高中化学知识点物质的量在化学实验中的应用.docx

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高中化学知识点物质的量在化学实验中的应用

高中化学知识点：

物质的量在化学实验中的应用

　物质的量浓度和溶质的质量分数

　一定物质的量浓度溶液的配制过程

1．主要仪器介绍

（1）托盘天平：

精确度为0.1g，称量前先调零，称量时左盘放物品，右盘放砝码。

（2）容量瓶：

容积精确的容器。

a．主要规格：

100mL，250mL，500mL，1000mL等。

b．特点

（3）其他仪器：

量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。

2．配制过程

以配制500mL1.50mol·L－1NaOH溶液为例。

（1）计算：

需NaOH固体的质量，计算式为0.5L×1.50mol/L×40g/mol。

（2）称量：

用托盘天平称量NaOH固体30.0g。

（3）溶解：

将称好的NaOH固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解。

（4）移液：

待烧杯中的溶液冷却至室温后，用玻璃棒引流将溶液注入500_mL容量瓶。

（5）洗涤：

用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液注入容量瓶，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。

（6）定容：

将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线1～2_cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。

（7）摇匀：

盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。

　一定溶质质量分数的溶液配制

1．主要仪器：

托盘天平、量筒、玻璃棒、烧杯等。

2．配制过程（以配制200g20%的NaOH溶液为例）

（1）计算：

需NaOH的质量为40.0g，需水的体积为160mL。

（2）称量：

用托盘天平称取NaOH40.0g，用量筒量取160mL水。

（3）溶解：

将称量的NaOH放入烧杯中，用量筒量取水160mL加入并用玻璃棒搅拌，即得所得溶液。

1．易误诊断（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）0.1mol/L的NaCl溶液表示的是1L溶剂中溶解0.1molNaCl的溶液（　　）

（2）将0.1mol氧化钠溶于水并配成1L溶液，则溶液的物质的量浓度为0.1mol/L（　　）

（3）将1molNaOH溶于500g水中，则溶液的质量分数为7.4%（　　）

（4）在标准状况下，将2.24LHCl通入水中并配成1L溶液所得溶液的物质的量浓度为0.1mol/L（　　）

（5）从100mL0.1mol/L的NaCl溶液中取出10mL，其浓度为0.01mol/L，含NaCl0.001mol（　　）

（6）物质的量浓度的溶液配制时加水超过刻度线，应立即用滴管取出多的水（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）×　（6）×

2．用Na2CO3·10H2O晶体配制0.2mol/L的Na2CO3溶液500mL。

（1）应称取Na2CO3·10H2O晶体的质量________。

（2）配制所需的主要仪器有托盘天平、烧杯、________等。

（3）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

（4）某同学改用固体Na2CO3配制上述Na2CO3溶液的过程如图所示：

你认为该同学的错误步骤有________（填序号）。

A．1处　　　B．2处　　　C．3处　　　D．4处

【答案】　

（1）28.6g　

（2）玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管　（3）BCF　（4）B

熟记2个规律

（1）溶液稀释规律：

c1V1＝c2V2，m1w1＝m2w2

（2）电荷守恒规律：

找离子浓度数量关系

2个转化公式：

c＝，w＝

7步配制操作：

计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀

物质的量浓度的有关计算与判断

1.物质的量浓度的基本计算

（1）依据：

cB＝＝

（2）步骤

①正确判断溶液的溶质并求其物质的量

a．与水发生反应生成新的物质，如Na、Na2O、Na2O2NaOH，SO3H2SO4等。

b．含结晶水的物质如CuSO4·5H2O―→CuSO4。

c．特殊物质：

如NH3溶于水后溶质粒子主要为NH3·H2O，但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。

②准确计算溶液的体积，不能用水的体积代替溶液体积，应根据V＝计算溶液的体积。

2．物质的量浓度（c）与溶质质量分数（w）的换算

c＝＝＝或

w＝＝（ρ单位为g/cm3）。

3．溶液稀释的计算

（1）溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。

（2）溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。

（3）溶液质量守恒，m（稀）＝m（浓）＋m（水）。

4．同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算

（1）混合后溶液体积保持不变时，c1V1＋c2V2＝c混×（V1＋V2）。

（2）混合后溶液体积发生改变时，c1V1＋c2V2＝c混V混，其中V混＝。

溶液中离子浓度的计算的关键

（1）要考虑溶质的组成和电离程度

如BaCl2溶液中：

c（BaCl2）＝c（Ba2＋）＝c（Cl－）。

0．1mol/L的醋酸溶液中：

c（H＋）＜0.1mol/L。

（2）根据溶液中离子的电荷守恒求未知离子浓度

如AlCl3和Na2SO4的混合溶液中满足：

c（Al3＋）×3＋c（Na＋）＋c（H＋）＝c（Cl－）＋c（SO）×2＋c（OH－）

　（2010·新课标全国卷）把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含amol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含bmol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。

