高考化学大一轮复习 习题 第2讲 物质的量在化学实验中的应用（教师版）

物质的量在化学实验中的应用一、选择题1.(真题组合题)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．(2022·全国甲卷，11、B)2.0L1.0mol·L－1AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NAB．(2022·全国甲卷，11、D)电解熔融CuCl2，阴极增重6.4g，外电路中通过电子的数目为0.10NAC．(2023·全国甲卷改编，10、C)1.0LpH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.01NAD．(2023·全国甲卷，10、D)1.0L1.0mol/L的Na2CO3溶液中CO32-的数目为1.00NA【答案】C【解析】Al3＋在溶液中会发生水解生成Al(OH)3，因此Al3＋的数目小于2.0NA，故A错误；电解熔融CuCl2时，阳极反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，阴极增加的重量为Cu的质量，6.4gCu的物质的量为0.10mol，根据阴极反应可知，外电路中通过电子的物质的量为0.20mol，数目为0.20NA，故B错误；pH=2的H2SO4，C(H+)=10-2mol/L1.0L的N(H+)=10-2mol/L×1.0L×NA=10-2NA,故C正确；Na2CO3溶液中CO32-要发生水解，水解程度未知，粒子个数不可求，故D错误。2.(真题组合题)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A.(2022·辽宁，3，D)pH＝12的Na2CO3溶液中OH－数目为0.01NAB．(2021·广东，11，B)1L1.0mol·L－1的盐酸含有阴离子总数为2NAC．(2021·浙江6月选考，18,C)100mL0.1mol·L－1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NAD．1L1mol·L－1溴化铵水溶液中NHeq\o\al(＋,4)与H＋离子数之和大于NA【答案】D【解析】A选项中，Na2CO3溶液的体积未知，无法计算pH＝12的Na2CO3溶液中OH－的数目，故D错误；盐酸中氯化氢会的盐酸含有的阴离子的总数，B错误；100mL0.1mol·L－1的NaOH水溶液中含有溶质氢氧化钠和溶剂水，氧原子数目为二者氧原子数目的加和，C错误;1L1mol·L－1溴化铵水溶液存在电荷守恒，n(NHeq\o\al(＋,4))＋n(H＋)＝n(Br－)＋n(OH－)，因为n(Br－)＝1L×1mol·L－1＝1mol，所以该溶液中NHeq\o\al(＋,4)与H＋离子数之和大于NA，D正确。3.(真题组合题)NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A.(2021·全国甲卷，8．D)1LpH＝4的0.1mol·L－1K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq\o\al(2－,7)离子数为0.1NAB.(2021·全国甲卷，8．B)3mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NAC.(2021·湖南，5．B)0.1mol·L－1HClO4溶液中含有的H＋数为0.1NAD.(2020·全国卷Ⅲ，9．C)12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子【答案】D【解析】A.酸性K2Cr2O7溶液中存在：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O⇌2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，则1LpH＝4的0.1mol·L－1K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq\o\al(2－,7)离子数小于0.1NA；NO2与H2O反应的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，有3mol的NO2参与反应时，转移的电子数为2NA，B错误；未给出溶液体积，无法计算，C错误；石墨烯和金刚石是碳元素的同素异形体，是由碳元素组成的不同单质，12g石墨烯和12g金刚石均含有1mol碳原子，即NA个碳原子，D正确.4．(真题组合题)NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．(2021·河北.7.C)电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73g，则转移电子数为NAB.(2021·全国卷Ⅱ,10.C)32g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NAC．