新教材化学学案2-2溶液组成的定量研究

第二单元溶液组成的定量研究课程目标1．了解物质的量浓度的含义。2．掌握物质的量浓度的有关计算。3．掌握容量瓶的使用方法。4．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。图说考点学业基础——自学·思记·尝试[新知预习]一、物质的量浓度二、配制一定物质的量浓度的溶液以配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液为例。1．主要仪器（1）容量瓶（2）托盘天平、药匙、烧杯、量筒、eq\o(□,\s\up1(11))、eq\o(□,\s\up1(12))、eq\o(□,\s\up1(13))。2．实验步骤三、化学反应的计算1．确定未知物质的量浓度的思路（1）借助某个特定反应中消耗的溶质的物质的量进行计算。（2）将已知物质的量浓度的溶液与一定体积未知物质的量浓度的溶液反应，根据反应时消耗已知物质的量浓度溶液的体积，通过计算确定未知浓度溶液的物质的量浓度。2．化学反应中的计量关系（1）化学反应中参加反应各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的eq\o(□,\s\up1(26))之比。（2）对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其eq\o(□,\s\up1(27))之比。[即时自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”（1）1molNaCl溶于1L水所得溶液中溶质的物质的量浓度是1mol·L－1。（）（2）将25gCuSO4·5H2O溶于水配成1L溶液，所得溶液中溶质的物质的量浓度为0.1mol·L－1。（）（3）把1molNH3通入水中得到1L溶液，所得溶液中溶质的物质的量浓度为1mol·L－1。（）（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的部分。（）2．1mol·L－1的NaCl溶液表示（）A．溶液中含有1molNaClB．1molNaCl溶于1L水中C．58.5gNaCl溶于941.5g水中D．1L溶液中含有NaCl58.5g3．容量瓶的瓶壁上未标有的是（）A．刻度线B．温度C．浓度D．容积4．从2L1mol·L－1NaOH溶液中取出100mL，下列有关这100mL溶液的叙述错误的是（）A．浓度为0.1mol·L－1B．浓度为1mol·L－1C．含NaOH4gD．含NaOH0.1mol5．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（）核心素养——合作·探究·分享物质的量浓度的基本计算和判断[例1]下列溶液中物质的量浓度为1mol·L－1的是（）A．将40gNaOH溶解在1L水中B．将22.4LHCl气体溶于水配成1L溶液C．将1L10mol·L－1浓盐酸加入9L水中D．将10gNaOH溶解在少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为250mL[提升1]下列说法正确的是（）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。A．40gNaOH溶于水所得1L溶液的浓度为1mol·L－1B．1mol·L－1的Na2CO3溶液中Na＋的浓度为1mol·L－1C．从1L0.1mol·L－1的NaCl溶液中取出0.1L溶液，则NaCl的浓度变为0.01mol·L－1D．1L0.2mol·L－1的Na2SO4溶液中，Na＋的物质的量为0.2mol[提升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。（1）用14.2g无水硫酸钠配制成500mL溶液，其物质的量浓度为mol/L。（2）若从中取出50mL溶液，其物质的量浓度为mol·L－1；溶质的质量为g。（3）若将这50mL溶液用水稀释到100mL，所得溶液中Na＋的物质的量浓度为mol·L－1，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的物质的量浓度为mol·L－1。关键能力物质的量浓度的计算类型和方法1．已知一定体积的溶液中溶质的量，计算物质的量浓度（c）2．标准状况下，气体溶液的物质的量浓度（c）的计算（2）若已知溶液的密度：标准状况下，VL气体（摩尔质量为Mg·mol－1）溶于V（H2O）L中，所得溶液密度为ρ（g·mL－1），则：①气体的物质的量：n＝eq\f(V（L）,22.4L·mol－1)；②溶液体积：V＝eq\f(m溶液（g）,ρ（g·mL－1）)×10－3L·mL－1；③再根据c＝eq\f(n,V（溶液）)知，c＝eq\f(1000（mL·L－1）·ρ（g·mL－1）·V（L）,M（g·mol－1）·V（L）＋22400（g·mol－1）·V（H2O）（L）)。