高考化学一轮综合复习 第一章 化学计量在实验中的应用 第4讲 一定物质的量浓度的溶液及其配制练习.docx
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高考化学一轮综合复习第一章化学计量在实验中的应用第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制练习
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【2020】高考化学一轮综合复习第一章化学计量在实验中的应用第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制练习
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第4讲 一定物质的量浓度的溶液及其配制
考纲要求 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 物质的量浓度及相关计算
1.物质的量浓度
(1)概念:
表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。
(2)表达式:
cB=
。
(3)单位:
mol·L-1(或mol/L)。
2.溶质的质量分数
3.正确判断溶液的溶质并计算其物质的量
(1)与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2
NaOH;SO3
H2SO4;NO2
HNO3。
(2)特殊物质:
如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时仍以NH3作为溶质。
(3)含结晶水的物质:
CuSO4·5H2O―→CuSO4;Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
4.准确计算溶液的体积
c=
中的V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和,不能用水的体积代替溶液的体积,应根据V=
计算。
对溶液物质的量浓度、质量分数概念的理解
(1)1mol·L-1NaCl溶液是指此溶液中含有1molNaCl( )
(2)用100mL水吸收0.1molHCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1mol·L-1( )
(3)1L水中溶解5.85gNaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1mol·L-1( )
(4)将25gCuSO4·5H2O晶体溶于75g水中所得溶质的质量分数为25%( )
(5)将40gSO3溶于60g水中所得溶质的质量分数为49%( )
(6)将62gNa2O溶于水中,配成1L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1mol·L-1( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
题组一 有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算
1.某温度时,有500mL饱和的硫酸镁溶液,它的密度是1.20g·cm-3,其中镁离子的质量分数是4.8%,试回答下列问题:
(1)溶质的质量分数:
___________________________________________________________。
(2)溶液的物质的量浓度:
_______________________________________________________。
(3)溶质和溶剂的物质的量之比:
__________________________________________________。
(4)硫酸根离子的质量分数:
_____________________________________________________。
(5)该温度下硫酸镁的溶解度:
____________________________________________________。
答案
(1)24.0%
(2)2.4mol·L-1 (3)1∶21(4)19.2% (5)31.6g
解析
(1)由Mg2+的质量分数知MgSO4的质量分数为
×4.8%=24.0%。
(2)解法一:
根据定义式计算,n(MgSO4)=n(Mg2+)=
=1.2mol
c(MgSO4)=
=2.4mol·L-1。
解法二:
直接利用公式计算,
c(MgSO4)=
=2.4mol·L-1。
(3)根据MgSO4的质量分数24.0%,可知100g溶液中含溶质24g,溶剂76g;则二者的物质的量之比为
∶
≈1∶21。
(4)SO
的质量分数为
×4.8%=19.2%。
(5)根据
=
,得S=
g≈31.6g。
题组二 溶液的稀释与混合
2.VmLAl2(SO4)3溶液中含有Al3+mg,取
mL该溶液用水稀释至4VmL,则SO
物质的量浓度为( )
A.
mol·L-1B.
mol·L-1
C.
mol·L-1D.
mol·L-1
答案 A
解析
mL溶液中Al3+的物质的量为
=
mol,稀释后溶液中Al3+的物质的量浓度为c(Al3+)=
=
mol·L-1,c(SO
)=
c(Al3+)=
×
mol·L-1=
mol·L-1。
3.现有VL0.5mol·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5mol·L-1的盐酸0.125VL
C.加入10mol·L-1的盐酸0.1VL,再稀释至1.5VL
D.标况下通入11.2L氯化氢气体
答案 C
解析 加热蒸发,HCl挥发,溶液浓度降低;溶液的体积不具有加和性;混合后溶液中的HCl为0.5mol·L-1×VL+10mol·L-1×0.1VL=1.5Vmol,所以混合后HCl的浓度为
=1mol·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。
4.(20xx·东北育才中学高三检测)有Al2(SO4)3和Na2SO4的混合溶液VL,将它均分成两份。
一份滴加氨水,使Al3+完全沉淀;另一份滴加BaCl2溶液,使SO
完全沉淀。
反应中消耗amolNH3·H2O、bmolBaCl2。
据此得知原混合溶液中的c(Na+)(mol·L-1)为( )
A.(4b-2a)/VB.(2b-2a)/V
C.(2b-a)/VD.(b-2a)/V
答案 A
解析 根据题意Al3+的物质的量为a/3mol,SO
的物质的量为bmol,因Na2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液不显电性,设每份混合溶液中Na+的物质的量为xmol,则根据电荷守恒可知,a/3×3+x×1=b×2,x=2b-a,原混合溶液中的c(Na+)=(4b-2a)/Vmol·L-1。
5.
