高中化学新教材同步必修第一册第2章 第三节 第3课时 一定物质的量浓度的溶液及其配制.docx

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高中化学新教材同步必修第一册第2章第三节第3课时一定物质的量浓度的溶液及其配制

第3课时　一定物质的量浓度的溶液及其配制

[核心素养发展目标]　1.能从宏观和微观的角度理解物质的量浓度的含义及其微观粒子间的关系。

2.了解容量瓶的特点、用途及使用注意事项，掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作，建立实验误差分析思维模型，并能应用模型解决实际问题。

一、溶液组成的表示方法

1．溶质的质量分数

（1）概念：

溶液中溶质的质量与溶液的质量之比。

（2）表达式：

w（溶质）＝

×100%。

2．溶液的物质的量浓度

（1）概念：

表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量。

（2）符号：

cB，常用单位：

mol·L－1。

（3）表达式：

cB＝

。

3．物质的量浓度的简单计算

（1）已知VL溶液中溶质的摩尔质量为M，质量为m，则溶质的物质的量浓度为

。

（2）若已知VL溶液中溶质的某粒子数为N，则溶质的物质的量浓度为

。

（3）将4g氢氧化钠溶于水中配成500mL溶液，所得溶液的浓度为0.2_mol·L－1。

（4）配制1L0.1mol·L－1的硫酸铜溶液，需要胆矾（CuSO4·5H2O）的质量为25_g。

（1）98g硫酸溶于1L水中配成溶液即得到1mol·L－1的硫酸溶液吗？

为什么？

提示　单位体积溶液强调的是溶液的体积，不是溶剂的体积。

将98g硫酸（即1mol）溶于1L水后，得到的溶液体积不再为1L，硫酸的物质的量浓度不是1mol·L－1。

（2）标准状况下，将2.24L氯化氢气体通入100mL水中，所得盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1吗？

