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2018届高考化学大一轮复习课时提升作业：化学计量在实验中的应用（有答案）
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课时提升作业 二
物质的量在化学实验中的应用
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括12小题，每题5分，共60分)
1.对1 mol·L-1的BaCl2溶液的有关叙述中，正确的是( )
A.该溶液中Cl-浓度为2 mol·L-1
B.该溶液中Ba2+的物质的量是1 mol
C.可使用250 mL容量瓶分两次完成490 mL该浓度的BaCl2溶液的配制
D.将208 g BaCl2固体溶解在1 L水中，形成的溶液的浓度为1 mol·L-1
【解析】选A。由于溶液的体积未知，故Ba2+的物质的量无法确定，B错误；溶液配制时必须选合适规格的容量瓶，不能分两次配制，C错误；溶液的体积不是1 L，D错误。
2.(2017·泰安模拟)下列溶液中Cl-的物质的量与100 mL 1 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量相等的是( )
A.150 mL 1 mol·L-1NaCl溶液
B.100 mL 3 mol·L-1KClO3溶液
C.75 mL 2 mol·L-1MgCl2溶液
D.50 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液
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【解析】选C。100 mL 1 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量为0.3 mol，A中Cl-的物质的量为0.15 mol，B中不含Cl-，C中Cl-的物质的量为0.3 mol，D中Cl-的物质的量为0.15 mol。
3.有BaCl2和NaCl的混合溶液aL，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2+完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl-完全沉淀。反应中消耗xmol H2SO4、ymol AgNO3。据此得知原混合溶液中的c(Na+)为( )
A.mol·L-1 B.mol·L-1
C.mol·L-1 D.mol·L-1
【解析】选D。由题意可知n(Ba2+)=n(H2SO4)=xmol，n(Cl-)=n(AgNO3)=ymol，电解质溶液呈中性，即溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。再根据电荷守恒：
n(Na+)+2n(Ba2+)=n(Cl-)可得L溶液中
n(Na+)=(y-2x)mol，所以c(Na+)=n(Na+)÷=(y-2x)÷=(mol·L-1)。
【加固训练】
有Na2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液，已知其中Fe3+的物质的量浓度为0.4 mol·L-1，S的物质的量浓度为0.7 mol·L-1，则此溶液中Na+的物质的量浓度为( )
A.0.1 mol·L-1 B.0.15 mol·L-1
C.0.2 mol·L-1 D.0.25 mol·L-1
【解析】选C。根据电荷守恒有3c(Fe3+)+c(Na+)=2c(S)，即3×
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0.4 mol·L-1+ c(Na+)=2×0.7 mol·L-1，解得c(Na+)=1.4 mol·L-1-1.2 mol·L-1=0.2 mol·L-1。
4.(2017·廊坊模拟)为测定人体血液中Ca2+的含量，设计了如下方案：
血液样品试样CaC2O4↓H2C2O4记录数据
有关反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。若血液样品为15 mL，滴定生成的草酸消耗了0.001 mol·L-1的KMnO4溶液
15.0 mL，则这种血液样品中的含钙量为( )
A.0.001 mol·L-1 B.0.002 5 mol·L-1
C.0.000 3 mol·L-1 D.0.003 5 mol·L-1
【解析】选B。根据题意可得关系：
2KMnO4～5H2C2O4～5CaC2O4～5Ca2+
2 mol 5 mol
0.001 mol·L-1×0.015 L n(Ca2+)
c(Ca2+)===0.002 5 mol·L-1。
5.(2017·淮北模拟)下列说法或计算正确的是( )
A.采用加热蒸发溶剂的方法可以使浓度为4 mol·L-1的硝酸的浓度变为8 mol·L-1
B.把100 g 20%的NaCl溶液与100 g水混合后，NaCl溶液的质量分数变为10%
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C.将2.3 g钠投入97.7 g水中充分反应，所得溶液的溶质质量分数为4.0%
D.已知某温度下硝酸钾的溶解度是31.6 g，该温度下将20 g硝酸钾固体溶解于50 g水中，充分溶解，所得溶液的溶质质量分数是28.6%
【解析】选B。硝酸有挥发性，加热蒸发溶剂过程中，有硝酸挥发，A错误；根据质量分数定义可知，二者混合后NaCl质量分数减半，B正确；金属钠与水反应会释放出氢气，故溶液质量小于100 g，则所得NaOH溶液的质量分数大于4.0%，C错误；20 g硝酸钾并不完全溶解，所得饱和溶液中硝酸钾的质量分数为31.6÷131.6×100%≈24.0%，D错误。
6.VL浓度为0.5 mol·L-1的盐酸，欲使其浓度增大1倍，采取的措施合理的是
( )
A.通入标准状况下的HCl气体11.2VL
B.加入10 mol·L-1的盐酸0.1VL，再稀释至1.5VL
C.将溶液加热浓缩到0.5VL
D.加入VL 1.5 mol·L-1的盐酸混合均匀
【解析】选B。标准状况下的HCl气体11.2VL物质的量是0.5Vmol，向溶液中通入0.5Vmol HCl，该溶液体积不会是VL，所以溶液浓度不是1 mol·L-1，A错误；VL浓度为0.5 mol·L-1的盐酸中溶质的物质的量是0.5Vmol，0.1VL 10 mol·L-1
