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第6讲 物质的量浓度 (含答案 ) 2026届高三化学一轮总复习 教案
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这是一份第6讲 物质的量浓度 (含答案 ) 2026届高三化学一轮总复习 教案,共34页。教案主要包含了复习目标,正误判断等内容,欢迎下载使用。
考点一 溶液的浓度及其计算
1.物质的量浓度
(1)概念
物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
(2)表达式:cB=nBV,变形:nB=cB·V;V=nBcB。
(3)常用单位:ml·L-1或ml/L。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的质量、物质的量因体积不同而改变。
2.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
【微思考】 15%的NaCl溶液的含义是 ;
0.1 ml·L-1 NaCl溶液的含义是 ;
某加碘食盐中含碘量为20~40 mg·kg-1的含义是 。
提示:每100 g NaCl溶液中含有NaCl的质量为15 g
每1 L NaCl溶液中含有NaCl的物质的量为0.1 ml
每1 kg加碘食盐中含碘元素20~40 mg
【正误判断】
1.用100 mL水吸收0.1 ml HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 ml·L-1( )
2.1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 ml·L-1( )
3.将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%( )
4.将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%( )
5.将62 g Na2O溶于水中,配成1 L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1 ml·L-1( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
气体溶于水物质的量浓度的计算
1.在标准状况下,将V L HCl气体(摩尔质量为M g·ml-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为 。
答案:1 000VρMV+2 240 ml·L-1
解析:气体的物质的量为V22.4 ml,所得溶液的质量为V22.4×M+100g,则此溶液的物质的量浓度为V22.4 ml÷[(V22.4×M+100) g÷(1 000ρ g·L-1)]=1 000VρMV+2 240 ml·L-1。
有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算
2.已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL,密度为ρ g·cm-3,质量分数为w,物质的量浓度为c ml·L-1,溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度: 。
(2)用w、ρ表示溶液的物质的量浓度: 。
(3)用c、ρ表示溶质的质量分数: 。
(4)用w表示该温度下NaCl的溶解度: 。
答案:(1)1 000m58.5V ml·L-1 (2)1 000ρw58.5 ml·L-1
(3)58.5c1 000ρ×100% (4)100w1-w g
解析:(1)c=m58.5V1 000 ml·L-1=1 000m58.5V ml·L-1。
(2)c=1 000ρwM=1 000ρw58.5 ml·L-1。
(3)w=cM1 000ρ×100%=58.5c1 000ρ×100%。
(4)S100 g=w1-w,S=100w1-w g。
溶液的稀释与混合
3.V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO42-,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.a576V ml/L B.125a36V ml/L
C.250a36V ml/L D.125a48V ml/L
答案:A
解析:依题意知,c(SO42-)=a96V ml/L,c(Fe3+)=a96V ml/L×23=a144V ml/L,故有a144V ml/L×0.5V L=2V L×cB,cB=a576V ml/L。
4.如图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
按要求回答下列问题:
(1)硫酸的物质的量浓度为 ,氨水的物质的量浓度为 。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4) 9.2 ml·L-1,c(NH3) 6.45 ml·L-1(填“>”“<”或“=”,下同)。
(3)各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4) 49%,w(NH3) 12.5%。
答案:(1)18.4 ml·L-1 12.9 ml·L-1
(2)< > (3)> <
解析:(1)利用c=1 000ρwM计算,c(H2SO4)=1 000×1.84×98%98 ml·L-1=18.4 ml·L-1,c(NH3)=1 000×0.88×25%17 ml·L-1≈12.9 ml·L-1。(2)硫酸的密度大于水,氨水的密度小于水,各取5 mL与等质量的水混合后,所得稀硫酸的体积大于10 mL,稀氨水的体积小于10 mL,故有c(H2SO4)<9.2 ml·L-1,c(NH3)>6.45 ml·L-1。(3)5 mL硫酸和5 mL氨水的质量分别为1.84 g·cm-3×5 mL=9.2 g、0.88 g·cm-3×5 mL=4.4 g,而5 mL水的质量约为5 g,故各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)>49%,w(NH3)<12.5%。
考点二 一定物质的量浓度的溶液的配制
1.容量瓶的使用
(1)构造及用途
(2)查漏操作
【微思考】 用“能”或“不能”填写容量瓶的用途
① 将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;
② 作为反应容器或用来长期贮存溶液;
③ 将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,因为容量瓶的容积是在瓶身所标的温度下确定的;
④ 配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
提示:①不能 ②不能 ③不能 ④不能
2.配制主要仪器及过程
以配制500 mL 1.0 ml·L-1的NaCl溶液为例:
(1)主要仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、500 mL 容量瓶、胶头滴管。
(2)配制过程及操作
“一定物质的量浓度溶液的配制过程”答题指导
1.实验室需要配制0.50 ml·L-1NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(带砝码、最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、 、 、 以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl固体 g。
(3)称量。
①调节游码使天平平衡时,请在图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置。
