第2讲 物质的量浓度.docx
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第2讲物质的量浓度
第2讲 物质的量浓度
基础考点梳理
最新考纲
1.了解物质的量浓度的含义。
2．了解配制一定物质的量浓度溶液的方法。
自主复习
一、物质的量浓度
1．物质的量浓度是用来表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量，也称为B的物质的量浓度，符号为cB。
2．物质的量浓度的数学表达式是cB＝
，nB表示溶质的物质的量，V表示溶液体积，因此物质的量浓度的单位是mol·L－1（或mol·m－3）。
3．将溶质质量分数一定的溶液稀释时，溶液中溶质的质量总是保持不变；同理，稀释一定物质的量浓度的溶液时，溶液的体积发生了变化，但溶液中溶质的物质的量保持不变。
即遵循稀释定律：
c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀）。
二、一定物质的量浓度溶液的配制
1．仪器
托盘天平、容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
2．容量瓶的使用
（1）规格
容量瓶上标有刻度线、温度和容积，常见的容量瓶有50mL、100mL、500mL、1000mL（见图）等几种。
（2）用途
用于配制一定物质的量浓度的溶液。
（3）使用方法和注意事项
①查漏
容量瓶使用前的第一步操作要检查是否漏水。
检查方法是：
加水→倒立→观察→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察。
②使用前用蒸馏水洗净，但不能用待配溶液润洗。
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，因而不能将热的溶液转移到容量瓶中。
⑤只能配制容量瓶上规定容积的溶液，即不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。
3．溶液的配制步骤
（1）用固体配制一定物质的量浓度溶液的过程如图：
（2）配制一定物质的量浓度溶液的步骤为：
①计算；②称量（量取）；③溶解（稀释）；④转移；⑤洗涤；⑥定容；⑦摇匀。
三、配制物质的量浓度溶液时所产生的误差分析
根据c＝
＝
，分析下列操作对所配溶液的浓度有无影响？
有何影响？
1．没有洗涤溶解时用的烧杯和玻璃棒偏低；
2．将热的溶液直接移入了容量瓶偏高；
3．向容量瓶中转移溶液时，不慎将少量液体洒到了瓶外偏低；
4．定容时加水超过了容量瓶刻度线，又用滴管将高出刻度的部分吸出偏低；
5．定容时，俯视容量瓶刻度线观察液面偏高；
6．称量时用了生锈的砝码偏高；
7．称量固体的烧杯洗净后未干燥偏低；
8．称量固体NaOH时放在纸片上偏低；
9．称量时砝码与药品的位置颠倒，但未移动游码不影响；
10．“9”中已移动游码偏低；
11．称量固体用的天平，空盘时指针指向标尺左边偏低；
12．用量筒量取液体时俯视刻度偏低。
网络构建
热点典例突破
热点考向
1.一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析。
2．溶质的质量、溶液的体积、溶质的质量分数与物质的量浓度的换算。
热点探究
热点1物质的量浓度
1.物质的量浓度的定义
以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，叫溶质B的物质的量浓度。
其符号为c，常用单位是mol·L－1，定义式是c＝
。
注意：
①定义中的体积是溶液的体积，而不是溶剂的体积。
②以带有结晶水的物质作为溶质，在确定溶质物质的量时，用结晶水合物的质量除以结晶水合物的相对分子质量即可。
如：
n（CuSO4·5H2O）＝n（CuSO4）＝
③分析溶质时要注意有关的化学变化。
如Na、Na2O、Na2O2、NaH等投入水中均形成NaOH溶液。
特别是氨水中的溶质规定为NH3（而不是NH3·H2O），氨水的物质的量浓度计算中溶质的摩尔质量即为17g·mol－1。
2．一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时应注意的问题
①计算所需溶质的质量（或体积）时要按照所选容量瓶规格计算；
②称量时要注意腐蚀性药品的称量（NaOH用带盖的小烧杯快速称量）；
③溶解时要在烧杯中进行并恢复至室温；
④配制一定物质的量浓度溶液时，量筒内壁的残液不要冲洗；
⑤将烧杯中的液体沿玻璃棒转移到容量瓶中，玻璃棒不能靠在瓶口上；
⑥用胶头滴管滴入蒸馏水定容后，再盖上容量瓶盖颠倒几次后出现液面低于刻度线，不能再加蒸馏水。
若加水超过刻度线则应倒掉重新配制。
配制流程图为：
（2）误差分析
根据c＝
＝
判断：
