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【典例1】将24.4 g NaOH固体溶于水配成
100 mL溶液,其密度为1.219 g/mL。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为_____。
(2)该溶液中NaOH的质量分数为_____。
(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为_____,NaOH的质量分数为_____,溶液的密度为_____,含NaOH的质量为_____,含NaOH的物质的量为_____。
【思路点拨】解答此题要注意以下三点:
【自主解答】(1)24.4 g NaOH的物质的量为:
c(NaOH)= =6.1 mol/L
(2)100 mL NaOH溶液的质量为:
100 mL×1.219 g/mL=121.9 g
NaOH的质量分数为: =20%
(3)由于溶液是均匀的,所以这10 mL溶液与原100 mL溶液
相比,NaOH的质量分数和溶液的密度及物质的量浓度均相
同,但NaOH的质量和物质的量均为原来的 。
答案:(1)6.1 mol/L (2)20%
(3)6.1 mol/L 20% 1.219 g/mL 2.44 g 0.061 mol
【互动探究】将取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度是多少?
提示:10 mL NaOH溶液的物质的量浓度为6.1 mol/L,稀释到100 mL以后,NaOH溶液的物质的量浓度为6.1 mol/L
÷10=0.61 mol/L。
【变式训练】20 ℃时,饱和KCl溶液的密度为
1.174 g·cm-3,物质的量浓度为4.0 mol·L-1,则下列说法不正确的是( )
A.25 ℃时,饱和KCl溶液的物质的量浓度大于4.0 mol·L-1
B.此溶液中KCl的质量分数为
C.20 ℃时,物质的量浓度小于4.0 mol·L-1的KCl溶液是不饱和溶液
D.将此溶液蒸发部分水,再恢复到20 ℃时,溶液的物质的量浓度一定大于4.0 mol·L-1
【解析】选D。由于KCl的溶解度随着温度的增大而增大,
因而25 ℃时,等量的水中溶解的KCl的量比20 ℃时的多,
所以25 ℃时饱和KCl溶液的浓度大于4.0 mol·L-1,故A项正
确;由c= 得,w(KCl)= ,故B项正
确;由于20 ℃时饱和KCl溶液的物质的量浓度为
4.0 mol·L-1,因而物质的量浓度小于4.0 mol·L-1的20 ℃时
的KCl溶液一定是不饱和溶液,故C项正确;将饱和的KCl溶
液蒸发部分水,再恢复到20 ℃时,溶液仍饱和,物质的量
浓度还是4.0 mol·L-1,故D项错误。
【典例2】配制100 mL1.0 mol·L-1的NaOH溶液,下列情况会导致溶液浓度偏高的是
A.容量瓶使用前经蒸馏水清洗后没有干燥
B.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C.俯视确定凹液面与刻度线相切
D.用敞口容器称量NaOH且时间过长
【思路点拨】解答本题要注意以下两点:
【自主解答】选C。
【互动探究】(1)若用4.0 mol·L-1的NaOH溶液配制该溶
液,需要NaOH溶液的体积是多少?若量取过程中,俯视量筒
读数,则所配制溶液的浓度比理论值偏大还是偏小?
提示:稀释前后NaOH的物质的量不变,所以有1.0 mol·L-1
×100 mL=4.0 mol·L-1×V,V=25 mL。俯视量筒读数,所加
溶液的体积不足25 mL,则所配制溶液的浓度偏小。
(2)若用带游码的托盘天平称2.4 g NaOH时误用了“左码右
物”的方法,则结果如何?
提示:实际称量的m(NaOH)=2.4 g-2×0.4 g=1.6 g,比理论
值偏小。
【变式训练】在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是(填编号)_____。
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NH4NO3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刻度线1~2 cm处,用胶头滴管加蒸馏水到刻度线
D.配制溶液时,如果试样是浓硫酸,用量筒量取试样后,直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到刻度线
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
【解析】本题主要涉及的是容量瓶的使用方法,容量瓶只能用来定容(定容时标示的温度为20 ℃),不能用来稀释或溶解物质,也不能长期存放溶液,因为稀释或溶解的过程中将有热效应,影响溶液的容积测定;使用容量瓶之前只能用蒸馏水洗涤,不能用待配溶液润洗容量瓶,若用待配溶液润洗会使溶质附着在容量瓶内壁,使配制的溶液浓度偏高。
答案:B、C、D
【典例】体积为V mL,密度为ρ g/mL的含有相对分子质量为M的某物质的溶液,其中溶质为m g,其物质的量浓度为
c mol/L,溶质的质量分数为w%,则下列表示正确的是
【思路点拨】解答本题的关键点:
【自主解答】选B。根据物质的量浓度与质量分数的换算可
知c,再由体积、密度、质量的换算求m。
故A:c= ,错误;B:m=V·ρ·w%= ,正确;C:w%= ,错误;
D:c= ,错误。
【互动探究】上题中的选项中运用了哪几种求物质的量浓度的方法?