(1)在100g物质的量浓度为cmol·L-1,密度为ρg·cm-3的硫酸中加入一定量的水稀释成
mol·L-1的硫酸,则加入水的体积________(填“=”“>”或“<”,下同)100mL。
(2)若把
(1)中的H2SO4改成氨水,应加入水的体积______100mL。
(3)若把
(1)
(2)中的物质的量的浓度均改为溶质的质量分数,则加入水的体积________100mL。
答案
(1)<
(2)> (3)=
解析
(1)
·c=
·
V水=
-100
由于ρ′<ρ,所以V水<100mL。
(2)由于ρ′>ρ,所以V水>100mL。
(3)根据质量分数=
×100%知,溶质不变,质量分数减半,则溶液质量加倍,所以均应加入100mL水。
1.溶液稀释定律(守恒观点)
(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.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=
。
3.不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算
(1)明确各反应物、产物之间的物质的量之比。
(2)巧用电荷守恒思想:
电解质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。
考点二 一定物质的量浓度溶液的配制
1.主要仪器
天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管。
2.容量瓶的构造及使用
(1)容量瓶上标有温度、规格和刻度线。
常用规格有50mL、100mL、250mL、1000mL等。
(2)容量瓶在使用前要检查是否漏水,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100mL1.00mol·L-1NaCl溶液为例。
(1)计算:
需NaCl固体的质量为5.9g。
(2)称量:
用托盘天平称量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。
(4)移液:
待烧杯中的溶液冷却至室温后,用玻璃棒引流将溶液注入100mL容量瓶。
(5)洗涤:
用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液全部注入容量瓶。
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1~2cm时,改用胶头滴管,滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀:
盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
配制流程如下图所示:
特别提醒:
(回顾对比)
质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制
(1)配制100g10%的NaCl溶液。
用托盘天平称取10.0gNaCl固体,放入100mL的烧杯中,再用100mL量筒量取90.0mL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50mL。
用50mL的量筒量取40.0mL的水注入到100mL的烧杯中,再用10mL的量筒量取10.0mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停搅拌。
1.仪器的选用
(1)容量瓶在使用前要检查是否漏水( )
(2)用固体NaCl配制0.5mol·L-1的溶液,所用的仪器只有:
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶( )
(3)配制480mL一定物质的量浓度溶液时,要选用500mL的容量瓶( )
(4)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( )
(5)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)( )
(6)若量取7.2mL溶液,应选用10mL量筒( )
答案
(1)√
(2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
2.溶液配制基本操作及注意事项
(1)为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用滴管滴加蒸馏水至刻度线( )
(2)如图A配制0.1mol·L-1NaOH溶液( )
(3)如图B配制一定浓度的NaCl溶液( )
(4)用如图C装置配制溶液( )
(5)用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体( )
(6)NaOH在烧杯里刚完全溶解时,立即将溶液转移到容量瓶( )
(7)配制0.1000mol·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( )
(8)转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水会使所配溶液浓度偏低( )
答案
(1)√
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)×
题组一 物质的量浓度配制题的规范书写
1.实验室需要配制0.50mol·L-1NaCl溶液480mL。
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5g)、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。
答案
(1)500mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒
(2)14.6
(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)1~2cm 胶头滴管
