资源描述
v 溶液稀释定律
v 溶液混合规律
v 配制一定物质的量浓度的溶液的实验原理和实验步骤
v 配制一定物质的量浓度的溶液的实验误差分析
知识点一 溶液稀释定律
1.抓住稀释前后溶质的物质的量不变,列方程式:c1×V1=c2×V2
(1)如果忽略溶液体积变化,则c1×V1+c2×V2=c混×(V1+V2)。
(2)如果考虑溶液混合体积改变,则c1×V1+c2×V2=c混×V混,其中V混=。
2. 依据稀释前后溶质的质量不变可得:V1×ρ1×ω1= V2×ρ2×ω2,据此计算有关的物理量。
【典例1】★☆☆☆☆
将5 mol·L-1盐酸10 mL稀释到200 mL,再取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.0.05 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1 C.0.1 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
【答案】B
【解析】根据稀释定律,c(浓溶液)×V(浓溶液)=c(稀溶液)×V(稀溶液):5 mol·L-1×10 mL=c(稀溶液)×200 mL,解得c(稀溶液)=0.25 mol·L-1,从中取出5 mL溶液,其浓度不变。
【典例2】★★☆☆☆
常温下,欲配制密度为1.1 g·cm-3、浓度为6 mol·L-1的稀盐酸,在体积为100 mL、密度为1.19 g·cm-3、浓度为12 mol·L-1的浓盐酸中需加蒸馏水( )
A.200 mL B.100 mL C.101 mL D.120 mL
【答案】C
【解析】设加水x mL可配制成V mL 6 mol·L-1稀盐酸,则100 mL×12 mol·L-1=6 mol·L-1 ×V mL,V=200。体积不能直接加合,可利用质量守恒:200 mL×1.1 g·mL-1=100 mL× 1.19 g·mL-1+x mL×1 g·mL-1,x=101,即需加蒸馏水101 mL。
【训练1】★★☆☆☆
将溶质的质量分数为14%的氢氧化钾溶液加热蒸发掉100 g水后,得到溶质的质量分数为28%的溶液80 mL,此时溶液的物质的量浓度为( )
A.5 mol·L-1 B.6.25 mol·L-1 C.7 mol·L-1 D.6.75 mol·L-1
【答案】B
【解析】设蒸发浓缩后溶液物质的量浓度为x,根据蒸发前后溶质质量守恒: (+100 g)×14%=0.08 L×x×56 g·mol-1, x=6.25 mol·L-1。
【训练2】★★☆☆☆
将100 mL 0.1 mol·L-1的氯化钡溶液与50 mL 0.2 mol·L-1的氯化钠溶液混合,若不考虑溶液混合时体积的变化,则混合溶液中氯离子浓度是( )
A.0.2 mol·L-1 B.0.01 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.0.02 mol·L-1
【答案】A
【解析】混合前后溶质的物质的量不变,混合溶液中氯离子浓度为(100 mL×2×0.1 mol·L-1+50 mL×0.2 mol·L-1)÷(100 mL+50 mL)=0.2 mol·L-1。
知识点二 溶液混合规律
1.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合问题
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合:若两溶液等质量混合,则混合后溶液中溶质的质量分数等于.
