高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第三节 物质的量精品随堂练习题
展开物质的量浓度
一、物质的量浓度
【定义】
物质的量浓度:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。
符号:cB
单位:mol/L(或mol•L-1)
数学表达式:
注:表示某物质的水溶液时,常用(aq)来进行标注,以区别纯固体或气体的体积,如V(HCl)表示HCl气体的体积,V[HCl(aq)]表示盐酸的体积。
【思考】
“物质的量浓度”概念的要点是什么?
(1)以单位体积(1 L)溶液里所含溶质,而不是单位体积的溶剂。
(2)溶质用物质的量表示,而不是溶质的质量,也不是溶质的摩尔质量。
【思考】
B的含义是什么?
B表示溶液中所含溶质。不仅表示溶液中所含溶质的分子,还可以表示溶质电离出的阳离子和阴离子。
【练习】
指出下列符号的意义:
c(HCl) c(H+) c(Cl-) c(Na2SO4) c(Na+) c(SO42-)
1. 将40 g NaOH溶于水配成2 L溶液,其溶质的物质的量浓度为______。
【答案】0.5 mol/L
2. 将58.5 g NaCl溶于水配成1 L溶液,其溶质的物质的量浓度为______。
【答案】1 mol/L
3. 2 mol NaOH溶于水配成200 mL溶液,其溶质的物质的量浓度为______。
【答案】10 mol/L
4. 在标准状况下,22.4 L HCl溶于水配成0.5 L盐酸,其溶质的物质的量浓度为______。
【答案】2 mol/L
5. 10 mol HCl溶于水配成______L溶液,溶质的物质的量浓度为2 mol/L。
【答案】5
6. 下列说法是否正确?若不正确,请改正。
(1)在标准状况下,将22.4 L HCl溶于1 L水中配成溶液,其物质的量溶度为1 mol/L。
(2)将22.4 L HCl溶于水中配成1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol/L。
(3)将25 g CuSO4•5H2O溶于水配成100 mL溶液,其物质的量浓度为1 mol/L。
(4)从1 L浓度为1 mol/L的C12H22O11溶液中取出100 mL,取出的溶液中蔗糖的物质的量浓度为0.1 mol/L。
【答案】(1)正确
(2)错误,没有说明HCl的状态
(3)正确
(4)错误,溶液是均一稳定的,溶液内部各处浓度相同
二、 离子的浓度
【思考】
相同体积、相同物质的量浓度的溶液中所含溶质的微粒数目一定相同吗?
1.1 L浓度为1 mol/L的酒精溶液与1 L浓度为1 mol/L的蔗糖溶液中所含溶质的微粒数目相同吗?
酒精、蔗糖是非电解质,溶解过程中不电离,仍以分子状态存在于溶液中,对于相同体积、相同物质的量浓度的这两种溶液,所含溶质的物质的量相同,即含溶质的分子数相同。
2.1 L浓度为1 mol/L的NaCl溶液与1 L浓度为1 mol/L的CaCl2溶液中所含溶质的微粒数目相同吗?
有n(NaCl)=n(CaCl2),但因为NaCl、CaCl2是易溶于数的强电解质,溶于水全部电离成离子。即有:
NaCl = Na+ + Cl-
1 mol 1 mol 1 mol
CaCl2 = Ca2+ + 2Cl-
1 mol 1 mol 2 mol
不难看出上述溶液中所含Na+和Ca2+数目相同,但是Cl-数目不相同。
【总结】
如果溶质是非电解质,那么相同体积、相同物质的量浓度的任何溶液所含有的溶质分子数目相同。
若果溶质是强电解质,那么体积相同、相同物质的量浓度的任何溶液所含有的溶质离子数目不一定相同。
【扩展】
物质的量浓度和溶质质量分数的区别
物质的量浓度
溶液质量分数
溶质单位
mol
g
溶液单位
L
g
数学表达式
特点
体积相同、物质的量浓度相同的不同物质的溶液中,所含溶质的物质的量相同,溶质质量不一定相同。
质量相同,溶质质量分数相同的不同物质的溶液中,所含溶质的质量相同,溶质的物质的量不一定相同。
【练习】
1. 在1 mol/L的MgCl2溶液中,Mg2+的物质的量浓度为______,Cl-的物质的量浓度为______。
【答案】1 mol/L、2 mol/L
2. 在0.5 mol/L的H2SO4溶液中,H+的物质的量浓度为______,SO42-的物质的量浓度为______。
【答案】1 mol/L、0.5 mol/L
3. 在0.1 mol/L的Al2(SO4)3溶液中,Al3+的物质的量浓度为______,SO42-的物质的量浓度为______。
【答案】0.2 mol/L、0.3 mol/L
4. 在Ba(OH)2溶液中,Ba2+的物质的量浓度为0.2 mol/L,OH-的物质的量浓度为______。
【答案】0.4 mol/L
5. 3 mol/L的MgCl2溶液和______mol/L的AlCl3溶液中,所含Cl-的物质的量浓度相同。
【答案】2
6. 下列个溶液中,Na+的浓度最大的是( ),Na+的物质的量最大的是( )。
A.4 L 0.5 mol/L的NaCl溶液 B.1 L 0.3 mol/L的Na2SO4溶液
C.0.8 L 0.4 mol/L的NaOH溶液 D.2 L 0.15 mol/L的Na3PO4溶液
【答案】B、A
三、 浓度的应用
1.关于物质的量浓度概念的计算
(1)基本公式:
(2)相关公式:
(标准状况)
(3)导出公式:
【例题】
1.将11.7 g NaCl溶于水中,配成500 mL溶液。计算所得溶液中NaCl的物质的量浓度。
[解]:
答:所得溶液中NaCl的物质的量浓度为0.4 mol/L。
2.配制500 mL 0.1 mol/L NaOH溶液,需要NaOH的质量是多少?
[解]:
答:配制该溶液需要NaOH的质量是2 g。
3.在标准状况下,448 L NH3溶于1 L水中,得到密度为0.9 g/cm3的氨水,求此氨水的物质的量浓度。
[思路]
①溶质是什么?其物质的量是多少?
主要是NH3,且n(NH3)=20 mol
②溶液的体积是多少?是448 L+1 L=449 L吗?
不是,怎么求溶液的体积呢?
溶剂、溶质的质量是多少?
[解]:m(NH3)=20 mol×17 g/mol=340 g
m(H2O)=1 g/mL×1000 mL=1000 g
m(氨水)=340 g+1000 g=1340 g
V[NH3(aq)]=1340 g / 0.9 g•mL-1=1489 mL=1.489 L
所以:c(NH3)=n(NH3) / V[NH3(aq)]
=20 mol / 1.489 L
=13.4 mol/L
答:此氨水的物质的量浓度为13.4 mol/L。
【应用】
2.溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算
物质的量(n)、溶液中溶质的物质的量浓度(c)、溶液中溶质的质量分数(w)、溶液体积(V)、溶液的密度(d)之间的关系:
【例题】
1.某市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%,密度为1.84 g/cm3,计算该浓硫酸中H2SO4的物质的量浓度。
[解]:
答:该市售浓硫酸中H2SO4的物质的量浓度为18.4 mol/L。
【应用】
3.一定物质的量浓度溶液的稀释
在稀释浓溶液时,溶液的体积发生了变化,但溶液中溶质的物质的量不变。即在浓溶液稀释前后,溶液中溶质的物质的量相等。
c(浓溶液)•V(浓溶液)=c(稀溶液)•V(稀溶液)
【例题】
1.配制250 mL 1 mol/L HCl溶液,需要12 mol/L HCl溶液的体积是多少?
