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专题02 物质的量浓度【复习目标】1.了解配制一定物质的量浓度溶液的方法。2.掌握有关溶液浓度(溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度)的计算。【考情分析】近几年高考对以物质的量为中心的化学计量的考查保持了相当强的稳定性和连续性，在复习过程中应切实加以强化，特别注意计算过程。预计以后的高考仍会以选择题形式考查物质的量浓度及其溶液配制，结合滴定实验，以非选择题的形式考查物质的量浓度的计算。【考点过关】考点一 一定物质的量浓度溶液的配制1.主要仪器：托盘天平、钥匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，若溶质为液体或浓溶液，上述仪器中的托盘天平、钥匙改为量筒。仪器注意事项或作用容量瓶容量瓶上标有温度、规格和刻度线，常用规格有50 mL、100 mL、250 mL、1 000 mL等；容量瓶在使用前要检查是否漏水，其操作顺序为装水盖塞倒立正立玻璃塞旋转180倒立；不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；不能作为反应器或用来长期贮存溶液；不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中，因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的；不能配制任意体积的溶液，只能配制容量瓶上规定容积的溶液量筒不作反应器；不能将浓溶液直接在量筒中稀释；量取的液体倒出后不必洗涤托盘天平使用前调零；药品不能直接放在托盘上；左物右码，先大后小；读数至小数点后1位玻璃棒在溶液配制中的作用是搅拌、引流；搅拌勿碰烧杯内壁，引流注意玻璃棒下端应在刻度线以下2.配制步骤：步骤注意事项计算根据配制要求计算出所需固体溶质的质量或所需浓溶液的体积称量用托盘天平称量固体溶质的质量或用量筒量取溶质的体积溶解将称量或量取的溶质放入烧杯中再加入适量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌使之溶解转移将溶解的溶液冷却至室温，沿玻璃棒注入准备好的容量瓶里洗涤用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次，并将洗涤液转移至容量瓶中定容将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线12 cm时，改用胶头滴管，滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切摇匀盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀装瓶将配好的溶液装入干净试剂瓶中，贴上标签，注明名称、浓度、配制日期3.误差分析：根据cB可知，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。可能引起误差的一些操作mVc 称量前小烧杯内有水不变不变无影响用滤纸称氢氧化钠减小不变偏小溶解或转移溶液时，使溶液漏洒减小不变偏小未洗涤烧杯和玻璃棒减小不变偏小溶液未冷却至室温就注入容量瓶并定容不变减小偏大定容摇匀后，液面下降，再加水不变增大偏小定容时，俯视刻度线不变减小偏大定容时，仰视刻度线不变增大偏小其他用天平称量溶质时，若砝码生锈或沾有其他物质时，会多称量溶质(偏大)药品中含有杂质，会少称量溶质(偏小)溶解时烧杯内有蒸馏水，未干燥(无影响)定容时不慎超过刻度线(偏小)，应重新配制【考点演练】下列说法正确的是 。称取1.06 g无水碳酸钠，加入100 mL容量瓶中，加水溶解、定容配制100 mL 0.1 molL1 Na2CO3溶液欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO 25%，密度为1.19 g/cm3的消毒液，配制过程只需要三种仪器即可完成从1 L0.1 molL1 H2SO4溶液中取出100 mL，则取出溶液中H2SO4的物质的量浓度为0.01 molL1100 mL 0.5 molL1 MgCl2溶液跟100 mL 0.5 molL1 NaCl溶液所含的Cl物质的量浓度相同配制Na2SO4溶液时，移液前，容量瓶中有少量蒸馏水会使结果偏高配制氯化铁溶液时，将一定量氯化铁溶解在较浓的盐酸中，再用水稀释到所需浓度准确称取25.0 g胆矾，溶于水，所得溶液恢复到室温，再转移至1000 mL容量瓶中，定容、摇匀配制1000 mL 0.1 molL1的硫酸铜溶液配制溶液时，定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线制成0.5 L 10 molL1的盐酸，需要氯化氢气体112 L(标准状况)答案：考点二 物质的量应用于化学方程式的计算1.