②称量过程中NaCl固体应放于天平的 (填“左盘”或“右盘”)。
③称量完毕,将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,目的是 。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流,需要洗涤烧杯2~3次是为了 。
(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线 处,改用 加水,使溶液凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀、装瓶。
答案:(1)500 mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒
(2)14.6
(3)①
②左盘
(4)搅拌,加速NaCl溶解
(5)保证溶质全部转入容量瓶中
(6)1~2 cm 胶头滴管
解析:配制480 mL 0.50 ml·L-1的NaCl溶液,必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)=0.50 ml·L-1×0.5 L×58.5 g·ml-1≈14.6 g(托盘天平精确到01 g)。用托盘天平称量时,物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。
一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
2.(1)从溶质改变角度分析产生的误差(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: 。
⑦未洗涤烧杯及玻璃棒: 。
答案:①偏小 ②偏小 ③偏小 ④偏小 ⑤偏大
⑥偏小 ⑦偏小
(2)从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
①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: 。
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线: 。
③定容时仰视刻度线: 。
④定容摇匀后少量溶液外流: 。
⑤容量瓶中原有少量蒸馏水: 。
答案:①偏大 ②偏小 ③偏小 ④无影响
⑤无影响
1.(2024·山东卷节选)取20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体,配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是 (填标号)。
A.玻璃棒B.1 000 mL锥形瓶
C.500 mL容量瓶D.胶头滴管
答案:AD
2.(2024·全国甲卷节选)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是
,定容后还需要的操作为 。
答案:保证溶质全部转移到容量瓶中 盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀
3.(2024·湖北卷节选)配制1.00 ml·L-1的CSO4溶液,需要用到下列仪器中的 (填标号)。
答案:bc
4.(2023·全国甲卷)实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 ml·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有( )
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯
A.①②④⑥B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧D.①⑤⑥⑧
答案:D
解析:粗盐提纯涉及的操作及使用的仪器有溶解(⑥烧杯和玻璃棒)、除杂、过滤(漏斗、玻璃棒、⑥烧杯)、蒸发结晶(蒸发皿、⑧酒精灯、玻璃棒)。配制0.100 0 ml·L-1的NaCl溶液的操作步骤及使用的仪器是称量(①天平)→溶解(⑥烧杯和玻璃棒)→移液(⑥烧杯、玻璃棒、⑤容量瓶)→定容(胶头滴管),故本题选D。
一、在“22.4 L·ml-1的适用条件及物质的聚集状态”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA( )
(2)常温下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA( )
(3)标准状况下,2.24 L氨水含有NH3分子数为0.1NA( )
(4)标准状况下,22.4 L SO3中含有SO3分子数为NA( )
(5)标准状况下,22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
二、用“与计算无关的一些干扰条件”设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)常温常压下,3.2 g O2所含的原子数为0.2NA( )
(2)标准状况下,18 g H2O所含的氧原子数目为NA( )
(3)室温下,1 ml CH4中含有5NA原子( )
(4)常温常压下,1 ml CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
三、在“物质的组成与结构”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)在常温常压下,18 g H2O与18 g D2O所含电子数均为10NA( )
(2)标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA( )
(3)30 g SiO2中含有硅氧键个数为NA( )
(4)56 g乙烯中所含共用电子对数目为12NA( )
(5)78 g苯中含有3NA碳碳双键( )
(6)28 g乙烯中含有σ键的个数为5NA( )
(7)1 ml HCN分子中含有π键个数为2NA( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
(6)√ (7)√
四、在“电解质溶液中粒子数目”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)0.1 L 3.0 ml·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH4+的数目为0.3NA( )
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中,阴、阳离子数目之和均为2NA( )
(3)0.1 ml·L-1的NaHSO4溶液中,阳离子的数目之和为0.2NA( )
(4)25 ℃时,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA( )
(5)1 L 0.1 ml·L-1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
五、在“物质转化中的隐含反应”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)50 mL 12 ml·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA( )
(2)常温下,密闭容器中2 ml NO与1 ml O2充分反应,产物的分子数为2NA( )
(3)常温下,56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子( )
(4)一定条件下合成氨反应,用1.5 ml H2和0.5 ml N2,充分反应后可得到NH3分子数为NA( )
