第2章第3节第3课时物质的量浓度教学设计高一上学期化学人教版

第3课时物质的量浓度学业要求核心素养对接1.了解物质的量浓度的涵义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能运用物质的量浓度进行简单计算。3.学会配制一定物质的量浓度的溶液。1.在微观与宏观转换中提升对物质的量浓度概念的理解。2.通过分析、推理认识物质的量浓度的构成要素及其相互关系。一、物质的量浓度生活中饮料与酒分别是用质量分数、体积分数来表示物质的浓度，化学实验室为了取用方便使用一种新的表示溶液的浓度的方法——物质的量浓度。1、溶质的质量分数2、溶质的物质的量浓度注意：一定要指明溶质如1L溶液中含有1mol溶质，溶质的物质的量浓度就是1mol·L－1。提醒：(1)在用公式计算物质的量浓度时体积指的是溶液的体积，而不是溶剂的体积；也不等于溶质、溶剂的体积和，应用溶液质量除以密度来求解溶液的体积。（2）在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，其浓度不变，即浓度不会随着体积的变化而变化，但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。（3）当一些物质溶于水时，要注意判断是否与水反应，如钠、氧化钠、过氧化钠溶于水，溶质为氢氧化钠。（4）结晶水合物溶于水时，结晶水作为溶剂，如CuSO4·5H2O溶于水时，CuSO4作为溶质，结晶水作为溶剂。（5）NH3溶于水后成分复杂，求算物质量浓度时，仍以NH3为溶质。（6）溶液呈电中性，即阴、阳离子存在电荷守恒。例如，硫酸钠溶液中存在钠离子和硫酸根离子，有c(Na+)=2c(SO42)【判断】(1)1molNaCl溶于1L水所得溶液的物质的量浓度是1mol·L－1。()(2)将25gCuSO4·5H2O溶解在1L水中，所得溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1溶质CuSO4。()(3)把1molNH3通入水中得到1L溶液，其物质的量浓度为1mol·L－1。()溶质NH3(4)将10gCaCO3粉末加水配成100mL溶液，CaCO3的物质的量浓度为1mol·L－1。()(5)配制一定物质的量浓度的溶液时，若液面超过刻度线，应立即用胶头滴管吸出多余的部分。()答案：××√××练习：与50mL0.1mol/LNa2CO3溶液中Na+的物质的量浓度相同的溶液是（）A．50mL0.1mol/L的NaCl溶液B．25mL0.2mol/L的Na2SO4溶液C．100mL0.2mol/L的NaNO3溶液D．10mL0.5mol/L的Na2CO3溶液练习C【重点突破】1．物质的量浓度计算的“七种类型”(1)物质的量浓度的简单计算：c＝eq\f(n,V)。(2)溶液稀释的有关计算：稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。①溶质的物质的量不变：c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)；②溶质的质量不变：m(浓)·w(浓)＝m(稀)·w(稀)；③溶液的质量守恒：m(稀)＝m(浓)＋m(水)。(3)溶质相同的溶液混合的计算：混合前后溶质的物质的量或质量不变。溶质的物质的量不变：c1·V1＋c2·V2＝c(混)·V(混)，V(混)≠V1+V2，题目说明不考虑体积变化时，V(混)=V1+V2，溶质的质量不变：m1·w1＋m2·w2＝m(混)·w(混)(4)物质的量浓度和溶质质量分数之间的关系：c＝eq\f(1000ρw,M)(ρ：g·mL－1)或c＝eq\f(ρw,M)(ρ：g·L－1)w＝eq\f(cM,1000ρ)(ρ：g·mL－1)，c＝eq\f(1000ρw,M)中只要c、w、M指代同一种溶质粒子或者粒子集合体即可。推导过程：（5）（6）依据电荷守恒计算溶液呈电中性，阳离子所带正电荷的总数等于阴离子所带负电荷的总数，一般用离子浓度表示：如硫酸钠和氯化钾的混合溶液中：c（Na+）+c（K+）=2c（SO42）+c（Cl）mol·L－1,硫酸根的浓度为mol·L－1，则钾离子浓度2．