人教版高中化学必修1全册教案-2.3

1、第3课时 物质的量在化学实验中的应用课前自主学习(学生用书P16) 一物质的量浓度1.用来表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度符号cB,单位为mol/L(或molL-1)公式为:cB=fracn_BV2.在稀释浓溶液时,溶液的体积发生了变化,但溶液中溶质的物质的量不变,即在溶液稀释前后,溶液中溶质的物质的量相等,可表示为c(浓硫酸)V(浓溶液)=c(稀溶液)V(稀溶液)二一定物质的量浓度溶液的配制配制100 mL 2.00 mol/L的NaCl溶液1.主要仪器:托盘天平100 mL容量瓶烧杯玻璃棒胶头滴管药匙等2.配制步骤(1)计算:根据nB=cBV可知n(

2、NaCl)=0.2 mol,那么m(NaCl)=11.7g(2)称量:根据计算结果用托盘天平称量所需NaCl(3)溶解:将称好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解,用玻璃棒不断搅拌,并冷却至室温(4)转移:将烧杯中的溶液用玻璃棒引流转移到 100 mL容量瓶中(5)洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁23次,洗涤液也都注入容量瓶中轻轻晃动容量瓶使溶液混合均匀(6)定容:将蒸馏水注入容量瓶,液面离容量瓶颈刻度线下12 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至与液面刻度线相切(7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀(8)装瓶:把配好的溶液倒入预备好的试剂瓶中,贴上标签诱思探究:在配制NaCl溶液时,如果不

3、用蒸馏水洗涤烧杯,对NaCl的物质的量浓度有何影响?提示:烧杯内壁残留有少量NaCl,如果不用蒸馏水,洗涤烧杯23次,会使所配溶液浓度偏低课堂深化探究(学生用书P16) 一容量瓶使用的本卷须知1.容量瓶的标注内容(1)容量瓶上标有温度容积刻度线(2)表示在所指温度下,液面与刻度线相切时,溶液体积恰好与瓶上标注的体积相等,所以只有在指定温度下,容量瓶的容积才是标准的(3)常用规格有100 mL250 mL500 mL及1 000 mL2.容量瓶使用本卷须知(1)容量瓶瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞使用前,除洗涤外,还应检查容量瓶是否完好,检验容量瓶是否漏液检漏方法:往瓶内参加一定量水,塞好瓶塞用食指

4、摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立起来,观察瓶塞周围是否有水漏出如果不漏水,将瓶正立并将瓶塞旋转180后塞紧,仍把瓶倒立起来,再检查是否漏水(2)只用于配制溶液,不能直接在容量瓶中溶解或稀释,容量瓶也不能作为反响容器,且不能长期贮存溶液(3)向容量瓶中注入液体时,应沿细玻璃棒注入,且玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上,以防注入操作时液体流出,造成溶质损失(4)溶液注入容量瓶前需恢复到常温,因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热,而容量瓶必须在常温下使用(5)用容量瓶不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液,这是因为容量瓶的规格是固定的,配制溶液时要根据所需溶液的体积选择适宜的容量瓶(

5、6)读数时,要使视线与瓶内凹液面的最低处相切二配制一定物质的量浓度溶液的误差分析由可知,误差来源的根本原因是:物质的量或溶液体积产生的误差,假设n偏大或V偏小,那么c偏大;假设n偏小或V偏大,那么c偏小常见的误差分析如下:(1)假设称量物错放在托盘天平右盘上,那么m变小使c偏小,因称量时m(左)=m(右)+m(游码)(2)假设称量固体溶质时,操作无误,但所用的砝码生锈,那么m偏大,c偏高(3)假设没有洗涤溶解用的烧杯及玻璃棒,那么n偏小,c偏小(4)转移过程中有少量溶液或洗涤液洒在容量瓶外,那么n偏小而使c偏小(5)转移溶液未冷却至室温,因液体的膨胀系数大于玻璃的膨胀系数,冷却后液面必低于刻度

