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【典例1】(2011·杭州高一检测)用18 mol/L 浓硫酸配制100 mL 3.0 mol/L 稀硫酸的实验步骤如下:
①计算所用浓硫酸的体积; ②量取一定体积的浓硫酸;
③溶解; ④转移、洗涤; ⑤定容、摇匀。
回答下列问题:
(1)所需浓硫酸的体积是____________mL ,量取浓硫酸所用的量筒的规格是________________。(从下列中选用)
A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL
(2)第③步实验的操作是_________________。
(3)第⑤步实验的操作是_________________。
(4)下列情况对所配制的稀硫酸浓度有何影响?(用“偏大”、“偏小”或“无影响”填写)
A.所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中_____
B.容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水________
C.所用过的烧杯、玻璃棒未洗涤________
D.定容时俯视溶液的凹液面_______
【思路点拨】解答本题要注意以下三点:
(1)溶液要用量筒量取;
(2)选取量筒的规格时,要稍大于用量;
(3)误差分析时,根据公式 分析。
【自主解答】(1)用浓硫酸配制100 mL 3.0 mol/L 稀硫酸,需要硫酸的物质的量为0.1 L ×3.0 mol/L=0.3 mol,所需浓硫酸的体积为0.3 mol÷18 mol/L=16.7 mL,故选用25 mL的量筒;(4)浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中会吸水,其浓度变小,因量取的浓硫酸体积不变,故所含溶质减少,导致所配制稀硫酸的浓度偏小;容量瓶残留有少量的水,不会影响浓度;未洗涤烧杯、玻璃棒,溶质会损失,浓度偏小;定容时俯视溶液的凹液面,液面实际未到刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大。
答案:(1)16.7 B
(2)先向烧杯中加入30 mL 蒸馏水,然后将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入烧杯中,并用玻璃棒搅拌
(3)继续向容量瓶中注入蒸馏水至离刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管向容量瓶中滴加至凹液面与刻度线相切为止。塞紧瓶塞,倒转摇匀
(4)A.偏小 B.无影响 C.偏小 D.偏大
【互动探究】(1)在第②步实验步骤中,倒出浓硫酸后,能否用水洗涤量筒,并将洗涤液倒入烧杯中?
(2)定容时仰视溶液的凹液面,对所配制的稀硫酸浓度有何影响?
提示:(1)不能。因为用量筒量取液体时,倒出的液体即所需体积,筒壁上的溶液不计算在内。若用水洗涤并倒入烧杯中会使所配溶液浓度偏大。
(2)偏小。定容时仰视溶液的凹液面,液面实际超过刻度线,溶液体积偏大,浓度偏小。
【变式训练】实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol/L的NaOH溶液480 mL:
(1)配制时,必须使用的玻璃仪器有__________。
(2)要完成本实验该同学应称取NaOH__________g。
(3)某同学欲称量NaOH的质量,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图,烧杯的实际质量为____g。
(4)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(5)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起误差偏高的是_______。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
③未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
④定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,不加水至刻度线
【解析】选择容量瓶时,规格最好与所配制溶液的体积相同,如无同规格的容量瓶,则应选稍大规格的容量瓶,所以配制480 mL溶液需用500 mL的容量瓶;NaOH的物质的量为0.5 L×1 mol/L=0.5 mol,质量为0.5 mol×40 g· mol-1
= 20.0 g。根据天平的原理,烧杯+游码=砝码,烧杯的质量为30 g-2.6 g=27.4 g;①②均损失溶质,浓度偏低;
③因NaOH固体溶于水放热,未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容,温度降低后体积变小,此时液面不到刻度线,体积偏小,浓度偏大;④操作是正确的,此时不能加水,否则就稀释所配溶液,浓度偏小。
答案:(1)500 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、玻璃棒
(2)20.0 (3)27.4 (4)查漏 (5)③
【典例2】将190 g MgCl2溶于水配制成1 L溶液。
(1)该溶液中MgCl2的物质的量浓度为_______,溶液中Cl-的物质的量浓度为________。
(2)配制1 mol·L-1的MgCl2溶液500 mL,需该溶液的体积为_________。
【思路点拨】解答该题要注意以下两点:
(1)在MgCl2溶液中,c(Cl-)=2c(MgCl2)。
(2)稀释前后MgCl2的物质的量不变。
【自主解答】(1)
(2)根据稀释规律有:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),即
所以V(浓)=250 mL。
答案:(1)2 mol·L-1 4 mol·L-1 (2)250 mL
【互动探究】(1)若从配制的1 L溶液中取出100 mL,取出的这100 mL溶液中c(Cl-)的物质的量浓度是多少?
