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第3讲 溶液的配制与分析 [考纲要求] 1.了解溶解度、饱和溶液的概念。2.了解物质的量浓度的含义。3.能按要求配制一定物质的量浓度的溶液，会进行有关误差分析。4.会根据物质的量与溶液的体积、溶液的物质的量浓度之间的相互关系进行有关计算。 考点一 物质的量浓度及相关计算 物质的量浓度与溶质质量分数的比较 内容 物质的量浓度 质量分数 定义 以单位体积溶液里含有多少摩尔 溶质来表示溶液组成的物理量 用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量 溶质的单位 mol g 溶液的单位 L g 计算公式 c＝ w＝×100% 深度思考 1．观察两个试剂瓶上的标签，回答下列问题。 (1)"5%硫酸铜溶液"中的5%是什么含义？ 答案 5%表示硫酸铜溶液的质量分数，即100 g硫酸铜溶液中含有5 g硫酸铜溶质。 (2)0.4 mol·L－1 NaCl溶液中的0.4 mol·L－1表示的含义是什么？ 答案 1 L该NaCl溶液中所含NaCl的物质的量是0.4 mol。 (3)从上述两种溶液中分别取出5 mL，硫酸铜溶液的质量分数为__________，NaCl溶液的浓度为______________。 答案 5% 0.4 mol·L－1 解析 溶液一旦配好，它的质量分数及浓度就不再改变；从中取出部分溶液，其质量分数及浓度也不变。 2．判断正误，正确的划"√"，错误的划"×" (1)1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L－1 ( ) (2)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于29 g水中所得溶质的质量分数为25% ( ) (3)在100 mL的烧杯中，加入10 g食盐，然后注入90 mL的水，充分溶解后，所得溶质的质量分数为90% ( ) (4)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为40% ( ) (5)将62 g Na2O溶于水中，配成1 L溶液，所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L－1( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× 易错警示 (1)c＝中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和。 (2)将CuSO4·5H2O晶体溶于水，其溶质是CuSO4，将Na、Na2O、Na2O2溶于水，其溶质是NaOH，将SO3溶于水，所得溶质是H2SO4。 (3)配制一定质量分数的溶液，所选烧杯的规格一般应大于溶液体积的一倍。 题组一 根据cB＝的计算 1．将10.6 g Na2CO3溶于水配成1 L溶液 (1)该溶液中Na2CO3的物质的量浓度为__________，溶液中Na＋的物质的量浓度为__________。 (2)向该溶液中加入一定量NaCl固体，使溶液中Na＋的物质的量浓度为0.4 mol·L－1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为__________，Cl－的物质的量浓度为___________。 答案 (1)0.1 mol·L－1 0.2 mol·L－1 (2)11.7 g 0.2 mol·L－1 解析 (1)n(Na2CO3)＝＝＝0.1 mol c(Na2CO3)＝＝＝0.1 mol·L－1 c(Na＋)＝2c(Na2CO3)＝0.2 mol·L－1 (2)根据电荷守恒(不考虑CO的水解) c(Na＋)＝c(Cl－)＋2c(CO) c(Cl－)＝c(Na＋)－2c(CO) ＝0.4 mol·L－1－2×0.1 mol·L－1＝0.2 mol·L－1 n(NaCl)＝n(Cl－)＝0.2 mol·L－1×1 L＝0.2 mol m(NaCl)＝0.2 mol×58.5 g·mol－1＝11.7 g。 2．在标准状况下，将V L A气体(摩尔质量为M g·mol－1)溶于0.1 L水中，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，则此溶液的物质的量浓度(mol·L－1)为 ( ) A. B. C. D．1 000VρM(MV＋2 240) 答案 B 解析 气体的物质的量为mol，所得溶液的质量为(×M＋100)g，则此溶液的物质的量浓度为mol÷[(×M＋100)g÷(1 000ρ g·L－1)]＝mol·L－1。 易错警示 规避两个易错点 (1)气体溶于水，溶质是该气体与水反应生成的物质，NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O，但以NH3计算。 (2)气体溶于水，溶液的体积不是溶剂的体积更不是气体体积与溶剂体积之和，应根据V＝进行计算。 题组二 关于物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算 3．在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL，溶液密度为d g·cm－3，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L－1，溶液中含氢氧化钠的质量为m g，该温度下NaOH的溶解度为S。 (1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为__________________________。 (2)用c、d来表示该温度下NaOH的溶解度(S)为_________________________。 (3)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为_________________________。 (4)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为______。 (5)用c、d表示溶液中溶质的质量分数(w)为_________。 (6)用S表示溶液中溶质的质量分数(w)为____________。 (7)用S、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为__________。 答案 (1) g (2) g (3) mol·L－1 (4)25dw mol·L－1 (5)% (6)×100% (7) mol·L－1 解析 (1)S＝×100 g(溶解度定义) (2)＝ S＝ g (3)c＝＝ mol·L－1 (4)c＝＝25dw mol·L－1 (5)w＝×100%＝%[ (6)w＝×100% (7)c＝＝ mol·L－1 思维建模 有关物质的量浓度计算的一般方法 (1)由定义出发，运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式：c＝、质量分数＝×100%进行推理，注意密度的桥梁作用，不要死记公式。 (2)在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时，除利用上述方法外，我们还可以运用假设法，使问题简单化。 例如已知溶质的质量分数w，溶液的密度为ρ g·cm－3，溶质的摩尔质量为M g·mol－1，求物质的量浓度c。 我们可以假设溶液为1 L，所以溶液质量为1×1 000×ρ g，溶质的质量为1×1 000×ρ× w g，溶质的物质的量为 mol，这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c ＝ mol·L－1。 题组三 溶液稀释与混合的计算 4．两种硫酸溶液，一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1，密度为ρ1；另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2，密度为ρ2，将它们等体积混合后，所得溶液的密度为ρ3，则混合后硫酸的物质的量浓度为 ( ) A. B. C. D. 思路点拨 (1)在进行有关物质的量浓度的计算时，要充分应用溶质的物质的量、质量及溶液中的电荷守恒。(2)溶液稀释混合时，溶液的体积一般不可直接相加，应用溶液的总质量和密度来计算。 答案 A 解析 据混合后n(H2SO4)＝n1(H2SO4)＋n2(H2SO4)，设取混合前两硫酸溶液的体积均为 V mL，则有c＝＝＝，应选答案A。 5．(1)将3p%的硫酸与同体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸，则p、q的关系正确的是________(填序号，下同)。 ①q＝2p ②q>2p ③q<2p ④无法确定 (2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸，则p、q的关系是________。 ①q＝2p ②q>2p ③q<2p ④无法确定 答案 (1)② (2)③ 解析 当等体积混合时，设浓溶液的密度为ρ1，稀溶液的密度为ρ2，体积各为1 L，则混合后 w＝＝()×p%＝(1＋)p% 则当ρ1>ρ2时，如H2SO4溶液、HNO3溶液，w>2p%； 当ρ1<ρ2时，如氨水、酒精溶液，w<2p%。 6．(1)在100 g浓度为c mol·L－1，密度为ρ g·cm－3的硫酸中加入一定量的水稀释成 mol·L－1的硫酸，则加入水的体积________ 100 mL(填"＝"、"＞"或"＜"，下同) (2)若把(1)中的H2SO4改成氨水，应加入水的体积________ 100 mL。 (3)若把(1)(2)中的物质的量的浓度均改为溶质的质量分数，则加入水的体积________ 100 mL。 答案 (1)＜ (2)＞ (3)＝ 解析 (1)·c＝· V水＝－100 由于ρ′＜ρ 所以V水＜100 mL。 (2)由于ρ′＞ρ 所以V水＞100 mL。 (3)根据质量分数＝×100%知，溶质不变，质量分数减半，则溶液质量加倍，所以均应加入100 mL水。 学科思想 1．溶液稀释定律(守恒观点) (1)溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。 (2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。 (3)溶液质量守恒，m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。 2．同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算 (1)混合后溶液体积保持不变时，c1V1＋c2V2＝c混×(V1＋V2)。 (2)混合后溶液体积发生改变时，c1V1＋c2V2＝c混V混，其中V混＝。 3．溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律 同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。 (1)等体积混合 ①当溶液密度大于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)，等体积混合后质量分数w>(a%＋b%)。 ②当溶液密度小于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小(如酒精、氨水溶液)，等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)。 (2)等质量混合 两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm－3还是ρ<1 g·cm－3)，混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)。 考点二 一定物质的量浓度溶液的配制 1．有关仪器的使用 (1)容量瓶的使用 ①特点 ②使用方法及注意事项 a．容量瓶使用前一定要检查是否漏液。其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。 b．用"能"或"不能"填空 不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；不能作为反应容器或长期贮存溶液的容器；不能加入过冷或过热的液体；不能配制任意体积的溶液。 (2)托盘天平的使用 若配制0.2 mol·L－1 NaCl溶液500 mL，应用托盘天平称取NaCl5.9 g，称量时，不慎将物品和砝码颠倒放置，实际称量的NaCl的质量为4.1 g。 (3)量筒的使用 量筒没有0刻度；量取7.2 mL溶液，应选用10_mL量筒，量筒上标有使用温度、容量、刻度；不能加热，不能将固体或浓溶液直接在量筒中溶解或稀释。 2．配制过程示意图 深度思考 1．将10.6 g Na2CO3·10H2O溶于水配成1 L溶液，物质的量浓度一定为0.1 mol·L－1，对吗？ 答案 不对。10.6 g Na2CO3·10H2O中n(Na2CO3)<0.1 mol，故浓度小于0.1 mol·L－1。 2．实验中需要2 mol·L－1的Na2CO3溶液950 mL，配制时，你认为应该选用的容量瓶的规格和称取的碳酸钠质量分别是________、________。 答案 1 000 mL 212 g 解析 实验室中没有950 mL的容量瓶，只能选用1 000 mL的容量瓶。所需Na2CO3的质量为2 mol·L－1×1 L×106 g·mol－1＝212 g。 3．用"偏大"或"偏小"填空 仰视量筒刻度线，所量溶液体积________；俯视量筒刻度线，所量溶液体积________。 答案 偏大 偏小 4．判断正误，正确的划"√"，错误的划"×" (1)使用托盘天平称量药品，都不能直接放在托盘中，应放两张相同的纸片 ( ) (2)定容时，往容量瓶中缓慢加蒸馏水，等液面离容量瓶刻度线1～2 mL时，改用胶头滴管滴加蒸馏水 ( ) 答案 (1)× (2)× 题组一 一定物质的量浓度溶液的配制 1．实验室需要配制0.50 mol·L－1 NaCl溶液480 mL。 按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。 (1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有：托盘天平、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片滤纸。 (2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体______ g。 (3)称量。 ①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置： ②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填"左盘"或"右盘")。 ③称量完毕，将药品倒入烧杯中。 (4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，目的是______________________________。 (5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了________________________________________________________________________。 (6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处，改用________加水，使溶液凹液面与刻度线相切。 (7)摇匀、装瓶。 答案 (1)500 mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒 (2)14.6 (3)① ②左盘 (4)搅拌，加速NaCl溶解 (5)保证溶质全部转入容量瓶中 (6)2～3 cm 胶头滴管 解析 配制480 mL 0.50 mol·L－1的NaCl溶液，必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)＝ 0.50 mol·L－1×0.5 L×58.5 g·mol－1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。 规范答题 仪器规格、汉字使用问题简答要规范 1．考生答卷案例--找错纠错 2．失分原因分析 (1)问中虽然熟悉某一规格的容量瓶只能配制一定体积的溶液，但未指明所选容量瓶的 规格。 (2)问中，[案例1]没有注意体现托盘天平的精确度；[案例2]不熟悉常用容量瓶的规格。 (3)问中②不按要求作答。 (4)汉字使用错误。 (5)回答问题不完整、太笼统。 (6)未写单位，汉字使用错误。 3．解决方案与规范指导 配制一定物质的量浓度溶液时应注意：①做需要补充仪器的实验题时，要学会"有序思考"--即按照实验的先后顺序、步骤，思考每一步所需仪器，然后与已知仪器对比，就一定不会漏写某种仪器；②容量瓶的规格，常见的有100 mL、250 mL、500 mL、 1 000 mL；③所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。 题组二 误差分析"20"例 2．用"偏大""偏小"或"无影响"填空 (1)配制450 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8 g________。 (2)配制500 mL 0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾8.0 g________。 (3)用Na2CO3·10H2O晶体配制Na2CO3溶液，Na2CO3晶体已部分失去结晶水。用该晶体所配Na2CO3溶液的物质的量浓度________。 (4)配制NaOH溶液时，NaOH固体中含有Na2O杂质______。 (5)配制NaOH溶液时，天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片，其他操作均正确________。 (6)配制NaOH溶液时，NaOH固体放在烧杯中称量时间过长________。 (7)天平砝码有锈蚀，其他均正确________。 (8)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质4.4 g，称量时物码放置颠倒________。 (9)配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时，用不干燥的量筒量取浓硫酸________。 (10)用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯 中________。 (11)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数________。 (12)配制NaOH溶液时，将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容________。 (13)转移到容量瓶的过程中，有少量的溶液溅出________。 (14)转移后，未洗涤小烧杯和玻璃棒，或者未将洗涤液一并转移至容量瓶中________。 (15)定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线________。 (16)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线_______。 (17)定容时仰视刻度线________。 (18)称量溶质的小烧杯没有干燥________。 (19)配制前容量瓶中有水滴__________。 (20)定容摇匀后少量溶液外流________。 答案 (1)偏小 (2)偏小 (3)偏大 (4)偏大 (5)偏小 (6)偏小 (7)偏大 (8)偏小 (9)偏小 (10)偏大 (11)偏大 (12)偏大 (13)偏小 (14)偏小 (15)偏小 (16)偏小 (17)偏小 (18)无影响 (19)无影响 (20)无影响 思维建模 1. 误差分析的理论依据 根据cB＝可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量nB和溶液的体积V引起的。误差分析时，关键要看溶液配制过程中引起了nB和V怎样的变化。在配制一定物质的量浓度溶液时，若nB比理论值小，或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若nB比理论值大，或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。 2．俯视、仰视的分析 结果：仰视时，容器内液面高于刻度线；俯视时，容器内液面低于刻度线。 考点三 溶解度及曲线 1．固体的溶解度 在一定温度下，某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为"g"。 固体物质溶解度(饱和溶液)S＝×100 g 影响溶解度大小的因素 (1)内因：物质本身的性质(由结构决定)。 (2)外因： ①溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)。 ②温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca(OH)2；温度对NaCl的溶解度影响不大。 2．气体的溶解度 通常指该气体(其压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1∶x。如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。 气体溶解度的大小与温度和压强有关，温度升高，溶解度减小；压强增大，溶解度增大。 3．溶解度的表示方法 (1)列表法 硝酸钾在不同温度时的溶解度： 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 溶解度/g 13.3 20.9 31.6 45.8 63.9 85.5 110 138 168 202 246 (2)曲线法 4．溶解度曲线的含义 (1)不同物质在各温度时的溶解度不同。 (2)曲线与曲线交点的含义：表示两物质在某温度时有相同的溶解度。 (3)能很快比较出两种物质在某温度范围内溶解度的大小。 (4)多数物质溶解度随温度升高而增大，有的变化不大(如NaCl)，少数则随温度升高而降低[如Ca(OH)2]。 深度思考 1．在通常状况下，NH3在水中的溶解度为1∶700，其中"1∶700"的含义是什么？ 答案 "1∶700"指的是在常温常压下，1体积水溶解700体积的NH3，达到饱和状态。 2．请填写下列物质的结晶方法。 (1)氯化钠：________________。 (2)硝酸钾：________________。 (3)硫酸铜晶体：______________。 答案 蒸发结晶 蒸发浓缩，冷却结晶 蒸发浓缩，冷却结晶 反思归纳 (1)溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。 (2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、降温结晶的方法。 1．某温度下，向100 g澄清的饱和石灰水中加入5.6 g生石灰，充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述正确的是 ( ) A．沉淀物的质量为5.6 g B．沉淀物的质量为7.4 g C．饱和石灰水的质量大于98.2 g D．饱和石灰水的质量小于98.2 g 答案 D 解析 因为原石灰水是饱和的，当加入生石灰后，0.1 mol生石灰要消耗石灰水中的水0.1 mol，生成氢氧化钙并析出，同时因为原饱和石灰水减少了1.8 g水，致使其中的溶质氢氧化钙也会析出一部分，故溶液减少的质量会大于1.8 g，所以最后饱和石灰水的质量就小于98.2 g。 2．已知四种盐的溶解度(S)曲线如下图所示，下列说法不正确的是 ( ) A．将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体 B．将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体 C．Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯 D．可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2 答案 B 解析 A项，由于NaCl的溶解度受温度影响较小，所以采取蒸发结晶的方法，正确；B项，虽然MgCl2的溶解度受温度的影响较小，但由于Mg2＋的水解，直接蒸干不能得到MgCl2固体，而得到Mg(OH)2固体，错误；C项，采取蒸发浓缩、降温结晶的方法，可以结晶出Mg(ClO3)2固体，而NaCl仍留在滤液中，达到提纯的目的，正确；D项，当把MgCl2、NaClO3混合后，由于Mg(ClO3)2的溶解度受温度影响较大，所以当降温时，首先析出Mg(ClO3)2固体。 探究高考 明确考向 1．判断正误，正确的划"√"，错误的划"×" (1)配制0.100 0 mol·L－1氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流( ) (2013·福建理综，10C) (2)用容量瓶配制溶液，定容时俯视刻度线，所配溶液浓度偏小 ( ) (2013·天津理综，4B) (3)用固体NaCl配制0.5 mol·L－1的溶液，所用的仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 ( ) (2013·山东理综，11C) (4)用 配制100 mL 0.100 0 mol·L－1 K2Cr2O7溶液 ( ) (2012·天津理综，4D) (5)在50 mL量筒中配制0.100 0 mol·L－1碳酸钠溶液 ( ) (2012·福建理综，6C) (6)用100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和pH＝1的盐酸配制100 mL pH＝2的盐酸 ( ) (2012·安徽理综，10B改编) (7)用量筒量取20 mL 0.500 0 mol·L－1 H2SO4溶液于烧杯中，加水80 mL，配制成 0.100 0 mol·L－1 H2SO4溶液 ( ) (2011·江苏，7B) (8) 定容操作 ( ) (2010·安徽理综，8B) (9)配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出 ( ) (2010·山东理综，14B) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× 2．(2010·四川理综，12)标准状况下V L氨气溶解在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，则下列关系中不正确的是 ( ) A．ρ＝(17V＋22 400)/(22.4＋22.4V) B．w＝17c/(1 000ρ) C．w＝17V/(17V＋22 400) D．c＝1 000Vρ/(17V＋22 400) 答案 A 解析 由c＝＝ ＝ mol·L－1 由上可推知：ρ＝ 设溶液的体积为1 L 由c＝可得，w＝＝ w＝＝＝ [ 因此只有A项不正确。 3．(2010·课标全国卷，10)把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为 ( ) A．0.1(b－2a) mol·L－1 B．10(2a－b) mol·L－1 C．10(b－a) mol·L－1 D．10(b－2a) mol·L－1 答案 D 解析 根据题意，500 mL溶液分成5等份，每份为100 mL。