溶液配制、误差分析(物质的量在化学实验中的应用)

必修一第一章高三复习专题二物质的量在化学实验中的应用第一课时

【考纲】1．了解物质的量浓度的含义．

2．了解配制一定物质的量浓度溶液的方法．

【考点】1．溶质的质量、溶液的体积、溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算．2．一定物质的量浓度溶液的配制方法及误差分析．一、物质的量浓度与溶质的质量分数的区别内容物质的量浓度质量分数定义以

溶液里所含溶质B的

来表示溶液组成的物理量溶质的质量与溶液的质量的比值单位

单位体积物质的量mol/L内容物质的量浓度质量分数计算公式cB＝w＝两者的关系c(mol/L)＝×100%【注意】物质的量浓度是以溶液的体积为标准的，如40gNaOH溶于1L水所得到的溶液体积不是1L，因此其物质的量浓度就不是1mol/L.二、一定物质的量浓度溶液的配制以配制1000mL1.0mol/L的NaCl溶液为例．1．实验原理：c＝2．实验仪器：主要有托盘天平、药匙、烧杯、量筒、

玻璃棒胶头滴管1000mL容量瓶3．实验步骤：称量溶解移液振荡洗涤、加蒸馏、定容倒转摇匀(1)计算：计算所需NaCl固体的质为

.(2)称量：根据计算结果，称量NaCl固体．(3)溶解：将称量好的NaCl固体放入烧杯中，加适量蒸馏水溶解，并用

搅拌．(4)转移：待恢复到

后，将溶液转移到

中．58.5g玻璃棒室温1000mL容量瓶

(5)洗涤：用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤

次，将每次洗涤液也注入容量瓶中，并轻轻振荡容量瓶，使溶液混合均匀．2～3(6)定容：往容量瓶中缓慢加蒸馏水，等液面离容量瓶颈刻度线下

cm时，改用

滴加蒸馏水至液面与刻度线

．塞好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀．1～2胶头滴管相切判断下列说法是否正确1．(2009·广东理基T20－B)1L0.1mol·L－1Na2SO4

溶液中有0.1NA个Na＋.(

)2．(2009·厦门模拟T12－A)500mL0.5mol·L－1的盐酸溶液中，含有HCl分子的数目为0.25NA.(

)

3．(2009·广东高考T3－C)0.5mol·L－1CuCl2溶液中含有

3.01×1023个Cu2＋.(

)×××4．(2010·皖南联考T4－D)将标准状况下22.4LHCl气体通入1L水中得到的盐酸浓度为1mol·L－1.(

)

5．(2010·常州模拟T7－A)配制1000mL0.5mol·L－1NaOH溶液可用两个500mL的容量瓶代替．(

)

××1.溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算

运用公式：n＝，c＝

算出1L溶液中所含溶质的物质的量．2．已知气体溶质的体积(标准状况)、水的体积和溶液的密度，计算溶液的物质的量浓度先运用n＝求出溶质的物质的量，再运用V＝求出溶液的体积，最后根据c＝计算．3．溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度间的换算c＝(c为溶质的物质的量浓度mol·L－1，ρ为溶液的密度g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量)，此公式可按溶液体积为1L进行推导，推导过程为：此公式可按溶液体积为1L进行推导，推导过程为：c＝4．溶液的稀释和同种溶质的溶液混合的计算(1)如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和物质的量浓度．表达式：c1V1＝c2V2.(2)混合前后溶质的总量不变，注意体积不能相加．表达式：c1V1＋c2V2＝c混V混．（混合前后溶质的物质的量相等）关于物质的量浓度的计算要注意各种物理量的单位换算．

(2009·浙江高考)已知单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点就越高．则下列溶液沸点最高的是（）A．0.01mol·L－1的蔗糖溶液B．0.01mol·L－1的CaCl2溶液C．0.02mol·L－1的NaCl溶液D．0.02mol·L－1的CH3COOH溶液C

[解析]

据题意，1L溶液中，沸点高低取决于非挥发性溶质的分子或离子的数目．D项，CH3COOH易挥发而排除；A项，蔗糖是非电解质，溶液中有0.01NA个蔗糖分子；B项，共有0.03NA个离子；C项，共有0.04NA个离子，故选C.1．某氯化镁溶液的密度为1.18g·cm－3，其中镁离子的质量分数为5.1%,300mL该溶液中Cl－的物质的量约