(2)配制的1 L该MgCl2溶液中c(Cl-)与200 mL 2 mol·L-1 NaCl溶液中c(Cl-)相同,此说法是否正确?
提示:(1)4 mol·L-1。溶液是均一稳定的,其浓度与取出的溶液的体积无关。
(2)不正确。200 mL 2 mol·L-1 NaCl溶液中
c(Cl-)=2 mol·L-1,配制的1 L溶液中c(Cl-)=4 mol·L-1,故浓度不相同。
【变式训练】1 mol/L的FeCl3溶液与1 mol/L的KCl溶液中Cl-的物质的量浓度之比为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶3
【解析】选C。1 mol/L的FeCl3溶液中Cl-的物质的量浓度为3 mol/L,1 mol/L的KCl溶液中Cl-的物质的量浓度为
1 mol/L,其比值为3∶1。
【典例3】(2011·福州高一检测)如图为某市售盐酸试剂瓶上的部分数据。
该市售盐酸的物质的量浓度为__________。
【思路点拨】质量分数换算成物质的量浓度,有两种方法:
(1)设溶液的体积为1 L:
(2)利用换算公式 计算。
【自主解答】方法一:设盐酸的体积为1 L,其质量为
1.18 g/ cm3×1 L=1 180 g,所含有的溶质HCl的质量为
1 180 g×36.5%=11.8×36.5 g,其物质的量为
11.8×36.5 g÷36.5 g/mol=11.8 mol,物质的量浓度为
11.8 mol÷1 L=11.8 mol/L。
方法二:
答案:11.8 mol/L
【互动探究】(1)若密度的单位是g/L,则能否将密度直接
代入公式 计算?
(2)配制1 L上述盐酸,需HCl气体的体积(标准状况下)是多
少?
提示:(1)不能,公式 中ρ的单位为g/cm3
(或g/mL),可代入公式 (ρ的单位为g/L)计算。
(2)
【变式训练】质量分数为98%的浓硫酸,密度为
1.84 g/mL,则这种硫酸的物质的量浓度为( )
A.1.84 mol/L B.9.2 mol/L
C.36.8 mol/L D.18.4 mol/L
【解析】选D。
【典例】(2011·南充高一检测)由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,c(H+)=0.1 mol·L-1,c(Al3+)
=0.4 mol·L-1,c(SO42-)=0.8 mol·L-1,则c(K+)为
A.0.15 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1
【思路点拨】解答本题需注意以下两点:
(1)溶液中的离子共有四种:H+、Al3+、K+、SO42-;
(2)根据电荷守恒列式。
【自主解答】选C。根据电荷守恒有
由
代入有关数据得
【变式训练】某溶液中只含有四种离子,已知其中三种离子Na+、Mg2+、NO3-的物质的量浓度分别为0.2 mol/L,
0.1 mol/L,0.1 mol/L,则溶液中另一离子及其物质的量浓度可能是( )
A.SO42- 0.1 mol/L B.Al3+ 0.2 mol/L
C.Cl- 0.3 mol/L D.K+ 0.4 mol/L
【解析】选C。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,c(Na+)+ 2c(Mg2+)=0.4 mol·L-1,
c(NO3-)=0.1 mol·L-1,故另一离子为阴离子,若为SO42-则其浓度应为0.15 mol/L,若为Cl-则其浓度应为
0.3 mol/L,故选C。
【典例1】相同体积的NaCl溶液(浓度为c1)和Na2SO4溶液(浓度为c2),若其中的Na+物质的量相同,则它们的物质的量浓度c1和c2的关系是
A.c1=2c2
B.c1=c2
C.2c1=c2
D.无法计算
【易错选项】B
【易错剖析】
本题错选的原因在于对题目信息挖掘不够及对物质的量浓度概念理解不清楚。题目中两溶液的浓度分别为c1、c2,则其中含有Na+的浓度分别为c1、2c2,由于两溶液体积相同,(假设为V),Na+的物质的量相同,即c1V=(2c2)V,故c1=2c2。
【标准答案】A
【典例2】某同学欲配制480 mL物质的量浓度为0.5 mol/L的CuSO4溶液。
(1)完成该实验用到的仪器主要有:___________、_________、___________、烧杯、玻璃棒。
(2)如果用CuSO4固体来配制,应该称量固体的质量为:_________。如果用CuSO4·5H2O来配制,应该称量固体的质量为:__________。
(3)写出整个实验简单的操作过程:计算→________→
_________→_________→定容→摇匀。
(4)定容时的正确操作是:待容量瓶中的液体其液面距离容
量瓶的刻度线1~ 2 cm时,改用_______滴加,并且目光要
__________,至___________,定容完成。
(5)下列操作对溶液的浓度有何影响:(填“偏大”、“偏
小”或“没影响”)
①没有对溶解固体时用到的烧杯进行洗涤。( )
