2020届高考化学一轮复习第一单元第2讲　物质的量在实验中的应用作业

2020届高考化学一轮复习第一单元第2讲　物质的量在实验中的应用作业

‎1.美国UNC化学教授Thomas J. Meyer等研发了环境友好、完全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10 mL某Na2R溶液含Na+的数目为N,该Na2R溶液的物质的量浓度为(　　)。‎ A.N×10-2 mol·L-1　　　　B.N‎1.204×1‎‎0‎‎22‎ mol·L-1‎ C.N‎6.02×1‎‎0‎‎21‎ mol·L-1 D.N‎6.02×1‎‎0‎‎25‎ mol·L-1‎ 解析　10 mL该Na2R溶液中含Na+的数目为N,Na2R的物质的量为N‎2×6.02×1‎‎0‎‎23‎ mol,Na2R的物质的量浓度为N‎2×6.02×1‎‎0‎‎23‎ mol÷0.01 L=N‎1.204×1‎‎0‎‎22‎ mol·L-1。‎ 答案　B ‎2.(2018年安徽168中阶段性考试)某乙醇水溶液的质量分数为w%,物质的量浓度为c mol·L-1,密度为d g·mL-1,1 kg 这种溶液中含有的乙醇是(　　)。‎ A.46c g B.cd mol C.c mol D.1000dw g 解析　1 kg该溶液中乙醇的质量为1000 g×w%=10w g;1 kg该溶液的体积为‎1000 gdg·mL‎-1‎=‎1000‎d mL=‎1‎d L,所以乙醇的物质的量为c·V=c mol·L-1×‎1‎d L=cd mol。‎ 答案　B ‎3.在配制一定物质的量浓度的盐酸时,下列错误操作可使所配制溶液浓度偏高的是(　　)。‎ A.用量筒量取浓盐酸时仰视读数 B.稀释搅拌时有液体飞溅 C.定容时仰视容量瓶刻度线 D.定容摇匀后液面下降,再加水至刻度线 解析　用量筒量取浓盐酸时仰视读数会导致浓盐酸体积偏大,溶质的物质的量偏大,所配制溶液浓度偏高,A项正确;稀释搅拌时有液体飞溅,会导致溶质的物质的量偏小,所配制溶液浓度偏低,B项错误;定容时仰视容量瓶刻度线,会导致溶液的体积偏大,所配制溶液浓度偏低,C项错误;定容摇匀后液面下降为正常现象,如果再加水至刻度线,会导致溶液体积偏大,浓度偏低,D项错误。‎ 答案　A ‎4.(2018年陕西师大附中期中)下列有关实验原理或操作正确的是(　　)。‎ 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-1 Na2CO3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950 mL、201.4 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‎0.5 mol‎0.2 L=2.5 mol·L-1,B项正确;容量瓶没有950 mL规格,应用1000 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项错误;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。‎ 答案　B ‎5.MgSO4、NaCl的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)。‎ A.MgSO4的溶解度随温度升高而升高 B.NaCl的溶解度比MgSO4的溶解度大 C.T2 ℃时,MgSO4饱和溶液溶质的质量分数最大 D.将MgSO4饱和溶液的温度从T3 ℃降至T2 ℃时,有晶体析出 解析　A项,温度低于T2 ℃时,MgSO4的溶解度随温度升高而增大,高于T2 ℃时,MgSO4的溶解度随温度升高而降低,错误;B项,T1 ℃、T3 ℃时,NaCl、MgSO4的溶解度相等,错误;C项,w=S‎100+S×100%,S越大,w越大,正确;D项,将MgSO4饱和溶液的温度从T3 ℃降至T2 ℃时,MgSO4的溶解度增大,由饱和溶液变成不饱和溶液,不会有晶体析出,错误。‎ 答案　C ‎6.