必修一 123物质的量在化学实验中的应用.docx

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必修一123物质的量在化学实验中的应用

必修一第一章第二节第三课时　物质的量在化学实验中的应用

[学习目标]　1.了解物质的量浓度的含义。

　2.掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作和误差分析。

（重点）　3.了解容量瓶的使用方法。

　4.掌握物质的量浓度的有关计算和稀释计算。

（重难点）

一、物质的量浓度

1．58.5gNaCl投入1L水中，所得溶液的物质的量浓度为1mol/L吗？

为什么？

【提示】　不是1mol/L，因为溶液体积不是1L。

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、100_mL容量瓶、胶头滴管。

（2）容量瓶

2．主要步骤

（1）计算

配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液所需NaCl固体的质量为5.85g。

（2）称量

准确称量NaCl固体5.9g。

（3）溶解

将NaCl固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解，恢复到室温。

用玻璃棒搅拌，加速溶解。

（4）移液

用玻璃棒引流将溶液转移至100_mL容量瓶中

（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

①将蒸馏水注入容量瓶，至液面离容量瓶刻度线下1～2_cm。

②改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面最低点与刻度线相切。

（7）摇匀：

塞好瓶塞，反复上下颠倒，使溶液混合均匀。

（8）装瓶：

将配好的溶液转移到指定的容器中，贴上标签，注明溶液名称及浓度。

2．玻璃棒在整个实验过程中，有哪些作用？

【提示】　搅拌促进溶解，引流。

3．配制一定浓度的氢氧化钠溶液时，氢氧化钠在烧杯中刚好溶解，即把溶液转移到容量瓶，这样可以吗？

若不可以，这样所配溶液的浓度如何变化？

【提示】　不可以，溶液未冷却，液体膨胀，故向容量瓶中所加的水偏少，这样所配溶液浓度偏高。

1．判断

（1）1molNaCl溶于1L水所得溶液的物质的量浓度是1mol·L－1。

（　　）

（2）将25gCuSO4·5H2O溶解在1L水中，所得溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1。