②使用前容量瓶用蒸馏水洗涤,且没有干燥。( )
③配制的过程中有少量的液体迸溅出来。( )
④定容时,不小心加水过量,马上再用胶头滴管吸出。( )
⑤定容时俯视液面。( )
【错因剖析】
【标准答案】
(1)托盘天平 500 mL容量瓶 胶头滴管
(2)40 g 62.5 g
(3)称量 溶解 移液
(4)胶头滴管 平视刻度线 凹液面的最低处与刻度线 相切
(5)①偏小 ②没影响 ③偏小 ④偏小 ⑤偏大
1.浓度为2 mol/L的NaOH溶液的正确含义是( )
A.在2 L水中溶有80 g的NaOH
B.80 g NaOH溶于1 L水配成的溶液
C.每升溶液中含有80 g NaOH
D.每升溶液中含有40 g NaOH
【解析】选C。A、B中的体积为溶剂的体积,而不是溶液的体积,故错误;每升溶液中含有NaOH 2 mol,则质量为
80 g,C正确、D错误。
2.将4 g NaOH溶于水配成200 mL溶液,取出10 mL,这
10 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.2 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
【解析】选D。
溶液具有均一性,取出10 mL,其物质的量浓度仍然是
0.5 mol·L-1,故选D。
3.(双选)下列溶液中的氯离子数目与50 mL 1 mol/L的AlCl3溶液中氯离子数目相等的是( )
A.150 mL 1 mol/L的NaCl
B.75 mL 2 mol/L的NH4Cl
C.150 mL 3 mol/L的KCl
D.75 mL 2 mol/L的CaCl2
【解析】选A、B。50 mL 1 mol/L AlCl3溶液中Cl-的物质的
量为:50 mL×10-3 L/mL×1 mol/L×3=0.15 mol;各选项
中Cl-的物质的量分别为:A中150 mL×10-3 L/mL×1 mol/L
=0.15 mol;B中75 mL×10-3 L/mL×2 mol/L=0.15 mol;
C中150 mL×10-3 L/mL×3 mol/L=0.45 mol;D中75 mL×
10-3 L/mL×2 mol/L×2=0.3 mol,故选A、B。
4.实验室中需要配制2 mol/L的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是( )
A.950 mL,76 g B.500 mL,80 g
C.1 000 mL,80 g D.1 000 mL,76 g
【解析】选C。容量瓶没有950 mL规格的,故配制950 mL 溶液,需用1 000 mL的容量瓶,所需NaOH的质量为
2 mol/L×1 L×40 g·mol-1=80 g。
5.50 mL 物质的量浓度为4.4 mol/L,密度为1.24 g/mL的稀硫酸的质量分数为( )
A.35% B.70% C.17.5% D.0.035%
【解析】选A。硫酸的物质的量为4.4 mol/L×0.05 L=
0.22 mol,其质量为98 g/mol×0.22 mol=21.56 g,硫酸溶液的质量为1.24 g/mL×50 mL=62 g,质量分数为
21.56 g÷62 g×100%=35%。
6.配制一定物质的量浓度的溶液时,会导致所配溶液浓度偏大的操作是( )
A.在用蒸馏水洗涤烧杯时,洗液未全部注入容量瓶中
B.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又加水到刻度线
C.定容时俯视刻度线
D.用来配制溶液的容量瓶用蒸馏水洗涤后未进行干燥处理
【解析】选C。A项洗液未全部注入容量瓶中,损失了部分溶质,浓度偏小;B项操作是不正确的,此时不能加水,否则就稀释了所配溶液,浓度偏小;C项定容时俯视刻度线,溶液实际不到刻度线,体积偏小,浓度偏大;D项不影响溶质的量,也不影响溶液的体积,浓度不变。
7.如图为配制250 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液的示意图。
回答下列问题:
(1)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是________
_______(填写标号)。
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线1~2 cm 处,用滴管滴加蒸馏水到标线
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线1~2 cm 处,用滴管滴加蒸馏水到标线
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
(2)①中称得Na2CO3_____________g。
(3)玻璃棒在②、③两步中的作用分别是____________、________________。
(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度有何影响?(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