提示:用了两种求物质的量浓度的方法:一种是物质的量
浓度和质量分数之间的换算关系式:c= ,另外
一种是定义式:c=n/V= 。
【变式训练】(2010·四川高考)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),所得溶液的密度为
ρ g/mL,质量分数为w,物质的量浓度为c mol/L,则下列
关系中不正确的是( )
A.ρ=(17V+22 400)/(22.4+22.4V)
B.w=17c/(1 000ρ)
C.w=17V/(17V+22 400)
D.c=1 000Vρ/(17V+22 400)
【解析】选A。 A项,由于溶液的体积既不是水的体积也不
是二者体积之和,溶液的体积不能直接确定,仅利用V无法
确定ρ。所以A错误。
由 ,可得: ,由此可知B正确。
氨水的质量分数=
由此可知C项正确。
氨水的物质的量浓度= =
,由此可知D项正确。
【典例】某同学欲配制180 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、药匙。
(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“无影响”)
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 200 mL容量瓶 胶头滴管
(2)16.0 g 25.0 g
(3)称量 溶解 转移
(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无影响
③偏小 ④偏小 ⑤偏大
1.在化学研究中,溶液组分的表示除质量分数、物质的量
浓度外,还有两种方法:
①质量物质的量浓度=
②物质的量分数= ×100%
下列对某溶液组分的表示方法中受温度影响的是( )
A.质量分数 B.物质的量浓度
C.质量物质的量浓度 D.物质的量分数
【解析】选B。根据四个物理量的定义知,只有物质的量浓
度与体积有关,受温度影响。
2.1 mol·L-1 H2SO4溶液的含义是( )
A.1 L水中含有1 mol H2SO4
B.1 L溶液中含1 mol H+
C.将98 g H2SO4溶于1 L水所配成的溶液
D.指1 L硫酸溶液中含有98 g H2SO4
【解析】选D。1 mol·L-1 H2SO4溶液的含义是1 L的H2SO4溶液中含有H2SO4溶质的物质的量为1 mol,而1 mol H2SO4溶质的质量为98 g,所以答案选D。
3.下列关于容量瓶及其使用方法的叙述正确的是( )
①是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器
②使用前要先检查容量瓶是否漏液
③容量瓶可以用来加热
④不能用容量瓶贮存配制好的溶液
⑤可以用500 mL容量瓶配制250 mL溶液
A.①③ B.①②④ C.除了③ D.除了⑤
【解析】选B。容量瓶不可用来加热,500 mL的容量瓶只能配制500 mL的溶液。
4.把100 g某NaOH溶液(密度是1.2 g/mL)蒸发浓缩,余下
50 mL溶液时,物质的量浓度为8 mol/L,原溶液的浓度是
( )
A.8 mol/L B.4.8 mol/L
C.3.3 mol/L D.16 mol/L
【解析】选B。蒸发浓缩前后,NaOH的物质的量不变。
n(NaOH)=8 mol/L×0.050 L=0.4 mol,蒸发浓缩前溶液
的体积为:V(NaOH)= ,所以
c(NaOH)= =4.8 mol/L。
5.(双选)实验室里需要480 mL 0.100 mol/L的CuSO4溶液,现用容量瓶进行配制,以下操作正确的是( )
A.称取7.68 g CuSO4,加入500 mL水
B.称取12.0 g 胆矾,配成480 mL溶液
C.称取8.0 g CuSO4,配成500 mL溶液
D.称取12.5 g胆矾,配成500 mL溶液
【解析】选C、D。实验室若配制480 mL的溶液,由于无
480 mL的容量瓶,只能选用500 mL的容量瓶,先排除B;计
算所需固体时应按500 mL计算。所需CuSO4的物质的量为:
n(CuSO4)=c(CuSO4)·V(CuSO4)=0.5 L×0.100 mol/L=
0.050 mol,m(CuSO4)=0.050 mol×160 g·mol-1=8.0 g
m(CuSO4·5H2O)=0.050 mol×250 g·mol-1=12.5 g,故答案
选C、D。
6.常温下,将20.0 g 14%的NaCl溶液跟30.0 g 24%的NaCl溶液混合,得到密度为1.17 g/cm3的混合溶液。计算:
(1)该混合溶液中NaCl的质量分数为_____。
(2)该混合溶液中NaCl的物质的量浓度为_____。
(3)在1 000 g水中需加入_____mol氯化钠,才能使其浓度恰好与上述混合溶液浓度相等。(保留1位小数)
【解析】(1)混合溶液的质量为:20.0 g+30.0 g=50.0 g
混合溶液中溶质的质量为:
20.0 g×14%+30.0 g×24%=10.0 g
混合溶液中溶质的质量分数为: ×100%=20%
(2)n(NaCl)=
V(混合溶液)=
c(NaCl)=
