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- 2021-04-17 发布
第2讲 物质的量浓度及其溶液的配制
【考纲要求】 1.了解溶液的含义。了解溶解度、饱和溶液的概念。2.了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数的概念,并能进行有关计算。3.了解物质的量浓度的概念,并能进行相关计算。4.掌握配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。
考点一|物质的量浓度及计算(重点保分型——师生共研)
授课提示:对应学生用书第5页
[核心知识大通关]
1.物质的量浓度
2.溶质的质量分数
小题热身
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1。( )
(2)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%。( )
(3)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为40%。( )
(4)将62 g Na2O溶于水中,配成1 L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1。( )
(5)50 mL 1 mol·L-1氯化铝溶液与150 mL 3 mol·L-1氯化钾溶液的c(Cl-)相等。( )
(6)T ℃时100 g饱和食盐水中,含有溶质NaCl的质量是m g,则该温度时,NaCl的溶解度是m g。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
2.将36.5 g HCl溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度是1 mol·L-1吗?为什么?
答案:不是。当HCl溶于水后,溶液体积不再是1 L,故不可能是1 mol·L-1,但可以叙述为将36.5 g氯化氢溶于水得1 L溶液,则其浓度为1 mol·L-1。
[考向精练提考能]
考向一 依据定义式(cB=)计算
1.c====
2.标准状况下气体溶质溶于水所得溶液浓度的计算
c=
1.(1)将106 g Na2CO3固体溶于1 L水配成溶液,(2)将1 mol Na2CO3·10H2O溶于水配成1 L溶液。两份溶液相比,下列量一定相等的是( )
A.物质的量浓度 B.溶质的物质的量
C.溶液的体积 D.质量分数
答案:B
2.若20 g密度为ρ g·mL-1的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2,则溶液中NO的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C.mol·L-1 D.mol·L-1
解析:溶质的物质的量:n== mol
溶液的体积:V=×10-3 L·mL-1= L
Ca(NO3)2的物质的量浓度:c=== mol·L-1
NO的物质的量浓度为mol·L-1×2=mol·L-1。
答案:C
3.(2017·沈阳检测)标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,则下列关系中正确的是( )
A.ρ=+1 000 B.w=%
C.w= D.c=
解析:溶质的物质的量为n= mol,
溶质的质量为m= g,
溶液的质量为m(溶液)=(×17+1 000)g
溶液的体积为V(溶液)=×10-3 L
代入有关公式判断,正确的是C。
答案:C
考向二 物质的量浓度与溶质的质量分数换算
公式推导
1.c===。
2.w===。
4.如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为1.14 g·cm-3)。
14%的NaOH溶液的物质的量浓度及从瓶中取出20 mL该溶液中含有溶质的质量分别是( )
A.4.0 mol·L-1 3.2 g B.2.0 mol·L-1 3.2 g
C.4.0 mol·L-1 6.4 g D.2.0 mol·L-1 6.4 g
解析:根据c==mol·L-1≈4.0 mol·L-1,20 mL该溶液含有溶质的质量是0.02 L×4.0 mol·L-1×40 g·mol-1=3.2 g。
答案:A
5.已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL,密度为ρ g·cm-3,溶质的质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度为________。
(2)用w、ρ表示溶液的物质的量浓度为________。
(3)用c、ρ表示溶质的质量分数为________。
解析:(1)c== mol·L-1。
(2)c==mol·L-1。
(3)w=×100%=×100%。
答案:(1) mol·L-1 (2)mol·L-1
(3)×100%
考向三 溶液稀释时的计算
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)(体积一般不守恒)。
6.(RJ必修1·P174题改编)将30 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液加水稀释到500 mL,关于稀释后的溶液叙述不正确的是( )
A.浓度为0.03 mol·L-1
B.从中取出10 mL溶液,其浓度为0.03 mol·L-1
C.含NaOH 0.6 g
D.从中取出10 mL溶液,含NaOH 0.015 mol
解析:溶液稀释前后溶质的物质的量不变。从一定物质的量浓度的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。
答案:D
考向四 含相同溶质的溶液混合时的计算
1.同溶质不同物质的量浓度溶液混合时的计算