eq\a\vs4\al(状元随笔)溶液稀释计算中的“三个守恒”①溶质的物质的量守恒：c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀）；②溶质的质量守恒：m（浓）·w（浓）＝m（稀）·w（稀）；③溶液的质量守恒：m（稀）＝m（浓）＋m（水）。[提升3]常温下，将20g质量分数为14%的KNO3溶液跟30g质量分数为24%的KNO3溶液混合，得到密度为1.15g/cm3的混合溶液，计算：（1）该混合溶液中KNO3的质量分数。（2）该混合溶液中KNO3的物质的量浓度。物质的量浓度与溶质的质量分数的换算公式：cB＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－1。M：溶质B的摩尔质量ρ：溶液密度（g·mL－1）w：溶质的质量分数一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析[例2]实验室配制500mL0.5mol·L－1的NaCl溶液，有如下操作步骤：①把称量的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500mL容量瓶中。③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1～2cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。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）本实验用到的基本实验仪器有。（3）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？（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。（4）若出现如下情况，对所配溶液浓度将有何影响？（填“偏高”“偏低”或“无影响”）没有进行操作步骤④；加蒸馏水时不慎超过了刻度。（5）若实验过程中出现如下情况应如何处理？加蒸馏水时不慎超过了刻度线；向容量瓶中转移溶液时（操作步骤②）溶液流到容量瓶外面。eq\a\vs4\al(状元随笔)容量瓶读数的仰视和俯视①仰视刻度线（图1）。加水量偏多，导致溶液体积偏大，结果偏低。②俯视刻度线（图2）。加水量偏少，结果偏高。[提升4]下列配制的溶液浓度偏高的是（）A．配制盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线B．配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线C．称量4.0gNaOH配制0.1mol·L－1NaOH溶液1000mL时，砝码错放在左盘D．NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线①用托盘天平称量时，切记“左物右码”。②读数计算应为m物＝m砝码＋m游码。关键能力1.配制溶液“十字”表达：算（计算）→量（称量或量取）→溶（溶解）→冷（冷却）→移（移液）→洗（洗涤）→振（振荡）→定（定容）→摇（摇匀）→贴（转入试剂瓶，贴标签）。2．误差分析能引起误差的一些操作mVc托盘天平天平的砝码沾有其他物质或已生锈增大不变偏大药品、砝码左右位置颠倒，且使用了游码减小不变偏小称量易潮解的物质（如NaOH）时间过长减小不变偏小量筒用量筒量取液体时，仰视读数增大不变偏大用量筒量取液体时，俯视读数减小不变偏小烧杯和玻璃棒搅拌时部分液体溅出减小不变偏小未洗烧杯和玻璃棒减小不变偏小容量瓶未冷却到室温就注入容量瓶定容不变减小偏大向容量瓶转移溶液时有少量液体流出减小不变偏小定容时，水加多了，用滴管吸出减小不变偏小定容时，俯视读刻度数不变减小偏大定容时，仰视读刻度数不变增大偏小eq\a\vs4\al(状元随笔)误差分析的依据：根据c＝eq\f(n,v)＝eq\f(m,MV)，m偏大，c偏大；V偏大，c偏小化学反应的计算[例3]标准状况下，3.25g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气。下列比例式正确的是（）A．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol1mol3.25gxLB．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g1L3.25gxLC.Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol22.4L0.05molxLD．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g1mol3.25gxL[提升5]把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。