(共57张PPT)
第二单元 溶液组成的定量研究
第1课时 物质的量浓度
一、物质的量浓度
1.含义
用来表示_____________中所含溶质B的_________的物理量。符号为cB,常用单位
为________。(B表示各种溶质)
2.表达式:cB=
。如1
L溶液中含有1
mol溶质,溶质的物质的量浓度就是
__
mol·L-1。
3.示例:将53.0
g
Na2CO3溶解在水中,配成500
mL溶液,则溶液中溶质的物质的
量为_____
mol,物质的量浓度为_____________。?
必备知识·自主学习
单位体积溶液
物质的量
mol·L-1
1
0.50
1.00
mol·L-1
【自主探索】
(情境思考)纯净的无水硫酸钠称为元明粉,是一种重要的化工原料,而且其水溶
液在医学上常用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。某同学在实验室配制了
500
mL
0.5
mol·L-1的硫酸钠溶液。
(1)500
mL硫酸钠溶液中溶质的质量是多少?
提示:35.5
g。0.5
L×0.5
mol·L-1×142
g·mol-1=35.5
g。
(2)若从中取出50
mL溶液,其物质的量浓度是否改变?
提示:不变。因为溶液是均匀的,因此浓度仍然为0.5
mol·L-1。
二、一定物质的量浓度的溶液配制
1.容量瓶的使用
2.一定物质的量浓度的溶液配制步骤
计算→称量→溶解→移液→洗涤→定容→摇匀
【自主探索】
1.若实验时需480
mL
Na2CO3溶液,需选用什么容量瓶?
提示:500
mL容量瓶。
2.(情境思考)要配制1
L
0.1
mol·L-1
CuSO4溶液,需要CuSO4粉末或CuSO4·5H2O的质量一样吗?
提示:不一样。1
L
0.1
mol·L-1
CuSO4溶液,溶质CuSO4的物质的量n=1
L×
0.1
mol·L-1=0.1
mol,则需要CuSO4粉末质量0.1
mol×160
g·mol-1=16.0
g,
CuSO4·5H2O的质量0.1
mol×250
g·mol-1=25.0
g。
关键能力·合作学习
知识点一 物质的量浓度有关计算?
1.由溶液中溶质的质量或微粒数计算物质的量浓度
(1)若已知溶质质量
(2)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]
计算过程:
①先计算溶质的物质的量:n=
mol;
②再计算溶液的体积:
③最后计算溶质的物质的量浓度:
3.溶液的稀释与混合
(1)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)。
(2)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
【合作探究】
1.(思维升华)0.1
mol·L-1K2SO4溶液中K+的物质的量浓度为0.1
mol·L-1,这种说法是否正确?(宏观辨识与微观探析)
提示:不正确。K+的物质的量浓度应该是K2SO4的物质的量浓度的2倍,为
0.2
mol·L-1。
2.将12.5
g
CuSO4·5H2O溶解于水形成500
mL溶液,则该溶液的物质的量浓度为多少?(宏观辨识与微观探析)
提示:n(CuSO4)=
=0.05
mol,
c(CuSO4)=
=0.1
mol·L-1。
3.在标准状况下,将3.36
L
HCl通入1
L水中,则溶液中溶质的物质的量浓度为多少?(溶液的密度为1.2
g·cm-3)(宏观辨识与微观探析)
提示:n(HCl)=
=0.15
mol,
V(溶液)=
c(HCl)=
≈0.18
mol·L-1。
【典例示范】
【典例】如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。
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·mL
-1
质量分数:98%
(1)100
mL该硫酸的质量是______
g。?
(2)该硫酸的物质的量浓度为______mol·L-1。?
(3)取该硫酸62.5
mL稀释至250
mL,得到稀硫酸的浓度为______
mol·L-1。?
【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面:
(1)将溶质质量分数转化为物质的量浓度的计算公式的正确运用。
(2)将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
【解析】(1)该硫酸的密度为1.84
g·mL-1,
所以100
mL
该硫酸的质量为184
g。
(2)该H2SO4的物质的量浓度
c=
mol·L-1=18.4
mol·L-1。
(3)根据稀释公式c1V1=c2V2,
可知0.25
L×c=0.062
5
L×18.4
mol·L-1,c=4.6
mol·L-1。
答案:(1)184 (2)18.4 (3)4.6
【母题追问】
(1)将此硫酸稀释成稀硫酸可用于除铁锈,反应的生成物为硫酸铁。已知V
L硫酸铁溶液中含Fe3+m
g,则该溶液中Fe3+的物质的量浓度为____mol·L-1,
的物质的量浓度为________mol·L-1,溶质的物质的量浓度为________mol·L-1。?
提示:
。注意两点:一是溶液中某离子的物质的量浓
度的计算依然从定义出发,即c=
;二是硫酸铁电离后n(Fe3+)∶n(
)=2∶3,
那么c(Fe3+)∶c(
)=2∶3,同时还有c[Fe2(SO4)3]=
c(Fe3+)=
c(
)。
因n(Fe3+)=
mol,c(Fe3+)=
,c(
)
=
c(Fe3+)=
mol·L-1,c[Fe2(SO4)3]=
c(Fe3+)=
mol·L-1。
(2)在某K2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中,Fe3+的物质的量浓度为0.1
mol·L-1,
的物质的量浓度为0.3
mol·L-1,则K+的物质的量浓度为多少?
提示:0.3
mol·L-1。K2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液,Fe3+的物质的量浓度为
0.1
mol·L-1,
的物质的量浓度为0.3
mol·L-1,根据电荷守恒有3c(Fe3+)
+c(K+)=2c(
),即3×0.1
mol·L-1+c(K+)=2×0.3
mol·L-1,解得c(K+)=
0.3
mol·L-1。
【规律方法】溶液中离子浓度的有关计算
(1)单一溶质溶液中溶质组成计算
根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(
)=2c(K2SO4)。
(2)混合溶液中电荷守恒计算
根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
【素养训练】
如图是实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.19
g·cm-3
HCl的质量分数:36.5%
(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为______mol·L-1。?
