高中化学人教版必修1学案12第3课时物质的量在化学实验中的应用

第3课时物质的量在化学实验中的应用

一、物质的量浓度

(1)概念：表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液

组成的物理量。

⑵表达式：CB=岸。

(3)单位：mobl/2o

二、一定物质的量浓度溶液的配制

以配制100mL1.00mol-L1NaCl溶液为例。

1.主要仪器

(1)托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容

量瓶。

(2)容量瓶：

2.实验步骤

(1)计算：根据〃=c・V知，n(NaCl)=0JmoI,zn(NaCD=5.85go

⑵称量：

⑶溶解：

(4)移液:

(5)洗涤、振荡：将烧杯内壁和玻璃棒洗涤2〜3次，并将洗涤液都

转移至容量瓶，轻轻摇动，使溶液混合均匀。

(6)定容：

(7)摇匀：

知识点一物质的量浓度的概念

一、物质的量浓度

(1)定义：单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，称为B的物质

的量浓度，符号为CB,单位为mol/L(或moll-】)。

(2)公式：CB=岸。

(3)关于物质的量浓度的注意事项：

①物质的量浓度概念中的体积是溶液的体积(且以升为单位),而不

是溶剂的体积。1是指1L溶液中含有1mol溶质，而不是1L

溶剂中溶有1mol溶质。

②溶质的量用物质的量表示，而不用质量表示。

③从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，物质的量

浓度不变。

④若物质的量浓度相同，体积不同时，则所含溶质物质的量也不

同。

⑤根据〃=cV,在物质的量浓度相同、体积相同的溶液里，所含

溶质物质的量相同。

⑥用结晶水合物配制溶液时，其溶质不应包含结晶水。例如，25g

胆研(CUSO/5H2O)溶于水后形成的溶液，溶质是CuSO4,而不是

CUSO4-5H2OO

二、物质的量浓度与质量分数的区别与联系

遁/学后反思1.判断正误。

-1

⑴将1molNaCl溶于1L水中，则所得溶液的浓度为1moI-Lo

(X)

解析：溶剂的体积是1L,溶液的体积不是1L。

(2)将1gNaOH溶于水制成1L溶液,则所得溶液的浓度为1mol・L

-1o(X)

解析：1molNaOH溶于水配成1L溶液，其物质的量浓度为1

mobL-1,而今溶质的物质的量不是1mol。

(3)从100mL1moIL-1的硫酸溶液中量取10mL,其浓度是1

moI-L-1o(V)

解析：溶液取出前后浓度没有发生变化，故硫酸的物质的量浓度

仍是1mol«L-1o

2.同体积、同物质的量浓度的不同溶质的溶液中，所含溶质的物

质的量有什么关系？

提示：体积、物质的量浓度相等，则溶质的物质的量相等，与溶

液中具体存在哪种溶质无关。

［例1］下列说法中正确的是()

A.1L水中溶解58.5gNaCI,该溶液的物质的量浓度为1mol/L

B.从IL2mol/L的H2sO4溶液中取出0.5L,该溶液的浓度为1

mol/L

C.配制500mL0.5moI/L的C11SO4溶液，需62.5g胆研

D.中和100mL1mol/L的H2s04溶液，需NaOH4g

［思路分析］(1)正确应用物质的量浓度进行化学计算，不仅要算

数值，还要算数值的单位。

(2地=噜可变形应用，即篦B=CBV或片詈。

(3)注意带结晶水的物质溶质的计算。

［解析］A项中58.5gNaCI的物质的量为1mol,但溶液的体积并

不是1L水的体积，所以物质的量浓度无法计算。B项中取出0.5L的

溶液,它的物质的量浓度并未发生变化，仍为2moi/L,0.5L溶液中所

含的溶质是1L溶液中的一半。C项中因为500mL0.5mol/L的CuSO4

溶液中，CuSO4的物质的量为0.5LXO.5mol/L=0.25mol,所以胆研

的物质的量也应为0.25mol,即质量为0.25molX250g/mol=62.5g。

D项中因为H2s。4的物质的量为0.1LX1mol/L=0.1mol,中和0.1mol

H2SO4需NaOH应为0.2mol,即0.2molX40g/mol=8go

［答案］C

下列溶液中物质的量浓度为ImoM/i的是(D)

A.将40gNaOH溶解在1L水中

B.将22.4LHCI气体溶于水配成1L溶液

C.将ILlOmolir浓盐酸加入9L水中

D.将10gNaOH溶解在少量水中，再加蒸储水至溶液体积为250

mL

解析：根据公式C=5，71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IL;B项，22.4LHCI的物质的量不一定是

lmol;C项，浓盐酸与水混合后，溶液体积不是10L;D项，〃(NaOH)