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的盐酸中溶质的物质的量是Vmol，再稀释至1.5VL，所以c===1 mol·L-1，B正确；加热浓缩盐酸时，导致盐酸挥发，C错误；浓、稀盐酸混合后，溶液的体积不是直接加和，所以混合后溶液的物质的量浓度不是原来的2倍，D错误。
7.如图是MgSO4、NaCl的溶解度曲线。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.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，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；B项，t1℃、t3℃时，NaCl、MgSO4的溶解度相等，在t1～t3℃时，NaCl的溶解度比MgSO4的溶解度小；C项，饱和溶液中，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。
8.(2017·怀化模拟)下列溶液配制实验的描述完全正确的是( )
A.在容量瓶中先加入一定体积的水，再加入浓硫酸配制准确浓度的稀硫酸
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B.用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 mol·L-1)通常需要用容量瓶等仪器
C.配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时，加入一定量H2SO4以防水解
D.用pH=1的盐酸配制100 mL pH=2的盐酸所需全部玻璃仪器有100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
【解析】选C。A、不能在容量瓶中直接稀释浓硫酸，稀释浓硫酸应该在烧杯中进行，A错误；B、若用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸，通常使用量筒和烧杯即可，不需要使用容量瓶，B错误；C、NH4Fe(SO4)2溶液中铁离子部分水解生成氢氧化铁和氢离子，加入稀硫酸可以抑制铁离子水解，C正确；D、pH=1的盐酸配制100 mL pH=2的盐酸，必须使用量取液体体积的仪器，如量筒或者酸式滴定管，D错误。
9.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
固体质量
实验操作
A
480 mL
硫酸铜：7.68 g
加入500 mL水
B
480 mL
胆矾：12.0 g
配成500 mL溶液
C
500 mL
硫酸铜：8.0 g
加入500 mL水
D
500 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 0.10 mol·L-1的硫酸铜溶液，因为没有480 mL规格的容量瓶，所以要选择500 mL规格的容量瓶。若是硫酸铜，则需要8.0 g，若是胆矾，则需要12.5 g
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，且配成500 mL溶液，而不是加入500 mL水。
10.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此，下列说法正确的是 世纪金榜导学号30682209( )
A.该硫酸的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
B.1 mol Zn与足量的该硫酸反应产生2 g氢气
C.配制200 mL 4.6 mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸50 mL
D.等质量的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度大于9.2 mol·L-1
【解析】选C。由c=可计算出该硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L-1，A错误；该硫酸是浓硫酸，和Zn反应不生成H2，B错误；由稀释定律，可得出所用硫酸体积为50 mL，C正确；等质量的硫酸和水，硫酸的密度大，硫酸的体积远小于水，两者等质量混合，硫酸的浓度小于9.2 mol·L-1，D错误。
11.某同学利用如下方法来粗略测定某青花瓷瓶的容积。把32.76 g NaCl晶体放入500 mL烧杯中，加入200 mL蒸馏水，待NaCl完全溶解后，将溶液全部转移到该瓶中，用蒸馏水稀释至完全充满容器。从中取出100 mL溶液，该溶液恰好能与10 mL 0.100 mol·L-1的AgNO3溶液完全反应，则下列说法正确的是( )
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世纪金榜导学号30682210
A.该青花瓷瓶的容积约为5.6 L
B.常温下，该青花瓷瓶几乎能容纳56 kg H2O
C.常温常压下，该青花瓷瓶几乎能容纳70 g N2
D.标准状况下，充满NH3，加满水后所得溶液物质的量浓度为0.022 mol·L-1
【解析】选B。设NaCl的物质的量浓度为x，由溶液恰好能与10 mL 0.100 mol·L-1的AgNO3溶液完全反应，则0.1 L×x=0.01 L×0.100 mol·L-1，x=0.010 0 mol·L-1，设青花瓷瓶的容积为V，则V×0.010 0 mol·L-1=，解得V=56 L，A错误；因常温下，56 L水的质量为56×1 000 mL×1 g·mL-1×10-3kg·g-1=56 kg，则该青花瓷瓶几乎能容纳56 kg H2O，B正确；因在常温下无法计算出氮气的体积，则不能确定该青花瓷瓶能否容纳70 g N2，C错误；若充满氨气，则氨气标准状况下体积为56 L，加满水后氨水体积为56 L，可知所得溶液浓度为≈0.045 mol·L-1，D错误。
【易错提醒】物质的量浓度概念中体积指的是溶液的体积，解题过程中注意找准溶质溶解过程中溶液体积的变化。
12.(能力挑战题)(2017·邢台模拟)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g·mL-1、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是 世纪金榜导学号30682211( )