每份中n(Ba2＋)＝a mol， n(Cl－)＝b mol，根据电荷守恒关系得n(K＋)＝(b－2a)mol，则c(K＋)＝＝10(b－2a) mol·L－1。 4．(2010·海南，4)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－1 B. mol·L－1 C. mol·L－1 D. mol·L－1 答案 D 解析 注意混合液分成两等份，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓可知原溶液中n(Mg2＋)＝ mol＝a mol、n(SO)＝2b mol，依据电荷守恒可知原溶液中n(K＋)＝2n(SO)－2n(Mg2＋)＝2(2b－a) mol。 5．[2010·天津理综，9(4)]配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时，加入一定量H2SO4的原因是________________；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的________(填字母代号)。 答案 抑制NH4Fe(SO4)2水解 ac 6．[2009·广东理综，24(2)]NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100 mL pH为2、浓度约为0.1 mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液，配制过程为： ①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体____________g； ②将上述固体置于烧杯中，____________________。 答案 ①4.5 ②称量→溶解→移液→洗涤→定容→摇匀 解析 由物质的量浓度的定义公式可计算： m[NH4Al(SO4)2·12H2O]＝n·M[NH4Al(SO4)2·12H2O]＝c·V·M[NH4Al(SO4)2·12H2O] ＝0.1 mol·L－1×100 mL×10－3 L·mL－1×453 g·mol－1＝4.53 g，由于托盘天平的精确度为0 .1 g，故为4.5 g。 练出高分 1．某结晶水合物的化学式为R·nH2O，其相对分子质量为M。25 ℃时，将a g该晶体溶于 b g水中恰好可形成V mL饱和溶液。下列关系正确的是 ( ) A．饱和溶液的物质的量浓度 c＝ mol·L－1 B．饱和溶液中溶质的质量分数w＝% C．25 ℃时R的溶解度S＝ g D．饱和溶液的密度ρ＝ g·L－1 答案 C 解析 本题主要考查溶质质量分数、溶解度、物质的量浓度等有关概念及其相互求算关系。A项，晶体的物质的量等于无水物的物质的量， c(R)＝＝＝＝ mol·L－1 B项，w＝×100%＝% C项，＝，S＝ g D项，ρ＝＝＝ g·L－1，因此只有选项C正确。 2．向50 g浓度为c mol·L－1，密度为ρ g·cm－3的氨水中加入一定量的水，将其稀释至 0.5c mol·L－1，则加入水的体积 ( ) A．小于50 mL B．等于50 mL C．大于50 mL D．等于50/ρ mL 答案 C 解析 此题是对溶液稀释问题的考查。解此类题要从稀释前后溶质的量不变这一规律入手进行分析，并要准确判断不同密度的溶液，浓度变化引起的密度和体积的变化。计算过程中应注意单位的统一和公式的灵活应用。设加入水的体积为V mL，由稀释前后溶质的物质的量不变可得：×c mol·L－1＝×0.5c mol·L－1，化简得：V·ρ＋50ρ＝100ρ后，即：V＝－50。因氨水的密度随浓度的增大而减小，故ρ后>ρ，即V>50。 3．在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中Al3＋的浓度(mol·L－1)为( ) A. B. C. D. 答案 C 解析 由于产生c mol NH3，则必定有NH c mol，使SO完全沉淀需Ba2＋ b mol，因此SO有b mol。根据电荷守恒：2c(SO)＝c(NH)＋3c(Al3＋)，则3c(Al3＋)＝ mol·L－1，c(Al3＋)＝ mol·L－1。 4．配制100 mL 1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液，下列操作正确的是 ( ) A．称取10.6 g无水碳酸钠，加入100 mL容量瓶中，加水溶解、定容 B．称取10.6 g无水碳酸钠于烧杯中，加入100 mL蒸馏水，搅拌、溶解 C．转移Na2CO3溶液时，未用玻璃棒引流，直接倒入容量瓶中 D．定容后，塞好瓶塞，反复倒转、摇匀 答案 D 解析 固体溶质不能在容量瓶中溶解，A选项不正确；B选项中加入水的体积太大，要远小于所配制溶液的体积；C选项中未用玻璃棒引流，直接倒入容量瓶易漏出液体，产生误差。只有D选项正确。 5．下图是某同学用500 mL容量瓶配制0.10 mol·L－1 NaOH溶液的过程： 该同学的错误步骤有 ( ) A．1处 B．2处 C．3处 D．4处 答案 C 解析 第①步不能把NaOH放在称量纸上称量；第④步玻璃棒应接触容量瓶内壁刻度线以下的部分；第⑤步定容时应平视刻度线。 6．若20 g密度为ρ g·cm－3的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2，则溶液中NO的物质的量浓度为 ( ) A. mol·L－1 B. mol·L－1 C. mol·L－1 D. mol·L－1 答案 C 解析 Ca(NO3)2的物质的量浓度为＝ mol·L－1，NO的物质的量浓度为 mol·L－1。 