(2)取用任意体积的该盐酸时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是
________。?
A.溶液中HCl的物质的量
B.溶液的浓度
C.溶液中Cl-的数目
D.溶液的密度
(3)某学生欲用上述浓盐酸加蒸馏水稀释到500
mL得到物质的量浓度为
0.400
mol·L-1的稀盐酸。该学生需要量取________mL上述浓盐酸进行配制。?
【解析】(1)c(HCl)=
=11.9
mol·L-1;
(2)溶液的浓度和密度不随所取量的多少而变化;
(3)根据c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀),
则所取浓盐酸的体积V(浓)=
≈16.8
mL;
答案:(1)11.9 (2)B、D (3)16.8
知识点二 一定物质的量浓度溶液的配制误差分析?
以配制100
mL
0.100
mol·L-1的Na2CO3溶液为例,判断下列操作对溶液浓度的影响。
减小
偏低
减小
偏低
减小
偏高
增大
偏低
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_____
_____
烧杯中溶液倾倒完毕,忘记洗涤烧杯和玻璃棒
nB_____
_____
未冷却至室温就注入容量瓶定容
V_____
_____
定容时,仰视容量瓶的刻度线
V_____
_____
减小
偏高
减小
偏低
增大
偏低
可能引起误差的操作
变化的量
实际浓度(cB)
定容时,俯视容量瓶的刻度线
V_____
_____
定容时,水加多了,用滴管吸出
nB_____
_____
定容摇匀后,发现液面下降,再加水至刻度线
V_____
_____
溶解前烧杯内有水
—
无影响
【合作探究】
1.(教材二次开发)教材中描述“热的溶液需冷却到室温后才能转移到容量瓶中”。配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠在烧杯中刚好溶解,即把溶液转移到容量瓶,这样可以吗?若不可以,这样所配溶液的浓度如何变化?(科学探究与创新意识)
提示:不可以,溶液未冷却,液体膨胀,故向容量瓶中所加的水偏少,这样所配溶液浓度偏高。
2.(情境思考)某同学在配制100
mL
0.100
mol·L-1的Na2CO3溶液定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线,会对实验结果产生什么影响?(科学探究与创新意识)
提示:定容后颠倒摇匀,会出现瓶内液面低于刻度线的现象,这是因为极少量溶液沾在瓶塞或磨口处,若再加蒸馏水至刻度线,则所配溶液物质的量浓度会偏低。
【典例示范】
【典例】某学生计划用12
mol·L-1的浓盐酸配制0.10
mol·L-1的稀盐酸450
mL,回答下列问题:
(1)实验过程中,不必使用的是________(填字母)。?
A.托盘天平
B.量筒
C.容量瓶
D.250
mL烧杯
E.胶头滴管
F.500
mL试剂瓶
(2)除上述仪器可使用外,还缺少的仪器是________。?
(3)量取浓盐酸的体积为________mL,应选用的量筒规格为________。?
(4)配制时应选用的容量瓶规格为______________。?
【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面:
(1)配制一定物质的量浓度的溶液,若是固体溶质,用天平进行称量其质量;若是液体溶质,用量筒量取其体积。
(2)选择实验仪器,要依据实验的具体步骤。
【解析】用浓溶液配制稀溶液时,应选用量筒而不用托盘天平;配制稀盐酸
450
mL,由于没有此种规格的容量瓶,所以用500
mL的容量瓶。设量取浓盐酸
的体积为V,根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系式:12
mol·L-1×V=
0.10
mol·L-1×500
mL,V≈4.2
mL;根据量筒的规格选取10
mL量筒;结合配
制步骤选取仪器。
答案:(1)A (2)玻璃棒 (3)4.2 10
mL (4)500
mL
【母题追问】
(1)配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线,会对浓度有何影响?
提示:俯视刻度线,将会使量得的盐酸体积小于计算值,导致浓度偏低。
(2)配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线,会对浓度有何影响?
提示:定容时仰视容量瓶刻度线,导致加水量增多,溶液浓度偏低。
(3)配制盐酸移液后,没有洗涤稀释浓盐酸的烧杯和玻璃棒,会对浓度有何影响?
提示:未洗涤烧杯、玻璃棒,导致溶质减少,溶液浓度偏低。
【规律方法】1.误差分析的方法
在配制一定物质的量浓度的溶液时,很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误
差时,要根据c=
,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。
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
(1)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。
(2)俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
【素养训练】
某质检所检验乳制品中是否含有三聚氰胺,现需要配制500
mL
1
mol·L-1硫酸溶液。
(1)需用质量分数为98%、密度为1.84
g·cm-3的浓硫酸多少毫升?
提示:27.2
mL。求需要的浓硫酸的体积,根据稀释前后溶质的质量不变来计算,设需浓硫酸的体积为x,则:0.5
L×1
mol·L-1×98
g·mol-1=x×
1.84
g·cm-3×98%,解得x≈27.2
mL。
(2)若实验遇到下列情况,对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响(填写“偏大”“偏小”或“不变”)?
①稀释的硫酸转移到容量瓶中后未洗涤烧杯:_________。?
②趁热将溶液注入容量瓶中并定容:____________________。?
③摇匀后发现液面低于刻度线于是又加水:____________。?
④容量瓶中原有少量蒸馏水:______________________。?
⑤定容时俯视液面:________________________________。?