某研究性学习小组欲测定室温下(25 ℃、101 kPa)气体的摩尔体积,该小组设计的简易实验装置如图所示:‎ 该实验的主要操作步骤如下:‎ ‎①用已知浓度的浓盐酸配制100 mL 1.0 mol·L-1盐酸(需要用到的仪器有量筒、烧杯、　　　　　　); ‎ ‎②用10 mL的量筒量取8.0 mL 1.0 mol·L-1盐酸加入锥形瓶中;‎ ‎③准确称取a g已除去表面氧化膜的镁条,并系于铜丝末端,为使盐酸全部参加反应,a的数值至少为　　　　; ‎ ‎④往广口瓶中装入足量水,按上图连接好装置,检查装置的气密性;‎ ‎⑤反应结束后待体系温度恢复到室温,读出量筒中水的体积为V mL。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)步骤①中,配制100 mL 1.0 mol·L-1盐酸时,下列会使所配制溶液的浓度偏小的操作有　　　　 (填字母)。 ‎ A.用量筒量取浓盐酸时,俯视量筒的刻度线 B.容量瓶未干燥就用来配制溶液 C.浓盐酸在烧杯中稀释时,搅拌时间过长 D.定容完成后,将容量瓶倒置摇匀后,发现液面低于刻度线未做处理 E.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线 F.烧杯中有少量水 G.未冷却至室温即定容 ‎(2)请填写操作步骤中的空格:‎ 步骤①:　; ‎ 步骤③:　。 ‎ ‎(3)实验步骤⑤中应选用的量筒规格是　。 ‎ ‎(4)读数时需要注意(至少写两点): ‎ ‎　。 ‎ ‎(5)忽略水蒸气的影响,在该条件下测得气体摩尔体积的计算式为　　　　L·mol-1。 ‎ 解析　(2)步骤①用浓盐酸配制100 mL 1.0 mol·L-1盐酸时,需用量筒量取浓盐酸,在烧杯中稀释,要用玻璃棒不断搅拌,最后用胶头滴管在100 mL容量瓶中进行定容。步骤③Mg与盐酸发生的反应为Mg+2HClMgCl2+H2↑,8.0 mL 1.0 mol·L-1盐酸中n(HCl)=8.0×10-3 L×1.0 mol·L-1=8.0×10-3 mol,完全反应时消耗的Mg为4.0×10-3 mol,其质量为m(Mg)=4.0×10-3 mol×24 g·mol-1=0.096 g。‎ ‎(3)8.0×10-3 mol HCl与Mg完全反应放出4.0×10-3 mol H2,其在标准状况下的体积为4.0×10-3 mol×22.4 L·mol-1=0.0896 L=89.6 mL,故应选取规格为100 mL的量筒。‎ ‎(5)HCl完全反应时生成4.0×10-3 mol H2,实验中收集到V mL H2,则该条件下的气体摩尔体积为Vm=V×1‎0‎‎-3‎L‎4.0×1‎0‎‎-3‎mol=0.25V L·mol-1。‎ 答案　(1)AC ‎(2)玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管;0.096‎ ‎(3)100 mL ‎(4)①恢复到室温再读数;②调节量筒高度,使量筒内液面与集气瓶内液面相平;③读数时视线应与量筒中液体的凹液面最低处保持相平 ‎(5)0.25V ‎7.(2018年山东莱芜一中检测)在标准状况下,将224 L HCl气体溶于635 mL水中,所得盐酸的密度为1.18 g·cm-3。试计算:‎ ‎(1)所得盐酸的质量分数和物质的量浓度分别是　　　　、　　　　。 ‎ ‎(2)取这种盐酸100 mL,稀释至1.18 L,所得稀盐酸的物质的量浓度是　　　　。 ‎ ‎(3)在40.0 mL 0.065 mol·L-1Na2CO3溶液中,逐滴加入上述稀释后的稀盐酸,边加边振荡。若使反应不产生CO2气体,加入稀盐酸的体积最多为　　　　 mL。 ‎ ‎(4)将1 g不纯的NaOH样品(样品含少量Na2CO3和水),加入50 mL 2 mol·L-1盐酸中,充分反应后,溶液呈酸性,中和多余的酸又用去40 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液。蒸发中和后的溶液,最终得到　　　　g固体。 ‎ 解析　(1)n(HCl)=‎224 L‎22.4 L·mol‎-1‎=10 mol,‎ m(HCl)=10 mol×36.5 g·mol-1=365 g,‎ 盐酸的质量分数w=‎365 g‎365 g+635 g×100%=36.5%,‎ c(HCl)=‎1000ρwM=‎1000 mL·L‎-1‎×1.18 g·cm‎-3‎×36.5%‎‎36.5 g·mol‎-1‎=11.8 mol·L-1。