考法1 物质的量浓度概念的理解
【典例1】下列说法中正确的是( )
A.1 L水中溶解了58.5 g NaCl,该溶液的物质的量浓度为l mol/L
B.从l L 2 mol/L的H2SO4溶液中取出0.5 L,该溶液的浓度为1 mol/L
C.配制500 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液,需62.5 g胆矾
D.中和100 mL l mol/L的H2SO4溶液,需NaOH 4 g
【解析】A中58.5 g NaCl的物质的量为l mol,但溶液的体积并不是1 L水的体积,所以物质的量浓度无法计算。B中取出0.5 L的溶液,它的物质的量浓度并未发生变化,仍为2 mol/L,0.5 L溶液中所含的溶质是1 L溶液中的一半。C中因为500mL0.5 mol/L的CuSO4溶液中,CuSO4的物质的量为0.5 L×0.5 mol/L=0.25 mol,所以胆矾的物质的量也应为0.25 mol,即质量为0.25 mol×250 g/mol=62.5 g。D中因为H2SO4的物质的量为0.1 L×1 mol/L=0.1 mol,中和0.1 mol H2SO4需NaOH应为0.2 mol,即0.2 mol×40 g/mol=8 g。
【答案】C
考法2 配制一定物质的量浓度溶液
【典例2】用经过准确称量的NaOH固体配制250 mL 0.2 mol/L NaOH溶液。
(1)在下列实验仪器中,不必使用的是________(填代号)。
A.托盘天平 B.500 mL试剂瓶 C.500 mL容量瓶 D.250 mL烧杯 E.胶头滴管
(2)除上述仪器中可使用的以外,还缺少的仪器是________;在该实验中的用途是_______ 。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是________。
(4)配制时经以下操作步骤,正确的顺序是________。
A.用适量的蒸馏水加入盛NaOH的烧杯中完全溶解,冷却至室温
B.将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中
C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1 cm~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切
D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤液都小心注入容量瓶,并轻轻振荡
E.将容量瓶塞塞紧,充分摇匀
(5)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是________。
a.定容时俯视标线 b.没有进行上述操作步骤D
c.加蒸馏水不慎超过刻度线 d.容量瓶使用前内壁沾有水珠 e.砝码上有杂质
【解析】(1)配制一定物质的量浓度的溶液,所用仪器根据实验步骤选择,因为NaOH固体是经过准确称量的,故不再需托盘天平进行称量,固体需溶解,故需用250 mL烧杯,又因是配制250 mL的溶液,故不需要500 mL容量瓶,而应使用250 mL容量瓶,又因容量瓶不能用来长期保存试剂,故需500 mL试剂瓶来盛装溶液。(2)除了上述仪器中可使用的以外,还需玻璃棒,主要是用来溶解和引流。(3)使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。
【答案】(1)AC (2)玻璃棒、250 ml容量瓶 玻璃棒的作用:溶解NaOH固体时起搅拌作用,加速固体的溶解;将烧杯中溶解的NaOH溶液转移到容量瓶中时起引流作用,以防液体洒在瓶外及沾在瓶的刻度线上方而引起体积不准确。250 mL容量瓶的作用:准确配制溶液 (3)检查容量瓶是否漏水 (4)ABDCE (5)ae
考法3 配制一定物质的量浓度溶液误差分析
【典例3】实验室要用98%(ρ=1.84g·cm-3)的硫酸配制3.68mol·L-1的硫酸溶液500mL,若其他操作均正确,但出现下列错误操作,所配制的硫酸溶液浓度偏高的是( )
A.将稀释的硫酸溶液转移至容量瓶后,未洗涤烧杯和玻璃棒
B.将烧杯内的稀硫酸向容量瓶中转移时,因操作不当使部分稀硫酸溅出瓶外
C.用胶头滴管向容量瓶中加水时溶液凹面高于容量瓶刻度,此时立即用滴管将瓶内液体吸出,使溶液凹液面与刻度相切
D.用胶头滴管加水时,俯视观察溶液凹液面与容量瓶刻度相切
【解析】将稀释的硫酸溶液转移至容量瓶后,未洗涤烧杯和玻璃棒,溶质的物质的量偏小,溶液的浓度偏低,A不选;将烧杯内的稀硫酸向容量瓶中转移时,因操作不当使部分稀硫酸溅出瓶外,溶质的物质的量偏小,溶液的浓度偏低,B不选;用胶头滴管向容量瓶中加水时溶液凹面高于容量瓶刻度,此时立即用滴管将瓶内液体吸出,使溶液凹液面与刻度相切,吸出的溶液中含有溶质,导致溶质的物质的量偏小,溶液的浓度偏低,C不选;用胶头滴管加水时,俯视观察溶液凹液面与容量瓶刻度线相切,导致溶液的体积偏小,溶液的浓度偏高,选D。
【答案】D
(1)正确判断溶液的溶质并计算其物质的量。
①与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2NaOH;SO3H2SO4;NO2HNO3。
②特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时仍以NH3作为溶质。
③含结晶水的物质:CuSO4·5H2O―→CuSO4;Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
(2)准确计算溶液的体积。不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=×10-3 L(ρ以g·cm-3为单位)。
(3)注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系。溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)等于2 mol·L-1(考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
