新高考化学一轮复习学案1.2物质的量在化学实验中的应用(含解析)
展开1.了解溶液的含义。
2.了解溶解度、饱和溶液的概念。
3.了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。
4.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。
考点一 物质的量浓度
知识梳理
1.物质的量浓度
(1)概念:表示________________________物质的量。
(2)表达式:cB=__________。
(3)单位:__________(或ml/L)。
2.物质的量浓度与溶质质量分数
[思考]
在一定温度下,某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL,溶液密度为d g·cm-3,溶质质量分数为w,物质的量浓度为c ml·L-1,溶液中含氢氧化钠的质量为m g。
(1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为________。
(2)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为________。
(3)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为________。
(4)用c、d表示溶液中溶质的质量分数为________。
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1 ml·L-1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 ml NaCl( )
(2)体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的粒子数一定相同( )
(3)1 L 0.5 ml·L-1 CaCl2溶液中,Ca2+与Cl-的物质的量浓度都是0.5 ml·L-1( )
(4)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( )
(5)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( )
(6)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%( )
(7)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%( )
(8)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( )
[提醒]
1.准确计算溶液的体积
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:
V= eq \f(m(气体或固体)+m(溶剂),ρ)×10-3 L。
2.注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 ml·L-1 Al2(SO4)3溶液中c(SO42−)=3 ml·L-1,c(Al3+)=2 ml·L-1(考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 ml·L-1)。
对点速练
练点一 物质的量浓度的基本计算
1.如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为1.14 g·cm-3)。
14%的NaOH溶液的物质的量浓度及从瓶中取出20 mL该溶液中含有溶质的质量分别是( )
A.4.0 ml·L-1 3.2 g B.2.0 ml·L-1 3.2 g
C.4.0 ml·L-1 6.4 g D.2.0 ml·L-1 6.4 g
2.在标准状况下,将V L氨气溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此氨水的物质的量浓度为__________ml·L-1。
3.将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于水配成1 L溶液。
(1)该溶液中Na2SO4的物质的量浓度为________,溶液中Na+的物质的量浓度为________。
(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体,使溶液中Na+的物质的量浓度为0.4 ml·L-1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为________,Cl-的物质的量浓度为________。
方法总结
1.标准状况下,气体溶解所得溶液的物质的量浓度的计算
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(溶质的物质的量n=\f(V气体,22.4 L·ml-1),溶液的体积V=\f(m,ρ)=\f(m气体+m水,ρ))) c= eq \f(n,V)
2.溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
计算公式:c= eq \f(1 000ρw,M)(c为溶质的物质的量浓度,单位ml·L-1,ρ为溶液密度,单位g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位g·ml-1)。
练点二 溶液的稀释与混合计算
4.如图是某溶液在稀释过程中溶质的物质的量
浓度随溶液体积的变化曲线图,根据图中数据分析可计算出a值为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
5.现有V L 0.5 ml·L-1的盐酸,欲将其浓度扩大一倍,以下方法中最宜采用的是( )
A.加热浓缩到原来体积的一半
B.加入5 ml·L-1的盐酸0.125V L
C.加入10 ml·L-1的盐酸0.1V L,再稀释至1.5V L
D.标况下通入11.2 L氯化氢气体
6.V L Fe2(SO4)3溶液中含有a gSO42−,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-1 B.125a36V ml·L-1
