2018届一轮复习鲁科版专题一物质的量考点三物质的量浓度及相关计算学案 13页

‎　1　物质的量浓度 ‎(1)定义：用单位体积的溶液里含有溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫溶质B的物质的量浓度。‎ ‎(2)表达式：c(B)＝。‎ ‎(3)单位：mol/L或 mol·L－1。‎ ‎　2　溶质的质量分数 ‎(1)定义：用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量。‎ ‎(2)计算公式：w＝×100%。‎ ‎　3　一定物质的量浓度溶液的配制 ‎(1)主要仪器 ‎①容量瓶：配制一定物质的量浓度溶液的专用精确容器。主要规格有100_mL、250_mL、500_mL、1000_mL。‎ a．结构特点 b．在使用前首先要检查是否漏水，具体操作如下：‎ 加水→倒立→观察是否漏水→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察是否漏水。‎ ‎②托盘天平：可精确至0.1_g，称量前先调零，称量时物品放在左盘，砝码放在右盘。‎ ‎③其他仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。‎ ‎(2)配制一定物质的量浓度溶液的步骤 ‎(3)配制过程示意图 ‎ 学霸巧学卡　‎ ‎(1)使用c(B)＝公式的注意事项 ‎①正确判断溶液的溶质并计算其物质的量。‎ a．与水发生反应生成新的物质，如Na、Na2O、Na2O2NaOH，SO3H2SO4，NO2HNO3。‎ b．特殊物质：如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质。‎ c．含结晶水的物质：CuSO4·5H2O―→CuSO4，‎ Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。‎ ‎②c＝中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和。‎ ‎③配制一定质量分数的溶液，所选烧杯的规格一般应大于溶液体积的一倍。‎ ‎④在溶解度的概念中，“‎100”‎指的是‎100 g溶剂(通常是H2O)，而不是溶液。‎ ‎(2)容量瓶使用的注意事项 ‎①选用容量瓶时必须注明容量瓶规格。如500 mL容量瓶。‎ ‎②选择容量瓶时遵循“大而近”的原则，所需溶质的量按所选用的容量瓶的容积进行计算。如配制480 mL 1 mol/L NaOH溶液时应选用500 mL的容量瓶，所需溶质NaOH的物质的量为0.5 mol。‎ ‎③向容量瓶中注入液体时，应沿细玻璃棒注入，以防操作时液体流出而损失。‎ ‎④容量瓶使用应注意“五不”：不能溶解固体，不能稀释浓溶液，所配溶液温度不能高于或低于室温，不能作反应容器，不能长期贮存所配溶液。‎ ‎1.思维辨析 ‎(1)欲配制‎1 L 1 mol·L－1的NaCl溶液，可将‎58.5 g NaCl溶于‎1 L水中。(　　)‎ ‎(2)在50 mL量筒中配制0.1000 mol·L－1碳酸钠溶液。(　　)‎ ‎(3)用pH＝1的盐酸配制100 mL pH＝2的盐酸只需要100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。(　　)‎ ‎(4)配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余液体吸出。(　　)‎ ‎(5)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。(　　)‎ ‎(6)配制溶液时按如图所示作定容操作。(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎2．某实验中需要2 mol·L－1的NaCl溶液950 mL，你认为配制时应选用的容量瓶的规格和需称取的NaCl质量分别是(　　)‎ A．950 mL,‎111.2 g B．500 mL,‎‎117 g C．1000 mL,‎117 g D．1000 mL,‎‎111.2 g 答案　C 解析　因为实验室中没有950 mL规格的容量瓶，必须采用与所配制溶液的体积最接近而又大于所配制溶液体积的容量瓶，故应选1000 mL的容量瓶，所需溶质也必须按1000 mL溶液计算。‎ ‎　[考法综述]　本考点在高考中主要考查物质的量浓度的应用。在选择题中考查物质的量浓度的含义和简单计算；在非选择题中，考查物质的量和物质的量浓度的综合应用和综合计算。‎ 命题法1　根据c(B)＝公式的计算 典例1　　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－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，则下列关系中不正确的是(　　)‎ A．ρ＝ B．w＝ C．w＝ D．