(5)1 L 0.01 ml·L-1 KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数大于0.02NA( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
六、在“电子转移数目”上设陷
用NA代表阿伏加德罗常数的值,判断下列说法是否正确。
(1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA( )
(2)1 ml Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数为NA( )
(3)1 ml Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA( )
(4)向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有1 ml Fe2+被氧化时,共转移电子的数目为NA( )
(5)1 ml Cl2参加反应转移电子数一定为2NA( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
1.(2025·内蒙古八省联考卷)CO2能与H2反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如下图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应①每生成1 ml CH4,消耗H2分子数目为4NA
B.标准状况下,2.24 L HCHO中含中子数目为1.6NA
C.反应③每生成3.2 g CH3OH,转移电子数目为0.4NA
D.100 mL 1 ml·L-1 HCOOH溶液中含H原子数目为0.2NA
答案:A
解析:反应①为CO2+4H2 CH4+2H2O,每生成1 ml CH4,消耗H2分子数目为4NA,A正确;标准状况下,2.24 L HCHO物质的量为0.1 ml,HCHO中中子数为6+8=14个,故2.24 L HCHO中含中子数目为1.4NA,B错误;反应③中CO2 CH3OH碳元素化合价从+4价降到-2价,每生成3.2 g CH3OH即0.1 ml,转移电子数目为0.6NA,C错误;HCOOH溶液中HCOOH和H2O中都含H原子,故H原子数目大于0.2NA,D错误。
2.(2024·贵州卷)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4+2KClO3+H2SO4 2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1 ml H218O中含有的中子数为1.2NA
B.每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
C.0.1 ml·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
答案:D
解析:H218O分子中H原子无中子,18O原子的中子数为10,则0.1 ml H218O中含有的中子数为NA,故A错误;由反应方程式H2C2O4+2KClO3+H2SO4 2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O可知,每生成2 ml ClO2转移电子数为2 ml,则每生成67.5 g ClO2即1 ml ClO2转移电子数为NA,故B错误;未给出草酸溶液的体积且H2C2O4是弱酸,不能完全电离,则无法计算0.1 ml·L-1 H2C2O4溶液中含有的H+数目,故C错误;1个二氧化碳分子中含有2个σ键和2个π键,则标准状况下22.4 L CO2即1 ml CO2中含σ键数目为2.0NA,故D正确。
3.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 ml KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 ml·L-1 K2CO3溶液中CO32-的数目为NA
D.该反应中每转移1 ml电子生成O2的数目为1.5NA
答案:A
解析:44 g(即1 ml)CO2中σ键的数目为2NA,A正确;KO2由K+和O2-构成,1 ml KO2晶体中离子的数目为2NA,B错误;CO32-在水溶液中会发生水解:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,故1 L 1 ml·L-1 K2CO3溶液中CO32-的数目小于NA,C错误;该反应中部分氧元素化合价由-0.5价升至0价,部分氧元素化合价由-0.5价降至-2价,则每4 ml KO2参加反应转移3 ml电子,生成3 ml O2,每转移1 ml电子生成O2的数目为NA,D错误。
4.(2024·九省联考广西卷)反应H2O2+Cl2 2Cl-+O2+2H+常被用于除去水中残余氯。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.100 mL 1 ml·L-1 H2O2溶液中含有的H-O键数目为0.2NA
B.25 ℃、101 kPa时,22.4 L Cl2中氯原子的数目为2NA
C.0.1 ml O2含有质子的数目为0.8NA
D.通过上述反应除去0.5 ml Cl2,转移电子的数目为NA
答案:D
解析:100 mL 1 ml·L-1 H2O2溶液中的水中也含有H-O键,所以H-O键数目大于0.2NA,故A错误;25 ℃、101 kPa不是标准状况,不能用22.4 L/ml计算,故B错误;O的质子数为8,0.1 ml O2含有质子的数目为1.6NA,故C错误;根据反应H2O2+Cl2 2Cl-+O2+2H+,除去1个Cl2分子转移电子数为2,所以除去0.5 ml Cl2,电子转移的数目为NA,故D正确。
5.(2024·河北邢台一模)NA代表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 HF含有的原子数目为NA
B.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.1NA
C.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 ml Cl-,则混合物中质子数为28NA
D.1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得的溶液中,NH3·H2O微粒的数目为0.1NA
答案:C
解析:在标准状况下,HF是液态,因此不能根据HF的体积计算其中含有的分子数,故A错误;电解熔融CuCl2时,阳极反应为2Cl——2e- Cl2↑,阴极反应为Cu2++2e- Cu,阴极增加的重量为Cu的质量,6.4 g Cu的物质的量为0.1 ml,根据阴极反应可知,外电路中通过电子的物质的量为0.2 ml,数目为0.2NA,故B错误;混合物中含1 ml Cl-,则含有钠离子和铵根离子的总物质的量为1 ml,而钠离子和铵根离子的质子数均为11,所以混合物中质子数为11NA+17NA=28NA,故C正确;氨气溶于水后存在NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH4++OH-,所以NH3·H2O微粒的数目小于0.1NA,故D错误。
类型一 关系式法的应用
从原料到产品可能要经过若干步反应,前一步反应的生成物是后一步反应的反应物(中间产物)。列关系式通常有如下几种方法:
(1)有关化学方程式的化学计量数关系;
(2)原子守恒关系;
(3)得失电子守恒关系。
关系式法不用写出完整的化学方程式,快速高效,例如滴定操作中的间接滴定法的计算。
注意事项:在多步反应中,每一步中的转化率、利用率及最后所得产品的纯度等,可以累积进行计算。
特征:关系传递,连接符号(~),首尾列比例计算。
1.(2022·湖南卷节选)某实验小组用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。步骤如下:
