(共41张PPT)
第二单元|溶液组成的定量研究
(一)物质的量浓度
概念 溶质B的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的 ,用符号cB表示,常用单位为mol·L-1
物质的量
续表
[微点拨]
①V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,单位一般用“L”。
②对于一定物质的量浓度的溶液来说,从中取出任意体积的溶液,物质的量浓度不变,但其中所含溶质的物质的量与所取体积有关。
③整体与部分的关系。
续表
(二)配制一定物质的量浓度的溶液(以配制100 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液为例)
容量瓶 容量瓶 的结构
容量瓶 容量瓶 的使用 ①容量瓶的查漏方法
向容量瓶中注入一定量水,盖好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧,再检查是否漏水。如不漏水,该容量瓶才能使用
②容量瓶使用的“五不能”
a.不能用容量瓶溶解固体;b.不能用容量瓶稀释浓溶液;c.不能把容量瓶加热;d.不能把容量瓶当作反应容器;e.不能用容量瓶长期存放溶液
续表
配制 步骤 计算 根据n=c·V知,n(Na2CO3)= ,m(Na2CO3)= _______
称量 用分析天平或电子天平准确称取 g Na2CO3固体
溶解 将碳酸钠固体转移至100 mL烧杯中,用适量蒸馏水溶解,并冷却到_____
转移 ①将烧杯中的溶液用 小心地引流到 中
(用玻璃棒引流时,玻璃棒末端要在容量瓶的刻度线以下)。
②用蒸馏水洗涤烧杯内壁及 2~3次,并将每次洗涤的溶液都注入容量瓶中。轻轻振荡容量瓶,使溶液混合均匀
续表
0.01 mol
1.06 g
1.06
室温
玻璃棒
100 mL容量瓶
玻璃棒
配制 步骤 定容 ①缓缓地将蒸馏水注入容量瓶中,直到容量瓶中的液面距离容量瓶的刻度线 处。
②改用 滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与 相切。
③将容量瓶塞盖好,用食指按住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,反复上下颠倒,摇匀
[微规律] 选择容量瓶的原则——“大而近”原则 所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如:需用480 mL某溶液应选择500 mL容量瓶来配制溶液。
续表
1~2 cm
胶头滴管
刻度线
(三)化学反应的计算
示 例 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。如实验室为确定一瓶稀盐酸的浓度,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液中和25.00 mL该盐酸,当酸与碱恰好完全反应时,消耗NaOH溶液24.50 mL。试求该盐酸的物质的量浓度
续表
[微提醒]
注意计算过程中相同物理量的有效数字与题目保持一致,如左栏题目中出现数据“24.50 mL”精确到4位有效数字,“0.100 mol·L-1”精确到3位有效数字,要求的盐酸的物质的量浓度就要精确到3位有效数字。
续表
[新知探究(一)]
物质的量浓度的相关计算
[归纳与论证能力]
[典例导引]
[典例] 浓盐酸是实验室常用的三大强酸之一,在试剂标签上标注其密度为1.179 g·cm-3,物质的量浓度为12 mol·L-1。试回答下列问题:
(1)若把3.01×1024个HCl分子溶于水,得到1 L溶液,所得盐酸溶液的物质的量浓度是多少?H+的物质的量浓度是多少?
(2)标准状况下,3.36 L HCl溶于水,得到100 mL盐酸溶液,所得盐酸溶液的溶质的物质的量浓度是多少?若把所得盐酸溶液稀释至500 mL,则所得溶液的物质的量浓度是多少?
(3)根据标签内容,求盐酸溶液中溶质的质量分数。
[生成认知]
1.由溶质的质量或微粒数计算物质的量浓度
若已知溶质质量
若已知溶液中某粒子的个数
2.由标准状况下气体的体积计算物质的量浓度
(1)若已知溶液的体积
(2)若已知溶液的密度
假定气体的摩尔质量为M g·mol-1,V L(标准状况下)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3。
3.溶液的稀释与混合
稀释时 溶质质量不变:m1w1=m2w2;溶质的物质的量不变
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
混合时 c(混)·V(混)=c1V1+c2V2
5.溶液中的计量关系
[跟踪训练]
1.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是 ( )
A.将40 g NaOH溶解在1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入9 L水中
D.将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
答案:D
2.下列说法中正确的是 ( )
A.将322 g Na2SO4·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为
1 mol·L-1
B.将1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液加水稀释到2 L,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.将1 L 18.4 mol·L-1的H2SO4溶液加入1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
D.将336 mL HCl气体溶于水,配成300 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
解析:A项错在溶剂体积为1 L;C项溶液浓度大于9.2 mol·L-1;D项,未指明气体所处状况。
答案:B
答案:D
4.密度为1.84 g·cm-3的98%的浓H2SO4的物质的量浓度为__________。
答案:18.4 mol·L-1
[新知探究(二)]
溶液配制中的误差分析
[理解与辨析能力]
[发展认知]
1.操作不当对溶液浓度的影响
以配制100 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液为例。
可能引起误差的操作 变化的量 实际浓度(cB)
将烧杯中溶液向容量瓶中转移时,有少量洒出 nB减小 偏低
烧杯中溶液倾倒完毕,忘记洗涤烧杯和玻璃棒 nB减小 偏低
未冷却至室温就注入容量瓶定容 V减小 偏高
定容时,仰视容量瓶的刻度线 V增大 偏低
定容时,俯视容量瓶的刻度线 V减小 偏高
定容时,水加多了,用滴管吸出 nB减小 偏低
定容摇匀后,发现液面下降,再加水至刻度线 V增大 偏低
溶解前烧杯内有水 — 无影响
续表
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
仰视刻度线(图1) 由于操作时是以刻度线为基准加水,刻度线低于液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小
俯视刻度线(图2) 与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,使得加水量偏少,浓度偏大
[跟踪训练]
1.配制一定物质的量浓度的某溶液,下列情况会使配制结果偏低的是 ( )
A.未冷却即转移、定容
B.未洗烧杯及玻璃棒
C.定容时俯视刻度线观察液面
D.容量瓶中原有少量蒸馏水
解析:A项,未冷却即转移,最后导致溶液体积偏小,浓度偏高;B项,未洗涤导致溶质减少,浓度偏低;C项,俯视刻度线,导致V偏小,浓度偏大;D项没有影响。
答案:B
2.常温下,用密度为1.84 g·cm-3、溶质的质量分数为98%的硫酸,配制200 mL 2.3 mol·L-1的稀硫酸。
(1)所配制的稀硫酸中,H+的物质的量浓度为______mol·L-1。
(2)需用浓硫酸的体积为______mL。
(3)若所配制的稀硫酸浓度偏小,则下列可能的原因分析中正确的是______。
A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
B.量取浓硫酸时,仰视液体的凹液面
C.未冷却,立即转移至容量瓶定容
D.定容时,仰视溶液的凹液面
答案:(1)4.6 (2)25.0 (3)D
[应用体验]
1.下列配制的溶液浓度偏高的是 ( )
A.配制盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并定容至刻度线
解析:A项,用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线,将会使量得盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏低;B项,定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;C项,由于所称NaOH固体的质量为整数,不需移动游码,故称得固体NaOH的质量是准确的,不会影响到配制溶液的浓度;D项,因热胀冷缩,会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线,导致所配溶液浓度偏高。
答案:D
2.用容量瓶配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的实验中,会使所配溶液浓度偏高的是 ( )
A.定容时加水加多了,用滴管吸出溶液至刻度线
B.定容时仰视刻度线
C.没有洗涤溶解NaCl固体的烧杯和玻璃棒
D.称量NaCl固体时砝码上有杂质
解析:A项,用滴管吸出溶液使n(NaCl)减小,浓度偏低;B项,定容时仰视刻度线,溶液的体积偏大,浓度偏低;C项,未洗涤烧杯、玻璃棒,n(NaCl)减小,浓度偏低;D项,砝码上有杂质使本身质量偏大,称量NaCl的质量偏大,浓度偏高。
答案:D
练好题——渗透核心价值
1.在无土栽培时,需用0.5 mol·L-1 NH4Cl、0.16 mol·L-1 KCl、0.24 mol·L-1 K2SO4配制而成的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体来配制1 L营养液,则需此三种固体物质的量分别为 ( )
A.0.4 mol、0.5 mol、0.12 mol
B.0.66 mol、0.5 mol、0.24 mol
C.0.64 mol、0.5 mol、0.24 mol
D.0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol
答案:D
2.某品牌饮用矿物质水的标签的部分内容如下。下列说法正确的是( )
××牌饮用矿物质水
净含量:500 mL
配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾
保质期:12个月
主要离子成分:
钾离子(K+):1.0~27.3 mg·L-1
镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1
硫酸根离子(SO2-4):0.4~19.2 mg·L-1
氯离子(Cl-):10~27.3 mg·L-1
A.标签上的离子的浓度是物质的量浓度
B.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)最大值为2×10-4 mol·L-1
C.取少量待测液加入稀盐酸酸化,再滴入硝酸银,出现白色沉淀,说明有氯离子
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中SO2-4的物质的量不超过1×10-5 mol
答案:B
3. (选自鲁科版新教材P29)106 g Na2CO3溶于1 L水中所得溶液与1 mol Na2CO3溶于水稀释成1 L的溶液相比,Na2CO3的物质的量浓度是否相等?为什么?
