专题三溶液组成的化学计量及其应用.docx
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专题三溶液组成的化学计量及其应用
[考纲要求] 1.了解溶液的含义；了解溶解度、饱和溶液的概念。
2.了解溶液的组成，理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算。
3.能根据要求配制一定浓度的溶液。
考点一 溶解度及其曲线
1．固体的溶解度
在一定温度下，某固体物质在100g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＝
×100g
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101kPa）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）溶解度曲线
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）；少数随温度升高而降低[如Ca（OH）2]。
（5）判断结晶的方法
①溶解度受温度影响较小的（如NaCl）采取蒸发结晶的方法；
②溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法；
③带有结晶水的盐，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法，特别应注意的是若从FeCl3溶液中结晶出FeCl3·6H2O晶体，应在HCl气氛中蒸发浓缩、冷却结晶。
题组一 饱和溶液与不饱和溶液
1．某温度下，向100g澄清的饱和石灰水中加入5.6g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5.6g
B．沉淀物的质量为7.4g
C．饱和石灰水的质量大于98.2g
D．饱和石灰水的质量小于98.2g
题组二 溶解度的应用
2．（2014·新课标全国卷Ⅰ，11）溴酸银（AgBrO3）溶解度随温度变化曲线如下图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
3．下图为氯化钠、碳酸钠在水中的溶解度曲线，请回答下列问题。
（1）碳酸钠和氯化钠混合溶液的pH______7（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）40℃时，碳酸钠的溶解度为______g。
（3）大于30℃时，碳酸钠的溶解度______氯化钠的溶解度（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）40℃时，碳酸钠和氯化钠均形成饱和溶液，当温度降低到20℃时，析出的主要物质是________________（填化学式）。
（5）为检验（4）中析出的物质，取少量样品于试管中加入足量的稀______________（填化学式）溶液，完全溶解，并有气体产生，再加入几滴________（填化学式）溶液，有白色沉淀产生。
4．从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：
已知：
①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O
、Fe3＋；②Fe3＋、Cr3＋完全沉淀（c≤1.0×10－5mol·L－1）时pH分别为3.6和5。
（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以_________，滤渣A为____________（
填化学式）。
（2）根据溶解度（S）—温度（T）曲线，操作B的最佳方法为________（填字母序号）。
A．蒸发浓缩，趁热过滤
B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤
考点二 一定物质的量浓度溶液的配制
配制一定物质的量浓度溶液实验是中学化学中一个重要定量实验。
复习时，要熟记实验仪器，掌握操作步骤，注意仪器使用，正确分析误差，明确高考题型，做到有的放矢。
1．七种仪器需记牢
托盘天平、量筒、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、烧杯、药匙。
2．实验步骤要理清
如：
配制500mL0.1mol·L－1Na2CO3溶液，图中操作②中应该填写的数据为__________，实验时操作的先后顺序为____________（填编号）。
3．仪器使用要明了
（1）容量瓶使用的第一步操作是“查漏”，回答容量瓶时应指明规格，并选择合适的容量瓶，如配制480mL溶液，应选用500mL容量瓶。
容量瓶不能用于溶解、稀释和存放液体，也不能作为反应容器。
（2）玻璃棒的作用是搅拌和引流，在引流时，玻璃棒末端应插入到刻度线以下，且玻璃棒靠近容量瓶口处且不能接触瓶口，如图所示。
附 容量瓶的查漏方法
向容量瓶中加入适量水，盖好瓶塞，左手食指顶住瓶塞，右手托住瓶底，将容量瓶倒转过来看瓶口处是否有水渗出，若没有，将容量瓶正立，将瓶塞旋转180度，重复上述操作，如果瓶口处仍无水渗出，则此容量瓶不漏水。
若漏水，可以在瓶塞处涂点凡士林。
4．误差分析点点清
进行误差分析的依据是c＝
＝
，根据公式，分析各个量的变化，判断可能产生的误差。
用“偏高”、“偏低”或“无影响”填空
