2022届高考化学一轮复习课时集训：第4讲-物质的量在化学实验中的应用-Word版含解析.doc

第4讲　物质的量在化学实验中的应用
课时集训
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知识点
基础
能力
挑战
溶液浓度的表示方法与计算
1
6,8,9,10
12
一定物质的量浓度溶液的配制
2,3,4
7

综合应用
5
11
13

1.36.5 g HCl溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g· mL-1)所得溶液的密度为ρ g· mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,NA表示阿伏加德罗常数的数值。则下列叙述中正确的是(　D　)
A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.所得溶液中含有NA个HCl分子
C.36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L
D.所得溶液的质量分数:w=×100%
解析:溶质为36.5 g HCl,物质的量为1 mol,溶剂水的体积为1 L,溶液体积并非1 L,A错误;HCl是强电解质,溶于水后完全电离,溶液中不存在HCl分子,B错误;36.5 g HCl气体在标准状况下占有的体积为22.4 L,C错误;假设溶液体积为1 L,则溶液总质量为1 000ρ g,溶质的质量为36.5c g,则所得溶液的质量分数:w=×100%,D正确。
2.(2017·浙江鹿城区校级模拟)配制物质的量浓度为 0.1 mol·L-1 的Na2CO3溶液100 mL时,下列操作正确的是(　B　)
A.用托盘天平称取1.06 g无水碳酸钠,在烧杯中加适量水溶解,待冷却到室温后,将溶液转移到容量瓶中
B.在使用容量瓶前必须检查容量瓶是否完好以及瓶塞处是否漏水
C.定容时,若加水超过刻度线,可用胶头滴管小心吸出多余部分
D.定容时,若仰视,则所配溶液的浓度将偏高
解析:托盘天平的精确度为0.1 g,不能称出1.06 g,故A错误;使用容量瓶前需检验瓶塞处是否漏水,故B正确;若加水超过刻度线,吸出水导致溶质有损失,n减小,浓度偏低,故C错误;定容时仰视,会造成所取液体V偏大,根据c=可知,会造成浓度偏低,故D错误。
3.(2017·上海宝山区二模)配制一定物质的量浓度的Na2CO3溶液时,下列因素会导致溶液浓度偏高的是(　D　)
A.溶解时有少量液体溅出
B.洗涤液未全部转移到容量瓶中
C.容量瓶使用前未干燥
D.定容时液面未到刻度线
解析:A项,溶解时有少量液体溅出,n偏小,则浓度偏低;B项,洗涤液未全部转移到容量瓶中,n偏小,则浓度偏低;C项,容量瓶使用前未干燥,对实验无影响;D项,定容时液面未到刻度线,V偏小,则导致溶液浓度偏高。
4.(2017·上海闵行区一模)用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 mol/L)100 mL,应选用的定量仪器是(　A　)
A.量筒 B.滴定管
C.50 mL 容量瓶 D.100 mL 容量瓶
解析:用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约 6 mol/L)100 mL,操作为用量筒分别量取浓盐酸 50 mL 和水50 mL,将两者混合得到溶液,所以应选择量筒。
5.导学号 96656019如图1是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。现实验室需要 240 mL 4.6 mol/L 的稀硫酸,准备用该硫酸配制。
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/cm3
质量分数:98%
图1
则:(1)该浓硫酸的物质的量浓度为　　　　　　　　,需要该浓硫酸的体积为　　　　mL。  
(2)可供选用的仪器有:胶头滴管、烧瓶、烧杯、药匙、量筒、托盘天平。配制稀硫酸时,还缺少的仪器有　　　　、　　　　　　　　。  
(3)配制过程中有几个关键的步骤和操作如图2所示:将下列实验步骤A～F按实验过程先后次序排列: 　　　　　　　　　　　　。  

