练案[2]　第一章　第2讲　物质的量浓度及其计算

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[练案2]第2讲　物质的量浓度及其计算A组　基础必做题1．(2022·山东德州模拟)已知0.5 L盐酸和硫酸的混合溶液中，含有0.1 mol Cl－和0.2 mol SO，则此溶液中的H＋的物质的量浓度为(　B　)A．0.1 mol·L－1 B．1.0 mol·L－1C．0.3 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1[解析]　根据电荷守恒原理可知，混合溶液中H＋所带正电荷总数等于Cl－、SO所带的负电荷总数，则有c(H＋)＝c(Cl－)＋2c(SO)，即c(H＋)＝＋2×＝1.0 mol·L－1。2．(2022·四川绵阳月考)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列关于0.2 mol·L－1 K2SO4溶液的说法正确的是(　A　)A．1 L溶液中K＋浓度是0.4 mol·L－1B．500 mL溶液中含有0.1NA个K＋C．1 L溶液中所含K＋、SO总数为0.3NAD．2 L溶液中SO浓度是0.4 mol·L－1[解析]　c(K2SO4)＝0.2 mol·L－1，故c(K＋)＝0.4 mol·L－1，K＋的浓度与所取溶液体积无关，A正确；500 mL溶液中n(K＋)＝0.4 mol·L－1×0.5 L＝0.2 mol，即0.2NA，B错误；1 L溶液中c(SO)＝0.2 mol·L－1，n(SO)＝0.2 mol·L－1×1 L＝0.2 mol；n(K＋)＝0.4 mol·L－1×1 L＝0.4 mol，所以K＋、SO总物质的量为0.6 mol，C错误；c(K2SO4)＝0.2 mol·L－1，故c(SO)＝0.2 mol·L－1，SO的浓度与所取溶液体积无关，D错误。3．(2022·山西怀仁一中月考)下列有关实验原理或操作正确的是(　B　)A．用20 mL量筒量取15 mL酒精，加水5 mL，配制质量分数为75%的酒精溶液(ρ酒精＜1 g·cm－3)B．200 mL某硫酸盐溶液中含有1.5NA个硫酸根离子，同时含有NA个金属离子，则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L－1C．实验中需用2.0 mol·L－1 Na2CO3溶液950 mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的Na2CO3的质量分别为950 mL、201.4 gD．实验室配制500 mL 0.2 mol·L－1的硫酸亚铁溶液，其操作是用托盘天平称量15.2 g绿矾(FeSO4·7H2O)，放入小烧杯中加水溶解，转移到500 mL容量瓶中，稀释、定容、摇匀[解析]　由于ρ酒精＜1 g·cm－3，用20 mL量筒量取15 mL酒精，加水5 mL，配制的酒精溶液的质量分数小于75%，A错误；由题中信息可知，溶液中硫酸根离子与金属离子的个数比为3∶2，该盐的化学式为R2(SO4)3，该硫酸盐的物质的量为0.5 mol，则其物质的量浓度为＝2.5 mol·L－1，B正确；实验中需用2.0 mol·L－1 Na2CO3溶液950 mL，配制时应选用的容量瓶规格为1 000 mL，应称取的Na2CO3质量为2.0 mol·L－1×1 L×106 g·mol－1＝212.0 g，C错误；绿矾的摩尔质量为278 g·mol－1，实验室配制500 mL 0.2 mol·L－1硫酸亚铁溶液，需称量的绿矾质量为0.5 L×0.2 mol·L－1×278 g·mol－1＝27.8 g，D错误。4．(2022·浙江月考)用密度为1.84 g·mL－1、质量分数为98%的浓硫酸配制180 mL 2 mol·L－1稀硫酸。下列各步骤中操作正确的是(　C　)A．计算、量取：用20 mL量筒量取19.6 mL浓硫酸B．溶解、稀释：将浓硫酸倒入烧杯中，再加入80 mL左右的蒸馏水，搅拌C．转移、洗涤：将溶液转移到容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，洗涤液转入容量瓶中，并重复2～3次D．定容、摇匀：加水至凹液面最低处与刻度线相切，摇匀，最后在容量瓶上贴上标签[解析]　由于没有180 mL容量瓶，需配制200 mL溶液，设需浓硫酸的体积为V，根据稀释前后溶质的质量相等，有V×1.84 g·mL－1×98%＝0.20 L×2 mol·L－1×98 g·mol－1，解得V≈21.7 mL，应选用50 mL量筒量取浓硫酸，A项错误；稀释浓硫酸时，应向水中逐滴加入浓硫酸，并不断搅拌，B项错误；冷却后的硫酸溶液转移至容量瓶中后，为减小实验误差，应用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，且洗涤液转移至容量瓶中，C项正确；容量瓶只能用于配制溶液，不可用于贮存溶液，定容、摇匀后，应将溶液倒入试剂瓶，并贴上标签，注明溶液成分及浓度，D项错误。5．将24.4 g NaOH固体溶于水配成100 mL溶液，其密度为1.219 g·mL－1。(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为__6.1 mol·L－1__。(2)该溶液中NaOH的质量分数为__20%__。(3)从该溶液中取出10 mL，含NaOH的质量为__2.44 g__，含NaOH的物质的量为__0.061 mol__。(4)将取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为__0.61 mol·L－1__。