化学计量在实验中的应用讲义三.docx
《化学计量在实验中的应用讲义三.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学计量在实验中的应用讲义三.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
化学计量在实验中的应用讲义三
为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项
操作：
①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量Na2CO3溶液，⑤加过量BaCl2
溶液。
正确的操作顺序是（）
A．①④②⑤③B．④①②⑤③C．②⑤④①③D．⑤②④①③
课题：
第二节化学计量在实验中的应用
（一）
------物质的量和摩尔质量
知识与技能1、认识摩尔是物质的量的基本单位，了解物质的量与微观粒子之间的关系，了解摩尔质量的概念，了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性，懂得阿伏加德罗常数的涵义
2、了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系，能用于进行简单的化学计算。
过程与方法1、初步培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力
2、通过物质的量这一联系微观粒子与宏观质量的物理量的学习，引导学生以化学的眼光、从微观的角度认识丰富多彩的物质世界，认识到宏观和微观的相互转化是研究化学的科学方法之一。
情感态度价值观1、通过对概念的透彻理解，培养学生严谨、认真的学习态度，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。
重点物质的量及单位；摩尔质量的概念和有关摩尔质量的计算
难点物质的量及单位------摩尔
第二节化学计量在实验中的应用
［引言］用质量、体积等物理量来计量物质的轻重和大小，对你来说已是非常熟悉的事情了。
在实验室做实验时，药品的取用用器具称量的（质量或者体积）；通过方程式的学习我们也知道物质之间的反应，从微观上看，微粒是按照一定的数目关系进行的。
你是否想过能否用一定数目的粒子集体为单位来计量（微粒个数和质量或体积之间的关系呢？
）
我们在初中时知道，分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子，可以构成客观存在的、具有一定质量、一定体积的物质，这说明，在我们肉眼看不见的粒子与物质的质量、体积之间，必定存在着某种联系，
那么，联系他们的桥梁是什么呢？
就像长度可用来表示物体的长短，温度可表示为物体的冷热程度一样，物质的量可用来表示物质所含粒子数的多少，用一定数目的粒子集体为单位来计量。
其符号为n，它是国际单位制中的基本物理量，四个字缺一不可，物质的量单位是摩尔，符号mol，简称摩。
（计量观：
化繁为简，以大比大，以小比小。
与微粒的相对质量有着密切的关系——1摩尔微粒的质量数值=微粒的相对质量，就在微粒个数和宏观质量间建立了联系。
）摩尔起源于希腊文mole,原意为“堆量”。
国际单位制（SI）的7个基本单位请你根据教材补齐表格
物理量
单位名称
符号
长度
时间
质量
温度
开尔文
K=摄氏度+273.15
发光强度
电流
物质的量
物质的量（amountofsubstance）的单位---摩尔（mole）
1.是一个物理量，符号为n，单位为摩尔（mol）。
从物质的量设立的目的上看，物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。
这个集体的组成者是粒子，这种集体有大有小，也就是集体内的粒子数目有多有少。
因此，物质的量是专门用于计算粒子数目的物理量。
那么物质的量的1个单位即1mol表示的粒子数目是多少呢？
问题讨论：
1mol粒子的数目大约是多少？
6.02*1023这个数值是以什么为依据得出的？
12C原子特指什么结构的碳原子？
结论：
1mol任何粒子的数目和0.012kg12C中所含的碳原子数目相同，约为6.02*1023个
1mol任何粒子的数目也叫阿伏加德罗常数。
阿伏加德罗是意大利物理学家。
因他对6.02*1023这个数据的测得有着很大的贡献，故用他的名字来表示1mol任何粒子的粒子数，以示纪念。
化学上，我们用NA来表示阿伏加德罗常数，其单位mol-1，它表示1mol任何粒子的粒子数，其数值近似等于6.02*1023个。
1.是一个物理量，符号为n单位为摩尔（mol）。
2、阿伏加德罗常数：
表示1mol任何粒子的粒子数，符号为NA，单位为mol-1，数值约为6.02*1023mol-1（阿伏加德罗常数（原意）：
以12g12C中所含的原子数目为标准的，也就是说，如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与12g12C中所含的碳原子数目相同，则它的物质的量为1mol，而这个数值（粒子数）就叫阿伏加德罗常数。
补充说明12C是原子核中有6个质子和6个中子的碳原子）
我会计算：
已知:
一个碳原子的质量为1.993×10－23g
求:
12g12C中所含的12C原子数？
3、使用摩尔时应注意：
摩尔是物质的量的单位，1摩尔任何物质含有阿佛加德罗常数（NA）个微粒。
（1）摩尔这一单位，通常用来表示原子、分子、离子、电子等特定对象。
不能用来表示如1mol人等，摩尔定义中的每摩尔物质，通常指某种微粒。
（2）使用摩尔时，微粒的名称应予以指出，通常是将微粒的符号写在摩尔名称或符号的后面。
思考：
1.判断下列说法是否正确
（A）1摩尔氧（B）1摩尔氧原子（C）2摩尔小米（D）3摩尔水（E）0.5摩二氧化碳
2.1molH2O中mol的Hmol的O
4.N、NA与n的关系：
1.1.204×1024个H，合molH
2.5mol的O2中有多少个氧气分子?
