2.3.4配制一定物质的量浓度的溶液（导学案）高一化学

第二章海水中的重要元素—钠和氯第三节物质的量第四课时配制一定物质的量浓度的溶液【学习目标】1.通过小组讨论交流，设计溶液的配制方案并进行评价，形成科学合理的配制溶液的方案，培养学生从定量的角度认识“宏观辨识和微观探析”的核心素养。2.通过问题探究、实验操作、分析归纳，知道使用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液的方法及注意事项，学会误差分析，培养创新意识。形成善于合作、敢于质凝的科学探究意识。【学习重点】学会一定物质的量浓度的溶液的配制方法。【学习难点】实验中的误差分析。【课前预习】旧知回顾：配制100g质量分数0.9%的NaCl溶液需要的实验仪器有托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒，实验步骤：计算→称量→量取→溶解→装瓶。新知预习：1.配制100ml1.00mol/LNaCl溶液需要的主要仪器有：100mL容量瓶、托盘天平（电子天平或分析天平）、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒。配制步骤：①查漏②称量或量取③溶解④转移（冷却）⑤洗涤⑥定容⑦摇匀⑧装瓶（贴签）。【课中探究】情景导入：在日常生活生产中，很多物质具有的特殊作用，在浓度上都是有要求的。例如体积分数为75%的酒精溶液可用于杀菌消毒；质量分数0.9%的氯化钠溶液可作生理盐水等。在实验室中，我们可以直接用固体或液体试剂来配制一定物质的量浓度的溶液。（见PPT图片）一、一定物质的量浓度溶液的配制活动一、容量瓶的使用及实验步骤任务一、一定物质的量浓度溶液的配制需要使用容积精确的仪器容量瓶,阅读教材P5859页内容，结合图224和“资料卡片”，观察实物样品，思考使用容量瓶的注意事项是什么？【答案要点】①构造：带有磨口玻璃塞；细长颈、梨形、平底玻璃瓶；颈部标有刻度线,瓶上标有容积、温度。②常用规格：50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL。③选用原则：等大或稍大，例如：配制体积为480mL的一定物质的量浓度的溶液,应选用规格为500mL。④用途：在所标温度下，配制准确的一定物质的量浓度的溶液。强调容量瓶属于精确仪器，配制一定溶质质量分数的溶液不需要用容量瓶。⑤注意事项：a.容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上，以防止损坏或丢失。b.在使用前，首先要检查容量瓶是否完好，瓶口处是否漏水。检验程序：加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋转180°→倒立→查漏。c.容量瓶使用完毕，应洗净、晾干。(对于玻璃磨口瓶塞，应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条，以免瓶塞与瓶口粘连。)d.“四不能”：不能用容量瓶溶解固体、不能稀释浓溶液、不能做反应容器、不能长期存放溶液等。任务二、应用探究：结合教材P59页【实验210】和P60页图226配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。【答案要点】①主要仪器：托盘天平(分析天平)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、量筒。②实验步骤：a.计算：需要NaCl固体的质量为5.85g；b.称量：用托盘天平准确称取NaCl固体5.9g。c.溶解：将称好的NaCl固体放入烧杯中，用适量的蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌，并冷却至室温。d.移液：将烧杯中的溶液用玻璃棒引流到100mL容量瓶中。e.洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁2—3次，并将洗涤液都注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。f.定容：将蒸馏水注入容量瓶中，当液面离容量瓶颈刻度线下12cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。g.摇匀:盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。h.