=
(3)
n(NaCl)=4.3 mol
答案:(1)20%
(2)4.0 mol/L
(3)4.3
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.下表是某人体检的部分指标,其中是用物质的量浓度来表示的是( )
A.甘油三酯 B.谷丙转氨酶
C.肌酸磷酸激酶 D.白蛋白
【解析】选A。物质的量浓度的单位是mol/L、mmol/L等。
2.容量瓶上标有的是①温度 ②浓度 ③容量 ④质量 ⑤刻度线 ⑥酸式或碱式,其中正确的是( )
A.①③⑤ B.③⑤⑥
C.①⑤⑥ D.②③⑤
【解析】选A。容量瓶上只标有温度、容量和刻度线。
3.(2011·济南高一检测)某同学用Na2CO3配制0.10 mol/L的Na2CO3溶液的过程如图所示:
你认为该同学的错误步骤有( )
A.1处 B.2处
C.3处 D.4处
【解析】选B。错误之处为①⑤处,①处Na2CO3不能直接放在天平托盘上进行称量,⑤处视线应该与凹液面的刻度线相切,所以答案选B。
4.在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO42-完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,则原溶液中的Al3+物质的量浓度(mol/L)为( )
【解析】选C。由于产生c mol NH3,则必定有NH4+
c mol,使SO42-完全沉淀需Ba2+ b mol,因此SO42-有b mol。
根据溶液电中性可得:2c(SO42-)=c(NH4+)+3c(Al3+),则
3c(Al3+)=(2× - ) mol/L
c(Al3+)= mol/L
【方法技巧】利用守恒法计算溶液中离子浓度
这种类型的题目是高考选择题中经常出现的一种题型,解这种类型的题目的方法如下:
(1)先分析加入物质与溶液中离子反应的定量关系。
(2)根据定量关系求出溶液中参加反应的离子的浓度。
(3)根据溶液中的电荷守恒关系(即溶液呈电中性)求未参与反应离子的浓度。
5.将溶质的质量分数为a%、物质的量浓度为c1 mol/L的稀硫酸加热蒸发掉一定量的水,使溶质的质量分数变为2a%,此时硫酸的物质的量浓度为c2 mol/L,则c1和c2的数值关系是( )
A.c2=2c1 B.c2<2c1
C.c2>2c1 D.c1=2c2
【解析】选C。由换算公式c=1 000ρw%/M得
c1=1 000×ρ1×a%/98 c2 = 1 000×ρ2×2a%/98
由此可知:c1∶c2=ρ1∶2ρ2。因为ρ2>ρ1,故有c2>2c1。
二、非选择题(本题包括3小题,共30分)
6.(8分)(2011·福州高一检测)将4 g NaOH固体溶于水配成250 mL溶液,此溶液中NaOH的物质的量浓度为_____。取出10 mL此溶液,这10 mL溶液中NaOH的物质的量浓度为_____,其中含有NaOH_____g。将取出的溶液加水稀释到100 mL,稀释后的溶液中NaOH的物质的量浓度为_____。
【解析】根据 。当从此
溶液中取出10 mL溶液时,溶液物质的量浓度不发生变化,
仍为0.4 mol·L-1,则NaOH的质量为:m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)=0.01 L×0.4 mol·L-1×
40 g·mol-1=0.16 g。若将取出的溶液加水稀释到
100 mL,根据溶液稀释的规律,即稀释过程中溶质的物质
的量(质量)不变可得
c′(NaOH)=
。
答案:0.4 mol·L-1 0.4 mol·L-1 0.16
0.04 mol·L-1
7.(12分)实验室需要0.1 mol/L NaOH溶液450 mL和
0.5 mol/L 硫酸溶液500 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是_______(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是_________(填仪器名称)。
(2)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有_____(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液
B.贮存溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.准确稀释某一浓度的溶液
E.量取一定体积的液体
F.用来加热溶解固体溶质
(3)根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为_____g。在实验
中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓
度_____0.1 mol/L(填“大于”、“等于”或“小于”,下
同)。若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得
溶液浓度______________________0.1 mol/L。