提示　n（HCl）＝0.1mol，但溶液体积不是0.1L。

（3）从100mL2mol·L－1氢氧化钠溶液中取出50mL溶液，其物质的量浓度为1mol·L－1吗？

提示　错误，仍为2mol·L－1。

物质的量浓度表达式中，V表示溶液的体积，在进行简单计算时，一定要辨析所给体积是否为溶液体积，溶液的体积不等于溶剂的体积。

二、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专用仪器——容量瓶

（1）容量瓶的结构与规格

（2）容量瓶的使用注意事项

①使用前要检验容量瓶是否漏水。

检验程序：

加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋转180°→倒立→查漏。

②使用后应将容量瓶洗净、晾干。

（1）实验室需要200mL0.1mol·L－1氯化钠溶液，需选择什么规格的容量瓶？

提示　250mL，容量瓶只有一个刻度线，实验室没有200mL的容量瓶，因此需选择250mL容量瓶。

（2）能否将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释？

提示　不能，因为物质溶解时会有热量的变化，造成溶液体积有误差，配制的浓度不准确。

应先在烧杯中溶解并恢复至室温后再转移至容量瓶中。

（1）容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器，选择容量瓶应遵循“大而近”的原则：

所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。

（2）使用容量瓶注意“五不”：

不能溶解固体；不能稀释浓溶液；不能加热；不能作反应容器；不能长期贮存溶液。

2．配制100mL1.00mol·L－1的氯化钠溶液

3．一定物质的量浓度溶液配制速记口诀

算称量取步骤清，溶解转移再定容；

室温洗涤莫忘记，摇匀贴签移瓶中。

（1）配制一定物质的量浓度的溶液时，定容后摇匀，发现液面低于刻度线，能否补加少量水到刻度线？

提示　不能，因为有少量水吸附在容量瓶刻度线以上位置，若补加水，会使浓度偏小。

（2）配制一定物质的量浓度的溶液时，若定容时，加水不慎超过刻度线，是否重新配制？

提示　需重新配制，因所配溶液的物质的量浓度已经偏小。

（3）某学生计划用12mol·L－1的浓盐酸配制0.10mol·L－1的稀盐酸450mL，回答下列问题：

①实验过程中，不必使用的是________（填字母）。

A．托盘天平B．量筒

C．容量瓶D．250mL烧杯

E．胶头滴管F．500mL试剂瓶

②除上述仪器可使用外，还缺少的仪器是________。

③量取浓盐酸的体积为______mL，应选用的量筒规格为________。

④配制时应选用的容量瓶规格为______________。

答案　①A　②玻璃棒　③4.2　10mL　④500mL

解析　用浓溶液配制稀溶液时，应选用量筒而不用托盘天平；配制稀盐酸450mL，由于没有此种规格的容量瓶，所以用500mL的容量瓶。

设量取浓盐酸的体积为V，根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系式：

12mol·L－1×V＝0.10mol·L－1×500mL，V≈4.2mL；根据量筒的规格选取10mL量筒；结合配制步骤选取仪器。

（1）配制一定物质的量浓度的溶液，若是固体溶质，则计算所需其质量，用天平进行称量；若是液体溶质，则要换算成其体积，用量筒量取。

（2）选择实验仪器，要依据实验的具体步骤。

即要明确实验的每一步操作是什么，所用的仪器是什么，有什么注意事项等，这样就不会漏下仪器或选错仪器了。

相关链接

容量瓶使用“一查”“五忌”“一原则”

一查

查漏：

向容量瓶中注入一定量水，盖好瓶塞。

用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立，观察瓶塞处是否漏水。

若不漏水，将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧，再倒立检查是否漏水。

如不漏水，则该容量瓶可以使用

五忌

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

一原则

因为容量瓶的规格是固定的，所以配制溶液时要根据所配溶液的体积选择合适的容量瓶，例如配制950mL1mol·L－1NaCl溶液，需要用1000mL的容量瓶，计算NaCl的质量时也应按1000mL溶液来计算

三、配制一定物质的量浓度溶液的误差分析

1．误差的分析方法

（1）根据cB＝

＝

可知，MB为定值（溶质的摩尔质量），实验过程中不规范的操作会导致mB或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。

若实验操作导致mB偏大，则cB偏大；若实验操作导致V偏大，则cB偏小。

（2）容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响（如下图）

①仰视刻度线（如图a）：

加水量高于基准线（刻度线），溶液体积偏大，c偏低。

②俯视刻度线（如图b）：

加水量低于基准线（刻度线），溶液体积偏小，c偏高。

2．配制100mL1.00mol·L－1的氯化钠溶液常出现的误差

能引起误差的操作

因变量

c

n

V

①计算结果m＝5.85g，称5.9g

偏大

不变

偏大

②砝码生锈（没有脱落）

偏大

不变

偏大

③少量氯化钠粘在滤纸上

偏小

不变

偏小

④有少量液体溅出

偏小

不变

偏小

⑤容量瓶内有少量水

不变

不变

不变

⑥未洗涤或洗涤液未注入容量瓶

偏小

不变

偏小

⑦仰视

不变

偏大

偏小

⑧超过刻度线，吸出一部分水

偏小

不变

偏小

⑨摇匀后液面下降，补充水

不变

偏大

偏小

⑩试剂瓶刚用蒸馏水洗过

不变

偏大

偏小

分析配制一定物质的量浓度溶液的实验误差时，关键是看实验过程中不规范的操作引起溶质质量或溶液体积的变化。

①配制盐酸，用量筒量取盐酸时俯视刻度线

②转移溶液时不慎将少量液体洒到容量瓶外面

③定容时俯视刻度线

④未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容

⑤定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，发现液面低于刻度线，再加水至刻度线

⑥容量瓶内有少量水

⑦称量4.0gNaOH配制0.1mol·L－1NaOH溶液1000mL时，砝码错放在左盘

⑧称量Na2CO3固体时，砝码上有杂质

上述操作中，使所配制的溶液浓度偏高的是______，无影响的是________，偏低的是________。

答案　③④⑧　⑥⑦　①②⑤

1．某同学血液化验单中“葡萄糖”的结果为5.04×10－3mol·L－1。

这里的“5.04×10－3mol·L－1”表示葡萄糖的（　　）

A．物质的量B．摩尔质量

C．质量分数D．物质的量浓度

答案　D

解析　根据单位可确定“5.04×10－3mol·L－1”表示葡萄糖的物质的量浓度。

2．下列溶液的物质的量浓度是1mol·L－1的是（　　）

A．将40gNaOH溶解于1L水中

B．将11.2LHCl气体通入水配成0.5L的溶液

C．将1L10mol·L－1的盐酸与9L水混合

D．0.5molNa2O加入适量水中，配成1L溶液

答案　D

解析　A项和C项，溶液的体积不是1L，错误；B项，没有指明标准状况，无法计算HCl的物质的量，错误；D项，Na2O＋H2O===2NaOH，n（NaOH）＝1mol，c（NaOH）＝1mol·L－1，正确。