解析 配制480mL0.50mol·L-1的NaCl溶液,必须用500mL的容量瓶。
m(NaCl)=0.50mol·L-1×0.5L×58.5g·mol-1≈14.6g(托盘天平精确到0.1g)。
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。
仪器规格、汉字使用问题简答要规范
1.考生答卷案例——找错纠错
2.失分原因分析
(1)问中虽然熟悉某一规格的容量瓶只能配制一定体积的溶液,但未指明所选容量瓶的规格。
(2)问中,[案例1]没有注意体现托盘天平的精确度;[案例2]不熟悉常用容量瓶的规格。
(3)问中②不按要求作答。
(4)汉字使用错误。
(5)回答问题不完整、太笼统。
(6)未写单位,汉字使用错误。
3.解决方案与规范指导
配制一定物质的量浓度溶液时应注意:
①做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就一定不会漏写某种仪器;②容量瓶的规格,常见的有100mL、250mL、500mL、1000mL;③所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
题组二 误差分析的全方位考查
2.溶液配制过程中的误差分析,用“偏大”“偏小”或“无影响”填空。
(1)配制450mL0.1mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8g________。
(2)配制500mL0.1mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0g________。
(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4.4g,称量时物码放置颠倒________。
(5)用量筒量取浓硫酸时,仰视读数________。
(6)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________。
(7)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________。
(8)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线____________________。
(9)定容时仰视刻度线________。
(10)定容摇匀后少量溶液外流________。
答案
(1)偏小
(2)偏小 (3)偏小 (4)偏小 (5)偏大(6)偏大 (7)偏小 (8)偏小 (9)偏小 (10)无影响
1.误差分析的理论依据
根据cB=
可知,一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量nB和溶液的体积V引起的。
误差分析时,关键要看溶液配制过程中引起了nB和V怎样的变化。
在配制一定物质的量浓度溶液时,若nB比理论值小,或V比理论值大时,都会使所配溶液浓度偏小;若nB比理论值大,或V比理论值小时,都会使所配溶液浓度偏大。
2.仰视、俯视的分析
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。
1.(20xx·上海,22)称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g,加入含0.1molNaOH的溶液,完全反应,生成NH31792mL(标准状况),则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为( )
A.1∶1B.1∶2C.1.87∶1D.3.65∶1
答案 C
解析 利用极值法分析,可知0.1mol氢氧化钠不足,故先将NH4HSO4反应完,再反应(NH4)2SO4,因共生成NH30.08mol,故与H+反应的氢氧化钠为0.02mol,则可知NH4HSO4为0.02mol,则(NH4)2SO4质量为7.24g-115g·mol-1×0.02mol=4.94g,n[(NH4)2SO4]=
≈0.0374mol,可得答案为C。
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、转移溶液、定容等操作。
下列图示对应的操作规范的是( )
答案 B
解析 A项,托盘天平使用时应“左物右码”,图为“左码右物”,错误;C项,移液时不能将烧杯中的溶液直接倒入容量瓶,应用玻璃棒引流,错误;D项,胶头滴管应在容量瓶口垂直正上方,不能伸入瓶口,错误。
3.[20xx·天津理综,7(6)]铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由下表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。
为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1L2.2mol·L-1NaOH溶液和1molO2,则两种气体的分子式及物质的量分别为_______________________________________________,
生成硫酸铜的物质的量为________。
碳
氮
Y
X
硫
Z
答案 NO:
0.9mol,NO2:
1.3mol 2mol
解析 铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2,相对分子质量都小于50,符合题意,1molO2参与反应转移电子的物质的量为4mol。
设NO2的物质的量为x,NO的物质的量为y,则x+y=2.2mol,x+3y=4mol,解得x=1.3mol,y=0.9mol。
根据转移电子守恒知,参与反应的铜的物质的量为
mol=2mol,因此生成硫酸铜的物质的量为2mol。
4.[20xx·江苏,18(3)]水中溶解氧的测定方法如下:
向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置,加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I-完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下:
O2
MnO(OH)2
I2
S4O
①写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式:
_________________________________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00mL,按上述方法测定水样的溶解氧,消耗0.01000mol·L-1Na2S2O3标准溶液13.50mL。
计算该水样中的溶解氧(以mg·L-1表示),写出计算过程。
答案 ①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
②在100.00mL水样中
I2+2S2O
===2I-+S4O
n(I2)=
=
=6.750×10-5mol
n[MnO(OH)2]=n(I2)=6.750×10-5mol
n(O2)=
n[MnO(OH)2]=
×6.750×10-5mol
=3.375×10-5mol
水中溶解氧=
=10.80mg·L-1
解析 ①反应物为O2、Mn2+,生成物为MnO(OH)2,溶液呈碱性,可以补充OH-配平。
1.(20xx·长春质检)下列关于容量瓶及其使用方法的叙述,正确的是( )
A.是配制一定物质的量浓度的溶液的专用仪器
B.容量瓶可以用来加热
C.能用容量瓶贮存配制好的溶液
D.可以用500mL容量瓶配制250mL溶液
答案 A
解析 容量瓶是用来配制一定物质的量浓度的溶液的专用仪器,故A正确;容量瓶不能用来加热,故B错误。
2.(20xx·贵阳高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列对0.3mol·L-1K2SO4溶液的叙述正确的是( )
A.1L溶液中含有0.3NA个K+
B.1L溶液中含有K+和SO
的总数为0.9NA
C.2L溶液中K+的浓度为1.2mol·L-1
D.将0.3mol硫酸钾溶于1L水中,所得硫酸钾溶液的浓度为0.3mol·L-1
答案 B
解析 0.3mol·L-1K2SO4溶液中,c(K+)=0.6mol·L-1,c(SO
)=0.3mol·L-1,则1L溶液中含K+的数目为0.6NA,K+和SO
的总数为0.9NA,A项错误,B项正确;物质的量浓度表示的是1L溶液中所含溶质的物质的量,不受溶液体积大小的影响,2L0.3mol·L-1K2SO4溶液中K+的浓度为0.6mol·L-1,C项错误;物质的量浓度中的体积指的是溶液体积而不是溶剂的体积,D项错误。
3.下图是某同学用500mL容量瓶配制0.10mol·L-1NaOH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
答案 C
解析 第①步不能把NaOH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分;第⑤步定容时应平视刻度线。
4.用质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84g·cm-3)配制240mL1.84mol·L-1稀硫酸,下列操作正确的是( )
A.将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B.必需的定量仪器有50mL量筒、250mL容量瓶和托盘天平
C.量取浓硫酸的体积为25.0mL
D.先在容量瓶中加入适量水,将量好的浓硫酸注入容量瓶,加水定容
答案 C
解析 稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓慢注入水中并不断搅拌,A项错误;该实验不需要托盘天平,B项错误;根据溶质质量不变知,配制该稀硫酸需要浓硫酸的体积为V=
=25.0mL,C项正确;不能在容量瓶里稀释浓硫酸,在烧杯里稀释并冷却后,再转移到容量瓶中,最后加水定容,D项错误。
5.(20xx·辽宁校级一模)下列叙述错误的是( )
A.10mL质量分数为98%的H2SO4,用10mL水稀释后,H2SO4的质量分数大于49%
B.配制0.1mol·L-1的Na2CO3溶液480mL,需用500mL容量瓶
C.在标况下,将22.4L氨气溶于1L水中,得到1mol·L-1的氨水
D.向2等份等浓度不饱和的烧碱溶液中分别加入一定量的Na2O2和Na2O,使溶液均恰好饱和,则加入的Na2O2与Na2O的物质的量之比等于1∶1(保持温度不变)
答案 C
解析 A项,浓硫酸的密度ρ1大于水的密度ρ2,浓度越大密度越大;B项,实验室没有480mL的容量瓶,应用500mL的容量瓶进行配制;C项,根据c=
,体积V指的是溶液的体积,而不是溶剂水的体积;D项,发生反应:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Na2O+H2O===2NaOH,由方程式可知,相同物质的量的Na2O2和Na2O消耗相同物质的量的水,生成相同物质的量的NaOH,保持温度不变,使溶液恰好饱和,故加入的Na2O2、Na2O的物质的量相等。
6.下列有关溶液配制的说法正确的是( )
A.在50mL量筒中配制0.1000mol·L-1碳酸钠溶液
B.仅用烧杯、量筒、玻璃棒就可配制100mL0.1000mol·L-1K2Cr2O7溶液
C.用100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和pH=1的盐酸配制100mLpH=2的盐酸
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高
答案 C
解析 配制溶液时要在容量瓶中进行,A、B均错误;定容时,仰视刻度线,导致溶液的体积偏大,所配溶液的浓度偏低,D错误。
7.(20xx·吉林大学附属中学校级月考)取100mL0.3mol·L-
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