（　　）

（3）把1molNH3通入水中得到1L溶液，其物质的量浓度为1mol·L－1。

（　　）

（4）将10gCaCO3粉末加水配成100mL溶液，CaCO3的物质的量浓度为1mol·L－1。

（　　）

（5）配制一定物质的量浓度的溶液时，若液面超过刻度线，应立即用胶头滴管吸出多的部分。

（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）×

2．1mol·L－1硫酸溶液的含义是（　　）

A．1L水中含有1mol硫酸

B．1L溶液中含1molH＋

C．将98g硫酸溶于1L水所配成的溶液

D．从1L溶液中取出500mL后，剩余溶液的浓度仍为1mol·L－1

【答案】　D

3．将190gMgCl2溶于水配制成1L溶液。

（1）该溶液中MgCl2的物质的量浓度为________，溶液中Cl－的物质的量浓度为________。

（2）从1L该溶液中取出10mL,10mL溶液中物质的量浓度为________，溶质的物质的量为________。

【答案】　

（1）2mol/L　4mol/L　

（2）2mol/L　0.02mol

学生分组探究一　物质的量浓度的有关计算

第1步探究——问题引入，自主探究

1．30gNaOH溶于水配成500mL溶液，溶液中溶质的物质的量为多少？

溶液的物质的量浓度为多少？

【提示】　n（NaOH）＝

＝0.75mol

c（NaOH）＝

＝1.5mol/L

2．在标准状况下，11.2LHCl气体溶于水形成0.5L溶液，溶液的物质的量浓度为多少？

【提示】　n（HCl）＝

＝0.5mol

c（HCl）＝

＝1mol/L

3．将200mL0.1mol/L的H2SO4溶液，加水稀释至500mL溶液，则所得溶液的物质的量浓度为多少？

【提示】　200mL×0.1mol/L＝c×500mL

c＝0.04mol/L

第2步阐述——要点归纳，深化知识

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

（1）若已知溶质质量

2．标准状况下，一定体积的气体溶于水形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法

（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＝

×10－3（L·mL－1）

③再根据c＝

知，

c＝

3．已知溶质质量分数和溶液密度换算求物质的量浓度

以1L（1000mL溶液）为依据标准：

c＝

4．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。

c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀）

m（浓）·w（浓）＝m（稀）·w（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）。

c1·V1＋c2·V2＝c（混）·V（混）

m1·w1＋m2·w2＝m（混）·w（混）

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。

第3步例证——典例印证，思维深化

　将24.4gNaOH固体溶于水配成100mL溶液，其密度为1.219g·mL－1。

（1）该溶液中NaOH的物质的量浓度为________。

（2）该溶液中NaOH的质量分数为________。

（3）从该溶液中取出10mL，其中NaOH的物质的量浓度为________，NaOH的质量分数为________，溶液的密度为________，含NaOH的质量为____________，含NaOH的物质的量为________。

（4）将取出的10mL溶液加水稀释到100mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为________。