〃(NaOH)

=0.25mol,V[NaOH(aq)]=0.25L,c(NaOH)=

V[NaOH(aq)]

0.25mol“,,

0.25L=1mobL°

知识点二一定物质的量浓度溶液的配制

1.配制一定物质的量浓度溶液的类型以及仪器

2.容量瓶的使用

(1)容量瓶的构造

①标注：温度、容积、刻度线。

②常用规格：100mL、250mL、500mL及1000mL。

(2)容量瓶的使用

①检漏使用前必须检查是否漏水，检查的方法是：往瓶内加入一

定量水，塞好瓶塞。用食指掘住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立

过来，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，仍把瓶倒立过来，再检查是否漏水。经检查不漏水

的容量瓶才能使用。

②使用容量瓶注意“五不”

不能溶解固体；不能稀释浓溶液；不能加热；不能作反应容器；

不能长期贮存溶液。

③选择容量瓶的原则

选择容量瓶遵循“大而近”原则：所配溶液的体积等于或略小于

容量瓶的容积。

3.配制步骤

(1)计算

①若溶质是固体，计算所需固体的质量；若溶质含有结晶水，在

计算时计算所含结晶水物质的质量。

②将浓溶液稀释时，要计算所需浓溶液的体积。

(2)称量(或量取)

(3)溶解(或稀释)

①将称量后的溶质放入烧杯中，用量筒加入适量溶剂溶解。溶解

时，用玻璃棒不断搅拌，目的是加速溶解且使溶解后的溶液恢复至室

温。

②溶解溶质所用溶剂体积的大小，要结合被溶解溶质的多少、所

配制溶液的体积等因素来确定。为了避免加入溶剂过多或过少，要求

用量筒量取这部分溶剂。

③物质在溶剂中溶解，有的要放出热量，有的要吸收热量。由于

容量瓶不能经受骤冷或骤热，它的标定容积是20℃温度下的值，因此

溶质溶解后形成的溶液必须要恢复至室温。

(4)转移

①将恢复至室温的溶液全部转移到容量瓶中。

②容量瓶的规格(容积)要与所配制溶液的体积相符。

③烧杯内的液体向容量瓶内倾倒时，要用玻璃棒将液体引流至瓶

颈内刻度线以下，不能使液体流至瓶颈内刻度线以上的任何部位(以下

的类似操作也是如此)，更不能让液体流到容量瓶外面。为达此目的，

要定准玻璃棒在容量瓶内的位置，棒的下端靠在瓶颈内壁的刻度线以

下处，棒身立于瓶口的中央。

⑸洗涤

每次用蒸储水约5mL将溶解溶质用过的烧杯洗涤2〜3次，每次

的洗涤液都沿玻璃棒转入容量瓶中。

⑹摇匀

⑺定容

①操作时加水用玻璃棒引流，当加水至离刻度线1〜2cm处时改

用胶头滴管加水。

②滴加蒸储水时，要使每一滴水都落在液面的中央，而不能滴在

容量瓶瓶颈的内壁上。要平视容量瓶的刻度线，认真观察，当液面的

最低点与刻度线相平时，立即停止加水。

(8)振荡

塞好容量瓶的瓶塞，将容量瓶反复颠倒、摇匀。

⑼装瓶

把容量瓶内的溶液倒入洁净、干燥的试剂瓶内，盖好瓶塞，在瓶

体上贴好注明溶液名称、浓度的标签。

4.溶液配制过程中的误差分析

(1)原理依据——公式法

c(B)=^=盗，c(B)的误差取决于皿加)和V的值是否准确，机

偏大或V偏小，则c(B)偏大，机偏小或V偏大，则c(B)偏小。

(2)误差分析

以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例

赛学后反思1.在检查容量瓶是否漏水时，为何第一次检查

后，还要将瓶塞旋转180。，再检查一次？

提示：为了防止因容量瓶的瓶塞、瓶口内部不规则而可能造成的

判断错误。如果瓶塞、瓶口不规则，在某处能相互吻合，容量瓶不漏

水，但若将瓶塞旋转180。，则瓶塞、瓶口仍吻合的可能性很小，因此，

需如此检查两次。

2.用胶头滴管滴入蒸储水定容后，再盖上容量瓶瓶塞，颠倒几次

后往往会出现液面低于刻度，为什么？能否再加蒸馆水？

提示：因容量瓶属“容纳式”的玻璃量器。用胶头滴管滴入蒸储

水定容到液面正好与刻度线相切时，溶液体积恰好为容量瓶的标定容

量。如果再振荡容量瓶(一般用手指压紧容量瓶的磨口玻璃塞颠倒几次)