提示:①偏小 ②偏大 ③偏小 ④不变 ⑤偏大
误差分析根据c(H2SO4)=
来分析,①中稀释硫酸的烧杯未洗涤使得n(H2SO4)减少,c(H2SO4)偏小;②趁热将溶液注入容量瓶中并定容,冷却至室温后V偏小,c(H2SO4)偏大;③摇匀后再加水,使V增大,c(H2SO4)偏小;④容量瓶中有少量水时,对c(H2SO4)无影响;⑤定容时俯视液面,使得V偏小,c(H2SO4)偏大。
分析依据
物质的量浓度
含义
表达式
c=n/V
配制
步骤
误差分析
计算→称量（或量取）→溶解（或稀释）→移液→洗涤→定容
单位体积溶液里所含溶
质的物质的量
三言两语话重点
(1)物质的量浓度表示单位体积溶液里所含溶质的物质的量,符号cB,常用单位为mol·L-1。
(2)计算物质的量浓度的公式为cB=
,V指的是溶液的体积,常用单位是L。
(3)配制一定物质的量浓度的溶液用到的主要仪器有:托盘天平、量筒、烧杯、
玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。
(4)配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤:计算、称量(或量取)、溶解、转
移、定容。
课堂检测·素养达标
1.国家对学生健康教育一直很重视,建立学生体质健康档案,确保学生健康成长。下图是某同学体检的血液化验单的一部分:
结果显示葡萄糖为4.2
mmol·L-1。表示该体检指标的物理量是
( )
A.质量分数(w)
B.物质的量(n)
C.物质的量浓度(c)
D.摩尔质量(M
)
【解析】选C。物质的量浓度的单位是mol·L-1,其
是mmol·L-1。
【补偿训练】
下列叙述正确的是
( )
A.含1
mol溶质的任何溶液,物质的量浓度一定相等
B.配制1
mol·L-1
NaCl溶液1
L,其方法是将58.5
g
NaCl溶于1
L水中即可
C.体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的微粒数一定相同
D.1
L
0.5
mol·L-1
CaCl2溶液中,Ca2+和Cl-的物质的量浓度都是0.5
mol·L-1
【解析】选C。A中没有指明溶液的体积,无法比较物质的量浓度;B中1
L是水的体积不是溶液的体积,所以B不正确;C中不论是不是电解质,只要是同种溶液体积相同,物质的量浓度也相同,微粒数必定相等;D中,CaCl2溶液中c(CaCl2)∶
c(Ca2+)∶c(Cl-)=1∶1∶2,所以c(Cl-)=1.0
mol·L-1,D不正确。
2.(2020·衢州高一检测)下列有关实验操作正确的是
( )
【解析】选C。不能用燃着的酒精灯引燃另一个酒精灯,否则易倒出酒精而引起燃烧,故A错误;托盘天平感量为0.1
g,所以不能用托盘天平称量出10.05
g药品,故B错误;
容量瓶检漏时要倒置容量瓶,根据是否流出液体检验容量瓶,故C正确;
量取9.5
mL液体应选用与之相近的10
mL的量筒,故D错误。
【补偿训练】
使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差,下列情况会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用托盘天平(使用游码)称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了 ②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤 ③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水 ④定容时,俯视容量瓶的刻度线
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
A.①②⑤
B.①③⑤
C.③④⑤
D.②③④
【解析】选A。①对于托盘天平来说,右盘应放砝码,其质量加上游码读数即为物质的质量,如果位置颠倒,则会使称量的物质的质量小于所需质量,最终导致浓度偏低;②烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会使浓度偏低;③容量瓶内有少量蒸馏水,不会影响浓度;④定容时,俯视容量瓶的刻度线会导致加水偏少,浓度偏高;⑤液面低于刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线会导致溶液体积偏大,则浓度偏低。
3.实验室中需要配制1
mol·L-1的NaCl溶液970
mL,配制时应选用的容量瓶的规格是
( )
A.950
mL容量瓶
B.500
mL容量瓶
C.1
000
mL容量瓶
D.任意规格的容量瓶
【解析】选C。配制溶液一定要选择合适的容量瓶,一般容量瓶的规格有
50
mL、100
mL、250
mL、500
mL、1
000
mL,通常选择大于等于溶液体积的容量瓶,即题给实验中选择1
000
mL的容量瓶。
【补偿训练】
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___________。?
(2)溶液中Cl-的物质的量浓度为_________________。?
(3)从中取出50
mL溶液,溶液中Mg2+的物质的量浓度为________,含有Cl-的物质的量为________。?
【解析】(1)n(MgCl2)=
=2
mol,c(MgCl2)=
=2
mol·L-1。
(2)c(Cl-)=2c(MgCl2)=2×2
mol·L-1=4
mol·L-1。
(3)从溶液中取出任意体积的液体,其物质的量浓度不变,
即c(Mg2+)=2
mol·L-1,n(Cl-)=4
mol·L-1×0.05
L=0.2
mol。
答案:(1)2
mol·L-1 (2)4
mol·L-1 (3)2
mol·L-1 0.2
mol
4.如表是1
L“鲜花保鲜剂”的成分(其中阿司匹林不含K+,其存在也不会干扰成分中其他离子的检验),回答下列问题:
成分
蔗糖
硫酸钾
阿司匹林
高锰酸钾
质量/g
50.00
0.50
0.35
0.50
摩尔质量
/(g·mol-1)
342
174
180
158
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是?
(填写名称)。
(2)“鲜花保鲜剂”中K+的物质的量浓度为?
mol·L-1。(只要求写表达式,不用化简,不需计算)
(3)如图所示的仪器中,在配制一定物质的量浓度的“鲜花保鲜剂”溶液时肯定不需要的是________(填字母),还缺少的玻璃仪器有____________(填仪器名称)。?
(4)市面上,有一种营养液可用于无土栽培,该营养液中有KCl和K2SO4,其中K+的浓度为0.5
mol·L-1,Cl-的浓度为0.1
mol·L-1,则100
mL该营养液中
n(
)=________mol。?