装瓶贴签：容量瓶不能久贮溶液，因此配制好的溶液要及时转入试剂瓶，并贴好标签。任务三、归纳总结：结合教材P60页图226配制100mL1.00mol/LNaCl溶液实验过程，填写下表内容。【答案要点】①图示：②图示解读：配制步骤仪器操作图解注意事项计算如配制480mL溶液，应按500mL来计算称量小烧杯、托盘天平天平使用(托盘天平精确到0.1g)，NaOH不能放纸上量取量筒、滴定管量筒残留液不要洗涤(精确到0.1mL)③溶解/稀释小烧杯、玻璃棒在小烧杯中用蒸馏水将称出的固体溶解，并用玻璃棒棒不断搅拌(玻璃棒的作用是：搅拌)④冷却溶液冷却到室温，否则会使所配溶液的浓度偏大⑤移液××mL容量瓶待烧杯内溶液恢复室温后，用玻璃棒(作用是：引流)，将其缓缓注入一定容积的容量瓶中⑥洗涤用蒸馏水将烧杯内壁和玻璃棒洗涤2～3次，并将洗涤液全部注入容量瓶。转移后，烧杯未洗涤会使所配溶液浓度偏小⑦振荡使溶液充分混合⑧定容胶头滴管将蒸馏水注入容量瓶，液面距离容量瓶颈刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切。使用胶头滴管的目的是：便于控制加水量，定容时，俯视标线会使所配溶液的浓度偏大⑨摇匀塞好瓶塞，用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转，使溶液混合均匀准确定容振荡静置后，液面低于标线所配溶液的浓度：无影响⑩装瓶贴签试剂瓶将容量瓶中的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签，标明浓度【对应练习】1．下列实验操作正确的是()A．用托盘天平称量11.50gNaCl固体B．用100mL量筒量取5.5mL稀盐酸C．使用容量瓶配制溶液，移液时应洗涤烧杯2～3次D．溶解后的氢氧化钠趁热转移到容量瓶中【答案】C【解析】托盘天平只能精确到0.1g，无法称量11.50gNaCl固体；选用量筒时，应该满足量筒的规格与量取的液体体积最接近原则，如量取5.5mL溶液，应该选用10mL的量筒；氢氧化钠固体溶解时会放出热量，如果不冷却溶液直接转移，定容后，溶液有热胀冷缩的性质，会导致溶液的体积偏小，物质的量浓度偏大；使用容量瓶配制溶液，为了减小误差，移液时应洗涤烧杯2～3次，并将洗涤液转移到容量瓶中，故C正确。2．某同学欲配制100mL0.10mol/LCuSO4溶液。以下操作①~④是其配制过程及示意图，关于该配制过程，下列说法正确的是（）A．操作①中，称取2.5g胆矾晶体，并于烧杯中加水溶解B．操作②中，容量瓶使用前需用自来水、蒸馏水洗涤，干燥后才可用C．操作③为定容，按图示观察，将导致所配溶液浓度偏高D．操作④摇匀后静置，发现液面低于刻度线，继续加水至凹液面与刻度线相切【答案】A【解析】A．称取胆矾晶体的质量为0.1L×0.1mol/L×250g/mol=2.5g，并在烧杯中加水溶解，故A符合题意；B．容量瓶使用前应用蒸馏水洗涤，由于定容时也需要加蒸馏水，所以无需干燥，故B不符合题意；C．按图示观察会导致所配溶液体积偏大，根据c=n/V，浓度偏小，故C不符合题意；D．发现液面低于刻度线后不应加水，如果加水溶液体积偏大，浓度偏低，故D不符合题意；答案为：A。活动二、其它实验仪器的使用及操作注意事项任务一、实验中计算需NaCl固体5.85g，为何用托盘天平称取5.9gNaCl固体？若用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸有何不同？【答案要点】①用固体配制溶液需要称量，常用称量器有电子太平（精确度0.01g或更高),托盘天平(精确度0.1g)，所以不能用托盘天平称取5.85gNaCl固体，5.85g按四舍五入只能称5.9g；称量时要左物右码；要用称量纸，如果是NaOH等具有腐蚀性的药品要用表面皿或者烧杯。②用液体配制溶液需要用量筒量取，所以用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸不用托盘天平，要用比所要量取的溶液体积稍大的量筒。任务二、问题探究：（1）配制480mL溶液选用什么规格的容量瓶?【答案要点】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规格。选用500mL的容量瓶。（2）要配制1L0.1mol·L1CuSO4溶液,需要CuSO4粉末或CuSO4·5H2O的质量一样吗?【答案要点】不一样。1L0.1mol·L1CuSO4溶液,溶质CuSO4的物质的量n=1L×0.1mol·L1=0.1mol,则需要CuSO4粉末质量0.1mol×160g·mol1=16.0g,CuSO4·5H2O的质量0.1mol×250g·mol1=25.0g。