(2020·全国卷Ⅲ.9.B)1mol重水比1mol水多NA个质子D．(2020·全国卷Ⅲ.9.D)1L1mol·L－1NaCl溶液含有28NA个电子【答案】B【解析】电解饱和食盐水时电极总反应为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，阴、阳两极产生的气体分别是氢气与氯气，且物质的量之比为1∶1，若气体的总质量为73g，则说明反应生成的氢气与氯气的物质的量各为1mol，根据关系式H2～2e－可知，转移的电子数为2NA，A错误；1molS8分子中含有8molS—S键，32gS8分子中含有的S—S键数为eq\f(32g,32g·mol－1×8)×8×NAmol－1＝1NA，B正确；重水和水中的质子数相同，C错误；1L1mol·L－1NaCl溶液中含有1molNaCl(含有28NA个电子)和大量的水(水分子也含有电子)，D错误.5．（2023.大连育明高级中学高一下学期期中考试）在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol·L-1和0.1mol·L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度(mol·L-1)为(溶液体积变化忽略不计)A．0.3 B．0.225 C．0.6 D．0.45【答案】B【解析】在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol⋅L-1和0.1mol⋅L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计)铜与投入HNO3和H2SO4的混合溶液中发生的反应实质为硫酸提供氢离子确酸根离子具有强氧化性继续反应，反应实质为：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，根据反应的量来确定消耗的铜以及生成气体的量，生成铜离子的物质的量分析判断，以此来解析；根据反应实质：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，1.92g铜粉物质的量==0.03mol，100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol⋅L-1和0.1mol⋅L-1，所含氢离子物质的量=0.1L×0.4mol/L+0.1L×0.1mol/L×2=0.06mol，依据反应离子方程式可知铜剩余，根据反应可知：8H+～3Cu2+，得到铜离子物质的量为0.06mol×=0.0225mol，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为=0.225mol/L；故选B。6．（2023.广东省高三四校联合收心考）中学几种常用的仪器如图，下列叙述错误的是A．仪器①不可以直接在酒精灯火焰上长时间加热B．仪器②可以用于配制一定物质的量浓度的溶液C．仪器③可以用于量取酸性高锰酸钾标准溶液D．仪器④在使用时必须从b口进水【答案】D【解析】A．圆底烧瓶用酒精灯加热时需要垫上陶土网，不可以直接在酒精灯火焰上长时间加热，A正确；B．容量瓶常用于配制指定体积的一定物质的量浓度的溶液，B正确；C．酸式滴定管可以用于量取酸性高锰酸钾标准溶液，C正确；D．使用直形冷凝管时进出水原则是下进上出，D错误；故选D。7．（辽宁沈阳市郊联体10月月考）阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是A．物质的量浓度为0.5mol/L的溶液中，含有的数目为NAB．100gCaS与的混合物中含有32g硫，则含有的氧原子数目为1.75NAC．将100ml1mol/L溶液水解制成胶体，所得胶体粒子数目为0.1NAD．与溶液混合产生22.4L气体时，转移电子数目为2NA【答案】B【解析】A．溶液体积不明确，故溶液中的氯离子的个数无法计算，A项错误；B．100gCaS与CaSO4的混合物中钙元素、硫元素和氧元素质量总和为100g,其中硫元素32g,钙元素和硫元素物质的量之比为1：1，计算得到钙元素质量为40g，得到氧元素质量，含有氧原子数为：，B项错误；C．一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体，故所得的胶粒的个数小于0.1NA个，C项错误；D．Na2S2O3与H2SO4溶液混合产生二氧化硫气体，不是标况下，不能使用22.4L/mol计算生成二氧化硫的物质的量，则无法计算转移电子的量，D项错误，故选B。8．（2023.湘豫一轮诊断联考）已知，设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．分子中，含有的键数目为0.2B．的溶液中，含有的数目可能为0.19aC．中含有的分子数目为0.1D．的硫酸溶液中，含有的氧原子数目为2【答案】B【解析】A．HClO分子中氢原子与氧原子成键，不含键，A项错误；B．，由于能水解，故溶液中，其数目可能为，B项正确；C．是离子化合物，物质中不存在分子，C项错误；D．的硫酸溶液中所含的数目为，所含氧原子数目为，但溶剂水中也含有氧原子，D项错误；故选B。9．