高考化学一轮复习第1章物质的量第2讲物质的量在化学实验中的应用集训含解析
展开第2讲 物质的量在化学实验中的应用
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列对0.3 mol·L－1K2SO4溶液的叙述正确的是( )
A．1 L该溶液中含有0.3NA个K＋
B．1 L该溶液中含有K＋和SO的总数为0.9NA
C．2 L该溶液中K＋的浓度为1.2 mol·L－1
D．将0.3 mol硫酸钾溶于1 L水中，所得硫酸钾溶液的浓度为0.3 mol·L－1
解析：选B。0.3 mol·L－1K2SO4溶液中，c(K＋)＝0.6 mol·L－1，c(SO)＝0.3 mol·L－1，则1 L该溶液中含K＋的数目为0.6NA，K＋和SO的总数为0.9NA，A项错误，B项正确；物质的量浓度表示的是1 L溶液中所含溶质的物质的量，不受溶液体积大小的影响，2 L 0.3 mol·L－1K2SO4溶液中K＋的浓度为0.6 mol·L－1，C项错误；体积指的是溶液的体积而不是溶剂的体积，D项错误。
2．下列溶液中，跟100 mL 0.5 mol/L NaCl溶液中所含Cl－的物质的量浓度相同的是( )
A．100 mL 0.5 mol/L MgCl2溶液
B．200 mL 0.25 mol/L AlCl3溶液
C．50 mL 1 mol/L NaCl溶液
D．25 mL 0.5 mol/L HCl溶液
解析：选D。物质的量浓度与溶液的体积无关，100 mL 0.5 mol/L NaCl溶液中c(Cl－)＝0.5 mol/L，而A、B、C、D项中，c(Cl－)分别为1 mol/L、0.75 mol/L、1 mol/L、0.5 mol/L，故D项正确。
3．将30 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液加水稀释到500 mL，下列关于稀释后的溶液叙述不正确的是( )
A．浓度为0.03 mol·L－1
B．从中取出10 mL溶液，其浓度为0.03 mol·L－1
C．稀释后的溶液中含NaOH 0.6 g
D．从中取出10 mL溶液，含NaOH 0.015 mol
解析：选D。溶液稀释前后溶质的物质的量不变。从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，其浓度不变，但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。
4．下列有关溶液浓度或溶液配制的说法正确的是( )
A．将500 mL 1 mol·L－1的HNO3溶液蒸发至100 mL，浓度变为5 mol·L－1
B．将10 mL 18.4 mol·L－1浓硫酸与90 mL水混合，得到的稀硫酸浓度为1.84 mol·L－1
C．配制1 mol·L－1KAl(SO4)2溶液100 mL，应称取47.4 g明矾晶体
D．实验室需要450 mL 0.2 mol·L－1的NaOH溶液，配制该溶液时应称量3.6 g烧碱
解析：选C。硝酸易挥发，加热蒸发硝酸溶液，硝酸物质的量减少，A错误；混合后溶液体积小于100 mL，稀硫酸浓度大于1.84 mol·L－1，B错误；需要明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]0.1 mol，应称取47.4 g明矾晶体，C正确；需要450 mL溶液应配制500 mL溶液，应称量4.0 g NaOH，D错误。
5．用NaCl固体配制0.1 mol·L－1的NaCl溶液，下列操作或说法正确的是( )
A．将5.9 g NaCl固体放入1 000 mL容量瓶中，加水溶解并准确定容
B．称量时，将固体NaCl直接放在托盘天平的左盘上
C．固体溶解后将溶液直接转移到容量瓶中，然后向容量瓶中注入水至刻度线
D．配制溶液时容量瓶中原来有少量蒸馏水不会影响实验结果
解析：选D。A项，固体应在烧杯中溶解，容量瓶不能用来稀释溶液或溶解固体；B项，称量固体NaCl时不能直接放在托盘天平的托盘上，应放在称量纸上；C项，配制一定物质的量浓度的溶液时，固体溶解后需冷却至室温再转移，转移溶液后需用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液转移至容量瓶中，然后再加蒸馏水，当注入水至距离刻度线1～2 cm处时，要改用胶头滴管滴加，不能直接注入水至刻度线。
6．欲配制500 mL 2 mol·L－1的盐酸，需要36.5 %的浓盐酸(密度约为1.2 g·cm－3)的体积为( )
A．27.4 mL B．83.3 mL
C．120 mL D．无法计算
解析：选B。溶液稀释前后溶质的物质的量不变，0.500 L×2 mol·L－1＝，解得V≈83.3 mL。
7．实验室需要配制480 mL 0.10 mol·L－1的硫酸铜溶液，下列实验用品及实验操作正确的是( )
选项 | 容量瓶容积 | 溶质质量 | 实验操作 |
A | 480 mL | 硫酸铜：7.68 g | 加入500 mL水 |
B | 480 mL | 胆矾：12.0 g | 配成500 mL溶液 |
C | 500 mL | 硫酸铜：8.0 g | 加入500 mL水 |
D | 500 mL | 胆矾：12.5 g | 配成500 mL溶液 |
解析：选D。实验室需要配制480 mL 0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，由于没有480 mL规格的容量瓶，根据“大而近”的原则故需选择500 mL 容量瓶，溶质若为CuSO4，则需要8.0 g，若是胆矾则需要12.5 g。应配成500 mL溶液而不是加入500 mL水。
8．把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为( )
A．(b－a)/V mol·L－1
