高中化学 初高中衔接 专题05 物质的量在化学实验中的应用学案.docx
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高中化学初高中衔接专题05物质的量在化学实验中的应用学案
专题05物质的量在化学实验中的应用
【知识回放】
一、已知溶质和溶剂的质量求溶质质量分数
（1）溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量；
（2）溶质质量分数=溶质的质量/溶液的质量×100%。
二、配制一定质量和溶质质量分数的溶液，所需溶质和溶剂的质量的计算
（1）溶质的质量=溶液的质量×溶质质量分数；
（2）溶剂的质量=溶液的质量－溶质的质量。
三、有关溶液稀释的计算
m（浓）×a%=m（稀）×b%，
其中m（浓）、a%分别表示浓溶液的质量及其溶质质量分数；m（稀）、b%分别表示稀溶液对应的量。
四、溶解度与溶质质量分数的相互换算
饱和溶液中，溶质质量分数=溶解度/（100g+溶解度）×100%。
五、配制溶质质量分数一定的溶液时，一般分为以下三个步骤：
（1）计算；
（2）称量；（3）溶解。
【新知精讲】
一、物质的量浓度
二、一定物质的量浓度溶液的配制
1.主要仪器
（1）天平:
应使用分析天平或电子天平,也可以用托盘天平。
（2）容量瓶:
（3）其他仪器:
量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
2.配制过程
以配制100mL1.00mol·L-1NaCl溶液为例。
如图所示:
【科学探究】
探究一物质的量浓度及有关计算
问题导引
1.若已知一定体积的溶液中溶质的质量,如何求溶质的物质的量浓度?
提示c=
2.同一溶质的不同浓度的两溶液混合,混合溶液中溶质的物质的量（或质量）与混合前两溶液中溶质的物质的量（或质量）有何关系?
提示同一溶质的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（或质量）之和,即溶液混合存在的关系如下:
c1·V1+c2·V2=c（混）·V（混）
m1·w1+m2·w2=m（混）·w（混）
探究二一定物质的量浓度溶液的配制
问题导引
如图是实验室配制一定物质的量浓度溶液的操作过程:
1.在上图操作中,向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是什么?
玻璃棒的下端为什么应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上?
提示向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是引流,以防止溶液外洒而造成损失。
如果玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以上的内壁上,刻度线以上的内壁上附着的液体不能及时流下,定容后造成溶液体积偏大,所以玻璃棒的下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上。
2.
（1）定容加蒸馏水时不慎超过了刻度线,是否可用胶头滴管将超过了刻度线的液体吸出?
（2）向容量瓶转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面,应如何处理?
能否补加溶质?
提示均不可以。
（1）因超过了刻度线的液体不是多加入的蒸馏水,而是含有溶质的溶液,用胶头滴管将其吸出,溶质会减少,也无其他方法进行弥补处理,实验失败,只能重新配制;
（2）因为洒落在容量瓶外的溶质的量无法确定,所以无法进行补加溶质,只能重新配制。
【重点突破】
1.物质的量浓度概念的理解
（1）一个基本公式:
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cB=
要充分利用有关物质的量的各种计算公式,发挥物质的量的桥梁作用。
（2）两点注意事项:
①以上公式中体积指的是溶液的体积,而不是指溶剂的体积。
②计算时要进行单位的换算,c的单位是mol·L-1,n的单位是mol,V的单位是L。
2.物质的量浓度计算的“四种类型”
（1）物质的量浓度的简单计算:
cB=
。
（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。
c（浓）·V（浓）=c（稀）·V（稀）m（浓）·w（浓）=m（稀）·w（稀）
（3）溶液混合的计算:
混合前后溶质的物质的量或质量不变。
c1·V1+c2·V2=c（混）·V（混）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=
（ρ:
g·mL-1）或c=
（ρ:
g·L-1）
w=
（此式中ρ的单位为g·mL-1）