下列各组溶液中，c(Cl-)最大的是A．250mL1mol/LFeCl3溶液 B．100mL2mol/LMgCl2溶液C．500mL1mol/LKCl溶液 D．200mL0.5mol/LCaCl2溶液【答案】B【解析】A．250mL1mol/LFeCl3溶液中c(Cl-)=1mol/L×3=3mol/L；B．100mL2mol/LMgCl2溶液中c(Cl-)=2mol/L×2=4mol/L；C．500mL1mol/LKCl溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L；D．200mL0.5mol/LCaCl2溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=1mol/L；c(Cl-)最大的是B，故选B。10．设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．1mol/L的CaCl2溶液中含有2NA个Cl-B．标准状况下，6.72LCCl4中有1.2NA个原子C．常温下2.8gCO和N2的混合气体含有电子数为1.4NAD．7.8gNa2O2固体中含有的离子总数为0.4NA【答案】C【解析】A．题中无法得到溶液的体积，无法计算出CaCl2的物质的量，故A错误；B．标准状况下，四氯化碳不是气体，不能直接用22.4L/mol进行计算，故B错误；C．CO的摩尔质量为28g/mol，1molCO中含有电子物质的量为14mol，N2的摩尔质量为28g/mol，1molN2中含有电子物质的量为14mol，1mol该混合物所含电子物质的量为14mol，即2.8g该混合物含有电子物质的量为1.4mol，故C正确；D．过氧化钠的电子式为，1mol过氧化钠中含有离子的物质的量为3mol，即7.8g过氧化钠固体中含有离子物质的量为0.3mol，故D错误；答案为C。11．下列所得溶液的物质的量浓度为0.1mol/L的是（

）A．将0.1mol氨充分溶解在1L水中B．将10g质量分数为98%的硫酸与990g水混合C．将25.0g胆矾溶于水配成1L溶液D．将10mL1mol/L的盐酸与90mL水充分混合【答案】C【解析】A.将0.1mol氨充分溶解在1L水中，所得溶液的体积不是1L，故不能得到0.1mol/L的溶液，A错误；B.将10g质量分数为98%的硫酸与990g水混合，不知所配溶液的密度，无法求算其物质的量浓度，B错误；C.将25.0g胆矾的物质的量为0.1mol，将其溶于水配成1L溶液，所得溶液的物质的量浓度为0.1mol/L，C正确；D.将10mL1mol/L的盐酸与90mL水充分混合，不同液体混合后的体积，不等于两液体体积在数值上的简单加和，D错误；故答案选C。【点睛】物质的量的单位mol/L中的L，指的是溶液体积，而不是溶剂的体积。12．（2023.福州第四中学期末考试）下图是a、b两种固体物质的溶解度曲线，下列说法中，正确的是A．a的溶解度大于b的溶解度B．在t℃时，a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同C．当a中含有少量b时，可以用冷却结晶法提纯aD．在t℃时，将a、b的饱和溶液升温后，溶质的质量分数：a﹥b【答案】C【解析】A、根据图象，t℃以前，b的溶解度大于a的溶解度，故错误；B、根据c=1000ρw%/M，t℃时两者的质量分数相等，但两溶液的密度不同，且M不同，因此c不同，故错误；C、a溶解度受温度的影响较大，b的溶解度受温度的影响较小，因此采用冷却结晶的方法提纯a，故正确；D、t℃时两者的溶解度相同，因为是饱和溶液，则质量分数相同，升温后，溶质质量和溶剂质量不变，则质量分数不变，故错误。答案选C。二、非选择题13.（1）(2022·全国乙卷)由CuSO4·5H2O配制已知浓度的CuSO4溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。（2）(2022·广东卷)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。①配制250mL0.1mol·L－1的HAc溶液，需5mol·L－1HAc溶液的体积为________mL。②下列关于250mL容量瓶的操作，正确的是________。（3）(2020·全国卷Ⅰ)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L－1FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、________(从下列图中选择，写出名称)。（4）(2021·浙江1月选考)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应：3S＋6KOHeq\o(=,\s\up7(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O(x－1)S＋K2Seq\o(=,\s\up7(△))K2Sx(x＝2～6)S＋K2SO3eq\o(=,\s\up7(△))K2S2O3请计算：①0.480g硫单质与VmL1.00mol·L－1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V＝________。