c＝ ‎[解析]　c＝＝，‎ 则知ρ＝；‎ 设溶液的体积为‎1 L，‎ 由c＝可得w＝＝；‎ w＝＝＝。因此只有A项不正确。‎ ‎[答案]　A ‎【解题法】　气体溶于水时，溶液的体积不是溶剂的体积，更不是气体体积与溶剂体积之和。气体溶于水，求溶液中溶质的物质的量浓度的一般思路：‎ 命题法2　物质的量浓度与质量分数的换算 典例2　　 有硫酸镁溶液500 mL，它的密度是‎1.20 g·cm－3，其中镁离子的质量分数是4.8%，则有关该溶液的说法不正确的是 (　　)‎ A．溶质的质量分数是24.0%‎ B．溶液的物质的量浓度是2.4 mol·L－1‎ C．溶质和溶剂的物质的量之比是1∶40‎ D．硫酸根离子的质量分数是19.2%‎ ‎[解析]　由Mg2＋的质量分数知MgSO4的质量分数为×4.8%＝24.0%，其浓度为 c＝ ‎＝2.4 mol·L－1，‎ 溶质与溶剂的物质的量之比为∶≈1∶21，SO的质量分数为×4.8%＝19.2%。‎ ‎[答案]　C ‎【解题法】　物质的量浓度、质量分数、溶解度间的换算 由定义出发，运用公式：c＝、质量分数＝×100%进行推理，注意密度的桥梁作用，不要死记公式。‎ ‎(1)物质的量浓度(c)与溶质质量分数(w)的换算 体积为V mL，密度为ρ g·cm－3的溶液，含有摩尔质量为M g·mol－1的溶质m g，溶质的质量分数为w，则溶质的物质的量浓度c与溶质的质量分数w的关系是：c＝＝＝＝＝，反之，w＝。‎ ‎(2)物质的量浓度(c)与溶解度(S)的换算 若某饱和溶液的密度为ρ g/cm3，溶质的摩尔质量为M g·mol－1，溶解度为S g，则溶解度与物质的量浓度的表达式分别为：S＝，c＝＝＝。‎ 命题法3　溶液稀释与混合的计算 典例3　　(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________(填序号，下同)。‎ ‎①q＝2p　②q>2p　③q<2p　④无法确定 ‎(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸，则p、q的关系是________。‎ ‎①q＝2p　②q>2p　③q<2p　④无法确定 ‎[解析]　当等体积混合时，设浓溶液的密度为ρ1，稀溶液的密度为ρ2，体积各为‎1 L，则混合后 w＝＝×p%‎ ‎＝p%‎ 则当ρ1>ρ2时，如H2SO4溶液、HNO3溶液，w>2p%；‎ 当ρ1<ρ2时，如氨水、酒精溶液，w<2p%。‎ ‎[答案]　(1)②　(2)③‎ ‎【解题法】　用“守恒思想”解答溶液稀释与混合的问题 ‎(1)溶液稀释规律 ‎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)。‎ ‎(2)同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算 ‎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＝。‎ ‎(3)溶质相同、质量分数不同的两溶液混合规律 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 a．当溶液密度大于‎1 g·cm－3时，结果是溶液浓度越大，密度越大，如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液等体积混合后溶质质量分数w>(a%＋b%)。‎ b．当溶液密度小于‎1 g·cm－3时，结果是溶液浓度越大，密度越小，如酒精、氨水等溶液等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)。‎ ‎②等质量混合 两溶液等质量混合时(无论ρ>‎1 g·cm－3还是ρ<‎1 g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)。‎ 命题法4　一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析 典例4　　某同学用NaCl固体配制200 mL 1 mol·L－1的NaCl溶液，请回答下列问题。‎ ‎(1)用托盘天平称取NaCl固体，其质量是________g。‎ ‎(2)实验操作的正确顺序是________(填序号)。‎ ‎①继续加蒸馏水至液面距刻度线1～‎2 cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切；‎ ‎②盖好容量瓶瓶塞，充分摇匀；‎ ‎③把所得溶液冷却至室温后，小心转入容量瓶中；‎ ‎④称量固体；‎ ‎⑤用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶中；‎ ‎⑥把称量好的固体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解。‎ ‎(3)下列操作对溶液浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。