2.若两溶液等体积混合
(1)若溶液的密度小于1g.cm-3,溶质的质量分数越大,密度越小,如氨水、乙醇等,等体积混合后所得溶液中溶质的质量分数小于
(2)若溶液的密度大于1g.cm-3,溶液的质量分数越大,密度越大,如常见的酸(稀H2SO4)、碱(NaOH溶液)、盐(NaCl溶液)等,等体积混合后所得溶液中溶质的质量分数大于
【典例1】★☆☆☆☆
常温下,将20.0 g 14%的NaCl溶液跟30.0 g 24%的NaCl溶液混合,得到密度为1.17 g·cm-3的混合溶液。
(1)该混合溶液中NaCl的质量分数为________。
(2)该混合溶液中NaCl的物质的量浓度为________ mol·L-1。
(3)在1 000 g水中需加入________ mol(保留1位小数)氯化钠,才能使其浓度恰好与上述混合溶液浓度相等。
【答案】(1)20% (2)4.0 (3)4.3
【解析】(1)混合溶液的质量为20.0 g+30.0 g=50.0 g,混合溶液中溶质的质量为20.0 g×14%+30.0 g×24%=10.0 g,混合溶液中溶质的质量分数为×100%=20%。
(2)n(NaCl)=,
V(溶液)=,
c(NaCl)==×=4.0 mol·L-1
(3)×100%=20%
n(NaCl)=4.3 mol。
【典例2】★★☆☆☆
有A、B两种乙醇溶液,A溶液乙醇的质量分数为5a%,B溶液乙醇的质量分数为a%,将A、B两溶液等体积混合后,所得乙醇溶液中硫酸的质量分数为( )
A.小于3a% B.等于3a% C.大于3a% D.无法确定
【答案】A
【解析】因为ρ(乙醇)<1,所以等体积混合后,溶液中溶质的质量分数小于=3a%
【训练1】★★★☆☆
将溶质的质量分数为a%、物质的量浓度为c1mol/L的稀硫酸加热蒸发掉一定量的水使溶质的质量分数变为2a%,此时硫酸的物质的量浓度为c2mol/L.则c1和c2的关系为( )
A.c 1=c2 B.c 1>c 2 C.2c 1<c 2 D.2c 1=c 2
【答案】C
【解析】质量分数由a→2a%,即蒸发的水的质量为原溶液的一半,设原溶液1L,则n(H2SO4)=1L×c1mol/L=c1mol,设溶液的质量为1000ρ1,蒸发掉水后,溶液质量为,故溶液的体积为,所以,而,则.所以C选项是正确的.解析:溶质的质量分数变为,则溶液的质量减小一半,硫酸溶液的浓度越大,密度越大,则蒸发后溶液的体积小于原来的一半,根据溶液蒸发前后溶质的物质的量不变计算.
【训练2】★★★☆☆
将一质量分数为ω的KOH溶液蒸发掉m g水后,质量分数恰好变为3ω,体积为VL(溶液中无晶体析出),则浓缩后溶液的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B.mol·L-1 C.mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】C
【解析】设浓缩后溶液的质量是x。蒸发过程中溶质是不变的,所以有(x+m)×ω=x×3ω,解得x=0.5m。所以浓缩后溶液中溶质的物质的量是1.5m÷56mol,则浓度是mol·L -1,答案选C。
知识点三 配制一定物质的量浓度的溶液的实验原理和实验步骤
1. 配制一定物质的量浓度溶液专用仪器——容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
(2)容量瓶的选择与使用
1)容量瓶是配制物质的量浓度溶液的专用仪器,选择容量瓶应遵循“大而近”的原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。
2)使用前要检验容量瓶是否漏水,再用蒸馏水洗涤干净。
检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
(往容量瓶内加入一定量水,塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立过来,如果无水渗出,将瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧,仍把瓶倒立过来,再检查是否有水渗出。如果均无水渗出,则证明容量瓶不漏水。)
3)向容量瓶中注入液体时,应沿玻璃棒注入(玻璃棒下端在刻度线下),以防注入操作时液体流出,造成溶质损失。
4)容量瓶必须在常温下使用,溶液注入容量瓶前需要恢复到常温(因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热)
5)定容时,要使视线、刻度线以及瓶内凹液面的最低处保持水平。
6)使用容量瓶注意“五不”:不能溶解固体;不能稀释浓溶液;不能加热;不能作反应容器;不能长期贮存溶液。
2. 配制100 mL 1.00 mol·L-1 氯化钠溶液
【典例1】★☆☆☆☆
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
【答案】D
【解析】解析 A项,应选用250 mL容量瓶。B项,容量瓶不能用作溶解的仪器,应在烧杯中溶解。C项,应将溶解NaOH后的溶液恢复到室温后再向容量瓶中转移。D项容量瓶未干燥对所配溶液浓度无影响,正确。
【典例2】★☆☆☆☆
某同学用碳酸钠配制0.10 mol·L-1 碳酸钠溶液的过程如图所示。你认为该同学的错误有( )
A.①⑤⑥ B.②④⑦ C.①⑥⑦ D.⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】称量碳酸钠固体时,应将被称量物放在托盘天平的左盘,砝码放在右盘,①错误;定容时,视线应与凹液面最低处相切,⑥错误;摇匀时,应将容量瓶反复上下颠倒而不是左右摇,⑦错误,故C项正确。
【训练1】★☆☆☆☆
