课时跟踪检测(二)　物质的量浓度在化学实验中的应用(基础课)

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课时跟踪检测(二)　物质的量浓度在化学实验中的应用(基础课) 1．(2021·南昌模拟)配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验，下列有关说法正确的是(　　)A．容量瓶用蒸馏水洗净后，必须干燥才能用于配制溶液B．配制1 L 0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，用托盘天平称量NaCl固体时药品砝码左右位置颠倒，对实验结果无影响C．配制一定物质的量浓度的溶液时，定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高D．用浓盐酸配制稀盐酸，量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线会导致所配溶液浓度偏高解析：选D　配制溶液时需加水定容，所以容量瓶用蒸馏水洗净后，不需要干燥就能用于配制溶液，A错误；配制1 L 0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，用托盘天平称量NaCl固体时药品砝码左右位置颠倒，称取食盐的质量偏小，配制溶液的浓度偏低，B错误；配制一定物质的量浓度的溶液时，定容时仰视刻度线，溶液体积偏大，导致所配溶液浓度偏低，C错误；用浓盐酸配制稀盐酸，量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线，量取浓盐酸体积偏大，会导致所配溶液浓度偏高，D正确。2．(2021·潍坊模拟)实验室欲用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液，下列说法正确的是(　　)A．要完成实验需称取10.6 g Na2CO3·10H2O晶体B．本实验需用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、500 mL容量瓶C．配制时若容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水会导致溶液浓度偏低D．定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏高解析：选D　配制100 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液，需要Na2CO3·10H2O晶体的质量m＝1 mol·L－1×286 g·mol－1×0.1 L＝28.6 g，A项错误；配制一定物质的量浓度溶液的步骤：计算、称量或量取、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、100 mL容量瓶、胶头滴管等，B项错误；定容时，需要向容量瓶中加入蒸馏水，所以配制时若容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对溶液浓度无影响，C项错误；定容时俯视刻度线，导致溶液体积偏小，依据c＝可知溶液浓度偏高，D项正确。3．(2021·莆田模拟)实验室配制0.100 0 mol·L－1的H2SO4溶液，下列图示操作不需要的是(　　)解析：选A　实验室配制0.100 0 mol·L－1的H2SO4溶液时要使用浓硫酸，浓硫酸是液态物质，应用量筒量取浓硫酸，不需要托盘天平称量其质量，A符合题意；将稀释后的硫酸冷却至室温后用玻璃棒引流转移到容量瓶中，且玻璃棒下端在容量瓶刻度线以下，B不符合题意；在烧杯中稀释浓硫酸，为使溶质拆分溶解，使热量迅速扩散，要用玻璃棒不断搅拌，C不符合题意；量取浓硫酸时需用到量筒和胶头滴管，D不符合题意。4．配制250 mL 0.5 mol·L－1的NaOH溶液，在下列仪器中：①量筒、②250 mL容量瓶、③托盘天平和砝码、④500 mL容量瓶、⑤烧杯、⑥玻璃棒、⑦漏斗、⑧药匙、⑨胶头滴管、⑩250 mL烧瓶，需要用到的仪器按使用先后顺序排列正确的是(　　)A．⑧③⑤⑥②⑨　　　　　　 B．②③⑦⑤⑥C．②⑤⑦⑥①    D．④③⑦⑤⑥解析：选A　一定规格的容量瓶只能配制相应体积的溶液，故应选择250 mL容量瓶；用药匙取用试剂，用托盘天平称量一定质量的药品(药品可放在烧杯中称量)后，在烧杯中溶解(可用量筒量取水)，并用玻璃棒搅拌，待溶液冷却后转移到250 mL容量瓶中，转移过程中需用玻璃棒引流，用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒并将洗涤液转移到容量瓶中，当加水至液面距离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加至溶液凹液面恰好与刻度线水平相切，盖好瓶塞，摇匀。所以需要用到的仪器及先后顺序为药匙、托盘天平和砝码、烧杯、量筒(也可不用)、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管，即⑧③⑤(①)⑥②⑨，A项符合。5．