‎ ‎(2)由c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)可知,‎ c(稀)=11.8 mol·L-1×‎0.1 L‎1.18 L=1 mol·L-1。‎ ‎(3)n(Na2CO3)=0.040 L×0.065 mol·L-1=0.0026 mol,设加入稀盐酸的体积最多为x mL,则n(HCl)=1 mol·L-1×0.001x L=0.001x mol,根据反应Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl得0.0026=0.001x,x=2.6。‎ ‎(4)经过反应,蒸发中和后的溶液,最后所得固体为NaCl,根据氯原子守恒,n(NaCl)=n(HCl)=0.050 L×2 mol·L-1=0.1 mol,m(NaCl)=0.1 mol×58.5 g·mol-1=5.85 g。‎ 答案　(1)36.5%;11.8 mol·L-1‎ ‎(2)1 mol·L-1‎ ‎(3)2.6‎ ‎(4)5.85‎ ‎8.(2018年天津静海一中学业能力调研)T ℃时,将a g NH3完全溶于水,得到V mL 溶液,假设该溶液的密度为d g·mL-1,溶质的质量分数为w,其中含 NH‎4‎‎+‎的物质的量为b mol。下列叙述中正确的是(　　)。‎ A.溶质的质量分数w=‎1000a‎17V×100%‎ B.溶质的物质的量浓度c=‎1000a‎17V mol·L-1‎ C.溶液中c(OH-)=‎1000b‎17V mol·L-1‎ D.上述溶液中再加入V mL 水后,所得溶液溶质的质量分数大于0.5w 解析　质量分数=溶质质量溶液质量×100%,该溶液中溶质为NH3,其质量为a g,溶液的质量为Vd g,即溶质的质量分数为aVd×100%,A项错误;溶质的物质的量为a‎17‎ mol,溶液的体积为V×10-3 L,根据物质的量浓度的公式,推出c=‎1000a‎17V mol·L-1,B项正确;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ONH‎4‎‎+‎+OH-,NH‎4‎‎+‎的物质的量为b mol,则n(OH-)≈b mol,则c(OH-)≈‎1000bV mol·L-1,C项错误;稀释过程中溶质的质量不变,即稀释后溶质质量为a g,溶液的质量为(Vd+V) g,则稀释后溶质的质量分数为aVd+V×100%,d<1,则a‎2Vd>aV(d+1)‎,因此稀释后溶质的质量分数小于原来的一半,D项错误。‎ 答案　B ‎9.(2018年湖北黄冈质量检测)标准状况下,三个烧瓶分别盛①混有空气的氨气、②等体积的二氧化氮与氧气的混合气、③二氧化氮,将它们分别倒置于盛足量水的水槽中,当水进入烧瓶中,并使气体充分溶解,假定烧瓶中溶液无损失,所得溶液的物质的量浓度之比为(　　)。‎ A.5∶4∶5 B.1∶1∶1‎ C.15∶12∶10 D.无法计算 解析　①设烧瓶中氨气的体积为a L,n(NH3)=a‎22.4‎ mol,将烧瓶倒置在盛足量水的水槽中,由于NH3极易溶于水,空气难溶于水,所得溶液的体积为a ‎ L,因此所得溶液的物质的量浓度为a‎22.4‎molaL=‎1‎‎22.4‎ mol·L-1;②设烧瓶的体积为b L,则混合气的体积为b L,NO2、O2等体积混合,NO2、O2的体积都为b‎2‎ L,将烧瓶倒置在盛有足量水的水槽中,发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO、2NO+O22NO2,总反应可表示为4NO2+O2+2H2O4HNO3,NO2与O2的物质的量之比为4∶1时恰好完全反应,则NO2全部消耗,O2有剩余,生成HNO3的物质的量=n(NO2)=b‎2‎L‎22.4 L·mol‎-1‎=b‎44.8‎ mol,反应消耗O2的体积为‎1‎‎4‎×b‎2‎ L=b‎8‎ L,剩余O2的体积为b‎2‎ L-b‎8‎ L=‎3b‎8‎ L,由于O2难溶于水,所得溶液的体积为b L-‎3b‎8‎ L=‎5b‎8‎ L,因此HNO3溶液的物质的量浓度为b‎44.8‎mol‎5b‎8‎L=‎1‎‎28‎ mol·L-1;③设烧瓶的体积为c L,则NO2的体积为c L,n(NO2)=c‎22.4‎ mol,将烧瓶倒置在盛有足量水的水槽中,发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,反应生成的HNO3的物质的量n(HNO3)=‎2‎‎3‎n(NO2)=‎2‎‎3‎×c‎22.4‎ mol,生成的NO的体积为c‎3‎ L,NO难溶于水,所得溶液的体积为c L-c‎3‎ L=‎2c‎3‎ L,所得HNO3溶液的物质的量浓度为‎2‎‎3‎‎×c‎22.4‎mol‎2c‎3‎L=‎1‎‎22.4‎ mol·L-1。三个烧瓶中所得溶液物质的量浓度之比为‎1‎‎22.4‎ mol·L-1∶‎1‎‎28‎ mol·L-1∶‎1‎‎22.4‎ mol·L-1=5∶4∶5,A项正确。‎ 答案　A ‎10.(2018年黑龙江哈尔滨师大附中开学考试)取Cu、Cu2O和CuO固体混合物,将其分成两等份,一份用足量的氢气还原,反应后固体质量减少6.4 g,另一份加入1000 mL稀硝酸,固体恰好完全溶解,收集到标准状况下4.48 L NO气体,所用硝酸的物质的量浓度为(　　)。‎ A.3.2 mol·L-1 B.1.6 mol·L-1‎ C.0.9 mol·L-1 D.无法判断 解析　将Cu2O拆分为Cu、CuO,原混合物看作Cu、CuO的混合物,其中一份用足量的氢气还原,反应后固体质量减少6.40 g,为拆分后Cu、CuO的混合物中O原子的质量,O原子的物质的量为‎6.4 g‎16 g·mol‎-1‎=0.4 mol,根据O元素守恒可知,n(CuO)=n(O)=0.4 mol ‎;另一份中加入1000 mL稀硝酸,固体恰好完全溶解,溶液中溶质为Cu(NO3)2,且同时收集到标准状况下4.48 L NO气体,NO的物质的量为‎4.48 L‎22.4 L·mol‎-1‎=0.2 mol,根据电子守恒可知,拆分后Cu、CuO的混合物中2n(Cu)=3n(NO)=3×0.2 mol,n(Cu)=0.3 mol,由铜元素守恒可知,n[Cu(NO3)2]=n(CuO)+n(Cu)=0.4 mol+0.3 mol=0.7 mol,根据氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+2n[Cu(NO3)2]=0.2 mol+2×0.7 mol=1.6 mol,所以该稀硝酸的浓度为‎1.6 mol‎1 L=1.6 mol·L-1,B项正确。‎ 答案　B ‎11.Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂。可采用复分解反应制备:MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl。已知Mg(ClO3)2的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如图所示。下列有关叙述中不正确的是(　　)。‎ A.温度越高,Mg(ClO3)2饱和溶液的物质的量浓度越大 B.温度越高,Mg(ClO3)2饱和溶液溶质的质量分数越大 C.350 K时,Mg(ClO3)2饱和溶液的物质的量浓度为‎250 g‎191 g·mol‎-1‎×1 L D.350 K时,Mg(ClO3)2饱和溶液溶质的质量分数为‎250 g‎350 g×100%‎ 解析　由图像可知,Mg(ClO3)2的溶解度随温度的升高而增大,所以温度越高,Mg(ClO3)2饱和溶液的物质的量浓度越大,其溶质的质量分数也越大,A、B两项均正确;350 K时,Mg(ClO3)2的溶解度为250 g,则可计算Mg(ClO3)2饱和溶液的物质的量浓度为nV=mMV=‎‎250 g‎191 g·mol‎-1‎×‎250 g+100 gρg·cm‎-3‎×1‎0‎‎-3‎L ‎,由于溶液的密度不确定,故溶液的物质的量浓度不能确定,C项错误;350 K时,Mg(ClO3)2饱和溶液溶质的质量分数为S‎100+S×100%=‎250 g‎350 g×100%,D项正确。‎ 答案　C ‎12.