【解析】　

（1）24.4gNaOH的物质的量为0.61mol,

c（NaOH）＝

＝6.1mol·L－1。

（2）100mLNaOH溶液的质量为100mL×1.219g·mL－1＝121.9g；NaOH的质量分数为

×100%＝20%。

（3）因为溶液具有均一性，所以这10mL溶液与原100mL溶液相比，NaOH的质量分数和溶液的密度均相同，但NaOH的质量和物质的量均为原来的

。

（4）这10mL溶液中NaOH的物质的量浓度为6.1mol·L－1，稀释到100mL后，NaOH的物质的量浓度减小为

＝0.61mol·L－1。

【答案】　

（1）6.1mol·L－1　

（2）20%

（3）6.1mol·L－1　20%　1.219g·mL－1　2.44g

0．061mol　（4）0.61mol·L－1

第4步运用——精选习题，落实强化

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－1

C．0.4mol·L－1D．0.5mol·L－1

【解析】　n（NaOH）＝

＝0.05mol

c（NaOH）＝

＝0.5mol/L

【答案】　D

2．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________。

【解析】　n（NH3）＝

＝25mol，

m（溶液）＝1000g＋25mol×17g/mol＝1425g，

V（溶液）＝

＝1580mL＝1.58L，

c（NH3）＝

＝15.8mol/L。

【答案】　

（1）25mol　

（2）15.8mol/L

3．300mLAl2（SO4）3溶液中，含Al3＋为1.62g，在该溶液中加入0.1mol/LBa（OH）2溶液300mL，反应后溶液中SO

的物质的量浓度约为（　　）

A．0.4mol/LB．0.3mol/L

C．0.2mol/LD．0.1mol/L

【解析】　n（Al3＋）＝

＝0.06mol，n（SO

）＝0.09mol。

加入的Ba（OH）2溶液中含Ba2＋0.03mol，剩余SO

0.06mol，此时溶液的体积为600mL，c（SO

）＝

＝0.1mol/L。

【答案】　D

4．密度为1.84g·cm－3、质量分数为98%的浓H2SO4的物质的量浓度为________。

【解析】　c＝

mol/L＝18.4mol/L

【答案】　18.4mol/L

溶液中离子浓度的有关计算

1．单一溶质溶液中溶质组成计算

根据组成规律求算：

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。

如K2SO4溶液中：

c（K＋）＝2c（SO

）＝2c（K2SO4）。

2．混合溶液中电荷守恒计算

根据电荷守恒，溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。

如在Na2SO4、NaCl混合溶液中，c（Na＋）＝2c（SO

）＋c（Cl－），c（Na＋）、c（Cl－）分别为7mol/L、3mol/L，则c（SO

）＝

mol/L＝2mol/L。

学生分组探究二　一定物质的量浓度溶液的配制与误差分析

第1步探究——问题引入，自主探究

　实验室要配制500mL0.2mol/L的Na2CO3溶液。

（1）需称量Na2CO3的质量为多少？

（2）需要的仪器有哪些？

（3）定容时仰视刻度线，所配溶液浓度有什么误差？

【提示】　

（1）10.6g　

（2）托盘天平，药匙，烧杯，玻璃棒，500mL容量瓶，胶头滴管　（3）偏小

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．配制基本步骤及主要仪器

①计算，②称量（托盘天平，药匙），③溶解（烧杯，玻璃棒），④冷却、转移（容量瓶、玻璃棒），⑤洗涤、振荡，⑥定容（胶头滴管），⑦摇匀，⑧装试剂瓶。

2．容量瓶的使用注意事项

（1）使用容量瓶第一步操作：

检查是否漏水。

检查方法：

打开瓶塞→加水→塞上瓶塞→倒立→观察→正立，瓶塞旋转180°→倒立→观察。

（2）根据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶，如配950mL某浓度溶液应选用1000mL的容量瓶。

（3）不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释，容量瓶也不能作为反应容器或长期贮存溶液。

（4）容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的，因而不能将热的溶液转移到容量瓶中，同时移动容量瓶，手应握在瓶颈刻度线以上部位，以免瓶内溶液受热而发生体积变化，使溶液的浓度不准确。

3．误差分析

（1）根据c＝

＝

，m偏大，c偏大；V偏大，c偏小。

（2）注意：

①在配制一定物质的量浓度的溶液时，定容时加蒸馏水，一旦超过刻度线，应洗净容量瓶，重配。

②配制时完全不需要计算水的用量，因此容量瓶不必是干燥的，有少量蒸馏水不影响实验结果。

③定容时俯视、仰视对结果的影响

a．仰视刻度线（图1），导致溶液体积偏大，所配浓度偏小。

b.俯视刻度线（图2），导致溶液体积偏小，所配浓度偏大。

在浓溶液稀释配制稀溶液时计量仪器是量筒不是托盘天平，其他仪器与固体配制相同。

配制步骤与固体配制相同。

第3步运用——精选习题，落实强化

1．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注入未经干燥的洁净容量瓶中

【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。

【答案】　D

2．实验室用密度为1.25g·mL－1，质量分数为36.5%的浓盐酸配制240mL0.1mol·L－1的盐酸，完成下列填空：

（1）浓盐酸的物质的量浓度为________。

（2）配制240mL0.1mol·L－1的盐酸应量取浓盐酸体积________mL，应选用容量瓶的规格________mL。

（3）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________2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡

B．用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积，沿玻璃棒倒入烧杯中，再加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其混合均匀

C．将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入容量瓶中

D．将容量瓶盖紧，振荡、摇匀

E．改用________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________处

（4）操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）若实验过程中出现如下情况如何处理？

①加蒸馏水时不慎超过了刻度线________________________________________________________________________。

②向容量瓶中转移溶液时不慎有溶液溅出________________________________________________________________________。

【解析】　

（1）c＝

＝12.5mol/L。

（2）应选250mL容量瓶，利用稀释规律可知

0．25L×0.1mol/L＝12.5mol/L×V

V＝0.002L＝2mL。

（4）洗涤液中含有溶质，洗涤液需移入容量瓶。

【答案】　

（1）12.5mol/L　

（2）2.0　250

（3）BCAFED　烧杯和玻璃棒　胶头滴管　1～2cm

（4）保证溶质完全进入容量瓶中

（5）①洗净容量瓶，重新配制

②洗净容量瓶，重新配制

3．下列情况对溶液物质的量浓度的影响是什么？

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

（1）用Na2CO3·10H2O晶体配制Na2CO3溶液，Na2CO3晶体已部分失去结晶水。

用该晶体所配Na2CO3溶液的物质的量浓度________。

（2）配制NaOH溶液时，NaOH固体中含有Na2O杂质________。

（3）配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质4.4g，称量时砝码和物品放置颠倒________。