①若称量固体溶质时，操作无误，但所用砝码生锈，m偏大，结果偏高。
②若没有洗涤烧杯内壁，使n减小，结果偏低。
③若容量瓶中有少量蒸馏水或定容后反复摇匀，发现液面低于刻度，则对结果无影响。
④俯视、仰视对结果的影响（如图所示）
a．仰视刻度线：
由于操作时以刻度线为基准加水，故加水量增多，导致溶液体积偏大，c偏小。
b．俯视刻度线：
加水量减少，溶液体积变小，故c偏大。
【例1】 （2010·西安）配制500mL0.5mol/L的NaOH溶液，试回答下列问题：
（1）计算：
需要NaOH固体的质量为________。
（2）某学生用托盘天平称量一个小烧杯的质量，称量前把游码放在标尺的零刻度处，天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置，此时左边的托盘将____________________（填“高于”或“低于”）右边的托盘。
欲使天平平衡，所进行的操作为____________________________________。
假定最终称得小烧杯的质量为____________（填“32.6g”或“32.61g”），请用“↓”表示在托盘上放上砝码，“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程，并在标尺上画出游码位置（画“△”表示）。
砝码质量/g
50
20
20
10
5
称量（取用砝码）过程
（3）配制方法：
设计五个操作步骤：
①向盛有NaOH的烧杯中加入200mL蒸馏水使其溶解，并冷却至室温。
②继续往容量瓶中加蒸馏水至液面接近刻度线1cm～2cm。
③将NaOH溶液沿玻璃棒注入500mL容量瓶中。
④在烧杯中加入少量的蒸馏水，小心洗涤2～3次后移入容量瓶。
⑤改用胶头滴管加蒸馏水至刻度线，加盖摇匀。
试将以上操作按正确顺序编出序号________。
（4）某学生实际配制NaOH溶液的浓度为0.48mol/L，原因可能是（ ）
A．使用滤纸称量氢氧化钠固体
B．容量瓶中原来存有少量蒸馏水
C．溶解后的烧杯未经多次洗涤
D．胶头滴管加水后定容时仰视刻度
[解析]
（1）需要NaOH固体的质量为
0．5L×0.5mol/L×40g/mol＝10.0g。
（2）由题述现象可知，天平左边轻，右边重，故左边的托盘将高于右边的托盘。
为此要使天平平衡应将左边的平衡螺母左旋，或将右边的平衡螺母左旋。
根据天平准确到0.1g可知应是32.6g，其中30g为所加砝码的质量，2.6g是游码表示的质量。
（3）根据配制一定物质的量浓度的操作步骤可知其顺序为①③④②⑤。
（4）0.48mol/L比0.5mol/L小，A项，由于固体NaOH具有极强的吸水性，使用滤纸称量氢氧化钠固体，使NaOH固体质量减少；B项，容量瓶中原来存有少量蒸馏水无影响；C项，溶解后的烧杯未经多次洗涤，溶质NaOH减少；D项，胶头滴管加水后定容时仰视刻度，加水过多，NaOH浓度偏低。
[答案]
（1）10.0g
（2）高于 将左边的平衡螺母左旋，或将右边的平均螺母左旋，直至天平平衡 32.6g
砝码质量/g
50
20
20
10
5
取用砝码过程
↓↑
↓
↓↑
↓
↓↑
（3）①③④②⑤ （4）ACD
变式1 实验室配制480mL0.600mol·L－1的NaCl溶液，有如下操作步骤：
①把称量好的NaCl晶体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解；
②把①所得溶液小心转入500mL容量瓶中；
③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1cm～2cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切；
④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀；
⑤将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀。
请填写下列空白：
（1）操作步骤的正确顺序为（填序号）__________。
（2）实验室有如下规格的容量瓶：
①100mL，②250mL，③500mL，④1000mL，本实验选用__________。
（3）本实验用到的基本实验仪器除容量瓶、玻璃棒外，还有____________________________________。
（4）需要使用玻璃棒的操作有__________（填步骤序号），其作用为____________________________。
（5）误差分析：
（填“偏高”“偏低”或“无影响”）
①称量NaCl时，物码倒置（1g以下用游码）______。
②某同学观察液面的情况如图所示，对所配溶液浓度将有何影响？
__________。
③没有进行操作步骤④__________。