3.一定体积的气体（标准状况）溶于水后溶质的物质的量浓度的计算方法
（1）若已知溶液的体积:
V（气体）
n
c
（2）若已知溶液的密度:
[假定气体的摩尔质量为Mg·mol-1,VL（标准状况）该气体溶于1L水中所得溶液的密度为ρg·cm-3]
计算过程:
①先计算溶质的物质的量:
n=
mol
②再计算溶液的体积:
V=
=
×1×10-3L·cm-3=
L
③最后计算溶质的物质的量浓度:
c=
mol·L-1
4.容量瓶的使用和注意事项
（1）容量瓶的查漏方法:
使用容量瓶的第一步操作是检查是否漏水:
①关键词:
注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察。
②准确描述:
向容量瓶中注入一定量水,盖好瓶塞。
用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,观察是否漏水。
如不漏水,将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧,再检查是否漏水。
如不漏水,该容量瓶才能使用。
（2）选择容量瓶的原则——“大而近”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。
因为容量瓶的规格是固定的,配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。
（3）容量瓶使用时的注意事项:
①不能用容量瓶溶解固体;②不能用容量瓶稀释浓溶液;
③不能把容量瓶加热;④不能把容量瓶当作反应容器;⑤不能用容量瓶长期存放溶液。
5.误差分析
（1）原理依据——公式法
误差分析的关键是抓住原理:
cB=
c（NaOH）=
其中M不变,不规范的操作过程会导致m（NaOH）和V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。
（2）仰视或俯视刻度线图解
a仰视刻度线（图1）。
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刻度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
b俯视刻度线（图2）。
恰好相反,刻度线高于液面的实际读数,使得加水量偏小,结果偏高。
【典题探究】
典例1将190gMgCl2溶于水配制成1L溶液。
（1）该溶液中MgCl2的物质的量浓为 ,溶液中Cl-的物质的量浓度为 。
（2）配制1mol·L-1的MgCl2溶液500mL,需该溶液的体积为 。
（3）向
（2）中500mL溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl-的物质的量浓度为3mol·L-1（假设溶液体积不变）,则溶液中H+的物质的量浓度为 ,通入HCl气体的体积（标准状况下）为 。
【答案】:
（1）2mol·L-1 4mol·L-1
（2）250mL
（3）1mol·L-1 11.2L
n（HCl）=1mol·L-1×0.5L=0.5mol,V（HCl）=0.5mol×22.4L·mol-1=11.2L。
方法技巧
（1）若遇到组成稍复杂的物质时,要根据物质组成的比例关系或电荷守恒进行求解。
如Al2（SO4）3溶液中,c（S
）=1mol·L-1时,求c（Al3+）,此时易误得c（Al3+）=
mol·L-1,正确解法:
所以c（Al3+）=
mol·L-1。
（2）应用稀释规律:
c（浓）·V（浓）=c（稀）·V（稀）时,溶液的体积V不必换算为L,只要V（浓）和V（稀）单位相同即可。
（3）在列电荷守恒规律的关系式时,勿漏离子所带的电荷。
变式训练1-10.5LAlCl3溶液中含Cl-为9.03×1022个,则溶液中AlCl3的物质的量浓度为（ ）
A.0.1mol·L-1B.1mol·L-1C.3mol·L-1D.1.5mol·L-1
【答案】:
A
c=
=0.1mol·L-1。
变式训练1-21mol·L-1NaCl溶液表示（ ）
A.1molNaCl溶于1L水中
B.58.5gNaCl溶于941.5g水中
C.溶液中含1molNaCl
D.1L溶液里含NaCl58.5g
【答案】:
D
【解析】:
公式cB=
中V指溶液的体积,非溶剂的体积,若水是1L,则溶液的体积不是1L,A错误;仅知道溶质的物质的量浓度,溶液的体积不确定,无法计算溶质的物质的量,C错误;n=c·V=1mol·L-1×1L=1mol,m=n·M=1mol×58.5g·mol-1=58.5g,D正确;B项,溶液的体积不确定,故无法计算溶质的物质的量浓度,错误。
变式训练1-3.0.1L某溶液中含有0.1molKCl和0.1molCaCl2,此溶液中Cl-的物质的量浓度是（ ）
A.3mol·L-1B.0.2mol·L-1
C.0.3mol·L-1D.0.1mol·L-1
【答案】:
