2024-2025学年新教材高中化学第二章海水中的重要元素-钠和氯第三节第4课时物质的量浓度的有关计算学案新人教版必修1

PAGE7-第4课时物质的量浓度的有关计算课程目标素养目标1.学会运用物质的量浓度的概念表达式进行有关计算。2．明确溶液的物质的量浓度；溶质的质量分数与溶解度之间的区分和联系，能相互求算。1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观结合的视角分析与解决实际问题，利用物质的量将宏观的物理量(物质的量浓度)与微观粒子数目联系起来。2．试验探究与创新意识：娴熟驾驭肯定物质的量浓度有关计算，结合化学试验，勇于创新、质疑。授课提示：对应学生用书第43页1．溶质质量分数(1)概念：溶液中溶质的质量与溶液质量之比(2)表达式：w(溶质)＝eq\f(m溶质,m溶液)×100%2．物质的量浓度换算公式cB＝eq\f(nB,V液)，nB＝cBV液。3．密度与体积、质量(溶液)之间关系ρ液＝eq\f(m液,V液)，V液＝eq\f(m液,ρ液)留意此时得到的溶液的体积单位为mL。用于物质的量浓度计算时留意换算。4．溶液稀释时，稀释前后溶质的质量、物质的量不变。混合溶液总质量等于分溶液质量之和，总体积不肯定等于分溶液的体积之和。一般要依据已知密度进行计算。5．气体溶于水时，溶液体积要依据密度公式进行计算。[牛刀小试]1．某溶液中仅含有H＋、Al3＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)四种离子，其中H＋的浓度为0.5mol·L－1，Al3＋的浓度为0.1mol·L－1，Cl－的浓度为0.2mol·L－1，则SOeq\o\al(2－,4)的浓度是()A．0.15mol·L－1 B．0.25mol·L－1C．0.3mol·L－1 D．0.4mol·L－1解析：依据电解质溶液中阴、阳离子所带电荷数相等知：c(H＋)＋3c(Al3＋)＝c(Cl－)＋2c(SOeq\o\al(2－,4))，故c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(0.5＋3×0.1－0.2,2)＝0.3(mol/L)。答案：C2．某氯化镁溶液的密度为1.18g/cm3，其中镁离子的质量分数为5.1%,300mL该溶液的Cl－的物质的量约为()A．0.37mol B．0.63molC．0.74mol D．1.5mol解析：m(Mg2＋)＝ρVw%＝300mL×1.18g/cm3×5.1%＝18g，n(Mg2＋)＝eq\f(18g,24g·mol－1)＝0.75mol，所以n(Cl－)＝1.5mol。答案：D授课提示：对应学生用书第43页要点一以物质的量浓度概念为动身点的有关计算1．计算的基本公式：c＝eq\f(n,V)＝eq\f(m,V·M)其中n为溶质的物质的量，m为溶质的质量，M为溶质的摩尔质量，c为溶质的物质的量浓度，V为溶液的体积。2．计算的基本类型和方法(1)已知溶质的质量(2)已知溶液中某种粒子的数目(3)标准状况下，气体溶质的物质的量浓度的计算eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(溶质的物质的量n＝\f(V气体,22.4L·mol－1),溶液的体积V＝\f(m,ρ)＝\f(m气体＋m溶剂,ρ)))c＝eq\f(n,V)[典例1]计算下列各溶质的物质的量浓度：(1)0.5LNaCl溶液中含有NA个Cl－，则c(NaCl)＝________。(2)标准状况下，aLHCl溶于1L水中得溶液A，密度为ρg/cm3，则溶液A中c(HCl)＝________。[解析](1)n(NaCl)＝n(Cl－)＝eq\f(NA,NA)mol＝1mol则c(NaCl)＝eq\f(nNaCl,V液)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2mol/L。(2)c(HCl)＝eq\f(nHCl,V液)＝eq\f(\f(a,22.4)mol,\f(\f(a,22.4)×36.5＋1000,ρ×1000)L)＝eq\f(1000ρa,36.5a＋22400)mol/L。[答案](1)2mol/L(2)eq\f(1000ρa,36.5a＋22400)mol/L[题组训练]1．2.0gNaOH固体溶于水配成100mL溶液，溶液中c(Na＋)为()A．0.2mol·L－1 B．0.3mol·L－1C．0.4mol·L－1 D．0.5mol·L－1解析：c(Na＋)＝2.0g÷40g·mol－1÷0.1L＝0.5mol·L－1。答案：D2．用1L水汲取560L氨气(标准状况)，所得氨水的密度是0.90g·mL－1，求：(1)氨气的物质的量是________。(2)所得氨水溶液的物质的量浓度是________。解析：n(NH3)＝eq\f(560L,22.4L/mol)＝25mol，c(NH3)＝eq\f(25mol,\f(25×17＋1000,0.9×1000)L)＝15.79mol/L。答案：(1)25mol(2)15.79mol/L要点二溶液的稀释或混合1．浓溶液稀释(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)。2．相同溶质两溶液混合(1)溶质的物质的量不变：c1V1＋c2V2＝c(混)·V(混)；(2)溶质的质量不变：m1w1＋m2w2＝m(混)·w(混)。[典例2]从1L1mol·L－1氢氧化钠溶液中取出100mL：(1)取出的这100mL氢氧化钠溶液的物质的量浓度是________，含氢氧化钠的质量是________。(2)若将取出的这100mL氢氧化钠溶液加水稀释至500mL，所得溶液的物质的量浓度是________。[解析](1)m＝0.1L×1mol·L－1×40g·mol－1＝4.0g。