④加蒸馏水时不慎超过了刻度线，立即用胶头滴管将多余的水吸出__________。
⑤容量瓶原来有少量水__________。
解析：
（1）实验操作步骤为称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀。
（2）容量瓶的规格相对固定，当所配溶液的体积与容量瓶规格不符时，应选择规格稍大的。
（3）选择仪器时特别注意不能遗漏特别小的仪器，如药匙、胶头滴管等。
（4）溶液配制过程中玻璃棒有两种用途：
搅拌和引流。
（5）进行误差分析时，应结合c＝
，分别分析错误操作对n和V的影响，进而确定对实验结果的影响。
答案：
（1）①②④③⑤
（2）③
（3）天平、药匙、烧杯、胶头滴管、量筒
（4）①②③④ ①：
搅拌，促进溶解；②③④：
引流
（5）①偏低 ②偏高 ③偏低 ④偏低 ⑤无影响
点评：
（1）天平的使用：
天平设计时质量关系为左盘重＝右盘重＋游码，使用时必须注意“左物右码”，否则可能出现误差。
（2）实验室的容量瓶有一系列规格，但不是任意规格，应用与所配溶液体积相同的规格；如没有相同的，选用稍大规格的。
热点2关于物质的量浓度的计算
1.溶质的质量与物质的量浓度之间的换算
c＝
＝
。
2．一定体积（标准状况下）的气体溶于水后所得溶液的物质的量浓度的计算
运用n＝
求出溶质的物质的量，运用
V（溶液）＝
求出溶液体积，再根据c＝
计算。
3．溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度间的换算
c＝
（c为溶质的物质的量浓度mol·L－1，ρ为溶液密度g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量），此公式可按溶液体积为1L进行推导。
4．溶液的稀释或混合计算
可根据稀释前后，溶液中溶质的物质的量不变（即c1V1＝c2V2）或溶质的质量不变（即V1·ρ1·w1＝V2·ρ2·w2）进行计算。
特别提醒：
①在应用物质的量浓度进行计算时，要注意溶质的质量、物质的量守恒及溶液的电荷守恒。
②在有关物质的量浓度的计算中，要特别注意单位的换算和统一。
③溶液稀释或混合时，溶液的体积一般不可直接相加，而应运用溶液的总质量除以溶液的密度来计算。
【例2】 （2010·四川理综）标准状况下VL氨气溶解在1L水中（水的密度近似为1g/mL），所得溶液的密度为ρg/mL，质量分数为ω，物质的量浓度为cmol/L，则下列关系中不正确的是（ ）
A．ρ＝（17V＋22400）/（22.4＋22.4V）
B．ω＝17c/（1000ρ）
C．ω＝17V/（17V＋22400）
D．c＝1000Vρ/（17V＋22400）
[解析] 本题考查物质的量浓度、质量分数、标准状况下的摩尔体积及溶液密度的相关计算，意在考查考生对这些概念的理解及计算能力。
选项A中溶液的体积错误，故A项关系不成立。
[答案] A
变式2
（1）标准状况下，用氨气做“喷泉实验”，实验完毕后，液体进入烧瓶总容积的2/3，假设溶质不外泄，则所得溶液的物质的量浓度为________。
（2）标准状况下，1体积水可以溶解700体积氨气，所得溶液的密度为0.9g/cm3，则所得氨水的物质的量浓度为__________________。
解析：
（1）设烧瓶总容积为1L。
c（NH3·H2O）＝
＝
＝
mol/L。
（2）c（NH3·H2O）＝
＝
≈18.37mol/L。
答案：
（1）
mol/L
（2）18.37mol/L
热点3物质的量应用于化学方程式的计算
1.根据化学方程式计算的一般步骤
（1）根据题意写出配平的化学方程式。
（2）选择适当的量（如摩尔质量、质量、物质的量、气体摩尔体积等）的关系作为计算依据，把已知的和需要求解的量[用M（B）、m（B）、n（B）、V（B）等表示，或设未知数x等代表]分别写在化学方程式中有关化学式的下面，量及单位“上下一致，左右相当”。
（3）将有关的量列成比例式；求出待求的量。
2．根据化学方程式计算应注意的问题
化学方程式中各物质的化学计量数可表示参与反应的各物质的分子数（或离子数）之间的比例关系、物质的量之间的比例关系、气体体积（在相同条件下）之间的比例关系，但不能直接表示各物质之间的质量关系。
在应用时要特别注意：
（1）表示体积关系时，只适用于相同条件（同温、同压）下的气态物质，而不适用于液态、固态物质。
（2）表示质量关系时，要用各物质的摩尔质量进行相应的转换后再进行计算。
（3）用不同物理量进行计算时，要注意量的对应关系，不同物质可用不同的物理量，但同种物质应用相同的物理量，且注意量的合理应用。
（4）根据热化学方程式的计算，要注意反应热随各物质的量的变化关系。
【例3】 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度（质量分数）是（ ）
A
B.