3．将8g无水硫酸铜配成0.1mol·L－1的水溶液。

下列说法正确的是（　　）

A．溶于500mL水中

B．溶于1L水中

C．溶解后溶液的总体积为500mL

D．溶解后溶液的总体积为1L

答案　C

解析　硫酸铜的物质的量为

＝0.05mol，硫酸铜溶液的体积为

＝0.5L，即500mL。

4．某校化学兴趣小组在实验室中发现一瓶溶液，标签上标有“CaCl2，0.1mol·L－1”的字样，下面是该小组成员对该溶液的叙述，正确的是（　　）

A．配制1L该溶液，可将0.1molCaCl2溶于1L水中

B．Ca2＋和Cl－的物质的量浓度都是0.1mol·L－1

C．从试剂瓶中取该溶液的一半，则所得溶液的物质的量浓度为0.05mol·L－1

D．将该瓶溶液稀释一倍，则所得溶液的c（Cl－）为0.1mol·L－1

答案　D

解析　A项，所得溶液的体积不是1L，错误；B项，Cl－的浓度是0.2mol·L－1，Ca2＋的浓度是0.1mol·L－1，错误；C项，溶液具有均一性，所得溶液的浓度仍为0.1mol·L－1，错误。

5．下列关于容量瓶的构造和使用描述中不正确的是（　　）

A．用于配制一定体积、浓度准确的溶液

B．容量瓶在使用之前要检查是否漏水

C．容量瓶上标有温度、容量和刻度线

D．用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗

答案　D

6．用氢氧化钠固体配制1.0mol·L－1的溶液220mL，下列说法正确的是（　　）

A．需先称取氢氧化钠固体8.8g

B．氢氧化钠在烧杯中溶解后，要立即转移至容量瓶　

C．溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒用蒸馏水洗涤2～3次，并将洗涤液转移至容量瓶

D．定容后将溶液振荡摇匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加水至刻度线

答案　C

解析　根据“大而近”的原则，应选用250mL容量瓶进行配制，需要称取10.0g氢氧化钠固体；氢氧化钠溶解时放热，要冷却后再转移至容量瓶。

7．下列配制的溶液浓度偏高的是（　　）

A．配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线

B．配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线

C．配制烧碱溶液时，没有洗涤溶解烧碱的烧杯和玻璃棒

D．配制烧碱溶液时，烧碱溶解后未经冷却即注入容量瓶并加水至刻度线

答案　D

解析　A项，俯视刻度线，将会使量得的盐酸体积小于计算值，导致浓度偏低；B项，定容时仰视容量瓶刻度线，导致加水量增多，溶液浓度偏低；C项，未洗涤烧杯、玻璃棒，导致溶质减少，溶液浓度偏低；D项，溶液在容量瓶中冷却后液面低于刻度线，溶液体积减小，溶液浓度偏高。

8．配制480mL0.5mol·L－1的NaOH溶液，试回答下列问题：

（1）选择仪器：

完成本实验所必需的仪器有托盘天平（精确到0.1g）、药匙、烧杯、玻璃棒、________、________等。

（2）计算、称量：

需称量NaOH固体的质量为________。

（3）溶解、冷却：

该步实验中需要使用玻璃棒，作用是____________________________________

_______________________________________________________________________________。

（4）转移、洗涤：

洗涤烧杯2～3次是为了_______________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（5）不规范的实验操作会导致实验结果的误差，下列使所配制溶液的物质的量浓度偏高的是________，偏低的是________（填序号）。

①在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外

②定容时俯视刻度线

③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

④定容后，将容量瓶振荡摇匀后，静置发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线

答案　

（1）胶头滴管　500mL容量瓶　

（2）10.0g

（3）搅拌、加速溶解　（4）保证溶质全部转移至容量瓶中

（5）②③　①④

解析　

（1）配制480mL0.5mol·L－1的NaOH溶液使用的仪器有托盘天平（精确到0.1g）、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶。

（2）计算、称量：

由于没有480mL容量瓶，要使用500mL容量瓶，因此需称量NaOH固体的质量为m＝0.5L×0.5mol·L－1×40g·mol－1＝10.0g。

（3）溶解、冷却：

该步实验中需要使用玻璃棒，作用是搅拌、加速NaOH固体的溶解。

（4）转移、洗涤：

洗涤烧杯2～3次是为了保证溶质全部转移至容量瓶中，使配制的溶液浓度更准确。

（5）①在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外，使溶质的质量减少，溶质的物质的量也减少，因此溶液的浓度偏低；②定容时俯视刻度线，则溶液的体积偏小，使溶液的浓度偏高；③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，溶液的温度高于容量瓶的使用温度，当恢复至室温时，溶液的体积偏小，使溶液的浓度偏高；④定容后，将容量瓶振荡摇匀后，静置发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线，则溶液的体积偏大，使溶液的浓度偏低。