3.N个水分子的物质的量是多少?
（已知，阿伏加德罗常数为NA）
4.0.3molH2SO4含有个硫酸分子
5.1molNa2CO3中约含有_____molNa+、______molCO32-离子，共含有离子的个数为________个。
6.0.5molNa2SO4含有molNa+;molSO42-;含个O。
7.0.1molNH4+中含有个N，含有个H.
8.1molHCl溶于水，水中存在的溶质粒子是什么?
它们的物质的量各是多少?
9.1个水分子中有个电子，1molH2O中呢?
5、摩尔质量：
（1）定义：
单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M
（2）公式：
M=
单位g·mol－1
动动手：
1mol物质的质量到底有多大？
粒子符号
物质的式量
每个粒子的质量（g/个）
1摩物质含有的粒子数（个）
1摩物质质量（g）
C
12
1.993X10-23
Fe
56
9.032X10-23
H2SO4
98
1.628X10-22
H2O
18
2.990X10-23
Na+
23
3.821X10-23
OH-
17
2.824X10-23
归纳总结：
1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位，在数值上就等于该粒子的相对原子（分子、离子）质量或相对分子质量。
练习：
填空：
（1）1molCu质量是克
（2）1molO2质量是克（3）1molCO2质量是克（4）1molCl-质量是克（5）1molNa+质量是克（6）1molNaCl质量克
6、有关摩尔质量的相关计算
例1：
24.5gH2SO4的物质的量是_________
解：
H2SO4的相对分子质量为98,则M（H2SO4）=98g·mol－1。
n（H2SO4）=
=
=0.25mol。
答：
略
物质的量、摩尔质量、物质的质量；阿伏加得罗常数、6.02X1023之间的区别。
练习：
1.咖啡含有咖啡因（化学式为C8H10N4O2）,咖啡因能兴奋中枢神经、消除疲劳。
如果一杯咖啡含有0.194g咖啡因，你知道者杯咖啡中有多少个咖啡因分子吗？
2．顺铂【化学名称为顺二氯二氨合铂（
），化学式为PtCl2（NH3）2是一种用于治疗癌症的药物。
一片顺铂药片所含顺铂的质量为3x10-4g那么：
（1）一片顺铂药片中顺铂的物质的量是多少？
（2）一片顺铂药片中顺铂所含氮原子的物质的量和个数各是多少？
密度/g·L-1
1mol物质的体积
O2
1.429
22.4
H2
0.0899
22.4
（三）气体摩尔体积：
下表列出了0℃、101kPa（标准体积）时O2和H2的密度，请计算出1molO2和H2的体积
下表列出了20℃时几种固体和液体的密度，请计算出1mol这几种物质的体积
密度/g·cm-3
质量g
体积cm3
Fe
7.86
56
7.2
Al
2.70
27
10
H2O
0.998
18
18
H2SO4
1.83
98
53.6
［讲］请同学们根据计算结果，分析物质的存在状态跟体积的关系
1、1mol不同的固态或液态的物质、体积不同
2、在相同状态下，1mol气体的体积基本相同
3、同样是1mol物质，气体和固体的体积相差很大。
（1molH2O在液态时是18mL，在100℃气态时约为3.06*104mL，相差约1700倍
［问］一堆排球、一堆篮球，都紧密堆积，哪一堆球所占体积更大？
如果球的数目都为一百个呢？
如果球和球之间都间隔1米，在操场上均匀地分布，哪一堆球所占总的体积更大？
决定物质体积大小有三个因素：