1.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解在1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入9 L水中
D.将10 g N aOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
【答案】D
【解析】根据公式c=,n为溶质的物质的量,V为溶液的体积。A项溶液的体积不等于1 L;B项22.4 L HCl的物质的量不一定是1 mol;C项,盐酸与水混合后,溶液体积不是10 L;D项n(NaOH)=0.25 mol,V[NaOH(aq)]=0.25 L,c(NaOH)=1 mol/L。
2.下列关于物质的量浓度表述正确的是
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na 和SO42-的总物质的量为0.9 mol
B.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na 和SO42-的物质的量相等,则K 和Cl-的物质的量浓度一定相同
C.当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol·L-1,只有当22.4 L(标准状况)氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 mol·L-1
D.10 ℃时,100 mL 0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度大于0.35 mol·L-1
【答案】C
【解析】A项,0.3 mol•L-1的Na2SO4溶液中Na 、SO42-的物质的量浓度为:0.6mol•L-1、0.3 mol•L-1,由于缺少溶液的体积,所以无法计算出离子的物质的量,故A错误;B项,在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中存在:c(Na ) c(K )=c(Cl-) 2c(SO42-),Na 和SO42-的物质的量相等,即物质的量浓度相等,所以K 和Cl-的物质的量浓度一定不相同,故B错误;C项,溶液的体积不等于溶剂的体积,所以1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol•L-1;标况下22.4 L氨气的物质的量为1mol,溶于水制得1 L氨水时,其浓度一定等于1 mol•L-1,故C正确;D项,10℃时,0.35 mol•L-1的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10℃时,其体积小于100 mL,溶液仍然是饱和溶液,溶质的物质的量浓度不变,它的物质的量浓度仍为0.35 mol•L-1,故D错误;故选C。
3.体积为V(mL)、密度为ρ (g·mL-1)的溶液中,含有摩尔质量为M(g·mol-1)的溶质m(g),其物质的量浓度为c(mol·L-1),溶质的质量分数为a%。下列有关关系式不正确的是( )
A.m=V×ρ×a% B.c=1000×ρ·a×M mol·L-1
C.c= ×L-1 D.a%= ×100%
【答案】B
【解析】根据各种物理量的定义与c、ρ和a%之间的关系,进行推导和变形,得B不正确,应为c=1000 ×ρ×a%×Mmol·L-1。
4.36.5 g HCl溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,NA表示阿伏加德罗常数,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.所得溶液中含有NA个HCl分子
C.36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L
D.所得溶液的质量分数:w=
【答案】D
【解析】1 L水溶解了溶质后体积不再是1 L,A项错误;HCl是强电解质,溶于水完全电离为H+和Cl-,不存在HCl分子,B项错误;36.5 g HCl气体所处的温度和压强未知,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其体积,C项错误;根据基本公式c=变形可得w==,D项正确。
5.实验室要用98%(密度为1.84 g·cm-3)的硫酸配制3.68 mol/L的硫酸500 mL。
(1)需准确量取98%的硫酸________mL。
(2)要配制3.68 mol/L的硫酸500 mL,必须用到的仪器是(填写序号)________。
①500 mL量筒 ②烧杯 ③1 000 mL容量瓶 ④500 mL容量瓶 ⑤天平 ⑥胶头滴管 ⑦锥形瓶 ⑧玻璃棒
(3)若配制3.68 mol/L的硫酸,其他操作均正确,下列操作会使所配硫酸溶液浓度偏低的是________。
A.将稀释的硫酸转移至容量瓶后,未洗涤烧杯和玻璃棒
B.将烧杯内的稀硫酸向容量瓶内转移时,因操作不当使部分稀硫酸溅出瓶外
C.用胶头滴管向容量瓶中加水时凹液面高于容量瓶刻度线,此时立即用胶头滴管将瓶内多余液体吸出,使溶液凹液面与刻度线相切
D.用胶头滴管向容量瓶中加入水时,仰视观察溶液凹液面与容量瓶刻度线相切
(4)若配制时,因加水不慎超过了容量瓶刻度线,此时实验应如何继续进行?________。
【答案】(1)100.0 (2)②④⑥⑧ (3)ABCD (4)将容量瓶中的溶液倒出洗涤干净后,再重新配制
【解析】(1)需要硫酸的物质的量为3.68 mol/L×0.5 L=1.84 mol,需98%的浓硫酸的体积为1.84 mol×98 g/mol÷98%÷1.84 g·cm-3=100.0 mL。(2)量取硫酸可用100 mL的量筒,不能用500 mL的量筒(误差大),用500 mL的容量瓶,还用到烧杯、胶头滴管、玻璃棒。(3)配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒、溅出稀硫酸、加水超过容量瓶刻度线后用胶头滴管吸出瓶内液体,都使硫酸损失,会使所配溶液浓度偏低。加水仰视会使液面高于刻度线,所以也会使所配溶液浓度偏低。(4)当加水不慎超过了容量瓶刻度线,无论怎么处理都使结果不准确,所以必须重新配制。
核心考点四 阿伏加德罗常数