[解]:设配制250 mL(V1)1 mol/L(c1)HCl溶液,需要12 mol/L(c2)HCl溶液的体积为V2。
由c1V1=c2V2
得:
答:配制250 mL 1 mol/L HCl溶液,需要12 mol/L HCl溶液21 mL。
【总结】
物质的量浓度的要点:
1.溶质是用物质的量而不是用物质表示。
2.体积是指溶液的体积,并非溶剂的体积。
3.从某溶液取出任意体积的溶液,其物质的量浓度相同。(溶液是均一、稳定的)
四、 实验步骤
【思考】
如何在实验室配制100 mL 0.1mol/L的NaCl溶液?
计算:计算所需NaCl固体的质量
NaCl的物质的量n=0.1 mol/L×0.1 L=0.01 mol
NaCl的质量m=0.05 mol×58.5 g/mol=5.8 g
称量:用天平秤取所需的NaCl固体
溶解:在烧杯中用100 mL蒸馏水使之完全溶液(需将溶液冷却至室温,不可以在容量瓶中直接溶解)
转移:沿着玻璃棒将烧杯中的溶液转入100 mL容量瓶中
洗涤:用蒸馏水将烧杯洗涤两次,每次的洗涤液均转入容量瓶中
定容:向容量瓶中加入蒸馏水至液面接近刻度2 cm时停止,改用胶头滴管加水至凹液面与刻度齐平
摇匀:摇匀,装瓶
【仪器】
容量瓶、天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
【注意】
容量瓶在使用过程中需要注意的地方:
1.容量瓶的主要用途
准确配制一定物质的量浓度的溶液
2.容量瓶的规格
常用的有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等规格
3.容量瓶上刻有
刻度线、使用温度、容量
4.使用容量瓶的注意事项
① 只用于配制溶液,不能用作反应容器;不能加热、不能作为反应器
② 使用前,应检验容量瓶是否漏液
③ 溶液转入容量瓶前需恢复到常温
④ 不能久贮溶液,配好的溶液立即转移到制定的试剂瓶中
⑤ 不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液,因为容量瓶的规格是固定的,所要配制的溶液的体积一定要与容量瓶的容积相等
⑥ 向容量瓶注入液体时,应沿着玻璃棒注入,以防注入时液体流出而损失
⑦ 容量瓶上只有一个刻度线,正确度数时,要使视线、容量瓶刻度线和瓶内液面的最低点相切(凹液面)
【步骤】
1.计算:
算出固体溶质的质量或液体溶质的体积
2.称量:
用天平秤取固体溶质质量,用滴定管或量筒量取所需液体溶质的体积
3.溶解:
将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约为所配溶液体积的1/6),用玻璃棒搅拌使之溶解,冷却到室温
4.转移、洗涤:
将溶液注入容量瓶中(用玻璃棒引流);用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液注入容量瓶
5.定容:
继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2~3 cm处,改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线切。
6.摇匀、转移:
把定容好的容量瓶瓶塞塞紧,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动几次,使溶液混合均匀;将溶液转移至试剂瓶中,并贴上标签(容量瓶不能保存溶液)
【思考】
在配制一定物质的量浓度的溶液时,哪几个步骤需要使用玻璃棒,分别起到什么作用?
【思考】
配制一定物质的量浓度的溶液,若溶质为固体或液体,其仪器有什么区别?
在称量药品时有区别:称量固体用天平,量取液体时用量筒。
【典型例题】
欲配制1 mol/L的氢氧化钠溶液250 mL,完成下列步骤:
① 用天平秤取氢氧化钠固体______克;
② 将称好的氢氧化钠固体放入______中加______蒸馏水将其溶解,待______后将溶液沿______移入______mL的容量瓶中;
③ 将______用少量蒸馏水冲洗______次,将冲洗液移入容量瓶中,在操作过程中不能损失液体,否则会是溶液的浓度偏______(高或低);
④ 向容量瓶内加水至刻度线______时,改用______小心的加水至__________________,若加水超过刻度线,会造成溶液浓度偏______(高或低),应该______(处理方式);
⑤ 最后盖好瓶盖,______溶液,将配好的容易移入试剂瓶中并贴好标签。
【答案】10、小烧杯、适量、溶液冷却至室温、玻璃棒、250、小烧杯、3、低、2-3cm、胶头滴管、凹液面与刻度线齐平、低、重新配制、摇匀
【思考】
在配制溶液的过程中,哪些操作可能会造成配制的溶液浓度不准确?
【总结】
可能影响溶液浓度的操作:
固体药品的称量或液体药品的量取是否准确;
把溶液向容量瓶中转移,溶液洒了;
未洗涤烧杯和玻璃棒;
洗涤了量筒;
定容时水加多了或加少了;
定容时未平视刻度线;
【思考】
定容时俯视或仰视刻度线,对溶液的浓度有何影响?
【总结】
俯视或仰视刻度线对溶液浓度的影响
仰视刻度线,实际加水量未到刻度线,使溶液的体积偏小,溶液的物质的量浓度增大;
仰视刻度线,实际加水量超过刻度线,使溶液的体积偏大,溶液的物质的量浓度减小。
【思考】
溶解溶质时所用的烧杯未洗涤,则配得的溶液浓度偏高还是偏低?
【思考】
有哪些因素可以导致实验误差偏大?
有哪些因素可以导致实验误差偏小?