A
【解析】:
溶液中Cl-的总物质的量为0.1mol+0.1mol×2=0.3mol,故其物质的量浓度为
=3mol·L-1。
典例2实验室需配制250mL0.1mol·L-1的Na2CO3溶液,填空并回答下列问题:
（1））配制250mL0.1mol·L-1的Na2CO3溶液
实际应称Na2CO3质量/g
应选用容量瓶的规格/mL
（2）配制时,其正确的操作顺序是 （用字母表示,每个字母只能用一次）。
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,并轻轻摇匀
B.将准确称量的Na2CO3固体倒入烧杯中,再加适量水溶解
C.将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2cm处
（3）操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是 , 溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为________________________
（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”）
若容量瓶中有少量蒸馏水 ;
若定容时俯视刻度线 。
【答案】:
（1）2.7 250
（2）B、C、A、F、E、D
（3）保证溶质全部转入容量瓶 容量瓶盛放热溶液时,体积不准
（4）无影响 偏高
（3）洗涤烧杯和玻璃棒的目的是保证溶质全部转入容量瓶。
容量瓶盛放热溶液时,体积不准,故溶液注入容量瓶前需恢复到室温。
（4）若容量瓶中有少量蒸馏水,因定容时也需要加水,故对所配溶液无影响;若定容时俯视刻度线,则会使凹液面的最低点下移,所加水偏少,浓度偏高。
方法技巧
配制溶液时大致分为6步,各步操作及所用仪器如下:
变式训练2-1甲、乙两人分别用不同的方法配制100mL3.6mol·L-1的稀硫酸。
（1）甲:
量取20mL18mol·L-1浓硫酸,小心地倒入盛有少量水的烧杯中,搅拌均匀,待冷却至室温后转移到100mL容量瓶中,用少量的水将烧杯等仪器洗涤2~3次,每次洗涤液也转移到容量瓶中,然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容,塞好瓶塞,反复上下颠倒摇匀。
①实验所用的玻璃仪器除烧杯和容量瓶外,还有 ;
②将溶液转移到容量瓶中的正确操作是 ;
③定容的正确操作是 。
（2）乙:
用100mL量筒量取20mL浓硫酸,并向其中小心地加入少量水,搅拌均匀,待冷却至室温后,再加入水至100mL刻度线,再搅拌均匀。
你认为此法是否正确?
若不正确,指出其中错误之处。
【答案】:
（1）①量筒、玻璃棒、胶头滴管 ②将玻璃棒插入容量瓶刻度线以下,使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中 ③加水至离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加水至凹液面与刻度线相切
（2）不正确。
不能用量筒配制溶液;不能将水加入到浓硫酸中。
变式训练2-2精确配制250mL一定物质的量浓度的NaOH溶液,下列实验操作正确的是（ ）
A.选择仪器时,使用500mL容量瓶
B.将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中,加入少量水溶解
C.在烧杯中溶解氢氧化钠后,立即将所得溶液注入容量瓶中
D.将烧杯中的氢氧化钠溶液冷却后注入未经干燥的洁净容量瓶中
【答案】:
D
【解析】:
A项,应选用250mL容量瓶;B项,容量瓶不能用作溶解的仪器,应在烧杯中溶解;C项,应将溶解NaOH后的溶液恢复到室温后再向容量瓶中转移;D项容量瓶未干燥对所配溶液浓度无影响,正确。
变式训练2-3.实验中需0.1mol·L-1的Na2CO3溶液950mL,用容量瓶配制时应称取Na2CO3粉末的质量为（ ）
A.10.6gB.10.1g
C.10.07gD.12.0g
【答案】:
A
变式训练2-4.某学生用12mol·L-1的浓盐酸配制0.10mol·L-1的稀盐酸500mL。
回答下列问题:
（1）量取浓盐酸的体积为 mL,应选用的量筒规格为 。
（2）配制时应选用的容量瓶规格为 。
（3）配制时（除容量瓶外）还需选用的仪器主要有量筒、 、 、 和试剂瓶。
【答案】:
（1）4.2 10mL
（2）500mL
（3）烧杯 玻璃棒 胶头滴管
【解析】:
设量取浓盐酸的体积为V,根据稀释前后HCl的物质的量守恒建立关系式:
12mol·L-1×V=0.10mol·L-1×500mL,V≈4.2mL;所以应选取10mL量筒;结合配制步骤选取仪器。
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