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 ml·L-1 H2SO4溶液;
③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。
则产品中BaCl2·2H2O的质量分数为 (保留三位有效数字)。
答案:97.6%
解析:由题意可知,硫酸钡的物质的量为0.466 0 g233 g/ml=0.002 ml,依据钡原子守恒,产品中BaCl2·2H2O的物质的量为0.002 ml,质量为0.002 ml×244 g/ml=0.488 g,质量分数为0.488 g0.500 0 g×100%=97.6%。
2.测定K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)中铁的含量。
①称取m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c ml·L-1 KMnO4溶液滴定至终点;②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c ml·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为 。
答案:5cV×56m×1 000×100%
解析:①KMnO4能将样品溶液中C2O42-氧化成CO2。②加入过量锌粉能将溶液中Fe3+还原成Fe2+,酸化后,Fe2+与KMnO4溶液反应,根据化合价变化可找出关系式为5Fe2+~MnO4-,根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe2+)=c ml·L-1×V×10-3 L×5=5×10-3cV ml,则该晶体中铁元素的质量分数为5×10-3cVml×56 g·ml-1mg×100%=5cV×56m×1 000×100%。
3.尿素溶液的浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 g·ml-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 ml·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 ml·L-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是 (已知尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2)。
答案:6c1V1-3c2V2a%
解析:吸收NH3的硫酸的物质的量为V1×10-3 L×c1 ml·L-1-V2 ×10-3 L×c2 ml·L-1×12=(V1c1-12V2c2)×10-3 ml,根据化学方程式CO(NH2)2+H2O △ 2NH3↑+CO2↑和2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4,可知尿素的物质的量为(V1c1-12V2c2)×10-3 ml,则尿素溶液中溶质的质量分数是(V1c1-12V2c2)×10-3ml×60 g·ml-1ag×100%=6c1V1-3c2V2a%。
类型二 差量法的应用
化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为:
(1)准确写出有关反应的化学方程式;
(2)深入细致地分析题意,关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等,且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比;
(3)根据反应方程式,从“实际差量”寻找比例关系,列比例式求解。如:
2C(s)+O2(g) 2CO(g) Δm(固)/Δn(气) /ΔV(气)
2 ml 1 ml 2 ml 24 g 1 ml 22.4 L(标准状况)
1.(2021·河北卷)对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为 g。
答案:0.84
解析:由2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 Δm
2 ml 56 g
x 0.14 g
2mlx=56 g0.14 g,解得:x=0.005 ml,
根据2NaHCO3 △ Na2CO3+H2O+CO2↑得,
m(NaHCO3)=0.005 ml×2×84 g/ml=0.84 g。
2.取7.90 g KMnO4,加热分解后剩余固体7.42 g。该剩余固体与足量浓盐酸在加热条件下充分反应,生成单质气体A,产物中锰为Mn2+。计算:
(1)KMnO4的分解率为 ;
(2)气体A的物质的量为 。
答案:(1)60% (2)0.095 ml
解析:(1)2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑
2×15832
m(KMnO4)7.90 g-7.42 g
m(KMnO4)=2×158×(7.90 g-7.42 g)32=4.74 g,
KMnO4分解率=m(分解KMnO4)m(加入KMnO4)×100%=4.74 g7.90 g×100%=60%。
(2)由题意分析知,A为Cl2,由得失电子守恒,反应前后,Mn元素化合价(+7→+2),得到电子;O元素化合价(-2→0),Cl元素化合价(-1→0),失去电子。由得失电子守恒分析得:5n(KMnO4)=4n(O2)+2n(Cl2)。即5×7.90158 g·ml-1=4×7.90 g-7.42 g32 g·ml-1+2n(Cl2);n(Cl2)=0.095 ml。
3.将12 g CO和CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后,得到气体的总质量为18 g,求原混合气体中CO的质量分数。
答案:设原混合气体中CO的质量分数为x。
CuO+CO △ Cu+CO2 气体质量增加(差量)
284444-28=16
12x g18 g-12 g=6 g
2816=12xg6 g,解得:x=0.875,则原混合气体中CO的质量分数为87.5%。
4.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是( )
A.84w2-53w131w1B.84(w1-w2)31w1
C.73w2-42w131w1D.115w2-84w131w1
答案:A
解析:由题意知(w1-w2) g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量,设样品中NaHCO3质量
为x g,由此可得到如下关系:
2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2O
2×84 62
xw1-w2
则x=84(w1-w2)31,
故样品纯度为m(Na2CO3)m(样品)=w1-xw1=84w2-53w131w1。
类型三 守恒法计算及应用
一、质量守恒(原子守恒)
依据:化学反应的实质是原子的重新组合,反应前后各原子的种类和数目保持不变。
28 g铁粉溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体质量为 。
答案:40 g
解析:经过一系列反应后,最终得到的固体为Fe2O3,根据铁原子守恒:
n(Fe2O3)=12n(Fe)=12×28 g56 g·ml-1=0.25 ml,所得Fe2O3固体的质量为0.25 ml×160 g·ml-1=40 g。
二、电荷守恒
在离子方程式中,反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。
