2018届二轮复习物质的量在化学实验中的应用学案（全国通用） 14页

物质的量在化学实验中的应用 ‎1.了解溶液的含义。了解溶解度、饱和溶液的概念。‎ ‎2.了解溶液的组成，理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算。‎ ‎3.了解物质的量浓度的含义。了解配制一定物质的量浓度溶液的方法。‎ 热点题型一 物质的量浓度与溶质的质量分数换算 例1．某MgCl2溶液的密度为1.18 g·cm－3，其中Mg2＋的质量分数为5.1%。300 mL该溶液中Cl－的物质的量约等于(　　)‎ A．0.37 mol B．0.63 mol C．0.74 mol D．1.5 mol 答案：D ‎【提分秘籍】物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数换算方法 ‎(1)c＝＝＝＝ ‎(2)w＝＝＝ ‎【特别提醒】c为溶质的物质的量浓度，单位mol·L－1，ρ为溶液密度，单位g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位g·mol－1。‎ ‎【举一反三】 ‎ 已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL，密度为ρ g·cm－3，‎ 溶质的质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L－1，溶液中含NaCl的质量为m g。‎ ‎(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度________________。‎ ‎(2)用w、ρ表示溶液的物质的量浓度________________。‎ ‎(3)用c、ρ表示溶质的质量分数_____________________。‎ 答案：（1） mol·L－1‎ ‎（2） mol·L－1‎ ‎（3）×100%‎ 热点题型二 溶液稀释、混合的计算与判断 ‎ 例2、 V mL Al2(SO4)3溶液中含有Al3＋m g，取 mL该溶液用水稀释至4V mL，则SO物质的量浓度为 (　　)‎ A. mol·L－1 B. mol·L－1‎ C. mol·L－1 D. 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。‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎1．溶液稀释定律(守恒观)‎ ‎(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的溶液的混合计算 ‎(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．溶质相同、质量分数不同的两溶液的混合规律 同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。‎ ‎(1)等体积混合 ‎①当溶液密度大于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越大，(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)等体积混合后，质量分数w>(a%＋b%)。‎ ‎②当溶液密度小于1 g·cm－3时，必然是溶液越浓，密度越小，(如酒精、氨水溶液)等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)。‎ ‎(2)等质量混合 两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm－3还是ρ< 1 g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)。‎ ‎【举一反三】 ‎ ‎(1)在100 g浓度为c mol·L－1，密度为ρ g·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_____ 100 mL(填“＝”“>”或“<”，下同)。‎ ‎(2)若把(1)中的H2SO4改成氨水，应加入水的体积_____100 mL。‎ ‎(3)若把(1)(2)中的物质的量浓度均改为溶质的质量分数，则加入水的体积________100 mL。‎ 答案：(1) < (2) > (3) =‎ ‎(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100 mL水。‎ 热点题型三 物质的量浓度及其相关计算 ‎ 例3、将10.6 g Na2CO3溶于水配成1 L溶液。‎ ‎(1)该溶液中Na2CO3的物质的量浓度为__________，溶液中Na＋的物质的量浓度为__________。‎ ‎(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体，使溶液中Na＋的物质的量浓度为0.4 mol·L－1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为__________，Cl－‎ 的物质的量浓度为___________________。‎ ‎(3) 另取该浓度的Na2CO3溶液10 mL，向其中加入10 mL 0.4 mol·L－1的稀盐酸充分反应，忽略反应前后溶液体积的变化，则所得溶液中Na＋的物质的量浓度为____________。‎ 解析：(1)n(Na2CO3)＝＝＝0.1 mol，‎ c(Na2CO3)＝＝＝0.1 mol·L－1，‎ c(Na＋)＝2c(Na2CO3)＝0.2 mol·L－1。‎ ‎(2)根据电荷守恒(不考虑CO的水解)：‎ c(Na＋)＝c(Cl－)＋2c(CO)，‎ c(Cl－)＝c(Na＋)－2c(CO)‎ ‎＝0.4 mol·L－1－2×0.1 mol·L－1＝0.2 mol·L－1‎ n(NaCl)＝n(Cl－)＝0.2 mol·L－1×1 L＝0.2 mol，‎ m(NaCl)＝0.2 mol×58.5 g·mol－1＝11.7 g。