（1）砝码生锈。
（2）定容时，溶液温度高。
（3）用量筒量取液体时，仰视读数。
（4）定容时俯视容量瓶刻度线。
（5）称量时物码颠倒且使用游码。
（6）未洗涤烧杯、玻璃棒。
（7）称量易吸水物质时间过长。
（8）用量筒量取液体时，俯视读数。
（9）转移时，有液体溅出。
（10）滴加蒸馏水超过容量瓶刻度线，再用胶头滴管吸出。
（11）定容摇匀后，液面低于刻度线，再加水至刻度线。
（12）容量瓶内有少量水。
题组一 仪器的正确使用及实验操作的规范性
1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干（）
（2）用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴管吸出多余液体（）
（3）配制溶液定容时，俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高（）
（4）配制0.1000mol·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（）
（5）用固体NaCl配制0.5mol·L－1的溶液，所用的仪器有：
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶（）
（6）用
配制100mL0.1000mol·L－1K2Cr2O7溶液（）
（7）在50mL量筒中配制0.1000mol·L－1碳酸钠溶液（）
（8）用100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和pH＝1的盐酸配制100mLpH＝2的盐酸（）
2．（2013·江苏，5）用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。
下列图示对应的操作规范的是（ ）
3．
（1）配制浓度为2mol·L－1的NaOH溶液100mL，用托盘天平称取NaOH固体时，天平读数将________（填写字母，下同）。
A．等于8.0gB．等于8.00g
C．大于8.0gD．等于0.2g
（2）某实验中需2mol·L－1的Na2CO3溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格为____________，称取Na2CO3的质量为__________。
题组二 误差分析
4．下列操作会使配制的BaCl2溶液浓度偏低的是_______________________（填字母序号）。
A．配制1L0.1mol·L－1的BaCl2溶液时，将砝码放在左盘上，将BaCl2放在右盘上进行称量
B．选用的容量瓶内有少量蒸馏水
C．定容摇匀后，液面下降，又加水至刻度线
D．整个配制过程中，容量瓶不振荡
考点三 溶液浓度的计算与换算
1．理解公式
从近几年高考命题情况看，溶质的质量分数、物质的量、物质的量浓度之间的换算是高考考查的热点。
此类题目使用公式较简单，但在高考环境下，往往感觉较难，难在字母运算、单位换算。
在复习时，要会熟练地推导换算关系并灵活运用。
（1）物质的量浓度（c）与溶质的质量分数（w）之间的换算
c＝
或w＝
×100%。
（ρ单位：
g·mL－1）
（2）物质的量浓度（c）与溶解度（S）的换算
c＝
＝
＝
。
（ρ单位：
g·mL－1）
（3）饱和溶液中溶解度（S）与溶质质量分数（w）的换算
w＝
×100%。
（4）气体溶质溶于水制得溶液，其物质的量浓度和质量分数的计算。
如：
在标准状况下1L水中溶解某气体VL，所得溶液密度为ρ（单位：
g·mL－1）
则①c＝
②w＝
×100%。
2．掌握规律
（1）稀释定律
①如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物质的量浓度，有c1V1＝c2V2。
②如用m1、m2、w1、w2分别表示稀释前后溶液的质量和质量分数，有m1w1＝m2w2。
（2）混合规律
同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质质量分数的判断方法：
设溶质质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。
①两溶液等质量混合：
w＝
（w1＋w2）。
②两溶液等体积混合
a．若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度，则w≥
（w1＋w2），如H2SO4溶液。
b．若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度，则w≤
（w1＋w2），如氨水、酒精溶液。
3．易错提醒
一定物质的量的物质溶于水求算溶质的物质的量浓度时要注意以下三点：
（1）溶液的体积不能用溶剂水的体积和溶质的体积之和来代替，应该用溶液的质量除以溶液的密度。
（2）两溶液混合，由于其密度可能不相等，所以体积不等于两混合溶液体积之和。
（3）物质溶于水后注意看溶质是否发生了变化。
如Na、Na2O2、NO2、SO3等溶于水，由于它们与水反应，所以溶质发生了变化。
题组一 有关浓度的换算
1．标准状况下VL氨气溶解在1L水中（水的密度近似为1g·mL－1），所得溶液的密度为ρg·mL－1，质量分数为w，物质的量浓度为cmol·L－1，则下列关系中不正确的是（ ）
A．ρ＝（17V＋22400）/（22.4＋22.4V）