①物质所含结构微粒数多少；
②微粒间的距离（固态、液态距离小，排列紧密，气态分子间排列疏松）
③微粒本身的大小（液态时小，气态时大）
［讲］在我们计算中，物质的粒子数是相同的，都是1mol，那么后两个因素对体积大小有什么影响呢？
［小结］对于固体和液体来说，粒子间距离非常小，主要取决于粒子本身的大小，对于气态来说，粒子间大小相差无几，主要取决于粒子间的距离。
在固态和液态中，粒子本身的大小不同决定了其体积不同，而不同的气体在一定的外界条件下，分子间的距离可看作近似相同，
同时，由我们所学的物理知识可知，粒子间距离主要受环境也就是温度和压强的影响，因此，在谈到气体体积时必须注明外界条件。
事实上，在我们学习生活乃至科研领域，用得更多的气体的体积，而不是质量。
无数实验事实证明，外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积。
这给我们研究气体提供了很大的方便，为些，我们专门引出了气体摩尔体积的概念，
①定义：
在一定的温度和压强下，单位物质的量的物质所占有的体积。
表达式：
Vm＝V/n，常用单位:
L/mol。
标况下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol，这是在特定条件下的气体摩尔体积。
②使用标况下气体摩尔体积应注意：
a、条件：
标准状况（STP）;b、单位：
L/mol;
c、适用范围：
气体;d、数值约为22.4L/mol
③应用气体摩尔体积（标况）计算的几种情况：
气体体积V 物质的量n 质量m 摩尔质量M 密度ρ 式量Mr
Ⅰ、据气体体积求其物质的量：
n＝V/22.4L/mol
Ⅱ、据气体质量求其标况下体积：
V＝m（22.4L/mol）/M
Ⅲ、据气体摩尔质量求其标况下密度：
ρ＝M/22.4L/mol
Ⅳ、据气体标况下的体积求质量：
m＝VM/22.4L/mol
Ⅴ、据标况下气体密度求式量：
M＝ρ22.4L/mol
④标准状况是指温度为0℃，压强为101KPa。
1molH2O中约含有_________个H2O、_____________个H、__________个O、_____________molH、______molO、_____________mole—
2.下列叙述正确的是（）
A、1mol任何气体的体积都约为22.4L
B、1mol任何物质在标准状况下所占的体积都约是22.4L
C、标准状况下，22.4L的任何气体的物质的量都是1mol
D、标准状况下，1mol水所占有的体积是22.4L
3．如果ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是（式中NA为阿伏加德罗常数）（）
A.22.4bc/aNALB.22.4ab/cNALC.22.4ac/bNALD.22.4b/acNAL
4：
同温同压下某容器充满O2时重116g,充满CO2时重122g，充满某气体时重114g，则该气体的相对分子质量是（）
A.28B.60C.32D.44
同温同压下，等质量的下列气体所占有的体积最大的是
A．O2 B．CH4 C．CO2 D．SO2
1、标准状况下，2.2gCO2的体积是多少?
2、标准状况下10g氢气的体积是多少升？
6.72L二氧化碳气体的质量为多少克？
3、现有3.4gH2S和0.1molHBr气体。
（1）不同条件下，哪个分子数较多?
（2）相同条件下，哪个该用较大的容器装?
（3）不同条件下，哪个质量大?
大多少?
（4）哪个所含H原子的物质的量多?
多多少?
（5）其中含S和Br各多少克?