A.某同学在第⑧步观察液面时仰视_________;
B.没有进行操作步骤④和⑤________;
C.在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外_________;
D.在步骤①中,药品放在右盘,砝码放在左盘(使用游码)_____________。
【解析】(1)用待配溶液润洗容量瓶,会使内壁附着溶质,导致所配溶液浓度偏大,故B不正确;若在容量瓶中进行溶解或稀释,由于热效应使溶液的体积和容量瓶容积发生改变,所配溶液浓度会产生误差,故C、D不正确。
(2)
(3)玻璃棒是中学化学实验中常用的仪器,在第②步中,用玻璃棒搅拌,可加速Na2CO3固体的溶解;在第③步中,用玻璃棒引流,可防止Na2CO3溶液流到容量瓶外。
(4)所有的定量实验都存在一个“误差”的问题,在本实验的误差分析中,一定要紧扣物质的量浓度的定义式,即c=n/V。如果在第⑧步观察液面时仰视,V偏大,结果偏低;如果没有进行操作步骤④和⑤,n偏小,结果偏低;如果在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外,n偏小,结果偏低;称量时,右物左码,使药品减少,结果偏低。
答案:(1)B、C、D (2)5.3 (3)搅拌 引流
(4)偏低 偏低 偏低 偏低
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(2011·广州高一检测)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的定量仪器。在容量瓶上标有的是( )
①温度 ②浓度 ③容量 ④压强 ⑤刻度线
A.①③⑤ B.③⑤ C.①⑤ D.②③⑤
【解析】选A。容量瓶上标有:温度、容量、刻度线,故选A。
2.下列说法正确的是( )
A.(2010·广东高考)1 mol/L NaCl溶液含有NA个Na+
B.(2010·江苏高考)常温下,1 L 0.1 mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2 NA
C.含NA个Na+的NaOH溶解于1 L水中,Na+的物质的量浓度为1 mol/L
D.1 L 0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液中有0.1 NA个Na+
【解析】选B。
3.(2011·赤峰高一检测)在使用容量瓶配制溶液时,下列操作正确的是( )
A.使用容量瓶前都必须检查容量瓶是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.称好的固体试样需用纸条小心地送入容量瓶中
D.摇匀后发现凹液面下降,再加水至刻度线
【解析】选A。容量瓶使用前都必须检查是否漏水,A正确;容量瓶不能用待配溶液润洗,B错误;C项错误,溶解固体应在烧杯中;D项错误,摇匀后凹液面应当下降,因刻度线以上内壁粘附有溶液,此时不能再加水,否则会稀释所配制溶液。
4.将100 mL 0.1 mol/L的BaCl2溶液与50 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液混合,若不考虑溶液混合时体积的变化,则混合溶液中氯离子浓度是( )
A.0.2 mol/L B.0.01 mol/L
C.0.1 mol/L D.0.02 mol/L
【解析】选A。混合前后溶质的物质的量不变,混合溶液中氯离子浓度为 (100 mL×2×0.1 mol/L+50 mL×0.2 mol/L)
÷(100 mL+50 mL)=0.2 mol/L。
5.500 mL 1 mol/L的溶液含某化合物20 g,该化合物的相对分子质量为( )
A.50 B.40 C.80 D.20
【解析】选B。该溶液中化合物的物质的量为
0.5 L×1 mol/L=0.5 mol,其摩尔质量为20 g÷
0.5 mol=40 g/mol,摩尔质量与相对分子质量在数值上相等,所以其相对分子质量为40。
二、非选择题(本题包括3小题,共30分)
6.(10分)将24.4 g NaOH固体溶于水配成100 mL溶液。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为__________。
(2)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为____________,含NaOH的物质的量为________。
(3)将取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为______________。
【解析】(1)24.4 g NaOH的物质的量为:
24.4 g÷40 g· mol-1=0.61 mol。
c(NaOH)=0.61 mol÷0.1 L=6.1 mol·L-1。
(2)由于溶液是均匀的,所以这10 mL溶液与原100 mL溶液相比,NaOH的物质的量浓度均相同,但NaOH的物质的量变为原来的1/10。