(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=。
2.同溶质不同质量分数的两溶液混合
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
(1)等体积混合
①ρ>1 g·cm-3时,混合后溶质质量分数:w>(a%+b%)
②ρ<1 g·cm-3时,混合后溶质质量分数:w<(a%+b%)
(2)等质量混合
混合后溶质的质量分数:w=(a%+b%)
7.(1)在100 g物质的量浓度为c mol·L-1,密度为ρ g·cm-3的硫酸中加入一定量的水稀释成 mol·L-1的硫酸,则加入水的体积________(填“=”“>”或“<”,下同)100 mL。
(2)若把(1)中的H2SO4改成氨水,应加入水的体积________100 mL。
(3)若把(1)(2)中的物质的量的浓度均改为溶质的质量分数,则加入水的体积____100
mL。
解析:(1)·c=·
V水=-100
由于ρ′<ρ,所以V水<100 mL。
(2)由于ρ′>ρ,所以V水>100 mL。
(3)根据质量分数=×100%知,溶质不变,质量分数减半,则溶液质量加倍,所以均应加入100 mL水。
答案:(1)< (2)> (3)=
考点二|一定物质的量浓度溶液的配制(重点保分型——师生共研)
授课提示:对应学生用书第7页
[核心知识大通关]
1.容量瓶
(1)构造及用途:
(2)查漏操作:
2.配制过程示意图
3.配制步骤
以配制480 mL 1 mol·L-1NaOH溶液为例,所需容量瓶的规格:500_mL。
(1)计算(填写计算过程与结果):m(NaOH)=1_mol·L-1×0.5_L×40_g·mol-1=20.0_g。
(2)称量:根据计算结果,称量固体质量。
(3)溶解:将称量好的固体放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解,并用玻璃棒搅拌;溶解过程中玻璃棒的作用为搅拌,加速溶解。
(4)转移(移液):
①移液前需要将溶液冷却至室温。
②移液中玻璃棒的作用为引流。
(5)洗涤:用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2~3次,洗涤液注入容量瓶中,并振荡容量瓶,使溶液混合均匀。
(6)定容:
①将蒸馏水注入容量瓶,在液面离容量瓶颈刻度线下1~2_cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水。
②定容时要平视刻度线,至凹液面最低处与刻度线相切。
(7)摇匀:盖好瓶塞,上下反复颠倒,摇匀。
小题热身
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)使用托盘天平称量药品,都不能直接放在托盘中,均应放在两张相同的纸片上。( )
(2)为了配制方便,可将固体或浓溶液直接在容量瓶(或量筒)中进行溶解(或稀释)。( )
(3)若量取7.2 mL溶液,应选用10 mL量筒。( )
(4)将10.6 g Na2CO3·10H2O溶于水配成1 L溶液,物质的量浓度为0.1 mol·L-1。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.(1)定容时不小心使蒸馏水超过了刻度线,用胶头滴管立即吸出多余部分是否可以?
(2)定容后,将容量瓶振荡摇匀,发现液面低于刻度线是否需再加水至刻度线?
答案:(1)不可以。因会有少量溶质被吸出,使所配溶液浓度偏低。
(2)不需要。静置一会以后,待上部溶液回流下来,又会与刻度线相切。
[考向精练提考能]
考向一 一定物质的量浓度溶液的配制
溶液配制过程中的“四个数据”
数据
要求或解释
药品的
质量
实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只能精确到0.1 g,所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如所需NaCl的质量为14.6 g,不能写为14.60 g
容量瓶的
规格
(1)选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大,如需用480 mL某溶液,则应该选择500 mL容量瓶
(2)回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格,如回答“500 mL容量瓶”时,不能只回答“容量瓶”
洗涤烧杯
2~3次
移液时洗涤烧杯2~3次是为了确保溶质全部转移到容量瓶中,否则会导致溶液浓度偏低
液面离容
量瓶颈刻
度线下
1~2 cm
定容时,当液面离容量瓶颈刻度线下1~2 cm时,应该改用胶头滴管滴加,否则容易导致液体体积超过刻度线,导致溶液浓度偏低
1.(RJ必修1·P15[例]改编)实验中需要2 mol·L-1的Na2CO3溶液950 mL,配制时,你认为应该选用容量瓶的规格和称取的碳酸钠质量分别是___________、________________。
答案:1 000 mL容量瓶 212.0 g
2.实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L-1的硫酸铜溶液,下列实验用品及实验操作都正确的是( )
选项
容量瓶容积
固体质量
实验操作
A
480 mL
硫酸铜:7.68 g
加入500 mL水
B
480 mL
胆矾:12.0 g
配成500 mL溶液
C
500 mL
硫酸铜:8.0 g
加入500 mL水
D
500 mL
胆矾:12.5 g
配成500 mL溶液
解析:实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L-1的硫酸铜溶液,因为没有480 mL规格的容量瓶,所以要选择500 mL规格的容量瓶。若是硫酸铜,则需要8.0 g,若是胆矾,则需要12.5 g,且配成500 mL溶液,而不是加入500 mL水。
答案:D
考向二 误差分析
1.误差分析的理论依据
.