等于A．0.37mol

B．0.63molC．0.74molD．1.5molD解析：本题有多种方法解决．法一：根据Mg2＋与Cl－的物质的量关系求解．解析：本题有多种方法解决．法二：先求Cl－的质量分数，再求解．由MgCl2的组成知w(Cl－)＝×5.1%＝15%，＝1.5mol.法三：根据质量分数与物质的量浓度间的换算公式求解．＝2.5mol/L.答案：Dn(Cl－)＝c(Cl－)×V＝2c(Mg2＋)×V＝2×2.5×0.3＝1.5mol.1.容量瓶(1)规格及特点：常见的容量瓶有50mL100mL、250mL、

500mL、1000mL等几种．容量瓶上标有温度、容量和刻度线．容量瓶上标有什么？(2)使用注意事项①使用容量瓶第一步操作：检查是否漏水．

检查方法：打开瓶塞→加水→塞上瓶塞

→倒立→观察→正立，瓶塞旋转180°→倒立→观察．②根据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶．如配950mL某浓度溶液应选用1000mL的容量瓶．③使用前用蒸馏水洗净，但不能用待配溶液润洗．④不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释，容量瓶也不能作为反应容器或长期贮存溶液．⑤容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的，因而不能将热的溶液转移到容量瓶中，同时移动容量瓶，手应握在瓶颈刻度线以上部位，以免瓶内溶液受热而发生体积变化，使溶液的浓度不准确．2．误差分析根据公式c＝来分析，弄清实验操作是“m”还是“V”引起的误差，再具体分析．(以配制NaOH溶液为例)实验操作变化量物质的量浓度mV左码右物减小称量时间过长减小向容量瓶注液时有少量溶液溅出减小偏低偏低偏低实验操作变化量物质的量浓度mV未洗涤烧杯和玻璃棒减小未冷却至室温就加水定容减小定容摇匀后，静置液面下降定容时俯视读数减小定容时仰视读数增大偏低偏低偏高偏高不变视线（俯视）（仰视）(1)在配制一定物质的量浓度的溶液时，定容加蒸馏水一旦超过刻度线，要重新配制．(2)配制时完全不需要计算水的用量，因此容量瓶不必是干燥的，有少量蒸馏水不影响结果．(3)定容后必须反复摇匀，静置后液面下降是由于一部分溶液附着在管壁和塞子上而浓度是固定的，不需要再加入蒸馏水，否则浓度偏低．

实验室需要480mL0.4mol/L的NaCl溶液，有如下操作步骤：①把称量好的NaCl晶体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解．②把①所得溶液小心转入一定容积的容量瓶中．③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1cm～2cm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．

④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，并轻轻摇匀．⑤将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀．

请填写下列空白：(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：①100mL，②250mL，③500mL，④1000mL，本实验选用________．(3)本实验用到的基本实验仪器除容量瓶、玻璃棒外还有：________________________________.①②④③⑤③托盘天平药匙烧杯胶头滴管量筒(4)需要使用玻璃棒的操作有__________(填序号)，其作用为___________________

_______________________________

①②③④①搅拌，促进溶解②③④引流专题二物质的量在化学实验中的应用第二课时①称量NaCl时，物码倒置(1g以下用游码)______．②某同学观察液面的情况如图所示，对所配溶液浓度将有何影响？

.(5)误差分析：(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)偏高偏低③没有进行操作步骤④___________________.④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_____________________⑤容量瓶原来有少量水__________________．不影响偏低偏低选准仪器无遗漏注意规格不盲从误差分析抓的准配制溶液要细心

[听课记录]

(1)实验操作步骤为称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀．(2)容量瓶的规格相对固定，当所配溶液的体积与容量瓶规格不符时，应选择规格稍大的．(3)选择仪器时特别注意不能遗漏，特别是小的仪器，如药匙、胶头滴管等．

[听课记录]