有关该反应的下列说法正确的是（）A．反应中Na与NaOH的质量相等B．反应中H2O和H2的质量相等C．反应中H2O和H2的质量之比为2∶1D．反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1[提升6]Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48L。下列推断中不正确的是（）A．参加反应的Mg、Al共0.2molB．参加反应的HCl为0.4molC．Mg、Al在反应中共失去0.4mol电子D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2molH2关键能力物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤eq\a\vs4\al(状元随笔)①书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。②单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。③如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。学考评价——夯实·测控·演练1.（双选）欲配制1.00mol·L－1Na2CO3溶液100mL，不需要使用的仪器是（）A．100mL容量瓶B．蒸馏烧瓶C．玻璃棒D．锥形瓶2．将5mol·L－1盐酸10mL稀释到200mL，再取出5mL，这5mL溶液的物质的量浓度是（）A．0.05mol·L－1B．0.25mol·L－1C．0.1mol·L－1D．0.5mol·L－13．下列溶液中氯离子浓度与50mL1mol·L－1AlCl3溶液中Cl－浓度相等的是（）A．150mL1mol·L－1的NaCl溶液B．75mL2mol·L－1的NH4Cl溶液C．150mL3mol·L－1的KCl溶液D．75mL2mol·L－1的FeCl3溶液4．现需要配制500mL1mol·L－1硫酸溶液，（1）需用质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3的浓硫酸mL。（2）容量瓶使用前检验漏水的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）若实验遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响（填写“偏大”“偏小”或“不变”）？①稀释的硫酸转移到容量瓶中后未洗涤烧杯：________________________________________________________________________。②趁热将溶液注入容量瓶中并定容：________________________________________________________________________。③摇匀后发现液面低于刻度线于是又加水：________________________________________________________________________。④容量瓶中原有少量蒸馏水：________________________________________________________________________。⑤定容时俯视液面：。5．0.56g氧化钙恰好与20mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是（）A．0.10mol·L－1B．0.20mol·L－1C．0.50mol·L－1D．1.00mol·L－1练后感悟与物质的量浓度计算有关的“三个”注意事项（1）进行物质的量浓度的有关计算时，各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c＝n/V，充分利用有关物质的量的计算公式，发挥物质的量的桥梁作用。（2）已知溶液的密度时，溶液的体积V（溶液）＝m（溶液）/ρ（溶液）。（3）运用电荷守恒时，要特别注意离子所带电荷数要参与计算，即离子浓度要乘以每个离子所带电荷的数值。第二单元溶液组成的定量研究学业基础新知预习单位体积物质的量cBmol·L－1mol/Leq\f(nB,V)1mol容量温度eq\o(□,\s\up1(10))50mL、100mL、250mL、500mLeq\o(□,\s\up1(11))玻璃棒eq\o(□,\s\up1(12))容量瓶(100mL)eq\o(□,\s\up1(13))胶头滴管eq\o(□,\s\up1(14))0.1moleq\o(□,\s\up1(15))5.85geq\o(□,\s\up1(16))5.9geq\o(□,\s\up1(17))玻璃棒eq\o(□,\s\up1(18))100mL容量瓶eq\o(□,\s\up1(19))玻璃棒引流eq\o(□,\s\up1(20))2～3eq\o(□,\s\up1(21))容量瓶中eq\o(□,\s\up1(22))1～2cmeq\o(□,\s\up1(23))胶头滴管eq\o(□,\s\up1(24))名称eq\o(□,\s\up1(25))浓度eq\o(□,\s\up1(26))化学计量数eq\o(□,\s\up1(27))体积即时自测1．