B．(2b－a)/V mol·L－1
C．2(b－a)/V mol·L－1
D．2(2b－a)/V mol·L－1
解析：选D。由离子方程式：2OH－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓可知，OH－为a mol，则Mg2＋为 mol，MgSO4为 mol；由离子方程式：SO＋Ba2＋===BaSO4↓可知，Ba2＋为b mol，则SO为b mol，MgSO4和K2SO4共b mol，则K2SO4为(b－) mol，其含有的K＋为(b－)mol×2＝(2b－a)mol；原混合溶液中的K＋为2×(2b－a) mol，所以原混合溶液中钾离子的浓度为 mol·L－1。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
9．(2021·苏州模拟)利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)来配制1 000 mL 0.5 mol/L的碳酸钠溶液，假如其他操作均是准确无误的，下列情况会引起所配制溶液的浓度偏高的是( )
A．称取碳酸钠晶体100.0 g
B．定容时俯视刻度线
C．移液时，对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗
D．移液前，容量瓶中有少量蒸馏水
解析：选B。配制1 000 mL 0.5 mol/L的碳酸钠溶液需称取Na2CO3·10H2O 143.0 g，结果偏低；定容时俯视刻度线，会造成所配溶液的体积偏小，结果偏高；未冲洗溶解碳酸钠晶体的烧杯，会造成碳酸钠损失，结果偏低；移液前，容量瓶中有少量蒸馏水对所配溶液的浓度无影响。
10．(2021·枣庄一诊)有硫酸镁溶液500 mL，它的密度是1.20 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错误的是( )
A．溶质的质量分数是24.0%
B．溶液的物质的量浓度是1.2 mol·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%
解析：选BC。由Mg2＋的质量分数知MgSO4的质量分数为×4.8%＝24.0%；其浓度c＝
＝2.4 mol·L－1，该硫酸镁溶液的质量为1.20 g·cm－3×500 mL＝600 g，溶剂水的质量为600 g×(1－24.0%)＝456 g，水的物质的量为≈25.33 mol，溶质的质量为600 g×24.0 %＝144 g，其物质的量为＝1.2 mol，故溶质与溶剂的物质的量之比为1.2 mol∶25.33 mol≈1∶21；SO的质量分数为×4.8%＝19.2%。
11．如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线，下列说法中正确的是( )
A．a的溶解度大于b的溶解度
B．在t ℃时，a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同
C．当a中含有少量b时，可以用冷却结晶法提纯a
D．在t ℃时，将a、b的饱和溶液升温后，溶质的质量分数：a>b
解析：选C。由溶解度曲线可知，当温度小于t ℃时，a的溶解度小于b的溶解度，当温度等于t ℃时，a的溶解度等于b的溶解度，当温度大于t ℃时，a的溶解度大于b的溶解度，故A错误；在t ℃时，a、b两物质的溶解度相等，所以在t ℃时，a、b饱和溶液中溶质的质量分数相同，但溶液的密度、溶质的摩尔质量不一定相等，则物质的量浓度不一定相同，故B错误；由图可知，b的溶解度随温度的升高变化不大，a的溶解度随温度的升高变化较大，所以当a中含有少量b时，可以用冷却结晶法提纯a，故C正确；在t ℃时，a、b两物质的溶解度相等，即在t ℃时，a、b饱和溶液中的溶质质量分数相同，将a、b的饱和溶液升温后，溶液由饱和变为不饱和，但溶质的质量分数仍相等，故D错误。
12．下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是( )
硫酸 化学纯CP
500 mL
品名：硫酸
化学式：H2SO4
相对分子质量：98
密度：1.84 g·cm－3
质量分数：98% 氨水 化学纯CP
500 mL
品名：氨水
化学式：NH3
相对分子质量：17
密度：0.88 g·cm－3
质量分数：25%
A．该硫酸和氨水的物质的量浓度分别约为18.4 mol·L－1和12.9 mol·L－1
B．各取5 mL与等质量的水混合后，c(H2SO4)<9.2 mol·L－1，c(NH3)>6.45 mol·L－1
C．各取5 mL与等体积的水混合后，w(H2SO4)<49%，w(NH3)>12.5%
D．各取10 mL于两烧杯中，再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸溶液和氨水
解析：选AB。利用c＝计算：c(H2SO4)＝ mol·L－1＝18.4 mol·L－1，c(NH3)＝ mol·L－1≈12.9 mol·L－1，A正确；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 mol·L－1，c(NH3)>6.45 mol·L－1，B正确；该硫酸与等体积的水混合后，所得溶液的质量小于原硫酸质量的2倍，而溶质硫酸的质量不变，w(H2SO4)>49%；氨水与等体积的水混合后，所得溶液的质量大于原溶液质量的2倍，而溶质NH3的质量不变，w(NH3)<12.5%，C错误；质量分数为98 %的硫酸为浓硫酸，稀释时，不能将水加入浓硫酸中，否则易引起暴沸，D错误。
三、非选择题
13．在0.4 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合溶液中，部分离子浓度大小如图所示，回答下列问题。