（4）用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中________。

（5）用量筒量取浓硫酸时，仰视读数________。

（6）定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线______。

（7）定容时仰视刻度线________。

（8）配制NaOH溶液时，将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容________。

【答案】　

（1）偏大　

（2）偏大　（3）偏小　（4）偏大

（5）偏大　（6）偏小　（7）偏小　（8）偏大

①不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液，只能配制与容量瓶容积相同的一定物质的量浓度的溶液，如100mL、250mL、500mL和1000mL。

②在配制一定物质的量浓度的溶液时，不能直接将溶质放入容量瓶中进行溶解。

③定容后的容量瓶在反复颠倒、振荡后，出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，不能再向容量瓶中加入蒸馏水。

④误差分析示例

可能引起误差的操作

过程分析

对c的影响

m

V

称量过程误差分析

称量时间过长

减小

—

偏小

用滤纸称量NaOH

减小

—

偏小

配制过程

误差分析

移液前容量瓶

内有少量水

不变

不变

不变

向容量瓶转移液体

时少量流出

减小

—

偏小

未洗涤烧杯和

玻璃棒

减小

—

偏小

未冷却至室温

就注入定容

—

减小

偏大

定容时，水加多

后用滴管吸出

减小

—

偏小

定容摇匀时液

面下降再加水

—

增大

偏小

定容时俯视读刻度

—

减小

偏大

定容时仰视读刻度

—

增大

偏小

一定物质的量浓度溶液配制过程的深化思考

1．托盘天平称量物体时，物体与砝码位置如何要求？

【提示】　左物右码

2．物质溶解时能否在量筒中进行？

如何溶解？

【提示】　否；应在烧杯中用玻璃棒搅拌溶解。

3．向容量瓶转移溶液时，如何操作？

玻璃棒下端应在什么位置？

【提示】　用玻璃棒引流注入容量瓶中；玻璃棒下端应在容量瓶刻度线以下。

4．定容时应用什么仪器？

应注意什么？

【提示】　胶头滴管；观察所加液体是否达到容量瓶的刻度线，一定要平视，使液面的最低点刚好与刻度线相平。

5．定容时加水超过刻度线，如何处理？

【提示】　倒掉，洗净容量瓶重新配制。

6．定容时仰视刻度线，有什么误差？

【提示】　偏小课时作业（五）

[学业水平层次（A）]

1．下列溶液中物质的量浓度为1mol·L－1的是（　　）

A．将40gNaOH固体溶解于1L水中

B．将22.4L氯化氢气体溶于水，配成1L溶液

C．将1L10mol·L－1的浓盐酸与9L水混合

D．10gNaOH固体溶解在水中，配制成250mL溶液

【解析】　A项NaOH固体溶于1L水所得溶液的体积不是1L，故NaOH溶液的浓度不是1mol·L－1；B项22.4LHCl气体所处的外界条件（如温度、压强）不确定，其物质的量不一定是1mol，溶液的物质的量浓度不一定是1mol·L－1；C项混合后溶液体积并不是10L，则浓度不是1mol·L－1；D项中c（NaOH）＝

＝

＝1mol·L－1。

【答案】　D

2．从2L1mol·L－1NaOH溶液中取出100mL，下列有关这100mL溶液的叙述错误的是（　　）

A．浓度为0.1mol·L－1

B．浓度为1mol·L－1

C．含NaOH4g

D．含NaOH0.1mol

【解析】　取出溶液的浓度不变。

【答案】　A

3．（2015·珠海高一检测）在4℃时向100mL水中溶解了22.4LHCl气体（标准状况下测得）后形成的溶液。

下列说法中正确的是（　　）

A．该溶液物质的量浓度为10mol·L－1

B．该溶液物质的量浓度因溶液的密度未知而无法求得

C．该溶液中溶质的质量分数因溶液的密度未知而无法求得

D．所得溶液的体积为22.5L

【解析】　A项，因溶液的体积不等于0.1L，而推知物质的量浓度不等于10mol·L－1；C项，不难求出溶质质量为36.5g，溶剂质量为100g，故可求出溶质质量分数为