(4)溶液配制过程中玻璃棒有两种用途：搅拌和引流．(5)进行误差分析时，应结合c＝，分别分析错误操作对n

和V

的影响，进而确定对实验结果的影响．俯视容量瓶、量筒和滴定管中的液面或刻度线造成的读数或取用的液体是否均偏小？

提示：不相同．俯视容量瓶的刻度线会造成所配溶液体积偏小；俯视量筒的液面造成读数偏大，若俯视其刻度线量取固定体积的溶液会造成取用的液体偏少；俯视滴定管的液面读数偏大，若俯视其刻度线会造成取用的液体偏少．1.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物质的量之比．2．根据化学方程式计算的基本步骤及注意问题(1)根据化学方程式计算的基本步骤①根据题意写出配平的化学方程式．②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)．③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．④将有关的量列出比例式，求出待求的量．

(2)根据化学方程式计算时需注意的问题①化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系，所以不纯物质的质量只有换算成纯净物质的质量，才能按化学方程式列出比例式进行计算．②单位问题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其单位“上下一致，左右相当”即可，例如：

MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

87g

4molxg

ymol③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，也可以利用电子转移关系进行有关计算．

一定体积的KMnO4溶液恰好能氧化一定质量的KHC2O4·H2C2O4·2H2O.若用0.1000mol/L的NaOH溶液中和相同质量的KHC2O4·H2C2O4·2H2O，所需NaOH溶液的体积恰好为KMnO4溶液的3倍，则KMnO4溶液的浓度(mol/L)为(

)B提示：①H2C2O4是二元弱酸②10[KHC2O4·H2C2O4]＋8KMnO4＋17H2SO4===8MnSO4＋9K2SO4＋40CO2↑＋32H2OA．0.008889B．0.08000C．0.1200D．0.2400[解析]

由方程式找关系式：根据10[KHC2O4·H2C2O4]＋8KMnO4＋17H2SO4==8MnSO4＋9K2SO4＋40CO2↑＋32H2O得关系式：

10[KHC2O4·H2C2O4]～8KMnO4

1mol

0.8mol10[KHC2O4·H2C2O4]～8KMnO4[答案]BKHC2O4·H2C2O4·2H2O

～3NaOH1[KHC2O4·H2C2O4]～0.8KMnO4

1mol

3mol0.8KMnO4～3NaOH0.8mol

3molC1X3VC2XVC1=0.1mol/l

10mol

8mol3NaOH～KHC2O4·H2C2O4·2H2O3mol

1mol又根据所需NaOH溶液的体积恰好为KMnO4溶液的3倍，则很容易看出KMnO4溶液的浓度为0.08000mol/L.10[KHC2O4·H2C2O4]～8KMnO4[答案]

B2．(2008·四川高考)在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmol的BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3，则原溶液中的Al3＋的浓度(mol/L)为(

)2-4C反应时用去的BaCl2的物质的量也为

mol，(b－)由于NH3的物质的量为cmol，由原子守恒和电荷守恒得：(NH4)2SO4的物质的量为

mol，解析:剩余的BaCl2为mol，则Al2(SO4)3中的SO42-的物质的量也为mol，答案：C(b－)由电荷守恒得：所以c(Al3＋)＝

mol/L.n(Al3＋)×3＝(b－)×2，

化学计量在实验中的应用有关物质的量和浓度的知识点是中学化学的重点内容，物质的量浓度的计算贯穿于高中化学阶段，高考命题者常常以各种巧妙的构思“组装”成形形色色的“能力”题．历年高考题，虽然试题的类型繁多，能力要求较高，但所有计算的基本规律都是概念的综合应用，注重物质的量浓度与物质的组成、性质、变化、实验等各部分知识的综合应用．

某小组同学在制备氢氧化铜时，将20mL2mol/L的NaOH溶液滴入50mL1mol/L的CuSO4溶液中，得到了绿色沉淀．这与“氢氧化铜是蓝色沉淀”这一文献说法不符，为探究该绿色沉淀的成分，他们做了如下实验进行探究．