在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b ml BaCl2,恰好使溶液中的SO42-完全沉淀;加入足量强碱并加热可得到c ml NH3,则原溶液中Al3+的浓度(ml·L-1)为( )
A.2b-c2aB.2b-ca
C.2b-c6aD.2b-c3a
答案:D
解析:由混合溶液中加入b ml BaCl2,恰好使溶液中的SO42-完全沉淀,根据SO42-+Ba2+ BaSO4↓可知n(SO42-)=b ml;由加入足量强碱并加热可得到c ml NH3,根据NH4++OH- △ NH3↑+H2O可知n(NH4+)=c ml,由于溶液为电中性,设原溶液中Al3+的物质的量为x ml,由电荷守恒可知,3x+c=2b,所以x=2b-c3,由于溶液的体积是a L,所以原溶液中Al3+的物质的量浓度c(Al3+)=2b-c3 mlaL=2b-c3a ml·L-1,故D正确。
三、得失电子守恒
氧化还原反应中,元素原子化合价升高的总价数=元素原子化合价降低的总价数,即还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
某同学设计如下实验测定绿矾样品(主要成分为FeSO4·7H2O)的纯度,称取11.5 g绿矾产品,溶解,配制成1 000 mL溶液;量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中,用硫酸酸化的0.010 00 ml·L-1高锰酸钾溶液滴定至终点,消耗高锰酸钾溶液的平均体积为20.00 mL。根据数据计算该绿矾样品的纯度约为( )
A.94.5%B.96.1%
C.96.7%D.97.6%
答案:C
解析:高锰酸根离子与亚铁离子反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+ Mn2++5Fe3++4H2O,n(KMnO4)=20.00×10-3 L×0.010 00 ml·L-1=2.0×10-4 ml,则n(FeSO4·7H2O)=5n(KMnO4)=1.0×10-3 ml,w(FeSO4·7H2O)=1.0×10-3ml×1 000 mL25 mL×278 g·ml-111.5 g×100%≈96.7%。
1.将17.9 g由Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中,产生气体3.36 L(标准状况)。另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中,向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液,得到沉淀的质量为25.4 g。若HNO3的还原产物仅为NO,则生成NO的标准状况下的体积为( )
L L
L L
答案:C
解析:加入足量的氢氧化钠溶液发生的反应为2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑,生成的氢气为3.36 L,即0.15 ml,所以含有铝0.1 ml;另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中,0.1 ml铝参与反应转移0.3 ml电子,Fe被氧化为+3价,Cu被氧化为+2价。假设Fe、Cu的物质的量分别是x、y,质量和:2.7 g+56x+64y=17.9 g;沉淀量:107x+98y=25.4 g;解得x=0.1 ml,y=0.15 ml,Al、Fe、Cu的物质的量分别是0.1 ml、0.1 ml、0.15 ml,所以转移电子总数为0.9 ml;氮元素从硝酸中的+5价还原为+2价,共转移0.9 ml电子,则生成NO为0.3 ml,则V(NO)=6.72 L。
2.铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸,若反应后硝酸被还原,只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为( )
g g
g g
答案:B
解析:最后沉淀为Cu(OH)2和Mg(OH)2,Cu和Mg共4.6 g,关键是求增加的n(OH-),n(OH-)等于金属单质所失电子的物质的量,即n(OH-)=4 48022 400×1 ml+33622 400×2 ml=0.23 ml,故沉淀的质量为4.6 g+0.23×17 g=8.51 g。
3.铜与一定量浓硝酸恰好完全反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与标准状况下0.896 L O2混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,若向所得硝酸铜溶液中加入5 ml·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH溶液的体积是( )
A.16 mLB.32 mL
C.48 mLD.64 mL
答案:B
解析:NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与0.896 L O2(标准状况)混合后通入水中,完全生成HNO3,则整个过程中HNO3反应前后没有变化,即Cu失去的电子都被O2得到了,根据得失电子守恒:n(Cu)×2=n(O2)×4,因此n(Cu)×2=0.896 L22.4 L/ml×4,解得:n(Cu)=0.08 ml,则n[Cu(NO3)2]=0.08 ml,根据Cu2+~2OH-,则NaOH物质的量为0.08 ml×2=0.16 ml,因此消耗NaOH溶液的体积V=0.16ml5ml/L=0.032 L=32 mL。
4.在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中,Al3+的物质的量浓度为0.2 ml·L-1,SO42-为0.4 ml·L-1,溶液中Na+的物质的量浓度为( )
A.0.1 ml·L-1B.0.2 ml·L-1
C.0.3 ml·L-1D.0.4 ml·L-1
答案:B
解析:在任何一个溶液中,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数,则有3c(Al3+)+c(Na+)=2c(SO42-),解得c(Na+)=0.2 ml·L-1。
课时测评6 物质的量浓度对应学生用书P369
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
选择题1-12题,每小题3分,共36分。
1.下列叙述正确的是( )
A.将5.85 g NaCl晶体溶入100 mL水中,制得0.1 ml/L的NaCl溶液
B.将25 g无水CuSO4溶于水制成100 mL溶液,其浓度为1 ml/L
C.将w g a%的NaCl饱和溶液蒸发掉w2 g水,得到2a%的NaCl溶液
D.将1体积c1 ml/L的硫酸用水稀释为5体积,稀溶液的浓度为0.2c1 ml/L
答案:D
解析:令稀释后稀硫酸的浓度为x,根据稀释定律,稀释前后溶质不变,所以1c1 ml/L=5x,所以x=0.2c1 ml/L,故D正确。
2.下列关于物质的量浓度说法正确的是( )
A.0.3 ml·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO42-的总物质的量为0.9 ml
B.将Na2O和Na2O2各1 ml溶于水配成1 L溶液,所得溶液物质的量浓度不同
C.标准状况下22.4 L NH3溶于水配成1 L溶液,所得溶液浓度为1 ml·L-1
D.要配制100 mL 1 ml·L-1的硫酸铜溶液,需要胆矾1.6 g
答案:C
解析:溶液体积未知,不能计算物质的量,故A错误;将Na2O和Na2O2各1 ml溶于水配成1 L溶液,所得溶液中氢氧化钠的物质的量都是2 ml,所得溶液物质的量浓度都是2 ml·L-1,故B错误;标准状况下22.4 L NH3的物质的量为22.4 L22.4 L·ml-1=1 ml,1 ml氨气溶于水配成1 L溶液,所得溶液浓度为1 ml·L-1,故C正确;100 mL 1 ml·L-1的硫酸铜溶液中含有硫酸铜的物质的量为1 ml·L-1×0.1 L=0.1 ml,需要胆矾的质量为250 g·ml-1×0.1 ml=25.0 g,故D错误。