B．w＝17c/（1000ρ）
C．w＝17V/（17V＋22400）
D．c＝1000Vρ/（17V＋22400）
2．相对分子质量为M的气态化合物VL（标准状况），溶于mg水中，得到质量分数为w的溶液，物质的量浓度为cmol·L－1，密度为ρg·cm－3，则下列说法不正确的是（ ）
A．相对分子质量M＝
B．物质的量浓度c＝
C．溶液的质量分数w＝
D．溶液密度ρ＝
题组二 混合规律的应用
3．若以w1和w2分别表示浓度为amol·L－1和bmol·L－1的氨水的质量分数，且知2a＝b，则下列判断正确的是（ ）
A．2w1＝w2B．2w2＝w1
C．w2＞2w1D．w1＜w2＜2w1
4．将质量分数为a%的氨水与质量分数为b%的氨水等质量混合所得溶液的密度为X1；将质量分数为a%的氨水与质量分数为b%的氨水等体积混合所得溶液的密度为Y1。
将质量分数为a%的硫酸与质量分数为b%的硫酸等质量混合所得溶液的密度为X2；将质量分数为a%的硫酸与质量分数为b%的硫酸等体积混合所得溶液的密度为Y2。
则X1、Y1、X2、Y2的大小关系为（ ）
A．Y2＞X2＞Y1＞X1B．Y1＞X1＞Y2＞X2
C．Y1＞X2＞Y2＞X1D．Y2＞X2＞X1＞Y1
题组三 电荷守恒法在物质的量浓度计算中的应用
5．把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含amol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含bmol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
6．把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含amolNaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含bmolBaCl2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－1B.
mol·L－1
C.
mol·L－1D.
mol·L－1
专题突破练
1．已知某盐在不同温度下的溶解度（见下表）：
T（℃）
0
10
20
30
40
S（g/100g水）
11.5
15.1
19.4
24.4
37.6
若把质量分数为22%的该盐溶液由60℃逐渐冷却，则开始析出晶体的温度应在（ ）
A．0～10℃B．10～20℃
C．20～30℃D．30～40℃
2．如下图是X、Y两种固体物质的溶解度曲线，下列说法不正确的是（ ）
A．将20℃的饱和溶液X降温到10℃，溶液X仍然是饱和溶液
B．a点表示30℃时，X的溶解度为60g
C．b点表示20℃时，X、Y的溶解度相等
D．同质量的X、Y饱和溶液从30℃降到10℃时，析出的Y的质量大于析出的X的质量
3．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
B．用浓盐酸配制1∶1（体积比）的稀盐酸（约6mol·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100mL、pH＝2的盐酸所需全部玻璃仪器有100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
4．下图是某同学用500mL容量瓶配制0.10mol·L－1NaOH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
5．3g镁铝合金与100mL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17.4g，则原硫酸的物质的量浓度为（ ）
A．1mol·L－1B．1.5mol·L－1
C．2mol·L－1D．2.5mol·L－1
6．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amol·L－1和bmol·L－1，则a与b的关系为（ ）
A．a＝bB．a＝2b
C．2a＝bD．a＝5b
7．在T℃时，将agNH3完全溶于水，得到VmL溶液，假设该溶液的密度为ρg·cm－3，溶质的质量分数为w，其中含NH
的物质的量为bmol。
下列叙述中正确的是（ ）
A．溶质的质量分数为w＝
×100%
B．溶质的物质的量浓度c＝
mol·L－1
C．溶液中c（OH－）＝
mol·L－1
D．上述溶液中再加入VmL水后，所得溶液溶质的质量分数大于0.5w
8．下列说法正确的是（ ）
A．2mol·L－1KCl溶液与1mol·L－1K2SO4溶液混合后，c（K＋）为2mol·L－1
B．120gNaCl溶液中溶有20gNaCl，该温度下NaCl的溶解度为20g
C．22.4LHCl气体溶于水制成1L溶液，该溶液的物质的量浓度为1mol·L－1
D．把5g胆矾（CuSO4·5H2O）溶于45g水中，所得溶液溶质的质量分数为10%
9．把200mLNH4HCO3和Na2CO3的混合溶液分成两等份，取一份加入含amolNaOH的溶液恰好反应完全；取另一份加入含bmolHCl的盐酸恰好反应完全。
该混合溶液中c（Na＋）为（ ）
A．（10b－5a）mol·L－1B．（2b－a）mol·L－1
C．（
－
）mol·L－1D．（5b－
）mol·L－1