4、标准状况下有
（1）6.72LCH4
（2）3.01×1023个HCl分子（3）13.6gH2S，下列对这
三种气体的关系从小到大的排列顺序是：
A、物质的量______________B、体积___________________
C、质量__________________D、氢原子数_______________
5、N2、CO2、SO2三种气体的质量比为7：
11：
16时，它们的分子个数比为___________；
物质的量之比为___________；同温同压下体积比为___________。
（四）物质的量浓度
•含义：
单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，称为B的物质的量浓度。
符号CB单位mol/L。
•表达式：
CB=nB/V
物质的量浓度（mol/L）=
气体溶于水时的浓度计算，要注意以下几个问题：
1、不能把水的体积当成溶液的体积；
2、不能把水的体积+气体体积当成溶液的体积；
3、用溶液质量和密度计算溶液体积时，要注意换算为L做单位。
练习：
1.现有一种泉水样品，1.0L这种泉水含有4.8*10-2gMg2+。
那么该泉水中Mg2+的物质的量浓度是多少？
含1.0molMg2+的这种泉水的体积是多少升？
2.106g碳酸钠溶于1L水中所得溶液与1molNa2CO3溶于水稀释成1L的溶液相比，物质的量浓度是否相等？
为什么？
1、1mol/LNaOH溶液的含义是什么？
2、将0.5molNaOH配成2L溶液，该溶液的物质的量浓度是多少？
3、100mL1mol/LNaOH溶液中，NaOH的物质的量是多少？
从该溶液中倾倒出20mL，
此20mLNaOH溶液的物质的量浓度还是1mol/L吗？
为什么？
4、将10gNaOH溶解在250mL水中，所得溶液的物质的量浓度是1mol/L吗？
一定物质的量浓度的溶液的配制
仪器
烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙（固体溶质使用）、量筒（液体溶质使用）
步骤
以配置100mL1.00mol/L的氯化钠溶液为例
1、计算：
NaCl的质量n（NaCl）=1.00mol/L×0.1L=0.1mol
m（NaCl）=0.1mol×58.5g/mol=5.85克
2、称量：
（复习天平的使用）
3、溶解：
在烧杯中用30-50毫升蒸馏水使之完全溶解（注意：
应冷却，不可在容量瓶中溶解）
4、转移：
将烧杯中的NaCl溶液注入100mL容量瓶（用玻璃棒引流）
5、洗涤：
洗涤烧杯2~3次（每次用10mL左右的水）
6、定容：
向容量瓶中加蒸馏水，加水到接近刻度线1~2厘米时，改用胶头滴管加水至液面与刻度线相切。
7、摇匀：
反复摇匀
8、装瓶、贴标签：
装入试剂瓶并贴上标签
（计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶）
注意事项：
1）用胶头滴管定容后振荡，出现液面低于刻度线时不要再加水。
2）如果定容时超过了刻度线，不能将超出的部分吸走，要重新配置。
3）如果摇匀时不小心洒出几滴，不能直接加水至刻度线，要重新配制。
4）溶液注入容量瓶前要恢复到室温。
5）不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。
6）溶液转移时要洗涤烧杯、玻璃棒2－3次。
误差分析：
〖思考〗下列哪些操作会产生误差？
对实验结果产生怎样的影响？
1、引流时有少许液体溅出容量瓶外
2、定容后摇匀，发现液面低于刻度线，不施加措施
3、定容时加水高于刻度线，将多余液体吸出
4、用于溶解的小烧杯未洗涤
1、配制200mL0.1mol／L的NaCl溶液，需NaCl的质量为多少克？
2、欲配制1mol／L的氢氧化钠溶液250mL，完成下列步骤：
①用天平称取氢氧化钠固体___g。
②将称好氢氧化钠固体放入___中加___蒸馏水将其溶解，待___后，将溶液沿___移入
___mL的容量瓶中。
③用少量蒸馏水冲洗___次，将冲洗液移入___中，在操作过程中不能损失点滴液体，否
则会使溶液的浓度偏___（低或高）。
④向容量瓶内加水至刻度线___时，改用___小心加水至溶液凹液面与刻度线相切，若加
水超过刻度线，会造成溶液浓度偏___，应该___。
⑤最后盖好瓶盖___，将配好的溶液移入___中并贴好标签
3、计算1mol/L氯化钡溶液中各离子的浓度。
4、用CuSO4·5H2O配制0.1mol/L的水溶液，下列方法正确的是（）
A、取25gCuSO4·5H2O溶于1L水中
B、将CuSO4·5H2O干燥去掉结晶水，取16g溶于水制成1L溶液
C、将25gCuSO4·5H2O溶于水制成1L溶液
D、将12.5gCuSO4·5H2O溶于500mL水中
5、设计实验：
如何在实验室配制100mL2.0mol/LH2SO4溶液？
（1）提供仪器：
100mL烧杯、10mL量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶
（2）提供药品：
98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm3）、蒸馏水
（3）要求：
设计出实验操作方法，以及减小误差的措施。
*6、1L水吸收448LHCl气体（体积已折算为标准状况下）可得密度为1.19g/cm3的浓
盐酸，求此盐酸的物质的量浓度。
总结归纳：
♦物质的量与质量、摩尔质量之间存在什么关系?
♦气体的物质的量与体积之间存在什么关系?
♦物质的量与粒子数之间存在什么关系?
♦溶质的物质的量与物质的量浓度及溶液体积之间存在什么关系?
浓溶液配制稀溶液前后有什么关系?