【总结】
根据分析(以配制某浓度NaOH溶液为例)
引起误差的操作
n
V
c
秤取时间过长或用滤纸盛放
减小
不变
减小
向容量瓶转移时少量流出
减小
不变
减小
未洗净烧杯或玻璃棒
减小
不变
减小
未冷却至室温而注入定容
不变
减小
增大
定容时加水过量用吸管吸出
减小
不变
减小
定容时仰视
不变
增大
减小
定容时俯视
不变
减小
增大
定容摇匀后,液面下降
不变
不变
不变
定容摇匀后液面下降又加水
不变
增大
减小
原容量瓶洗净后未干燥
不变
不变
不变
往容量瓶中加水时有少量加到瓶外
不变
不变
不变
【总结】
容量瓶的使用六忌
一忌用容量瓶进行溶解(体积不准确)
二忌直接往容量瓶倒液体(洒到外面)
三忌加水超过刻度线(浓度偏低)
四忌定容时仰视或俯视刻度线(仰视浓度偏低,俯视浓度偏高)
五忌不洗涤烧杯和玻璃棒(浓度偏低)
六忌标准液存放于容量瓶(容量瓶是量器,不是容器)
随堂练习
1.已知单位体积的稀溶液中,非挥发性溶质的分子或离子数越多,该溶液的沸点就越高。则下列溶液沸点最高的是( )
A.0.01mol/L的蔗糖溶液 B.0.01mol/L的MgCl2溶液
C.0.02mol/L的H2S溶液 D.0.02mol/L的NaNO3溶液
2.将4g NaOH固体配成250mL溶液,则Na+的物质的量浓度(mol/L)为( )
A.0.0004 B.0.016 C.0.4 D.16
3.下列溶液中Cl﹣的物质的量浓度最大的是( )
A.200mL 2mol/L MgCl2溶液
B.1000mL 2.5mol/L NaCl溶液
C.250mL 1mol/L AlCl3溶液
D.300mL 5mol/L KClO3溶液
4.下列图象表达正确的是( )
A.图1表示浓硫酸的稀释
B.图2表示过量的盐酸与等量的锌粉反应
C.图3表示氢气与氧气反应中的能量变化
D.图4表示微粒电子数
5.下列溶液中Cl﹣的物质的量最大的是( )
A.10 mL 0.1 mol•L﹣1的AlCl3溶液
B.20 mL 0.1 mol•L﹣1的CaCl2溶液
C.30 mL 0.2 mol•L﹣1的KCl溶液
D.100 mL 0.25 mol•L﹣1的NaCl溶液
6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于0.2 mol•L﹣1Ba(NO3)2溶液的说法不正确的是( )
A.1 L溶液中含Ba2+、N的总数是0.6NA
B.500 mL溶液中Ba2+的浓度是0.2 mol•L﹣1
C.500 mL溶液中N的浓度是0.2 mol•L﹣1
D.1 L溶液中含有0.4NA个N
7.下列溶液中的氯离子浓度与50mL 1mol•L﹣1的AlCl3溶液中氯离子浓度相等的是( )
A.50 mL 1 mol•L﹣1的NaCl
B.75 mL 2 mol•L﹣1的NH4Cl
C.100 mL 3 mol•L﹣1的KCl
D.150 mL 2 mol•L﹣1的CaCl2
8.300mL Al2(SO4)3溶液中,含Al3+为1.62g,在该溶液中加入0.1mol•L﹣1 Ba(OH)2溶液100mL,反应后溶液中SO42﹣的物质的量浓度约为( )
A.0.4 mol•L﹣1 B.0.3 mol•L﹣1
C.0.2 mol•L﹣1 D.0.1 mol•L﹣1
9.下列溶液中物质的量浓度肯定为1mol/L的是( )
A.将40g NaOH固体溶解于1L水中
B.将22.4L氯化氢气体溶于水配成1L溶液
C.将1L 10 mol/L浓盐酸与10L水混合
D.10g NaOH固体溶解在水中配成250mL溶液
10.下列溶液中,c(Cl﹣)与50mL 1mol/L AlCl3溶液中c(Cl﹣)相等的是( )
A.150mL 1mol/L 的NaCl溶液
B.75mL 2mol/L的NH4Cl溶液
C.100mL 1.5mol/L的KCl溶液
D.75mL 1.5mol/L的CaCl2溶液
11.下列溶液中,跟100mL 0.5mol/L NaCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度相同的是( )
A.100mL0.5mol/L MgCl2溶液
B.200mL 0.25mol/L CaCl2溶液
C.50mL 1.0mol/L NaCl溶液
D.25mL0.4mol/L HCl溶液
12.下列溶液中c(Cl﹣)最大的是( )
A.20mL 0.5mol/L AlCl3溶液
B.30mL 1mol/L KCl溶液
C.7.5mL 2mol/L MgCl2溶液
D.10mL 3mol/L NaCl溶液
13.单位体积的稀溶液中,非挥发性溶质的分子或离子数越多,该溶液的沸点越高.下列溶液中沸点最高的是( )
A.0.01 mol/L的蔗糖溶液
B.0.02 mol/L的CH3COOH溶液
C.0.02 mol/L的NaCl溶液
D.0.01 mol/L的K2SO4溶液
14.下列溶液中,跟100mL 0.5mol/L NaCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度相同的是( )
A.100mL 0.5mol/L MgCl2溶液
B.200mL 0.25mol/L AlCl3溶液
C.50mL 1mol/L NaCl溶液
D.25mL 0.5mol/L HCl溶液
15.与100mL 0.1mol/L (NH4)2SO4溶液中c(NH4+)基本相同的是( )
A.200 mL 0.1 mol/L NH4Cl 溶液
B.50 mL 0.2 mol/L NH4NO3溶液
C.100 mL 0.2 mol/L NH4HSO4
D.50 mL 0.2 mol/L氨水
16.下列溶液中的Cl﹣物质的量与100mL 1mol•L﹣1AlCl3溶液中Cl﹣相等的是( )
A.150ml 1 mol•L﹣1NaCl溶液
B.100ml 3mol•L﹣1KClO3溶液
C.75ml 2 mol•L﹣1MgCl2溶液
D.50ml 1 mol•L﹣1FeCl3溶液
17.下列溶液中,c(Cl﹣)最大的是( )
A.7.5 mL 2mol/L MgCl2溶液
B.30 mL 1mol/L KCl溶液
C.10 mL 3mol/L NaCl溶液
D.30 mL 0.5 mol/L AlCl3溶液
18.下列所得溶液的物质的量浓度等于0.1mol/L的是( )
A.将0.1mol氨气充分溶解在1L水中
B.将10g质量分数为98%的硫酸与990g水混合
C.将8g三氧化硫溶于水并配成1L溶液
D.将0.1mol氧化钾溶于水并配成1L溶液
19.下列溶液中,溶质的物质的量浓度不是1mol/L的是( )
A.10g NaOH固体溶解在水中配成250mL溶液
B.将80g SO3溶于水并配成1L的溶液
C.将0.5mol/L的NaNO3溶液100mL加热蒸发掉50g水的溶液
D.标况下,将22.4L氯化氢气体溶于水配成1L溶液
20.下列说法不正确的是( )
A.1 mol 氧气中含有12.04×1023个氧原子,在标准状况下占有体积22.4 L
B.1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有相同的氧原子数
C.等体积、浓度均为1 mol•L﹣1的磷酸和盐酸,H3PO4和HCl含有的氢元素质量之比为1:1
D.等物质的量的干冰和葡萄糖(C6H12O6)中所含碳原子数之比为1:6,氧原子数之比为1:3
21.pH=12的某溶液中有关数据如下:
离子
Na+
Ba2+
x
NO3﹣
Cl﹣
浓度(mol/L)
1.0×10﹣2
1.0×10﹣2
y
2.0×10﹣2
2.0×10﹣2
则x和y可能是( )
A.Fe2+;1.0×10﹣2 B.K+:2.0×10﹣2
C.SO42﹣:1.0×10﹣2 D.I﹣:2.0×10﹣2
22.现有100mL1mol/L稀盐酸,欲将其浓度变为2mol/L,可以采取的措施为( )
A.向其中通入标况下22.4LHCl气体
B.加热蒸发使溶液体积变为50mL
C.加热蒸发掉50mL水
D.加入5mol/L盐酸100mL,再将溶液体积稀释到300mL
23.在标准状况下,将a L NH3完全溶于水得到V mL氨水,溶液的密度为pg•cm﹣3,溶质的质量分数为ω,溶质的物质的量浓度为cmol/L.下列叙述中正确的有( )
①ω=×100% ②c=
③上述溶液中加入VmL水后,所得溶液的质量分数大于0.5ω
④上述溶液中再加入1.5V mL同浓度稀盐酸,充分反应后溶液中离子浓度大小关系为:
c(Cl﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣)
A.②③ B.②④ C.③④ D.①③
24.从浓度为98%,密度为1.84g•cm﹣3的浓硫酸试剂瓶中取出10mL的浓硫酸,然后稀释至1L,则所得稀硫酸的物质的量浓度为( )
A.1.84 mol•L﹣1 B.18.4 mol•L﹣1
C.0.184 mol•L﹣1 D.0.018 4 mol•L﹣1
25.在标况下,将V L A气体(摩尔质量M g/mol)溶于1L水中,所得A的水溶液密度为ρg/cm3,则此溶液的物质的量浓度(mol/L)为( )