答案:不相等。106 g碳酸钠溶于1 L水时,所得溶液的体积大于1 L。所得溶液的物质的量浓度小于1 mol·L-1,所以1 mol 碳酸钠溶于水稀释成1 L的溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1。
““四翼”检测评价”见““四翼”检测评价(八)”
(单击进入电子文档)第二单元|溶液组成的定量研究
(一)物质的量浓度
概念 溶质B的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,用符号cB表示,常用单位为mol·L-1 [微点拨]①V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,单位一般用“L”。②对于一定物质的量浓度的溶液来说,从中取出任意体积的溶液,物质的量浓度不变,但其中所含溶质的物质的量与所取体积有关。③整体与部分的关系。
关系 溶质的物质的量浓度(cB)、溶质的物质的量(nB)、溶液的体积(V)之间的关系为cB=。如将53.0 g Na2CO3溶解在水中,配成500 mL溶液,列式算出所得溶液中溶质的物质的量浓度。n(Na2CO3)===0.500 molc(Na2CO3)===1.00 mol·L-1
(二)配制一定物质的量浓度的溶液(以配制100 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液为例)
容量瓶 容量瓶的结构 [微规律] 选择容量瓶的原则——“大而近”原则所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如:需用480 mL某溶液应选择500 mL容量瓶来配制溶液。
容量瓶的使用 ①容量瓶的查漏方法向容量瓶中注入一定量水,盖好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧,再检查是否漏水。如不漏水,该容量瓶才能使用②容量瓶使用的“五不能”a.不能用容量瓶溶解固体;b.不能用容量瓶稀释浓溶液;c.不能把容量瓶加热;d.不能把容量瓶当作反应容器;e.不能用容量瓶长期存放溶液
配制步骤 计算 根据n=c·V知,n(Na2CO3)=0.01_mol,m(Na2CO3)=1.06_g
称量 用分析天平或电子天平准确称取1.06 g Na2CO3固体
溶解 将碳酸钠固体转移至100 mL烧杯中,用适量蒸馏水溶解,并冷却到室温
转移 ①将烧杯中的溶液用玻璃棒小心地引流到100_mL容量瓶中(用玻璃棒引流时,玻璃棒末端要在容量瓶的刻度线以下)。②用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,并将每次洗涤的溶液都注入容量瓶中。轻轻振荡容量瓶,使溶液混合均匀
定容 ①缓缓地将蒸馏水注入容量瓶中,直到容量瓶中的液面距离容量瓶的刻度线1~2_cm处。②改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切。③将容量瓶塞盖好,用食指按住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,反复上下颠倒,摇匀
(三)化学反应的计算
示例 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。如实验室为确定一瓶稀盐酸的浓度,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液中和25.00 mL该盐酸,当酸与碱恰好完全反应时,消耗NaOH溶液24.50 mL。试求该盐酸的物质的量浓度 [微提醒]注意计算过程中相同物理量的有效数字与题目保持一致,如左栏题目中出现数据“24.50 mL”精确到4位有效数字,“0.100 mol·L-1”精确到3位有效数字,要求的盐酸的物质的量浓度就要精确到3位有效数字。
分析 24.50 mL NaOH溶液中所含NaOH的物质的量为n(NaOH)=2.450×10-2_L×0.100_mol·L-1=2.45×10-3 mol HCl+NaOH===NaCl+H2O化学计量数 1 1物质的量 n(HCl) 2.45×10-3 moln(HCl)==2.45×10-3 mol该盐酸的物质的量浓度为c(HCl)==0.098 0 mol·L-1
[新知探究(一)]
物质的量浓度的相关计算
[归纳与论证能力]
[典例导引]
[典例] 浓盐酸是实验室常用的三大强酸之一,在试剂标签上标注其密度为1.179 g·cm-3,物质的量浓度为12 mol·L-1。试回答下列问题:
(1)若把3.01×1024个HCl分子溶于水,得到1 L溶液,所得盐酸溶液的物质的量浓度是多少?H+的物质的量浓度是多少?
(2)标准状况下,3.36 L HCl溶于水,得到100 mL盐酸溶液,所得盐酸溶液的溶质的物质的量浓度是多少?若把所得盐酸溶液稀释至500 mL,则所得溶液的物质的量浓度是多少?
(3)根据标签内容,求盐酸溶液中溶质的质量分数。
[解析] (1)n(HCl)==5 mol;c(HCl)=5 mol·L-1;c(H+)=5 mol·L-1。
(2)n(HCl)==0.15 mol,c=1.5 mol·L-1。稀释前后溶质的物质的量不变,c=0.15 mol÷0.5 L=0.3 mol·L-1。
(3)假设盐酸的体积为1 L,溶液的质量=ρV=1.179 g·cm-3×1 000 cm3=1 179 g,n(HCl)=cV=12 mol·L-1×1 L=12 mol,m(HCl)=nM=12 mol×36.5 g·mol-1=438 g,溶质的质量分数w=438 g÷1 179 g×100%≈37.15%。
[答案] (1)c(HCl)=5 mol·L-1;c(H+)=5 mol·L-1
(2)1.5 mol·L-1 0.3 mol·L-1 (3)37.15%
[生成认知]
1.由溶质的质量或微粒数计算物质的量浓度
若已知溶质质量
若已知溶液中某粒子的个数
2.由标准状况下气体的体积计算物质的量浓度
(1)若已知溶液的体积
(2)若已知溶液的密度
假定气体的摩尔质量为M g·mol-1,V L(标准状况下)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3。
先计算溶质的物质的量 n= mol
再计算溶液的体积 V==×1×10-3 L·mL-1= L
最后计算溶质的物质的量浓度 c=== mol·L-1
3.溶液的稀释与混合
稀释时 溶质质量不变:m1w1=m2w2;溶质的物质的量不变c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
混合时 c(混)·V(混)=c1V1+c2V2
4.物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算
cB==== ω=。
5.溶液中的计量关系
固定组成 在溶液中阳离子与阴离子的物质的量浓度之比=化学组成中离子个数之比
电荷守恒 在溶液中,阳离子所带的正电荷数=阴离子所带的负电荷数。如①Na2SO4溶液中c(Na+)∶c(SO)=2∶1(固定组成),即c(Na+)=2c(SO)(电荷守恒)。②Na2SO4和NaCl的混合溶液中:c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-)(电荷守恒)
[注意]
①进行物质的量浓度的有关计算时,各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c=,要充分利用有关物质的量的各种计算公式,发挥物质的量的桥梁作用。
②计算物质的量浓度时,若已知溶液的密度,根据V=,求出V,然后根据cB=求出cB。
③用公式c=进行换算时,要注意1 000加上单位应为1 000 mL·L-1,ρ的单位为g·mL-1,c的单位为mol·L-1。
④运用电荷守恒时,要特别注意离子的浓度要乘以离子所带电荷的数值。
[跟踪训练]
1.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解在1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入9 L水中
D.将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
解析:选D 根据公式c=判断,n为溶质的物质的量,V为溶液的体积。A项,溶液的体积不等于1 L,错误;B项,未指明在标准状况下,22.4 L HCl的物质的量不一定是1 mol,错误;C项,盐酸与水混合后,溶液体积不是10 L,错误;D项,n(NaOH)=0.25 mol,V[NaOH(aq)]=0.25 L,c(NaOH)=1 mol·L-1,正确。
2.下列说法中正确的是( )
A.将322 g Na2SO4·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.将1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液加水稀释到2 L,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.将1 L 18.4 mol·L-1的H2SO4溶液加入1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
D.将336 mL HCl气体溶于水,配成300 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
解析:选B A项错在溶剂体积为1 L;C项溶液浓度大于9.2 mol·L-1;D项,未指明气体所处状况。
3.密度为d g·cm-3的溶液V mL含有摩尔质量为M的溶质m g,其物质的量浓度为c mol·L-1,质量分数为W%,下列表示式不正确的是( )
A.c= B.m=
C.d= D.W%=%
解析:选D 用定义式检验A项:c=,其中n=,V的单位需要调整,即c=,正确;用定义式检验B项:m质=wm液,其中m液=V·ρ,得m=dV×W%,正确;用公式c=检验C项和D项:即c=,d=,C项正确;W%=,D项不正确。
4.密度为1.84 g·cm-3的98%的浓H2SO4的物质的量浓度为__________。
解析:c= mol·L-1=18.4 mol·L-1。
答案:18.4 mol·L-1
[新知探究(二)]
溶液配制中的误差分析
[理解与辨析能力]
[发展认知]
1.操作不当对溶液浓度的影响
以配制100 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液为例。
可能引起误差的操作 变化的量 实际浓度(cB)
将烧杯中溶液向容量瓶中转移时,有少量洒出 nB减小 偏低
烧杯中溶液倾倒完毕,忘记洗涤烧杯和玻璃棒 nB减小 偏低
未冷却至室温就注入容量瓶定容 V减小 偏高
定容时,仰视容量瓶的刻度线 V增大 偏低
定容时,俯视容量瓶的刻度线 V减小 偏高
定容时,水加多了,用滴管吸出 nB减小 偏低
定容摇匀后,发现液面下降,再加水至刻度线 V增大 偏低
溶解前烧杯内有水 — 无影响
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
仰视刻度线(图1) 由于操作时是以刻度线为基准加水,刻度线低于液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小
俯视刻度线(图2) 与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,使得加水量偏少,浓度偏大
[跟踪训练]
1.配制一定物质的量浓度的某溶液,下列情况会使配制结果偏低的是( )
A.未冷却即转移、定容
B.未洗烧杯及玻璃棒
C.定容时俯视刻度线观察液面
D.容量瓶中原有少量蒸馏水
解析:选B A项,未冷却即转移,最后导致溶液体积偏小,浓度偏高;B项,未洗涤导致溶质减少,浓度偏低;C项,俯视刻度线,导致V偏小,浓度偏大;D项没有影响。