×100%≈26.7%；D项，溶液的体积不等于溶剂和溶质的体积之和，故所得溶液的体积不等于22.5L。

【答案】　B

4．将4g氢氧化钠溶解在10mL水中，再稀释成1L，从中取出10mL，这10mL溶液的物质的量浓度是（　　）

A．1mol·L－1　　　　　　　B．0.1mol·L－1

C．0.01mol·L－1D．10mol·L－1

【解析】　所配制的1L溶液的物质的量浓度为

＝0.1mol·L－1，而从中取10mL，其浓度不变。

【答案】　B

5．（2013·江苏高考）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（　　）

　　　A．称量　　　　B．溶解　　C．转移　　　D．定容

【解析】　结合实验操作步骤、具体要求及题给装置进行分析、解决问题。

称量固体样品时，应将固体样品放入托盘天平的左盘，砝码放入右盘，A错。

转移溶液时，为防止液体洒落，应用玻璃棒引流，C错。

定容时，胶头滴管不能插入容量瓶中，D错。

【答案】　B

6．（2015·南昌市二中高一月考）下列说法中正确的是（　　）

A．将322gNa2SO4·10H2O溶于1L水中，所得溶液的物质的量浓度为1mol·L－1

B．将1L2mol·L－1H2SO4溶液加水稀释到2L，所得溶液的物质的量浓度为1mol·L－1

C．将1L18.4mol·L－1的H2SO4溶液加入到1L水中，所得溶液的物质的量浓度为9.2mol·L－1

D．将336mLHCl气体溶于水，配成300mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为0.05mol·L－1

【解析】　A项错在溶剂体积为1L；C项溶液浓度大于9.2mol·L－1；D项，未指明气体所处状况。

【答案】　B

7．（2015·西南大学附中高一期末）物质的量浓度相同的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液，当溶液的体积比为3∶2∶1时，三种溶液中Cl－的物质的量之比为（　　）

A．1∶1∶1B．1∶2∶3

C．3∶2∶1D．3∶4∶3

【解析】　设物质的量浓度均为x，则三种溶液中Cl－物质的量分别为：

3x、4x、3x，故选D。

【答案】　D

8．两份体积相同的某植物营养液，其配方分别如下：

KCl

K2SO4

ZnSO4

①

0.3mol·L－1

0.2mol·L－1

0.1mol·L－1

②

0.1mol·L－1

0.3mol·L－1

—

下列对这两份营养液成分的分析中正确的是（　　）

A．K＋的物质的量相同

B．Cl－的物质的量相同

C．完全相同

D．SO

的物质的量不同

【解析】　依据表格中数据进行计算对比，可知：

第①份营养液中c（K＋）＝0.7mol·L－1，c（Cl－）＝0.3mol·L－1，c（SO

）＝0.3mol·L－1，c（Zn2＋）＝0.1mol·L－1；第②份营养液中：

c（K＋）＝0.7mol·L－1，c（Cl－）＝0.1mol·L－1，c（SO

）＝0.3mol·L－1。

【答案】　A

9．实验室里要配制465mL0.2mol/L的硫酸钠溶液。

（1）请填写下列空白：

A．计算、称量、溶解：

在天平上称出________g硫酸钠固体，把它放在烧杯里，用适量的蒸馏水溶解。

B．转移：

把得到的溶液冷却后小心地沿着________注入________中。

C．洗涤：

用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤液也小心转入容量瓶中。

D．定容：

继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1～2cm，改用________小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。

E．摇匀：

将瓶塞塞紧，充分摇匀。

F．贴标签、装试剂瓶：

将配好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签，并洗涤容量瓶。

（2）下列情况会