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A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L-1
C.NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%
D.得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL
【解析】选D。金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54 g-1.52 g=1.02 g，氢氧根的物质的量为n(OH-)==0.06 mol，根据电子守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则2x+2y=0.06，64x+24y=1.52，解得x=0.02，y=0.01，故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02 mol∶0.01 mol=2∶1，A正确；该浓硝酸密度为1.40 g·mL-1、质量分数为63%，故该浓硝酸的物质的量浓度为c=mol·L-1=
14.0 mol·L-1，B正确；NO2和N2O4混合气体的物质的量为n(NO2、N2O4)= =0.05 mol，令二氧化氮的物质的量为amol，则四氧化二氮的物质的量为(0.05-a)mol，根据电子转移守恒可知，a×1+(0.05-a)×2×1=0.06，解得a=0.04，NO2的体积分数是φ(NO2)=×100%=80%，C正确；反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为0.05 L×14.0 mol·L-1-
0.04 mol-(0.05 mol-0.04 mol)×2=0.64 mol，根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=0.64 mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为V==
0.64 L=640 mL，D错误。
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二、非选择题(本题包括2小题，共40分)
13.(20分)(2017·广州模拟)实验室需要480 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液，有如下操作步骤：
A.把称量好的NaCl晶体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解冷却至室温
B.把A所得溶液小心转入一定容积的容量瓶中
C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切
D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶
E.将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀
请填写下列空白： 世纪金榜导学号30682212
(1)操作步骤的正确顺序为______(填序号)。
(2)实验室有如下规格的容量瓶：
a.100 mL，b.250 mL，c.500 mL，d.1 000 mL，本实验选用__________(填序号)。
(3)本实验用到的基本实验仪器除容量瓶、托盘天平(带砝码)、药匙、烧杯、量筒、胶头滴管外，还必须使用的玻璃仪器有__________，实验中该仪器的作用是__________________。
(4)本实验需要称NaCl晶体的质量是________g。
(5)误差分析(填“偏高”“偏低”或“无影响”)：
a.本实验称量NaCl时，物码倒置(1 g以下用游码)：____________。
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b.某同学观察液面的情况如图所示：________________。
c.加蒸馏水时不慎超过了刻度线，立即用胶头滴管将多余的水吸出：_____________________________________________。
【解析】(1)配制溶液时，一般可分为以下几个步骤：计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀，所以其操作步骤的正确顺序为ABDCE。
(2)配制480 mL 0.4 mol·L-1的NaCl溶液，应选择500 mL容量瓶。
(3)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解(可用量筒量取水)，用玻璃棒搅拌加速溶解，冷却后转移到500 mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加，所以缺的仪器为玻璃棒。
(4)n=cV=0.4 mol·L-1×0.5 L=0.2 mol，
m=0.2 mol×58.5 g·mol-1=11.7 g。
(5)a.称量NaCl时，物码倒置(1 g以下用游码)，称取的溶质的质量偏低，溶液的浓度偏低；
b.某同学观察液面的情况如题图所示，俯视液面导致加水的量偏少，溶液的浓度偏高；
c.加蒸馏水时不慎超过了刻度线，立即用胶头滴管将多余的水吸出，导致溶质的物质的量偏小，溶液的浓度偏低。
答案：(1)ABDCE (2)c
(3)玻璃棒 搅拌加速溶解、引流
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(4)11.7 (5)a.偏低 b.偏高 c.偏低
14.(20分)(能力挑战题)某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
世纪金榜导学号30682213
(1)A中试剂为______________。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_________________。
(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有