[解析]　24.4 g NaOH的物质的量为＝0.61 mol，溶液质量为100 mL×1.219 g·mL－1＝121.9 g。(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为＝6.1 mol·L－1。(2)该溶液中NaOH的质量分数为×100%≈20%。(3)溶液是均匀的，取出10 mL，溶液中氢氧化钠的质量、物质的量为原溶液的，分别为2.44 g、0.061 mol。(4)取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为＝0.61 mol·L－1。6．(2022·山东泰安宁阳第一中学第二次段考)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。Ⅰ．配制KMnO4标准溶液如图所示是配制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__②⑤__(填序号)。(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是__50 mL容量瓶__(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__偏小__(填“偏大”或“偏小”)。Ⅱ．(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－1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL酸性KMnO4溶液。(4)已知草酸与KMnO4反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，则方程式中的x＝__2__。(5)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为__1.2__mg/cm3。[解析]　(1)②不能在量筒中溶解固体，⑤定容时应平视刻度线，加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切。(2)应该用容量瓶确定50 mL溶液的体积。(3)如果用图示的操作配制溶液，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，草酸与KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O即x＝2。(5)根据方程式可知血液样品中Ca2＋的浓度为＝1.2 mg/cm3。B组　能力提升题7．(2022·甘肃白银月考)某温度下，物质X2SO4的饱和溶液密度为ρ g·mL－1，c(X＋)＝c mol·L－1，溶质的质量分数为a%，溶质的摩尔质量为M g·mol－1，溶解度为S g，下列表达式正确的是(　D　)A．c＝ B．a%＝C．M＝ D．S＝[解析]　X2SO4的浓度为 mol·L－1，则X＋浓度为 mol·L－1或者为 mol·L－1，故A错误；根据A选项分析，溶质的质量分数a%＝，B错误；根据A选项分析，M＝，C错误；根据B选项分析，a%＝，a%＝，得出S＝，故D正确。8．(2022·湖南邵阳月考)把500 mL NH4HCO3和Na2CO3的混合溶液分成五等份，取一份加入含a mol氢氧化钠的溶液恰好反应完全，另取一份加入含b mol HCl的盐酸恰好反应完全，则该混合溶液中c(Na＋)为(　D　)A．mol/L B．(2b－a)mol/LC．mol/L D．(10b－5a)mol/L[解析]　500 mL混合溶液分成五等份，每份100 mL，取一份混合溶液加入a mol NaOH，发生反应NH4HCO3＋2NaOH===NH3·H2O＋Na2CO3＋H2O，即每份溶液中含0.5a mol NH4HCO3，另一份溶液中加入含b mol HCl的盐酸，发生反应NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，则Na2CO3的物质的量n(Na2CO3)＝×(b－0.5a)mol，溶液中n(Na＋)＝2n(Na2CO3)＝(b－0.5a)mol，即c(Na＋)＝＝(10b－5a)mol/L。9．在100 mL 0.10 mol·L－1的AgNO3溶液中加入100 mL溶有2.08 g BaCl2的溶液，再加入100 mL溶有0.01 mol CuSO4·5H2O的溶液，充分反应。下列说法中正确的是(　B　)A．最终得到白色沉淀和无色溶液B．最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物C．在最终得到的溶液中，Cl－的物质的量为0.02 molD．在最终得到的溶液中，Cu2＋的物质的量浓度为0.01 mol·L－1[解析]　AgNO3的物质的量为0.1 L×0.10 mol·L－1＝0.01 mol，BaCl2的物质的量为＝0.01 mol，CuSO4·5H2O的物质的量为0.01 mol，Ag＋　＋　Cl－　===　AgCl↓0.01 mol  0.01 mol    0.01 molBa2＋　＋　SO　===　BaSO4↓0.01 mol  0.01 mol    0.01 mol因Cu2＋没有参加反应，则最终得到白色沉淀和蓝色溶液，A项错误；由计算可知，白色沉淀AgCl和BaSO4的物质的量都是0.01 mol，B项正确；反应前Cl－的物质的量为0.02 mol，参加反应的物质的量为0.01 mol，则反应后溶液中剩余的Cl－的物质的量为0.01 mol，C项错误；在最终得到的溶液中，Cu2＋的物质的量浓度为≈0.03 mol·L－1，D项错误。10．