‎ ‎(3)若不考虑反应前后体积的变化，反应后溶液的总体积为20 mL，即0.02 L。根据Na＋守恒，n(Na＋)＝0.01 L×0.2 mol·L－1＝0.002 mol。‎ c(Na＋)＝＝0.1 mol·L－1。‎ 答案：(1)0.1 mol·L－1　0.2 mol·L－1‎ ‎(2)11.7 g　0.2 mol·L－1‎ ‎(3) 0.1 mol·L－1‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎ (1)物质的量浓度中溶液体积的单位是L，根据密度计算溶液体积的单位一般是mL，要注意单位的换算。‎ ‎(2)溶液稀释或混合时，溶液的体积一般不可直接相加，而是应根据溶液的质量和密度求算。‎ ‎(3)应用物质的量浓度进行计算时，要注意质量守恒和电荷守恒的应用。‎ ‎【举一反三】 ‎ 已知25%的氨水密度为0.91 g·cm－3，5%的氨水密度为0.98 g·cm－3，若将上述两种溶液等体积混合，所得氨水的质量分数(　　)‎ A．等于15% B．大于15%‎ C．小于15% D．无法估算 答案：C 热点题型四 一定物质的量浓度溶液的配制 ‎ 例4、 配制250 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液时，下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是(　　)‎ A．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容 B．在容量瓶中进行定容时仰视刻度线 C．在容量瓶中进行定容时俯视刻度线 D．定容后把容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度线，再补充几滴水至刻度线 解析：B项，定容后液面高于容量瓶的刻度线，溶液体积偏大，NaOH物质的量浓度偏小；C项，情况与B项相反；A、D两项易判断会偏小。 ‎ 答案：C ‎【提分秘籍】 ‎ ‎(1)配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质在选定的容量瓶中定容，不必计量水的用量。 ‎ ‎(2)配制NaOH溶液时，必须用带盖的称量瓶或小烧杯快速称量NaOH固体，不能将NaOH固体直接放在纸上，因NaOH固体易潮解，且易与空气中的CO2反应。‎ ‎【误差分析】　‎ ‎(1)根据cB＝可得，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。分析误差时，关键要看溶液配制过程中引起了nB和V发生了怎样的变化。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(如图1)；俯视时，容器内液面低于刻度线(如图2)。‎ ‎ 【举一反三】 ‎ 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：用天平(使用游码)称量时，被称量物与砝码的位置放颠倒了，物质的质量＝砝码的质量－游溶液体积小，浓度偏高；定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线，溶液体积大了，浓度偏低。 ‎ 答案：A ‎ ‎ ‎1．某铁的氧化物（FexO）1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2，恰好将Fe2+完全氧化。x值为（ ）‎ A．0.80 B．0.85 C．0.90 D．0.93‎ ‎【答案】A ‎【解析】根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mL Cl2转移电子数为0.01mol。则有：×(3-)×x=0.01，解得x=0.8。故选项A正确。‎ ‎2．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．1:1 B．1:2 C．1.87:1 D．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， (NH4)2SO4与NH4HSO4物质的量之比为：1.87:1 ，故选C。‎ ‎3.已知在碱性溶液中可发生如下反应:‎ ‎2R(OH)3+3ClO-+4OH-2R+3Cl-+5H2O。则R中R的化合价是　(　　)‎ A.+3 　　B.+4 　　　　C.+5 　　　D.+6‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据氧化还原反应得失电子守恒(化合价升降相等),反应中氯元素化合价由+1→-1(化学计量数为3),因此R元素的化合价由+3升高到+6价(化学计量数为2),由此判断D正确。(另解可以根据电荷守恒快速判断n=2,进而确定R的化合价为+6价)。‎ ‎4．含有砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢（AsH3）在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50mg，则 A．被氧化的砒霜为1.98mg B．分解产生的氢气为0.672ml C．和砒霜反应的锌为3.90mg D．转移的电子总数为6×10―5NA ‎【答案】C ‎【解析】 A、砒霜中砷的化合价是＋3价，而砷化氢中砷的化合价是－3价，化合价降低得到电子，砒＝1.2×10－4mol。锌失去2个电子，则和砒霜反应的锌的质量＝×65g/mol＝3.9×10－3g＝3.9mg， C正确；D、转移的电子总数为（2×10－5×6＋2×10－5×3）NA＝1.8×10―4NA，D不正确，答案选C。‎ ‎1．