【解析】(1)c(蔗糖)≈0.146
mol·L-1,c(硫酸钾)≈0.003
mol·L-1,c(阿司匹
林)≈0.002
mol·L-1,c(高锰酸钾)≈0.003
mol·L-1,所以“鲜花保鲜剂”中物
质的量浓度最大的成分是蔗糖。
(2)c(K+)=2c(硫酸钾)+c(高锰酸钾)=(2×
)
mol·L-1。
(3)配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器包括:托盘天平、量筒、烧杯、
玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,不需要使用烧瓶和分液漏斗。
(4)根据电荷守恒c(K+)=c(Cl-)+2c(
),c(
)=0.2
mol·L-1,n(
)=
0.2
mol·L-1×0.1
L=0.02
mol。
答案:(1)蔗糖 (2)(2×
) (3)ac 玻璃棒、烧杯 (4)0.02课时素养评价
八 化学反应的计算
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
1.(2020·福州高一检测)实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,今
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.44.8
L
D.6.72
L
【解析】选D。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。
2.0.56
g氧化钙恰好与20
mL盐酸反应,则此盐酸的物质的量浓度是
( )
A.0.10
mol·L-1 B.0.20
mol·L-1
C.0.50
mol·L-1
D.1.00
mol·L-1
【解析】选D。CaO
+
2HClCaCl2+H2O
56
g
2
mol
0.56
g
c(HCl)×20×10-3
L
则:=
解得c(HCl)=1.00
mol·L-1。
3.(2020·莆田高一检测)有3.92
g铁的氧化物,用足量的CO在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入足量的澄清石灰水中得到7.0
g固体沉淀,这种铁的氧化物为
( )
A.Fe3O4
B.FeO
C.Fe2O3
D.Fe5O7
【解析】选D。由题意知,生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中得到7.0
g沉淀,则n(CaCO3)==0.07
mol,由CO～CO2可知,铁的氧化物中的n(O)=
0.07
mol,n(Fe)==0.05
mol,
n(Fe)∶n(O)=0.05
mol∶0.07
mol=5∶7,则铁的氧化物为Fe5O7。
4.(2020·衢州高一检测)某金属与盐酸反应时,生成H2的质量与消耗金属质量的关系如图所示,此金属可能是
( )
A.纯锌
B.纯铁
C.镁铝合金
D.铜铁合金
【解析】选D。首先由图可知,消耗金属质量为30
g时,产生氢气的质量为1
g,即0.5
mol。用极值法:假设每一种金属都与酸反应产生0.5
mol
H2,然后分别计算出消耗金属的质量。A项需32.5
g,B项需28
g,C项需9～12
g,D项大于28
g。故选D。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
5.把铁、铝混合物1.1
g溶于200
mL
5
mol·L-1盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6
mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求:
(1)反应中消耗HCl的物质的量。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
【解析】(1)消耗HCl的物质的量为0.2
L×5
mol·L-1-0.2
L×4.6
mol·L-1=
0.08
mol。
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al + 6HCl2AlCl3+3H2↑,
2
mol
6
mol
x
3x
Fe + 2HClFeCl2 + H2↑
1
mol
2
mol
y
2y
得x=0.02
mol,y=0.01
mol。
答案:(1)0.08
mol
(2)该混合物中铝、铁的物质的量分别为0.02
mol、0.01
mol。
一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)
6.(2020·扬州高一检测)若3.6
g某金属与足量盐酸充分反应,放出3.36
L(标准状况)H2,则该金属是
( )
A.Na
B.Mg
C.Fe
D.Zn
【解析】选B。要判断是哪种金属,求出它们的相对原子质量即可。求相对原子质量可以利用化学方程式计算,但还必须先设出该金属与盐酸反应时表现出来的化合价。设金属的相对原子质量为M(R),与盐酸反应时的化合价为x,则有化学方程式:
2R+2xHCl2RClx+xH2↑
2M(R)
g
22.4x
L
3.6
g
3.36
L
可得=,
所以M(R)=12x。
讨论:若x=1,则M(R)=12,不符合题意;若x=2,则M(R)=24,符合题意,金属为Mg。
7.将一定质量的锌片放入500
mL
CuSO4溶液中,二者恰好完全反应,待充分反应后取出锌片,洗净后称量,发现锌片比原来减轻了0.5
g,则该CuSO4溶液的物质的量浓度为
( )
A.0.5
mol·L-1
B.1
mol·L-1
C.1.5
mol·L-1
D.2
mol·L-1
【解析】选B。Zn与CuSO4溶液反应时,置换出来的Cu附着在锌片上。
Zn+Cu2+Zn2++Cu Δm(固体质量减轻)
1
mol
1
g
n(Cu2+)
0.5
g
=,解得n(Cu2+)=0.5
mol,
所以c(CuSO4)==1
mol·L-1。
二、非选择题(本题包括1小题,共8分)
8.(2020·唐山高一检测)将19.5
g锌粒投入250
mL
2
mol·L-1的硫酸溶液中,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的硫酸溶液,需用质量分数为98%,密度为
1.84
g·cm-3浓硫酸的体积为多少毫升?(保留三位有效数字)
【解析】(1)19.5
g锌粒物质的量为0.3
mol,250
mL
2
mol·L-1的硫酸溶质的物质的量为0.25
L×2
mol·L-1=0.5
mol;反应如下:
Zn +
H2SO4ZnSO4+H2↑
1
mol
1
mol
1
mol
0.3
mol
0.5
mol
n(H2)
硫酸过量,按锌进行计算,得n(H2)=0.3
mol,体积为0.3×22.4=6.72(L)。
(2)硫酸反应了0.3
mol,剩余0.5-0.3=0.2(mol),反应后溶液中氢离子浓度==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=18.4(mol·L-1),设需要浓硫酸的体积为V
L,浓硫酸在稀释前后溶质的量保持不变,0.25×2=18.4×V,V≈0.027
2
L=27.2
mL。
答案:(1)6.72
L(计算过程见解析)
(2)1.6
mol·L-1(计算过程见解析)
(3)
27.2
mL(计算过程见解析)
PAGE(共33张PPT)
第2课时 化学反应的计算
化学反应的计算
1.物质的量相关概念的关系
必备知识·自主学习
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式
2H2 + O2
2H2O(g)
计量数之比
__∶
__
∶
__
物质微粒数之比:
2
∶
__
∶
__
扩大NA:
2NA∶
__
∶
___
物质的量之比:
2
mol
∶
______
∶______?
