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1、学案5化学计量在实验中的应用(二 ) 物质的量浓度 考纲要求 1.了解溶液的含义，了解溶解度、饱和溶液的概念。解溶液中溶质的质量分数、物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。质量分数、物质的量浓度溶液的配制方法，会进行有关误差分析。2.了解溶液的组成。理3.掌握一定溶质知识点一物质的量浓度1物质的量浓度表示单位体积溶液里溶质量，也称为B 的物质的量浓度，符号为BcB。的物质的量，是用来表示溶液组成的物理2物质的量浓度的数学表达式是， nB 表示溶质 B 的物质的量， V 表示溶液的体积，因此物质的量浓度的单位是molL 1 。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，
2、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 )。问题思考1将标准状况下1 L氨气溶于1 L水中，得到的溶液是2 L吗？若不是，还需要哪些数据能求出该溶液的体积？答案不是，还要知道溶液的密度。2 将一定物质的量浓度的溶液取出一部分，物质的量浓度变化吗？答案不变。知识点二一定物质的量浓度溶液的配制1容量瓶的使用(1) 规格及特点：常规的容量瓶有100_mL 、 250_mL 、 500_mL 、 1_000_mL 等几种。(2) 容量瓶上标注有温度、刻度线 (标线 )、规格。（ 3）使用容量瓶的第一
3、步操作是检查是否漏水，操作方法是加水倒立观察正立，瓶塞旋转180倒立观察。问题思考3容量瓶使用前应用蒸馏水洗净是否还需要待配溶液润洗？答案不需要，若润洗，则加入的溶质偏多。4 实验室需要480 mL 某溶液，应选用多大规格容量瓶配制溶液？答案500 mL 容量瓶。 12以配制1 000 mL 1.0 mol L 的 NaCl 溶液为例。完成下列填空：n m(1) 实验原理： cV MV(2) 实验仪器：主要有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、1_000_mL 容量瓶、胶头滴管。(3) 实验步骤：CuSO45H 2O CuSO4。计算：计算所需NaCl 固体的质量为58.5_g。称量：根据计算结果，
4、称量NaCl 固体。溶解：将称量好的NaCl 固体放入烧杯中，加适量水溶解，并用玻璃棒搅拌。转移：待恢复到室温后，将溶液转移到容量瓶中。洗涤： 用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2 3 次，将每次洗涤液也注入容量瓶中，并振荡容量瓶。定容：往容量瓶中缓慢加蒸馏水，等液面离容量瓶颈刻度线1 2cm 时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。塞好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。问题思考5为什么不能将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释？答案 溶解时会有溶解热，造成溶液的体积有误差，配制的溶液浓度不准确，应先在烧杯中冷却后再转移至容量瓶中。6 (1) 若转移时，容量瓶中有残留的水，则对所配制溶液的浓度有何影响
5、？(2) 若没有洗涤烧杯和玻璃棒，则对所配制溶液的浓度有何影响？(3) 加蒸馏水时不慎超过刻度线，则将如何操作？答案(1)无影响。(2)偏低。(3)重新配制。一、有关物质的量浓度的计算物质的量浓度计算的两个关键：(1) 正确判断溶液的溶质并求其物质的量水水与水发生反应生成新的物质，如Na、 Na2O、 Na2O2 NaOH ， SO3 H2SO4 等。含结晶水的物质如特殊物质：如NH 3 溶于水后溶质为NH 3H2O，但计算浓度时是以NH 3 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 m/求算。典例导悟 1在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL ，溶
6、液密度为 d g cm 3，质量分数为w %，物质的量浓度为 c mol L 1，溶液中含氢氧化钠的质量为m g。(1) 用 w 来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S) 为 _ 。(2) 用 m、V 表示溶液中溶质的物质的量浓度 ( c)为 _ 。(3) 用 w、d 表示溶液中溶质的物质的量浓度 ( c)为 _ 。(4) 用 c、d 表示溶液中溶质的质量分数为 _ 。w解析(1)S 100 g(溶解度定义 )1m g1(2) c 1 000 mL LV mL40 g mol 125mmol L 1V13 w%1 000 mL L d g cm(3) c40 g mol1 0.25dw mol L