题组一　溶液的物质的量浓度的概念

1．在物质的量浓度公式c＝

中，n是指（　　）

A．溶液的物质的量B．溶质的物质的量

C．溶剂的物质的量D．物质的量

答案　B

解析　公式c＝

，n是溶质的物质的量（而不是溶质的质量），V是溶液的体积（而不是溶剂的体积）。

2．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．10mol·L－1B．1mol·L－1

C．0.1mol·L－1D．0.01mol·L－1

答案　C

解析　在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，其浓度不变，但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。

3．1mol·L－1硫酸溶液的含义是（　　）

A．1L水中含有1mol硫酸

B．1L溶液中含有1mol氢离子

C．将98g硫酸溶于1L水中配成溶液

D．1L硫酸溶液中含98g硫酸

答案　D

解析　1mol·L－1硫酸溶液的含义是1L该溶液（而不是1L溶剂）中溶有1mol的溶质硫酸，溶质的质量为98g。

4．（2019·深圳市高级中学期中）下列关于物质的量浓度表述正确的是（　　）

A．0.3mol·L－1的Na2SO4溶液中含有Na＋和SO

的总物质的量为0.9mol

B．50mL1mol·L－1的KCl溶液和100mL0.25mol·L－1MgCl2溶液中，Cl－物质的量浓度相等

C．将10mL1mol·L－1的H2SO4稀释成0.1mol·L－1的H2SO4，可向其中加入100mL水

D．20℃时，0.023mol·L－1的氢氧化钙饱和溶液100mL加入5g生石灰，冷却到20℃时，其体积小于100mL，它的物质的量浓度仍为0.023mol·L－1

答案　D

解析　A项，溶液体积未知，不能计算离子物质的量，错误；B项，Cl－的物质的量浓度不相等，错误；C项，所得稀硫酸的体积为100mL，所加水的体积不是100mL，错误；D项，温度恢复到20℃时，仍为氢氧化钙的饱和溶液，溶液体积减小，同温下同种溶质在同种溶剂中的饱和溶液的浓度不变，故D正确。

题组二　一定物质的量浓度溶液的配制

5．配制100mL一定物质的量浓度的硫酸溶液，不需用的仪器是（　　）

答案　C

解析　实验室配制一定物质的量浓度的溶液，一定要用到的仪器是容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管；若溶质为固体还需要托盘天平、药匙等仪器，若溶质为液体（或浓溶液）还需要量筒（或滴定管、移液管）等仪器。

6．下列关于“容量瓶及其使用”的叙述中正确的是（　　）

A．用容量瓶配制溶液前应将其干燥

B．用容量瓶配制溶液前应用欲配制的溶液润洗

C．容量瓶可用来长期贮存溶液

D．容量瓶不能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器

答案　D

解析　容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器，不能用来加热，不能用作反应器，不能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器，不宜长期贮存溶液；容量瓶用蒸馏水洗净后，不需要干燥，不能用欲配制的溶液润洗。

7．某同学用碳酸钠配制0.10mol·L－1碳酸钠溶液的过程如图所示。

你认为该同学的错误有（　　）

A．①⑤⑥B．②④⑦

C．①⑥⑦D．⑤⑥⑦

答案　C

解析　称量碳酸钠固体时，应将被称量物放在托盘天平的左盘，砝码放在右盘，①错误；定容时，视线应与凹液面最低处相切，⑥错误；摇匀时，应将容量瓶反复上下颠倒而不是左右摇，⑦错误，故C项正确。

8．配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液，下列操作正确的是（　　）

A．将氢氧化钠固体直接放在托盘天平的托盘上称量

B．将氢氧化钠固体加水溶解，待所得溶液冷却到室温后，再转移至容量瓶中

C．定容时如果加水超过了刻度线，用胶头滴管直接吸出多余部分

D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线

答案　B

解析　选项A中，氢氧化钠固体易潮解、具有腐蚀性，不能直接放在托盘天平的托盘上称量，应放在烧杯中称量；选项C中，定容时如果加水超过了刻度线，应重新配制；选项D中，定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，所配溶液的浓度偏低。

9．（2018·郑州高一期中）实验室中需要配制0.2mol·L－1的硫酸铜溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的胆矾的质量分别是（　　）