答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×2．答案：D3．解析：容量瓶上标有：刻度线、温度、容积。答案：C4．答案：A5．解析：用托盘天平称量药品应左物右码，A项不正确；向容量瓶转移液体应用玻璃棒引流，C项不正确；定容时，胶头滴管不能插入容量瓶内，D项不正确。答案：B核心素养例1【解析】根据公式c＝eq\f(n,V)，n为溶质的物质的量，V为溶液的体积。A项溶液的体积不等于1L；B项22.4LHCl的物质的量不一定是1mol；C项，盐酸与水混合后，溶液体积不是10L；D项n(NaOH)＝0.25mol，V[NaOH(aq)]＝0.25L，c(NaOH)＝1mol/L。【答案】D提升1解析：A项，40gNaOH的物质的量为1mol，又因溶液体积为1L，由公式得c＝eq\f(n,V)＝eq\f(1mol,1L)＝1mol·L－1，A项正确；B项，Na2CO3溶液的浓度为1mol·L－1，则Na＋浓度为2mol·L－1，B项错误；C项，原溶液浓度为0.1mol·L－1，则取出的0.1L溶液和剩余的0.9L溶液的浓度都为0.1mol·L－1，C项错误；D项，n(Na2SO4)＝cV＝0.2mol·L－1×1L＝0.2mol，则n(Na＋)＝2n(Na2SO4)＝2×0.2mol＝0.4mol，D项错误。答案：A提升2解析：(1)n(Na2SO4)＝eq\f(14.2g,142g·mol－1)＝0.1mol，c(Na2SO4)＝eq\f(0.1mol,0.5L)＝0.2mol·L－1。(2)从中取出50mL溶液，浓度仍为0.2mol·L－1，溶质的质量为m＝n·M＝c·V·M＝0.2mol·L－1×0.05L×142g·mol－1＝1.42g。(3)50mL溶液用水稀释到100mL，据c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，溶液中Na2SO4物质的量浓度变为原来的eq\f(1,2)，即0.1mol·L－1，故溶液中Na＋的物质的量浓度为0.2mol·L－1，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的物质的量浓度为0.1mol·L－1。答案：(1)0.2(2)0.21.42(3)0.20.1提升3解析：(1)混合后溶液中KNO3的总质量为：20×14%＋30×24%＝10g。溶液总质量为：20g＋30g＝50g。混合后溶液中KNO3的质量分数为：w(KNO3)＝eq\f(10g,50g)×100%＝20%。(2)混合后溶液中的KNO3的物质的量为：n(KNO3)＝eq\f(10g,101g·mol－1)＝0.099mol，混合后溶液的总体积为：V[KNO3(aq)]＝eq\f(50g,1.15g·mL－1)＝43.5mL≈4.35×10－2L。混合后溶液中KNO3的物质的量浓度为：c(KNO3)＝eq\f(0.099mol,4.35×10－2L)≈2.28mol/L。答案：(1)20%(2)2.28mol/L例2【解析】(2)为防止仪器的遗漏，可根据步骤进行选取。(3)根据c＝eq\f(n,V)，V偏小，c偏高。(5)加蒸馏水超过刻度，V偏大，c偏低，这种情况下配制的溶液浓度不是0.5mol·L－1，因此要重配。【答案】(1)①②④③⑤(2)500mL容量瓶、托盘天平、药匙、烧杯、胶头滴管、玻璃棒(3)偏高(4)偏低偏低(5)重配重配提升4解析：A项俯视刻度线，将会使量得的盐酸体积小于计算值，导致浓度偏低；B项定容时仰视容量瓶刻度线，将会导致加水量增多，使溶液浓度偏低；C项由于所称NaOH固体的质量为整数，不需移动游码，故称得固体NaOH的质量是准确的，不会影响到配制溶液的浓度；D项因热胀冷缩之故，会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线，导致所配溶液浓度偏高。答案：D例3【解析】A项，上下单位不同，错误；B项，左右物理量不对应，错误；D项，上下单位不同，错误。【答案】C提升5解析：该反应中，Na与NaOH的物质的量之比为1∶1，质量之比为23∶40，所以A项错误，D项正确；H2O与H2的物质的量之比为2∶1，质量之比为18∶1，所以B项、C项均错误。答案：D提升6解析：反应的实质为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol，则参加反应的n(H＋)＝0.4mol，即参加反应的HCl为0.4mol。若换成稀硫酸，同样产