3.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( )
答案:B
解析:托盘天平称量时应是左物右码,A错误;固体溶解在烧杯中进行,B正确;向容量瓶中转移溶液时应该用玻璃棒引流,C错误;定容时胶头滴管不能插入容量瓶中,D错误。
4.(2024·江西南昌一模)实验室用18.4 ml·L-1的浓硫酸配制1.0 ml·L-1的稀硫酸100 mL,并用来测定稀硫酸与Zn反应的速率,完成上述实验,下列部分仪器选用合理的是( )
A.①②③⑥B.①④⑤⑥
C.②③⑥⑧D.②③⑦⑧
答案:C
解析:配制100 mL 1 ml/L的稀硫酸,应该使用100 mL的容量瓶,①中容量瓶规格错误;配制溶液需要使用②胶头滴管定容;稀硫酸与Zn反应时需要使用③分液漏斗,④长颈漏斗不需要使用;⑤酸式滴定管在配制溶液过程中和反应过程中不需要使用;⑥配制100 mL 1 ml/L的稀硫酸,需要18.4 ml/L的浓硫酸约5.4 mL,因此需要选用小量程的量筒,以提高精确度,故选择⑥号量筒而不是⑦号;最后稀硫酸和Zn反应生成氢气,测定氢气体积时需要使用⑧,故需要使用的仪器为②③⑥⑧。
5.(2024·百师联盟联考)某化学小组的同学要配制500 mL 0.6 ml/L的NaOH溶液,具体操作如下:①用托盘天平称取12.0 g NaOH固体时所用时间较长;②向小烧杯中加水使氢氧化钠溶解并冷却至室温;③把溶液转移到洗净但未干燥的容量瓶中,洗涤烧杯和玻璃棒三次并将洗涤液也转移到容量瓶中,振荡摇匀;④向容量瓶中加水定容,定容时俯视刻度线;⑤定容后塞上容量瓶塞子,上下颠倒摇匀,摇匀后发现液面低于刻度线,用胶头滴管补加蒸馏水至刻度线。以上操作中会使所得溶液浓度偏低的有几项?( )
A.1B.2
C.3D.4
答案:B
解析:氢氧化钠易潮解,称量时所用时间较长会导致称取的氢氧化钠中含部分水,氢氧化钠的量偏少,①所得溶液浓度偏低;②操作正确,对溶液浓度无影响;容量瓶不需要干燥,③操作正确,对溶液浓度无影响;定容时俯视刻度线会使溶液体积偏小,④所得溶液浓度偏高;上下颠倒摇匀后液面低于刻度线对浓度无影响,补加蒸馏水会使溶液浓度偏低,⑤所得溶液浓度偏低。
6.用密度为1.84 g·mL-1、质量分数为98%的浓硫酸配制180 mL 2 ml·L-1的稀硫酸。下列各步骤中操作正确的是( )
A.计算、量取:用20 mL量筒量取19.6 mL浓硫酸
B.溶解、稀释:将浓硫酸倒入烧杯,再加入80 mL左右的蒸馏水,搅拌
C.转移、洗涤:将稀释并冷却后的溶液转移到容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,洗涤液转入容量瓶,重复2~3次
D.定容、摇匀:加水至凹液面最低处与刻度线相切,摇匀,最后在容量瓶上贴上标签
答案:C
解析:用密度为1.84 g·mL-1、质量分数为98%的浓硫酸配制180 mL 2 ml·L-1的稀硫酸,由于实验室没有180 mL的容量瓶,需要选用250 mL的容量瓶,所以V mL×1.84 g·mL-1×98%=0.250 L×2 ml·L-1×98 g·ml-1,V≈27.2 mL,用50 mL量筒量取27.2 mL浓硫酸,故A错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸缓慢注入水中,并不断搅拌,将水倒入浓硫酸中容易导致液体飞溅,造成实验室安全事故,故B错误;将稀释并冷却后的溶液用玻璃棒引流至容量瓶中,并用蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯2~3次,洗涤液也应转入容量瓶,使溶质全部转移至容量瓶中,故C正确;容量瓶不可用于贮存溶液,定容、摇匀后,应将溶液倒入试剂瓶,并贴上标签,注明溶液成分及浓度,故D错误。
7.用质量分数为6%的氯化钠溶液(密度约为1.04 g/cm3),配制50 g质量分数为3%的氯化钠溶液,下列说法正确的是( )
A.图中仪器有四种是不需要的,还需一种图中未画出的玻璃仪器
B.量取水时俯视读数会使所配溶液质量分数偏小
C.需要量取50 mL水配制3%氯化钠溶液
D.需要量取的6%氯化钠溶液的体积为24 mL
答案:D
解析:配制该溶液所需仪器主要有烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管,故图中的a圆底烧瓶、b分液漏斗、d托盘天平、e容量瓶四种仪器均不需要,还需要的玻璃仪器有玻璃棒、量筒、胶头滴管,A错误;用量筒量取水时,俯视读数,实际液体体积比读数偏小,则所配溶液质量分数偏大,B错误;配制时需要6%的氯化钠溶液:50 g×3%÷6%=25 g,25 g÷1.04 g/cm3≈24 mL,水:50 g-25 g=25 g,C错误;由C项计算可知需要量取的6%氯化钠溶液的体积为24 mL,D正确。
8.下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是( )
A.同浓度的三种物质的溶液:Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液体积之比为3∶2∶1,则SO42-浓度之比为3∶2∶3
B.将100 mL 5 ml·L-1的盐酸加水稀释至1 L,再取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度为0.5 ml·L-1
C.将1 ml·L-1的NaCl溶液和0.5 ml·L-1的BaCl2溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,c(Cl-)=0.75 ml·L-1
D.标准状况下,22.4 L HCl溶于1 L水,盐酸的物质的量浓度为1 ml·L-1
答案:B
解析:假设三种溶液的浓度均为1 ml/L,则Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液中SO42-浓度分别为1 ml/L×1=1 ml/L、1 ml/L×1=1 ml/L和1 ml/L×3=3 ml/L,即浓度之比为1∶1∶3,故A错误;溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后盐酸的物质的量浓度为5ml/L×100×10-3L1 L=0.5 ml/L,溶液具有均一性、稳定性,所以稀释后溶液中盐酸的浓度都是相同的,与溶液体积大小无关,5 mL该溶液物质的量浓度为0.5 ml/L,故B正确;1 ml·L-1的NaCl溶液中c(Cl-)=1 ml/L×1=1 ml/L,0.5 ml·L-1的BaCl2溶液中c(Cl-)=0.5 ml/L×2=1 ml/L,故两者混合后,不考虑体积的变化,c(Cl-)=1 ml·L-1,故C错误;1 L为水的体积,不是溶液的体积,则溶液体积未知不能计算盐酸的物质的量浓度,故D错误。
9.(2024·山东烟台期中)t ℃时,A的溶解度是S g/100 g水,其饱和溶液密度为d g·cm-3,物质的量浓度为c ml·L-1,溶液的质量分数为w,摩尔质量为M g·ml-1,实验测得向一定量含A的溶液中加入m g无水A或蒸发掉n g水后恢复到t ℃,均为饱和溶液,下列关系式正确的是( )
A.S=100nmB.d=(m+n)Mcm
C.w=10S100+SD.c=1 000md(m+n)M
答案:D
解析:由向一定量含A的溶液中加入m g无水A或蒸发掉n g水后恢复到t ℃,均为饱和溶液可知,将m g无水A加入n g水中形成的溶液一定为饱和溶液,则A的溶解度为S=100mn,故A错误;将m g无水A加入n g水中形成的溶液一定为饱和溶液,则溶液中A的物质的量为mM ml,溶液的体积为m+nd×10-3 L,由溶液的浓度mM mlm+nd×10-3L=1 000md(m+n)M ml/L可得c=1 000md(m+n)M,则d=(m+n)Mc1 000m,故B错误、D正确;由t ℃时,A的溶解度是S g/100 g水可知,饱和溶液中A的质量为S g,溶液的质量为(100+S) g,则溶液的质量分数w=S100+S,故C错误。