物质的量应用于化学方程式的计算化学方程式在量方面的含义化学方程式可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系，即化学计量数之比等于反应中各物质的化学计量数之比根据方程式计算的基本步骤根据题意写出配平的化学方程式求出已知物和未知物的物质的量(有时可用质量、体积等表示，分别写在化学方程式中有关的化学式下面)把已知和待求的量用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数x、y等表示分别写在化学方程式中有关化学式的下面将有关的量列出比例式，求出待求的量根据方程式计算注意的问题化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系，所以不纯物质或不完全转化物质的质量只有换算成纯净物的质量，才能按化学方程式列出比例式进行计算一般说来，在一个题目里如果都用统一的单位，不会出现错误，但如果题内所给的两个量不一致，这时只要做到两个量及单位“上下一致，左右相当”即可如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应，也可以利用电子守恒进行有关计算2.化学计算的常用方法关系式法某些错综复杂的化学变化是若干个变化的综合，若按常规解法，从发展的起源开始，沿着化学变化的轨迹推理演算，根据化学方程式分步求解，显然是一种有着繁杂的计算量的解法。但若抓住变化的起源和结果，即变化的始态和终态，找出两者的相关量关系，省略复杂的中间计算过程，即可使推理演算简洁而迅速，这种方法叫做关系式法极值法极值法也称为极端假设法，极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果。 极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。极值法解题的关键是紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。极值法解题有三个基本思路：把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应；把混合物假设成纯净物；把平行反应分别假设成单一反应平均值法平均值法解题的关键是要通过平均值确定范围，很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作出判断。实际上它是极值法的延伸。若XAXB ，则XAXB，代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等差量法差量法是依据化学反应前后的某些“差量”(固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量差等)与反应物或生成物的变化量成比例而建立的一种解题方法,此法也就是有关化学方程式计算的变形。将“差量”看作化学方程式右端的一项,将已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例。用差量法解题的关键是正确找出理论差量【考点演练】(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40 molL-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值 （列出计算过程）。（2）探究小组用滴定法测定CuSO45H2O（Mr250）含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c molL1 EDTA（H2Y2）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2CuY2+ 2H+，写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式 _。（3）硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4yH2O2zH2O)的组成可通过下列实验测定：准确称取1.7700g样品，配制成100ml溶液A 。准确量取25.00 ml溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825g 。准确量取25.00 ml溶液A，加入适量稀硫酸酸化后，用0.02000 molL1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00 ml。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下：2MnO45H2O26H=4Mn28H2O5O2，通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。(4) 铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由下表中两种元素组成，气体的相对分子质量都小于50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1 L 2.2 molL1 NaOH溶液和1 mol O2，则两种气体的分子式及物质的量分别为_，生成硫酸铜的物质的量为_。