高中化学必修1课时作业与单元检测第一章 第2节 第3课时.docx

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高中化学必修1课时作业与单元检测第一章第2节第3课时

第3课时　物质的量在化学实验中的应用

[目标导航]　1.理解物质的量浓度的含义。

2.学会一定物质的量浓度溶液的配制。

3.掌握容量瓶的使用方法。

4.掌握有关物质的量浓度的计算。

一、物质的量浓度

二、一定物质的量浓度溶液的配制

以配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液为例。

1．主要仪器

（1）托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶（100mL）、胶头滴管。

（2）容量瓶

2．实验步骤

练一练

1．1mol·L－1的NaCl溶液表示（　　）

A．溶液中含有1molNaCl

B．1molNaCl溶于1L水中

C．58.5gNaCl溶于941.5g水中

D．1L溶液中含有NaCl58.5g

答案　D

解析　A项，溶液体积未确定，A不正确；B项，溶液体积可能不是1L，B不正确；D项，溶液体积为1L，NaCl物质的量为1mol·L－1×1L＝1mol，则质量为1mol×58.5g·mol－1＝58.5g，D正确。

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－1

C．0.1mol·L－1D．0.5mol·L－1

答案　B

解析　稀释后溶液的物质的量浓度为＝0.25mol·L－1，取出5mL，物质的量浓度仍为0.25mol·L－1。

3．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

答案　C

解析　1mol·L－1的AlCl3溶液中c（Cl－）＝3mol·L－1；A项c（Cl－）＝1mol·L－1；B项c（Cl－）＝2mol·L－1；C项c（Cl－）＝3mol·L－1；D项c（Cl－）＝6mol·L－1。

4．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（　　）

答案　B

解析　用托盘天平称量药品应左物右码，A项不正确；向容量瓶中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。

5．用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，该容量瓶必须是（　　）

A．干燥的

B．瓶塞不漏水

C．用与所配溶液同浓度的溶液润洗过的

D．以上三项都符合的

答案　B

解析　容量瓶使用前必须先检查是否漏水。

一、物质的量浓度的计算

1．已知一定体积的溶液中溶质的量，计算物质的量浓度（c）

（1）已知溶质的质量：

（2）已知溶液中某种粒子的数目：

2．标准状况下，气体溶液的物质的量浓度（c）的计算

（1）若已知溶液的体积：

（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＝。

②溶液体积：

V＝×10－3L·mL－1。

③再根据c＝知，

c＝。

3．物质的量浓度与溶质的质量分数的换算

（1）换算公式：

cB＝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

（2）推导方法：

设溶液体积为1L，则

①溶质的质量：

m＝1L×1000mL·L－1×ρ（溶液的密度，g·mL－1）×w（溶质的质量分数）＝1000ρw（g）。

②溶质的物质的量：

n＝＝（mol）。

③溶质的物质的量浓度：

c＝＝＝（mol·L－1）。

4．溶液稀释与混合的计算

（1）浓溶液稀释：

溶质的物质的量不变：

c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀）；

溶质的质量不变：

m（浓）·w（浓）＝m（稀）·w（稀）；

溶液的质量守恒：

m（稀）＝m（浓）＋m（水）（体积一般不守恒）。

（2）相同溶质的两溶液混合：

溶质的物质的量不变：

c1V1＋c2V2＝c（混）·V（混）

溶质的质量不变：

m1w1＋m2w2＝m（混）·w（混）

注：

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V（混）＝＝来计算。

5．已知溶液中某种离子的物质的量浓度，求其他离子的物质的量的浓度

解答该类题目通常依据定组成规律和电荷守恒规律。

（1）定组成规律：

电解质溶液中，阴、阳离子的物质的量浓度之比＝化学组成中的离子个数之比。

例如，Na2SO4溶液中：

c（SO）＝1mol·L－1，则c（Na＋）＝2mol·L－1，c（Na2SO4）＝1mol·L－1。

（2）电荷守恒规律：

电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数＝阴离子所带的负电荷总数，溶液呈电中性。

例如，在KCl、Al2（SO4）3混合溶液中：

c（K＋）×1＋c（Al3＋）×3＝c（Cl－）×1＋c（SO）×2

例1　

（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－1。

（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，SO的物质的量浓度为mol·L－1。

解析　

（1）n（Na2SO4）＝＝0.1mol，

c（Na2SO4）＝＝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，即0.1mol·L－1，故溶液中Na＋的物质的量浓度为0.2mol·L－1，SO的物质的量浓度为0.1mol·L－1。