6、线,那么c偏高(6)容量瓶使用前含有少量蒸馏水,那么无影响(7)定容时水加多了,用滴管吸出,那么n变小而使c偏小(8)定容后,经振荡摇匀静置,液面下降少许是正常的,不必再加水至刻度线,假设再加水,那么V变大而使c偏小(9)定容时仰视刻度线,由于操作以刻度线为基准加水,故加水量增多,导致V偏大,c偏小(10)定容时俯视刻度线,那么加水量减少,导致V变小,故c偏高三物质的量浓度的有关计算1.一定体积的溶液中溶质的量,求溶质的物质的量浓度(1)假设溶质质量(2)假设溶质中某粒子的个数2.求算一定体积的气体(标准状况)溶于水后形成溶液中溶质的物质的量浓度(1)假设溶液的体积2)假设溶液的密度如果气体的

7、摩尔质量为M gmol-1,V L(标准状况)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为 gcm-3先计算溶质的物质的量再计算溶液的体积最后计算物质的量浓度3.溶液中某种粒子的物质的量浓度,求其他粒子的物质的量浓度解答此类题目时要依据两个规律:(1)定组成规律电解质溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中离子个数之比,据此可求一种离子浓度的溶液中的另一种离子浓度如Na2SO4溶液中c(Na+)=2c(SO2-4)=2c(Na2SO4)FeCl3溶液中c(Fe3+)=c(Cl-)=c(FeCl3)(2)电荷守恒定律因为任何溶液都显电中性,故溶液中阳离子所带的正电荷总数应等于溶液中阴离子所带的负电荷

8、总数,这个规律就称之为电荷守恒定律如在Na2SO4MgSO4的混合溶液中Na2SO4=2Na+SO2-4MgSO4=Mg2+SO2-4c(Na+)+2c(Mg2+)=2c(SO2-4)4.溶液的稀释或混合的物质的量浓度的计算溶液稀释或混合前后,溶液的体积发生了变化,但溶液中溶质的质量相等,溶质的物质的量相等,可表示为:c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀),c1V1+c2V2=c(混)V(混)(c1c2和V1V2分别是混合前溶液的物质的量浓度和体积)特别提示:假设题目中指出不考虑溶液体积的改变,可认为混合溶液的体积为原两溶液体积之和;假设题目中给出混合后溶液的密度,那么根据来计算四物质的量浓度与溶

9、质质量分数溶解度之间的关系1.溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的区别与联系 2.溶解度和溶质质量分数的关系在一定温度下某溶质在水中的溶解度为S,设溶液中溶剂为100 g时,溶质的质量为S g那么溶质的质量分数3.饱和溶液中溶质的物质的量浓度与该溶质的溶解度的关系设溶解度为S g,饱和溶液的总质量为(100 g+S),密度为 gcm-3那么特别提示:在公式中,溶质一定要用物质的量,而V一定是溶液的体积,而不是溶剂的体积应用有关固体溶解度的换算公式时,要先看清楚所给溶液是否为饱和溶液假设溶液不是饱和溶液,那么不能使用有关溶解度的公式典 例 剖 析(学生用书P18)知识点一 物质的量浓度例1 以下

10、溶液中物质的量浓度为1 molL-1的是( )A.将40 g NaOH溶解在1 L水中B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液C.将1 L 10 molL-1的浓盐酸参加9 L 水中D.将10.6 g Na2CO3溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为100 mL解析 根据公式 n为溶质的物质的量,V为溶液的体积,选项A:n(NaOH)=1 mol,但V(水)=1 L,V(溶液)1 L,错误;选项B:22. 4 L并不一定是在标准状况下,错误;选项C:n(HCl)=10 mol,但溶液体积不是10 L,错误;选项D:n(Na2CO3)=0.1 mol, V(溶液)=0.1 L,正确