7、 140 g mol 1 c mol L 1 100% 4c%(4) w%13d1 000 mL L d g cm答案(1) w 100 g1 w25m 1(2) Vmol L(4) 4c 1(3)0.25 dw mol Ld %3 1变式演练 1(1) 若某饱和溶液的密度为g cmM g mol，溶解度，溶质的摩尔质量为为 S g，则溶质的质量分数和物质的量浓度的表达式分别是什么？gcm3，则 w 和 c 的表(2) 在标准状况下，1 L 水中溶解某气体V L ，所得溶液密度为达式分别是什么？答案(1)wS100%n S/M100 S 1 000Sc V100 S M100S1 000n V
8、/22.41 000V(2) cVV M22 400 MV1 000 1 22.41 000Vm 溶质 100%22.4 M 100% MV 100%w m 溶液V22 400 MV1 000 1 22.4 M二、溶液的稀释与混合1 溶液的稀释m1 1 m22 或 c1V1c2 V2根据稀释前后溶质质量不变，即物质的量也不变，得ww2 溶液的混合 (依据混合前后溶液中溶质的质量守恒，具体情况具体分析)(1) 将 3p%的硫酸与同体积的 p%的硫酸混合得到 q%的稀硫酸，则 p、 q 的关系正确的是_ 。 q 2p q2p q2p q2 p%；1当 时，如氨水、酒精溶液，w2p%。1bcB ba
9、cC cba D cab1 gcm3，故 ba；氨解析由混合后溶质质量分数的判定规律知，硫酸溶液密度大于水密度小于1 g cm3，且浓度越大，密度越小，则ca。故答案为 B。答案B变式演练 2将 a%的酒精和 (100 a)% 的酒精溶液等体积混合后，所得酒精溶液的质量分数可能为 ()A 大于 50%B小于 50%C小于或等于 50% D大于或等于 50%答案B三、一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析联想一定物质的量浓度的溶液配制的步骤，结合公式c nB mB ，试总结怎样判断cBVMVB的误差？并举例说明。提示凡操作上引起mB 增大或 V 值减少的，都会使所配溶液浓度偏大(如砝码生锈或定
10、容时俯视刻度线 )。否则偏小 (如砝码残缺或未洗涤烧杯、玻璃棒，定容时仰视刻度线)。请完成下表中的误差分析：典例导悟 3 (1) 下图是配制 50 mL KMnO 4 标准溶液的过程示意图。 请你观察图示， 判断其中不正确的操作有 ( 填序号 )_ ，其中确定 50 mL 溶液体积的容器是 ( 填名称 )_。(2) 若配制的过程中，有液体溅出，应如何处理_。(3) 使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是 ()使用天平 (使用了游码 )称量时，被称量物与砝码位置放颠倒了用滴定管量取溶质体积时，开始时平视读数，结束后俯视读数溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒
11、未用蒸馏水洗涤转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水定容时，仰视容量瓶刻度线定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线A BCD答案(1)50 mL 容量瓶(2) 重新配制(3)A题组一关于物质的量浓度的溶液1 NA 代表阿伏加德罗常数。判断下列各项是否正确。 1(1)1 mol L NaCl 溶液含有 NA 个 Na ( )(2010 广东理综 8B)解析只有物质的量浓度而无溶液体积，故无法计算。(2) 将 0.1 mol 氯化铁溶于1 L 水中，所得溶液含有0.1NA 个 Fe3 ( )(2009 广东 6D)解析两处错误，一是 “ 溶于 1 L 水中 ” ，二是没有考虑 Fe3的水解
12、。 1 的 MgCl2溶液中含 Mg 2 数为 2NA ( )(3)1 L 2 mol L (2008 上海 9B)解析没有考虑 Mg 2的水解。31( )(4) 等体积、浓度均为 1 mol L 1 的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为(2008 四川理综 6C)解析磷酸为弱酸，不能完全电离；盐酸为强酸，能完全电离。故氢离子个数之比小于3 1。(5)1 L 浓度为 1 mol L 1 的 Na2CO3 溶液中含有 NA 个 CO32 ( )(2008 江苏 3D)解析CO32的水解，离子数目减少。(6)10 mL 质量分数为 98%的 H2SO4，用水稀释至100 mL ，H2SO4 的质量
13、分数为 9.8%( )(2008 山东理综 13A)解析溶质的质量稀释前后没变， 溶液的浓度稀释减小，体积变为原来的10 倍，但溶液的质量比原溶液的10 倍要小，故质量分数稀释后大于9.8%。(7) 一定温度下， 1 1物质1 L 0.50 mol L NH 4Cl 溶液与2 L 0.25 mol L NH 4Cl溶液含 NH 4的量不同 ( )(2008山东理综 13D)解析浓度越小， NH 4 水解程度越大。故两溶液的NH 4的物质的量不同。(8)1 mol 硫酸钾中阴离子所带电荷数为NA ( )(2009广东 6A)解析1 mol K 2SO4 中含有阴离子物质的量为1 mol ，则所带