练习
1.为了降低汽车尾气对大气的污染，有关部门拟用溶有甲醇的液化石油气代替汽油作为机动车的燃料。
甲醇作为燃料，它的优点是燃烧时排放的污染物少。
在一定条件下，可以利用一氧化碳和氢气合成甲醇。
请你以CO+2H2
CH3OH这一反应为例，从质量（或体积）、物质的量、微粒数等定量的角度谈谈自己对化学反应的认识。
2.对于反应2CO+O2==2CO2，在标准状况下，4.48L一氧化碳与足量的氧气发生反应，生成的二氧化碳分子个数是多少？
3.求相同质量的SO2和SO3所含硫原子的个数比是多少？
4.金属汞在加热条件下可以与氧气化合生成氧化汞，反应如下：
2Hg+O2
2HgO
下列哪个选项可以说明0.2molHg与0.2molO2充分反应后物质的种类及其量的情况？
A．0.2molHgO+0.2molHgB.0.1molHgO+0.1molHg
C.0.2molHgOD.0.2molHgO+0.1molO2
5.某化学课外活动小组计划使用NaOH溶液制取简易消毒液，反应原理为：
Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O
实验室里有已配置好的NaOH溶液，一瓶所贴标签为4.0mol.L-1,另一瓶所贴标签为14%
（1）这两种溶液各多少升才能分别与2.24L氯气（STP）恰好完全反应？
（14%的NaOH溶液的密度为1.14g.mL-1）
（2）你认为知道了某溶液中溶质的物质的量浓度后，在使用该溶液时有哪些方便之处？
（3）配制250mL4.0mol.L-1NaOH溶液的实验步骤：
a.计算需要氢氧化钠固体的质量
b.称量氢氧化钠固体
c.将烧杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁、玻璃棒2~3次，洗涤液也注入容量瓶
d.用适量的蒸馏水溶解称量好的氢氧化钠固体，冷却
e.盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀
f．继续向容量瓶中加蒸馏水至刻度线下1~2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
所需称量的氢氧化钠固体的质量是
上述步骤的正确操作顺序是
上述实验需要的仪器有
例：
实验室用20gCaCO3和200ml的盐酸恰好完全反应，计算：
1）生成CaCl2的质量
2）盐酸的溶质的物质的量浓度
3）生成的CO2在标况下的体积
误差分析：
步骤
具体情况
影响
称
或
量
砝码有油污或生锈
偏高
砝码残缺或放在了左盘（且使用了游码）
偏低
量筒内有水（量取液体溶质时）
偏低
俯视量筒刻度
偏低
仰视量筒刻度
偏高
吸水性,挥发性,药品长时间暴露
偏低
搅拌及转移时有液体溅出,未洗涤烧杯及玻璃棒
偏低
溶解
溶液未冷却就倒入容量瓶中；定容时俯视刻度
偏高
定容
定容时仰视刻度
偏低
同温同压下，等质量的下列气体所占有的体积最大的是
A．O2 B．CH4 C．CO2 D．SO2
用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（ ）
A．1molN2所含有的原子数为NA
B．标准状况下，22.4L水中含有的水分子数为NA
C．标准状况下，22.4L氯化氢所含的原子数为NA
D．24gO2分子和24gO3分子所含的氧原子数目相等
某盐的混合物中含有0.2mol／LNa+、0.4mol／LMg2+、0.4mol／LClˉ，则SO42ˉ为（ ）。
A．0.1mol／L B．0.2mol／L C．0.3mol／L D．0.4mol／L
用0.1mol/L的Na2SO3溶液30mL,恰好将2×10－3molXO4－还原，则元素X在还原产物中的化合价是（）
A．＋4 B．＋3 C．＋2 D．＋1
1、下列各物质中，含氧原子个数最多的是（）
A、1molKClO3B、0.5molH3PO4C、32gO2D、3.01×1023个CO2
2、Cl2、HCl、O2、CO2各5g，按其所含分子数目由多到少的顺序排列是：
____________________________________________________
3、2.71gNa2SO4•10H2O中含有Na+和SO42-的物质的量是多少?
含H2O的数目为多少？
4、质量相等的SO2和SO3，物质的量之比为，硫原子的原子个数之比
为，氧原子的原子个数之比为。
5、4.9g磷酸中含有多少个H原子、O原子和P原子？
以及与多少克P2O5中所含P原
子相等？
6、下列说法是否正确，若不正确，请加以改正。
（1）水的摩尔质量是18g
（2）1分子硫酸的质量是98g
（3）1mol氮的质量为28g
（4）摩尔是7个基本物理量之一
（5）1mol物质中含有6.02×1023个微粒。
300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。
现要配制1mol/LNaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水
升级会员 