某同学用NaHCO3和KHCO3组成的混合物进行实验,测得的实验数据(盐酸的物质的量浓度相等)如表所示:‎ 盐酸体积/mL ‎50‎ ‎50‎ ‎50‎ 混合物质量/g ‎9.2‎ ‎15.7‎ ‎27.6‎ 标准状况下CO2体积/L ‎2.24‎ ‎3.36‎ ‎3.36‎ ‎(1)盐酸的物质的量浓度为　　　　,若用标准状况下的HCl来配制250 mL该盐酸,需要HCl的体积为　　　　;若用36.5%、密度为1.17 g·mL-1的浓盐酸配制等量的该盐酸,需要浓盐酸的体积为　　　　(保留两位小数),所需仪器有　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)混合物中NaHCO3的质量分数为　　　　(保留两位小数)。 ‎ ‎(3)产生标准状况下3.36 L二氧化碳所需固体混合物的质量为　　　　g。 ‎ 解析　(1)由表中数据可知,求盐酸的浓度需选择盐酸量不足的一组数据进行计算,随着固体混合物质量的增加,产生二氧化碳气体的量不再增加,表明盐酸已经全部反应完,由H++HCO‎3‎‎-‎H2O+CO2↑得,c(HCl)=‎3.36 L‎22.4 L·mol‎-1‎‎0.050 L=3.0 mol·L-1。250 mL 3.0 mol·L-1盐酸中溶质的物质的量为0.75 mol,需标准状况下HCl的体积为0.75 mol×22.4 L·mol-1=16.8 L。需要浓盐酸的体积为‎0.75 mol×36.5 g·mol‎-1‎‎1.17 g·mL‎-1‎×36.5%‎≈64.10 mL。‎ ‎(2)根据表中第一栏数据可以计算出NaHCO3的质量分数,设n(NaHCO3)为x mol,n(KHCO3)为y mol,则有84x+100y=9.2,x+y=0.1,解得x=y=0.05,NaHCO3的质量为4.2 g,其质量分数为‎4.2 g‎9.2 g×100%≈45.65%。‎ ‎(3)根据固体混合物与气体的比例关系可知,设产生标准状况下3.36 L二氧化碳所需固体混合物的质量为m g,则有‎9.2‎‎2.24‎=m‎3.36‎,解得m=13.8。‎ 答案　(1)3.0 mol·L-1;16.8 L;64.10 mL;250 mL容量瓶、烧杯、100 mL量筒、玻璃棒、胶头滴管 ‎(2)45.65%‎ ‎(3)13.8‎ ‎13.人体血液中Ca2+的浓度一般采用mg·cm-3来表示。抽取一定体积的血样,向其中加入适量的草酸铵[(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KMnO4标准溶液:配制50 mL KMnO4标准溶液的过程如图所示。‎ ‎(1)请你观察图示判断,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)如果按图示⑤操作配制溶液,所配制的溶液浓度将　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 ‎ 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 KMnO4溶液。‎ ‎(4)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO‎4‎‎-‎+5H2C2O4+6H+2Mnx++10CO2↑+8H2O,则x=　　　　。 ‎ ‎(5)经过计算,血液样品中Ca2+的浓度为　　　　mg·cm-3。 ‎ 解析　(1)由图可知①②⑤操作不正确。①中药品和砝码位置颠倒了;②不能在量筒中溶解固体;⑤定容时应平视刻度线,至溶液凹液面最低处与刻度线相切。(2)应该用50 mL容量瓶准确测定50 mL溶液的体积。(3)如果按图示⑤操作配制溶液,由于定容时仰视刻度线,会使溶液体积偏大,因此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2MnO‎4‎‎-‎+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。(5)血液样品中Ca2+的浓度为‎0.020 mol·L‎-1‎×12×1‎0‎‎-3‎L×‎5‎‎2‎×40 g·mol‎-1‎×1‎0‎‎3‎mg·‎g‎-1‎‎20.00 cm‎3‎=1.2 mg·cm-3。‎ 答案　(1)①②⑤‎ ‎(2)50 mL 容量瓶 ‎(3)偏小 ‎(4)2‎ ‎(5)1.2‎