‎ ‎①配制溶液时，容量瓶未干燥：________；‎ ‎②配制过程中，没有洗涤烧杯和玻璃棒：________；‎ ‎③定容时，俯视刻度线：________；‎ ‎④从配制好的溶液中取出10 mL：________。‎ ‎[解析]　(1)中学实验室中容量瓶的规格主要有：50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL，因此配制200 mL 1 mol·L－1的NaCl溶液，需用250 mL的容量瓶，溶质的质量m＝nM＝cVM＝1 mol·L－1×‎0.25 L×‎58.5 g·mol－1＝‎14.6 g。‎ ‎(2)配制一定物质的量浓度的溶液的步骤：计算、称量(或量取)、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀。因此正确顺序为④⑥③⑤①②。‎ ‎(3)根据c＝＝ 来分析：①配制溶液时，容量瓶未干燥，对溶液浓度无影响；②配制过程中，没有洗涤烧杯和玻璃棒，溶液中溶质的质量减小，体积不变，溶液浓度偏低；③定容时，俯视刻度线，所配溶液的体积偏小，溶质的物质的量不变，溶液浓度偏高；④溶液是均一的，从配制好的溶液中取出部分溶液，对溶液浓度无影响。‎ ‎[答案]　(1)14.6　(2)④⑥③⑤①②　(3)①无影响　②偏低　③偏高　④无影响 ‎【解题法】　常见的误差分析归纳总结 ‎(1)误差分析 ‎(2)俯视、仰视的分析 图1 定容时，导致溶液体积偏大，浓度偏低，用量筒量取浓溶液时，导致溶质物质的量增大，浓度偏高。图2则相反。‎ ‎1．下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是(　　)‎ A．洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干 B．酸式滴定管装标准溶液前，必须先用该溶液润洗 C．酸碱滴定实验中，用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差 D．用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴管吸出多余液体 答案　B 解析　本题主要考查了实验仪器的使用和实验基本操作。容量瓶洗净后自然晾干，不能放进烤箱中烘干，否则会变形，定容不准确，A项错误；酸式滴定管在充装液体时，必须用待装液体润洗，否则会将液体稀释，B项正确；在酸碱滴定实验中，锥形瓶是不能润洗的，否则会造成误差偏高，C项错误；用容量瓶配制溶液时，若加水超过了刻度线，应重新配置，D错误。‎ ‎2．用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是(　　)‎ 答案　B 解析　A项，托盘天平使用时应“左物右码”，图为“左码右物”，故错误；C项，移液时不能将烧杯中的溶液直接倒入容量瓶，应用玻璃棒引流；D项，胶头滴管应在容量瓶口垂直正上方，不能伸入瓶中。‎ ‎3．将物质的量均为a mol 的Na和Al一同投入m g足量水中，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，则此溶液的物质的量浓度为(　　)‎ A. mol·L－1 B. mol·L－1‎ C. mol·L－1 D. mol·L－1‎ 答案　A 解析　Na和Al一同投入m g足量水中时，发生反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由于Na、Al的物质的量均为 a mol，结合化学方程式可知生成‎2a mol H2，所得溶液中只有NaAlO2一种溶质，其物质的量为a mol。所得溶液的质量为m(Na)＋m(Al)＋m(H2O)－m(H2)＝(‎46a＋m) g，所得溶液的体积为 L，所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。故本题选A。‎ 将溶质的质量分数为a%、物质的量浓度为c1‎ ‎ mol/L的溶液蒸发掉一定量的水，使其溶质的质量分数为‎2a%，此时其浓度为c2 mol/L，则c1和c2的关系是(已知：溶质的密度大于水的密度)(　　)‎ A．c1＝‎2c2 B．c2<‎2c1‎ C．c2>‎2c1 D．c2＝‎2c1‎ ‎[错解]　D ‎[错因分析]　某些考生只死记公式而不会灵活运用公式而导致错选。此类问题求解的关键是从定义出发推导出溶质的质量分数和物质的量浓度之间的关系，再根据溶液密度大小进行判断。‎ ‎[解析]　设溶质的质量分数为a%、‎2a%时，溶液的密度分别为ρ‎1 g/cm3、ρ‎2 g/cm3，溶质的摩尔质量为 M g/mol，则c1＝，c2＝，＝，溶液的密度与溶质的浓度有关，由于溶质的密度大于水的密度，蒸发掉一定量的水，溶质的浓度增大，溶液的密度也增大，即ρ2>ρ1，故>2，c2>‎2c1。‎ ‎[答案]　C ‎[归纳总结]　以物质的量为中心的各有关物理量的换算关系 ‎[心得体会]‎