C.250a36V ml·L-1 D.125a48V ml·L-1
方法总结
溶液稀释和混合的计算原理
(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。
混合前后:c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=m混ρ混,据此可进行相关计算。
考点二 一定物质的量浓度溶液的配制
知识梳理
1.主要仪器
天平、药匙、量筒、玻璃棒、__________、__________、__________。
2.容量瓶的构造及使用
(1)容量瓶上标有________、________和________。常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等。
(2)容量瓶在使用前要______________,其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。
3.配制过程
以配制100 mL 1.00 ml·L-1 NaCl溶液为例。
(1)计算:需NaCl固体的质量为____ g。
(2)称量:用________称量NaCl固体。
(3)溶解:将称量好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解,并用玻璃棒搅拌。
(4)移液:待烧杯中的溶液____________,用玻璃棒引流将溶液注入____ mL容量瓶。
(5)洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒______次,洗涤液__________________。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
(6)定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线______ cm时,改用________,滴加蒸馏水至________________。
(7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
配制流程如下图所示:
4.质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制
(1)配制100 g 10%的NaCl溶液
用托盘天平称取________g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取________mL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________mL的水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL的量筒量取________mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。
[思考]
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、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是________。
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)配制1 ml·L-1 NaCl溶液1 L,其方法是:将58.5 g NaCl溶于1 L水中即可( )
(2)用固体NaCl配制0.5 ml·L-1的溶液所选实验器材(规格和数量不限)为烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶( )
(3)配制0.100 0 ml·L-1氯化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流( )
(4)在50 mL量筒中配制0.100 0 ml·L-1碳酸钠溶液( )
(5)使用托盘天平称量药品,都不能直接放在托盘中,均应放在两张相同的纸片上( )
(6)为了配制方便,可将固体或浓溶液直接在容量瓶(或量筒)中进行溶解(或稀释)( )
(7)若量取7.2 mL溶液,应选用10 mL量筒( )
[提醒]
容量瓶使用中的“四个不能”
(1)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
(2)不能作为反应容器或长期贮存溶液。
(3)容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的,因而不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中。
(4)只能配制容量瓶上规定容积的溶液,不能配制任意体积的溶液。
对点速练
练点一 配制过程与仪器的使用
1.(1)配制100 mL 1.0 ml·L-1的H2SO4溶液,需要18 ml·L-1的浓硫酸的体积是________,该实验过程中所需要的玻璃仪器有______________________。
(2)配制0.2 ml·L-1的Na2CO3溶液50 mL,计算出需要称取固体Na2CO3的质量是________,用托盘天平称取固体Na2CO3的质量是________。
2.实验室需要配制0.50 ml·L-1 NaCl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、__________、____________、________以及等质量的两片同种纸片。
(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,请在下图中用一根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
练点二 不当操作与实验误差
3.用NaOH固体配制1.0 ml·L-1的NaOH溶液220 mL,下列说法正确的是( )
A.首先称取NaOH固体8.8 g
B.定容时仰视刻度线会使所配制的溶液浓度偏高