用已准确称量过的氢氧化钠固体配制0.20 mol·L－1的氢氧化钠溶液250 mL，要用到的仪器是(　　)‎ ‎①250 mL容量瓶　②托盘天平　③烧瓶　④胶头滴管　⑤烧杯　⑥玻璃棒　⑦试管　⑧药匙 A．①④⑤⑥ B．①②④⑤‎ C．①②④⑤⑥⑧ D．全部 解析　由于只需要进行溶解、转移、洗涤和定容操作，故需用的仪器只是①④⑤⑥。‎ 答案　A ‎2．在t ℃时，将a g NH3完全溶于水，得到V mL溶液，假设该溶液的密度为ρ g·mL－1，质量分数为w，其中含有NH的物质的量是b mol，下列叙述正确的是(　　)‎ A．溶质的质量分数w＝×100%‎ B．溶质的物质的量浓度c＝ mol·L－1‎ C．溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＋c(H＋)‎ D．上述溶液中再加入V mL水后，所得溶液溶质的质量分数大于0.5w 解析　氨水中溶质为氨气，该溶液的密度为ρ g·mL－1，体积为V mL，所以溶液质量为ρV g，溶质氨气的质量为a g，溶质的质量分数×100%＝×100%，故A不正确；a g NH3的物质的量为 mol，溶液体积为V mL，所以溶质的物质的量浓度为＝ mol·L－1，故B不正确；V mL溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(NH)＝c(H＋)＋ mol·L－1，C正确；混合前后溶质的质量不变，仍为a g，因水的密度比氨水的密度大，等体积的水的质量比氨水的大，混合后溶液的质量大于2ρV g，所以混合后溶质的质量分数小于0.5w，故D不正确。‎ 答案　C ‎3．下列溶液中，溶质的物质的量浓度不是1 mol·L－1的是(　　)‎ A．10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液 B．将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液 C．将0.5 mol·L－1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水的溶液 D．标况下，将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液 解析　A项，c(NaOH)＝＝1 mol·L－1；B项，c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1；C项，蒸发掉50 g水后，溶液的体积并不是50 mL，NaNO3的浓度也不是1 mol·L－1；D项，c(HCl)＝＝1 mol·L－1。‎ 答案　C ‎4．下列叙述正确的是(　　)‎ A．将5.85 g NaCl晶体溶入100 mL水中，制得1 mol·L－1NaCl溶液 B．将1体积c mol·L－1硫酸用水稀释为5体积，得到0.2c mol·L－1硫酸 C．将25 g无水CuSO4溶于水配制成100 mL溶液，其浓度为1 mol·L－1‎ D．将w g a% NaCl溶液蒸发掉w/2 g水，得到4a% NaCl溶液 答案　B ‎5．欲配制100 mL 1.0 mol·L－1Na2SO4溶液，下列方法中正确的是(　　)‎ ‎①将14.2 g Na2SO4溶于100 mL水中　②将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于少量水中，再用水稀释至100 mL　③将20 mL 5.0 mol·L－1Na2SO4溶液用水稀释至100 mL A．②③　　　 B．①②　　　‎ C．①③　　　 D．①②③‎ 解析　100 mL应是溶液的体积，而不是溶剂的体积，另外Na2SO4的物质的量为0.1 mol。‎ 答案　A ‎6．下列溶液配制实验的描述完全正确的是(　　)‎ A．在容量瓶中先加入一定体积的水，再加入浓硫酸配制准确浓度的稀硫酸 B．用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 mol·L－1通常需要用容量瓶等仪器)‎ C．配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时，加入一定量H2SO4以防止水解 D．用pH＝1的盐酸配制100 mL pH＝2的盐酸所需全部玻璃仪器有100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管 解析　A项，不能在容量瓶中稀释浓硫酸；B项，应用烧杯、玻璃棒配制该盐酸；D项，少定量仪器量筒。‎ 答案　C ‎7．用NaOH固体配制1.0 mol·L－1的NaOH溶液220 mL，下列说法正确的是(　　)‎ A．首先称取NaOH固体8.8 g B．定容时仰视刻度线会使所配制的溶液浓度偏高 C．定容后将溶液均匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加少量水至刻度线 D．容量瓶中原有少量蒸馏水没有影响 答案　D ‎8．下列有关操作或判断正确的是(　　)‎ A．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 B．用托盘天平称取25.20 g NaCl C．用100 mL的量筒量取5.2 mL的盐酸 D．用浓盐酸配制一定物质的量浓度的稀盐酸，量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线会导致所配溶液浓度偏高 解析　定容时仰视刻度线，导致所配溶液的体积偏大，使所配溶液的浓度偏低，A不正确；托盘天平的精确度是0.1 g，无法称取25.20 g NaCl，B不正确；应用10 mL量筒量取5.2 mL的盐酸，C不正确；量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线，所取的浓盐酸比应取的量多，溶质的物质的量增加，会导致所配溶液浓度偏高，D正确。‎ 答案　D ‎9．