2.常温下,用密度为1.84 g·cm-3、溶质的质量分数为98%的硫酸,配制200 mL 2.3 mol·L-1的稀硫酸。
(1)所配制的稀硫酸中,H+的物质的量浓度为______mol·L-1。
(2)需用浓硫酸的体积为______mL。
(3)若所配制的稀硫酸浓度偏小,则下列可能的原因分析中正确的是______。
A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
B.量取浓硫酸时,仰视液体的凹液面
C.未冷却,立即转移至容量瓶定容
D.定容时,仰视溶液的凹液面
解析:(1)所配制的硫酸中c(H+) = 2c(H2SO4)=2×2.3 mol·L-1=4.6 mol·L-1。(2)浓硫酸的物质的量浓度为 mol·L-1=18.4 mol·L-1,稀释前后溶质的物质的量不变,故有 200×10-3 L×2.3 mol·L-1=V(H2SO4)×10-3 L·mL-1×18.4 mol·L-1,V(H2SO4)= 25.0 mL。(3)容量瓶中是否有水对实验结果无影响,故 A 不符合题意;量取浓硫酸时,仰视凹液面,所配溶液的溶质的物质的量增大,浓度偏大,故 B 不符合题意;未冷却直接转移到容量瓶,定容,冷却恢复室温,容量瓶中溶液的体积减小,所配溶液浓度偏大,故 C 不符合题意;定容时,仰视凹液面,容量瓶中溶液的体积偏大,浓度偏小,故 D 符合题意。
答案:(1)4.6 (2)25.0 (3)D
赢微点——内化学科素养
误差分析的方法
在配制一定物质的量浓度的溶液进行误差分析时,要根据cB=,围绕实验操作对n或V的影响来分析。
(1)凡是使nB增大的因素,使cB偏大。
(2)凡是使nB减小的因素,使cB偏小。
(3)凡是使V增大的因素,使cB偏小。
(4)凡是使V减小的因素,使cB偏大。
[应用体验]
1.下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并定容至刻度线
解析:选D A项,用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线,将会使量得盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏低;B项,定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;C项,由于所称NaOH固体的质量为整数,不需移动游码,故称得固体NaOH的质量是准确的,不会影响到配制溶液的浓度;D项,因热胀冷缩,会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线,导致所配溶液浓度偏高。
2.用容量瓶配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的实验中,会使所配溶液浓度偏高的是( )
A.定容时加水加多了,用滴管吸出溶液至刻度线
B.定容时仰视刻度线
C.没有洗涤溶解NaCl固体的烧杯和玻璃棒
D.称量NaCl固体时砝码上有杂质
解析:选D A项,用滴管吸出溶液使n(NaCl)减小,浓度偏低;B项,定容时仰视刻度线,溶液的体积偏大,浓度偏低;C项,未洗涤烧杯、玻璃棒,n(NaCl)减小,浓度偏低;D项,砝码上有杂质使本身质量偏大,称量NaCl的质量偏大,浓度偏高。
练好题——渗透核心价值
1.在无土栽培时,需用0.5 mol·L-1 NH4Cl、0.16 mol·L-1 KCl、0.24 mol·L-1 K2SO4配制而成的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体来配制1 L营养液,则需此三种固体物质的量分别为( )
A.0.4 mol、0.5 mol、0.12 mol
B.0.66 mol、0.5 mol、0.24 mol
C.0.64 mol、0.5 mol、0.24 mol
D.0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol
解析:选D 该营养液中NH+4、Cl-、K+、SO的物质的量分别是0.5 mol、0.66 mol、0.64 mol、0.24 mol,所以根据原子守恒可知,KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种物质的物质的量分别是0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol。
2.某品牌饮用矿物质水的标签的部分内容如下。下列说法正确的是( )
××牌饮用矿物质水净含量:500 mL配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾保质期:12个月主要离子成分:钾离子(K+):1.0~27.3 mg·L-1镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1硫酸根离子(SO2-4):0.4~19.2 mg·L-1氯离子(Cl-):10~27.3 mg·L-1
A.标签上的离子的浓度是物质的量浓度
B.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)最大值为2×10-4 mol·L-1
C.取少量待测液加入稀盐酸酸化,再滴入硝酸银,出现白色沉淀,说明有氯离子
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中SO2-4的物质的量不超过1×10-5 mol
解析:选B 该品牌饮用矿物质水中离子浓度表示单位体积内含有离子的质量,选项A错误;该品牌饮用矿物质水中镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1,c(Mg2+)最大值为=2×10-4 mol·L-1,选项B正确;盐酸酸化后的溶液中一定含有氯离子,加入硝酸银反应产生氯化银白色沉淀,则不能确定原溶液中是否含有氯离子,选项C错误;硫酸根离子(SO):0.4~19.2 mg·L-1,一瓶该品牌饮用矿物质水的体积为500 mL,SO4的质量最大值为19.2 mg·L-1×0.5 L=9.6 mg,故n(SO)的最大值为=1×10-4 mol,选项D错误。
3. (选自鲁科版新教材P29)106 g Na2CO3溶于1 L水中所得溶液与1 mol Na2CO3溶于水稀释成1 L的溶液相比,Na2CO3的物质的量浓度是否相等?为什么?
答案:不相等。106 g碳酸钠溶于1 L水时,所得溶液的体积大于1 L。所得溶液的物质的量浓度小于1 mol·L-1,所以1 mol 碳酸钠溶于水稀释成1 L的溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1。
[“四翼”检测评价]
?基础性——强调基础扎实
1.容量瓶是用来配制一定物质的量浓度的溶液的定量仪器,其上标有:①温度 ②浓度 ③容积 ④压强 ⑤刻度线 ⑥酸式或碱式,这六项中的( )
A.②④⑥ B.③⑤⑥
C.①②④ D.①③⑤
答案:D
2.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( )
解析:选B 称量固体时,应遵循“左物右码”的原则,A项错误;用玻璃棒搅拌可以加快溶解速率,B项正确;向容量瓶中转移溶液时要用玻璃棒引流,C项错误;定容时胶头滴管尖嘴部分不能伸入容量瓶中,D项错误。
3.下列溶液中,物质的量浓度最大的是( )
A.1 L H2SO4溶液中含98 g H2SO4
B.0.5 L含49 g H2SO4的溶液
C.98 g H2SO4溶于水配成2 L溶液
D.0.1 L含24.5 g H2SO4的溶液
解析:选D 根据c==可计算出A、B、C、D项中H2SO4的物质的量浓度分别为1 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、2.5 mol·L-1,D符合题意。
4.现有浓度为2 mol·L-1的HCl溶液V L,欲使其浓度变为4 mol·L-1,下列方法可行的是( )
A.通入标准状况下的HCl气体44.8 L
B.将溶液加热蒸发浓缩至0.5V L
C.加入10 mol·L-1盐酸0.6V L,再将溶液稀释至2V L
D.蒸发掉0.5 L水
解析:选C 标准状况下的44.8 L HCl气体的物质的量为2 mol,通入V L 2 mol·L-1的盐酸溶液,溶液中氯化氢的物质的量为(2V+2)mol,但溶液的体积不一定是0.5(V+1),A不符合题意;蒸发溶液时,氯化氢挥发,溶液浓度降低,B、D不符合题意;混合后溶液中的氯化氢为2 mol·L-1×V L+10 mol·L-1×0.6V L=8V mol,所以混合后氯化氢的浓度为=4 mol·L-1,C可行。
5.V L Fe2(SO4)3溶液中含m g Fe3+,则溶液中SO2-4的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
解析:选D n(Fe3+)=,n(SO2-4)=× mol= mol,c(SO2-4)== mol·L-1。
?综合性——强调融会贯通
6.假若你是卫生防疫成员,需要配制0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥即用来配制溶液
B.用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移入容量瓶中
C.定容时,加水未到刻度线
D.摇匀后,液面低于刻度线,没有再加蒸馏水
解析:选C 容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥即用来配制溶液,不影响溶质的物质的量和溶液的体积,所配溶液浓度不变,A不符合题意;用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移入容量瓶中,操作正确无误,配制的溶液浓度无影响,B不符合题意;定容时,加水未到刻度线,溶液的体积偏小,导致配制的溶液的浓度偏大,C符合题意;摇匀后,液面低于刻度线,不需要任何操作,因此没有再加蒸馏水,配制的溶液浓度不影响,D不符合题意。
7.实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,现有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是( )
A.2.24 L B.4.48 L
C.6.72 L D.44.8 L
解析:选C 24.5 g KClO3的物质的量是=0.2 mol,
2KClO32KCl+3O2↑
2 mol 3 mol
0.2 mol n(O2)
2 mol∶0.2 mol=3 mol∶n(O2),则n(O2)=0.3 mol。
故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
8.某试剂瓶上贴有如下标签:“100 mL 1.0 mol·L-1 MgCl2溶液”。对该试剂理解正确的是( )
A.该溶液中含有的微粒主要有MgCl2、Mg2+、Cl-、H2O
B.若取50 mL溶液,其中的c(Cl-)=1.0 mol·L-1
C.取该溶液5.0 mL恰好与100 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液完全反应
D.取10 mL该溶液加水10 mL,所得MgCl2溶液的浓度为0.5 mol·L-1
解析:选C 该溶液中含有的微粒主要有Mg2+、Cl-、H2O,不含MgCl2,A错误;取50 mL溶液,其中的c(Cl-)=2×1.0 mol·L-1=2.0 mol·L-1,B错误;取该溶液5.0 mL,5.0 mL溶液中氯离子物质的量为1.0 mol·L-1×2×0.005 L=0.01 mol,100 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中银离子的物质的量为0.1 mol·L-1×0.1 L=0.01 mol,两者物质的量相等,因此两者恰好完全反应,C正确;取10 mL该溶液加水10 mL,所得混合溶液体积不为20 mL,所以得到的MgCl2溶液的浓度不是0.5 mol·L-1,D错误。