标准状况下体积之比:
44.8
L
∶
_______
∶_______?
相同状况下体积之比:
2
∶
__
∶
__
2
1
2
1
2
NA
2NA
1
mol
2
mol
22.4
L
44.8
L
1
2
【自主探索】
1.(知识关联)“化学反应前后质量是守恒的,那么物质的量也肯定守恒”,这种说法对吗?为什么?
提示:不对。化学方程式中各物质的物质的量之比=各物质的化学计量数之比,所以,化学反应后物质的量可能增大,可能减小,也可能不变。
2.(情境思考)甲、乙两位同学就物质的量应用于化学方程式计算,产生了以下讨论:
你同意哪位同学的说法?举例说明。
提示:甲、乙两位同学的观点均不全面。若题目所给物质的物理量单位不一致,换算成同一个单位,有时显得很烦琐,这时只要做到各个量的单位“上下一致,左右相当”即可。如:
关键能力·合作学习
知识点 物质的量在化学方程式计算中的应用?
1.计算步骤
2.有关物质的量的计算中的“三个规范”
(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范:
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
【合作探究】
(思维升华)观察化学方程式及各物质对应的物理量,思考并回答相关问题。
Zn + 2HCl====ZnCl2 + H2↑
65
g
2
mol
1
mol
22.4
L
m(Zn)
n(HCl)
n(ZnCl2)
V(H2)
则有
(1)为什么利用化学方程式进行计算时,同一种物质的单位必须统一,而不同的物质则不必统一?(证据推理与模型认知)
提示:同一种物质用不同的物理量表示时,比例是相同的。例如1
mol锌和65
g锌完全相同。
(2)判断上述反应是在常温常压下发生吗?说明你的判断理由。(证据推理与模型认知)
提示:不是。因为在计算中1
mol氢气的体积是22.4
L,说明一定不是在常温常压下进行的。
【合作探究】(教材二次开发)教材中描述的化学反应中的计量关系如下:
根据如上计量关系,某同学计算用锌与盐酸反应制得标准状况下的氢气
4.48
L,需2
mol·L-1的盐酸多少mL?解法如下:
Zn+ 2HCl====ZnCl2+ H2↑
1
L
22.4
L
V[HCl(aq)]
4.48
L
V[HCl(aq)]=
=0.2
L
其中盐酸的体积为1
L,是根据HCl的化学计量数是2
mol,然后根据V=n/c,
即V=
=1
L。
请你判断上述计算过程有无错误?若有,错在哪里?为什么?(证据推理与模型认知)
提示:有错误。其中盐酸的体积与氢气的体积换算关系不对。正确的解法应是氢气的体积与HCl的物质的量的换算关系,然后根据氢气的体积求出HCl的物质的量,然后再根据浓度求出需要的盐酸的体积。
【典例示范】
【典例】将20
g含杂质25%的大理石(杂质与盐酸不反应)投入150
mL盐酸中恰好完全反应,计算:
(1)反应生成的CO2的体积(标准状况);
(2)原盐酸中HCl的物质的量浓度。
【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面:
(1)代入化学方程式的必须是纯净物的量。
(2)明确相关的物理量和计算方法,利用相关的化学方程式计算。
【解析】n(CaCO3)=
=0.15
mol。
CaCO3 + 2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
1
mol
2
mol
22.4
L
0.15
mol
n(HCl)
V(CO2)
故:n(HCl)=0.3
mol,V(CO2)=3.36
L,
c(HCl)=
=2
mol·L-1。
答案:(1)3.36
L (2)2
mol·L-1
【规律方法】物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,而非质量之比。
(2)计算时,各种物质不一定都用物质的量表示,也可以用质量表示,气态物质还可以用体积表示,但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系;只要做到“上下一致,左右相当”即可。
【素养训练】
碳酸钠是重要的化工原料之一,
用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相和制医药品。碳酸氢钠为吸收性抗酸药。内服后,能迅速中和胃酸,作用迅速。
已知:①碳酸钠高温下不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应:2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19
g,完全反应后固体质量减轻了3.1
g,求:
(1)原混合物中碳酸钠的质量是________
g。?
(2)在剩余固体中,加入过量盐酸,反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是________
L。?