A. B.
C. D.
答案:
1.【分析】根据溶液中非挥发性溶质的分子或离子数越多,该溶液的沸点就越高,则假设溶液为1L时计算选项中溶质的物质的量来比较即可解答。
【解答】解:设溶液的体积为1L。
A、在1L蔗糖溶液中,蔗糖的物质的量为1L×0.01mol/L=0.01mol;
B、在1LMgCl2溶液中溶质离子的总物质的量为1L×0.01mol/L×3=0.03mol;
C、0.02mol/L的H2S溶液中由于H2S是弱电解质,且是挥发性溶质,不能完全电离,故此溶液中非挥发性溶质的分子或离子数的物质的量多于0.02mol/L×1L,即多于0.02mol,但由于酸性很弱,故比0.02mol多很少;
D、在1LNaCl溶液中溶质的离子的总物质的量为1L×0.02mol/L×2=0.04mol;
显然D中含0.04 mol离子,离子数最多,
故选:D。
2.【分析】根据n=计算氢氧化钠的物质的量,再根据c=计算溶液物质的量浓度,氢氧化钠溶液中钠离子浓度等于氢氧化钠溶质的浓度;
【解答】解:4g NaOH的物质的量为:=0.1mol,溶于水配成250mL溶液,此溶液中NaOH的物质的量浓度为=0.4mol/L,溶液中氢氧化钠完全电离,钠离子浓度也为0.4mol/L,
故选:C。
3.【分析】根据溶液中c(Cl﹣)=溶质的物质的量浓度×化学式中氯离子个数,与溶液的体积无关。
【解答】解:A、200mL 2mol•L﹣1MgCl2溶液中c(Cl﹣)=2c(MgCl2)=2mol/L×2=4mol/L;
B、1000mL 2.5mol•L﹣1NaCl溶液中c(Cl﹣)=c(NaCl)=2.5mol/L;
C、250mL 1mol•L﹣1AlCl3溶液中c(Cl﹣)=3c(AlCl3)=1mol/L×3=3mol/L;
D、氯酸钾中不含氯离子,所以氯离子的物质的量浓度是0;
所以氯离子浓度最大的是4mol/L,
故选:A。
4.【分析】A、浓硫酸加水稀释密度减小;
B、形成原电池可加快化学反应速率,氢气的质量由锌粉的质量决定;
C、物质的燃烧是放热的,液态水变为气态水需要吸收热量;
D、原子的电子数等于质子数;阴离子中,电子数=质子数+电荷数,阳离子中,电子数=质子数﹣电荷数,以此来分析解答.
【解答】解:A、浓硫酸加水稀释密度减小,图象与实际不相符,故A错误;
B、锌粉与硫酸铜反应生成了铜,消耗了锌粉,锌粉、铜和盐酸构成了原电池,加快了化学反应速率,但产生的氢气减少,图象与实际不相符,故B错误;
C、氢气的燃烧是放热的,但是液态水变为气态水需要吸收热量,所以氢气燃烧生成液态水放出的热量多,故C错误;
D、原子的电子数等于质子数;阴离子中,电子数=质子数+电荷数,阳离子中,电子数=质子数﹣电荷数,则OH﹣含有10个电子,﹣OH含有9个电子,H2O含10个电子,H3O+含有10 个电子,与图象一致,故D正确。
故选:D。
5.【分析】Cl﹣的物质的量等于溶液体积、浓度及分子内Cl﹣的个数的乘积,据此分析解答.
【解答】解:A.氯化铝在水溶液中完全电离,该溶液中n(Cl﹣)=0.1mol/L×3×0.01L=0.003mol;
B.该溶液中n(Cl﹣)=0.1mol/L×2×0.02=0.004mol;
C.该溶液中n(Cl﹣)=0.2mol/L×1×0.03L=0.006mol;
D.该溶液中n(Cl﹣)=0.25mol/L×1×0.1L=0.025mol;
通过以上分析知,氯离子物质的量最大的是D,
故选:D。
6.【分析】依据n=CV计算硝酸钡的物质的量,结合硝酸钡电离生成钡离子和硝酸根离子,溶液具有均一性,据此解答.
【解答】解:A.1 L0.2 mol•L﹣1Ba(NO3)2溶液含有硝酸钡物质的量为1L×0.2mol/L=0.2mol,含有钡离子0.2mol,含有硝酸根离子0.4mol,含Ba2+、NO3﹣的总数是0.6NA,故A正确;
B.0.2 mol•L﹣1Ba(NO3)2溶液中钡离子浓度为0.2mol/L,溶液具有均一性,与体积无关,所以500 mL溶液中Ba2+的浓度是0.2 mol•L﹣1,故B正确;
C.1mol硝酸钡含有2mol 硝酸根离子,0.2 mol•L﹣1Ba(NO3)2溶液,硝酸根离子浓度为0.4mol/L,故C错误;
D.0.2 mol•L﹣1Ba(NO3)2溶液,硝酸根离子浓度为0.4mol/L,1 L溶液中含有0.4NA个NO3﹣,故D正确;
故选:C。
7.【分析】根据化学式可知1mol•L﹣1的AlCl3溶液中氯离子浓度为3mol/L,结合各选项中化学式判断溶液中氯离子浓度,注意离子的浓度与溶液的体积无关,与物质的构成有关。
【解答】解:1mol•L﹣1的AlCl3溶液中氯离子浓度为:3mol/L。
A、50 mL 1 mol•L﹣1的NaCl溶液中,氯离子浓度为:1 mol•L﹣1,故A错误;
B、75 mL 2 mol•L﹣1的NH4Cl溶液中,氯离子浓度为:2mol/L,故B错误;
C、100 mL 3 mol•L﹣1的KCl溶液中,氯离子浓度为:3mol/L,故C正确;
D、150 mL 2 mol•L﹣1的CaCl2溶液中氯离子浓度为:4mol/L,故D错误;
故选:C。
8.【分析】Al2(SO4)3溶液中加入的Ba(OH)2溶液,钡离子与硫酸根离子发生反应:SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓,根据n=计算铝离子物质的量,进而计算硫酸铝溶液中SO42﹣的物质的量,根据n=cV计算Ba2+的物质的量,根据方程式计算参加反应SO42﹣的物质的量,进而计算剩余SO42﹣的物质的量,再根据c=计算SO42﹣的物质的量浓度.
【解答】解:溶液中Al3+为1.62g,物质的量为=0.06mol,根据电荷守恒可知,溶液中n(SO42﹣)=n(Al3+)=×0.06mol=0.09mol,
加入的Ba(OH)2的物质的量为0.1mol/L×0.1=0.01mol,故n(Ba2+)=0.01mol,
SO42﹣+Ba2+═BaSO4↓
0.01mol 0.01mol
所以剩余SO42﹣的物质的量为0.09mol﹣0.01mol=0.08mol,
所以反应后溶液中SO42﹣的物质的量的浓度为=0.2mol/L,
故选:C。
9.【分析】A、溶液的体积不等于溶剂的体积;
B、22.4L氯化氢气体的物质的量不一定等于1mol;
C、混合溶液的体积不等于10L;
D、10g NaOH的物质的量为0.25mol,溶液的体积为0.25L。
【解答】解:A、40g NaOH的物质的量为1mol,溶液的体积不等于溶剂的体积,溶液的体积不是1L,因此溶液中物质的量浓度不是1mol/L,故A错误;
B、22.4L氯化氢气体的物质的量不一定等于1mol,因此溶液中物质的量浓度不是1mol/L,故B错误;
C、混合溶液的体积不等于10L,根据稀释定律可知混合液的物质的量浓度不是1mol/L,故C错误;
D、10g NaOH的物质的量为0.25mol,溶液的体积为0.25L,因此溶液中物质的量浓度是1mol/L,故D正确;
故选:D。
10.【分析】氯离子的物质的量浓度与溶液体积大小无关,与溶质组成及溶质的浓度有关,如:50mL 1mol/L AlCl3溶液中c(Cl﹣)=1mol/L×3=3mol/L,据此进行解答.