10.(2024·福建福州高一上期中)在80 g密度为d g·cm-3的硫酸铁溶液中,含有2.8 g Fe3+,则此溶液中SO42-的物质的量浓度数值为( )
A.15d16 B.5d16
C.3d8D.5d8
答案:A
解析:n(Fe3+)=2.8 g56 g·ml-1=0.05 ml,溶液中n(SO42-)=32n(Fe3+)=32×0.05 ml=0.075 ml,溶液体积=80 g1 000dg·L-1=0.08d L,则SO42-的物质的量浓度为 L=15d16 ml·L-1,A正确。
11.(2024·安徽亳州模拟)血液中葡萄糖(简称血糖,分子式为C6H12O6)的含量,常以“mml·L-1”和“mg·dL-1”为参考指标(1 L=10 dL),以“mml·L-1”表示时,人的血糖正常值在4.9~6.1 mml·L-1之间。下列说法正确的是( )
A.葡萄糖的摩尔质量为180
B.无偿献血后,体内血糖浓度会变小
C.某病人1 mL血液中含葡萄糖0.60 mg,相当于3.3 ml·L-1
D.若病人的血糖检测结果为92 mg·dL-1,血糖值在正常范围内
答案:D
解析:葡萄糖的摩尔质量为180 g·ml-1,A错误;浓度与所取溶液体积无关,所以无偿献血后,体内血糖浓度不变,B错误;某病人1 mL血液中含葡萄糖0.60 mg,其物质的量浓度为3.3 mml·L-1,C错误;若病人的血糖检测结果为92 mg·dL-1,血糖值为5.11 mml·L-1,在正常范围内,D正确。
12.现有两份溶液A和B,若A溶液中含有H+、Al3+、SO42-三种离子,其中H+、Al3+的浓度均为0.5 ml·L-1,B溶液中含有Fe3+、Cl-、Ba2+三种离子,其中Cl-的浓度为0.4 ml·L-1,将两溶液等体积混合(忽略溶液体积的变化),则混合后SO42-的浓度可能是( )
ml·L-1B.0.5 ml·L-1
ml·L-1D.0.4 ml·L-1
答案:C
解析:根据电荷守恒2c(SO42-)=c(H+)+3c(Al3+)可知,A溶液中c(SO42-)=0.5ml·L-1+0.5 ml·L-1×32=1 ml·L-1,B溶液中含有Fe3+、Cl-、Ba2+三种离子,其中Cl-的浓度为0.4 ml·L-1,极限假设B溶液中阳离子全部是Ba2+,则c(Ba2+)=0.2 ml·L-1,混合后SO42-的浓度最少,设A、B两溶液体积均为V L,c(SO42-)=1ml·L-1×VL-0.2ml·L-1×VL2×VL=0.4 ml·L-1,则混合后SO42-的浓度要大于0.4 ml·L-1;若阳离子全为Fe3+,c(Ba2+)=0 ml·L-1,则混合后SO42-的浓度最大,设A、B两溶液体积均为V L,c(SO42-)=1ml·L-1×VL2×VL=0.5 ml·L-1,则混合后SO42-的浓度要小于0.5 ml·L-1,即0.4 ml·L-1<c(SO42-)<0.5 ml·L-1。
13.(12分)(2024·山东烟台招远二中月考)某“84”消毒液部分标签如下图所示,回答下列问题:
(1)该“84”消毒液的物质的量浓度为 ml·L-1 (保留小数点后一位)。
(2)某实验需用480 mL 2.0 ml·L-1 NaClO的消毒液,现用NaClO固体配制。需要用托盘天平称量NaClO的固体质量为 g。
(3)在配制过程中,除需要烧杯、玻璃棒外还必需的玻璃仪器有 。
(4)下列操作可能使配制溶液浓度偏低的是 (填字母)。
A.移液时,未洗涤烧杯内壁和玻璃棒
B.溶解后未经冷却就移液
C.移液时,有少量液体溅出
D.定容时,仰视刻度线
E.容量瓶用蒸馏水洗净后,没烘干就直接使用
(5)取该“84”消毒液100 mL,再加入28.4 g Na2SO4(Na2SO4的摩尔质量142 g·ml-1)固体,将其溶解并配成500 mL溶液,此时溶液中Na+的物质的量浓度为 ml·L-1。
答案:(1)4.0 (2)74.5 (3)胶头滴管、500 mL容量瓶、量筒 (4)ACD (5)1.6
解析:(1)由公式c=1 000ρwM可知,25%次氯酸钠溶液的物质的量浓度为1 000×1.19×25%74.5 ml/L=4.0 ml/L;(2)实验室没有480 mL容量瓶,配制480 mL 2.0 ml/L次氯酸钠溶液时,应选择500 mL容量瓶配制,则次氯酸钠的质量为2.0 ml/L×0.5 L×74.5 g/ml=74.5 g;(3)配制一定物质的量浓度的溶液的一般步骤为计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,用到的仪器有烧杯、药匙、托盘天平、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒,则缺少必需的玻璃仪器为胶头滴管、500 mL容量瓶、量筒;(4)移液时,未洗涤烧杯内壁和玻璃棒会导致溶质的物质的量减小,所配溶液的浓度偏低,A符合题意;溶解后未经冷却就移液会导致溶液体积偏小,所配溶液的浓度偏高,B不符合题意;移液时,有少量液体溅出会导致溶质的物质的量减小,所配溶液的浓度偏低,C符合题意;定容时,仰视刻度线会导致溶液体积偏大,所配溶液的浓度偏低,D符合题意;容量瓶用蒸馏水洗净后,没烘干就直接使用对溶质的物质的量和溶液的体积都不产生影响,溶液的浓度无影响,E不符合题意;(5)由题意可知,500 mL溶液中钠离子的物质的量浓度为4.0ml/L×0.1 L+28.4 g142 g/ml×20.5 L=1.6 ml/L。
14.(12分)(2024·山东枣庄薛城区期末)物质的量是化学常用的物理量。回答下列问题:
(1)某含氯化合物X在标准状况下为气体,6.8 g X的体积为4.48 L(STP),则X的摩尔质量是 。
(2)y ml H2SO4中含a个氧原子,则阿伏加德罗常数NA= (用含a、y的代数式表示)。
(3)无土栽培所用营养液中含有KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL样品加水稀释,测得c(SO42-)随溶液体积(V)的变化如图乙所示。
①c(SO42-)= ml·L-1。
②溶质中NH4+的物质的量为 。
答案:(1)34 g/ml (2)a4y ml-1
(3)①4 ②1.6 ml
解析:(1)标准状况下,4.48 L气体的物质的量为n=VVm=4.48 L22.4 L/ml=0.2 ml,该气体的摩尔质量为M=mn=6.8 g0.2ml=34 g/ml;(2)y ml H2SO4中含4y ml氧原子,即a个氧原子,则NA=Nn=a4y ml-1;(3)①由乙图知,稀释前c(SO42-)=1.0 L×0.8ml/L0.2 L=4 ml/L;②由甲图知,在稀释前,c(K+)=c(Cl-)=9.0 ml/L,根据电荷守恒c(K+)+c(NH4+)=2c(SO42-)+c(Cl-)得:c(NH4+)=2c(SO42-)=4 ml/L×2=8 ml/L,则n(NH4+)=8 ml/L×0.2 L=1.6 ml。
物质的量浓度c
溶质质量分数w
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量
溶质的单位
ml
g
溶液的单位
L
g
表达式
c=nV
w=溶质质量溶液质量
两者关系
w=cM1 000ρ(M:摩尔质量,单位:
g·ml-1;ρ:密度,单位:g·cm-3)
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规避2个易错点
易错点1 溶液中溶质的判断
物质
入水后的溶质
水量变化
Na、Na2O、Na2O2
NaOH
减少
SO3
H2SO4
减少
CuSO4·5H2O
CuSO4
增多
NH3
NH3·H2O(但计算时
仍以NH3作为溶质)
减少