[实验一]将20mL1mol/L的CuSO4溶液滴入50mL2mol/L的NaOH溶液中，观察到生成了蓝色沉淀．

[实验二]①将绿色沉淀过滤、洗涤、低温烘干．②称取2.58g该绿色沉淀，投入50mL2mol/L的NaOH溶液中，剧烈振荡，沉淀变成蓝色，过滤、洗涤，并将洗涤液转移到滤液中，低温烘干称量得蓝色沉淀为1.96g.③向②的滤液中加入足量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，过滤、洗涤、烘干后称量为2.33g.请回答下列问题：(1)由以上实验可以看出，NaOH溶液和CuSO4溶液反应生成绿色沉淀的条件是________．(2)该组同学做实验一的目的或作用是_____________________________________(3)实验二中第①步洗涤沉淀的方法是_____________________________________如何判断沉淀已经洗涤干净？______________________________________________(4)实验二中第②步得到的蓝色沉淀是________；绿色沉淀转化为蓝色沉淀的原因是________________________；第③步得到的白色沉淀是________．(5)通过计算，该绿色沉淀的成分可表示为________．

(6)写出实验二中第②步发生反应的离子方程式：______________________________________

【解析】由题干中实验以及实验一现象可以看出，当硫酸铜过量时生成绿色沉淀，当氢氧化钠过量时生成蓝色沉淀．猜想该绿色沉淀可能含有硫酸根离子，并且在实验二中得到了证实．蓝色沉淀则为氢氧化铜．由硫酸钡的质量为2.33g，可求出2.58g绿色沉淀中含有硫酸根离子0.01mol；由蓝色沉淀(氢氧化铜)为1.96g可求出2.58g绿色沉淀中含铜离子0.02mol，则含有的氢氧根离子为

mol＝0.02mol.故其化学式为Cu2(OH)2SO4或Cu(OH)2·CuSO4.

【答案】

(1)CuSO4过量(2)作对照实验，确认绿色沉淀不是氢氧化铜(或确认绿色沉淀和蓝色沉淀不是同一种物质)(3)向过滤器中加水至刚好浸没沉淀，使水自然流出，反复数次用小试管接取最后一次的洗涤液，加入氯化钡溶液，如果没有沉淀产生说明已经洗涤干净，否则没洗涤干净

2-4

(4)Cu(OH)2氢氧化铜比该绿色物质更难溶硫酸钡(5)Cu2(OH)2SO4或Cu(OH)2·CuSO4(6)Cu(OH)2·CuSO4[或Cu2(OH)2SO4]＋2OH－===2Cu(OH)2↓＋SO2-4[随堂巩固]1．等质量的CuO和MgO粉末分别在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和bmol/L.则a与b的关系为(

)

A．a＝b

B．a＝2bC．2a＝bD．a＝5bC解析：n(CuO)∶n(MgO)＝＝1∶2，体积相同时，物质的量之比等于物质的量浓度之比，所以，即2a＝b，故选C.答案：C2．(2010·济南模拟)下列说法中正确的是(

)A．1L水中溶解了58.5gNaCl，该溶液的物质的量浓度为1mol/LB．从1L2mol/L的H2SO4溶液中取出0.5L，该溶液的浓度为1mol/LC．配制500mL0.5mol/L的CuSO4溶液，需62.5g胆矾D．中和100mL1mol/L的H2SO4溶液，需NaOH4gC解析：A项溶液的体积不是1L，其浓度不是1mol/L；B项从中取出的溶液浓度不会发生变化；D项需NaOH0.2mol，质量为8g.答案：C3．实验室中需要配制2mol/L的NaCl溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaCl的质量分别是(

)A．950mL

111.2gB．500mL

117.0gC．任意规格111.2gD．1000mL

117.0gD解析：欲配制2mol/L的NaCl溶液950mL，需选择1000mL的容量瓶，所需称量的m(NaCl)＝1L×2mol/L×58.5g/mol＝117.0g，故选D.答案：D4．将等体积的硫酸铝、硫酸锌、硫酸钠溶液分别与足量的氯化钡溶液反应，若生成的硫酸钡沉淀的质量相等，则三种硫酸盐溶液中SO的物质的量浓度之比为(

)A．1∶2∶3B．1∶1∶1C．3∶3∶1D．1∶3∶32-4B解析：生成BaSO4的质量相等，则三溶液所含SO的物质的量相等，则SO物质的量浓度之比为1∶1∶1.答案：B2-42-45．标准状况下11.2LHCl溶于水形成500mL溶液．(1)所得盐酸的物质的量浓度为________．(2)向其中加入______gNaOH才能中和完全．(3)若不考虑加入NaOH对体积造成的影响，所得