(4)该同学实际配制得到的浓度为4.5 mol/L,可能的原因是　　　　。  
A.量取浓H2SO4时俯视刻度
B.容量瓶洗净后未经干燥处理
C.将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验 操作
D.定容时仰视刻度线
解析: (1)浓硫酸的物质量的浓度c== mol/L=
18.4 mol/L,实验室需要 240 mL 4.6 mol/L 的稀硫酸,应选择250 mL容量瓶,实际配制时需要配制250 mL的稀硫酸,设需要浓硫酸体积为V,则 4.6 mol/L×0.25 L=18.4 mol/L×V,解得V=0.062 5 L=62.5 mL。
(2)配制一定物质的量浓度溶液的步骤:计算、量取、稀释、冷却、转移、洗涤、定容等,配制该稀硫酸需要的仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、250 mL容量瓶,所以还需要玻璃棒和250 mL容量瓶。
(3)正确的顺序为CBDFAE。
(4)量取浓H2SO4时俯视刻度,导致所取硫酸的物质的量偏小,溶液的浓度偏低;容量瓶洗净后未经干燥处理无影响;将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验操作,没有冷却,导致冷却后配制的溶液的体积偏小,溶液的浓度偏大;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)18.4 mol/L　62.5　(2)玻璃棒　250 mL容量瓶 (3)CBDFAE　(4)AD

6.(2017·上海宝山区二模)25 ℃时,将10 mL质量分数为50%(密度1.4 g/mL)的硫酸稀释成100 mL,下列说法正确的是(　D　)
A.纯硫酸的摩尔质量为98
B.上述100 mL稀硫酸中含溶质14 g
C.上述稀释过程所需要的蒸馏水为90 mL
D.质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为 7.14 mol/L
解析:摩尔质量的单位是g/mol,所以硫酸的摩尔质量为 98 g/mol,故A错误;上述100 mL稀硫酸中含溶质质量m=10 mL×1.4 g/mL×50%=7 g,故B错误;上述稀释后溶液的密度不知,所以无法求所需要的蒸馏水的质量,故C错误;根据c== mol/L≈7.14 mol/L,所以质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为7.14 mol/L,故D正确。
7.(2017·河北博野校级期中)某溶液中含有大量的下列离子:Fe3+、S、Al3+和M离子,经测定Fe3+、S、Al3+和M离子的物质的量之比为1∶4∶1∶2,则M离子可能是下列中的(　A　)
A.Na+ B.OH- C.S2- D.Ag+
解析:Ag+与S生成微溶的硫酸银,M离子不能为Ag+,S2-与Fe3+发生氧化反应,与Al3+发生水解反应生成氢氧化铝与硫化氢,则M离子不能为S2-,而OH-与Fe3+、Al3+生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,故M也不能是OH-,M可能为Na+,据电荷守恒:3n(Fe3+)+n(Na+)+3n(Al3+)=2n(S),符合 题意。
8.(2017·福建龙海校级月考)V L含有(NH4)2SO4、NH4NO3的混合溶液,加入a mol NaOH后加热,恰好使NH3全部逸出;又加入b mol BaCl2,刚好使S完全沉淀,则原混合溶液中NH4NO3的物质的量浓度为(　C　)
A.mol/L B.mol/L
C.mol/L D.mol/L
解析:a mol烧碱刚好把NH3全部赶出,根据N+OH-NH3+H2O可知溶液中含有a mol N,与氯化钡溶液完全反应消耗b mol BaCl2,根据Ba2++SBaSO4↓可知溶液中含有 b mol S,设溶液中N的物质的量为n,据电荷守恒:a mol×1=b mol×2+n×1,解得n=(a-2b)mol,溶液中c(NH4NO3)=c(N)==mol/L。
9.(2018·安徽镜湖区校级月考)一定温度和压强下,乙腈(CH3CN)是极易溶于水的无色液体,这时向质量分数为a的乙腈水溶液中加入等体积的水,所得溶液中乙腈的质量分数为0.4a。若同样条件下乙腈的密度为d1,水的密度为d2,则下列说法正确的是(　C　)
A.d1=d2 B.d1>d2 C.d1<d2 D.无法确定
解析:混合后溶液的质量分数为×100%=0.4a,解得d1=d2,所以d1<d2。
10.(2017·新津校级月考)200 mL Fe2(SO4)3溶液中含Fe3+5.6 g,溶液中S的物质的量浓度是(　B　)
A.0.5 mol/L B.0.75 mol/L
C.1 mol/L D.0.25 mol/L
解析:n(Fe3+)==0.1 mol,由Fe2(SO4)3可知,n(S)=0.1 mol×
=0.15 mol,则溶液中S的物质的量浓度是=0.75 mol/L。
11.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
2Mn+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,至溶液凹液面最低处与刻度线相切。(2)应该用50 mL容量瓶准确确定50 mL溶液的体积。(3)如果用图示的操作配制溶液,由于仰视刻度线,会使溶液体积偏大,所配制的溶液浓度将偏小。(4)根据电荷守恒,草酸跟KMnO4溶液反应的离子方程式为2Mn+
5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。(5)据方程式及CaC2O4化学式存在如下关系:n(Ca2+)=n(H2C2O4)=n(KMnO4)=×0.02×12.00×10-3 mol=6×
10-4 mol,Ca2+的质量为6×10-4×40 g=0.024 g,则血液中Ca2+的浓度==1.2 mg/cm3。
答案:(1)②⑤　(2)50 mL容量瓶　(3)偏小 (4)2　(5)1.2