（3）实验过程中，玻璃棒的作用是什么？溶解时要注意什么问题？【答案要点】①玻璃棒作用：溶解时，搅拌，加快溶解速率；转移溶液时，引流，避免溶液洒在外面，保证溶质完全转移至容量瓶，减少误差。②溶解固体，如氢氧化钠，或者稀释浓溶液，如浓硫酸时，要冷却到室温才能转入到容量瓶中；应用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。【对应练习】1.实验室中需要配制0.2mol·L－1的硫酸铜溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的胆矾的质量分别是()A．950mL；30.4g B．950mL；47.5gC．1000mL；50.0g D．1000mL；32.0g【答案】C【解析】容量瓶的规格主要有：50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL。容量瓶的选择×1L×250g·mol－1＝50.0g。2．某同学用碳酸钠配制0.10mol·L－1碳酸钠溶液的过程如图所示。你认为该同学的错误有()A．①⑤⑥B．②④⑦C．①⑥⑦D．⑤⑥⑦【答案】C【解析】称量碳酸钠固体时，应将被称量物放在托盘天平的左盘，砝码放在右盘，①错误；定容时，视线应与凹液面最低处相切，⑥错误；摇匀时，应将容量瓶反复上下颠倒而不是左右摇，⑦错误，故C项正确。二、实验误差分析活动一、探究引起误差的依据任务一、讨论交流：配制一定物质的量浓度溶液时，产生误差的依据是什么？【答案要点】根据cB＝eq\f(nB,V)＝eq\f(m,M·V)判断。其他条件不变时：①从改变溶质的物质的量角度分析：如称量错误等；②从改变溶液体积角度分析：如两次定容、俯视、仰视等。结论：使m增大(或减小)的因素，导致cB偏大(或偏小)；使V增大(或减小)的因素，导致cB偏小(或偏大)。任务二、问题探究：结合教材P60页“思考与讨论”，思考（1）为什么要用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶?【答案要点】烧杯中的溶液转移到容量瓶后，烧杯的内壁何玻璃棒上还沾有少量溶液，若不用蒸馏水洗涤烧杯，容量瓶中的溶质就会减少，导致所配溶液中溶质的物质的量浓度偏低。为了减少溶质的损失，应用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。(2)如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外,最后配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的大了还是小了?【答案要点】如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外,最后配成的溶液中溶质的实际浓度会比所要求的小。因为洒出的溶液中含有溶质，所以转移到容量瓶中的溶质比称量时少，即容量瓶内溶质的物质的量减少。(3)如果在读数时,仰视或者俯视容量瓶上的刻度线,最后配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的大了还是小了？【答案要点】配制时，如果仰视刻度线，则所加水的体积多，最后配成的溶液中溶质的实际浓度会比所要求的小；如果俯视刻度线，则所加水的体积少，最后配成的溶液中溶质的实际浓度会比所要求的大。【对应练习】1．某学生欲配制0.1mol·L－1氢氧化钠溶液100mL，下列操作会造成实际浓度偏高的是()A．空盘时天平指针指向左边B．把烧碱放在滤纸上称量C．定容时俯视刻度线D．使用部分变质的烧碱【答案】C【解析】选项A、B中的操作都会导致所称量的氢氧化钠偏少，使配制的溶液浓度偏低；选项C中的操作会导致溶液体积减小，使配制的溶液浓度偏高；D中氢氧化钠的质量减小，使配制的溶液浓度偏低。2．配制250mL0.1mol/LCuSO4溶液，下列说法正确的是（）A．先称取4.0gCuSO4，再将其溶于250mL蒸馏水B．容量瓶未干燥即用来配制溶液会导致配制的溶液浓度偏低C．转移溶液没有用蒸馏水洗涤烧杯，直接用蒸馏水定容，导致配制溶液浓度偏低D．定容时俯视容量瓶刻度线使得溶液物质的量浓度偏低【答案】C【解析】A．250mL不是水的体积，而是溶液的体积，A项错误;B．容量瓶未干燥用来配置溶液对溶液浓度无影响，B项错误；C．转移溶液时，应用蒸馏水洗涤烧杯2~3次，将洗涤液一并转移到容量瓶，因为烧杯内壁和玻璃棒上可能有残留溶质，若没有用蒸馏水洗涤烧杯，直接用蒸馏水定容，会导致溶质减小，进而导致溶液浓度偏低，C项正确；D．