后，会出现瓶内液面低于刻度线，这是因为极少量溶液在润湿磨口处

损耗了(沾在瓶塞或磨口处)。容量瓶的刻度是以“容纳量”为依据，所

以颠倒后不需再加蒸储水至刻度，若再加，则所配溶液浓度会偏低。

3.配制一定物质的量浓度的硫酸时，量取浓硫酸的量筒内壁的残

留液能不能冲洗？

提示：不能。量筒属于“流出量式”玻璃容器，如用量筒量取20.0

mL硫酸，倒出的液体(不包括量筒内壁的残留液体)就是(20.0±0.1)mL,

所以不必用水冲洗量筒内壁残留液。如果冲洗并转移至容量瓶中，会

造成溶质的物质的量浓度偏高。

4.配制NaCl溶液时，需称5.85gNaCl固体，用托盘天平称合理

吗？为什么？

提示：不合理。因为托盘天平只能精确到0.1g,但是考虑到实验

室情况，只能使用托盘天平，实际上只能称5.9gNaCl。

5.为什么在定容之前，要“轻轻晃动容量瓶,使溶液混合均匀”？

提示：因为当两种性质不同的溶液混合时，混合物的体积有可能

小于两种溶液体积之和，也有可能大于两种溶液体积之和。若等容量

瓶内凹液面恰好与刻度线相切时再摇匀，则摇匀后溶液的体积可能与

容量瓶的标定容量不等，这样配制的溶液是不符合要求的。

［例2］实验室欲用NaOH固体配制1.0moI/L的NaOH溶液240

mLo

(1)配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：

①称量②计算③溶解④摇匀⑤移液⑥洗涤

⑦定容⑧冷却⑨摇动

其正确的操作顺序为(填序号)。本实验必须用到的仪器有

托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、O

(2)某同学欲称量NaOH的质量，先用托盘天平称量烧杯的质量，

托盘天平平衡后的状态如图所示。烧杯的实际质量为g,要完

成本实验该同学应称量_______gNaOHo

(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是_______o

(4)配制过程中，下列操作会引起所配溶液浓度偏高的是_______o

A.转移溶液时，有少量溶液洒到容量瓶外面

B.定容时俯视刻度线

C.未冷却至室温就将溶液移入容量瓶中并定容

D.定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面低于刻度线，再加蒸

储水至刻度线

［思路分析］解答本题要注意：(1)熟悉一定物质的量浓度溶液的

配制步骤及各步骤中所用的仪器；(2)熟悉容量瓶的使用；(3)根据公式

。=例行误差分析。

［解析］(1)配制1.0mol/LNaOH溶液的步骤：计算所需NaOH固

体的质量->用托盘天平称量f在烧杯中溶解f冷却至室温向容量瓶

中转移溶液f洗涤烧杯及玻璃棒f洗涤液移入容量瓶一摇动容量瓶f

向容量瓶中加水定容f上下颠倒摇匀溶液。根据实验步骤即判断出所

需仪器还有250mL容量瓶和胶头滴管。(2)用托盘天平称量试剂，要

根据“左物右码”的放置原则。若放反，则机物=加码一机游码，因此,

烧杯的质量为30g-2.6g=27.4gom(NaOH)=lmol/LX0.25LX40

g/mol=10.0go(3)使用容量瓶前，要检验其是否漏液。(4)A项操作使

溶质物质的量减小，浓度偏低；B、C项操作使体积减小，浓度偏高；

D项操作多加了蒸储水，体积偏大，浓度偏低。

［答案］(1)②①③⑧⑤⑥⑤⑨⑦④250mL容量瓶、胶头滴管

(2)27.410.0

(3)检查容量瓶是否漏液(4)BC

现用质量分数为98%、密度为1.84g・cm-3的浓硫酸来配制500mL

0.2moI・L-i的稀硫酸。可供选择的仪器：①玻璃棒，②烧瓶，③烧杯,

④胶头滴管，⑤量筒，⑥容量瓶，⑦托盘天平，⑧药匙。

请回答下列问题：

(1)上述仪器中，在配制稀硫酸时用不到的仪器有②侬(填代号)。

⑵经计算，需浓硫酸的体积为5.4mL。现有①10mL、②50mL、

③100mL三种规格的量筒，应选用的量筒是①(填代号)。

(3)在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中错误的是

①②③④⑥⑦(填代号,下同)，能使所配溶液浓度偏高的有①②⑦。