答案　

（1）0.2　

（2）0.2　1.42　（3）0.2　0.1

解题反思　

（1）注意整体与部分的关系，如：

0.2mol·L－1的Na2SO4溶液中―→

（2）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、溶质的质量分数、离子浓度均不发生变化。

（3）带有结晶水的物质作为溶质时，其“物质的量”的计算，用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量即可，例如，ag硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）溶于水后形成的溶液，溶质是CuSO4，而不是CuSO4·5H2O，其物质的量为n（CuSO4）＝＝mol。

（4）某些物质溶于水后与水发生反应生成了另一种物质，此时溶质为反应后的生成物，如CaO、Na2O溶于水后分别形成Ca（OH）2和NaOH的溶液。

（5）特殊物质：

如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。

变式训练1　用1L水吸收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。

答案　

（1）25mol　

（2）15.8mol·L－1

解析　要求氨水溶液的物质的量浓度，需知溶质氨气的物质的量和溶液的体积（溶液的体积并不是水的体积，必须依据溶液的质量和密度计算求出）。

氨气的物质的量n（NH3）＝＝25mol，氨水溶液的体积V＝×L·mL－1＝L，氨水溶液的物质的量浓度c（NH3）＝≈15.8mol·L－1。

二、容量瓶的使用及一定体积一定物质的量浓度溶液的配制

1．容量瓶使用时要注意“一查五忌一原则”

（1）第一步操作——查漏：

关键词：

注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察。

具体操作：

往瓶内加入一定量水，塞好瓶塞。

用食指摁住瓶塞，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。

（2）使用容量瓶注意“五忌”：

一忌用容量瓶溶解固体；二忌用容量瓶稀释浓溶液；三忌把容量瓶加热；四忌把容量瓶当作反应容器；五忌用容量瓶长期存放溶液。

（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。

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。

如配制480mL1mol·L－1NaOH溶液时需选择500mL容量瓶，称量NaOH固体20.0g。

2．一定体积一定物质的量浓度溶液的配制

（1）一定物质的量浓度溶液的配制步骤：

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→定（定容）→摇（摇匀）→贴（转入试剂瓶，贴标签）。

（2）配制过程中的重要操作：

①复温

溶液注入容量瓶前需恢复到常温，因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热，而容量瓶必须在常温下使用。

②移液

向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，且玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上，以防注入操作时液体流出，造成溶质损失。

③洗液

用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，将洗涤液都注入容量瓶中。

④定容

将蒸馏水注入容量瓶，至液面离容量瓶刻度线下2～3cm时，改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。

⑤读数

读数时，要平视刻度线，使刻度线与瓶内凹液面的最低处相切。

例2　

（1）用18mol·L－1硫酸溶液配制100mL1mol·L－1硫酸溶液，若实验仪器有：

A．100mL量筒B．托盘天平

C．玻璃棒D．50mL容量瓶

E．10mL量筒F．胶头滴管

G．50mL烧杯H．100mL容量瓶

实验时应选用仪器的先后顺序是（填字母）。

（2）在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是（填字母）。

A．使用容量瓶前检查它是否漏水

B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗

C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水至接近刻度线1～2cm处，用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线

D．配制溶液时，如果试样是液体，用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水至接近刻度线1～2cm处，用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线

E．盖好瓶塞，一只手拿住瓶颈，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次

解析　

（1）计算所需18mol·L－1浓H2SO4的体积为5.6mL，量取5.6mL液体应选用10mL量筒而不选用100mL量筒。

稀释时把浓硫酸倒入盛水的烧杯中，用玻璃棒搅拌；冷却后转移至100mL容量瓶中，最后用胶头滴管定容，因此选用仪器的先后顺序是G、E、C、H、F或E、G、C、H、F。

（2）用待配溶液润洗容量瓶，会使内壁附着溶质，导致所配溶液浓度偏大，故B不正确；若在容量瓶中进行溶解或稀释，由于有明显的热量变化使溶液的体积和容量瓶容积发生改变，所配溶液浓度会产生误差，故C、D不正确。

答案　

（1）G、E、C、H、F或E、G、C、H、F　

（2）B、C、D

解题反思　

（1）转移溶液时，若有液体损失，要重新配制。

（2）定容加蒸馏水，一旦超过刻度线，要重新配制。

（3）定容反复摇匀、静置后，液面低于刻度线，是由于部分溶液附着在容量瓶刻度线以上内壁及塞上，不能再加蒸馏水，否则浓度偏低。

（4）使用前要检查容量瓶是否漏水。

变式训练2　实