶质质量分数w=eq \f(S,S+100 g)×100%,运用公式c=eq \f(1 000ρw,M) (ml·L-1)计算浓度
计算溶液中的离子浓度
根据溶质的电离方程式,算出离子的物质的量浓度
选项
溶液配制操作
影响
原因分析
A
将2 g I2加入98 mL CCl4中溶解混匀后,即得质量分数为2%的I2的CCl4溶液
偏小
CCl4的密度大于1 g·mL-1
B
配制一定物质的量浓度的溶液时,将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外
偏小
洒出的溶液中含有溶质
C
配制一定物质的量浓度的硝酸溶液,定容时加入的水超过了刻度线,立即用滴管吸出多余的水,再摇匀
无影响
吸出了多余的水
D
配制一定物质的量浓度的食盐溶液,定容、摇匀后发现液面低于刻度线
偏大
液体的体积偏小
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