①洗涤量取浓硫酸后的量筒，并将洗涤液转入容量瓶中

②未等稀释后的硫酸溶液冷却至室温就转入容量瓶内

③将浓硫酸直接倒入烧杯，再向烧杯中注入蒸储水来稀释浓硫酸

④定容时，加蒸储水超过刻度线，又用胶头滴管吸出

⑤转移前，容量瓶中含有少量蒸锵水

⑥定容摇匀后，发现液面低于刻度线，又用胶头滴管加蒸储水至

刻度线

⑦定容时俯视刻度线

解析：（1）用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸，首先要计算

出所需浓硫酸的体积，用量筒量取；浓硫酸必须在烧杯中稀释（稀释时

需要用玻璃棒引流和搅拌），待溶液恢复至室温，再转移至容量瓶中；

定容时需用胶头滴管。实验中用不到的是烧瓶、托盘天平和药匙。（2）

设需要98%浓硫酸的体积为V,根据稀释前后H2sCh的物质的量守恒：

0.500LX0.2mol-L-1=（VX1.84g-cm-3X98%）v98gmol-1,解得

V&5.4mL,应选择10mL的量筒。（3）量筒属于“流出量式”玻璃容

器，不必冲洗量筒内壁残留液，否则会使所配溶液浓度偏高，①错误。

浓硫酸溶于水放热，溶液的温度高于室温，待溶液恢复到室温时，溶

液的体积会减小，导致所配溶液的浓度偏高，②错误。稀释浓硫酸时，

必须将浓硫酸缓缓倒入水中，并用玻璃棒搅拌，使产生的热量迅速扩

散，③错误。定容时，加蒸储水超过刻度线，又用胶头滴管吸出，则

溶液中溶质的量会减少，使所配溶液的浓度偏低，④错误。转移前，

容量瓶中含有少量蒸储水，对实验无影响，⑤正确。定容摇匀后，发

现液面低于刻度线，又用胶头滴管加蒸馆水至刻度线，则溶液的体积

会偏大，浓度会偏低，⑥错误。定容时俯视刻度线，则溶液的实际体

积偏小，浓度偏高，⑦错误。

知识点三物质的量浓度的有关计算

有关物质的量浓度的基本计算要充分利用物质的量的四个基本公

mNV

式：①〃=cV溶液；②〃=而；③"=福；④〃=224（标准状况下

气体）。

1.已知一定体积的溶液中溶质的量，计算溶质的物质的量浓度的

方法

2.已知溶液中某种粒子的物质的量浓度，求其他粒子的物质的量

浓度的方法

（1）单一溶质溶液

单一溶质溶液可根据定组成规律求算，即：在溶液中，阴离子与

阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比，据此可求已知

一种粒子浓度的溶液中的另一种粒子浓度。

+

如K2s04溶液中:c（K）=2c（SOf）=2C（K2SO4）O

（2）混合溶液

如在Na2so八NaCI混合溶液中，c（Na2so4）=2mol/L,c（NaCl）

=3mol/L,则混合溶液中c（Na+）=2moI/LX2+3mol/L=7moI/Lo

3.溶液的稀释或混合计算

（1）将浓溶液加水稀释，稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不

变。存在公式：

c（浓）▽（浓）=c（稀）▽（稀）

皿浓）M浓）=加（稀）•川（稀）

（2）同一溶质不同浓度的两溶液相混合，混合后，溶质的总物质的

量（或总质量）等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和（或质量之和）。

存在等式：

5%+©2。匕=0（混）”（混）

ZM1-W1+mi-Wi=机（混）.R（混）

4.已知标准状况下VL气体溶于水后形成溶液，求c

④①

（1）若已知溶液的体积V溶液（L）：国——-0——

⑵若已知溶液的密度pg・cnT3（该气体溶于1L水形成的溶液）：

V

XM+1000

机溶液224_3MV+22400_

其中：丫溶液=丁=-------------X103L=2900〃L,所

V

n22.4_[____pV_______7_[

X10mobL

以C=G=MV+22400molL=MV+22400

22400〃

5.物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算

彭学后反思如何计算混合溶液的体积？

提示：混合后溶液的体积：①若题目中指出不考虑溶液体积的改

变，可认为是原两溶液的体积之和；②若题目中给出混合后溶液的密

度，应根据y(混)=^^=吟翳”来计算。(注意单位的换算)