7．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ρ g·cm－3，溶质的质量分数为w，溶质的物质的量浓度为c mol·L－1。下列叙述中正确的是 ( ) ①w＝×100% ②c＝ ③若上述溶液中再加入V mL水后，所得溶液的质量分数大于0.5w ④若上述溶液中再加入0.5V 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(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋) A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 答案 D 解析 ①w＝×100%＝×100%；②c＝＝；③因为V mL水的质量大于V mL氨水的质量，所以溶液的质量分数小于0.5w；④所得溶液为NH4Cl和NH3·H2O等物质的量的混合液，所以c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。 8．右图是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 答案 C 解析 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，随温度的升高而降低；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。 9．3 g镁铝合金与100 mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干，得到无水硫酸盐17.4 g，则原硫酸的物质的量浓度为 ( ) A．1 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1 C．2 mol·L－1 D．2.5 mol·L－1 答案 B 解析 由镁铝合金到无水硫酸盐，固体增重的质量为SO的质量，则n(H2SO4)＝n(SO)＝＝0.15 mol，故c(H2SO4)＝＝1.5 mol·L－1，B对。 10．等质量的CuO和MgO粉末分别溶于相同体积的硝酸中完全溶解，得到的Cu(NO3)2和Mg(NO3)2溶液的浓度分别为a mol·L－1和b mol·L－1，则a与b的关系为 ( ) A．a＝b B．a＝2b C．2a＝b D．a＝5b 答案 C 解析 该溶液中，n(CuO)∶n(MgO)＝∶＝∶＝1∶2，体积相同时，物质的量之比等于物质的量浓度之比，所以＝＝，即2a＝b，故选C。 11. 如图是硫酸的试剂标签上的部分内容。某次学生实验需要0.5 mol·L－1 H2SO4溶液480 mL，若由你来配制所需溶液，请根据实验室已有的仪器和药品情况回答下列问题： (1)容量瓶应如何检漏：_______________。 (2)实验中除量筒、烧杯外还需要的其他仪器：______________________。 (3)计算所需浓硫酸的体积约为________mL；若将该硫酸与等体积的水混合，所得溶液中溶质的质量分数____49%(填"<"、"＝"或">")。 (4)配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释。稀释的操作方法是____________。 (5)下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是________(填字母)。 A．用量筒量取浓硫酸时，仰视量筒的刻度 B．向容量瓶中转移时，有少量液体溅出 C．定容时仰视刻度线 D．定容后倒置摇匀后再正立时，发现液面低于刻度线 (6)温度计、量筒、滴定管的一部分如图所示，下述读数(虚线所指刻度)及说法正确的是________(填字母)。 A．①是量筒，读数为2.5 mL B．②是量筒，读数为2.5 mL C．③是滴定管，读数为2.5 mL D．①是温度计，读数为2.5 ℃ 答案 (1)将瓶塞打开，加入少量水，塞好瓶塞，倒转不漏水，然后正放，把瓶塞旋转180度，再倒转不漏水，则说明该容量瓶不漏水 (2)500 mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管 (3)13.6 > (4)向烧杯中先加入适量蒸馏水，再将量取的浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌 (5)A (6)BD 解析 (1)容量瓶检漏的方法是加适量水后塞紧瓶塞，倒置不漏水，然后正放，应注意瓶塞要旋转180度，再倒置看是否漏水。(2)由于没有480 mL的容量瓶，故应使用500 mL的容量瓶，另外还需玻璃棒、胶头滴管。(3)由所给浓硫酸标签上的数据易求得该硫酸浓度为18.4 mol·L－1，故配制500 mL 0.5 mol·L－1的稀溶液时约需要13.6 mL浓硫酸。(4)稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢加入到水中，并不断搅拌。(5)仰视量筒时，量筒中实际液面高于看到的液面，导致硫酸取多了，结果偏高；B、C两个选项操作均引起结果偏低。(6)量筒上没有0刻度值，A错；量筒的读数是2.5 mL，B对；滴定管读数时应保留两位小数，C错；只有温度计的0刻度下还有数据，D对。 12．奶粉中蛋白质含量的测定往往采用"凯氏定氮法"，其原理是食品与硫酸和催化剂一同加热，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质 含量。 操作步骤： ①样品处理：准确称取一定量的固体样品奶粉，移入干燥的烧杯中，经过一系列的处理，待冷却后移入一定体积的容量瓶中。 ②NH3的蒸馏和吸收：把制得的溶液(取一定量)通过定氮装置，经过一系列的反应，使氨变成硫酸铵，再经过碱化蒸馏后，氨即成为游离态，游离氨经硼酸吸收。 ③氨的滴定：用标准盐酸溶液滴定所生成的硼酸铵，由消耗的盐酸标准液计算出总氮量，再折算为粗蛋白含量。 试回答下列问题： (1)在配制过程中，下列哪项操作可能使配制的溶液的浓度偏大 ( ) A．烧杯中溶液转移到容量瓶中时，未洗涤烧杯 B．定容时，俯视刻度线 C．定容时，仰视刻度线 D．移液时，有少量液体溅出 (2)若称取样品的质量为1.5 g，共配制100 mL的溶液，取其中的20 mL，经过一系列处理后，使N转变为硼酸铵然后用0.1 mol·L－1盐酸滴定，其用去盐酸的体积为23.0 mL，则该样品中N的含量为________(保留两位小数)。 [已知：滴定过程中涉及到的反应方程式：(NH4)2B4O7＋2HCl＋5H2O===2NH4Cl＋4H3BO3] 答案 (1)B (2)10.73% 解析 (1)由c＝n/V判断：A、D选项中使n偏小，浓度偏小；B选项中俯视刻度线，使V偏小，浓度偏大；C选项中仰视刻度线，使V偏大，浓度偏小。 (2)n(N)＝5n(HCl)＝0.011 5 mol，该样品中N的含量 w＝×100%≈10.73%。 13．已知硫酸、氨水的密度与所加水的量的关系如图所示，现有硫酸与氨水各一份，请根据表中信息，回答下列问题： 溶质的物质的量 浓度/mol·L－1 溶液的密度/g·cm－3 硫酸 c1 ρ1 氨水 c2 ρ2 (1)表中硫酸的质量分数为________(不写单位，用含c1、ρ1的代数式表示)。 (2)物质的量浓度为c1 mol·L－1的硫酸与水等体积混合(混合后溶液的体积变化忽略不计)，所得溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。 (3)将物质的量浓度分别为c2 mol·L－1和c2 mol·L－1的氨水等质量混合，所得溶液的密度________(填"大于"、"小于"或"等于"，下同)ρ2 g·cm－3，所得溶液的物质的量浓度________c2 mol·L－1(设混合后溶液的体积变化忽略不计)。 答案 (1)% (2)c1/2 (3)大于 大于 解析 (1)设硫酸的体积为1 L，则w(H2SO4)＝×100%＝%。(2)硫酸与水等体积混合(混合后溶液的体积变化忽略不计)，溶液的体积变为原来的2倍，则浓度为 mol·L－1。(3)根据图像可知，氨水的浓度越大，密度越小，则c2 mol·L－1氨水的密度小于c2 mol·L－1氨水的密度，等质量时，c2 mol·L－1氨水的体积小于c2 mol·L－1氨水的体积。两者混合后，所得溶液的密度一定比ρ2大，所得溶液的物质的量浓度趋近于体积大者，故大于c2 mol·L－1。 14．盐泥是氯碱工业中的废渣，主要成分是镁的硅酸盐和碳酸盐(含少量铁、铝、钙的盐)。实验室以盐泥为原料制取MgSO4·7H2O的实验过程如下： ①水，调成泥浆②稀硫酸调pH为1～2③煮沸④过滤―→―→产品 已知：①室温下Ksp[Mg(OH)2]＝6.0×10－12。②在溶液中，Fe2＋、Fe3＋、Al3＋从开始沉淀到沉淀完全的pH范围依次为7.1～9.6、2.0～3.7、3.1～4.7。③三种化合物的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。 (1)在盐泥中加入稀硫酸调pH为1～2以及煮沸的目的是___________________。 (2)若室温下的溶液中Mg2＋的浓度为6.0 mol·L－1，则溶液pH≥________才可能产生Mg(OH)2沉淀。 (3)由滤液Ⅰ到滤液Ⅱ需先加入NaClO调溶液pH约为5，再趁热过滤，则趁热过滤的目的是__________________，滤渣的主要成分是______________________。 (4)从滤液Ⅱ中获得MgSO4·7H2O晶体的实验步骤依次为①向滤液Ⅱ中加入_________；②过滤，得沉淀；③________________；④蒸发浓缩，降温结晶；⑤过滤、洗涤得产品。 (5)若获得的MgSO4·7H2O的质量为24.6 g，则该盐泥中镁[以Mg(OH)2计]的百分含量约为________(MgSO4·7H2O的相对分子质量为246)。 答案 (1)提高Mg2＋的浸取率(其他合理答案均可) (2)8 (3)温度较高时钙盐与镁盐分离得更彻底(或高温下CaSO4·2H2O溶解度小等合理答案均可) Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO4·2H2O (4)NaOH溶液 向沉淀中加足量稀硫酸(合理答案均可) (5)20.0% 解析 (1)加入H2SO4可以使Mg的硅酸盐或碳酸盐充分转化成Mg2＋。(2)c(OH－)＝ mol·L－1＝10－6 mol·L－1，所以pH≥8。(3)加入NaClO，可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，当pH大约为5时，Fe3＋、Al3＋完全转化成沉淀；根据溶解度曲线，温度高时，CaSO4·2H2O的溶解度更小，所以滤渣的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3和CaSO4·2H2O。(4)使Mg2＋转化成MgSO4·7H2O的步骤为①加入NaOH溶液；②过滤得Mg(OH)2沉淀；③加入稀H2SO4；④蒸发浓缩、降温结晶、过滤得产品；(5)根据镁元素守恒得×100%＝20.0%。 1 |
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