【解析】(1)设混合物中碳酸氢钠的质量为m,则:
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
168
g
106
g
62
g
m
3.1
g
故m=
×168
g=8.4
g,
则碳酸钠的质量为19
g-8.4
g=10.6
g。
(2)剩余固体为碳酸钠,质量为19
g-3.1
g=15.9
g,
物质的量为
=0.15
mol,根据碳原子守恒可知,生成二氧化碳的物质
的量为0.15
mol,标准状况下的体积为0.15
mol×22.4
L·mol-1
=3.36
L
。
答案:(1)10.6 (2)3.36
物质的量在化学方程式计算中的应用
物质的量与各物理量之间的关系
步骤
化学计算的常用方法
关系式法
差量法
三段式
三言两语话重点
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比=各物质构成粒子的粒子数之比=相同条件下的气体的体积之比。
(2)物质的量应用于化学方程式计算注意的问题
①以方程式为基础进行计算时,注意代入方程式的量必须是纯量。
②一般已知物质的其他物理量都换算成物质的量。
③同一物质的某量单位要相同,不同物质的某量单位可以不同,即上下单位相同,左右单位相应。
课堂检测·素养达标
1.物质在相互反应时
( )
A.它们的质量一定相等
B.它们的物质的量一定相等
C.它们的质量比等于方程式中化学计量数之比
D.它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比
【解析】选D。物质发生化学反应时,它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比,D正确。
2.(2020·锦州高一检测)等物质的量的Fe、Mg、Al与同体积、同浓度的HCl反应,产生H2的体积相同(相同状况),下列判断正确的是
( )
A.反应掉的三种金属的质量相等
B.反应后的三种金属质量相等
C.所用盐酸均过量
D.三种金属可以都有剩余
【解析】选D。在题目条件下产生相同的氢气,反应掉的三种金属的质量和剩余金属的质量均不相等,如果盐酸过量,则产生的氢气的体积不相等。
3.在浓度均为6
mol·L-1的盐酸和硫酸各100
mL溶液中,分别加入等质量的铁粉,充分反应后生成气体体积比为2∶3,则加入铁粉的质量是
( )
A.11.2
g B.25.2
g C.16.8
g D.33.6
g
【解析】选B。若铁粉过量,则生成气体的体积比为1∶2,若充分反应后生成气体的体积比为2∶3,则可知与盐酸反应时铁粉过量,与硫酸反应时铁粉不足,铁与盐酸反应生成氢气为0.3
mol,则与硫酸反应生成氢气0.45
mol,参加反应的铁的物质的量为0.45
mol,质量为0.45
mol×56
g·mol-1=25.2
g,答案选B。
4.将28
g铁粉放入100
mL
0.1
mol·L-1的CuSO4溶液中,充分反应后析出的铜
的质量为
( )
A.32
g
B.6.4
g
C.0.64
g
D.3.2
g
【解析】选C。n(Fe)=
=0.5
mol,n(CuSO4)=0.100
L×0.1
mol·L-1
=0.01
mol,由CuSO4+Fe====FeSO4+Cu,可知Fe过量,所以应该按照CuSO4的量进行计算。n(Cu)=n(CuSO4)=0.01
mol,m(Cu)=0.01
mol×64
g·mol-1=0.64
g。
【补偿训练】
1.标准状况下,3.25
g锌与足量的盐酸反应生成x
L氢气。下列比例式正确的
是
( )
A.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
1
mol
1
mol
3.25
g
x
L
B.Zn+2HCl====nCl2+H2↑
65
g
1
L
3.25
g
x
L
C.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
1
mol
22.4
L
0.05
mol
x
L
D.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
65
g
1
mol
3.25
g
x
L
【解析】选C。比例式应注意单位要“上下一致,左右对应”。
2.在催化剂存在下发生反应:4NH3+5O2
4NO+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是多少?
【解析】设参加反应的氨气为n
mol、生成的水为b
mol,则:
4NH3+5O2
4NO + 6H2O
4
mol
4
mol
6
mol
n
mol
8
mol
b
mol
所以4∶4=n
mol∶8
mol,解得n=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
答:该氨水中氨的质量分数是13.6%。
答案:13.6%
【素养新思维】
5.把6.5
g锌加入50
g
20%的稀硫酸中,求算生成标准状况下氢气的体积。
(1)阅读题目分析,在进行本题的求算时,需要进行过量分析吗?
提示:此题将反应中两种反应物的量都已给出,则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应。如果不是恰好完全反应,应判断哪种物质有剩余,然后根据完全反应的物质的量来计算。
(2)根据计算型题目的解题流程,求算生成标准状况下氢气的体积。
提示:设6.5
g锌完全反应需要H2SO4的质量为x,则有
Zn + H2SO4====ZnSO4+H2↑
65
98
6.5
g
x
x=
=9.8
g。
因为9.8
g<50
g×20%=10
g,所以H2SO4过量,应按锌来计算。
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
65
g
22.4
L
6.5
g
V(H2)
V(H2)=
=2.24
L。课时素养评价
七 物质的量浓度
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.(2020·湖州高一检测)下列溶液中物质的量浓度为1
mol·L-1的是
( )
A.将1
mol
CuSO4·5H2O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的浓盐酸加入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=,n为溶质的物质的量,V为溶液的体积。选项A,n(CuSO4)=1
mol,但V(水)=1
L,V(溶液)不是1
L,错误;选项B,22.4
L并不一定是在标准状况下的体积,错误;选项C,n(HCl)=10
mol,但溶液体积不是10
L,错误;选项D,n(NaOH)=0.25
mol,V(溶液)=0.25
L,正确。
2.实验室中需要配制2
mol·L-1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,96.0
g
B.500
mL,80.0
g
C.1
000
mL,80.0
g
D.1
000
mL,76.0
g