C.
D.
[解析] 2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O m（减少）
2×8410662
x （w1－w2）
解得x＝
，将其代入下式可得：
ω（Na2CO3）＝（w1－x）/w1＝
，A项正确。
[答案] A
变式3 实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气，当有4molHCl被氧化时，生成的氯气在标准状况下的体积为（ ）
A．22.4L B．11.2L
C．44.8LD．89.6L
解析：
在化学反应MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，被氧化的HCl占参加反应的HCl总量的一半，即有关系式（注意单位上下一致、左右相当）：
2HCl（被氧化）～Cl2
2mol22.4L
4molV（Cl2）
解得V（Cl2）＝44.8L。
答案：
C
方法规律技巧
一定物质的量浓度溶液的配制的误差分析
分析依据c＝
＝
，以配制NaOH溶液为例，在进行误差分析时，根据实验操作弄清是“m”还是“V”引起的误差，再具体分析，具体情况如下：
能引起误差的一些操作
因变量
c/mol·L－1
m
V
砝码与物品颠倒（使用游码）
减小
—
偏低
称量时间过长
减小
—
用滤纸称NaOH
减小
—
向容量瓶注液时少量流出
减小
—
未洗烧杯和玻璃棒
减小
—
定容时，水多用滴管吸出
减小
—
定容后摇匀时液面下降再加水
—
增大
定容时仰视读刻度
—
增大
砝码沾有其他物质或已生锈
增大
—
偏高
未冷却至室温就注入容量瓶定容
—
减小
定容时俯视读数
—
减小
称量前小烧杯内有水
—
—
不变
定容后经振荡、摇匀，静置液面下降
—
—
特别提醒：
（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，要重新配制。
（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结果。
（3）定容后必须反复摇匀，静置后液面下降是由于一部分溶液附在了管壁和塞子上而浓度是固定的，不需要再加入蒸馏水，否则浓度偏低。
【考例】 有下列化学仪器：
①托盘天平；②玻璃棒；③药匙；④烧杯；⑤量筒；⑥容量瓶；⑦胶头滴管；⑧细口试剂瓶；⑨标签纸。
（1）现需要配制500mL1mol·L－1硫酸溶液，需用质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3的浓硫酸________mL。
（2）从上述仪器中，按实验使用的先后顺序，其编号排列是________。
（3）容量瓶使用前检验漏水的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（4）若实验遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响（填“偏高”“偏低”或“不变”）?