定容时，俯视容量瓶的刻度线，溶液的体积偏小，溶液浓度偏高，D项错误；故选C。活动二、探究引起误差的操作任务一、讨论交流：配制一定物质的量浓度溶液时，哪些操作可能引起实验误差，完成表中内容。【答案要点】能引起误差的一些操作mVcB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涤烧杯和玻璃棒减小不变偏小容量瓶溶液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，俯视刻度线不变减小偏大定容时，仰视刻度线不变增大偏小任务二、定容时仰视或俯视刻度线对实验结果会有哪些影响呢？【答案要点】①图示分析：②仰视刻度线(图甲)。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看见的是刻度线，刻度线低于液面的实际高度，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，浓度偏小。③俯视刻度线(图乙)。与仰视刻度线恰好相反，刻度线高于液面的实际高度，故加水量偏少，导致溶液体积偏小，浓度偏大。【对应练习】1．下列配制的溶液浓度偏高的是()A．配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线B．配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线C．配制烧碱溶液时，没有洗涤溶解烧碱的烧杯和玻璃棒D．配制烧碱溶液时，烧碱溶解后未经冷却即注入容量瓶并加水至刻度线【答案】D【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，导致加水量增多，溶液浓度偏低；C项，未洗涤烧杯、玻璃棒，导致溶质减少，溶液浓度偏低；D项，溶液在容量瓶中冷却后液面低于刻度线，溶液体积减小，溶液浓度偏高。2．实验室欲用Na2CO3·10H2O晶体配制100mL1mol·L－1的Na2CO3溶液，下列说法正确的是()A．要完成实验需称取10.6gNa2CO3·10H2O晶体B．本实验需用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、500mL容量瓶C．配制时若容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水会导致溶液浓度偏低D．定容时俯视刻度线会导致溶液浓度偏高【答案】D【解析】配制100mL1mol·L－1的Na2CO3溶液，需要Na2CO3·10H2O晶体的质量m＝1mol·L－1×286g·mol－1×0.1L＝28.6g，A项错误；定容时，需要向容量瓶中加入蒸馏水，所以配制时若容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对溶液浓度无影响，C项错误；定容时俯视刻度线，导致溶液体积偏小，依据c＝eq\f(n,V)可知溶液浓度偏高，D项正确。【课后巩固】1．（易）教材作业：P1819页练习5、6、102．（易）用固体样品配制一定物质量浓度的溶液，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（）A．称量 B．溶解 C．转移 D．定容【答案】B【解析】A项，托盘天平称量时应是左物右码，错误；B项，固体溶解在烧杯中进行，正确；C项，向容量瓶中转移溶液时应该用玻璃棒引流，错误；D项，定容时胶头滴管不能插入容量瓶中，错误。3．（易）配制0.1mol·L－1NaCl溶液，下列操作会导致所配溶液的物质的量浓度偏高的是A．称量时，左盘低，右盘高 B．定容时仰视读取刻度C．原容量瓶洗净后未干燥 D．溶解NaCl时有溶液溅出【答案】A【解析】A项，称量时，左盘低，右盘高说明称取的氯化钠质量偏大，溶液中氯化钠的物质的量偏大，导致所配溶液的物质的量浓度偏高，正确；B项，定容时仰视读取刻度会使溶液体积偏大，导致所配溶液的物质的量浓度偏低，错误；C项，原容量瓶洗净后未干燥对氯化钠的物质的量和溶液的体积没有影响，对所配溶液的物质的量浓度无影响，错误；D项，溶解氯化钠时有溶液溅出会使氯化钠的物质的量偏小，导致所配溶液的物质的量浓度偏低，错误。4．（易）关于容量瓶的几种叙述：①是配制一定物质的量浓度的溶液的仪器；②不宜贮存溶液；③不能用来加热；④使用之前要检查是否漏水；⑤需要240mL一定物质的量浓度的氯化钠溶液，用250mL的容量瓶配制；⑥用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗。这些叙述正确的是()A．①②③④⑤ B．②③⑤⑥C．①②④⑥ D．②③④⑥【答案】A【解析】容量瓶是配制一定物质的量浓度的溶液的专用仪器，使用前要先检查容量瓶是否漏水，容量瓶不能加热，不能用容量瓶长期贮存配制好的溶液。容量瓶规格：50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等。容量瓶不用待配溶液润洗。5．（中）某实验需1mol·L－1NaOH溶液90mL，配制该NaOH溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下：下列说法正确的是()A．用托盘天平和滤纸称取3.6g氢氧化钠固体B．NaOH在烧杯中完全溶解，立即转移到容量瓶中C．操作①时，若俯视容量瓶的刻度线，使配得的NaOH溶液浓度偏低D．上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤【答案】D【解析】需要1mol·L－1NaOH溶液90mL，应选择100mL容量瓶，需要氢氧化钠的质量：0.1L×1mol·L－1×40g·mol－1＝4.0g，同时注意在烧杯中称量，A项错误；NaOH在烧杯中溶解冷却后转移到容量瓶中，B项错误；俯视容量瓶的刻度线导致溶液体积偏小，依据c＝eq\f(n,V)可知，会使溶液浓度偏高，C项错误；配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等，即操作顺序为③②④⑥①⑤，D项正确。6．（中）实验室需要配制0.1mol·L－1NaOH溶液450mL时，使所配制的溶液浓度偏低的操作是()①将NaOH固体放在称量纸上称量，再转移到烧杯中溶解②烧杯中NaOH溶液移入容量瓶后没有洗涤烧杯③实验用的容量瓶洗净后未干燥，里面含有少量水④用天平准确称量1.8gNaOH固体⑤NaOH固体已潮解A．①②③⑤B．②③④C．①③④D．①②④⑤【答案】D【解析】①将NaOH固体放在称量纸上称量，再转移到烧杯中溶解，导致氢氧化钠潮解甚至变质，配制的溶液中氢氧化钠的物质的量偏小，根据c＝eq\f(n,V)可知，配制的溶液浓度偏低；②烧杯中NaOH溶液移入容量瓶后没有洗涤烧杯，导致配制的溶液中溶质的物质的量减小，配制的溶液浓度偏低；③实验用的容量瓶洗净后未干燥，里面含有少量水，由于定容时需要加入蒸馏水，对配制的结果没有影响；④应用500mL容量瓶，计算、用天平准确称量2.0gNaOH固体，溶质的物质的量减小，配制的溶液浓度偏低；⑤氢氧化钠吸水潮解，溶质的物质的量减小，可使配制的溶液浓度偏低。7．（中）配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验，下列有关说法正确的是（）A．容量瓶用蒸馏水洗净后，必须干燥才能用于配制溶液B．配制1L0.1mol·L－1的NaCl溶液时，用托盘天平称量5.85gNaCl固体C．配制一定物质的量浓度的溶液时，定容时仰视刻度线会导致所配溶液浓度偏高D．用浓盐酸配制稀盐酸，量取浓盐酸时仰视量筒的刻度线会导致所配溶液浓度偏高【答案】D【解析】A、容量瓶中是否含有水，对实验无影响，故A错误；B、托盘天平的读数：小数点后保留1位，故B错误；C、定容时，眼睛注视刻度线，因此定容时，仰视刻度线，造成溶液的体积增大，所配溶液浓度偏低，故C错误；D、量筒刻度从下到上增大，量取浓盐酸时，仰视量筒刻度线，造成所配溶液中溶质的物质的量增大，即所配溶液浓度偏高，故D正确。8．（难）配制480mL0.2mol·L1的FeSO4溶液，配制过程中有如下操作步骤：①把称量好的绿矾(FeSO4·7H2O)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___________中；③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距离刻度l～2cm处，改用________________滴加蒸馏水至液面与刻度线相切；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将容量瓶塞紧，反复上下颠倒，摇匀；⑥待溶液恢复到室温。请填写下列空白：(1)实验操作步骤的正确顺序为(填序号)___________，完成此配制实验，除了量筒、烧杯、玻璃棒外还需要的常见的玻璃仪器有_____________________。(2)实验室用绿矾(FeSO4·7H2O)来配制该溶液，用托盘天平称量