硫氢YX硫Z（5）水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置，加入适量稀H2SO4，待MnO(OH)2与I完全反应生成Mn2和I2后，以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测定过程中物质的转化关系如下：O2MnO(OH)2I2S4O写出O2将Mn2氧化成MnO(OH)2的离子方程式：_。取加过一定量CaO28H2O的池塘水样100.00 mL，按上述方法测定水样的溶解氧，消耗0.010 00 molL1Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(以mgL1表示)，写出计算过程。（6）为确定碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O的组成，进行如下实验：准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率随温度的变化如下图所示(样品在270 时已完全失去结晶水，600 以上残留固体为金属氧化物的混合物)。根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH)n (CO)。(写出计算过程)酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4H2O22H2O。（4）铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2，相对分子质量都小于50，符合题意，1 mol O2参与反应转移电子的物质的量为4 mol。设NO2的物质的量为x，NO的物质的量为y，则xy2.2 mol，x3y4 mol，解得x1.3 mol，y0.9 mol。根据转移电子守恒知，参与反应的铜的物质的量为 mol2 mol，因此生成硫酸铜物质的量为2 mol。（5）O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2中氧气是氧化剂，1个O2分子得到4个电子，Mn元素的化合价从+2价升高到+4价，1个Mn2+失去2个电子，所以根据电子得失守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式为O2+2Mn2+4OH=MnO(OH)2。根据转化关系图，获得各物质之间的量的关系，由此进行计算。（6）n(CO2)0.025 mol，m(CO2)0.025 mol44 g/mol1.10 g，在270 600 之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解生成二氧化碳和水，m(CO2)m(H2O)3.390 g(0.73450.3702)1.235 g，m(H2O)1.235 g1.10 g0.135 g，再根据氢原子守恒计算n(OH)，根据碳原子守恒计算n(CO)，从而得出二者的比例。答案：（1）3（2）（3）2Na2SO4H2O22H2O（4）NO：0.9 mol，NO2：1.3 mol2 mol（5）2Mn2O24OH=2MnO(OH)2在100.00 mL水样中，I22S2O=2IS4O，n(I2)6.750105 mol，nMnO(OH)2n(I2)6.750105 mol，n(O2)nMnO(OH)26.750105 mol3.375105 mol，水中溶解氧10.80 mgL1（6）n(CO2)0.025 mol，m(CO2)0.025 mol44 g/mol1.10 g，在270 600 之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解生成二氧化碳和水，m(CO2)m(H2O)3.390 g(0.73450.3702)1.235 g，m(H2O)1.235 g1.10 g0.135 gn(H2O)0.0075 mol，n(OH)0.0075 mol20.015 mol, n(OH)n(CO)0.0150.02535【过关练习】1.(2017年陕西渭南模拟)配制100 mL 1.0 molL1 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 2.(2017年盐城模拟)实验室常用98%(1.84 gmL1)的浓H2SO4配制14的稀H2SO4，此稀H2SO4的密度为1.23 gmL1，其物质的量浓度为()A4.6 molL1 B5.7 molL1C3.88 molL1 D18.4 molL1解析：实验室配制14溶液的含义是指取1体积的浓硫酸与4体积的水混合。求算所得溶液溶质的质量分数：w%100%30.9%，稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)3.88 molL1。答案：C 3.