11、答案 D知识点二 溶液的配制例2 实验室欲配制0.5 mol/L的NaOH溶液500 mL;(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:称量 计算 溶解 摇匀 转移洗涤 定容 冷却其正确的操作顺序为_ (2)使用容量瓶前必须进行的一步操作是_查漏(3)在配制过程中,其他操作都是正确的,以下操作会引起误差偏高的是_没有洗涤烧杯和玻璃棒转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面容量瓶不枯燥,含有少量蒸馏水定容时俯视刻度线定容时仰视刻度线定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线解析 (1)配制溶液的一般步骤为计算称量溶解冷却转移洗涤定容摇匀(2)使用容量瓶之前必须检验容量瓶是否漏水,以

12、防引起实验误差(3)没有洗涤烧杯和玻璃棒,将会使溶质偏少,浓度偏低;转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面,会使溶质偏少,浓度偏低;容量瓶不枯燥,含有少量蒸馏水,对浓度无影响;定容时俯视刻度线,使溶液体积偏少,浓度偏高;仰视刻度线,使溶液体积偏多,浓度偏低;定容摇匀后,再加水会使溶液体积偏大,浓度偏低知识点三 溶液混合及稀释的计算例3 现有200 mL H2SO4和Na2SO4的混合溶液,其中硫酸的物质的量浓度为1 mol/L,Na2SO4的物质的量浓度为0.5 mol/L,假设要制配H2SO4和Na2SO4的物质的量浓度分别为2 mol/L和0.2 mol/L的溶液,应参加55.8%的H2SO4

13、溶液(密度为1.35 gcm-3)多少毫升?再加蒸馏水稀释到多少毫升?解析 先根据稀释定律确定稀释后溶液的体积V(稀):稀释前后Na2SO4的物质的量不变,即有0.200 L0.5mol/L=V(稀)0.2 mol/L那么V(稀)=0.500 L;由题意可知:对于H2SO4来说,n(原有)+n(参加)=n(配)那么有:0.2 L1 mol/L=0.5 L2 mol/L解得:V(H2SO4)=104 mL,故需参加55.8%的硫酸溶液104 mL后再参加蒸馏水稀释至500 mL答案 104 ml;500 mL点评 此题是考查溶液的配制,是用浓溶液配制稀溶液的过程,也就是溶液的稀释解答过程要抓住溶

14、液稀释时,溶质的物质的量不变或溶质的质量不变的规律知识点四 物质的量浓度与溶质质量分数的换算例4 体积为V mL,密度为d gcm-3的溶液,含有相对分子质量为M的溶质m g,其物质的量浓度为c molL-1,质量分数为w%,以下表达式正确的选项是(多项选择)( )A.c=(w1000d)/MB.m=Vd(w/100)D.c=(1000m)/(VM)答案 BD解析 根据质量分数物质的量浓度的概念,可推导出它们之间的关系质量分数换算成物质的量浓度A不正确;溶液的体积和密度及质量分数,求得溶质质量m=Vdw%,B正确;换算成质量分数wC不正确;溶质质量溶液的体积和溶质的相对分子质量,求物质的量浓度

15、D正确课内针对性训练(学生用书P19)1.容量瓶上无需标记的是( )A.刻度线 B.温度C.容量D.物质的量浓度答案:D2.以下溶液中的c(Cl-)与50 mL 1 molL-1氯化铝溶液中c(Cl-)相等的是( )A.150 mL 1 molL-1氯化钠溶液B.75 mL 2 molL-1氯化钙溶液C.100 mL 3 molL-1氯化钾溶液D.75 mL 1 molL-1氯化铁溶液答案:CD解析:由AlCl3化学式知c(Cl-)=3c(AlCl3)=3 molL-1,A中c(Cl-)=1 molL-1;B中c(Cl-)=4 molL-1;CD中c(Cl-)=3 molL-1应注意此题比较的