C.定容后将溶液振荡均匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加少量水至刻度线
D.容量瓶中原有少量蒸馏水没有影响
4.下列操作是否正确,对实验结果的影响请用“偏大”“偏小”或“无影响”表示。
(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:__________。
(8)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:__________。
(9)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:__________。
(10)定容时仰视刻度线:__________。
(11)定容摇匀后少量溶液外流:__________。
(12)容量瓶中原有少量蒸馏水:__________。
方法总结
1.溶液配制过程中误差分析的依据
2.仰视、俯视的读数分析法
结果:仰视时,容器内液面高于刻度线;俯视时,容器内液面低于刻度线。
本讲真题研练
1.[2019·天津卷,4]下列实验操作或装置能达到目的的是( )
2.[2018·全国卷Ⅱ]下列实验过程可以达到实验目的的是( )
3.[2017·全国卷Ⅲ]下列实验操作规范且能达到目的的是( )
4.(1)[2016·全国卷Ⅱ]一种双氧水的质量分数为27.5%,(密度为1.10 g·cm-3),其浓度为________________________________________________________________________ ml·L-1。
(2)[2016·江苏高考]向滤液中加入稍过量的KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100 g·L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________________________________________________________________________。
(3)[2015·山东卷]实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的________。
a.烧杯 b.容量瓶
c.玻璃棒 d.滴定管
5.[2020·浙江1月,27]为测定FeC2O4·2H2O(M=180 g·ml-1)样品的纯度,用硫酸溶解6.300 g样品,定容至250 mL。取25.00 mL溶液,用0.100 0 ml·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点。重复实验,数据如下:
已知:3MnO4−+5FeC2O4·2H2O+24H+===3Mn2++5Fe3++10CO2↑+22H2O,假设杂质不参加反应。该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是________%(保留至小数点后一位);写出简要计算过程:__________________________________________________________________。
化学计算中的快捷解题方法
eq \a\vs4\al(一、守恒法)
常见的守恒关系
1.质量守恒:m(反应物)=m(生成物)
2.元素守恒:反应过程中,同一元素原子的物质的量不变
3.电荷守恒:在电解质溶液中,N(正电荷)=N(负电荷),例如在KCl和Na2SO4的混合溶液中,存在关系:
c(K+)+c(Na+)=c(Cl-)+2c(SO42−)
4.电子守恒:在氧化还原反应中,n(失电子)=n(得电子)
[例1] 密胺是重要的工业原料,结构简式如图所示。工业上以液氨和二氧化碳为原料,以硅胶为催化剂,在一定条件下通过系列反应生成密胺。若原料完全反应生成密胺,则NH3和CO2的质量之比应为( )
A.17∶44 B.22∶17
C.17∶22 D.2∶1
[练1] 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物,消耗1 ml·L-1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是( )
A.35 g B.30 g
C.20 g D.15 g
[练2] 某溶液中仅含有Na+、Mg2+、SO42−、Cl-四种离子,其物质的量浓度比为c(Na+)∶c(Mg2+)∶c(Cl-)=3∶5∶5,若Na+浓度为3 ml·L-1,则SO42−的浓度为( )
A.2 ml·L-1 B.3 ml·L-1
C.4 ml·L-1 D.8 ml·L-1
[练3] 有14 g Na2O2、Na2O、NaOH的混合物与100 g质量分数为15%的盐酸恰好反应,蒸干溶液,最终得固体质量为( )
A.20.40 g B.28.60 g
C.24.04 g D.无法计算
“守恒法”计算思维模型
eq \a\vs4\al(二、差量法)
使用差量法的三点注意
1.所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。
2.有关物质的物理量及其单位都要正确地使用,即“上下一致,左右相当”。
3.对于固体、液体,差量可以是质量差、微粒个数之差;对于气体,差量还可以是同温、同压下的体积差。
[例2] 3 g镁铝合金与100 mL稀硫酸恰好完全反应,将反应后的溶液加热蒸干,得到无水硫酸盐17.4 g,则原硫酸的物质的量浓度为( )
A.1 ml·L-1 B.1.5 ml·L-1
C.2 ml·L-1 D.2.5 ml·L-1
[练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. eq \f(84w2-53w1,31w1) B. eq \f(84(w1-w2),31w1) C. eq \f(73w2-42w1,31w1) D. eq \f(115w2-84w1,31w1)
[练5] 将11.5 g Na投入到过量的m1 g水中得到a溶液,将12 g Mg投入到过量的m2 g盐酸中得到b溶液。若m1=m2,则a、b溶液的质量关系是( )
A.a>b B.aC.a=b D.无法确定
“差量法”的解题模型
eq \a\vs4\al(三、关系式法)
关系式法的思维模式