则该混合溶液中钾离子浓度为（　　）

A．0.1（b－2a）mol·L－1　B．10（2a－b）mol·L－1

C．10（b－a）mol·L－1D．10（b－2a）mol·L－1

【解析】　根据题意，500mL溶液分成5等份，每份为100mL。

每份中n（Ba2＋）＝amol，n（Cl－）＝bmol，根据电荷守恒关系：

n（K＋）＝（b－2a）mol。

则c（K＋）＝＝10（b－2a）mol·L－1。

【答案】　D

物质的量浓度计算时误区

①注意所加物质与形成溶液溶质是否一致，如SO3加入水中，溶液中溶质为H2SO4不是SO3。

②溶液稀释或溶液混合后的体积不一定等于稀释前或混合前的体积之和。

③溶液呈电中性，是离子带的正、负电荷数相等不是阴、阳离子数相等。

考向1　物质的量浓度的基本计算

1．（高考组合题）NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是________（填序号）。

（1）（2013·新课标全国卷Ⅱ）1.0L1.0mol/L的NaAlO2水溶液中含有氧原子数为2NA

（2）（2013·江苏高考）1L1mol/L的NaClO溶液中含有ClO－的数目为NA

（3）（2012·四川高考）50mL18.4mol/L浓H2SO4与足量铜微热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA

（4）（2011·广东高考）1L0.1mol·L－1氨水含有0.1NA个OH－

（5）（2012·广东高考）1L0.1mol/L的NaHCO3溶液中含有HCO数小于0.1NA

【解析】　

（1）溶液中含有H2O，含有氧原子数大于2NA；

（2）ClO－水解，含ClO－数小于NA；（3）当浓H2SO4变稀H2SO4时，H2SO4与Cu不再反应，生成SO2分子数应小于0.46NA；（4）NH3·H2O不能完全电离，OH－数目小于0.1NA；（5）HCO水解。

【答案】　（5）

考向2　溶液稀释和混合的计算与判断

2．

（1）配制500mL3.6mol/L的稀H2SO4所需18mol/L的浓H2SO4的体积为________mL。

（2）常温下，将0.1mol/L的NH4Cl溶液与0.1mol/L的氨水溶液等体积混合，所得混合液的pH＝7，则c（NH）＝________mol/L，c（Cl－）＝________mol/L。

【解析】　

（1）根据稀释规律知：

0．5L×3.6mol/L＝18mol/L·V

解之V＝0.1L＝100mL。

（2）c（Cl－）＝＝0.05mol/L

由pH＝7知c（H＋）＝c（OH－）

根据电荷守恒：

c（Cl－）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（NH），

可求c（NH）＝c（Cl－）＝0.05mol/L。

【答案】　

（1）100　

（2）0.05　0.05

考向3　物质的量浓度与质量分数的换算

3．（2014·大连市高三质检）36.5gHCl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w，物质的量浓度为c，NA表示阿伏加德罗常数，则下列叙述中正确的是（　　）

A．所得溶液的物质的量浓度c＝1mol/L

B．所得溶液中含有NA个HCl分子

C．36.5gHCl气体占有的体积为22.4L

D．所得溶液的质量分数w＝

【解析】　A项，不知道溶液体积，无法计算溶液浓度，错误；B项，溶液中不存在HCl分子，错误；C项，没有指明标准状况，无法计算HCl体积；D项，假定溶液为1000mL，则w＝＝。

【答案】　D

一定物质的量浓度的溶液配制

1.配制基本步骤及主要仪器

①计算，②称量（托盘天平），③溶解（烧杯，玻璃棒），④冷却、转移（容量瓶），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。

（1）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。

（2）托盘天平称量质量时若左盘放砝码右盘放物质，称的物质质量可能减少。

　（高考组合题）下列说法或操作正确的是________（填字母）。

A．（2013·山东高考）用固体NaCl配制0.5mol·L－1的溶液所用的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶

B．（2013·福建高考）配制0.1000mol·L－1氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流

C．（2013·天津高考）用容量瓶配制溶液，定容时俯视刻度线，所配溶液浓度偏小

D．（2012·安徽高考）所选择的仪器只有100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，用pH＝1的盐酸配制100mLpH＝2的盐酸

E．（2012·福建高考）在50mL量筒中配制0.1000mol·L－1碳酸钠溶液

F．（2012·天津高考）配制100mL0.1000mol·L－1的K2Cr2O7溶液所选择的仪器只有烧杯、玻璃棒、量筒

【解析】　A项，无托盘天平，不能称质