9.某温度下,质量为95 g的氯化镁溶解在0.2 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1)恰好得到氯化镁的饱和溶液,所得溶液的密度为ρ g·mL-1,物质的量浓度为c mol·L-1,溶解度为S g,NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液中含有NA个氯化镁分子
B.所得溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1
C.所得溶液的溶解度可表示为
D.所得溶液中溶质的质量分数可表示为
解析:选C 氯化镁是强电解质,氯化镁溶液中不含氯化镁分子,A错误;95 g氯化镁的物质的量是=1 mol,溶液的体积为 L,物质的量浓度为mol·L-1,B错误;设溶液体积为1 L,则溶质的物质的量是c mol,质量是95c g,溶液的质量是1 000ρ g,溶剂的质量是1 000ρ g-95c g,则=,S=,C正确;设溶液体积为1 L,则溶质的物质的量是c mol,质量是95c g,溶液的质量是1 000ρ g,溶液中溶质的质量分数可表示为 ×100%,D错误。
10.在催化剂存在下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,完成下列计算:10 mol NH3和10 mol O2反应生成8 mol NO,过量的氨溶于产物水中成为氨水,则该氨水中氨的质量分数为( )
A.13.6% B.15.7%
C.28% D.32.4%
解析:选A 令参加反应的氨气为a mol、生成的水为b mol,则:
4NH3+5O24NO+6H2O
4 4 6
a mol 8 mol b mol
所以4∶4=a mol∶8 mol,解得a=8,4∶6=8 mol∶b mol,解得b=12,故剩余氨气为10 mol-8 mol=2 mol,所得氨水的质量分数为×100%=13.6%。
11.将19.5 g锌粒投入250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸中,试计算(写出计算过程):
(1)产生的氢气在标准状况下的体积。
(2)忽略溶液体积变化,反应后溶液中氢离子浓度。
(3)要配制250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸,需取用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为多少毫升?(保留三位有效数字)
答案:(1)设反应产生氢气的物质的量为x mol,19.5 g锌粒的物质的量为0.3 mol,250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸中溶质的物质的量为0.25 L×2 mol·L-1=0.5 mol。
Zn + H2SO4===ZnSO4+H2↑
1 mol 1 mol 1 mol
0.3 mol 0.5 mol x mol
硫酸过量,按锌进行计算,得x=0.3,体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
(2)硫酸反应了0.3 mol,剩余(0.5-0.3)mol=0.2 mol,反应后溶液中氢离子浓度为 mol·L-1=1.6 mol·L-1。
(3)质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3浓硫酸的浓度为 mol·L-1=18.4 mol·L-1,设需要浓硫酸的体积为V,浓硫酸在稀释前后溶质的物质的量保持不变,0.25 L×2 mol·L-1=18.4 mol·L-1×V,V≈0.027 2 L=27.2 mL。
12.实验室中经常需配制一定浓度的NaOH溶液,现将24.4 g NaOH 固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.219 g·mL-1。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为_________________________________。
(2)该溶液中NaOH的质量分数约为______________________________________。
(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为____________,含NaOH的质量为____________,含NaOH的物质的量为____________。
(4)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0.61 mol,c(NaOH)==6.1 mol·L-1。(2)100 mL NaOH溶液的质量为100 mL×1.219 g·mL-1=121.9 g;NaOH的质量分数为×100%≈20%。(3)因为溶液是均匀的,所以这10 mL溶液与原100 mL溶液相比,NaOH的物质的量浓度相同,但NaOH的质量和物质的量均为原来的。(4)这10 mL溶液中NaOH的物质的量浓度为6.1 mol·L-1,稀释到100 mL后,NaOH的物质的量浓度减小为 =0.61 mol·L-1。
答案:(1)6.1 mol·L-1 (2)20% (3)6.1 mol·L-1 2.44 g 0.061 mol (4)0.61 mol·L-1
13.实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL。
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移
⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却 ⑨摇动
正确的操作顺序为___________________________________________________。
本实验必须用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、__________________。
(2)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所示。烧杯的实际质量为______g,要完成本实验该同学应称出________g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(4)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会使浓度偏高的是______(填标号)。
A.所用NaOH已经潮解
B.向容量瓶中加水未到刻度线
C.有少量NaOH溶液残留在烧杯里
D.用带游码的托盘天平称5.4 g NaOH(1 g以下用游码)时误用了“左码右物”方法
解析:(1)配制1.0 mol·L-1 NaOH溶液的步骤:计算所需NaOH固体的质量→用托盘天平称量→在烧杯中溶解→冷却至室温→向容量瓶中转移溶液→洗涤烧杯及玻璃棒→轻轻摇动容量瓶→向容量瓶中加水定容→反复上下颠倒、摇匀。根据实验步骤即可判断出所用仪器还有250 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)该同学将砝码与烧杯位置放反了,所以烧杯的实际质量为(20 g+10 g)-2.6 g=27.4 g;应称取NaOH的质量为1.0 mol·L-1×0.25 L×40 g·mol-1=10.0 g。(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作为检漏。(4)A项,所称NaOH的质量偏小,浓度偏低;B项,所得溶液体积偏小,浓度偏高;C项,所得溶液中NaOH的物质的量偏小,浓度偏低;D项,“左码右物”称量时,m物+m游码=m砝码,故所称NaOH质量偏小,浓度偏低。
答案:(1)②①③⑧⑤⑥⑨⑦④ 250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)27.4 10.0 (3)检漏 (4)B
?应用性、创新性——强调创新思维,体现应用价值
14.用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制100 mL浓度为1 mol·L-1的稀硫酸。其操作步骤可分解为以下几步:
A.用量筒量取5.4 mL浓硫酸,缓缓注入盛有约50 mL 蒸馏水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌
B.用约30 mL蒸馏水,分成三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次洗涤液都倒入容量瓶里
C.将稀释后的稀硫酸小心地用玻璃棒引流入容量瓶
D.检查100 mL容量瓶口部是否发生滴漏
E.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面接近环形刻度线1~2 cm处
F.盖紧瓶塞,反复倾倒振荡,摇匀溶液
G.用胶头滴管向容量瓶里逐滴滴入蒸馏水,至液面最低点恰好和环形刻度线相切
请回答下列问题:
(1)正确的操作顺序是________________________________________________(填序号)。
(2)进行A步操作时,应选用下列量器中的________(填标号)。
①10 mL量筒 ②50 mL量筒
③500 mL量筒 ④1 000 mL量筒
(3)如果对装有浓硫酸的量筒仰视读数为5.4 mL,配制的稀硫酸的浓度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)进行A步操作时,必须______________________后,才能进行后面的操作。
(5)配制上述溶液时,下列操作会导致所配溶液的浓度偏高的是________(填标号)。
a.洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转移入容量瓶中
b.定容时,眼睛俯视使溶液凹面最低点与容量瓶刻度线相切
c.容量瓶中原残留有少量蒸馏水
d.定容后加水过量,又从容量瓶中取出部分溶液,使液面降至刻度线
解析:(1)配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液应掌握以下六个步骤:计算、称量或量取、溶解、洗涤、定容、摇匀,据此可确定配制的正确顺序。(2)所取液体为5.4 mL,则只能用10 mL量筒做量器,若用50 mL量筒,则会因读数与溶液体积相差太多而影响精确度。(3)仰视读数会使量取的浓硫酸的量偏多而导致结果偏高。(4)溶解后的溶液必须冷却至室温才能将其转移到容量瓶中。(5)选项a、d使配制结果偏低,选项c对配制结果无影响,选项b使配制结果偏高。
答案:(1)DACBEGF (2)① (3)偏高
(4)待溶液冷却至室温 (5)b
15.阅读并分析体检报告,可以初步判断体检者的身体状况。
(1)在上图所示的体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是________(填字母)。
a.质量分数 b.溶解度
c.摩尔质量 d.物质的量浓度
(2)上图所示的体检报告中,哪些项目的指标是用物质的量浓度表示的?
(3)检测人的血液中葡萄糖(简称血糖,葡萄糖的相对分子质量为180)的含量,参考指标常以两种计量单位表示,即“mmol/L”和“mg/dL”(1 L=10 dL)。以“mmol/L”表示时,人的血糖正常值为3.9~6.1 mmol/L。如果以“mg/dL”表示,血糖正常值范围是多少?若某人的血糖检测结果为92 mg/dL,他(她)的血糖正常吗?