［例3］将20gNaOH固体溶于水配成100mL溶液，其密度为

1.185g-mL-1o

(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为o

(2)该溶液中NaOH的质量分数为o

⑶从该溶液中取出10mL,其中NaOH的物质的量浓度为

,含NaOH的物质的量为o

(4)将取出的10mL溶液加水稀释,稀释后溶液中NaOH的物质的

量浓度为1mol-L1,稀释后溶液体积为mLo

［思路分析］(1)根据〃=方计算出NaOH的物质的量，再根据c=

%计算出该NaOH溶液的物质的量浓度;

⑵根据m=/>>计算出该溶液的质量，再根据刃=蛆四*100%计

溶液

算出其质量分数；

(3)溶液具有均一性，取出的溶液浓度不变；根据n=cV计算取出

的溶液中含有NaOH的物质的量；

(4)根据稀释过程中溶质的物质的量不变计算出稀释后溶液体积，

再根据总体积计算出需要加入水的体积。

［解析］(1)20gNaOH物质的量是右=0.5mol,其物质的

40g*mo7l7T

生田立以0.5mol,,T

篁浓度为0］L=5mol<LI

(2)该溶液的质量为100mLX1.185gmL-,=118.5g,该溶液中

NaOH的质量分数为20g4-118.5gX100%=16.9%0

(3)溶液取出以后其浓度不发生变化，其物质的量发生变化，是5

mo!-L-1X0.01L=0.05mol。

(4)据稀释规律c(浓)小(浓)=c(稀)•■(稀)，贝4有5mol-L-,X0.01L

=1molL-1-V,则V=0.05L,即50mL。

［答案］(1)5mol-L-1(2)16.9%

(3)5mol-L-10.05mol(4)50

如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列

说法错误的是(A)

硫酸化学纯(CP)(500mL)

品名：硫酸化学式：H2s04

相对分子质量：98密度：L84g・mL—】

质量分数：98%

A.该硫酸的物质的量浓度为9.2mol-L-i

B.100mL该硫酸的质量是184g

C.硫酸的摩尔质量与磷酸(H3Po4)的摩尔质量相同

D.取该硫酸62.5mL稀释至250mL,得到稀硫酸的浓度为4.6

mobL-1

sl、、，小，d…-1000X1.84X98%

解析：该H2s。4的物质的量浓度c=蕨moI'L1

=18.4mobL-1,A项错误。该硫酸的密度为L84g*mL-I，所以100mL

该硫酸的质量为184g,B项正确。磷酸(H3Po4)的摩尔质量为98g-mol

t,与硫酸的相同，C项正确。根据稀释公式ciVi=c2y2,可知0.25

LX4.6mol-L-1=0.0625LX18.4mol-L-1,D项正确。

1.关于O.lmoI/LH2sCh溶液的叙述错误的是(C)

A.IL该溶液中含有H2sCh的质量为9.8g

B.0.5L该溶液中氢离子的物质的量浓度为0.2moI/L

C.从1L该溶液中取出100mL,则取出溶液中H2sO4的物质的

量浓度为0.01mol/L

D.取该溶液10mL,加水稀释至100mL后H2s。4的物质的量浓

度为0.01mol/L

2.如图表示配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的部分操作示意

图，其中有错误的是(C)

3.下列配制的溶液浓度偏高的是(D)

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.称量4gNaOH配制O.lmokL-iNaOH溶液1000mL时，祛

码错放左盘

D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线

解析：A项俯视刻度线，将会使量取的盐酸的体积小于计算值，

导致浓度偏低；B项定容时仰视容量瓶刻度线，将会导致溶液体积偏

大，使溶液浓度偏小；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，体积偏小，导致所配溶液浓度偏高。

4.下列各示意图是与溶液配制有关的实验操作，正确的有（A）

A.0个B.1个

C.2个D.3个

解析：定容操作应使用胶头滴管，①错误。不能直接在容量瓶中

溶解固体，②、④错误。定容时视线应与刻度线相平，③错误。

5.下列溶液中的氯离子浓度与50mLO.lmol-L-1氯化铝溶液中氯

离子的浓度相等的是（D）

A.150mL0.1moI-L1NaCI溶液

B.75mL0.2moIL1NH4a溶液

C.300mL0.1mobL-1KC1溶液

D.150mL0.1moI-L-1FeCh溶液

解析：溶液具有均一稳定性，即浓度与V的大小无关，只与原溶

质的浓度和化学式有关。所以A中c（CI"）=0.1moIL-1;B中c（CF）

=0.2moIL-1;C中c（C「）=0.1D中c（Cr）=0.3moI-L一1。

6.下列有关溶液配制的叙述正确的是（D）

A.将58.5gNaCI溶于1L水中可得1L1.00m