【解析】选C。需要950
mL溶液,应用1
000
mL容量瓶配制,故m(NaOH)=2
mol·L-1
×1
L×40
g·mol-1=80
g。
3.(2020·台州高一检测)
下图是某同学用500
mL容量瓶配制0.10
mol·L-1
NaOH溶液的过程:
该同学的错误步骤有
( )
A.1处
B.2处
C.3处
D.4处
【解析】选C。第①步不能把NaOH固体放在称量纸上称量;第④步玻璃棒应接触容量瓶内壁刻度线以下的部位;第⑤步定容时应平视刻度线。即该同学的操作步骤中有3处错误。
4.(2020·南通高一检测)配制一定物质的量浓度的硫酸溶液,不需用的仪器是
( )
【解析】选C。实验室配制一定物质的量浓度的溶液,一定要用到的仪器是容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管;若溶质为固体还需要托盘天平、药匙等仪器,若溶质为液体(或浓溶液)还需要量筒(或滴定管、移液管)等仪器。
5.下列溶液与20
mL 1
mol·L-1硝酸钠溶液中N的物质的量浓度相等的是( )
A.10
mL 1
mol·L-1硝酸镁溶液
B.5
mL 0.8
mol·L-1硝酸铝溶液
C.10
mL 2
mol·L-1硝酸银溶液
D.10
mL 0.5
mol·L-1硝酸铜溶液
【解析】选D。题干中N物质的量浓度是1
mol·L-1,与溶液的体积无关,A、B、C、D四个选项中N的物质的量浓度数值分别是2、2.4、2、1,选D。
6.精确配制250
mL一定物质的量浓度的NaOH溶液,下列实验操作正确的是
( )
A.选择仪器时,使用500
mL容量瓶
B.将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中,加入少量水溶解
C.在烧杯中溶解氢氧化钠后,立即将所得溶液注入容量瓶中
D.将烧杯中的氢氧化钠溶液注入未经干燥的洁净容量瓶中
【解析】选D。容量瓶的规格应与所配制溶液的体积一致,若要求配制的溶液体积和容量瓶容量不相等,应选择容积略大于要求配制的溶液体积的容量瓶。本题应选用250
mL容量瓶,A项错误;容量瓶不能用作溶解的仪器,B项错误;氢氧化钠在溶解过程中放热,直接在容量瓶中溶解或将热溶液注入其中会造成误差,C项错误;在配制过程中,容量瓶是否有水不受影响,D项正确。
7.下列配制的溶液浓度偏高的是
( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4
g
NaOH配制0.1
mol·L-1
NaOH溶液1
000
mL时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
【解析】选D。A项俯视刻度线,将会使量得的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项因热胀冷缩之故,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。
8.(2020·厦门高一检测)海冰是海水冻结而成的咸水冰,海水冻结时,部分来不及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包围在冰晶之间,形成“盐泡”,其大致结构如图所示,若海冰的冰龄达到1年以上,融化后的水为淡水。下列叙述正确的是
( )
A.海冰内层“盐泡”越多,密度越小
B.海冰内层“盐泡”内的盐分主要以NaCl分子的形式存在
C.海冰内层NaCl的浓度约为10-4
mol·L-1(设冰的密度为0.9
g·cm-3)
D.海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越多
【解析】选C。“盐泡”内含有NaCl等盐类,“盐泡”越多质量越大,冰密度越大,故A错误;NaCl是由离子构成的,不存在NaCl分子,故B错误;假设有1
L海水,质量为900
g,物质的量是50
mol,个数比:“盐泡”∶H2O=2×10-6∶1,则氯化钠的物质的量是1×10-4
mol,海冰内层NaCl的浓度约为10-4
mol·L-1,故C正确;若海冰的冰龄达到1年以上,融化后的水为淡水,即冰龄越长,“盐泡”渗出,内层的“盐泡”越少,故D错误。
9.用98%的浓H2SO4(密度:1.84
g·mL-1)配制1
mol·L-1的稀H2SO4
100
mL,配制过程中可能用到下列仪器:①100
mL
量筒 ②10
mL量筒 ③50
mL烧杯 ④托盘天平 ⑤100
mL容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦玻璃棒。按使用时出现的先后顺序排列正确的是
( )
A.②⑥③⑦⑤
B.④③⑤⑦⑥
C.①③⑦⑤⑥
D.②⑤⑦⑥
【解析】选A
。浓溶液配制稀溶液的过程:①计算所需浓溶液体积:5.4
mL;②选用合适量筒量取浓溶液:10
mL量筒,并用胶头滴管滴加浓H2SO4到刻度线;③稀释浓H2SO4:将少量水放入50
mL烧杯中,沿玻璃棒缓缓将浓H2SO4注入水中;④将冷却至室温的稀溶液转移至100
mL容量瓶中;⑤定容。
10.(2020·北京市海淀区高一检测)青花瓷,俗称青花,是中国瓷器的主流品种之一。某同学利用如下方法来粗略测定青花瓷瓶的容积,把32.76
g
NaCl晶体放入500
mL烧杯中,加入200
mL蒸馏水,待NaCl完全溶解后,将溶液(包括洗涤液)全部转移到该瓶中,用蒸馏水稀释至完全充满容器。从中取出100
mL溶液,该溶液恰好能与10
mL
0.100
mol·L-1的AgNO3溶液完全反应。则下列说法不正确的是
( )
A.该青花瓷瓶的容积约为56
L
B.常温下,该青花瓷瓶几乎能容纳56
kg
H2O
C.常温常压下,该青花瓷瓶能容纳70
g
N2
D.标准状况下,充满HCl气体,加满水后所得溶液物质的量浓度约为0.045
mol·L-1
【解析】选C。设NaCl的物质的量浓度为x,由溶液恰好能与10
mL
0.100
mol·L-1的AgNO3溶液完全反应,则0.1
L×x=0.01
L×0.100
mol·L-1,x=0.010
0
mol·L-1,设青花瓷瓶的容积为V,则V×0.010
0
mol·L-1=,解得V=56
L,故A正确;因常温下,56
L水的质量为56×1
000
mL×1
g·mL-1=56
kg,则该青花瓷瓶几乎能容纳56
kg
H2O,故B正确;若为标准状况下,该青花瓷的容积为56
L,故可以盛气体的物质的量n===2.5
mol,m=nM=2.5
mol×
28
g·mol-1=70
g,因在常温常压下气体的摩尔体积大于22.4
L·mol-1,则该青花瓷瓶容纳的氮气质量小于70
g,故C错误;标准状况下充满HCl气体,
n(HCl)==2.5
mol,加满水后所得溶液物质的量浓度为≈0.045
mol·L-1,故D正确。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
11.(12分)(2020·保定高一检测)实验室里要配制465
mL
0.2
mol·L-1的硫酸钠溶液。
(1)请填写下列空白:
A.计算、称量、溶解:在天平上称出________g硫酸钠固体,把它放在烧杯里,用适量的蒸馏水溶解。?