解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式,依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量的关系,最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系,列出计算式求解,从而简化运算过程。
[例3] Ba2+是一种重金属离子,有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2+的物质的量浓度。
请回答下列问题:
(1)现需配制250 mL 0.100 ml·L-1的标准Na2S2O3溶液,所需要的玻璃仪器除量筒、250 mL容量瓶、玻璃棒外,还需要____________。
(2)需准确称取Na2S2O3固体的质量为________g。
(3)另取废水50.00 mL,控制适当的酸度,加入足量的K2Cr2O7溶液,得到BaCrO4沉淀;沉淀经洗涤、过滤后,用适量稀硫酸处理,此时CrO42−全部转化为Cr2O72−;再加入过量KI溶液进行反应,然后在反应液中滴加上述标准Na2S2O3溶液,反应完全时,消耗Na2S2O3溶液36.00 mL,已知有关反应的离子方程式为①Cr2O72−+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O;②2S2O32−+I2===2I-+S4O62−。则该工厂废水中Ba2+的物质的量浓度为________________。
[练6] 金属锡的纯度可以通过下述方法分析:将试样溶于盐酸,反应的化学方程式为Sn+2HCl===SnCl2+H2↑,再加入过量的FeCl3溶液,发生如下反应:SnCl2+2FeCl3===SnCl4+2FeCl2,最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,反应的化学方程式为6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl===6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O。现有金属锡试样0.613 g,经上述反应后,共用去0.100 ml·L-1 K2Cr2O7溶液16.0 mL。求试样中锡的百分含量(假定杂质不参加反应)。
[练7] 取KI溶液25 mL,向其中滴加0.4 ml·L-1的FeCl3溶液135 mL,I-完全反应生成I2:2I-+2Fe3+===I2+2Fe2+。将反应后的溶液用CCl4萃取后分液,向分出的水溶液中通入Cl2至0.025 ml时,Fe2+恰好完全反应。求KI溶液的物质的量浓度。
“关系式法”解题思维模型
eq \a\vs4\al(四、极限假设法)
极限假设法的思维模式
极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造成为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值,进行判断分析,求得结果,也称为极端假设法。
[例4] 16 mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应:6NO+4NH3⇌5N2+6H2O(g),达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL,则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况:①5∶3 ②3∶2 ③4∶3 ④9∶7。其中正确的是( )
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
[练8] 将总物质的量为n ml的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是( )
A.x=V/(11.2n) B.0
以上四种常用计算方法,各有特点,适合不同题型的化学计算题。灵活使用深刻的方法内涵是提高计算速度的关键。“关系式法”和“守恒法”异曲同工,“差量法”和“极限假设法”殊途同归。
在这几种计算方法中,充分体现了物质的量在化学计算中的核心作用和纽带作用,依据化学方程式的计算又是各种计算方法的基础,其解题步骤如下:
①根据题意写出并配平化学方程式。
②依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质,用完全反应物质的量进行计算。
③把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面,两个量及单位“上下一致,左右相当”。
④选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据,列比例式,求未知量。
第2讲 物质的量在化学实验中的应用
考点一
1知识梳理
1.(1)单位体积溶液中所含溶质B的 (2)nBV (3)ml·L-1
2.c=nV w=溶质的质量溶液的质量×100%
思考 答案:(1)ω1−ω×100 g (2)25mV ml·L-1 (3)25dw ml·L-1 (4)4cd%
判断 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)×
2对点速练
1.解析:根据c=1000ρωM=1000×1.14×14%40ml·L-1=4.0 ml·L-1,20 mL该溶液含有溶质的质量是0.02 L×4.0 ml·L-1×40 g· ml-1=3.2 g。
答案:A
2.解析:n(NH3)=V22.4 ml,
溶液体积:V=V22.4×17+100ρ×10-3 L
c=V22.4V22.4×17+100ρ×10-3ml·L-1
=1000Vρ17V+2240ml·L-1。
答案:1000Vρ17V+2240
3.解析:(1)n(Na2SO4)=n(Na2SO4·10H2O)=32.2g322g·ml-1=0.1 ml,
c(Na2SO4)=0.1 ml·L-1,c(Na+)=0.2 ml·L-1。
(2)n(Na+)=0.4 ml·L-1×1 L=0.4 ml,
则加入n(NaCl)=0.4 ml-0.2 ml=0.2 ml,