物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数的比较：内容物质的量浓度质量分数溶解度定义以1L溶液中含有溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的分数在一定温度下，某物质溶解于100g水中达到饱和状态时所能溶解的质量溶质的单位molgg溶液的单位Lgg计算公式c＝eq\f(n,V)w＝eq\f(m（溶质）,m（溶液）)×100%S＝eq\f(m（溶质）,m（溶剂）)×100g三者的关系c＝eq\f(1000ρω,M)，w＝eq\f(cM,1000ρ)，w＝eq\f(S,100g＋S)×100%(饱和溶液)【例题】物质的量浓度与溶质的质量分数的换算相对分子质量为Mr的气态化合物VL(标准状况)溶于mg水中，得到溶液的质量分数为w%，物质的量浓度为cmol·L－1，密度为ρg·cm－3，则下列说法正确的是()溶液密度ρ可表示为eq\f(cMr,1000w)B．物质的量浓度c可表示为eq\f(ρV,MrV＋22.4m)C．溶液的质量分数w%可表示为eq\f(MrV,22.4m)D．相对分子质量Mr可表示为×w%,1－w%V)【答案】D一定物质的量浓度溶液的配制初中我们常用上图中的方法来配制一定质量分数的溶液，那么一定物质的量浓度的溶液如何配制？【实验准备】1．容量瓶(volumetlricflask)(1)容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃瓶(如图所示)，瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞。密合用的瓶塞必须妥为保护，最好用绳把它系在瓶颈上，以防跌碎或与其他容量瓶搞混。(2)容量瓶上标有：温度、容积、刻度线，表示在所指温度下，液体的凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切时，溶液体积恰好与瓶上标注的体积相等。(3)容量瓶常用于配制一定体积、浓度准确的溶液。(4)常用的容量瓶有100mL、250mL、500mL、1000mL等多种。2．使用容量瓶之前，要先进行以下两项检查：(1)容量瓶容积与所要求的是否一致。(2)使用前，除洗涤外还应检查容量瓶是否漏液。检漏时，先注入少量水，左手托住容量瓶的底部，右手握住瓶口，食指压住玻璃塞倒置(约半分钟)，看是否漏水；如果不漏，把塞子旋转180°再倒置，检查是否漏水。两次检验不漏水后才可使用。3．使用容量瓶时应注意以下几点：(1)容量瓶只能用于配制溶液，不能在容量瓶里进行溶质的溶解，也不能用来储存溶液，更不能用作反应容器。(2)用于洗涤烧杯的溶剂总量不能超过容量瓶的刻度线。(3)容量瓶必须在常温下使用，不能注入热溶液，更不能进行加热。如果溶质在溶解过程中放热，要待溶液冷却至室温再进行转移。(4)用容量瓶不能配制任意体积的溶液，配制时可根据所需溶液的体积选择合适的容量瓶。(5)向容量瓶注入液体时，应沿细玻璃棒注入，玻璃棒与容量瓶的接触点应在刻度线以下，以防液体流出而损失。(6)容量瓶上只有一个刻度线，正确读数时，要使视线、容量瓶刻度线和瓶内凹液面的最低点相切。(7)容量瓶用毕应及时洗涤干净，塞上瓶塞，并在塞子与瓶口之间夹一条纸条，防止瓶塞与瓶口粘连。[活动探究]配制一定物质的量浓度的溶液[实验目的]实验室计划配制0.1L的NaCl溶液，其中溶质的物质的量为0.04mol。请你利用实验室的固体氯化钠完成配制任务。[思考]1．溶质NaCl的质量是多少？2．在什么容器中溶解溶质？3．溶解NaCl时用多少水比较合适？4．在什么容器中配制该溶液？5．怎样把溶液全部转移到配制溶液的容器中？1．步骤①计算：由n=m/M得m(NaCl)=n(NaCl)×M×②称量：用托盘天平称取固体溶质的质量或用量筒量取液体溶质的体积。[思考]称量时能将NaCl固体直接放置于托盘上吗?③溶解：将溶质倒入小烧杯，加入适量的水搅拌溶解，冷却致室温.④冷却：冷却至室温⑤转移和洗涤：将上述冷却后的溶液转移到指定容积的容量瓶中，并用蒸馏水洗涤小烧杯和玻璃棒2—3次，将洗涤液一并注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。⑥定容：在容量瓶中继续加水至距刻度线1—2cm处，改用胶头滴管滴加至刻度（液体凹液面最低处与刻度线相切）。⑦摇匀：把定容好的容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次，混合均匀。⑧装瓶贴签：(容量瓶不能保存溶液)【注意事项】(1)容量瓶使用前先检查是否漏水，选择容量瓶应遵循“大而近”的原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。(2)拿容量瓶时手指应持在瓶颈刻度线以上部分。(3)转移溶液时，用玻璃棒引流注入容量瓶中。(4)烧杯和玻璃棒要洗涤2～3次，洗涤液要全部注入容量瓶中。(5)液面距刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水，必须使凹液面最低点与刻度线相切。