实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L－1的硫酸铜溶液，下列实验用品及实验操作正确的是(　　)选项容量瓶容积溶质质量实验操作A480 mL硫酸铜：7.68 g加入500 mL水B480 mL胆矾：12.0 g配成500 mL溶液C500 mL硫酸铜：8.0 g加入500 mL水D500 mL胆矾：12.5 g配成500 mL溶液 解析：选D　实验室里需要配制480 mL 0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，由于没有480 mL规格的容量瓶，根据“大而近”的原则需选择500 mL 容量瓶，溶质若为CuSO4，则需要8.0 g。若是胆矾则需要12.5 g，应配成500 mL溶液而不是加入500 mL水。6．如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线，下列说法中正确的是(　　)A．a的溶解度大于b的溶解度B．在t ℃时，a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同C．当a中含有少量b时，可以用冷却结晶的方法提纯aD．在t ℃时，将a、b的饱和溶液升温后，溶质的质量分数：a>b解析：选C　由溶解度曲线可知，当温度小于t ℃时，a的溶解度小于b的溶解度，当温度等于t ℃时，a的溶解度等于b的溶解度，当温度大于t ℃时，a的溶解度大于b的溶解度，A错误；在t ℃时，a、b两物质的溶解度相等，所以在t ℃时，a、b饱和溶液中溶质的质量分数相同，但溶液的密度、溶质的摩尔质量不等，B错误；由图可知，b的溶解度随温度的升高变化不大，a的溶解度随温度的升高变化较大，所以当a中含有少量b时，可以用冷却结晶的方法提纯a，C正确；在t ℃时，a、b两物质的溶解度相等，即在t ℃时，a、b饱和溶液中的溶质质量分数相同，将a、b的饱和溶液升温后，溶液由饱和变为不饱和，但溶质的质量分数仍相等，D错误。7．某实验需要用到480 mL 0.1 mol·L－1FeSO4溶液。下列说法正确的是(　　)A．选择480 mL容量瓶和100 mL量筒B．用Na2O2可检验样品是否变质C．转移溶液时，玻璃棒紧靠在容量瓶刻度线下方D．若定容时仰视刻度线，所配制溶液浓度偏大解析：选C　配制480 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液时，实验室没有480 mL容量瓶，应选择500 mL容量瓶，A项错误；Na2O2能将Fe2＋氧化为Fe3＋，因此不能用Na2O2检验样品是否变质，B项错误；转移溶液时应使用玻璃棒引流，且玻璃棒末端应靠在容量瓶刻度线下方，C项正确；定容时仰视刻度线，配制的溶液体积偏大，则配制的溶液浓度偏小，D项错误。8．下列关于误差的判断正确的是(　　)A．用浓硫酸配制稀硫酸时，用量筒量取浓硫酸时俯视会使所配溶液浓度偏小B．用托盘天平称取药品时药品和砝码位置颠倒，药品质量一定偏小C．配制1 mol·L－1的NaOH溶液时未恢复至室温就转移并定容会使所得溶液浓度偏小D．用润湿的pH试纸测醋酸的pH会使测定结果偏小解析：选A　用浓硫酸配制稀硫酸时，用量筒量取浓硫酸时俯视，量取的浓硫酸的体积偏小，会使所配溶液浓度偏小，A项正确；用托盘天平称取药品时药品和砝码位置颠倒，药品质量可能偏小，可能不变，B项错误；配制 1 mol·L－1NaOH溶液时未恢复至室温就转移并定容，会导致溶液的体积偏小，所得溶液浓度偏大，C项错误；用润湿的pH试纸测醋酸的pH，相当于将醋酸稀释，溶液的酸性减弱，测定结果偏大，D项错误。9．如图是NaCl、MgSO4的溶解度曲线。下列说法正确的是(　　)A．只有在t1 ℃时，NaCl和MgSO4的溶解度才相等B．t1～t2 ℃，MgSO4的溶解度随温度升高而减小C．在t2 ℃时，MgSO4饱和溶液的溶质质量分数最大D．把MgSO4饱和溶液的温度从t3 ℃降至t2 ℃时，有晶体析出解析：选C　A项，在t1 ℃、t3 ℃时，NaCl、MgSO4的溶解度都相等；B项，t2 ℃之前，MgSO4的溶解度随温度的升高而增大，t2 ℃之后，MgSO4的溶解度随温度的升高而减小；C项，w＝×100%，S越大，w越大；D项，把MgSO4饱和溶液的温度从t3 ℃降至t2 ℃时，由饱和溶液变成不饱和溶液，不会有晶体析出。10．(2021·沧州模拟)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浓度为(　　)A． mol·L－1B． mol·L－1C． mol·L－1D． mol·L－1解析：选C　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，那么Mg2＋就有 mol，硫酸镁也就是 mol。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，那么硫酸根离子有b mol。所以硫酸钾有b－ mol，钾离子就有2mol＝(2b－a)mol。其浓度就是 mol·L－1，即 mol·L－1，C项符合题意。11．(2021·福州模拟)绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂。工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。(1)98% 1.84 g·cm－3的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4 g·cm－3，50%的硫酸物质的量浓度为________(保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为________(填“>”“<”或“＝”)40%。(2)将111.2 g绿矾(FeSO4·7H2O，式量为278)在高温下加热，充分反应后生成Fe2O3固体和SO2、SO3、水的混合气体，则生成Fe2O3的质量为________ g；SO2为________ mol。实验室可用以下方法制备莫尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，式量为392]。(3)将4.88 g铁屑(含Fe2O3)与25 mL 3 mol·L－1 H2SO4充分反应后，得到FeSO4和H2SO4的混合溶液，稀释溶液至100 mL，测得其pH＝1。铁屑中Fe2O3的质量分数是________(保留两位小数)。(4)向上述100 mL溶液中加入与该溶液中FeSO4等物质的量的(NH4)2SO4晶体，待晶体完全溶解后蒸发掉部分水，冷却至t ℃，析出莫尔盐晶体12.360 g，剩余溶液的质量为82.560 g。t ℃时，计算(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度为________(保留两位小数)。解析：(1)密度为1.4 g·cm－3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为c＝＝ mol·L－1≈7.14 mol·L－1；假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同，则混合后硫酸的质量分数为40%，由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸，所以混合后溶液中硫酸的质量偏大，硫酸的质量分数大于40%。(2)n(FeSO4·7H2O)＝＝0.4 mol，由2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋7H2O可知，生成Fe2O3的质量为0.4 mol××160 g·mol－1＝32 g，SO2的物质的量为0.4 mol×＝0.2 mol。(3)根据题意知，稀释溶液至100 mL，测得其pH＝1，溶液中剩余酸的物质的量为n(H2SO4)＝0.1 mol·L－1××0.1 L＝0.005 mol，则参加反应的n(H2SO4)＝0.025 L×3 mol·L－1－0.005 mol＝0.07 mol。设铁的物质的量是m，氧化铁的质量是n，发生反应的化学方程式为Fe＋Fe2O3＋3H2SO4===3FeSO4＋3H2O，Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，则根据固体的质量和硫酸的物质的量可知，56m＋160n＝4.88，m－n＋3n＝0.07，解得n＝0.02 mol，m＝0.03 mol，所以铁屑中Fe2O3的质量分数是×100%≈65.57%。(4)根据以上分析结合原子守恒知，n(FeSO4)＝n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝(0.03＋0.04)mol＝0.07 mol，根据莫尔盐的化学式知，n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]＝n(FeSO4)＝0.07 mol，溶液中莫尔盐的质量为0.07 mol×392 g·mol－1－12.360 g＝15.08 g，设莫尔盐的溶解度为x，则＝，解得x≈22.35 g。答案：(1)7.14 mol·L－1　>　(2)32　0.2(3)65.57%　(4)22.35 g12．人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg·cm－3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)，再用酸性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.配制酸性KMnO4标准溶液：如图是配制50 mL酸性KMnO4标准溶液的过程示意图。(1)请你观察图示并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)如果按照图示的操作配制溶液，在其他操作均正确的情况下，配制溶液的浓度将________(填“偏大”或“偏小”)。Ⅱ.测定血液样品中Ca2＋的浓度：取血液样品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)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，则式中的x＝________。