16、是Cl-浓度,而不是Cl-的物质的量,故c(Cl-)与所给溶液体积大小无关3.将5 molL-1盐酸10 mL稀释到250 mL,再取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度是( )A.0.02 molL-1B.0.25 molL-1C.0.2 molL-1D.0.5 molL-1答案:C解析:由稀释定律c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀)可得出结论4.配制250 mL 0.10 mol/L的NaOH溶液时,以下实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容B.在容量瓶中进行定容时仰视刻度线C.在容量瓶中进行定容时俯视刻度线D.定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面

17、低于刻度线,再补充几滴水至刻度线答案:C解析:B项,如图乙所示,定容后液面高于容量瓶的刻度线,溶液体积偏大,NaOH的物质的量浓度偏小;C项,如图甲所示,情况与B项相反;AD两项容易判断会偏小5.1 L K2SO4和MgSO4的混合溶液中,含Mg2+2.4 g,SO2-4的物质的量浓度为1 mol/L,那么MgSO4和K2SO4的物质的量浓度分别为_答案:0.1 mol/L 0.9 mol/L解析:n(Mg2+)=n(MgSO4)=0.1 mol,那么c(MgSO4)= =0.1 mol/L,设K2SO4的物质的量浓度为x由电荷守恒c(K+)+2(Mg2+)=2c(SO2-4)得2x+20.1

18、=21,解得x=0.9 mol/L6.37%的H2SO4溶液的密度为1.28 gcm-3,求其物质的量浓度答案:37%的H2SO4溶液的物质的量浓度为4.8 molL-1解析:此题为物质的量浓度与质量分数之间的换算题,既可以直接代入下面公式,来求,又可以利用定义式来求,如:解法一:取100 g溶液来计算m(H2SO4)=100 g37%=37 gn(H2SO4)=0.38 molc(H2SO4)=4.8 molL-1解法二:取1 L溶液来计算V(液)=1 Lm(H2SO4)=VH2SO4(aq)w=1000 mL1.28 gcm-337%=473.6 g课后优化训练(学生用书P20)根底强化1

19、.在配制物质的量浓度溶液的实验中,最后用胶头滴管定容后,液面正确的选项是( )答案:B解析:在配制物质的量浓度溶液的实验中,定容后,溶液凹液面最低点应该与刻度线平齐2.NA表示阿伏加德罗常数的值,以下关于0.2 molL-1K2SO4溶液的说法正确的选项是( )A.1000 mL水中所含K+SO2-4总数为0.3NAB.500 mL溶液中有0.1 NA个K+C.100 mL溶液中K+的浓度为0.4 molL-1D.1 L溶液中SO2-4的浓度为0.4 molL-1答案:C解析:1000 mL溶液中含K+SO2-4总数为(0.2 molL-121 L+0.2 molL-11 L)NA=0.6NA

20、,A不正确;500 mL溶液中含K+数为(0.2 molL-10.5 L2)NA=0.2NA,B不正确;溶液中K+的浓度为0.4 molL-1,SO2-4浓度为0.2 molL-1,只有C正确3.在相同体积相同物质的量浓度的酸中,必须相等的是( )A.溶质的质量B.溶质的质量分数C.溶质的物质的量D.H+的物质的量答案:C解析:相同物质的量浓度相同体积的酸中含溶质的物质的量相同,由于各种酸的摩尔质量不同,其质量也不同;溶液的密度不同,质量分数也不一定相同;酸中所含氢的个数不一定相同,氢离子的物质的量也不一定相同4.以下有关实验操作不正确的选项是( )答案:BC解析:NaOH固体不应直接在托盘上

21、称量;浓H2SO4的稀释应将浓H2SO4沿着烧杯内壁缓缓参加,并不断用玻璃棒搅拌5.某Al2(SO4)3溶液VmL中含a gAl3+,取出溶液稀释成4V mL后,SO2-4的物质的量浓度为( )答案:B解析:6.一定温度下,将少量生石灰放入一定量的饱和石灰水中,搅拌并冷却到原温度,以下说法正确的选项是( )A.溶质的质量增大B.溶质的物质的量浓度增大C.Ca(OH)2溶解度不变D.溶质的质量分数增大答案:C解析:将生石灰参加饱和石灰水中,会发生反响:CaO+H2O=Ca(OH)2水量减少,有溶质析出,但温度不变,仍然是该温度下的饱和溶液,故溶质的质量分数物质的量浓度溶解度均不变,故C正确 7.