12.(2018·广西钦南区校级月考)向100 g浓度为 c mol·L-1、密度为ρ g·cm-3的食盐水中加入一定量的水,将其稀释至 0.5c mol·L-1,则加入水的体积(　A　)
A.小于100 mL B.等于100 mL
C.大于100 mL D.等于100/ρ mL
解析:稀释前后溶质的质量不变,设加水的质量为x,稀释前的质量分数为w1,稀释后的质量分数为w2,则100 g×w1=(100 g+x)×w2,
c mol·L-1食盐水加入一定量的水稀释至0.5c mol·L-1,由c=,可得c1==2c2=2×,得ρ1w1=2ρ2w2,食盐水浓度越大,密度越大,则ρ1>ρ2,=2×<2,又100 g× w1=(100 g+x)w2,所以=<2,解得x<100 g,又水的密度约为 1 g/mL,则加水的体积小于100 mL。
13.导学号 96656020已知硫酸、氨水的密度与所加水的量的关系如图所示,现有硫酸与氨水各一份,请根据表中信息,回答下列问题:

溶质的物质的
量浓度/(mol·L-1)
溶液的密
度/(g·cm-3)
硫酸
c1
ρ1
氨水
c2
ρ2
(1)表中硫酸的质量分数为　　　　(不写单位,用含c1、ρ1的代数式表示)。 
(2)物质的量浓度为c1 mol·L-1的硫酸与水等体积混合(混合后溶液的体积变化忽略不计),所得溶液的物质的量浓度为　　　 　
mol·L-1。 
(3)将物质的量浓度分别为c2 mol·L-1和 c2 mol·L-1的氨水等质量混合,所得溶液的密度　　　　(填“大于”“小于”或“等于”,下同)ρ2 g·cm-3,所得溶液的物质的量浓度　　　 c2mol·L-1(设混合后溶液的体积变化忽略不计)。 
解析:(1)根据c=可知,硫酸的质量分数w=。
(2)令硫酸与水的体积分别为V L,则混合后溶液的总体积为2V L,根据稀释定律,稀释前后溶质硫酸的物质的量不变,稀释后硫酸溶液的浓度为=0.5c1 mol·L-1。
(3)c2 mol·L-1的氨水与c2 mol·L-1的氨水等质量混合,混合后溶液的浓度小于c2 mol·L-1,由图可知,氨水的浓度越小密度越大,故混合后溶液的密度大于c2时的密度ρ2,物质的量浓度分别为c2 mol·L-1和c2 mol·L-1的氨水等质量混合,令c2 mol·L-1和c2 mol·L-1的氨水的体积分别为a L、b L,混合后溶液的体积为(a+b)L,混合后氨水的物质的量浓度为 mol·L-1= mol·L-1= mol·L-1=
c2 mol·L-1- mol·L-1=c2 mol·L-1-,又等质量混合,则ρ1a=ρ2b,氨水浓度越大密度越小,ρ1<ρ2,所以a>b,得c2 mol·L-1-
mol·L-1>c2 mol·L-1。
答案:(1)　(2)0.5c1　(3)大于　小于