实验室中需要配制0.2 mol·L-1的硫酸铜溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的胆矾的质量分别是( )
A.950 mL;30.4 g B.950 mL;47.5 g C.1 000 mL;50.0 g D.1 000 mL;32.0 g
【答案】C
【解析】容量瓶的规格主要有:100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。容量瓶的选择原则是“近而大”,无950 mL容量瓶,应选择1 000 mL的容量瓶。需胆矾的质量=0.2 mol·L-1× 1 L×250 g·mol-1=50.0 g。
【训练2】★☆☆☆☆
下列关于容量瓶的构造和使用描述中不正确的是( )
A.用于配制一定体积、浓度准确的溶液
B.容量瓶不能加热,也不宜长时间贮存所配溶液
C.容量瓶上标有温度、容量和刻度线
D.用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
【答案】D
【解析】容量瓶不需要润洗。
知识点四 配制一定物质的量浓度的溶液的实验误差分析
1.误差的分析方法
(1)根据cB==可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小。
(2)容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低。
②俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高。
2.配制100 mL 1.00 mol·L-1 氯化钠溶液常出现的误差
实验操作
n
V
c
计算结果m=5.85 g,称5.9 g
偏大
不变
偏大
砝码生锈(没有脱落)或者砝码沾有其他物质
偏大
不变
偏大
少量氯化钠沾在滤纸上
偏小
不变
偏小
有少量液体溅出
偏小
不变
偏小
容量瓶内有少量水
不变
不变
不变
未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤液未注入容量瓶
偏小
不变
偏小
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
不变
偏大
偏小
称量时砝码与物品颠倒放置(使用游码)
偏小
不变
偏小
称量时间过长(氢氧化钠)
偏小
不变
偏小
用滤纸称量氢氧化钠
偏小
不变
偏小
定容时用滴管吸出超过刻度线的水
偏小
不变
偏小
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
不变
不变
不变
称量前小烧杯内有水
不变
不变
不变
未冷却室温就注入容量瓶定容
不变
减小
偏大
定容时仰视刻度线
不变
增大
偏小
定容时俯视刻度
不变
减小
偏大
定容后摇匀时液面下降再加水
不变
增大
偏小
【典例1】★★☆☆☆
使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差。下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用天平称量时,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,仰视容量瓶的刻度线
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.②④⑤ C.③④⑤ D.①②④⑤
【答案】B
【解析】天平称量时使用游码,被称量物与砝码的位置放颠倒了,物质的质量=砝码的质量-游码的质量,质量偏小,浓度偏低,若不使用游码,物质的质量=砝码的质量,对质量无影响,浓度不变;定容时,仰视容量瓶的刻度线,体积偏大,浓度偏低;定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,体积偏大,浓度偏低。
【典例2】★★☆☆☆
实验室需配制250 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液,填空并回答下列问题:
(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液:
实际应称Na2CO3质量/g
应选用容量瓶的规格/mL
(2)配制时,其正确的操作顺序是______________(用字母表示,每个字母只能用一次)。
A.用30 mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.将准确称量的Na2CO3固体倒入烧杯中,再加适量水溶解
C.将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2 cm处
(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是____________________________。
溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为____________________________________。
(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响?(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
若容量瓶中有少量蒸馏水___________________________________________________;
若定容时俯视刻度线________________________________________________________。
(5)若实验过程中出现如下情况如何处理?