(3)10 mL NaOH溶液的物质的量浓度为6.1 mol·L-1,稀释到100 mL以后,NaOH溶液的物质的量浓度为:
6.1 mol·L-1÷10=0.61 mol·L-1。
答案:(1)6.1 mol·L-1
(2)6.1 mol·L-1 0.061 mol
(3)0.61 mol·L-1
7.(12分)(2011·海淀高一检测)若用NaCl固体配制100 mL 1.0 mol·L-1的NaCl溶液,
(1)所需NaCl的质量为_________g;
(2)配制溶液用到的玻璃仪器的名称是________、________、_______、______、________;
(3)正确的操作步骤顺序为____________(填写字母);
a.向小烧杯中加入适量蒸馏水,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀;
b.盖好容量瓶瓶塞,反复颠倒、摇匀;
c.将配制好的溶液倒入指定容器中,贴好标签;
d.用天平称量NaCl固体并倒入小烧杯中;
e.计算所需的NaCl固体的质量;
f.用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中;向容量瓶中加水至刻度线;
g.将烧杯中的溶液沿玻璃棒转移到100 mL容量瓶中。
(4)在配制过程中,如果没有洗涤烧杯和玻璃棒,其他操作都正确,那么所配溶液的实际浓度将会_________(填“大于”、“小于”或“等于”)1.0 mol/L 。
【解析】(1)所需NaCl的质量为
100 mL×1.0 mol·L-1×58.5 g/mol =5.85 g;
(2)配制溶液用到的玻璃仪器的名称是烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、量筒;
(3)操作步骤为:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶。
(4)没有洗涤烧杯和玻璃棒,则溶质有损失,故浓度偏低。
答案:(1)5.85
(2)烧杯 100 mL容量瓶 玻璃棒 胶头滴管 量筒
(3)edagfbc (4)小于
【方法技巧】解答一定物质的量浓度溶液的配制实验的
技巧
(1)计算。计算出所需固体的质量或所需浓溶液的体积。
(2)步骤。对零乱的实验步骤或错误的操作步骤作出分析,
给出正确的步骤或改正错误的实验步骤。
(3)仪器。最常见的考查形式为给出一部分仪器,先删去无
用或不需要的仪器,再补上缺少的仪器,通常易缺仪器有
3个:容量瓶、玻璃棒、胶头滴管。
(4)误差分析。准确把握 的含义,据此分析给出的操
作对n、V的影响,从而作出判断。
8.(8分)(挑战能力)常温下,在32 g水中溶解8 g CuSO4(相对分子质量为160)所得溶液的密度为1.21 g·cm-3。求:
(1)该溶液中CuSO4的物质的量浓度。
(2)该溶液中SO42-的物质的量。
(3)取出20.0 mL该溶液,加水稀释至100.0 mL,稀释后溶液的物质的量浓度。
【解析】8 g CuSO4的物质的量为
8 g/160 g·mol-1=0.05 mol,溶液的体积为
CuSO4====Cu2++SO4-2 n(SO42-)=n(CuSO4)=0.05 mol。
1.5 mol·L-1×20.0 mL=c(CuSO4,稀)×100.0 mL,c(CuSO4,稀)=0.3 mol·L-1。
答案:(1)1.5 mol·L-1
(2)0.05 mol (3)0.3 mol·L-1
在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”,能延长鲜花的寿命。下表是1 L“鲜花保鲜剂”中含有的成分,阅读后回答下列问题:
【思考探究】
(1)“鲜花保鲜剂”中,硫酸钾的物质的量浓度是多少?
提示:硫酸钾的物质的量为
0.50 g÷174 g· mol-1= 0.002 9 mol,
物质的量浓度为
0.002 9 mol÷1 L=0.002 9 mol/L。
(2)配制上述1 L“鲜花保鲜剂”,在下图所示仪器中,肯定不需要哪些仪器?除图中已有仪器外,配制上述溶液还需要的玻璃仪器有哪些?
提示:A和C 玻璃棒、1 000 mL容量瓶、胶头滴管
(3)在溶液配制过程中,下列操作使配制结果偏高的是哪些?。
A.将药品放入容量瓶中加蒸馏水溶解
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
C.容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的K2SO4溶液而未洗涤
D.用胶头滴管加水时,仰视观察溶液凹液面最低处与容量瓶刻度线相切
E.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
F.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,又加水至溶液凹液面最低处与容量瓶刻度线相切
提示:C。