(6)容量瓶不能长时间盛放溶液，配制好后溶液要转入试剂瓶中保存。(7)加溶液到刻度线时，观察液面要平视刻度线，使凹液面(最低点)与刻度线相切。(8)容量瓶使用完毕，应洗净、晾干。【讨论分析】(1)你是用什么仪器称量NaCl固体的？如果是托盘天平，称量的质量是多少？与计算量一致吗？为什么？_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)配制溶液时能否将容量瓶先用试剂润洗？__________________________________________________________。(3)在使用容量瓶配制溶液时，为什么必须要等溶液的温度恢复到室温后再将溶液转移到容量瓶中？__________________________________________________________。(4)在用容量瓶配制溶液时，如果加水超过了刻度线，倒出一些溶液，再重新加水到刻度线，这种做法对吗？如果不对，会引起什么误差？__________________________________________________________。(5)如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的偏大还是偏小？_____________________________________________________________________________________________________________________。(6)在定容时，俯视、仰视和平视得到的数据有什么差异？_____________________________________________________________________________________________________________________。(7)假如配制一定浓度的氢氧化钠溶液，应怎样称量氢氧化钠固体？__________________________________________________________。(1)是用托盘天平称量NaCl的质量。用托盘天平称量的NaCl的质量是5.9g，而计算出的NaCl的质量为5.85g，两者不同。因为托盘天平的精确度只有0.1g，对0.05g它不能显示。对5.85g用四舍五入法处理，即5.9g(2)不能。这样会改变溶液的浓度。但可以用蒸馏水润洗(3)如果待配制溶液的温度过高或过低，都会影响所配制溶液浓度的准确性(4)不对。这样会导致一部分溶质流失，使得配制的溶液的物质的量浓度偏小(5)如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，导致部分溶质流失，使得配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的偏小(6)在定容时，如果眼睛的位置偏高、偏低或容量瓶放置歪斜，所观察到的刻度会有较大的误差。仰视时，溶液体积比平视偏大，造成所配制溶液浓度偏小；俯视时，溶液体积比平视偏小，造成所配制溶液浓度偏大(7)氢氧化钠在空气中易吸水，且具有较强的腐蚀性，因此称量时用放在小烧杯中称量[思考]如果配置稀硫酸，该如何操作呢？那么一定浓度溶液的配置步骤是什么?(1)选容量瓶，容量瓶有50毫升、100毫升、250毫升、500毫升、1000毫升等，选取时遵循大而近原则(2)计算，先计算溶质物质的量根据n=cV(其中V是容量瓶的容积)，再计算所需称量固体药品的质量(精确到小数点后0.1g)或者需要量取浓溶液的体积(精确到小数点后0.1毫升)。(3)称量或者量取，用托盘天平称量固体药品，用量简量取浓溶液(4)溶解或稀释，将药品放到烧杯中，用适量蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌，并冷却到室温(如果是浓溶液，则稀释，如果是稀释浓硫酸，需要先加水再加浓硫酸,并缓慢搅拌)(5)转移，将冷却后的溶液沿着玻璃棒注入到容量瓶中(注意玻璃棒末端要伸到容量瓶刻度线以下)(6)洗涤，用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次，并将洗涤液注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀(7)定容，将蒸馏水注入容量瓶，当液面距离刻度线12cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液体的凹液面正好与刻度线相切。(8)摇匀，盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。