②2.560g硫单质与60.0mL1.00mol·L－1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x＝________。（5）．(2019·浙江4月选考，3改编)下列图示表示一定物质的量浓度溶液配制的是________(填字母)。【答案】（1）分液漏斗、球形冷凝管（2）①5.0①C【答案】（3）烧杯、量筒、托盘天平(4)①30.0②3（5）BD【解析】（1）由CuSO4·5H2O配制已知浓度的CuSO4溶液，称量CuSO4·5H2O的质量用到天平；溶解固体用到烧杯；加水用到量筒，故不需要的是分液漏斗、球形冷凝管。（2）①根据配制前后溶质的物质的量不变，列式：c1V1＝c2V2，0.1mol·L－1×0.250L＝5mol·L－1×V2，解得V2＝0.0050L＝5.0mL。①移液后摇匀时应用瓶塞塞住容量瓶口，不可用手指压住容量瓶口，且应手持瓶颈轻轻晃动摇匀，不能上下颠倒，A项错误；定容时眼睛应该平视刻度线且胶头滴管的尖嘴不能插入容量瓶内，B项错误；转移溶液时用玻璃棒引流，且玻璃棒下端紧靠在容量瓶刻度线以下的内壁上，C项正确；定容后摇匀时应用另一只手托住瓶底，D项错误。（3）由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L－1FeSO4溶液的步骤为计算、称量、溶解并冷却至室温、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签，由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L－1FeSO4溶液需要的仪器有药匙、托盘天平、合适的量筒、烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、胶头滴管。（4）①根据方程式3S＋6KOHeq\o(=,\s\up7(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O可知，3molS可以和6molKOH反应，0.48gS的物质的量n＝0.015mol，则需要消耗KOH的物质的量n＝2n(S)＝0.03mol，故需要KOH溶液的体积V＝eq\f(n,c)＝eq\f(0.03mol,1.00mol/L)＝0.03L＝30.0mL；②若S与KOH溶液反应生成K2Sx和K2S2O3，则根据反应方程式有(2x＋2)S＋6KOHeq\o(=,\s\up7(△))2K2Sx＋K2S2O3＋3H2O2x＋26eq\f(2.56g,32g/mol)0.060L×1.00mol/L解得x＝3。14.在抗击新型冠状病毒感染过程中，84消毒液(有效成分为NaClO)，起到了非常重要的作用。已知某“84”消毒液瓶体部分标签如图所示，该“84”消毒液通常稀释100倍(体积之比)后使用。请回答下列问题：“84”消毒液有效成分NaClO规格1000mL质量分数25%密度1.19g·cm－3(1)该“84”消毒液的物质的量浓度约为________mol·L－1(结果保留1位小数)。(2)某同学取100mL该“84”消毒液，稀释后用于消毒，稀释后的溶液中c(Na＋)＝____mol·L－1。(3)该同学参阅该“84”消毒液的配方，欲用NaClO固体配制480mL含NaClO质量分数为25%的消毒液。下列说法正确的是________。A.如图所示的仪器中，有三种是不需要的，还需要一种玻璃仪器B.容量瓶用蒸馏水洗净后，应烘干后才能用于溶液配制C.配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒会导致结果偏低D.需要称量NaClO固体的质量为143.0g(4)“84”消毒液与稀硫酸混合使用可增强消毒能力，某消毒小组人员用98%(密度为1.84g·cm－3)的浓硫酸配制2L2.3mol·L－1的稀硫酸用于增强“84”消毒液的消毒能力。①所配制的稀硫酸中，H＋的物质的量浓度为________mol·L－1。②需用浓硫酸的体积为________mL。【答案】(1)4.0(2)0.04(3)C(4)①4.6②250.0【解析】(1)由c＝eq\f(1000ρw,M)得，c(NaClO)＝eq\f(1000×1.19×25%,74.5)mol·L－1≈4.0mol·L－1。(2)稀释前后溶液中NaClO的物质的量不变，则有100mL×10－3L·mL－1×4.0mol·L－1＝100mL×10－3L·mL－1×c(NaClO)×100，解得稀释后c(NaClO)＝0.04mol·L－1，c(Na＋)＝c(NaClO)＝0.04mol·L－1。(3)选项A，需用托盘天平称取NaClO固体，需用烧杯溶解NaClO，需用玻璃棒进行搅拌和引流，需用容量瓶和胶头滴管来定容，图示中的a、b不需要，但还需要玻璃棒和胶头滴管；选项B，配制过程中需要加水，所以洗涤干净后的容量瓶不必烘干；选项C，未洗涤烧杯和玻璃棒将导致配制的溶液中溶质的物质的量减小，结果偏低；选项D，应选取500mL的容量瓶进行配制，然后取出480mL即可，所以需要NaClO的质量为0.5L×4.0mol·L－1×74.5g·mol－1＝149.0g。