(1)该混合溶液中，NaCl的物质的量为________mol，含溶质MgCl2的质量为________g。
(2)该混合溶液中CaCl2的物质的量为________mol，将该混合溶液加水稀释至体积为1 L，稀释后溶液中Ca2＋的物质的量浓度为________mol·L－1。
(3)向该稀释后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液，可得到沉淀________mol。
解析：由图可知c(Na＋)＝c(NaCl)＝1.0 mol·L－1，c(Mg2＋)＝c(MgCl2)＝0.5 mol·L－1，则c(CaCl2)＝＝0.5 mol·L－1。
(1)n(NaCl)＝1.0 mol·L－1×0.4 L＝0.4 mol，m(MgCl2)＝0.5 mol·L－1×0.4 L×95 g·mol－1＝19 g。
(2)n(CaCl2)＝0.5 mol·L－1×0.4 L＝0.2 mol，稀释后溶液中c(Ca2＋)＝＝0.2 mol·L－1。
(3)原溶液中n(Cl－)＝3.0 mol·L－1×0.4 L＝1.2 mol，由反应Ag＋＋Cl－===AgCl↓可知，生成的AgCl沉淀为1.2 mol。
答案：(1)0.4 19 (2)0.2 0.2 (3)1.2
14．(2021·荆州模拟)实验室需要配制0.50 mol·L－1 NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填写适当的文字，以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必须用到的仪器有托盘天平(带砝码，最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、__________、________、________以及等质量的两张称量纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体________g。
(3)称量。
①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一条竖线标出游码左边缘所处的位置：
②称量过程中NaCl晶体应放在托盘天平的________(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，需要洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)振荡。轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。
(7)定容。将蒸馏水注入容量瓶至液面接近刻度线________处，改用________滴加，使溶液凹液面与刻度线相切。
(8)摇匀、装瓶、贴签。
解析：配制480 mL 0.50 mol·L－1NaCl溶液，必须用500 mL 的容量瓶，m(NaCl)＝0.50 mol·L－1×0.5 L×58.5 g·mol－1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 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(或稀释)、冷却→转移、洗涤→振荡→定容→摇匀→装瓶、贴签。
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
(7)1～2 cm 胶头滴管
15．用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16 g·cm－3)配制成1 mol·L－1的稀盐酸。现实验室仅需要这种盐酸220 mL，试回答下列问题：
(1)配制稀盐酸时，应选用规格为________mL的容量瓶。
(2)经计算需要________mL浓盐酸，在量取时宜选用下列量筒中的________。
A．5 mL B．10 mL
C．25 mL D．50 mL
(3)在量取浓盐酸后，进行了下列操作：
①等稀释的盐酸的温度与室温一致后，沿玻璃棒注入选定规格的容量瓶中；
②往容量瓶中小心注入蒸馏水至液面离容量瓶刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水，使溶液的凹液面与瓶颈的刻度线相切；
③在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水，并用玻璃棒搅动，使其混合均匀；
④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中，正确的顺序是________(填序号)。
(4)在上述配制过程中，用刚刚洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸，则配制的稀盐酸浓度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”，下同)。若未用蒸馏水洗涤烧杯内壁或未将洗涤液注入容量瓶，则配制的稀盐酸浓度________________。
解析：(2)c(HCl)＝＝ mol·L－1＝11.6 mol·L－1。加水稀释前后HCl的物质的量不变，所以11.6 mol·L－1×V(HCl)＝250 mL×1 mol·L－1，解得V(HCl)≈21.6 mL，应该选择25 mL的量筒量取。
(4)用刚刚洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸，量取的盐酸被稀释了，其物质的量比实际偏小，所配制溶液的浓度偏低；若未用蒸馏水洗涤烧杯内壁或未将洗涤液注入容量瓶，则一部分溶质损失，所配制溶液的浓度偏低。
答案：(1)250 (2)21.6 C (3)③①④② (4)偏低 偏低