加蒸馏水时不慎超过了刻度_____________________________________________________;
向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴掉在容量瓶外面___________________________________。
【答案】(1)2.7 250 (2)B、C、A、F、E、D (3)保证溶质全部转入容量瓶 不冷却就转移到容量瓶并定容,冷却至室温后会使溶液的体积偏小,浓度偏高
(4)无影响 偏高(5)洗净容量瓶后重新配制 洗净容量瓶后重新配制
【训练1】★★☆☆☆
假若你是卫生防疫人员,需要配制0.01 mol·L-1的KMnO4消毒液,下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是( )
A.取KMnO4样品时不慎在表面沾了点蒸馏水
B.溶解搅拌时有液体飞溅
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
【答案】C
【解析】选项A中的操作使取得样品的质量偏小,溶液浓度偏低;选项B中液体溅出,溶质减少,溶液浓度偏低;选项D中加水量偏多,溶液浓度偏低。
【训练2】★★☆☆☆
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________mL。
(2)容量瓶使用前检验漏水的方法是________________________________。
(3)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:________。
【答案】(1)27.2 (2)往容量瓶中加入适量的水,塞好瓶塞,用左手食指顶住瓶塞,用右手的五指托住瓶底,把瓶倒立过来,如不漏水,将其放正,把瓶塞旋转180°后塞紧,再把瓶倒立过来,若不漏水,才能使用(3)①偏小 ②偏大 ③偏小 ④不变 ⑤偏大
【解析】 (1)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。
(3)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。
1.下列实验操作正确的是( )
A.使用容量瓶配制溶液,移液时应洗涤烧杯2~3次
B.用100 mL量筒量取5.5 mL稀盐酸
C.用托盘天平称量11.50 g NaCl固体
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,固体物质可以直接在容量瓶中溶解
【答案】A
【解析】量取5.5 mL溶液应使用10 mL量筒,B错误;托盘天平的感量为0.1 g,C错误;在容量瓶中不能溶解固体,D错误。
2.某学习小组需0.100 0 mol·L-1的碳酸钠溶液450 mL。下列有关说法正确的是( )
A.称量前应将Na2CO3·xH2O灼烧至恒重
B.配制时需用托盘天平称取4.8 g无水碳酸钠
C.100 mL上述溶液的浓度为0.020 0 mol·L-1
D.配制好的碳酸钠溶液可存放在容量瓶中
【答案】A
【解析】A项,Na2CO3·xH2O的式量不确定,故称量前应将Na2CO3·xH2O灼烧至恒重,正确;B项,因无450 mL容量瓶,需选择500 mL容量瓶,因此需用托盘天平称取5.3 g无水Na2CO3,错误;C项,取用一定体积的Na2CO3溶液时,其物质的量浓度与原溶液相同,错误;D项,容量瓶主要用于配制溶液,不能用来储存溶液,错误。
3.将5 mol·L-1的硝酸镁溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中NO的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】B
【解析】根据稀释时NO守恒可知:5 mol·L-1×a mL×10-3 L·mL-1×2=b mL×10-3 L·mL-1 ×c(NO),则c(NO)= mol·L-1。
4.用容量瓶配制一定物质的量浓度的Na2CO3溶液时,下列各项中,可能导致其实际浓度偏低的是( )
A.在用天平称量时,托盘里的部分Na2CO3吸收了水分,形成了少量结晶水合物
B.Na2CO3溶解时放出热量,未冷却立即配制溶液
C.用蒸馏水洗涤溶解过Na2CO3固体的烧杯,并将洗涤后的溶液注入容量瓶
D.定容时俯视瓶颈刻度线
【答案】A
【解析】托盘里的部分Na2CO3吸收了水分,称量的Na2CO3的实际质量偏低,配制的溶液的浓度偏低;Na2CO3溶解时放出热量,未冷却立即配制溶液,此时溶液的体积受热膨胀变大,冷却后体积偏小,溶液的浓度偏大;C无影响;定容时俯视瓶颈刻度线,液体的体积偏小,浓度偏大。
5.如图是某溶液在稀释过程中,溶质的物质的量浓度随溶液体积的变化曲线图,根据图中的数据分析得出V值等于( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】根据稀释定律,稀释前后的物质的量不变,则:1L×2 mol⋅L−1,=VL×0.5 mol⋅L−1
解得:V=4。故选:C