【解答】解:50mL 1mol/L AlCl3溶液中c(Cl﹣)=1mol/L×3=3mol/L,
A.150mL 1mol/L 的NaCl溶液中氯离子浓度为1mol/L,故A错误;
B.75mL 2mol/L的NH4Cl溶液中氯离子的浓度为2mol/L,故B错误;
C.100mL 1.5mol/L的KCl溶液中氯离子浓度为1.5mol/L,故C错误;
D.75mL 1.5mol/L的CaCl2溶液中氯离子的浓度为:1.5mol/L×2=3mol/L,故D正确;
故选:D。
11.【分析】0.5mol/L NaCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为0.5mol/L,结合溶质的浓度、物质的构成计算.
【解答】解:0.5mol/L NaCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为0.5mol/L,
A.0.5mol/L MgCl2溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为0.5mol/L×2=1mol/L,故A不选;
B.200mL 0.25mol/L CaCl2溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为0.25mol/L×2=0.5mol/L,故B选;
C.50ml 1.0mol/L NaCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为1mol/L,故C不选;
D.25ml 0.4mol/L HCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为0.4mol/L,故D不选;
故选:B。
12.【分析】在盐溶液中,离子的浓度与盐的浓度、盐的化学式中离子的个数有关,与溶液的体积无关,根据离子的浓度=盐的浓度X盐的化学式中离子的个数,乘积越大离子浓度越大.
【解答】解:A.20mL 0.5mol/L AlCl3溶液c(Cl﹣)=3c(AlCl3)=1.5mol/L;
B.30mL 1mol/L KCl溶液c(Cl﹣)=c(KCl)=1mol/L;
C.7.5mL 2mol/L MgCl2溶液c(Cl﹣)=2c(MgCl2)=4mol/L;
D.10mL 3mol/L NaCl溶液c(Cl﹣)=c(NaCl)=3mol/L;
比较以上数据可知,浓度最大的为C,
故选:C。
13.【分析】根据溶液中非挥发性溶质的分子或离子数越多,该溶液的沸点就越高,假设溶液为1L,根据n=cV计算选项中溶质含有的粒子的物质的量,物质的量增大的,其沸点最高.
【解答】解:A.1L蔗糖溶液中蔗糖的物质的量为:1L×0.01mol/L=0.01mol;
B.CH3COOH是挥发性溶质,且1L溶液中分子的物质的量为:1L×0.02mol/L=0.02mol;
C.1L 0.02mol/LNaCl溶液中溶质的离子的总物质的量为:1L×0.02mol/L×2=0.04mol;
D.1L 0.01mol/L的K2SO4溶液溶质的离子的总物质的量为:1L×0.01mol/L×3=0.03mol;
根据以上分析可知,溶液中溶质的粒子数最多的为C,即C的沸点最高,
故选:C。
14.【分析】根据溶液中离子的物质的量浓度=溶质的物质的量浓度×化学式中离子的个数,与溶液的体积无关.
【解答】解:100mL 0.5mol/L NaCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为 0.5mol/L;
A、100mL 0.5mol/L MgCl2溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为 0.5mol/L×2=1mol/L,故A错误;
B、200mL 0.25mol/L AlCl3溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为 0.25mol/L×3=0.75mol/L,故B错误;
C、50ml 1mol/L NaCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为 1mol/L,故C错误;
D、25ml 0.5mol/L HCl溶液所含的Cl﹣物质的量浓度为0.5mol/L,故D正确;
故选:D。
15.【分析】根据物质的化学式及物质的物质的量浓度来计算NH4+的物质的量浓度,并注意离子的浓度取决于物质的物质的量浓度,而与体积无关系.
【解答】解:100mL0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中NH4+离子浓度为:c(NH4+)=0.2mol/L,但是存在微弱的水解,c(NH4+)<0.2mol/L;
A、200 mL 0.1 mol/L NH4Cl 溶液,c(NH4+)=c(NH4Cl)=0.1mol•L﹣1,存在微弱的水解,所以c(NH4+)<0.1mol/L,故A错误;
B、50mL0.2mol/LNH4NO3溶液,c(NH4+)=0.2mol/L,但是存在微弱的水解,所以c(NH4+)<0.2mol/L,与100mL 0.1mol/L (NH4)2SO4溶液中c(NH4+)基本相同,故B正确;
C、100mL0.2mol/LNH4HSO4溶液,铵根离子会水解,所以c(NH4+)<0.2mol•L﹣1,但是同时氢离子会抑制水解,所以c(NH4+)比100mL 0.1mol/L (NH4)2SO4溶液中c(NH4+)略大点,故C错误;
D、50mL0.2 mol/L氨水是弱电解质,电离出的c(NH4+)远小于0.2mol/L,故D错误。
故选:B。
16.【分析】先计算溶液中氯离子的物质的量浓度=盐的浓度×化学式中氯离子个数,再根据n=cv求出物质的量.
【解答】解:100mL 1mol•L﹣1 AlCl3溶液中Cl﹣物质的量浓度是3mol/L,Cl﹣物质的量为3mol/L×0.1L=0.3mol,
A、150mL 1mol•L﹣1氯化钠溶液中c(Cl﹣)=1 mol•L﹣1×1=1mol/L,Cl﹣物质的量为1mol/L×0.15L=0.15mol,
B、100ml 3mol•L﹣1KClO3溶液中不含有Cl﹣,故B错误;
C、75mL 2mol•L﹣1氯化镁溶液中c(Cl﹣)=2mol•L﹣1×2=4mol/L,Cl﹣物质的量为4mol/L×0.075L=0.3mol,
D、50mL 1mol•L﹣1氯化铁溶液中c(Cl﹣)=1mol•L﹣1×3=3mol/L,Cl﹣物质的量为3mol/L×0.05L=0.15mol,
故选:C。
17.【分析】溶液中氯离子的物质的量浓度c(Cl﹣)与溶液体积大小无关,与溶质浓度、溶质化学式组成应该,据此对各选项进行计算与判断.
【解答】解:A.7.5 mL 2mol/L MgCl2溶液中c(Cl﹣)=2c(MgCl2)=2mol/L×2=4mol/L;
B.30 mL 1mol/L KCl溶液中c(Cl﹣)=c(KCl)=1mol/L;
C.10 mL 3mol/L NaCl溶液中c(Cl﹣)=c(KCl)=3mol/L;
D.30 mL 0.5 mol/L AlCl3溶液中,c(Cl﹣)=3c(AlCl3)=0.5mol/L×3=1.5mol/L;
根据分析可知,溶液中氯离子的物质的量浓度最大的为A,
故选:A。
18.【分析】A.氨气溶于1L水中,所得溶液的体积不是1L;
B.10g质量分数为98%的硫酸溶液中含有9.8g硫酸,物质的量为0.1mol,但是硫酸溶液密度大于1g/mL,溶液的体积不是1L;
C.根据硫酸的物质的量及c=计算出所得溶液的物质的量浓度;
D.0.1mol氧化钾与水反应生成0.2mol氢氧化钾.