(2)100mL氢氧化钠溶液加水稀释至500mL，氢氧化钠的物质的量不变，由c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)可知c(稀)＝eq\f(c浓·V浓,V稀)＝eq\f(100mL×1mol·L－1,500mL)＝0.2mol·L－1。[答案](1)1mol/L4.0g(2)0.2mol/L[题组训练]3．100mL0.3mol·L－1Na2SO4溶液和50mL0.2mol·L－1Al2(SO4)3溶液混合后，溶液中SOeq\o\al(2－,4)的物质的量浓度约为(忽视溶液体积改变)()A．0.2mol·L－1 B．0.25mol·L－1C．0.4mol·L－1 D．0.5mol·L－1解析：混合溶液中SOeq\o\al(2－,4)总的物质的量为0.1L×0.3mol·L－1＋0.05L×0.2mol·L－1×3＝0.06mol。混合溶液的体积约为两溶液体积之和，即V(混)＝150mL。c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.06mol/0.15L＝0.4mol·L－1。答案：C4．将30mL0.5mol·L－1NaCl溶液加水稀释到500mL，稀释后溶液中NaCl的物质的量浓度为()A．0.03mol·L－1B．0.3mol·L－1C．0.05mol·L－1D．0.04mol·L－1解析：依据稀释公式c1V1＝c2V2，可知：30mL×0.5mol/L＝500mL×c(NaCl)，c(NaCl)＝0.03mol/L。答案：A要点三物质的量浓度与质量分数、溶解度之间的换算1．物质的量浓度与溶质质量分数的换算(1)换算公式cB＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－1M：溶质B的摩尔质量(单位：g·mol－1)ρ：溶液密度(单位：g·mL－1)；w为溶质的质量分数。(2)推导方法设溶液体积为1L，则cB＝eq\f(nB,V)＝eq\f(\f(ρg·mL－1×1000mL×w,Mg·mol－1),1L)＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－1。2．溶质的质量分数与溶解度的相互求算：溶质的质量分数＝eq\f(溶解度g,100＋溶解度g)×100%。3．物质的量浓度与溶解度之间的关系：cB＝eq\f(1000ρS,M100＋S)M：溶质B的摩尔质量(单位g/mol)ρ：溶液的密度(单位：g·mL－1)S：B物质在水中的溶解度(单位：g)[典例3]如图是某校化学试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．该硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L－1B．100mL该硫酸的质量是184gC．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4.6mol·L－1[解析]该H2SO4的物质的量浓度c＝eq\f(1000×1.84×98%,98)mol·L－1＝18.4mol·L－1，A项错误。该硫酸的密度为1.84g·mol－1，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－1，与硫酸的相同，C项正确。依据稀释公式c1V1＝c2V2，可知0.25L×4.6mol·L－1＝0.0625L×18.4mol·L－1，D项正确。[答案]A[题组训练]5．20℃，将60g某固体物质完全溶解于水，配制成200mL密度为1.5g·mL－1的饱和溶液，求20℃时该饱和溶液的物质的量浓度(该物质的摩尔质量为Mg·mol－1)________。解析：设该温度下此物质的溶解度为S。则：eq\f(S,100g＋S)＝eq\f(60g,200mL×1.5g·mL－1)，S＝25gc＝eq\f(1000×1.5×25,100＋25M)mol·L－1＝eq\f(300,M)mol·L－1。答案：eq\f(300,M)mol·L－16．某硝酸的物质的量浓度为cmol·L－1，溶质的质量分数为a%，则此溶液的密度(g·cm－3)为()A.eq\f(63c,a) B.eq\f(6.3a,c)C.eq\f(6.3c,a) D.eq\f(63a,c)解析：依据溶液a%＝eq\f(cmol·L－1×Mg·mol－1,ρg·cm－3×1000mL·L－1)×100%，将题中所给出的值代入，硝酸的摩尔质量为63g·mol－1，则ρ＝eq\f(cmol·L－1×63g·mol－1,1000mL·L－1×a%)＝eq\f(6.3c,a)。答案：C授课提示：对应学生用书第45页1．将75g胆矾溶于水配成0.6mol·L－1硫酸铜溶液，其溶液的体积是()A．1000mL B．500mLC．250mL D．100mL解析：硫酸铜溶液的体积＝75g÷250g·mol－1÷0.6mol·L－1＝0.5L。答案：B2．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－1 B．0.25mol·L－1C．0.1mol·L－1 D．0.5mol·L－1解析：依据稀释公式c1V1＝c2V2得5mol/L×10mL＝200mL×c(HCl)，c＝0.25mol/L。答案：B3．(2024·天津高一检测)在400mL某硫酸盐溶液中，含有3.0NA个SOeq\o\al(2－,4)(NA表示阿伏加德罗常数的值)，同时含有2.0NA个金属离子。则该硫酸盐的物质的量浓度为()A．1mol·L－1 B．2.5mol·L－1C．5mol·L－1 D．2mol·L－1解析：3NA个硫酸根离子的物质的量为3mol,2NA个金属阳离子的物质的量为2mol，令金属离子的化合价为x，依据电荷守恒可知，2x＝3×2＝6，故金属阳离子为＋3价，所以该硫酸盐可以表示为M2(SO4)3，依据硫酸根守恒可知，硫酸盐为1mol，所以该硫酸盐的物质的量浓度为eq\f(1mol,0.4L)＝2.5mol·L－1。答案：B