(2017年长春外国语学校高三上学期期末)CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解)，且SO的物质的量浓度为3 molL1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为()A5.6 g B11.2 g C22.4 g D33.6 g解析：n(SO)0.1 L3 molL10.3 mol，CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的溶液中阳离子的浓度相同，则有c(Cu2)c(H)c(Fe3)，由于溶液中阳离子的浓度相同，所以阳离子物质的量也相同，设Cu2、Fe3、H三种离子物质的量均为n，根据电荷守恒知道：2n3nn0.3 mol2，由此解得n0.1 mol，Cu2、H、Fe3都能与Fe反应生成Fe2，最后溶液的成分为FeSO4，则n(FeSO4)0.3 mol，根据Fe的守恒可知，此溶液最多溶解铁粉的物质的量为0.3 mol0.1 mol0.2 mol，则此溶液最多溶解铁粉的质量为0.2 mol56 gmol111.2 g。答案：B4.(2017年枣庄十八中高三上学期期末)镁带在空气中燃烧生成的固体产物主要是氧化镁和氮化镁。将燃烧后的固体产物溶解在60 mL浓度为2.0 molL1的盐酸中(氮化镁和盐酸反应的化学方程式为Mg3N28HCl=3MgCl22NH4Cl)，以20 mL 0.5 molL1的氢氧化钠溶液中和多余的盐酸，然后在此溶液中加入过量的碱，把氨全部蒸发出来，用稀盐酸吸收，稀盐酸增重0.17 g。镁带的质量为()A0.6 g B1.2 g C2.4 g D3.6 g 5.(2017年邯郸模拟)下列关于物质的量浓度表述正确的是()A.0.3 molL-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和S的总物质的量为0.9 molB.当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 molL-1,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 molL-1C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和S的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同D.10 时,0.35 molL-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,它的物质的量浓度仍为0.35 molL-1解析：不知道溶液体积,无法计算物质的量,故A错误;22.4 L氨气的温度、压强不知,物质的量不一定为1 mol,故B错误;K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,c(H+)=c(OH-),则c(K+)+c(Na+)=c(Cl-)+2c(S),若Na+和S物质的量相等,则K+的浓度必定大于Cl-的浓度,故C错误;同一物质在同一温度下的溶解度一定,饱和溶液的物质的量浓度恒定,故D正确。答案：D6.(2017年皖南十校联考)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 ()A1 molL1 B1.5 molL1 C2 molL1 D2.5 molL1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 molL1。答案：B7.(2017年四川德阳四校联考)将标准状况下的某气体(摩尔质量为M gmol1)溶于a g水中，所得溶液的密度为b gcm3，物质的量浓度为c molL1，则该气体的体积是()A. L B L C. L D L解析：设溶入水中气体的体积为V L，则1 000bc，化简整理得V L。答案：C8.(2017年定州中学高三上学期期末)实验室需要0.1 molL1 NaOH溶液450 mL和 0.5 molL1硫酸溶液450 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题：(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是_(填字母)。仪器C的名称是_，本实验所需玻璃仪器E规格和名称是_。(2)下列操作中，容量瓶所不具备的功能有_(填字母)。A配制一定体积准确浓度的标准溶液B长期贮存溶液C用来加热溶解固体溶质D量取220 mL体积的液体(3)在配制NaOH溶液实验中，其他操作均正确，若定容时仰视刻度线，则所配制溶液浓度_ (填“大于”“等于”或“小于”，下同)0.1 molL1。若NaOH溶液未冷却即转移至容量瓶定容，则所配制溶液浓度_0.1 molL1。(4)根据计算得知：所需质量分数为98%、密度为1.84 gcm3的浓硫酸的体积为_ mL(计算结果保留一位小数)。如果实验室有10 mL、25 mL、50 mL量筒，应选用_ mL规格的量筒最好。(5)如果定容时不小心超过刻度线，应如何操作：_。故选BCD。(3)若定容时仰视刻度线，导致溶液体积偏大，溶液浓度偏小；若NaOH溶液未冷却即转移至容量瓶定容，冷却后，溶液体积偏小，溶液浓度偏大。(4)质量分数为98%、密度为1.84 gcm3的浓硫酸物质的量浓度c molL118.4 molL1，设0.5 molL1硫酸溶液500 mL需要浓硫酸体积为V，则依据溶液稀释前后含溶质的物质的量保持不变得：V18.4 molL10.5 molL1500 mL，解得V13.6 mL，宜选用25 mL量筒。