B.转移:把得到的溶液冷却后小心地沿着________注入________中。?
C.洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次,每次洗涤液也小心转入容量瓶中。
D.定容:继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1～2
cm,改用________小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。?
E.摇匀:将瓶塞塞紧,充分摇匀。
F.贴标签、装试剂瓶:将配好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签,并洗涤容量瓶。
(2)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是________(填字母)。?
a.某同学定容时俯视容量瓶刻度线
b.没有进行上述的操作步骤C
c.摇匀后发现液面低于刻度线又加水了
d.进行B操作时将少量液体洒到外面
e.未冷却至室温就进行转移定容
【解析】(1)选取容量瓶的容积应稍大于或等于配制溶液的体积,所以选500
mL的容量瓶;m=nM=cVM=0.2
mol·L-1×0.5
mol×142
g·mol-1=14.2
g;玻璃棒有引流的作用,所以选玻璃棒引流溶液;继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1～
2
cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线水平相切。
(2)a.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线,导致溶液的体积偏小,所配溶液的浓度偏高,正确;b.烧杯、玻璃棒未洗涤,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;c.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致溶液的体积偏大,所配溶液的浓度偏小,错误;d.有少量液体溅出,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;e.未冷却至室温就进行转移,冷却到室温后,液面会低于刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大,正确。
答案:(1)14.2 玻璃棒 500
mL容量瓶 胶头滴管 (2)a、e
12.(8分)在0.2
L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示,回答下列问题:
(1)该混合液中,NaCl的物质的量为________mol,含溶质MgCl2的质量为________g。?
(2)该混合液中CaCl2的物质的量为________mol,将该混合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。?
【解析】读图可知,n(Na+)=0.2
mol,n(Mg2+)=0.1
mol,n(Cl-)=0.6
mol,则n(NaCl)=0.2
mol,n(MgCl2)=0.1
mol,m(MgCl2)=9.5
g,所以由CaCl2提供的n(Cl-)=0.6
mol-0.2
mol-0.1
mol×2=0.2
mol,则n(CaCl2)=
0.1
mol,c(CaCl2)==0.1
mol·L-1
答案:(1)0.2 9.5 (2)0.1 0.1
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)
13.体积为V
mL、密度为ρ
g·mL-1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-1,溶质的质量分数为w%,则下列表示正确的是
( )
A.c=
B.m=
C.w%=%
D.c=
【解析】选D。溶液的质量:Vρ
g,溶质的质量:
m=Vρ×w%
g,B错误。溶质的物质的量:
n=
mol,溶液的体积为
L,则c====,w%=,故D正确,A、C错误。
14.(双选)(2020·邢台高一检测)下列对实验操作分析错误的是
( )
A.配制0.1
mol·L-1
NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则所得溶液物质的量浓度偏高
B.NH4NO3溶解吸热,若配制0.5
mol·L-1
NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则所得溶液的物质的量浓度偏高
C.配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则所得溶液的物质的量浓度偏高
D.配制一定物质的量浓度溶液时,若定容中不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则所得溶液的物质的量浓度偏低
【解析】选A、B。配制0.1
mol·L-1
NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则溶质的物质的量减少,所得溶液物质的量浓度偏低,A项错误;
NH4NO3溶解吸热,若配制NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则根据热胀冷缩可知所得溶液的体积偏大,因此物质的量浓度偏低,B项错误;配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则砝码质量增加,溶质的质量偏大,因此所得溶液的物质的量浓度偏高,C项正确;配制一定物质的量浓度溶液时,若定容时不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则溶质的物质的量减少,所得溶液的物质的量浓度偏低,D项正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共18分)
15.(2020·宁波高一检测)2019年底至2020年初出现了新型冠状病毒感染的肺炎疫情,“84”消毒液成为最主要的消毒剂。“84”消毒液是一种以NaClO为主的高效消毒剂,被广泛用于宾馆、旅游、医院、食品加工行业、家庭等的卫生消毒。某“84”消毒液瓶体部分标签如图所示,该“84”消毒液通常稀释100倍(体积之比)后使用。请回答下列问题:
84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1
000
mL
【质量分数】24%
【密度】1.18
g·cm-3
(1)NaClO中氯元素的化合价为____________。?
(2)量取100
mL此液,按说明要求稀释后用于消毒,则稀释后的溶液中c(Na+)=________
mol·L-1。?
(3)该同学参阅读该“84”消毒液的配方,欲用NaClO固体配制480
mL含NaClO质量分数为24%的消毒液。用如图所示的仪器中配制溶液,还缺少的玻璃仪器是
?_________。?
(4)配制时,其正确的操作顺序是________(用字母表示,每个操作只用一次)。?
A.用少量水洗涤烧杯2～3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.在烧杯中加入固体再加水溶解
C.将烧杯中已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1～2
cm处
【解析】(1)在NaClO中,Na、O分别显+1、-2价,则氯元素的化合价为+1价。
(2)c(Na+)=≈3.8
mol·L-1;再利用稀释定律,求出稀释100倍后,溶液中c(Na+)==0.038
mol·L-1。
(3)按计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、转移、定容等操作步骤,查找还缺少的玻璃仪器为玻璃棒、胶头滴管。
(4)配制时,先加水溶解、冷却后转移入容量瓶,洗涤并将洗涤液转移入容量瓶,加水定容,当液面离刻度线1～2
cm处,改用胶头滴管加水,最后上下颠倒、摇匀。从而得出正确的操作顺序为BCAFED。
答案:(1)+1
(2)
0.038
(3)玻璃棒、胶头滴管 (4)BCAFED
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