解析:(1)葡萄糖的单位为mmol/L,是毫摩每升,是物质的量浓度的单位,选d。
(2)根据图示,除了第16项胱抑素C外,其余指标都是用物质的量浓度表示的。
(3)主要是把葡萄糖的单位mmol/L转化为mg/dL,mmol/L→mmol/10 dL→180 mg/10dL→18 mg/dL。血糖正常值为3.9~6.1 mmol/L, 以mg/dL为单位时,血糖正常值为70.2~109.8 mg/dL,92 mg/dL属于正常值。
答案:(1)d
(2)除了第16项胱抑素C外,其余指标都是用物质的量浓度表示的。
(3)70.2~109.8 mg/dL;血糖正常。第二单元|溶液组成的定量研究
(一)物质的量浓度
概念 溶质B的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的_________,用符号cB表示,常用单位为mol·L-1 [微点拨]①V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,单位一般用“L”。②对于一定物质的量浓度的溶液来说,从中取出任意体积的溶液,物质的量浓度不变,但其中所含溶质的物质的量与所取体积有关。③整体与部分的关系。
关系 溶质的物质的量浓度(cB)、溶质的物质的量(nB)、溶液的体积(V)之间的关系为cB=。如将53.0 g Na2CO3溶解在水中,配成500 mL溶液,列式算出所得溶液中溶质的物质的量浓度。n(Na2CO3)===0.500 molc(Na2CO3)===1.00 mol·L-1
(二)配制一定物质的量浓度的溶液(以配制100 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液为例)
容量瓶 容量瓶的结构 [微规律] 选择容量瓶的原则——“大而近”原则所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如:需用480 mL某溶液应选择500 mL容量瓶来配制溶液。
容量瓶的使用 ①容量瓶的查漏方法向容量瓶中注入一定量水,盖好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧,再检查是否漏水。如不漏水,该容量瓶才能使用②容量瓶使用的“五不能”a.不能用容量瓶溶解固体;b.不能用容量瓶稀释浓溶液;c.不能把容量瓶加热;d.不能把容量瓶当作反应容器;e.不能用容量瓶长期存放溶液
配制步骤 计算 根据n=c·V知,n(Na2CO3)=___________________,m(Na2CO3)=___________________
称量 用分析天平或电子天平准确称取_________ g Na2CO3固体
溶解 将碳酸钠固体转移至100 mL烧杯中,用适量蒸馏水溶解,并冷却到_________
转移 ①将烧杯中的溶液用_________小心地引流到___________________中(用玻璃棒引流时,玻璃棒末端要在容量瓶的刻度线以下)。②用蒸馏水洗涤烧杯内壁及_________2~3次,并将每次洗涤的溶液都注入容量瓶中。轻轻振荡容量瓶,使溶液混合均匀
定容 ①缓缓地将蒸馏水注入容量瓶中,直到容量瓶中的液面距离容量瓶的刻度线___________________处。②改用_________滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与_________相切。③将容量瓶塞盖好,用食指按住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,反复上下颠倒,摇匀
(三)化学反应的计算
示例 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。如实验室为确定一瓶稀盐酸的浓度,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液中和25.00 mL该盐酸,当酸与碱恰好完全反应时,消耗NaOH溶液24.50 mL。试求该盐酸的物质的量浓度 [微提醒]注意计算过程中相同物理量的有效数字与题目保持一致,如左栏题目中出现数据“24.50 mL”精确到4位有效数字,“0.100 mol·L-1”精确到3位有效数字,要求的盐酸的物质的量浓度就要精确到3位有效数字。
分析 24.50 mL NaOH溶液中所含NaOH的物质的量为n(NaOH)=_____________________________=2.45×10-3 mol HCl+NaOH===NaCl+H2O化学计量数 1 1物质的量 n(HCl) 2.45×10-3 moln(HCl)==2.45×10-3 mol该盐酸的物质的量浓度为c(HCl)=_________
[新知探究(一)]
物质的量浓度的相关计算
[归纳与论证能力]
[典例导引]
[典例] 浓盐酸是实验室常用的三大强酸之一,在试剂标签上标注其密度为1.179 g·cm-3,物质的量浓度为12 mol·L-1。试回答下列问题:
(1)若把3.01×1024个HCl分子溶于水,得到1 L溶液,所得盐酸溶液的物质的量浓度是多少?H+的物质的量浓度是多少?
(2)标准状况下,3.36 L HCl溶于水,得到100 mL盐酸溶液,所得盐酸溶液的溶质的物质的量浓度是多少?若把所得盐酸溶液稀释至500 mL,则所得溶液的物质的量浓度是多少?
(3)根据标签内容,求盐酸溶液中溶质的质量分数。
[生成认知]
1.由溶质的质量或微粒数计算物质的量浓度
若已知溶质质量
若已知溶液中某粒子的个数
2.由标准状况下气体的体积计算物质的量浓度
(1)若已知溶液的体积
(2)若已知溶液的密度
假定气体的摩尔质量为M g·mol-1,V L(标准状况下)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3。
先计算溶质的物质的量 n= mol
再计算溶液的体积 V==×1×10-3 L·mL-1= L
最后计算溶质的物质的量浓度 c=== mol·L-1
3.溶液的稀释与混合
稀释时 溶质质量不变:m1w1=m2w2;溶质的物质的量不变c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
混合时 c(混)·V(混)=c1V1+c2V2
4.物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算
cB==== ω=。
5.溶液中的计量关系
固定组成 在溶液中阳离子与阴离子的物质的量浓度之比=化学组成中离子个数之比
电荷守恒 在溶液中,阳离子所带的正电荷数=阴离子所带的负电荷数。如①Na2SO4溶液中c(Na+)∶c(SO)=2∶1(固定组成),即c(Na+)=2c(SO)(电荷守恒)。②Na2SO4和NaCl的混合溶液中:c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-)(电荷守恒)
[注意]
①进行物质的量浓度的有关计算时,各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c=,要充分利用有关物质的量的各种计算公式,发挥物质的量的桥梁作用。
②计算物质的量浓度时,若已知溶液的密度,根据V=,求出V,然后根据cB=求出cB。
③用公式c=进行换算时,要注意1 000加上单位应为1 000 mL·L-1,ρ的单位为g·mL-1,c的单位为mol·L-1。
④运用电荷守恒时,要特别注意离子的浓度要乘以离子所带电荷的数值。
[跟踪训练]
1.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解在1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入9 L水中
D.将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
2.下列说法中正确的是( )
A.将322 g Na2SO4·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.将1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液加水稀释到2 L,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.将1 L 18.4 mol·L-1的H2SO4溶液加入1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
D.将336 mL HCl气体溶于水,配成300 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
3.密度为d g·cm-3的溶液V mL含有摩尔质量为M的溶质m g,其物质的量浓度为c mol·L-1,质量分数为W%,下列表示式不正确的是( )
A.c= B.m=
C.d= D.W%=%
4.密度为1.84 g·cm-3的98%的浓H2SO4的物质的量浓度为__________。
[新知探究(二)]
溶液配制中的误差分析
[理解与辨析能力]
[发展认知]
1.操作不当对溶液浓度的影响
以配制100 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液为例。
可能引起误差的操作 变化的量 实际浓度(cB)
将烧杯中溶液向容量瓶中转移时,有少量洒出 nB减小 偏低
烧杯中溶液倾倒完毕,忘记洗涤烧杯和玻璃棒 nB减小 偏低
未冷却至室温就注入容量瓶定容 V减小 偏高
定容时,仰视容量瓶的刻度线 V增大 偏低
定容时,俯视容量瓶的刻度线 V减小 偏高
定容时,水加多了,用滴管吸出 nB减小 偏低
定容摇匀后,发现液面下降,再加水至刻度线 V增大 偏低
溶解前烧杯内有水 — 无影响
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
仰视刻度线(图1) 由于操作时是以刻度线为基准加水,刻度线低于液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小
俯视刻度线(图2) 与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,使得加水量偏少,浓度偏大
[跟踪训练]
1.配制一定物质的量浓度的某溶液,下列情况会使配制结果偏低的是( )
A.未冷却即转移、定容
B.未洗烧杯及玻璃棒
C.定容时俯视刻度线观察液面
D.容量瓶中原有少量蒸馏水
2.常温下,用密度为1.84 g·cm-3、溶质的质量分数为98%的硫酸,配制200 mL 2.3 mol·L-1的稀硫酸。
(1)所配制的稀硫酸中,H+的物质的量浓度为______mol·L-1。
(2)需用浓硫酸的体积为______mL。
(3)若所配制的稀硫酸浓度偏小,则下列可能的原因分析中正确的是______。
A.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
B.量取浓硫酸时,仰视液体的凹液面
C.未冷却,立即转移至容量瓶定容
D.定容时,仰视溶液的凹液面
赢微点——内化学科素养
误差分析的方法
在配制一定物质的量浓度的溶液进行误差分析时,要根据cB=,围绕实验操作对n或V的影响来分析。
(1)凡是使nB增大的因素,使cB偏大。
(2)凡是使nB减小的因素,使cB偏小。
(3)凡是使V增大的因素,使cB偏小。
(4)凡是使V减小的因素,使cB偏大。
[应用体验]
1.下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并定容至刻度线
2.用容量瓶配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的实验中,会使所配溶液浓度偏高的是( )
A.定容时加水加多了,用滴管吸出溶液至刻度线
B.定容时仰视刻度线
C.没有洗涤溶解NaCl固体的烧杯和玻璃棒
D.称量NaCl固体时砝码上有杂质
练好题——渗透核心价值
1.在无土栽培时,需用0.5 mol·L-1 NH4Cl、0.16 mol·L-1 KCl、0.24 mol·L-1 K2SO4配制而成的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体来配制1 L营养液,则需此三种固体物质的量分别为( )
A.0.4 mol、0.5 mol、0.12 mol
B.0.66 mol、0.5 mol、0.24 mol
C.0.64 mol、0.5 mol、0.24 mol
D.0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol
2.某品牌饮用矿物质水的标签的部分内容如下。下列说法正确的是( )
××牌饮用矿物质水净含量:500 mL配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾保质期:12个月主要离子成分:钾离子(K+):1.0~27.3 mg·L-1镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1硫酸根离子(SO2-4):0.4~19.2 mg·L-1氯离子(Cl-):10~27.3 mg·L-1
A.标签上的离子的浓度是物质的量浓度
B.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)最大值为2×10-4 mol·L-1
C.取少量待测液加入稀盐酸酸化,再滴入硝酸银,出现白色沉淀,说明有氯离子
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中SO2-4的物质的量不超过1×10-5 mol
3. (选自鲁科版新教材P29)106 g Na2CO3溶于1 L水中所得溶液与1 mol Na2CO3溶于水稀释成1 L的溶液相比,Na2CO3的物质的量浓度是否相等?为什么?