2.仰视、俯视的分析
结果:仰视时,容器内液面高于刻度线;俯视时,容器内液面低于刻度线。
3.用“偏大”“偏小”或“无影响”填空。
(1)配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g。________。
(2)配制500 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取明矾8.0 g。________。
(3)配制NaOH溶液时,天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确。________。
(4)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒。________。
(5)用量筒量取浓硫酸时,仰视读数。________。
(6)配制NaOH溶液时,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。________。
(7)定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸收多余的液体至刻度线。________。
(8)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线。________。
(9)定容时仰视刻度线。________。
(10)定容摇匀后少量溶液外流。________。
解析:(1)实际需配制500 mL溶液,需NaOH 2.0 g,浓度偏小。
(2)n(CuSO4)=0.5 L×0.1 mol·L-1=0.05 mol,n(CuSO4·5H2O)==0.032 mol,偏小。
(3)NaOH吸水,浓度偏小。
(4)实际称取NaOH的质量为4.0 g-0.4 g=3.6 g,偏小。
(5)仰视,读取刻度低于液面,量取浓H2SO4偏多,浓度偏大。
(6)等温度下降至室温,V(溶液)偏小,浓度偏大。
(7)造成溶质减少,浓度偏小。
(8)V(溶液)偏大,浓度偏小。
(9)仰视,V(溶液)偏大,浓度偏小。
(10)已经定容摇匀,溶液浓度不变,无影响。
答案:(1)偏小 (2)偏小 (3)偏小 (4)偏小 (5)偏大 (6)偏大 (7)偏小 (8)偏小 (9)偏小 (10)无影响
考点三|溶解度及溶解度曲线(重点保分型——师生共研)
授课提示:对应学生用书第8页
[核心知识大通关]
1.固体的溶解度
(1)概念:在一定温度下,某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫作这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。
(2)公式:固体物质溶解度(饱和溶液)S=×100 g
(3)影响因素。
①内因:物质本身的性质。
②外因。
a.溶剂的影响(如NaCl易溶于水难溶于汽油)。
b.温度的影响:升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl的溶解度影响不大。
2.气体的溶解度
(1)表示方法:通常指该气体(其压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积,常记为1∶x。如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。
(2)影响因素:气体溶解度的大小与温度和压强有关,温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。
3.溶解度的表示方法:
(1)列表法
硝酸钾在不同温度时的溶解度:
温度/ ℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
溶解度/g
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110
138
169
202
246
(2)曲线法
小题热身
在通常状况下,NH3在水中的溶解度为1∶700,其中“1∶700”的含义是什么?
答案:含义是1体积水最多溶解700体积的NH3。
[考向精练提考能]
利用溶解度曲线确定除杂方法
1.溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶,趁热过滤的方法。
2.溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法;若KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
1.(2017·成都质检)甲、乙两物质的溶解度(g/100 g水)曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.t1 ℃时,在100 g水中放入60 g甲,其溶质的质量分数为37.5%
B.t1 ℃时,甲和乙的饱和溶液的物质的量浓度一定相等
C.t2 ℃时,甲和乙的饱和溶液中溶质的质量分数一定相等
D.t2 ℃时,分别在100 g水中各溶解20 g甲、乙,同时降低温度,甲先达到饱和
答案:D
2.请填写下列物质的结晶方法
(1)氯化钠: _____________________________________________。
(2)硝酸钾: ____________________________________________________。
(3)硫酸铜晶体: _______________________________________________。
(4)从FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O固体: _____________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)蒸发结晶 (2)蒸发浓缩,冷却结晶 (3)蒸发浓缩,冷却结晶 (4)在HCl气氛中加热,蒸发结晶
3.如图是X、Y、Z三种固体物质的溶解度曲线。按要求回答下列问题:
(1)若X溶液中混有少量Y,怎样提纯X?
___________________________________。
(2)若Y溶液中混有少量的X,怎样提纯Y?
_____________________________________。
答案:(1)加热浓缩,冷却结晶,过滤
(2)蒸发结晶,趁热过滤
[真题发掘·知识串联] 串线索 固双基 回扣关键知识
以化学实验为载体 串联物质的量浓度及其溶液的配制
授课提示:对应学生用书第9页
高考载体 (2016·浙江高考卷节选)
为测定产品无水MgBr2的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++Y4-===MgY2-
测定时,先称取0.250 0 g无水MgBr2产品,溶解后,用0.050 0 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是97.5%(以质量分数表示)。
知识串联——高考还可以这样考
(1)计算配制250 mL 0.010 00 mol·L-1 EDTA溶液时需要准确计算EDTA的质量是________g。[结果保留四位有效数字,已知Mr(EDTA)=372.0]
(2)配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用的有________(用编号表示)。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
(3)配制0.010 00 mol·L-1 EDTA溶液的操作步骤为(填写空白):
计算⇒称量⇒________⇒移液⇒洗涤⇒________⇒摇匀。
(4)配制0.010 00 mol·L-1 EDTA溶液时,下列操作对配制结果有何影响?