【解答】解:A.将0.1mol氨气充分溶解在1L水中,所得溶液的体积不是1L,溶液的浓度不是0.1mol/L,故A错误;
B.将10g质量分数为98%的硫酸与990g水混合,所得溶液中含有硫酸9.8g,物质的量为0.1mol,溶液质量为1000g,但是硫酸溶液的密度大于1g/mL,溶液的体积小于1L,所以溶液的物质的量浓度大于0.1mol/L,故B错误;
C.8g三氧化硫的物质的量为0.1mol,0.1mol三氧化硫与水反应生成0.1mol硫酸,所得溶液浓度为0.1mol/L,故C正确;
D.0.1mol氧化钾与水反应生成了0.2mol氢氧化钾,配成1L溶液后的浓度为0.2mol/L,故D错误;
故选:C。
19.【分析】A、10gNaOH的物质的量为0.25mol,溶于水配成250L溶液浓度为1mol•L﹣1;
B、80 g SO3溶于水得到1molH2SO4,配成1L溶液,其浓度为1mol/L;
C、NaNO3溶液的密度不是1g/ml,蒸发掉50g水所得的溶液不是50ml;
D、标况下,将22.4L氯化氢气体物质的量为1mol,溶于水配成1L溶液浓度为1mol/L;
【解答】解:A.10gNaOH的物质的量为0.25mol,溶于水配成250mL溶液,溶质的物质的量浓度浓度为1mol•L﹣1,故A正确;
B.80 g SO3为1mol,溶于水得到1molH2SO4,配成1L溶液,所得溶液浓度为1mol/L,故B正确;
C.NaNO3溶液的密度不是1g/mL,蒸发掉50g水所得的溶液不是50mL,故C错误;
D.标况下,将22.4L氯化氢气体物质的量为1mol,溶于水配成1L溶液浓度为1mol/L,故D正确,
故选:C。
20.【分析】根据n====cV结合物质的构成计算.
【解答】解:A.n(O)==2mol,则n(O2)=1mol,体积为22.4L,故A正确;
B.1 mol臭氧和1.5 mol氧气都含有3molO原子,数目相同,故B正确;
C.等体积、浓度均为1 mol•L﹣1的磷酸和盐酸,H3PO4和HCl的物质的量相等,则含有的氢元素质量之比为3:1,故C错误;
D.由化学式可知等物质的量的干冰和葡萄糖(C6H12O6)中所含碳原子数之比为1:6,氧原子数之比为1:3,故D正确。
故选:C。
21.【分析】pH=12的溶液含大量的OH﹣离子之间不能结合生成沉淀、气体、水等,则离子大量共存,结合溶液为电中性来解答。
【解答】解:pH=12的溶液含大量的OH﹣,c(OH﹣)=1.0×10﹣2mol/L,结合表中数据可知,1.0×10﹣2mol/L+1.0×10﹣2mol/L×2<2×10﹣2mol/L+2.0×10﹣2mol/L+1.0×10﹣2,则还含离子为阳离子离子,且OH﹣与Fe2+反应生成沉淀不能共存,只有B合理,
故选:B。
22.【分析】A.物质的量浓度是指溶质(用字母B表示)的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,其中体积为溶液的体积;
B.依据盐酸易挥发的性质解答;
C.水的密度与盐酸密度不同,加热蒸发掉50mL水,剩余溶液体积不是50mL;
D.依据混合溶液物质的量浓度计算方法解答。
【解答】解:A.向其中通入标况下22.4LHCl气体,则溶质的物质的量为:0.1L×1mol/L+=1.1mol,而溶液体积无法计算,所以其物质的量浓度无法计算,故A错误;
B.盐酸易挥发,所以加热蒸发盐酸,氯化氢和水蒸气都减少,所以操作不可取,故B错误;
C.水的密度与盐酸密度不同,加热蒸发掉50mL水,剩余溶液体积不是50mL,盐酸浓度不是2mol/L,故C错误;
D.加入5mol/L盐酸100mL,再将溶液体积稀释到300mL,所得溶液中盐酸物质的量浓度为:=2mol/L,故D正确;
故选:D。
23.【分析】①根据ω=×100%,计算判断;
②根据C=计算判断;
③水的密度大于氨水的密度,所以等体积时,水的质量大于氨水的质量,这样混合后,所得溶液浓度小于0.5ω,根据公式溶质质量分数=×100%计算。。
④根据溶液的酸碱性判断离子浓度大小。
水的密度大于氨水的密度,所以等体积时,水的质量大于氨水的质量,这样混合后,所得溶液浓度小于0.5ω,根据公式溶质质量分数=×100%计算。
【解答】解:①氨气溶于水,主要以NH3•H2O存在,但仍然以NH3作为溶质,ω=×100%==×100%,故①错误;
②C===mol/L,故②正确;
③溶质质量分数=×100%=×100%=<0.5ω,故③错误;
④盐酸的物质的量大于氨水的物质的量,所以该溶液呈酸性,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子的浓度,氯离子的浓度大于铵根离子的浓度,所以大小顺序为c(Cl﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣),故④正确;
故选:B。
24.【分析】先计算出10mL浓硫酸中含有硫酸的物质的量,稀释过程中溶质的物质的量不变,最后根据c=计算出稀释后所得溶液的浓度.
【解答】解:10mL 浓度为98%,密度为1.84g•cm﹣3的浓硫酸中含有硫酸的物质的量为:mol=0.184mol,
将取出的10mL溶液稀释至1L过程中硫酸的物质的量不变,则稀释后所得溶液的浓度为:=0.184mol/L,
故选:C。
25.【分析】标准状况下,Vm=22.4L/mol,n= 来计算气体的物质的量,利用m=n×M来计算气体的质量,溶剂和溶质的质量和为溶液的质量,利用V=来计算溶液的体积,最后利用c=来计算该溶液的物质的量浓度.
【解答】解:标准状况下,Vm=22.4L/mol,气体的物质的量为n=;
气体的质量=×Mg/mol=g;
水的质量为1000mL×1g/mL=1000g,
即溶液的质量为1000g+g;
则溶液的体积=
溶液的物质的量浓度==mol/L。
故选:A。
课后作业
26.把7.2g 铁粉投入40ml某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,产生NO2和NO的混合气体0.08mol,若不考虑N2O4的存在,则原HNO3溶液的物质的量浓度( )
A.3.5mol•L﹣1 B.4.5mol•L﹣1 C.7.0mol•L﹣1 D.9.0mol•L﹣1
27.下列溶液中氢离子浓度最小的是( )
A.10L0.10mol/LCH3COOH 溶液
B.2L 0.05mol/L H2SO4溶液
C.lL0.10mol/LHNO3溶液
D.2L0.1mol/LHCl溶液
28.在80g密度为d g•cm﹣3的硫酸铁溶液中,含有2.8gFe3+,则此溶液中SO42﹣的物质的量浓度为(单位为mol•L﹣1)( )
A. B. C. D.
29.用排气法收集一瓶氨气,测得烧瓶内的气体在标况下的密度为0.893g/cm3,将烧瓶倒置于水中做喷泉实验,则液面上升的高度和所得溶液的摩尔浓度为( )
A.、 B.、 C.、 D.、
30.两份体积相同,浓度未知的Na2CO3和HCl溶液,将它们互相滴加,产生的气体在相同的温度和压强下的体积比为1:2,则Na2CO3和HCl溶液的浓度之比为( )
A.3:2 B.2:5 C.3:4 D.4:3
二.填空题(共4小题)
31.酸性废水会对环境造成危害.某酸性废水中主要含有H+、Na+、K+、Cl﹣、SO42﹣五种离子,已知:c(Na+)=0.010mol/L、c(K+)=0.020mol/L、c(Cl﹣)=0.025mol/L、c(SO42﹣)=0.050mol/L.
