新高考化学一轮总复习练5第二章第5讲物质的量浓度及其计算含解析

第5讲　物质的量浓度及其计算

A组　基础必做题

1．(2022·湖南长沙模拟)(双选)25 ℃时，将10 mL质量分数为50%(密度为1.4 g·cm－3)的硫酸稀释成100 mL。下列说法正确的是(　AC　)

A．俯视容量瓶颈刻度线定容，所配溶液的浓度偏高

B．上述稀释过程所需要的蒸馏水为90 mL

C．50%的硫酸溶液中溶质的物质的量浓度约为7.14 mol·L－1

D．上述100 mL稀硫酸中含溶质14 g，该稀硫酸不属于电解质

[解析]　俯视容量瓶颈刻度线定容，导致溶液的体积偏小，所配溶液的浓度偏高，A正确；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体积或质量，B错误；根据c＝＝≈7.14 mol·L－1，所以质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为7.14 mol·L－1，C正确；稀释过程中溶质的质量不变，所以上述100 mL稀硫酸中含溶质10 mL×1.4 g·cm－3×50%＝7 g，故D错误。

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－1

B．500 mL溶液中含有0.1NA个K＋

C．1 L溶液中所含K＋、SO总数为0.3NA

D．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·山东潍坊模拟)溶液中溶质的物质的量除以溶剂的质量(以kg为单位)称为该溶质的质量摩尔浓度。将3 g CO(NH2)2(尿素)溶于100 g水中配成溶液。有关该溶液的说法正确的是(　C　)

A．该溶液的质量摩尔浓度为0.5 mol·kg－1，物质的量浓度为0.5 mol·L－1

B．CO(NH2)2的结构式为，该溶液中共含有0.3 mol共价单键

C．配制该溶液所需玻璃仪器主要有烧杯、量筒、玻璃棒

D．若NA为阿伏加德罗常数的值，则a个CO(NH2)2分子的质量为 g

[解析]　该溶液的质量摩尔浓度为÷0.1 kg＝0.5 mol·kg－1，而溶液的体积未知，无法计算物质的量浓度，A不正确；溶液中水分子中也含有共价单键，B不正确；用量筒量取100 mL水倒入烧杯中，将称量好的3 g尿素加入水中，用玻璃棒搅拌溶解，C正确；CO(NH2)2的摩尔质量为60 g·mol－1，则1个CO(NH2)2分子的质量为 g，a个CO(NH2)2分子的质量为 g，D不正确。

4．(双选)下列有关实验原理或操作正确的是(　BC　)

A．用20 mL量筒量取15 mL酒精，加5 mL水，配制质量分数为75%的酒精溶液

B．在200 mL某硫酸盐溶液中，含有1.5NA个硫酸根离子和NA个金属离子，则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L－1

C．实验中需用950 mL 2.0 mol·L－1Na2CO3溶液，配制时选用的容量瓶的规格和称取的Na2CO3的质量分别为1 000 mL、212 g

D．实验室配制500 mL 0.2 mol·L－1硫酸亚铁溶液，其操作是：用天平称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，洗涤、稀释、定容、摇匀

[解析]　不能用量筒来配制溶液，应用烧杯，且15 mL酒精的质量不是5 mL水的质量的3倍，A项错误；1.5NA个硫酸根离子的物质的量为1.5 mol，NA个金属阳离子的物质的量为1 mol，设金属离子的化合价为x，根据电荷守恒可知，x＝1.5×2＝3，故金属阳离子为＋3价，所以该硫酸盐可以表示为M2(SO4)3，根据硫酸根离子守恒可知，硫酸盐为0.5 mol，所以该硫酸盐的物质的量浓度为＝2.5 mol·L－1，B项正确；没有950 mL的容量瓶，应用1 000 mL的容量瓶进行配制，则m(Na2CO3)＝cVM＝1 L×2 mol·L－1×106 g· mol－1＝212 g，C项正确；配制500 mL 0.2 mol·L－1硫酸亚铁溶液，需要绿矾(FeSO4·7H2O)的物质的量为0.5 L×0.2 mol·L－1＝0.1 mol，质量为27.8 g，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，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·天津杨村第一中学月考)(双选)以下有关物质的质量分数和物质的量浓度的叙述正确的是(　CD　)

A．等体积硫酸铁、硫酸铜、硫酸钾溶液分别与足量的氯化钡溶液反应，若生成硫酸钡沉淀的质量相等，则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为1︰1︰1

B．将Na2O2和Na2O各0.1 mol分别放入100 g水中，所得溶液的物质的量浓度不相等

C．质量分数分别为5%和15%的硫酸溶液等体积混合后，所得溶液的质量分数大于10%

D．某温度时，饱和KCl溶液的密度为1.174 g·cm－3，物质的量浓度为4.0 mol·L－1，则此溶液中KCl的质量分数为×100%

[解析]　因为生成硫酸钡沉淀的质量相等，所以三种盐提供的硫酸根的物质的量之比为1︰1︰1，所以硫酸铁、硫酸铜、硫酸钾的比例为1︰3︰3，选项A错误；Na2O2和Na2O各0.1 mol分别放入100 g水中，消耗的水的质量相等，生成的NaOH的物质的量也相等，则所得溶液物质的量浓度相等，选项B错误；若两种硫酸溶液等体积混合，混合后的溶液的质量分数更接近较浓硫酸的浓度，所得硫酸溶液的质量分数大干10%，选项C正确；某温度时，饱和KCl溶液的密度为1.174 g·cm－3，物质的量浓度为4.0 moL·L－1，根据c＝可知，KCl的质量分数为w＝×100%，选项D正确。

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 mol

D．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 mol

Ba2＋　＋　　　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．(双选)某结晶水合物的化学式为R·nH2O，其相对分子质量为M。25 ℃时，a g该晶体能够溶于b g水中形成V mL饱和溶液。下列关系中不正确的是(　AB　)

A．该溶液中溶质的质量分数为%

B．该溶液的物质的量浓度为 mol·L－1

C．该溶液的溶解度为 g

D．该溶液的密度为 g·cm－3

[解析]　某结晶水合物的化学式为R·nH2O，该晶体中含有R的质量为a g×，所以饱和溶液中溶质的质量分数为×100%，A项错误；该溶液的物质的量浓度为＝ mol/L，B项错误。

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 g

④“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．根据稀释前后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。