(4)根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为
1.84 g/cm3的浓硫酸的体积为_____mL(计算结果保留一位
小数)。如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL三种量筒,应
选用_____mL的量筒最好。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____________________。
【解析】(1)五种仪器分别为圆底烧瓶、量筒、分液漏斗、胶头滴管、容量瓶,配制上述溶液肯定不需要的是圆底烧瓶和分液漏斗,还需要的是烧杯、玻璃棒。
(2)容量瓶不能用于贮存、加热溶液,它只有一个刻度线,也不能测量容量瓶规格以下的任意体积的液体。
(3)因无480 mL的容量瓶,配制NaOH溶液需用500 mL的容量瓶,m(NaOH)=c·V·M=0.1 mol/L×0.5 L×40 g/mol=2.0 g;定容时仰视刻度线,造成加水较多,浓度偏低;洒落溶液会造成溶液浓度偏低。
(4)由稀释前后溶质的物质的量相等,V(浓)=
,选用
15 mL的量筒最好,误差小。稀释时将浓硫酸沿器壁缓缓倒
入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
答案:(1)A、C 烧杯、玻璃棒
(2)B、C、F
(3)2.0 小于 小于
(4)13.6 15 将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌
8.(10分)(挑战能力)某化工厂新进一批工业用盐,该工业用盐的主要成分为氯化钠,杂质为氯化钡。为测定其中氯化钠的质量分数做如下实验:取20.8 g该工业用盐加入足量水使其全部溶解,再向溶液中逐滴加入20.00 mL的硫酸钠溶液至恰好完全反应,得到沉淀2.33 g。请根据实验计算:
(1)该工业用盐中含NaCl____g,含BaCl2____g。
(2)该工业用盐中NaCl的质量分数是______。
(3)所用Na2SO4溶液的物质的量浓度______。
【解析】(1)n(BaSO4)=
BaCl2+Na2SO4====BaSO4↓+2NaCl
1 mol 1 mol 1 mol
n(BaCl2) n(Na2SO4) 0.01 mol
n(BaCl2)=
m(BaCl2)=n(BaCl2)×M(BaCl2)
=0.01 mol×208 g/mol
=2.08 g
m(NaCl)=20.8 g-2.08 g=18.72 g
(2)NaCl的质量分数为:
(3)n(Na2SO4)=
c(Na2SO4)=
答案:(1)18.72 2.08
(2)90%
(3)0.5 mol/L
某学生欲配制6.0 mol/L的硫酸溶液 1 000 mL,实验室有
三种不同浓度的硫酸溶液:①480 mL 0.5 mol/L的硫酸溶
液;②150 mL 25%的硫酸溶液(ρ=1.18 g/mL);
③足量的18 mol/L的硫酸溶液。有三种规格的容量瓶:
250 mL、500 mL、1 000 mL。老师要求把①②两种硫酸溶
液全部用完,不足的部分由③来补充。
请回答下列问题:
(1)实验所用25%的硫酸溶液的物质的量浓度为_____mol/L
(保留1位小数)。
(2)配制该硫酸溶液应选用容量瓶的规格为_____mL。
(3)配制时,该同学的操作顺序如下,请将操作步骤B、D补充完整。
A.将①②两溶液全部在烧杯中混合均匀;
B.用量筒准确量取所需的18 mol/L的浓硫酸_____mL,沿玻璃棒倒入上述混合液中。并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀;
C.将混合均匀的硫酸溶液沿玻璃棒注入所选的容量瓶中;
D._____________________________________________;
E.振荡,继续向容量瓶中加蒸馏水,直到液面接近刻度线1~2 cm 处;
F.改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的凹液面恰好与刻度线相切;
G.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀。
(4)如果省略操作D,对所配溶液浓度有何影响?______
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)进行操作C前还需注意__________________________。
【解析】本题考查了一定物质的量浓度溶液的配制以及有
关物质的量浓度的计算。
(1)c=
(2)要配制6.0 mol/L的硫酸溶液1 000 mL,则要选
1 000 mL的容量瓶。
(3)所需的18 mol/L的浓硫酸的体积为
(4)若不洗涤会使溶质损失,则配制的溶液浓度会偏小。
答案:(1)3.0 (2)1 000
(3)295.0 用适量的蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液均注入容量瓶中
(4)偏小
(5)将稀释后的硫酸溶液冷却到室温