(1)试计算上述废水中c(H+)= (不考虑其他离子).
(2)取上述废水a L,加入氢氧化钙溶液,当溶液的pH=7时,生成硫酸钙的质量为 (用含a的代数式表示).
32.无土栽培试验时需要配制两份成分完全相同的营养液各1L,配方如下表(每升溶液所含溶质的量)
氯化钾
硫酸钾
硫酸锌
0.3mol
0.2mol
0.1mol
.所配制的溶液中,K+的物质的量浓度为 .
实验员在配完第一份溶液时发现,ZnSO4已经用完了,锌盐中只剩下了硝酸锌〔Zn(NO3)2〕、氯化锌(ZnCl2).实验员如何配得第二份营养液,请将所需溶质的物质的量填入下列横线中,若不需要某溶质,则在对应横线上填上“0”.
KCl 、K2SO4 、Zn(NO3)2 、ZnCl2 .
33.铁及其化合物有着广泛的用途。请回答:
(1)高炉炼铁是目前普遍采用的冶炼铁的方法。已知:
FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)△H=a kJ•mol﹣1
Fe2O3(s)+CO(g)⇌2FeO(s)+CO2△H=a kJ•mol﹣1
工业上用铁红冶炼铁的热化学方程式为 。
(2)Fe(NO3)3溶液可用于刻蚀银器,该过程中存在Fe2+和Fe3+之间的转化。
①该反应的离子方程式为 。
②T℃时,向0.5mol•L﹣1 Fe(NO3)3溶液中加入足量Ag,溶液中c(Ag+)与反应时间(t)的关系如图1所示(溶液体积变化忽略不计)。
t1时,溶液中c(Fe3+)= ;t1、t2时,逆反应速率v逆1 v逆2(填“>”“<”或“=”)理由为 。
③T℃时,将体积均为100mL的0.5mol•L﹣1 Fe(NO3)3溶液、0.4mol•L﹣1 Fe(NO3)2溶液、0.6mol•L﹣1 AgNO3溶液混合后,再加入6.0g Ag,一段时间后,Ag的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
④实验表明,相同条件下,FeCl3溶液比Fe(NO3)3溶液更容易刻蚀银,理由为 。
(3)Na2FeO4是重要的水处理剂,在强碱性介质中稳定,可用图2所示装置制备。已知:电解时,碱的浓度过高,阳极区产生红色物质。
①电解时,阴极附近溶液的碱性 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②电解时,Na2FeO4的产率与起始加入的c(NaOH)的关系如图3所示。c(NaOH)=c1 mol•L﹣1时,Na2FeO4产率最大的原因为 。
34.用沉淀法测定NaHCO3和K2CO3混合物的组成。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液50.00mL,每次实验均充分反应。实验记录如下:
实验次数
样品质量/g
沉淀质量/g
1
1.716
2.758
2
2.574
4.137
3
3.432
5.516
4
4.290
5.516
回答下列问题:
(1)Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量浓度是 mol/L
(2)混合物中n(NaHCO3):n(K2CO3)为 。
答案:
26.【分析】把7.2g纯铁粉投入到某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,说明生成硝酸亚铁,硝酸完全反应,反应中硝酸起氧化剂、酸性作用,起酸性作用的酸性生成硝酸亚铁,根据Fe元素守恒计算硝酸亚铁,起氧化剂作用的硝酸生成NO和NO2,根据N元素守恒可知n(HNO3)=2n[Fe(NO3)2]+n(NO+NO2),据此进行解答.
【解答】解:把7.2g纯铁粉投入到某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,说明生成硝酸亚铁,硝酸完全反应,
参加反应的Fe的质量=7.2g﹣1.6g=5.6g,其物质的量==0.1mol,故n[Fe(NO3)2]=0.1mol,
反应中硝酸起氧化剂、酸性作用,起酸性作用的酸性生成硝酸亚铁,起氧化剂作用的硝酸生成NO和NO2,根据N元素守恒可知n(HNO3)=2n[Fe(NO3)2]+n(NO+NO2)=0.1mol×2+0.08mol=0.28mol,所以原HNO3溶液的物质的量浓度为:=7.0 mol•l ﹣1,
故选:C。
27.【分析】先判断酸的强弱,强酸完全电离,结合溶质浓度及酸的构成计算氢离子浓度,以此来解答.
【解答】解:B、C、D中为强酸,B、C、D中氢离子浓度分别为0.05mol/L×2=0.1mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L,只有A中醋酸为弱酸,不能完全电离,则氢离子浓度小于0.1mol/L,
故选:A。
28.【分析】根据n=计算n(Fe3+),溶液中n(SO42﹣)=n(Fe3+),根据V=计算溶液体积,再根据c=计算SO42﹣的物质的量浓度.
【解答】解:n(Fe3+)==0.05mol,溶液中n(SO42﹣)=n(Fe3+)=×0.05mol=0.075mol,溶液体积==L,则SO42﹣的物质的量浓度为=mol/L,故选A。
29.【分析】用排气法收集氨气后,收集到的氨气不纯,含有空气,空气的平均相对分子质量为29,在标况下的密度为0.893g/cm3,混合气体的平均相对分子质量为0.893×22.4=20,氨气易溶于水,根据平均相对分子质量计算1L体积中含有氨气体积,即为进入烧瓶的液体体积,根据n=和c=计算.
【解答】解:用排气法收集氨气后,收集到的氨气不纯,含有空气,空气的平均相对分子质量为29,在标况下的密度为0.893g/cm3,混合气体的平均相对分子质量为0.893×22.4=20,
设氨气的体积为xL,空气的体积为(1﹣x)L,则有:=20,
解之得:x=,则溶液的体积为L,
n===mol,c===mol/L;
故选:D。
30.【分析】将盐酸滴入碳酸钠溶液中,发生反应:Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O,将碳酸钠溶液滴入盐酸中,发生反应:Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O,生成的气体体积不同,盐酸不足,设碳酸钠溶液物质的量浓度为c1,盐酸的物质的量浓度为c2,依据方程式进行计算.
【解答】解:将盐酸滴入碳酸钠溶液中,发生反应:Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O,将碳酸钠溶液滴入盐酸中,发生反应:Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O,生成的气体体积不同,盐酸不足,设碳酸钠溶液物质的量浓度为c1,盐酸的物质的量浓度为c2,
盐酸滴到碳酸钠中发生两步反应,盐酸对第一步反应过量,对第二步反应不足:
Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O,
c1 c2 c1 (c2﹣c1 ) (c2﹣c1 )
生成二氧化碳的物质的量(c2﹣c1);
碳酸钠滴到盐酸中,依据盐酸的量计算生成二氧化碳的体积:
Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O
c2 0.5c2
生成二氧化碳物质的量0.5c2,依据题意:(c2﹣c1):0.5c2=1:2,则c1:c2=3:4;
故选:C。
二.填空题(共4小题)
31.【分析】(1)根据电荷守恒,溶液中一定满足:c(K+)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl﹣)+2c(SO42﹣),据此进行计算.
(2)计算出aL溶液中含有氢离子的物质的量、硫酸根离子的物质的量,再根据酸碱中和反应计算出消耗氢氧化钙的物质的量,然后判断钙离子与硫酸根离子过量情况,根据不足量计算出生成硫酸钙的物质的量及质量.