①记录C的液面位置；
②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；
③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；
④由A向B中滴加足量试剂；
上述操作的顺序是________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应________。
(4)B中发生反应的化学反应方程式为___________________。
(5)若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为________。
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(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________。(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)
【解析】(1)根据题意可知利用Al与氢氧化钠的溶液的反应测定铝的质量分数和相对原子质量，所以A中所加试剂为NaOH溶液。(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。(3)检查装置气密性，加好药品后，记下量气管中C的液面位置，再加入NaOH溶液开始反应，待反应完毕并冷却至室温后，记录量气管中C的液面位置，最后将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；量气管读数时为使里面气体压强与外界大气压相等，必须使D和C两管中液面相平。(4)B中发生铝与NaOH溶液的反应：2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑。(5)铝镁合金的质量为ag，B中剩余固体镁的质量为cg，则参加反应的铝的质量为(a-c)g，设铝的相对原子质量为Ar，则
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
2Ar 3×22 400 mL
(a-c)g bmL
解得：Ar=。(6)铝的质量分数为×100%，实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，c值偏大，铝的质量分数偏小。
答案：(1)NaOH溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)①④③② 使D和C的液面相平
(4)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(5) (6)偏小
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【加固训练】
(2017·南阳模拟)实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3)，称取此混合物5.0 g，溶于水中，配成250 mL溶液。
方案一：沉淀法。利用化学反应把HC、C完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中w(Na2CO3)。
(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HC、C完全转化为沉淀，应选用的试剂是______(填编号)。
A.CaCl2溶液 B.MgSO4溶液
C.NaCl溶液 D.Ba(OH)2溶液
(2)简述证明HC、C已完全沉淀的实验操作：______________。
(3)过滤，提取沉淀，则过滤操作所需要的玻璃仪器除烧杯外，还有___________
___________________________________________。
(4)将沉淀洗涤，并充分干燥，称量沉淀的质量为mg，由此可以计算w(Na2CO3)。如果此步中，沉淀未干燥充分就称量，则测得w(Na2CO3)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
方案二：量气法。量取10.00 mL配制好的溶液与足量稀硫酸反应，测定生成气体在通常状况(约20℃，1.01×105Pa)下的体积，由此计算混合物中的w(Na2CO3)。
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(1)装置中导管a的作用是___________________________________。
(2)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL。则产生CO2的体积为________mL。
方案三：滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中，滴加2滴酚酞溶液，摇匀，用0.200 0 mol·L-1的盐酸进行滴定到终点(已知终点时反应H++CHC恰好完全)。重复此操作2次，消耗盐酸的体积平均值为
20.00 mL。
(1)量取25.00 mL配制好的溶液，应选择________(填仪器名称)来完成。
(2)判断滴定终点的依据是___________________。
(3)此法测得w(Na2CO3)=________%。
【解析】方案一：(1)若使HC和C均转化为碳酸盐沉淀，应加入碱性沉淀剂。(3)注意是要回答玻璃仪器。(4)因为NaHCO3中原子团“CO3”的含量比Na2CO3中原子团“CO3”的含量大，故沉淀未充分干燥造成测定结果中NaHCO3含量偏大，而Na2CO3含量偏小。
方案三：w(Na2CO3)=×
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100%=84.8%。
答案：方案一：(1)D
(2)静置澄清，向上层澄清溶液中继续加Ba(OH)2溶液，若不变浑浊，则HC、C已沉淀完全；反之，未沉淀完全
(3)玻璃棒、漏斗 (4)偏小
方案二：(1)平衡压强、使稀硫酸顺利滴下
(2)(V1-V2) 方案三：(1)碱式滴定管
(2)溶液由红色变为粉红色，且30 s内不恢复
(3)84.8
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