(4)①根据H2SO4的组成可知，溶液中c(H＋)＝2c(H2SO4)＝4.6mol·L－1。②2L2.3mol·L－1的稀硫酸中溶质的物质的量为2L×2.3mol·L－1＝4.6mol，设需要98%(密度为1.84g·cm－3)的浓硫酸的体积为VmL，则有eq\f(VmL×1.84g·cm－3×98%,98g·mol－1)＝4.6mol，解得V＝250.0。15.（9分）绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂。工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。(1)98%1.84g·cm－3的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g·cm－3，50%的硫酸物质的量浓度为________(保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的溶质质量分数________(填“>”“<”或“＝”)40%。(2)将111.2g绿矾(FeSO4·7H2O，式量为278)在高温下加热，充分反应后生成Fe2O3固体和SO2、SO3、水的混合气体，则生成Fe2O3的质量为________g；SO2为________mol。(3)实验室可用以下方法制备莫尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，式量为392]。将4.88g铁屑(含Fe2O3)与25mL3mol·L－1H2SO4充分反应后，得到FeSO4和H2SO4的混合溶液，稀释溶液至100mL，测得其pH＝1。铁屑中Fe2O3的质量分数是________(保留两位小数)。(4)向上述100mL溶液中加入与该溶液中FeSO4等物质的量的(NH4)2SO4晶体，待晶体完全溶解后蒸发掉部分水，冷却至t℃，析出莫尔盐晶体12.360g，剩余溶液的质量为82.560g。t℃时，计算(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度为________(保留两位小数)。【答案】(1)7.14mol·L－1>(2)320.2(3)65.57%(4)22.35g【解析】(1)密度为1.4g·cm－3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为c＝eq\f(1000ρw,M)＝eq\f(1000×1.4×50%,98)mol·L－1≈7.14mol·L－1；假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同，则混合后硫酸的质量分数为40%，由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸，所以混合后溶液中硫酸的质量偏大，硫酸的质量分数大于40%。(2)n(FeSO4·7H2O)＝eq\f(111.2g,278g·mol－1)＝0.4mol，由2(FeSO4·7H2O)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑可知，生成Fe2O3的质量为0.4mol×eq\f(1,2)×160g·mol－1＝32g，SO2的物质的量为0.4mol×eq\f(1,2)＝0.2mol。(3)根据题意知，稀释溶液至100mL，测得其pH＝1，溶液中剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝0.1mol·L－1×eq\f(1,2)×0.1L＝0.005mol，则参加反应的n(H2SO4)＝0.025L×3mol·L－1－0.005mol＝0.07mol。设铁的物质的量是m，氧化铁的物质的量是n，发生反应的化学方程式为Fe＋Fe2O3＋3H2SO4=3FeSO4＋3H2O，Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，则根据固体的质量和硫酸的物质的量可知，56m＋160n＝4.88，m－n＋3n＝0.07，解得n＝0.02mol，m＝0.03mol，所以铁屑中Fe2O3的质量分数是eq\f(0.02mol×160g·mol－1,4.88g)×100%≈65.57%。(4)根据以上分析结合原子守恒知，n(FeSO4)＝n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝(0.03＋0.04)mol＝0.07mol，根据莫尔盐的化学式知，n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]＝n(FeSO4)＝0.07mol，溶液中莫尔盐的质量为0.07mol×392g·mol－1－12.360g＝15.08g，设莫尔盐的溶解度为x，则eq\f(x,100g)＝eq\f(15.08g,82.560g－15.08g)，解得x≈22.35g。16.（10分）某品牌糖衣片补血剂，除去糖衣后显淡蓝绿色，主要成分是硫酸亚铁，不含其他铁的化合物。某研究性学习小组为