[“四翼”检测评价]
?基础性——强调基础扎实
1.容量瓶是用来配制一定物质的量浓度的溶液的定量仪器,其上标有:①温度 ②浓度 ③容积 ④压强 ⑤刻度线 ⑥酸式或碱式,这六项中的( )
A.②④⑥ B.③⑤⑥
C.①②④ D.①③⑤
2.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( )
3.下列溶液中,物质的量浓度最大的是( )
A.1 L H2SO4溶液中含98 g H2SO4
B.0.5 L含49 g H2SO4的溶液
C.98 g H2SO4溶于水配成2 L溶液
D.0.1 L含24.5 g H2SO4的溶液
4.现有浓度为2 mol·L-1的HCl溶液V L,欲使其浓度变为4 mol·L-1,下列方法可行的是( )
A.通入标准状况下的HCl气体44.8 L
B.将溶液加热蒸发浓缩至0.5V L
C.加入10 mol·L-1盐酸0.6V L,再将溶液稀释至2V L
D.蒸发掉0.5 L水
5.V L Fe2(SO4)3溶液中含m g Fe3+,则溶液中SO2-4的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
?综合性——强调融会贯通
6.假若你是卫生防疫成员,需要配制0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥即用来配制溶液
B.用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移入容量瓶中
C.定容时,加水未到刻度线
D.摇匀后,液面低于刻度线,没有再加蒸馏水
7.实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,现有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是( )
A.2.24 L B.4.48 L
C.6.72 L D.44.8 L
2KClO32KCl+3O2↑
2 mol 3 mol
0.2 mol n(O2)
2 mol∶0.2 mol=3 mol∶n(O2),则n(O2)=0.3 mol。
故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
8.某试剂瓶上贴有如下标签:“100 mL 1.0 mol·L-1 MgCl2溶液”。对该试剂理解正确的是( )
A.该溶液中含有的微粒主要有MgCl2、Mg2+、Cl-、H2O
B.若取50 mL溶液,其中的c(Cl-)=1.0 mol·L-1
C.取该溶液5.0 mL恰好与100 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液完全反应
D.取10 mL该溶液加水10 mL,所得MgCl2溶液的浓度为0.5 mol·L-1
9.某温度下,质量为95 g的氯化镁溶解在0.2 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1)恰好得到氯化镁的饱和溶液,所得溶液的密度为ρ g·mL-1,物质的量浓度为c mol·L-1,溶解度为S g,NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液中含有NA个氯化镁分子
B.所得溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1
C.所得溶液的溶解度可表示为
D.所得溶液中溶质的质量分数可表示为
10.在催化剂存在下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,完成下列计算:10 mol NH3和10 mol O2反应生成8 mol NO,过量的氨溶于产物水中成为氨水,则该氨水中氨的质量分数为( )
A.13.6% B.15.7%
C.28% D.32.4%
11.将19.5 g锌粒投入250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸中,试计算(写出计算过程):
(1)产生的氢气在标准状况下的体积。
(2)忽略溶液体积变化,反应后溶液中氢离子浓度。
(3)要配制250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸,需取用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为多少毫升?(保留三位有效数字)
12.实验室中经常需配制一定浓度的NaOH溶液,现将24.4 g NaOH 固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.219 g·mL-1。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为_________________________________。
(2)该溶液中NaOH的质量分数约为______________________________________。
(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为____________,含NaOH的质量为____________,含NaOH的物质的量为____________。
(4)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____________。
13.实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL。
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移
⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却 ⑨摇动
正确的操作顺序为___________________________________________________。
本实验必须用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、__________________。
(2)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所示。烧杯的实际质量为______g,要完成本实验该同学应称出________g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(4)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会使浓度偏高的是______(填标号)。
A.所用NaOH已经潮解
B.向容量瓶中加水未到刻度线
C.有少量NaOH溶液残留在烧杯里
D.用带游码的托盘天平称5.4 g NaOH(1 g以下用游码)时误用了“左码右物”方法
?应用性、创新性——强调创新思维,体现应用价值
14.用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制100 mL浓度为1 mol·L-1的稀硫酸。其操作步骤可分解为以下几步:
A.用量筒量取5.4 mL浓硫酸,缓缓注入盛有约50 mL 蒸馏水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌
B.用约30 mL蒸馏水,分成三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次洗涤液都倒入容量瓶里
C.将稀释后的稀硫酸小心地用玻璃棒引流入容量瓶
D.检查100 mL容量瓶口部是否发生滴漏
E.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面接近环形刻度线1~2 cm处
F.盖紧瓶塞,反复倾倒振荡,摇匀溶液
G.用胶头滴管向容量瓶里逐滴滴入蒸馏水,至液面最低点恰好和环形刻度线相切
请回答下列问题:
(1)正确的操作顺序是________________________________________________(填序号)。
(2)进行A步操作时,应选用下列量器中的________(填标号)。
①10 mL量筒 ②50 mL量筒
③500 mL量筒 ④1 000 mL量筒
(3)如果对装有浓硫酸的量筒仰视读数为5.4 mL,配制的稀硫酸的浓度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)进行A步操作时,必须______________________后,才能进行后面的操作。
(5)配制上述溶液时,下列操作会导致所配溶液的浓度偏高的是________(填标号)。
a.洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转移入容量瓶中
b.定容时,眼睛俯视使溶液凹面最低点与容量瓶刻度线相切
c.容量瓶中原残留有少量蒸馏水
d.定容后加水过量,又从容量瓶中取出部分溶液,使液面降至刻度线
15.阅读并分析体检报告,可以初步判断体检者的身体状况。
(1)在上图所示的体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是________(填字母)。
a.质量分数 b.溶解度
c.摩尔质量 d.物质的量浓度
(2)上图所示的体检报告中,哪些项目的指标是用物质的量浓度表示的?