(9)装瓶、贴标签:把配制好的溶液转移到规定的试剂瓶中，并贴上标签。三、一定物质的量浓度溶液配制在配制一定物质的量浓度的溶液时，很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误差时，要根据cB＝eq\f(nB,V)，围绕实验操作对nB、V的影响来分析。1、（1）凡是使nB增大的因素,使cB偏大(2)凡是使nB减小的因素,使cB偏小(3)凡是使V增大的因素,使cB偏小(4)凡是使V减小的因素,使cB偏大.2、注意事项：①在配制一定物质的量浓度的溶液时，定容时加蒸馏水，一旦超过刻度线，应洗净容量瓶，重配。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实验结果。③定容时俯视、仰视对结果的影响仰视刻度线(图1)，导致溶液体积偏大，所配浓度偏小。俯视刻度线(图2)，导致溶液体积偏小，所配浓度偏大。思考哪些因素或操作影响V？定容操作,或者温度(即未冷却到室温）如果量取浓溶液时候仰视或者俯视呢?3、常见误差分析见下表能引起误差的操作因变量cnBV称量砝码生锈(没有脱落)或者沾有其它物质调节天平零点时，游码放到刻度线的右侧使用游码，且药品砝码位置颠倒药品、砝码位置颠倒（称量4.0g）少量氯化钠粘在称量纸上称量易潮解的物质时间过长用滤纸称量容易潮解的物质溶质中含有其它杂质量取用量筒量取液体溶质时仰视读书用量筒量取液体溶质时，俯视读数量取浓溶液后，洗涤量筒内壁，并将洗涤液转移到容量瓶中量取液体溶质时量筒内有水溶解、洗涤、转移溶解前烧杯中有水溶解搅拌时有少量液体溅出容量瓶内有少量水溶液未冷却到室温就转移到容量瓶中未洗涤或洗涤液未注入容量瓶向容量瓶中转移时有液体溅出定容仰视俯视超过刻度线，吸出一部分水摇匀后液面下降，补充水装瓶试剂瓶刚用蒸馏水洗过【答案】能引起误差的操作因变量cnBV称量砝码生锈(没有脱落)或者沾有其它物质偏大不变偏大调节天平零点时，游码放到刻度线的右侧偏小不变偏小使用游码，且药品砝码位置颠倒偏小不变偏小药品、砝码位置颠倒（称量4.0g）不变不变不变少量氯化钠粘在称量纸上偏小不变偏小称量易潮解的物质时间过长偏小不变偏小用滤纸称量容易潮解的物质偏小不变偏小溶质中含有其它杂质偏小不变偏小量取用量筒量取液体溶质时仰视读书偏大不变偏大用量筒量取液体溶质时，俯视读数减小不变减小量取浓溶液后，洗涤量筒内壁，并将洗涤液转移到容量瓶中偏大不变偏大量取液体溶质时量筒内有水偏小不变偏小溶解、洗涤、转移溶解前烧杯中有水无无无溶解搅拌时有少量液体溅出偏小不变偏小容量瓶内有少量水不变不变不变溶液未冷却到室温就转移到容量瓶中不变偏小偏小未洗涤或洗涤液未注入容量瓶偏小不变偏小向容量瓶中转移时有液体溅出偏小不变偏小定容仰视不变偏大偏小俯视不变偏小偏大超过刻度线，吸出一部分水偏小不变偏小摇匀后液面下降，补充水不变偏大偏小装瓶试剂瓶刚用蒸馏水洗过不变偏大偏小【练习】1、实验室欲用NaOH(固体)配制1.0mol·L－1的NaOH溶液240mL。(1)配制溶液时，一般可分为以下几个步骤：①称量②计算③溶解④摇匀⑤转移⑥洗涤⑦定容其正确的操作顺序为________________。本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、________________。(2)使用容量瓶前必须进行的一步操作是________________。(3)在配制过程中，下列操作会引起所配溶液物质的量浓度偏高的是________。A．转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面B．定容时俯视容量瓶刻度线C．未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容D．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)选择容量瓶要与所配溶液的体积尽可能相近，配制240mL的NaOH溶液，应选250mL的容量瓶。(2)容量瓶在使用前要检验是否漏液。(3)误差分析要根据溶质和溶液体积相对量进行分析。A项造成溶质的量减少，导致结果偏低；B项定容时俯视容量瓶刻度线，造成所配溶液体积偏小，导致结果偏高；C项造成溶液体积偏小，导致结果偏高；D项再加水导致结果偏低。[答案](1)②①③⑤⑥⑦④250mL的容量瓶、胶头滴管(2)检查容量瓶是否漏液(3)BC2．把18.0mol·L－1的浓硫酸稀释成100mL1.80mol·L－1的稀硫酸，实验操作如下：(1)请在下列操作步骤中填写有关的空格：①用量筒量取________mL的18.0mol·L－1的浓硫酸；②将________沿烧杯内壁慢慢注入盛