(5)滴定时，根据现象_______________________________________________________________________________________________________________________________，即可确定反应达到终点。(6)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为________mg·cm－3。解析：Ⅰ.(1)由图示可知⑤操作不正确，定容时应平视刻度线至溶液凹液面与刻度线相切。(2)应该用容量瓶确定50 mL溶液的体积。(3)用图示的操作配制溶液，定容时仰视刻度线，会使溶液体积偏大，所配制的溶液浓度将偏小。Ⅱ.(4)根据电荷守恒，(－1×2)＋(＋1×6)＝＋x×2，解得x＝2，草酸与KMnO4反应的离子方程式为5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(5)用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸溶液时，反应达到终点时的现象为溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色。(6)20.00 mL血液样品经过处理后得到草酸，草酸消耗的高锰酸钾的物质的量为0.020 mol·L－1×0.012 L＝2.4×10－4 mol，根据反应的离子方程式5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O及草酸钙的化学式CaC2O4可知，n(Ca2＋)＝n(H2C2O4)＝＝2.5×2.4×10－4 mol＝6×10－4 mol，Ca2＋的质量为40 g·mol－1×6×10－4 mol＝0.024 g，其浓度为＝1.2 mg·cm－3。答案：Ⅰ.(1)⑤　(2)50 mL容量瓶　(3)偏小Ⅱ.(4)2　(5)溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色　(6)1.213．(2021·天水模拟)某实验需要100 mL 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液，现通过如下操作配制：①把称量好的固体Na2CO3放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解。为加快溶解可以使用________(填仪器名称)搅拌；②把①所得溶液冷却到室温后，小心转入________(填仪器名称)；③继续加蒸馏水至液面距刻度线1～2 cm处，改用________(填仪器名称)小心滴加蒸馏水至溶液凹液面最低点与刻度线相切；④用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯2～3次，每次洗涤的溶液都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀；⑤将容量瓶塞紧，充分摇匀。(1)操作步骤正确的顺序是________(填序号)。(2)若没有操作④，则所配溶液的浓度会________(填“偏高”或“偏低”)。(3)若所配溶液的密度为1.06 g·mL－1，则该溶液的质量分数为________。(4)若取出20 mL配好的Na2CO3溶液，加蒸馏水稀释成c(Na＋)＝0.01 mol·L－1的溶液，则稀释后溶液的体积为________ mL。(5)在配制100 mL 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液时，下列操作中的________会导致溶液浓度偏低(请用序号填写)。a．将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外b．定容时俯视刻度线c．定容时仰视刻度线d．干净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液解析：加快溶解的正确操作是用玻璃棒搅拌；配制100 mL溶液时就需要用100 mL容量瓶；定容时需要用胶头滴管。(1)根据配制的原理及实验要求可知，正确的操作顺序是①②④③⑤。(2)若没有操作④，部分溶质损失，则所配溶液的浓度会偏低。(3)根据c＝可知，该溶液的质量分数为×100%＝1%。(4)稀释前钠离子的浓度是0.2 mol·L－1，而稀释后钠离子的浓度是0.01 mol·L－1，所以稀释后溶液的体积是＝400 mL。(5)根据c＝可知，将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，则溶质减少，浓度偏小；定容时俯视刻度线，则溶液的体积减小，所以浓度偏高；反之定容时仰视刻度线，浓度偏低；干净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液，不会影响实验结果，答案选a、c。答案：玻璃棒　100 mL容量瓶　胶头滴管　(1)①②④③⑤　(2)偏低　(3)1%　(4)400　(5)ac