A．950mL；30.4gB．950mL；47.5g

C．1000mL；50.0gD．1000mL；32.0g

答案　C

解析　容量瓶的规格主要有：

50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL。

容量瓶的选择原则是“近而大”，无950mL容量瓶，应选择1000mL的容量瓶。

需胆矾的质量＝0.2mol·L－1×1L×250g·mol－1＝50.0g。

题组三　配制一定物质的量浓度溶液的误差分析

10．（2019·河南正阳高中期中）配制一定物质的量浓度的氢氧化钾溶液时，导致浓度偏低的原因可能是（　　）

A．用敞口容器称量氢氧化钾且时间过长

B．配制前先向容量瓶中加入少量蒸馏水

C．容量瓶盛过氢氧化钾溶液，使用前未洗涤

D．溶解后快速转移到容量瓶，然后加足量蒸馏水，定容

答案　A

解析　选项A中称量时间过长会有部分氢氧化钾变质，结果偏低；选项B中容量瓶中先加入蒸馏水对配制溶液的浓度无影响；选项C中溶质物质的量偏大，溶液浓度偏高。

11．假若你是卫生防疫人员，需要配制0.01mol·L－1的KMnO4消毒液，下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是（　　）

A．取KMnO4样品时不慎在表面沾了点蒸馏水

B．溶解搅拌时有液体飞溅

C．定容时俯视容量瓶刻度线

D．摇匀后见液面下降，再加水至刻度线

答案　C

解析　选项A中的操作使取得样品的质量偏小，溶液浓度偏低；选项B中液体溅出，溶质减少，溶液浓度偏低；选项D中加水量偏多，溶液浓度偏低。

12．使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差。

下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是（　　）

①用天平称量时，被称量物与砝码的位置放颠倒了

②溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤

③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水

④定容时，仰视容量瓶的刻度线

⑤定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线

A．①②⑤B．②④⑤

C．③④⑤D．①②④⑤

答案　B

解析　天平称量时使用游码，被称量物与砝码的位置放颠倒了，物质的质量＝砝码的质量－游码的质量，质量偏小，浓度偏低，若不使用游码，物质的质量＝砝码的质量，对质量无影响，浓度不变；定容时，仰视容量瓶的刻度线，体积偏大，浓度偏低；定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线，体积偏大，浓度偏低。

13．（2018·青岛高一期中）实验室配制0.1mol·L－1的氯化钡溶液。

第一阶段：

用托盘天平称取5.2g无水BaCl2晶体。

第二阶段：

溶解，配制0.1mol·L－1的BaCl2溶液。

第一阶段操作有如下几步：

A.将游码拨至0.2处；B.将游码拨至“0”处；C.在天平两边的托盘上各放一张干净的等质量的称量纸，调节天平两边的螺母使天平平衡；D.取走药品，将砝码放回砝码盒内；E.向左盘内逐步添加晶体至天平平衡；F.在右盘上放置5g砝码。

（1）正确的操作顺序是B→________→________→A→________→________→________。

（2）E操作的具体方法是____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（3）第二阶段操作中，应先将5.2gBaCl2加适量蒸馏水溶解，溶解过程中使用的主要仪器有________________、________。

冷却后将溶液转入______________中，再经________、________、________、__________后即可得到0.1mol·L－1的BaCl2溶液。

（4）下列操作使配制的BaCl2溶液浓度偏低的有______（填字母）。

A．将砝码放在左盘上，BaCl2放在右盘上进行称量

B．选用的容量瓶内有少量蒸馏水

C．定容摇匀后，液面下降，又加水至刻度线

答案　

（1）C　F　E　D　B

（2）左手拿药匙，用右手轻轻拍左手手腕，小心振动药匙添加样品，直到天平平衡

（3）烧杯　玻璃棒　250mL容量瓶　洗涤　振荡　定容　摇匀

（4）AC

解析　

（1）使用托盘天平的步骤为调零→放砝码→调游码→加物品→取物品→取砝码→游码回零。

（3）溶解所需的主要仪器有烧杯、玻璃棒。

（4）误差分析可根据c＝

＝

，由m、V的大小判断。

A项，将砝码放错位置后，称得的BaCl2为4.8g，所得溶液的浓度偏低；B项，无影响；C项，摇匀后再加水，即增大了溶液的体积，所得溶液的浓度偏低。

14．实验室欲用氢氧化钠固体配制1.0mol·L－1的氢氧化钠溶液240mL：

（