6.质量分数为a%,物质的量浓度为c mol⋅L−1的NaCl溶液,蒸发溶剂,恢复到原来的温度,若物质的量浓度变为2c mol⋅L−1,则质量分数变为(蒸发过程中没有晶体析出,且NaCl溶液的密度大于1g/mL) ( )
A. 等于2a% B. 大于2a% C. 小于2a% D. 无法确定
【答案】C
【解析】质量分数为a%,物质的量浓度为c mol⋅L−1的NaCl溶液,设密度是ρ1,所以c=1000ρ1a%/M,质量分数为a%,物质的量浓度为2c mol⋅L−1的NaCl溶液,设密度是ρ2,质量分数是w%,所以2c=1000ρ2×w%/M,整理得到1/2=ρ1×a%/ρ2×w%,氯化钠的密度大于水,浓度越浓,密度越大,所以ρ1<ρ2,即w%<2a%。
7.下列有关溶液配制说法错误的是( )
A. 称取12.5g胆矾[CuSO4•5H2O]溶于水中,并加水稀释至500mL,所得溶液物质的量浓度为0.1mol•L-1
B. 取58.5gNaCl固体放入1L水中充分溶解,所得溶液中NaCl的物质的量浓度为1mol•L-1
C. 将100g 5%的食盐水加热蒸发掉50g水后,所得溶液中NaCl的质量分数为10%
D. 将浓度为2 mol•L-1硫酸钠溶液10mL加水稀释至200mL,所得溶液浓度为0.1mol•L-1
【答案】B
【解析】A.称取12.5g胆矾[CuSO4•5H2O]的物质的量为12.5g/25g•mol-1=0.05mol,加水稀释至500mL,所得溶液物质的量浓度为0.05mol/0.5L=0.1 mol•L-1,故A正确;B.由于水的体积为1L,则将58.5gNaCl固体放入1L水时,溶液的体积大于1L,故溶液的浓度小于1mol•L-1,故B错误;C.将100g 5%的食盐水中NaCl的质量为m=100g×5%=5g,加热蒸发掉50g水后,溶液质量变为50g,所得溶液中NaCl的质量分数为ω=5g/50g=10%,故C正确;D.将浓度为2 mol•L-1硫酸钠溶液10mL加水稀释至200mL,稀释后的浓度为(2 mol•L-1×0.01L)/0.2L=0.1mol/L,故D正确.
故选B
8.把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁:另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡.则原混合溶液中钾离子的物质的量浓度为( )
A. mol/L B. mol/L C.mol/L D mol/L
【答案】D
【解析】第一份发生的离子反应方程式为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓根据Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;得n(Mg2+)=n(OH-)= mol;第二份发生的离子反应方程式为Ba2++SO42-=BaSO4↓根据Ba2++ SO42-=BaSO4↓得n(Ba2+)=n(SO42-)=bmol,任何电解质溶液都呈电中性,根据电荷守恒2n(Mg2+)+n(K+)=2c(SO42),故每份溶液中n(K+)=2b-2×amol=(2b-a)mol,则原溶液中钾离子的浓度为(2b-a)/ V= 故选A。
9.如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法错误的是( )
A.该硫酸的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
B.100 mL该硫酸的质量是184 g
C.硫酸的摩尔质量与磷酸(H3PO4)的摩尔质量相同
D.取该硫酸62.5 mL稀释至250 mL,得到稀硫酸的浓度为4.6 mol·L-1
【答案】A
【解析】该H2SO4的物质的量浓度c= mol·L-1=18.4 mol·L-1,A项错误。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,B项正确。磷酸(H3PO4)的摩尔质量为98 g·mol-1,与硫酸的相同,C项正确。根据稀释公式c1V1=c2V2,可知0.25 L×4.6 mol·L-1=0.062 5 L×18.4 mol·L-1,D项正确。
10.Ⅰ.根据下列各题中所给出的数据,可分别求出其“溶液的溶质质量分数”或“溶液的物质的量浓度”,试判断并求解。
(1)已知某氢氧化钠溶液V L中含有n个氢氧根离子,可求出此溶液的________是________。
(2)已知某氢氧化钠溶液中Na+与H2O的个数之比为1∶a,则可求出此溶液的________为________。
Ⅱ.常温下,10.0 mL 1.0 mol·L-1的H2SO4(aq),加水稀释到500 mL,所得H2SO4(aq)的浓度为________ mol·L-1;蒸发浓缩,使溶液的体积为2.40 mL,所得H2SO4(aq)的浓度为________ mol·L-1。
Ⅲ.已知标准状况下1体积水能溶解500体积的氯化氢,则可求出标准状况下氯化氢饱和溶液中溶质的质量分数为________。
【答案】Ⅰ.(1)物质的量浓度 mol·L-1(2)溶质质量分数 ×100%
Ⅱ.0.020 4.2 Ⅲ.44.9%
【解析】Ⅰ.(1)物质的量浓度c= mol·L-1。