下列情况会使所配溶液浓度偏低或其他测量值偏低的是(　　)‎ ‎①用稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应测定中和热数值；②用滴定管量取液体时，开始时平视读数，结束时俯视读数所得溶液的体积；③溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤；④在用标准液(已知浓度)滴定未知溶液时，盛标准液的滴定管水洗后未润洗；⑤定容时，仰视容量瓶的刻度线 A．①③⑤　　　 B．①②⑤　　　‎ C．②③④　　　 D．③④⑤‎ 解析　①醋酸为弱电解质，电离需要吸收热量，导致测得的中和热数值偏低，故①选；②用滴定管量 ‎④在用标准液(已知浓度)滴定未知溶液时，盛标准液的滴定管水洗后未润洗，导致标准液浓度偏低，滴加标准液体积偏大，因此使测得的未知液的浓度偏大，故④不选；⑤定容时，仰视容量瓶的刻度线，导致溶液的体积偏大，依据c＝分析可知溶液的浓度偏低，故⑤选；所以选A。‎ 答案　A ‎10．用溶质质量分数为98%的浓硫酸和溶质质量分数为18%的稀硫酸配制500 g溶质质量分数为28%的硫酸，需要浓硫酸和稀硫酸的质量分别为(　　)‎ A．62.5 g　437.5 g B．71.4 g　428.6 g C．437.5 g　62.5 g D．428.6 g　71.4 g 解析　设需要浓硫酸和稀硫酸的质量分别为x、y。‎ 由题意得 解得： 故答案选A。‎ 答案　A ‎11．下图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是(　　)‎ A．该硫酸的物质的量浓度为9.2 mol·L－1‎ B．1 mol Zn与足量该硫酸反应产生2 g氢气 C．配制200 mL 4.6 mol·L－1的稀硫酸需取该硫酸50 mL D．该硫酸与等质量的水混合后所得溶液的浓度大于9.2 mol·L－1‎ 答案　C ‎12．实验室需要配制0.1 mol·L－1CuSO4溶液480 mL。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(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、________、________以及等质量的两片滤纸。‎ ‎(2)计算，应选择下列________。‎ A．需要CuSO4固体8 g B．需要CuSO4·5H2O晶体12.0 g C．需要CuSO4·5H2O晶体12.5 g D．需要CuSO4固体7.7 g ‎(3)称量。所用砝码生锈则所配溶液的浓度会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。‎ ‎(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________引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了________。‎ ‎(6)定容，摇匀。‎ ‎(7)将配好的溶液静置一段时间后，倒入指定的试剂瓶，贴好标签，注明配制的时间、溶液名称及浓度。‎ ‎(8)在配制过程中，某学生观察定容时液面情况如图所示，所配溶液的浓度会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。‎ 解析　(1)依据配制500 mL 0.1 mol·L－1‎ 的硫酸铜溶液的步骤可知，配制过程中需要的仪器为：托盘天平、 (5)配制一定物质的量浓度的溶液，在移液操作中应该用玻璃棒将溶液引流入容量瓶中，并洗涤烧杯2～3次，保证溶质全部转移到容量瓶，防止产生误差。(8)定容时，仰视刻度线，导致溶液的体积偏大，溶液的浓度偏低。‎ 答案　(1)胶头滴管　500 mL容量瓶　(2)AC　(3)偏高　(4)搅拌，加速溶解　(5)玻璃棒　保证溶质全部转移到容量瓶　(8)偏低 ‎13．人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg/cm3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2＋的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2＋的浓度。‎ ‎【配制KMnO4标准溶液】如图是配制50 mL KMnO4标准溶液的过程示意图。‎ ‎(1)请你观察图示判断，其中不正确的操作有(填序号)________。‎ ‎(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是(填名称)________。‎ ‎(3)如果用图示的操作配制溶液，所配制的溶液浓度将________(填“偏大”或“偏小”)。‎ ‎【测定血液样品中Ca2＋的浓度】抽取血样20.00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol/L KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL KMnO4溶液。‎ ‎(4)已知草酸跟KMnO4溶液反应的离子方程式为：‎ ‎2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O则方程式中的x＝________。‎ ‎(5)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为________mg/cm3。‎ 解析　(1)由图示可知②⑤操作不正确。②不能在量筒中溶解固体，⑤定容时应平视刻度线，至溶草酸跟KMnO4溶液反应的离子方程式为：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(5)血液样品中Ca2＋的浓度为＝1.2 mg/cm3。‎ 答案　(1)②⑤　(2)50 mL容量瓶　(3)偏小　(4)2　(5)1.2‎