14、电荷数为 2NA。(9)1 L 0.1 mol L 1Na2SO4 溶液中有0.1NA 个 Na ()(2009广东理基 20B)解析1Na 2SO4 溶液中含有 0.2 mol Na，故错。1 L 0.1 mol L 1溶液中阴离子总数大于0.1NA ( )(10) 常温下， 100 mL 1 mol L Na2CO3(2009上海 12B)解析考虑 CO32 的水解，阴离子包括CO32 、 HCO 3、 OH总数大于 0.1NA。 1 的 NH4NO3溶液中氮原子数为 0.2NA( )(11)常温下， 1 L 0.1 mol L (2010江苏 5A)解析无论 NH 4 水解与否，根据元素
15、守恒N 元素总是 0.2NA 。( )(12) 含 NA 个 Na 的 Na2O 溶解于 1 L 水中， Na的物质的量浓度为 1 mol L 1(2010福建理综 7D)解析NA 个 Na就是 1 mol ，溶解于 1 L 水中所得溶液不是 1L，则 Na 的物质的量浓度不是 1 mol L1。2 (2009 江理综，浙9)已知单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点就越高。则下列溶液沸点最高的是() 1A 0.01 mol L 的蔗糖溶液 1B 0.01 mol L的 CaCl 2 溶液 1C 0.02 mol L 的 NaCl 溶液 1D 0.02 mol L 的
16、 CH 3COOH 溶液答案C解析题目中 “ 非挥发性溶质 ” 要理解清楚，首先排除D 项中易挥发的 CH 3COOH 。而C 项离子数在单位体积中最多，故选C。题组二关于物质的量浓度的计算3 (2010 标全国卷，课10)把 500 mL 含有 BaCl 2 和 KCl 的混合溶液分成5 等份，取一份加入含 a mol 硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含b mol 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) 1 1mol LB 10(2a b) molLC 10(b a) 1 1mol LD 10(b 2a) mol L答案D解析
17、把 500 mL 混合溶液分成 5 等份，每份100 mL ,向一份中加入含a mol 硫酸钠的溶液使钡离子完全沉淀时，可知原溶液c(Ba2)为 10a mol L1，同理知原溶液中 c(Cl )1，根据电荷守恒原理，求出c(K) 10(b 2a) mol1。 10b mol LL 14(2010 四川理综， 12)标准状况下 V L 氨气溶解在1 L 水中 (水的密度近似为 1 g mL)，所得溶液的密度为g mL 1 1，质量分数为 w ，物质的量浓度为c mol L ，则下列关系中不正确的是 ()A (17V22400)/(22.4 22.4V)B w 17c/(1 000)C w 17
18、V/(17 V 22 400)D c1 000V/(17V 22 400)答案An质解析由 cV总V L22.4 L mol 117 g mol 1V L 1 000 g22.4 L mol 1g mL 11 000 mLL 11 000 Vmol L117V22 40017V 22 400 c由上可推知：1 000V设溶液的体积为 1 L由 c1 000w可得 w Mc17cMV L1 000 1 00017 g mol 1质22.4 L mol 117Vmw V L 17 g mol 1 1 000 gm液17V 22 40022.4 L mol 1因此只有 A 项不正确。5(2008 四
19、川理综， 13)在 a L Al2(SO4)3 和 (NH 4)2 SO4 的混合溶液中加入好使溶液中的SO42 完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NHAl 3 物质的量浓度 (mol L 1)为 ()2bc2b c2b c2bcA. 2aB.aC.3aD.6ab mol BaCl 2，恰3，则原溶液中的答案C解析由于产生 c mol NH 3，则必定有 NH 4 c mol ，使 SO42完全沉淀需 Ba2 b mol ，因此 SO24有 b mol 。根据电荷守恒： 2c(SO24) c(NH 4 ) 3c(Al 3)，则3c(Al3) 2b cmol L 1aa32b c1