(5)如果定容时不小心超过刻度线，实验失败，且不能补救，必须重新配制。答案：(1)AC分液漏斗500 mL容量瓶(2)BCD(3)小于大于(4)13.6 25(5)重新配制9.(2018届贵州模拟).某同学用Na2CO3固体配制500 mL 1.0 molL1 Na2CO3溶液的过程如图所示(第步小口瓶中为蒸馏水)。你认为该同学配制溶液的明显错误有(填实验步骤的序号)_，所配溶液的浓度(填“低于”“等于”或“高于”)_ 1.0 molL1。.一化学兴趣小组，探究从某工业废水(含有大量的FeSO4、较多的Cu2和少量的Na)中回收FeSO4制备绿矾(FeSO47H2O)，同时回收金属铜的方法，以减少污染并变废为宝。以下是他们设计出的回收流程图，回答有关问题。(1)加入的为(填物质名称)_，加入后的离子反应为_。(2)操作的名称为_。(3)操作为蒸发浓缩，降温结晶，过滤，用50%的酒精溶液洗涤绿矾晶体。洗涤FeSO47H2O晶体时，用50%的酒精洗涤而未用蒸馏水洗涤的原因是_。(4)母液中含有的离子有(填离子符号)：_。度高于1.0 molL1；.本题考查物质的制备，(1)工业废水中含有Cu2，根据实验目的，加入的是过量的铁粉或铁屑，发生FeCu2=Fe2Cu，然后过滤，A为过量的铁粉和铜，C为FeSO4溶液，利用铜不与稀硫酸反应，Fe与稀硫酸反应，因此为稀硫酸，发生Fe2H=Fe2H2，然后过滤；(2)根据(1)的分析，操作是过滤；(3)FeSO47H2O溶于水，但不溶于乙醇，因此用乙醇洗涤的目的是减少绿矾的溶解，提高绿矾的产率；(4)根据流程图，母液中含有的离子是H、Na、Fe2、SO。答案：.高于.(1)铁粉Fe2H=Fe2H2(2)过滤(3)既能洗除杂质又能减少绿矾的溶解，提高绿矾的产率(4)Na、Fe2、SO、H或Na、Fe2、SO10.(2017年泰安模拟)用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16 gcm3)配制成1 molL1的稀盐酸。现实验室需这种盐酸220 mL，试回答下列问题：(1)配制稀盐酸时，应选用_ mL的容量瓶。(2)经计算需要_ mL浓盐酸，在量取时宜选用_量筒(填字母序号)。A5 mL B10 mLC25 mL D50 mL(3)在量取浓盐酸后，进行了下列操作：等稀释的盐酸的温度与室温一致后，沿玻璃棒注入容量瓶中。往容量瓶中小心加蒸馏水至液面距容量瓶刻度线12 cm时，改用胶头滴管加蒸馏水，使溶液的液面与瓶颈的刻度线相切。在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水，并用玻璃棒搅拌，使其混合均匀。用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次，并将洗涤液全部注入容量瓶。上述操作中，正确的顺序是_(填序号)。(4)在上述配制过程中，用刚刚用蒸馏水洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸，其配制的稀盐酸浓度会_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若未用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒或未将洗涤液注入容量瓶，则配制的稀盐酸浓度会_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。答案：(1)250(2)21.6C(3)(4)偏低偏低11.(2017年定州中学高三上学期期末)将MnO2与FeSO4溶液、硫酸充分反应后过滤，将滤液加热至60 后，再加入Na2CO3溶液，最终可制得碱式碳酸锰aMnCO3bMn(OH)2cH2O。(1)用废铁屑与硫酸反应制备FeSO4溶液时，所用铁屑需比理论值略高，原因是_，反应前需将废铁屑用热Na2CO3溶液浸泡，其目的是_。(2)为测定碱式碳酸锰的组成，取7.390 g样品溶于硫酸，生成CO2 224.0 mL(标准状况)，并配成500 mL溶液。准确量取10.00 mL该溶液，用0.050 0 molL1 EDTA(化学式Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Mn2(原理为Mn2 H2Y2=MnY22H)，至终点时消耗EDTA标准溶液28.00 mL。通过计算确定该样品的化学式。答案：(1)防止FeSO4被氧气氧化除去铁屑表面的油污(2)n(CO2)n(MnCO3)0.01 mol，n(EDTA)0.001 4 mol，10 mL溶液中n(Mn2)0.001 4 mol，7390 g该碱式碳酸锰中n(Mn2)0.07 mol，nMn(OH)20.06 mol，m(H2O)0.9 g，n(H2O)0.05 mol，abc 165 ，碱式碳酸锰的化学式为MnCO36Mn(OH)25H2O。碱式碳酸锰的化学式为MnCO36Mn(OH)25H2O。
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