(3)检测人的血液中葡萄糖(简称血糖,葡萄糖的相对分子质量为180)的含量,参考指标常以两种计量单位表示,即“mmol/L”和“mg/dL”(1 L=10 dL)。以“mmol/L”表示时,人的血糖正常值为3.9~6.1 mmol/L。如果以“mg/dL”表示,血糖正常值范围是多少?若某人的血糖检测结果为92 mg/dL,他(她)的血糖正常吗?“四翼”检测评价(八) 溶液组成的定量研究
?基础性——强调基础扎实
1.容量瓶是用来配制一定物质的量浓度的溶液的定量仪器,其上标有:①温度 ②浓度 ③容积 ④压强 ⑤刻度线 ⑥酸式或碱式,这六项中的( )
A.②④⑥ B.③⑤⑥
C.①②④ D.①③⑤
答案:D
2.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( )
解析:选B 称量固体时,应遵循“左物右码”的原则,A项错误;用玻璃棒搅拌可以加快溶解速率,B项正确;向容量瓶中转移溶液时要用玻璃棒引流,C项错误;定容时胶头滴管尖嘴部分不能伸入容量瓶中,D项错误。
3.下列溶液中,物质的量浓度最大的是( )
A.1 L H2SO4溶液中含98 g H2SO4
B.0.5 L含49 g H2SO4的溶液
C.98 g H2SO4溶于水配成2 L溶液
D.0.1 L含24.5 g H2SO4的溶液
解析:选D 根据c==可计算出A、B、C、D项中H2SO4的物质的量浓度分别为1 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、2.5 mol·L-1,D符合题意。
4.现有浓度为2 mol·L-1的HCl溶液V L,欲使其浓度变为4 mol·L-1,下列方法可行的是( )
A.通入标准状况下的HCl气体44.8 L
B.将溶液加热蒸发浓缩至0.5V L
C.加入10 mol·L-1盐酸0.6V L,再将溶液稀释至2V L
D.蒸发掉0.5 L水
解析:选C 标准状况下的44.8 L HCl气体的物质的量为2 mol,通入V L 2 mol·L-1的盐酸溶液,溶液中氯化氢的物质的量为(2V+2)mol,但溶液的体积不一定是0.5(V+1),A不符合题意;蒸发溶液时,氯化氢挥发,溶液浓度降低,B、D不符合题意;混合后溶液中的氯化氢为2 mol·L-1×V L+10 mol·L-1×0.6V L=8V mol,所以混合后氯化氢的浓度为=4 mol·L-1,C可行。
5.V L Fe2(SO4)3溶液中含m g Fe3+,则溶液中SO2-4的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
解析:选D n(Fe3+)=,n(SO2-4)=× mol= mol,c(SO2-4)== mol·L-1。
?综合性——强调融会贯通
6.假若你是卫生防疫成员,需要配制0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥即用来配制溶液
B.用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移入容量瓶中
C.定容时,加水未到刻度线
D.摇匀后,液面低于刻度线,没有再加蒸馏水
解析:选C 容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥即用来配制溶液,不影响溶质的物质的量和溶液的体积,所配溶液浓度不变,A不符合题意;用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移入容量瓶中,操作正确无误,配制的溶液浓度无影响,B不符合题意;定容时,加水未到刻度线,溶液的体积偏小,导致配制的溶液的浓度偏大,C符合题意;摇匀后,液面低于刻度线,不需要任何操作,因此没有再加蒸馏水,配制的溶液浓度不影响,D不符合题意。
7.实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,现有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是( )
A.2.24 L B.4.48 L
C.6.72 L D.44.8 L
解析:选C 24.5 g KClO3的物质的量是=0.2 mol,
2KClO32KCl+3O2↑
2 mol 3 mol
0.2 mol n(O2)
2 mol∶0.2 mol=3 mol∶n(O2),则n(O2)=0.3 mol。
故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
8.某试剂瓶上贴有如下标签:“100 mL 1.0 mol·L-1 MgCl2溶液”。对该试剂理解正确的是( )
A.该溶液中含有的微粒主要有MgCl2、Mg2+、Cl-、H2O
B.若取50 mL溶液,其中的c(Cl-)=1.0 mol·L-1
C.取该溶液5.0 mL恰好与100 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液完全反应
D.取10 mL该溶液加水10 mL,所得MgCl2溶液的浓度为0.5 mol·L-1
解析:选C 该溶液中含有的微粒主要有Mg2+、Cl-、H2O,不含MgCl2,A错误;取50 mL溶液,其中的c(Cl-)=2×1.0 mol·L-1=2.0 mol·L-1,B错误;取该溶液5.0 mL,5.0 mL溶液中氯离子物质的量为1.0 mol·L-1×2×0.005 L=0.01 mol,100 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中银离子的物质的量为0.1 mol·L-1×0.1 L=0.01 mol,两者物质的量相等,因此两者恰好完全反应,C正确;取10 mL该溶液加水10 mL,所得混合溶液体积不为20 mL,所以得到的MgCl2溶液的浓度不是0.5 mol·L-1,D错误。
9.某温度下,质量为95 g的氯化镁溶解在0.2 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1)恰好得到氯化镁的饱和溶液,所得溶液的密度为ρ g·mL-1,物质的量浓度为c mol·L-1,溶解度为S g,NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液中含有NA个氯化镁分子
B.所得溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1
C.所得溶液的溶解度可表示为
D.所得溶液中溶质的质量分数可表示为
解析:选C 氯化镁是强电解质,氯化镁溶液中不含氯化镁分子,A错误;95 g氯化镁的物质的量是=1 mol,溶液的体积为 L,物质的量浓度为mol·L-1,B错误;设溶液体积为1 L,则溶质的物质的量是c mol,质量是95c g,溶液的质量是1 000ρ g,溶剂的质量是1 000ρ g-95c g,则=,S=,C正确;设溶液体积为1 L,则溶质的物质的量是c mol,质量是95c g,溶液的质量是1 000ρ g,溶液中溶质的质量分数可表示为 ×100%,D错误。
10.在催化剂存在下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,完成下列计算:10 mol NH3和10 mol O2反应生成8 mol NO,过量的氨溶于产物水中成为氨水,则该氨水中氨的质量分数为( )
A.13.6% B.15.7%
C.28% D.32.4%
解析:选A 令参加反应的氨气为a mol、生成的水为b mol,则:
4NH3+5O24NO+6H2O
4 4 6
a mol 8 mol b mol
所以4∶4=a mol∶8 mol,解得a=8,4∶6=8 mol∶b mol,解得b=12,故剩余氨气为10 mol-8 mol=2 mol,所得氨水的质量分数为×100%=13.6%。
11.将19.5 g锌粒投入250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸中,试计算(写出计算过程):
(1)产生的氢气在标准状况下的体积。
(2)忽略溶液体积变化,反应后溶液中氢离子浓度。
(3)要配制250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸,需取用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为多少毫升?(保留三位有效数字)
答案:(1)设反应产生氢气的物质的量为x mol,19.5 g锌粒的物质的量为0.3 mol,250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸中溶质的物质的量为0.25 L×2 mol·L-1=0.5 mol。
Zn + H2SO4===ZnSO4+H2↑
1 mol 1 mol 1 mol
0.3 mol 0.5 mol x mol
硫酸过量,按锌进行计算,得x=0.3,体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
(2)硫酸反应了0.3 mol,剩余(0.5-0.3)mol=0.2 mol,反应后溶液中氢离子浓度为 mol·L-1=1.6 mol·L-1。
(3)质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3浓硫酸的浓度为 mol·L-1=18.4 mol·L-1,设需要浓硫酸的体积为V,浓硫酸在稀释前后溶质的物质的量保持不变,0.25 L×2 mol·L-1=18.4 mol·L-1×V,V≈0.027 2 L=27.2 mL。
12.实验室中经常需配制一定浓度的NaOH溶液,现将24.4 g NaOH 固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.219 g·mL-1。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为_________________________________。
(2)该溶液中NaOH的质量分数约为______________________________________。
(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为____________,含NaOH的质量为____________,含NaOH的物质的量为____________。
(4)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0.61 mol,c(NaOH)==6.1 mol·L-1。(2)100 mL NaOH溶液的质量为100 mL×1.219 g·mL-1=121.9 g;NaOH的质量分数为×100%≈20%。(3)因为溶液是均匀的,所以这10 mL溶液与原100 mL溶液相比,NaOH的物质的量浓度相同,但NaOH的质量和物质的量均为原来的。(4)这10 mL溶液中NaOH的物质的量浓度为6.1 mol·L-1,稀释到100 mL后,NaOH的物质的量浓度减小为 =0.61 mol·L-1。
答案:(1)6.1 mol·L-1 (2)20% (3)6.1 mol·L-1 2.44 g 0.061 mol (4)0.61 mol·L-1
13.实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL。
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移
⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却 ⑨摇动
正确的操作顺序为___________________________________________________。
本实验必须用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、__________________。
(2)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所示。烧杯的实际质量为______g,要完成本实验该同学应称出________g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(4)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会使浓度偏高的是______(填标号)。
A.所用NaOH已经潮解
B.向容量瓶中加水未到刻度线
C.有少量NaOH溶液残留在烧杯里
D.用带游码的托盘天平称5.4 g NaOH(1 g以下用游码)时误用了“左码右物”方法
解析:(1)配制1.0 mol·L-1 NaOH溶液的步骤:计算所需NaOH固体的质量→用托盘天平称量→在烧杯中溶解→冷却至室温→向容量瓶中转移溶液→洗涤烧杯及玻璃棒→轻轻摇动容量瓶→向容量瓶中加水定容→反复上下颠倒、摇匀。根据实验步骤即可判断出所用仪器还有250 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)该同学将砝码与烧杯位置放反了,所以烧杯的实际质量为(20 g+10 g)-2.6 g=27.4 g;应称取NaOH的质量为1.0 mol·L-1×0.25 L×40 g·mol-1=10.0 g。(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作为检漏。(4)A项,所称NaOH的质量偏小,浓度偏低;B项,所得溶液体积偏小,浓度偏高;C项,所得溶液中NaOH的物质的量偏小,浓度偏低;D项,“左码右物”称量时,m物+m游码=m砝码,故所称NaOH质量偏小,浓度偏低。
答案:(1)②①③⑧⑤⑥⑨⑦④ 250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)27.4 10.0 (3)检漏 (4)B
?应用性、创新性——强调创新思维,体现应用价值
14.用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制100 mL浓度为1 mol·L-1的稀硫酸。其操作步骤可分解为以下几步:
A.用量筒量取5.4 mL浓硫酸,缓缓注入盛有约50 mL 蒸馏水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌
B.用约30 mL蒸馏水,分成三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次洗涤液都倒入容量瓶里
C.将稀释后的稀硫酸小心地用玻璃棒引流入容量瓶
D.检查100 mL容量瓶口部是否发生滴漏
E.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面接近环形刻度线1~2 cm处
F.盖紧瓶塞,反复倾倒振荡,摇匀溶液
G.用胶头滴管向容量瓶里逐滴滴入蒸馏水,至液面最低点恰好和环形刻度线相切
请回答下列问题:
(1)正确的操作顺序是________________________________________________(填序号)。
(2)进行A步操作时,应选用下列量器中的________(填标号)。
①10 mL量筒 ②50 mL量筒
③500 mL量筒 ④1 000 mL量筒
(3)如果对装有浓硫酸的量筒仰视读数为5.4 mL,配制的稀硫酸的浓度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)进行A步操作时,必须______________________后,才能进行后面的操作。
(5)配制上述溶液时,下列操作会导致所配溶液的浓度偏高的是________(填标号)。
a.洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转移入容量瓶中
b.定容时,眼睛俯视使溶液凹面最低点与容量瓶刻度线相切
c.容量瓶中原残留有少量蒸馏水
d.定容后加水过量,又从容量瓶中取出部分溶液,使液面降至刻度线
解析:(1)配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液应掌握以下六个步骤:计算、称量或量取、溶解、洗涤、定容、摇匀,据此可确定配制的正确顺序。(2)所取液体为5.4 mL,则只能用10 mL量筒做量器,若用50 mL量筒,则会因读数与溶液体积相差太多而影响精确度。(3)仰视读数会使量取的浓硫酸的量偏多而导致结果偏高。(4)溶解后的溶液必须冷却至室温才能将其转移到容量瓶中。(5)选项a、d使配制结果偏低,选项c对配制结果无影响,选项b使配制结果偏高。
答案:(1)DACBEGF (2)① (3)偏高
(4)待溶液冷却至室温 (5)b
15.阅读并分析体检报告,可以初步判断体检者的身体状况。
(1)在上图所示的体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是________(填字母)。
a.质量分数 b.溶解度
c.摩尔质量 d.物质的量浓度
(2)上图所示的体检报告中,哪些项目的指标是用物质的量浓度表示的?