(2)由Na+与H2O的个数比可知NaOH与H2O的物质的量之比,故溶质质量分数为×100%。
Ⅱ.根据溶液的稀释定律,溶液稀释或浓缩前后溶质的质量和物质的量不变:c1V1=c2V2=c3V3。
稀释到500 mL时,c2(H2SO4)=
==0.020 mol·L-1;
浓缩到2.40 mL时,
c3(H2SO4)==≈4.2 mol·L-1。
Ⅲ.不知溶液的密度,不能计算物质的量浓度,可求其质量分数为×100%≈44.9%。
11.关于溶液配制的有关问题,请回答:
(1)下列有关容量瓶的使用方法的操作中,错误的是 .
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.定容时,将蒸馏水小心倒入容量瓶中到刻度线齐平处
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中定容
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手托住瓶底,把容量瓶反复上下颠倒、摇匀.
(2)实验室中需2mol/L的Na2CO3溶液950mL,配制时应选用容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是 .
A. 1000ml; 212g B.950ml;543.4g
C.任意规格; 572g D.500ml; 106g
(3)现用98%、密度为1.84g/cm-3的浓硫酸配制500mL的稀硫酸.请回答下列问题:
①配制稀硫酸时,需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒,还缺少的玻璃仪器有 (填写仪器名称).
②经计算,配制500mL0.2mol/L的稀硫酸需要上述浓硫酸的体积为 .
③稀释浓硫酸时,实验操作步骤: .
(4)误差分析:
①用量筒量取浓硫酸时,仰视读数 ;
②定容时仰视读数 ;(填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1)BCD (2)A (3)①胶头滴管、500mL 容量瓶 ②5.6ml ③
水先倒入烧杯,将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中,并不断搅拌(4)偏大②偏小
【解析】(1)A.带有活塞的仪器使用前要检查是否漏水,故A正确;
B. 容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配液润洗,会导致所配溶液浓度偏大,故B错误;
C. 定容时,应直接加蒸馏水到离刻度线1−2cm后改用胶头滴管逐滴滴加,故C错误;
D. 容量瓶不能用来稀释浓溶液,故D错误;
E. 摇匀时食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转反复上下摇匀,故E正确;故选:BCD;
(2)容量瓶没有950mL规格,应用1000mL的容量瓶进行配制,则m(Na2CO3)=cVM=1L×2mol/L×106g/mol=212g,故答案为:212g;
(3)①配制稀硫酸时,需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管、500mL 容量瓶,故答案为:胶头滴管、500mL 容量瓶;
②设需要浓硫酸体积为V,c= mol·L-1=18.4 mol·L-1则依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得V×18.4mol/L=0.2mol/L×500mL,解得V=5.6mL;故答案为:5.6ml;
③稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散;切不可把水注入浓硫酸中;故答案为:水先倒入烧杯,将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中,并不断搅拌;
(4)①用量筒量取浓硫酸时,仰视读数,导致量取的浓硫酸体积偏大,硫酸的物质的量偏大,溶液浓度偏大;故答案为:偏大;
②定容时仰视读数,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏小;故答案为:偏小。
12.如图为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:
(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溶液时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是________(填字母)。
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和蒸馏水配制500 mL物质的量浓度为0.400 mol·L-1的稀盐酸。
①该学生需要量取________mL上述浓盐酸进行配制。
②在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?(在括号内填A表示“偏大”、填B表示“偏小”、填C表示“无影响”)。