m(NaCl)=0.2 ml×58.5 g·ml-1=11.7 g,
c(Cl-)=0.2ml1L=0.2 ml·L-1。
答案:(1)0.1 ml·L-1 0.2 ml·L-1
(2)11.7 g 0.2 ml·L-1
4.解析:明确图像中坐标的含义,根据稀释前后溶质的物质的量不变,则有1 L×2 ml·L-1=a L×0.5 ml·L-1,解得a=4。
答案:C
5.解析:加热蒸发,HCl挥发,溶液浓度降低,故A错误;溶液的体积不具有加和性,故B错误;混合后溶液中的HCl为0.5 ml·L-1×V L+10 ml·L-1×0.1V L=1.5V ml,所以混合后HCl的浓度为=1 ml·L-1,故C正确;通入氯化氢气体,溶液的体积发生变化,无法求出浓度,故D错误。
答案:C
6.解析:依题意知,c(SO42−)=a96Vml·L-1,c(Fe3+)=2×a3×96V=a144V ml·L-1,故有a144V×0.5V=2V×cB,cB=a576Vml·L-1。
答案:A
考点二
1知识梳理
1.烧杯 容量瓶 胶头滴管
2.(1)温度 规格 刻度线 (2)检查是否漏水
3.(1)5.9 (2)托盘天平 (4)冷却至室温后 100 (5)2~3 全部注入容量瓶 (6)1~2 胶头滴管 凹液面与刻度线相切
4.(1)10.0 90.0 (2)40.0 10.0
思考 答案:②
判断 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
2对点速练
1.解析:注意量筒与托盘天平的精确度。
答案:(1)5.6 mL 10 mL量筒、100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管 (2)1.06 g 1.1 g
2.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、冷却→转移、洗涤→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 g
(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
3.解析:依题意,配制1.0 ml·L-1的NaOH溶液220 mL,要用250 mL容量瓶来配制,则需要NaOH固体10.0 g,A错误;B、C项中的操作都会使配制的溶液浓度偏低,B、C错误。
答案:D
4.答案:(1)偏小 (2)偏小 (3)偏小 (4)偏小 (5)偏大
(6)偏小 (7)偏小 (8)偏大 (9)偏小 (10)偏小
(11)无影响 (12)无影响
本讲真题研练
1.解析:A项,浓硫酸密度较大,与乙醇混合时应向乙醇中慢慢倒入浓硫酸,边加边搅拌,故错误;B项,用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,液面接近刻度线1~2 cm时改用胶头滴管定容,平视液面,直至凹液面最低点与刻度线相切,故正确;C项,NO2气体密度比空气大,收集时气体应“长进短出”,故错误;D项,电石中含有含硫元素的杂质,与水反应生成还原性气体H2S(H2S也能使溴水褪色),干扰乙炔的检验,故错误。
答案:B
2.解析:NaOH固体溶解后需冷却至室温才能转移至250 mL容量瓶中,且需用蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯内壁2~3次,洗涤液一并倒入容量瓶,然后定容,A项不能达到实验目的;实验中若观察到FeCl3溶液的黄色逐渐褪去,且溶液变成浅绿色,说明维生素C具有还原性,B项能达到实验目的;通过NaOH溶液可除去H2中混有的少量HCl杂质,再经浓硫酸干燥即可得到H2,没有必要经过KMnO4溶液,C项不能达到实验目的;NaHSO3溶液与H2O2溶液的反应没有明显实验现象,无法判断反应进行的快慢,D项不能达到实验目的。
答案:B
3.解析:A项,滴定管最大刻度至尖嘴部分液体不在刻度内,若把30 mL刻度处的液体全部放出,其放出液体体积大于20 mL,错误;B项,碘易溶于酒精,故可用酒精清洗碘升华实验所用的试管,正确;C项,pH试纸测定溶液pH时不能用水润湿,否则溶液被稀释,导致测定结果不准确,错误;D项,配制一定体积一定物质的量浓度溶液时,应在烧杯中溶解固体,不能直接把固体放在容量瓶中溶解,错误。
答案:B
4.解析:(1)根据物质的量浓度与质量分数的换算公式,得
c=1000ρωM=1000×1.10×27.5%34=8.9 ml·L-1。
(2)根据溶解度曲线,KClO3的溶解度受温度影响较大,可采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体。
(3)配制一定质量分数的溶液不需使用容量瓶和滴定管。
答案:(1)8.9 (2)蒸发浓缩、冷却结晶 (3)ac
5.解析:题给表格中有3组实验数据,分别消耗KMnO4标准溶液的体积为19.98 mL、21.14 mL、20.02 mL,其中第2组误差大,舍去,第1组和第3组数据平均值为20.00 mL。25.00 mL溶液中消耗高锰酸钾的物质的量为0.100 0 ml·L-1×20.00×10-3 L=2×10-3 ml,由题给已知反应知草酸亚铁晶体的物质的量为 eq \f(5,3) ×2×10-3 ml,所以样品中FeC2O4·2H2O的质量分数为53×2×10−3ml×250ML25.00ML×180g·ml-16.300g×100%≈95.2%。
答案:95.2
0.1000ml·L-1×20.00×10−3L×53×250ML25.00ML×180g·ml-16.300g×100%≈95.2%
微专题·大素养②
[例1] 解析:根据密胺的结构简式和元素守恒可知,一个密胺分子中有三个碳原子和六个氮原子,所以合成1 ml密胺需要3 ml CO2和6 ml NH3,NH3和CO2的质量之比应为(6×17)∶(3×44)=17∶22。
答案:C
[练1] 解析:碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜,溶解28.4 g混合物,消耗1 ml·L-1盐酸500 mL,HCl的物质的量为0.5 ml,根据氯元素守恒则CuCl2的物质的量为0.25 ml。根据Cu元素守恒可知,原混合物中含有Cu元素的物质的量为0.25 ml,灼烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 ml,则m(CuO)=0.25 ml×80 g·ml-1=20 g。