22、某同学帮助水质检测站配制480 mL 0.5 molL-1 NaOH溶液以备使用(1)该同学应选择_mL的容量瓶500(2)其操作步骤如右图所示,那么如图操作应在以下图中的_(填选项字母)之间A.与 B.与 C.与C(3)该同学应称取NaOH固体_g,用质量为23.1 g的烧杯放在托盘天平上称取所需NaOH固体时,请在附表中选取所需的砝码大小_(填字母),并在以下图中选出能正确表示游码位置的选项_(填字母)10.0cdc附表 砝码规格abcde砝码大小/g1005020105(4)以下操作所配溶液的浓度大小有何影响?转移完溶液后未洗涤玻璃棒和烧杯,浓度会_(填“偏大“偏小或“无影响,下同)容量

23、瓶中原来有少量蒸馏水,浓度会_偏小无影响8.标准状况下,将350体积HCl气体溶于1体积水中,所得溶液的密度为1.18 gmL-1求此溶液中HCl的质量分数和物质的量浓度答案:36.3% 11.7 molL-1解析:HCl的质量分数为100%36.3%,HCl的物质的量浓度为9.欲将0.10 molL-1的NaOH溶液和0.50 molL-1的NaOH混合成0.20 molL-1的NaOH溶液求两溶液的体积比(忽略混合时体积变化)答案:31解析:根据混合前后溶质的总物质的量不变解答此类题设所需0.10 molL-1的NaOH溶液及0.50 molL-1的NaOH溶液的体积分别为V1和V2,根据

24、混合前后溶质的总物质的量不变列式得:0.10 molL-1V1+0.50 molL-1V2=0.20 molL-1(V1+V2)解得能力提升1.NaClK2SO4KCl混合溶液中c(K+)=1 mol/L,c(Na+)=1 mol/L,c(Cl-)=1 mol/L,那么c(SO2-4)为( )A.1 mol/LB.0.5 mol/LC.2 mol/LD.无法计算答案:B解析:根据电荷守恒可得c(Na+)1+c(K+)1=c(Cl-)1+c(SO2-4)2可求出c(SO2-4)=0.5 mol/L2.一定量的质量分数为14%的氢氧化钾溶液,假设将其蒸发掉100 g水后,其质量分数为28%,体积为

25、125 mL,那么浓缩后的KOH的物质的量浓度为( )A.2.2 mol/LB.4 mol/LC.5 mol/LD.6.25 mol/L答案:B解析:设原溶液质量为m,根据浓缩前后溶质质量不变,可得(m-100)28%=m14%,m=200 g,可求出溶质的质量为200 g14%=283.今有相同体积的两份植物营养液,其配方如下:KClK2SO4ZnSO4ZnCl2(1)0.3 mol0.2 mol0.1 mol/(2)0.1 mol0.3 mol/0.1 molA.完全不同B.仅c(K+)相同C.仅c(Cl-)相同D.完全相同答案:D解析:(1)中c(K+)=0.7 molL-1,c(Zn2

26、+)=0.1 molL-1,c(SO2-4)=0.3 molL-1,c(Cl-)=0.3 molL-1;(2)中c(K+)=0.7 molL-1,c(Zn2+)=0.1 molL-1,c(SO2-4)=0.3 molL-1,c(Cl-)=0.3 molL-14.在标准状况下,700 LNH3的物质的量为_,全部溶解在1 L水中,所得溶液的溶质的质量分数为_,如果该氨水的密度为0.85 g/cm3,那么氨水的物质的量浓度为_答案:31.25 mol 34.7% 17.35 molL-1解析:NH3的物质的量为:31.25 mol氨气质量为31.25 mol17 gmol-1=531.25 g溶质质量分数为100%=34