某温度下，V mL不饱和NaNO3溶液a g，蒸发掉b g水或加入b g NaNO3固体(恢复到原温度)均可使溶液达到饱和，则下列各量的计算结果正确的是(　D　)A．该温度下NaNO3的溶解度为50 gB．原不饱和溶液的密度为 g·mL－1C．原不饱和溶液中NaNO3的质量分数为%D．原不饱和溶液中NaNO3的物质的量浓度为 mol·L－1[解析]　蒸发掉b g水或加入b g NaNO3固体，能使溶液达到饱和，说明b g水溶解b g NaNO3达到饱和，利用溶解度的定义可知＝，代入数值得出：＝。求出该温度下，NaNO3的溶解度为100 g，A项错误；根据密度的定义，原不饱和溶液的密度为＝＝ g·mL－1，B项错误；令原溶液中溶质的质量为x g，蒸发掉b g水达到饱和，则有＝，解得x＝，原不饱和溶液中NaNO3的质量分数为×100%＝%，C项错误；根据物质的量浓度的定义，c＝＝＝ mol·L－1，D项正确。11．(1)已知某饱和氯化钠溶液的体积为V mL，溶液的密度为d g/cm3，溶质的质量分数为w，物质的量浓度为c mol/L，溶液中含NaCl的质量为m g。①用w表示该温度下NaCl的溶解度为__ g__。②用m、V表示溶液的物质的量浓度为__ mol/L__。③用w、d表示溶液的物质的量浓度为__17.1dw mol/L__。(2)已知某“84”消毒液瓶体部分标签如图所示，该“84”消毒液通常稀释100倍(体积之比)后使用。请回答下列问题： “84”消毒液有效成分：NaClO规格：1 000 mL质量分数：25%密度：1.19 g·cm－3 ①该“84”消毒液的物质的量浓度约为__4.0__mol·L－1。②某同学取100 mL该“84”消毒液，稀释后用于消毒，稀释后的溶液中c(Na＋)＝__0.04__mol·L－1。③该同学参阅该“84”消毒液的配方，欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO质量分数为25%的消毒液。下列说法正确的是__C__(填字母)。A．如图所示的仪器中，有三种是不需要的，还需要一种玻璃仪器B．容量瓶用蒸馏水洗净后，应烘干后才能用于溶液配制C．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒可能导致结果偏低D．需要称量NaClO固体的质量为143.0 g④“84”消毒液与稀硫酸混合使用可增强消毒能力，某消毒小组人员用98%(密度为1.84 g·cm－3)的浓硫酸配制2 000 mL 2.3 mol·L－1的稀硫酸用于增强“84”消毒液的消毒能力。A．所配制的稀硫酸中，H＋的物质的量浓度为__4.6__mol·L－1；B．需用浓硫酸的体积为__250__mL。[解析]　(1)①设溶解度为S，该饱和溶液的质量分数w＝，解得S＝ g。②m g氯化钠物质的量为＝ mol，溶液体积为V mL，则溶液物质的量浓度为＝ mol/L。③c＝ mol/L＝17.1dw mol/L。(2)①根据c＝，则c(NaClO)＝ mol·L－1≈4.0 mol·L－1。②稀释100倍后使用，则稀释后的溶液中c(Na＋)＝×4.0 mol·L－1＝0.04 mol·L－1。③用NaClO固体配制480 mL该消毒液，需用到天平、烧杯、500 mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管，不用图中的烧瓶和分液漏斗，A项错误；容量瓶用蒸馏水洗净后，不需要烘干就能用于溶液配制，B项错误；配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，造成溶质损失，溶液浓度偏低，C项正确；由于没有480 mL容量瓶，需配制500 mL溶液，需NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L－1×74.5 g·mol－1＝149.0 g，D项错误。④A．H2SO4为二元强酸，稀硫酸溶液中c(H＋)＝2c(H2SO4)＝2×2.3 mol·L－1＝4.6 mol·L－1。B．根据稀释中溶质的物质的量相等，可得2 L×2.3 mol·L－1＝，解得V(浓硫酸)＝250 mL。12．标准状况下，在乙室中充入1.2 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时活塞如图。已知甲室中气体的质量比乙室中气体的质量少33.8 g。请回答下列问题：(1)甲室中气体的物质的量为__2__mol。(2)甲室中气体的质量为__10__g。(3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为__1∶4__，质量之比为__17∶8__。(4)如果将活塞a去掉，当HCl与NH3完全反应后，活塞b将静止于刻度“__6__”(填数字)处。[解析]　(1)由题图可知甲、乙两室气体的体积之比为5∶3，故其物质的量之比也为5∶3，所以甲室中气体为2 mol。(2)HCl气体的质量为1.2 mol×36.5 g·mol－1＝43.8 g，则甲室中气体的质量为43.8 g－33.8 g＝10 g。(3)设氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为，解得x＝0.4 mol，y＝1.6 mol，所以氨气和氢气的物质的量之比＝0.4 mol∶1.6 mol＝1∶4，其质量之比＝(0.4 mol×17 g·mol－1)∶(1.6 mol×2 g·mol－1)＝17∶8。(4)甲室中NH3的物质的量为0.4 mol，能与0.4 mol HCl反应，剩余气体的物质的量为2.4 mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b会移至“6”处。