a.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面( )
b.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水( )
(4)①假设该同学成功配制了0.400 mol·L-1的盐酸,他又用该盐酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,则该同学需取________mL盐酸。
②假设该同学用新配制的盐酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,发现比①中所求体积偏小,则可能的原因是________。(填字母)
A.浓盐酸挥发,浓度不足 B.配制溶液时,未洗涤烧杯
C.配制溶液时,俯视容量瓶刻度线 D.加水时超过刻度线,用胶头滴管吸出
(5)下图是该小组转移溶液的示意图,图中的错误是________________________
_______________________________________________________________。
【答案】(1)11.9 (2)BD (3)①16.8 ②a.B b.B(4)①25 ②C(5)①未用玻璃棒引流;②未采用500 mL容量瓶
【解析】(1)c(HCl)==11.9 mol·L-1。
(2)溶液的浓度、密度与体积无关,但溶质的质量、物质的量随溶液体积的变化而变化。
(3)由稀释定律可知,需要浓盐酸的体积为
≈16.8 mL。
(4)NaOH的物质的量为n(NaOH)==0.01 mol
由NaOH+HCl===NaCl+H2O可知,需要盐酸的物质的量为0.01 mol,浓盐酸的体积V=×1 000 mL·L-1=25 mL。
1.(全国卷Ⅲ节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。
利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:
(1)溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在__________中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的__________中,加蒸馏水至________。
【答案】(1)烧杯 容量瓶 刻度
【解析】(1)配制一定物质的量浓度的溶液,应该在烧杯中溶解,冷却至室温后,转移至100 mL的容量瓶中,加蒸馏水至距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。
2.(高考组合题)判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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1,配制一定物质的量浓度的NaNO3溶液( )
(3)如图2,配制一定浓度的NaCl溶液( )
(4)洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干( )
(5)用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体( )
(6)仅用100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管就能用pH=1的盐酸配制100mL pH=2的盐酸( )
(7)将25gCuSO4·5H2O溶于100mL蒸馏水中配制100mL 1.0mol·L-1CuSO4溶液( )
(8)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小( )
【答案】(1)√;(2)×;(3)×;(4)×;(5)×;(6)×;(7)×;(8)×。
【解析】(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,故正确;
(2)配制一定物质的量浓度的溶液时,固体应先在烧杯中溶解,然后转入到容量瓶中定容,故错误;
(3)配制一定物质的量浓度的溶液的定容操作,眼睛应该平视刻度线,故错误;
(4)容量瓶不能放在烘箱中烘干,否则其容积可能受温度的影响而发生改变,事实上配制溶液时,洗净的容量瓶不需要干燥,故错误;
(5)配制溶液时,若加水超过刻度线,应重新配制,若用滴管吸出多余液体,则所配溶液的浓度偏低,故错误;
(6)只重视了溶液的配制而忽视了需准确量取一定体积的盐酸而造成错误,还缺少的玻璃仪器有酸式滴定管或量筒,故错误;
(7)配制100mL 1.0mol·L-1CuSO4溶液应将25gCuSO4·5H2O溶于蒸馏水配成100mL溶液,而不是溶于100mL蒸馏水中,故错误;
(8)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,使溶液体积偏小,所配制溶液浓度偏大,故错误。
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