①用以稀释硫酸的烧杯未洗涤，________。
②未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中，________。
③摇匀后发现液面低于刻度线再加水，________。
④容量瓶中原有少量蒸馏水，________。
⑤定容时观察液面俯视，________。
[解析]
（1）设需w＝98%、密度为1.84g·cm－3的浓硫酸的体积为V。
V×1.84g·cm－3×98%＝0.5L×1mol·L－1×98g·mol－1，V＝27.2mL。
（2）配制顺序是：
计算→量取→稀释→移液→定容，因此使用仪器的顺序为⑤④②⑥⑦⑧⑨。
（3）按规范操作回答，往容量瓶内加适量水，塞好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手的五指托住瓶底，把瓶倒立过来，如不漏水，把瓶塞旋转180°后塞紧，再把瓶倒立过来，若不漏水，才能使用。
[答案]
（1）27.2
（2）⑤④②⑥⑦⑧⑨
（3）往容量瓶内加适量水，塞好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手的五指托住瓶底，把瓶倒立过来，如不漏水，把瓶塞旋转180°后塞紧，再把瓶倒立过来，若不漏水，才能使用
（4）①偏低 ②偏高 ③偏低 ④不变 ⑤偏高
变式：
进行某实验需要0.5mol/L的氢氧化钠溶液约400mL，根据溶液配制的过程，回答下列问题：
（1）实验除了需要托盘天平（带砝码）、药匙和玻璃棒外，还需要的其他玻璃仪器是________；
（2）根据计算得知，所需要氢氧化钠固体的质量为________g。
（3）配制溶液的过程中，以下操作正确的是________（填序号）。
A．将氢氧化钠固体放在纸片上称量
B．在烧杯中溶解氢氧化钠固体后，立即将溶液倒入容量瓶中
C．将溶解氢氧化钠固体的烧杯用蒸馏水洗涤2～3次，并将洗涤液转移到容量瓶中
（4）玻璃棒在该实验中的作用有：
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
（5）400mL0.5mol/L的该NaOH溶液加入到足量的MgCl2溶液中，产生的沉淀的质量为________。
（6）取0.5mol/L的NaOH溶液100mL，所含的Na＋的数目为________。
答案：
（1）500mL容量瓶、烧杯、胶头滴管
（2）10.0
（3）C
（4）①搅拌作用，加速氢氧化钠固体溶解 ②向容量瓶中引流液体
（5）5.8g
（6）0.05NA或3.01×1022
备选习题
1.用某种仪器量一液体体积时，平视读数为nmL，仰视读数为xmL，俯视读数为ymL，若x>n>y，则所使用的仪器可能是（ ）
A．托盘天平 B．酸式滴定管
C．容量瓶D．量筒
答案：
B
2．某实验中需2mol/L的Na2CO3溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别为（ ）
A．1000mL,212gB．950mL,210.4g
C．500mL,286gD．任意规格，572g
答案：
A
3．（2010·江西重点中学联考）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
B．所得溶液的体积为22.5L
C．根据题干数据，该溶液物质的量浓度无法求得
D．该溶液中溶质的质量分数因溶液的密度未知而无法求得
解析：
溶液的质量为
×36.5g/mol＋100mL×1g/mL＝136.5g，由于没有提供溶液的密度，无法计算出溶液的体积，因此该溶液的物质的量浓度无法计算，A错、B错、C对；溶质的质量分数为
×100%＝26.7%，D错。
答案：
C
4．配制100mL1mol/LNa2CO3溶液，下列操作正确的是（ ）
A．称取10.6g无水碳酸钠，加入100mL容量瓶中，加水溶解、定容
B．称取10.6g无水碳酸钠，加入100mL蒸馏水，搅拌、溶解
C．转移Na2CO3溶液时，未用玻璃棒引流，直接倒入容量瓶中
D．定容后，塞好瓶塞，反复倒转，摇匀
解析：
A选项错，不能在容量瓶中溶解物质；B选项错，因为要配制100mL溶液，加入100mL蒸馏水溶解Na2CO3所得溶液并不是100mL；C选项错，未用玻璃棒引流。
答案：
D
5．实验室需要0.1mol·L－1NaOH溶液450mL和0.5mol·L－1硫酸溶液500mL。
根据这两种溶液的配制情况回答下列问题：
（1）如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是________（填序号），配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是________（填仪器名称）。
（2）下列操作中，容量瓶所不具备的功能有________（填序号）。
A．配制一定体积准确浓度的标准溶液
B．贮存溶液
C．测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D．准确稀释某一浓度的溶液
E．量取一定体积的液体
F．用来加热溶解固体溶质
（3）根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为________g。
在实验中其他操作均正确，若定容时俯视刻度线，则所得溶液浓度________0.1mol·L－1（填“大于”“等于”或“小于”，下同）。
若NaOH溶液在转移至容量瓶时，洒落了少许，则所得溶液浓度_______0.1mol·L－1。
（4）根据计算得知，所需质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3的浓硫酸的体积为________mL（计算结果保留一位小数）。
如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒，应选用________mL量筒最好。
配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释，稀释时操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：
（1）配制一定物质的量浓度NaOH、H2SO4溶液时不需要平底烧瓶及分液漏斗，需要的仪器为容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、量筒、烧杯。
所给仪器缺少的仪器为烧杯、玻璃棒。
（2）容量瓶的功能为配制一定体积的准确浓度的标准溶液，可短期贮存溶液故选CDEF。
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