(3)检测人的血液中葡萄糖(简称血糖,葡萄糖的相对分子质量为180)的含量,参考指标常以两种计量单位表示,即“mmol/L”和“mg/dL”(1 L=10 dL)。以“mmol/L”表示时,人的血糖正常值为3.9~6.1 mmol/L。如果以“mg/dL”表示,血糖正常值范围是多少?若某人的血糖检测结果为92 mg/dL,他(她)的血糖正常吗?
解析:(1)葡萄糖的单位为mmol/L,是毫摩每升,是物质的量浓度的单位,选d。
(2)根据图示,除了第16项胱抑素C外,其余指标都是用物质的量浓度表示的。
(3)主要是把葡萄糖的单位mmol/L转化为mg/dL,mmol/L→mmol/10 dL→180 mg/10dL→18 mg/dL。血糖正常值为3.9~6.1 mmol/L, 以mg/dL为单位时,血糖正常值为70.2~109.8 mg/dL,92 mg/dL属于正常值。
答案:(1)d
(2)除了第16项胱抑素C外,其余指标都是用物质的量浓度表示的。
(3)70.2~109.8 mg/dL;血糖正常。“四翼”检测评价(八) 溶液组成的定量研究
?基础性——强调基础扎实
1.容量瓶是用来配制一定物质的量浓度的溶液的定量仪器,其上标有:①温度 ②浓度 ③容积 ④压强 ⑤刻度线 ⑥酸式或碱式,这六项中的( )
A.②④⑥ B.③⑤⑥
C.①②④ D.①③⑤
2.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( )
3.下列溶液中,物质的量浓度最大的是( )
A.1 L H2SO4溶液中含98 g H2SO4
B.0.5 L含49 g H2SO4的溶液
C.98 g H2SO4溶于水配成2 L溶液
D.0.1 L含24.5 g H2SO4的溶液
4.现有浓度为2 mol·L-1的HCl溶液V L,欲使其浓度变为4 mol·L-1,下列方法可行的是( )
A.通入标准状况下的HCl气体44.8 L
B.将溶液加热蒸发浓缩至0.5V L
C.加入10 mol·L-1盐酸0.6V L,再将溶液稀释至2V L
D.蒸发掉0.5 L水
5.V L Fe2(SO4)3溶液中含m g Fe3+,则溶液中SO2-4的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
?综合性——强调融会贯通
6.假若你是卫生防疫成员,需要配制0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥即用来配制溶液
B.用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移入容量瓶中
C.定容时,加水未到刻度线
D.摇匀后,液面低于刻度线,没有再加蒸馏水
7.实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,现有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是( )
A.2.24 L B.4.48 L
C.6.72 L D.44.8 L
2KClO32KCl+3O2↑
2 mol 3 mol
0.2 mol n(O2)
2 mol∶0.2 mol=3 mol∶n(O2),则n(O2)=0.3 mol。
故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
8.某试剂瓶上贴有如下标签:“100 mL 1.0 mol·L-1 MgCl2溶液”。对该试剂理解正确的是( )
A.该溶液中含有的微粒主要有MgCl2、Mg2+、Cl-、H2O
B.若取50 mL溶液,其中的c(Cl-)=1.0 mol·L-1
C.取该溶液5.0 mL恰好与100 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液完全反应
D.取10 mL该溶液加水10 mL,所得MgCl2溶液的浓度为0.5 mol·L-1
9.某温度下,质量为95 g的氯化镁溶解在0.2 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1)恰好得到氯化镁的饱和溶液,所得溶液的密度为ρ g·mL-1,物质的量浓度为c mol·L-1,溶解度为S g,NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液中含有NA个氯化镁分子
B.所得溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1
C.所得溶液的溶解度可表示为
D.所得溶液中溶质的质量分数可表示为
10.在催化剂存在下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,完成下列计算:10 mol NH3和10 mol O2反应生成8 mol NO,过量的氨溶于产物水中成为氨水,则该氨水中氨的质量分数为( )
A.13.6% B.15.7%
C.28% D.32.4%
4NH3+5O24NO+6H2O
4 4 6
a mol 8 mol b mol
所以4∶4=a mol∶8 mol,解得a=8,4∶6=8 mol∶b mol,解得b=12,故剩余氨气为10 mol-8 mol=2 mol,所得氨水的质量分数为×100%=13.6%。
11.将19.5 g锌粒投入250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸中,试计算(写出计算过程):
(1)产生的氢气在标准状况下的体积。
(2)忽略溶液体积变化,反应后溶液中氢离子浓度。
(3)要配制250 mL 2 mol·L-1的稀硫酸,需取用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为多少毫升?(保留三位有效数字)
12.实验室中经常需配制一定浓度的NaOH溶液,现将24.4 g NaOH 固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.219 g·mL-1。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为_________________________________。
(2)该溶液中NaOH的质量分数约为______________________________________。
(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为____________,含NaOH的质量为____________,含NaOH的物质的量为____________。
(4)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____________。
13.实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL。
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移
⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却 ⑨摇动
正确的操作顺序为___________________________________________________。
本实验必须用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、__________________。
(2)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所示。烧杯的实际质量为______g,要完成本实验该同学应称出________g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(4)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会使浓度偏高的是______(填标号)。
A.所用NaOH已经潮解
B.向容量瓶中加水未到刻度线
C.有少量NaOH溶液残留在烧杯里
D.用带游码的托盘天平称5.4 g NaOH(1 g以下用游码)时误用了“左码右物”方法
?应用性、创新性——强调创新思维,体现应用价值
14.用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制100 mL浓度为1 mol·L-1的稀硫酸。其操作步骤可分解为以下几步:
A.用量筒量取5.4 mL浓硫酸,缓缓注入盛有约50 mL 蒸馏水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌
B.用约30 mL蒸馏水,分成三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次洗涤液都倒入容量瓶里
C.将稀释后的稀硫酸小心地用玻璃棒引流入容量瓶
D.检查100 mL容量瓶口部是否发生滴漏
E.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面接近环形刻度线1~2 cm处
F.盖紧瓶塞,反复倾倒振荡,摇匀溶液
G.用胶头滴管向容量瓶里逐滴滴入蒸馏水,至液面最低点恰好和环形刻度线相切
请回答下列问题:
(1)正确的操作顺序是________________________________________________(填序号)。
(2)进行A步操作时,应选用下列量器中的________(填标号)。
①10 mL量筒 ②50 mL量筒
③500 mL量筒 ④1 000 mL量筒
(3)如果对装有浓硫酸的量筒仰视读数为5.4 mL,配制的稀硫酸的浓度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)进行A步操作时,必须______________________后,才能进行后面的操作。
(5)配制上述溶液时,下列操作会导致所配溶液的浓度偏高的是________(填标号)。
a.洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转移入容量瓶中
b.定容时,眼睛俯视使溶液凹面最低点与容量瓶刻度线相切
c.容量瓶中原残留有少量蒸馏水
d.定容后加水过量,又从容量瓶中取出部分溶液,使液面降至刻度线
15.阅读并分析体检报告,可以初步判断体检者的身体状况。
(1)在上图所示的体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是________(填字母)。
a.质量分数 b.溶解度
c.摩尔质量 d.物质的量浓度
(2)上图所示的体检报告中,哪些项目的指标是用物质的量浓度表示的?
(3)检测人的血液中葡萄糖(简称血糖,葡萄糖的相对分子质量为180)的含量,参考指标常以两种计量单位表示,即“mmol/L”和“mg/dL”(1 L=10 dL)。以“mmol/L”表示时,人的血糖正常值为3.9~6.1 mmol/L。如果以“mg/dL”表示,血糖正常值范围是多少?若某人的血糖检测结果为92 mg/dL,他(她)的血糖正常吗?