①配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒。________。
②定容时,仰视刻度线。________。
(5)配制0.010 00 mol·L-1 EDTA溶液,定容时不慎加水超过了刻度线,应如何操作?
________________________________________________________________________。
(6)用0.010 00 mol·L-1 EDTA溶液滴定20.00 mL未知浓度的含Mg2+的溶液,恰好完全反应时消耗10.00 mL EDTA溶液,则溶液中Mg2+的物质的量浓度是________。
答案:(1)0.930 0 (2)⑦ (3)溶解 定容 (4)①偏低 ②偏低 (5)重新配制 (6)0.005 00 mol·L-1
课时作业(授课提示:对应学生用书第237页)
1.(2017·江苏徐州调研)下列关于0.2 mol/L Ba(NO3)2溶液的说法中,正确的是( )
A.溶液中含有的阴、阳离子总数为0.6 mol
B.在0.5 L该溶液中,Ba2+的浓度为0.1 mol/L
C.在500 mL该溶液中,含有0.2 mol NO
D.取1 L该溶液稀释到10 L时,NO的浓度为0.02 mol/L
解析:由于缺少溶液体积,无法计算硝酸钡的物质的量,也就不能求出阴、阳离子总数,故A错误;c(Ba2+)=c[Ba(NO3)2]=0.2 mol/L,不随溶液体积而发生变化,故B错误;n(NO)=2c[Ba(NO3)2]·V=2×0.2 mol/L×0.5 L=0.2 mol,故C正确;0.2 mol/L Ba(NO3)2溶液中NO的浓度为0.4 mol/L,取1 L该溶液稀释到10 L时,稀释过程中溶质的物质的量不变,c(NO)==0.04 mol/L,故D错误。
答案:C
2.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将58.5 g NaCl溶解于1 L水中配成的溶液
B.将80 g SO3溶于水并配成1 L溶液
C.将0.5 mol·L-1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水的溶液
D.含K+为2 mol的K2SO4溶液
解析:A中水的体积是1 L,溶液体积一定不是1 L;C中蒸发掉50 g水后,溶液的体积一定不是50 mL;D中未指明溶液的体积。
答案:B
3.将5 mol/L的盐酸10 mL稀释到200 mL,从中取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol/L B.0.25 mol/L
C.0.1 mol/L D.1 mol/L
解析:从10 mL稀释到200 mL,盐酸稀释了20倍,稀释后的c(HCl)=0.25 mol/L。
答案:B
4.(2017·湖北黄冈质检)若20 g密度为ρ g·cm-3的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca2+,则溶液中NO的物质的量浓度为( )
A.5ρ mol·L-1 B.2.5ρ mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
解析:该硝酸钙溶液的体积V=== L,2 g Ca2+的物质的量n(Ca2+)==0.05 mol,根据化学式Ca(NO3)2可知,n(NO)=2n(Ca2+)=0.05 mol×2=0.1 mol,NO的物质的量浓度c(NO)==5ρ mol·L-1,A项正确。
答案:A
5.将标准状况下的a L 氯化氢气体溶于100 g水中,得到的盐酸的密度为b g·mL-1
,则该盐酸的物质的量浓度(mol·L-1)是( )
A. B.
C. D.
解析:根据c=进行计算,n= mol,
V=,可知C正确。
答案:C
6.某MgCl2溶液的密度为1.18 g·cm-3,其中Mg2+的质量分数为5.1%。300 mL该溶液中Cl-的物质的量约等于( )
A.0.37 mol B.0.63 mol
C.0.74 mol D.1.5 mol
解析:c(Mg2+)=
≈2.5 mol·L-1
n(Cl-)=2.5 mol·L-1×2×0.3 L=1.5 mol。
答案:D
7.(2017·豫北五校质量检测)向溶质质量分数为2a%,体积为10 mL,物质的量浓度为c1 mol·L-1的稀H2SO4中加入V mL的水,使之溶质质量分数变为a%,此时物质的量浓度为c2 mol·L-1,则下列关系正确的是( )
A.V>10 2c2=c1 B.V<10 2c2>c1
C.V>10 2c2
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