10．20℃时，饱和NaCl溶液的密度为ρg·cm－3，物质的量浓度为cmol·L－1，则下列说法中错误的是（ ）
A．温度低于20℃时，饱和NaCl溶液的浓度小于cmol·L－1
B．20℃，饱和NaCl溶液的质量分数为
×100%
C．20℃时，密度小于ρg·cm－3的NaCl溶液是不饱和溶液
D．20℃时，饱和NaCl溶液的溶解度S＝
g/100g水
11．
（1）某同学用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图1所示。
由图中可以看出，该同学在操作时的一个错误是________________________，烧杯的实际质量为__________g。
（2）需配制150mL0.2mol·L－1NaCl溶液，该同学转移溶液的示意图如图2所示。
指出实验中存在的两个错误_______________________________________________________________。
（3）用质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3的浓硫酸配制1000mL0.1mol·L－1的稀硫酸。
①应用量筒量取浓硫酸________mL；
②配制硫酸时需用到的仪器有________________________________________；（除量筒外，写出其余四种）
③下列操作使所配制溶液的物质的量浓度偏高的是________（填序号）。
A．称量时用了生锈的砝码
B．将NaOH放在纸张上称量
C．定容时俯视刻度线
D．往容量瓶中转移时，有少量液体溅出
E．未洗涤溶解NaOH的烧杯
F．定容时仰视刻度线
G．容量瓶未干燥即用来配制溶液
H．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面不到刻度线，再加水至刻度线
12．锶（Sr）是人体必需的微量元素，其单质和化合物的化学性质与钙、钡的相似。
实验室用含碳酸锶的废渣（含SrCO338.40%，SrO12.62%，CaCO338.27%，BaCO32.54%，其它不溶于硝酸的杂质8.17%）制备硝酸锶粗品的部分实验过程如下：
（1）市售浓硝酸的质量分数为65%，密度为1.4g·cm－3，要配制30%稀硝酸500mL，还需要查阅的数据是________，若配制过程中不使用天平，则必须要计算的数据是________，必须要使用的仪器是________________________。
已知两种盐的溶解度（g/100g水）如下表
温度/℃物质
0
20
30
45
60
80
100
Sr（NO3）2
28.2
40.7
47
47.2
48.3
49.2
50.7
Ca（NO3）2·4H2O
102
129
152
230
300
358
408
（2）由浸取后得到的混合物制备硝酸锶粗品的实验步骤依次为过滤、________、________、洗涤、干燥。
已知，硝酸钙能溶于有机溶剂A中。
相对分子质量：
Sr（NO3）2：
212、Ba（NO3）2：
261、Ca（NO3）2：
164。
（3）制得的硝酸锶粗品中含少量Ca（NO3）2、Ba（NO3）2等杂质。
测定硝酸锶纯度的实验如下：
称取5.39g硝酸锶样品，加入足量的有机溶剂A，经过滤、洗涤、干燥后，剩余固体5.26g，将此固体配成250mL的溶液，取出25.00mL，调节pH为7，加入指示剂，用浓度为0.107mol·L－1的碳酸钠溶液滴定至终点，消耗碳酸钠溶液22.98mL。
滴定过程的反应：
Sr2＋＋CO
===SrCO3↓ Ba2＋＋CO
===BaCO3↓
①滴定选用的指示剂为____________，滴定终点观察到的现象为____________；
②该硝酸锶粗品中，硝酸锶的质量分数为____________（小数点后保留两位）。
若滴定前样品中Ca（NO3）2没有除尽，所测定的硝酸锶纯度将会________（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。
13．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：
―→
―→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）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______________________。
（2）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。
（3）若获得的MgSO4·7H2O的质量为24.6g，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）。
14．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c1mol·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c2mol·L－1和
c2mol·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）ρ2g·cm－3，所得溶液的物质的量浓度________
c2mol·L－1（设混合后溶液的体积变化忽略不计）。
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