20、。c(Al) 3amolLpH 1，c(Al 3 )6(2006 国理综全 ，13)由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其 0.4 mol L1， c(SO42)0.8 mol L1，则 c(K)为 () 1 1A 0.15 mol LB 0.2 mol L11C 0.3 mol LD 0.4 mol L答案C解析根据溶液中电荷守恒的原则，建立如下等式： c(H ) c(K ) 3c(Al 3 ) 2c(SO24)，1 c(K)11，则 c(K1，故答即 0.1 mol L 30.4 mol L 2 0.8 mol L) 0.3 mol L案为 C。题组一物质的量浓度及相关计算 3,的氨水密
21、度为 31（ 2011 太原月考）已知 25%的氨水密度为 0.91 g cm5%0.98 g cm ，若将上述两种溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数()A 等于 15%B大于 15%C小于 15%D无法估算答案C2 300 mL Al 2(SO4)3 溶液中，含为 1.62 g，在该溶液中加入Ba(OH) 2 溶Al 30.1 mol L 12的物质的量浓度为 ()液 300 mL ，反应后溶液中 SO4 11A 0.4 mol LB 0.3 mol L11C 0.2 mol LD 0.1 mol L答案D3（2011 南昌质检）将 KCl 和 KBr 的混合物13.4 g 溶于水配成5
22、00 mL 溶液，通入过量的 Cl 2，反应后将溶液蒸干，得固体11.175g，则原来所配溶液中K 、 Cl 、 Br 的物质的量浓度之比为 ()A 12 3 B 32 1C 13 2 D 23 1答案B解析本题的解答用一般方法解决时，必须根据混合物总质量13.4 g，及通入 Cl 2 后得固体 11.175 g，建立方程组求得。但若能注意到溶液中的电荷守恒关系，即可一举获解。这种计算技巧对选择题显得非常适合，解法简捷而灵活。由于 c(H ) c(K ) c(Cl ) c(Br ) c(OH )因为 c(H ) c(OH )，所以 c(K ) c(Cl ) c(Br )观察选项，得答案为 B
23、。 1.18 gcm 3 ，其中镁离子的质量分数为4 （ 2011 黄石模拟）某氯化镁溶液的密度为5.1%,300 mL 该溶液中 Cl 的物质的量约等于 ()A 0.37 molB 0.63 molC 0.74 molD 1.5 mol答案D题组二一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析15配制 250 mL 0.10 molL 的 NaOH 溶液时，下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是 ()A 转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容B 在容量瓶中进行定容时仰视刻度线C在容量瓶中定容时俯视刻度线D 定容后把容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度线，再补充几滴水至刻度线答案 C6（ 2011 洛阳模拟
24、）有下列化学仪器：托盘天平，玻璃棒，药匙，烧杯，量筒，容量瓶，胶头滴管，细口试剂瓶，标签纸。(1)现需要配制 500 mL 11硫酸溶液，需用质量分数为98%、密度为 3mol L1.84 gcm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)若实验中遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响( 填“偏高”、 “偏低”或“不变” )?用以稀释硫酸的烧杯未洗涤，_。未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中，_。摇匀后发现液面低于刻度线再加水，_。容量瓶中原有少量蒸馏水， _。定容时观察液面俯视， _。答案 (1)27 (2) (3) 偏低 偏高 偏低解析 (1)设需
25、 w 98%、密度为1.84 g cm 3 的浓硫酸的体积为不变 偏高V。V 1.84 g cm3 98% 0.5 L 1 mol L1 98 g mol 1， V 27 mL 。（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 。题组三 实验探究7实验室需要配制10.50 mol LNaCl溶液480 mL 。按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。(1) 选择仪器。完成本实验所必需的仪器有：托盘天平棒、 _、 _以及等质量的两片滤纸。(2) 计算。配制该溶液需取NaCl 晶体 _g 。(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃(3) 称量。天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置：称量过程中NaCl 晶体应放于天平的_(填“左盘”或“右盘”)。称量完毕，将药