易错点2 混淆溶液的体积与溶剂的体积
不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算。
气体溶于水,计算物质的量浓度的一般思路
1.溶液体积和溶剂体积关系
(1)不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=m(气体或固体)+m(溶剂)ρ。
(2)两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积加和。
2.同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生变化时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=m混ρ混。
(3)两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。
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3.同溶质不同质量分数溶液混合的计算技巧
同溶质、质量分数分别为a%和b%的两溶液混合。
(1)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),等体积混合后质量分数w>12(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,质量分数w <12(a%+b%)。
(2)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),则混合后溶液中溶质的质量分数w=12(a%+b%)。
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溶液配制的两种基本方法
1.配制100 g 10%的NaCl溶液:用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取适量的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
2.用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL:用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入到烧杯中,再用10 mL的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停搅拌
1.考生答卷案例——找错纠错
(1)容量瓶、玻璃棒、胶头滴管
(2)[案例1]14.625;[案例2]14.0
(3)②左
(4)搅拌,加速NaCl容解
(5)减小误差
(6)2~3 交头滴管
2.失分原因分析
(1)虽然熟悉某一规格的容量瓶只能配制一定体积的溶液,但未指明所选容量瓶的规格。
(2)[案例1]没有注意体现托盘天平的精确度;[案例2]注意了托盘天平的精确度,但不会四舍五入,保留小数点后一位数字。
(3)②不按要求作答。
(4)汉字使用错误。
(5)回答问题不完整、太笼统。
(6)数值错误;未写单位;汉字使用错误。
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1.误差分析的思维流程
2.视线引起误差的分析方法
(1)仰视容量瓶刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视容量瓶刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
抓“两看”突破陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)
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排“干扰”突破陷阱
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰学生的正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上,此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
记“组成”突破陷阱
1.记特殊物质中所含微粒的数目,如Ne、D2O、18O2、-OH、OH-等。
2.记最简式相同的物质,如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
3.记摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4等。
4.记物质中所含化学键的数目,如分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
5.一个N2中含有一个σ键,两个π键;一个CH=CH中含有3个σ键,2个π键;一个[Cu(NH3)4]2+中含有16个σ键。
6.一个H2O中含两个孤电子对,两个σ键。
审准“题目”突破陷阱
1.是否存在弱电解质的电离或盐类水解。
2.已知浓度,是否指明体积,用好公式n=cV。
3.在判断溶液中微粒总数时,是否忽视溶剂水。
记“隐含反应”突破陷阱
1.2SO2+O2催化剂 △ 2SO3
2NO2⇌N2O4
N2+3H2高温、高压 催化剂 2NH3
2.Cl2+H2O⇌HCl+HClO
3.NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH4++OH-
4.H2+I2⇌2HI
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抓“反应”突破陷阱
1.同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。如Na2O2与CO2或H2O反应,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,而Na2O2与SO2反应,Na2O2只作氧化剂。
2.量不同,所表现的化合价不同。如Fe和稀HNO3反应,Fe不足时生成Fe3+,Fe过量时生成Fe2+。
3.氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2,而Cu和S反应生成Cu2S。
4.注意氧化还原的顺序。如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。
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建立关系式的三种常用方法
方法1.叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)
C+H2O(g) 高温 CO+H2CO+H2O(g) 高温 CO2+H2⇒C+2H2O(g) 高温 CO2+2H2
C+2H2O(g) 高温 CO2+2H2N2+3H2高温、高压 催化剂 2NH3⇒由木炭、水蒸气制
取NH3的关系式为3C~4NH3。
方法2.原子守恒法
4NH3+5O2 催化剂 △4NO+6H2O
2NO+O2 2NO2
4NO2+O2+2H2O 4HNO3
经多次氧化和吸收,由N元素守恒知:NH3~HNO3。
方法3.电子转移守恒法
N -3H3 失去8e- HN +5O3,O 02 得到4e- 2O -22-
由得失电子总数相等知,NH3经氧化等一系列过程生成HNO3,NH3和O2的关系式为NH3~2O2。
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净含量:500 mL 密度:1.19 g· cm-3
主要成分:25% NaClO(NaClO的摩尔质量74.5 g·ml-1)
注意事项:密封保存
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