答案:C
[练2] 解析:根据电荷守恒可知3 ml/L×1+5 ml/L×2=5 ml/L×1+c(SO42−)×2,c(SO42−)=4 ml/L。
答案:C
[练3] 解析:混合物与盐酸反应后所得溶液为氯化钠溶液,蒸干后所得NaCl,由Cl-质量守恒关系可得100 g×15%×35.536.5=m(NaCl)×35.558.5,解得m(NaCl)≈24.04 g。
答案:C
[例2] 解析:由MgAl→MgSO4Al2(SO4)3知合金与无水硫酸盐的质量差为SO42−的质量。nH2SO4=nSO42−=17.4 g−3g96g·ml-1=0.15 ml。c(H2SO4)==1.5 ml·L-1。
答案:B
[练4] 解析:样品加热发生的反应为
2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
168 106 62
m(NaHCO3) (w1-w2) g
故样品中NaHCO3质量为168(ω1−ω2)62 g,
样品中Na2CO3质量为w1 g-168(ω1−ω2)62 g,
其质量分数为m(Na2CO3)m(样品)=ω1 g-168(ω1−ω2)62 gω1g=84ω2−53ω131ω1。
答案:A
[练5] 解析:由于m1=m2,所以只需比较反应后溶液质量的增加量即可。对于a溶液,Δm1=11.5 g-11.5g×246=11 g(即加入Na的质量减去生成氢气的质量);对于b溶液,Δm2=12 g-12g×224=11 g,两溶液质量的增加量相等,所以反应后溶液的质量关系是a=b。
答案:C
[例3] 解析:(2)Na2S2O3固体的质量为0.100 ml·L-1×0.25 L×158 g/ml=3.95 g,但实验室所用的托盘天平只能准确称量到0.1 g,故需准确称取Na2S2O3固体的质量为4.0 g。
(3)设Ba2+的物质的量为x,则根据相关反应可得以下关系式:
Ba2+~BaCrO4~12Cr2O72−~Cr3+~32I2~3S2O32−
1 ml 3 ml
x 0.036 L×
0.100 ml·L-1
解得x=1.2×10-3 ml,则c(Ba2+)=1.2×10−3ml0.050L=0.024 ml·L-1。
答案:(1)胶头滴管、烧杯 (2)4.0 (3)0.024 ml·L-1
[练6] 解析:Sn与K2Cr2O7的物质的量的关系:
3Sn~3SnCl2~6FeCl2~K2Cr2O7
3×119 g 1 ml
x 0.1×0.016 ml
x=3×119g×0.1×0.016ml1ml=0.571 2 g
Sn%=×100%≈93.2%。
答案:93.2%
[练7] 解析:依题意,有:
本题可用关系式法求解。
由上述两个反应及电子转移守恒理论,得I-与Cl2之间的关系式:2I-~Cl2。
设KI的物质的量是x。
2I- ~ Cl2
2 1
x0.025 ml
eq \f(2,1) =x0.025ml,x=0.05 ml。
c(KI)==2 ml·L-1。
答案:2 ml·L-1
[例4] 解析:根据反应前后气体的总体积,可用差量法直接求解。
6NO+4NH3⇌5N2+6H2O(g) ΔV(气体的体积差)
6 mL 4 mL 5mL 6 mL (5+6)-(4+6)
=1 mL(理论差量)
9 mL 6 mL 17.5-16
=1.5 mL(实际差量)
由此可知共消耗15 mL气体,还剩余1 mL气体,假设剩余的气体全部是NO,则V(NO)∶V(NH3)=(9 mL+1 mL)∶6 mL=5∶3,假设剩余的气体全部是NH3,则V(NO)∶V(NH3)=9 mL∶(6 mL+1 mL)=9∶7,但因该反应是可逆反应,剩余气体实际上是NO、NH3的混合气体,故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3与9∶7之间,对照所给的数据知3∶2与4∶3在此区间内。
答案:C
[练8] 解析:发生的反应为:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
得总反应为:
Na+Al+2H2O===NaAlO2+2H2↑
①若全是Na时,V=11.2n;
②若Na、Al恰好反应时,V=22.4n;
故11.2n
内容
物质的量浓度
质量分数
定义
以单位体积溶液里所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
用溶质质量与溶液质量之比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
计算公式
________
__________
A
B
C
D
混合浓硫
酸和乙醇
配制一定
浓度的溶液
收集NO2气体
证明乙炔可
使溴水褪色
编号
实验目的
实验过程
A
配制0.400 0 ml·L-1的NaOH溶液
称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容
B
探究维生素C的还原性
向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C
制取并纯化氢气
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液,观察实验现象
目的
操作
A
取20.00 mL盐酸
在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶
B
清洗碘升华实验所用试管
先用酒精清洗,再用水清洗
C
测定醋酸钠溶液pH
用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上
D
配制浓度为0.010 ml·L-1的KMnO4溶液
称取KMnO4固体0.158 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度
序号
滴定前读数/mL
滴定终点读数/mL
1
0.00
19.98
2
1.26
22.40
3
1.54
21.56
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