【解答】解:(1)该溶液中一定遵循电荷守恒,c(K+)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl﹣)+2c(SO42﹣),
则c(H+)=c(Cl﹣)+2c(SO42﹣)﹣c(K+)﹣c(Na+)=0.025mol/L+0.050mol/L×2﹣0.010mol/L﹣0.020mol/L=0.095mol/L,
故答案为:0.095mol/L;
(2)aL废水中含有氢离子的物质的量为:n(H+)=0.095mol/L×aL=0.095a mol,含有硫酸根离子的物质的量为:n(SO42﹣)=0.050mol/L×aL=0.05a mol;当溶液的pH=7时,根据反应关系式Ca(OH)2~2H+可知:加入的氢氧化钙的物质的量为:×n(H+)=0.0475a mol,显然硫酸根离子过量,生成硫酸钙的物质的量按照氢氧化钙的计算,n(CaSO4)=n(Ca(OH)2)=0.0475a mol,
生成的硫酸钙的质量为:136g/mol×0.0475a mol=6.46ag,
故答案为:6.46ag.
32.【分析】根据营养液中含有的离子可知,应用氯化锌代替硫酸锌,营养液中相应离子物质的量与原营养液相等,据此计算调整配方后氯化钾、硫酸钾、氯化锌的物质的量.
【解答】解:原配方营养液中:n(K+)=n(KCl)+2n(K2SO4)=0.3mol+2×0.2mol=0.7mol,溶液体积为1L,c(K+)=0.7mol/L;
n(SO42﹣)=n(K2SO4)+n(ZnSO4)=0.2mol+0.1mol=0.3mol,
n(Zn2+)=n(ZnSO4)=0.1mol,
n(Cl﹣)=n(KCl)=0.3mol,
调整配方后,选用氯化锌代替硫酸锌,营养液中相应离子物质的量相等,则:
根据锌离子相等n(ZnCl2)=n(Zn2+)=0.1mol,
根据氯离子相等n(KCl)=n(Cl﹣)﹣2n(ZnCl2)=0.3mol﹣2×0.1mol=0.1mol,
根据硫酸根离子相等n(K2SO4)=n(SO42﹣)=0.3mol,
溶液中n(K+)=n(KCl)+2n(K2SO4)=0.1mol+2×0.7mol=0.7mol,
故调整配方如下:选用氯化锌代替硫酸锌,并且各成份的用量分别为:氯化钾:0.1mol;硫酸钾:0.3 mol;氯化锌:0.1 mol,
用氯化锌代替硫酸锌,并且各成份的用量分别为:氯化钾:0.1mol;硫酸钾:0.3 mol;氯化锌:0.1 mol;
故答案为:0.7mol/L;0.1mol;0.3mol;0;0.1mol.
33.【分析】(1)①FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)△H=a kJ•mol﹣1
②Fe2O3(s)+CO(g)⇌2FeO(s)+CO2△H=a kJ•mol﹣1
盖斯定律计算②+①×2得到铁红冶炼铁的热化学方程式;
(2)①Fe(NO3)3溶液可用于刻蚀银器,铁离子和银反应生成亚铁离子和金属银;
②T℃时,向0.5mol•L﹣1 Fe(NO3)3溶液中加入足量Ag,溶液中c(Ag+)与反应时间(t)的关系如图1所示,t1时刻,c(Ag+)=0.25mol/L,结合反应的定量关系计算溶液中铁离子浓度,t1、t2时,反应正向进行,随着反应进行生成物浓度增大,逆反应速率增大,;
③铁离子和银反应生成亚铁离子和银离子;
④实验表明,相同条件下,FeCl3溶液比Fe(NO3)3溶液更容易刻蚀银,是因为氯离子结合银离子生成氯化银沉淀促进反应正向进行;
(3)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH﹣FeO42﹣+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42﹣,镍电极有气泡产生,若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质,为氢氧化铁沉淀,
①电解时,镍电极上氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大;
②根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在c(NaOH)<c1 mol•L﹣1时,c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在c(NaOH)>c1 mol•L﹣1时:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低。
【解答】解:(1)①FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)△H=a kJ•mol﹣1
②Fe2O3(s)+CO(g)⇌2FeO(s)+CO2△H=a kJ•mol﹣1
盖斯定律计算②+①×2得到铁红冶炼铁的热化学方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=(2a+b) kJ•mol﹣1,
故答案为:Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)△H=(2a+b) kJ•mol﹣1;
(2)①Fe(NO3)3溶液可用于刻蚀银器,该过程中存在Fe2+和Fe3+之间的转化,铁离子和银反应生成亚铁离子和金属银,反应的离子方程式:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,
故答案为:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+;
②T℃时,向0.5mol•L﹣1 Fe(NO3)3溶液中加入足量Ag,溶液中c(Ag+)与反应时间(t)的关系如图1所示,t1时刻,c(Ag+)=0.25mol/L,Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,反应的铁离子浓度为0.25mol/L,则溶液中剩余铁离子浓度为0.25mol/L,t1、t2时,反应正向进行,随着反应进行生成物浓度增大,逆反应速率增大,t2时c(Ag+)更大,逆反应速率加快,逆反应速率v逆1<v逆2,
故答案为:0.25mol•L﹣1;<;t2时c(Ag+)更大,逆反应速率加快;
③T℃时,将体积均为100mL的0.5mol•L﹣1 Fe(NO3)3溶液、0.4mol•L﹣1 Fe(NO3)2溶液、0.6mol•L﹣1 AgNO3溶液混合后,再加入6.0g Ag,一段时间后,Ag的质量减小,
故答案为:减小;
④实验表明,相同条件下,FeCl3溶液比Fe(NO3)3溶液更容易刻蚀银,Ag+与Cl﹣生成AgCl沉淀,c(Ag+)减小,Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+平衡正向移动,
故答案为:Ag+与Cl﹣生成AgCl沉淀,c(Ag+)减小,Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+平衡正向移动;
(3)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH﹣FeO42﹣+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42﹣,镍电极有气泡产生,若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质,为氢氧化铁沉淀,
①电解时,镍电极上氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,电解时,阴极附近溶液的碱性增大,
故答案为:增大;
②根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在c(NaOH)<c1 mol•L﹣1时,c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在c(NaOH)>c1 mol•L﹣1时:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低,
c(NaOH)=c1 mol•L﹣1时,Na2FeO4产率最大的原因:c(NaOH)<c1 mol•L﹣1时,Na2FeO4稳定性差且反应慢;c(NaOH)>c1 mol•L﹣1时,有副反应发生,
故答案为:c(NaOH)<c1 mol•L﹣1时,Na2FeO4稳定性差且反应慢;c(NaOH)>c1 mol•L﹣1时,有副反应发生。
34.【分析】(1)实验中每次滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液50mL,第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g,说明样品质量为3.342g时,氢氧化钡已经完全反应,碳酸钡的物质的量为 =0.028mol,根据钡离子守恒可知,氢氧化钡的物质的量为0.028mol,然后求出Ba(OH)2溶液物质的量浓度;
(2)第2次实验中样品完全反应,令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol,根据碳元素守恒可知沉淀碳酸钡的物质的量为(x+y)mol,根据样品质量与碳酸钡沉淀质量列方程计算。
【解答】解:(1)实验中每次滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液50mL,第4次、第5次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g,说明样品质量为3.342g时,氢氧化钡已经完全反应,碳酸钡的物质的量为=0.028mol,根据钡离子守恒可知,氢氧化钡的物质的量为0.028mol,所以Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量浓度是 =0.56mol/L,故答案为:0.56;
(2)第2次实验中样品完全反应,令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol,则:
84x+138y=2.574
197x+197y=4.137,
解得x=0.006,y=0.015。
NaHCO3和K2CO3的物质的量之比为2:5,故答案为:2:5。
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