1.2.3物质的量在化学实验中的应用

第3课时物质的量在化学实验中的应用河南青春小鸟梯度目标1.了解气体摩尔体积的含义。2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。3.理解阿伏加德罗定律及其推论，并能进行气体多方面的计算与判断。梯度目标1.了解物质的量浓度的含义。2．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。3．掌握容量瓶的使用方法。4．掌握物质的量浓度的有关计算。趣味导学物质的量浓度1.甲同学将1molNaCl固体溶解于1L水中，乙同学将1molNaCl固体溶于水配成1L溶液，两同学均认为自己得到了1mol/L的溶液，你认为哪位同学是正确的？[提示]乙同学的做法正确。表达式cB＝nB/V中，体积V是溶液体积而不是溶剂的体积，甲同学所得溶液的体积不是1L，溶液的物质的量浓度不是1mol/L。一定物质的量浓度溶液的配制配制100mL1.00mol/LNaCl溶液2.如果不将洗涤液注入容量瓶，对NaCl溶液的浓度有何影响？[提示]洗涤液中含有少量NaCl溶质，如果不转移到容量瓶中，会导致溶质的物质的量减小，根据公式c＝nV可知，浓度偏低。1．(2011·山东兖州高一期中)浓度为2mol/L的NaOH溶液的正确含义是()A．在2L水中溶有80克的NaOHB．80克NaOH溶于1L水配成的溶液C．在1升溶液中含有80克NaOHD．在2L溶液中含有80克NaOH解析：物质的量浓度的含义是单位体积溶液内含有溶质的物质的量。故2mol/LNaOH溶液的含义是：在1LNaOH溶液中含有2mol(即80g)NaOH。答案：C2．下列溶液中的氯离子数目与50mL1mol/L的AlCl3溶液中氯离子数目相等的是(双选)()A．150mL1mol/L的NaClB．75mL2mol/L的NH4ClC．150mL3mol/L的KClD．75mL2mol/L的CaCl2解析：氯离子数目大小取决Cl－的物质的量，而n(Cl－)＝c·V，经计算选A、B。答案：AB3．配制250mL0.5mol·L－1NaOH溶液，在下列仪器中①托盘天平②量筒③烧杯④玻璃棒⑤漏斗⑥500mL容量瓶⑦药匙⑧250mL容量瓶⑨胶头滴管⑩坩埚，需要用到的有()A．①③④⑥⑨⑩B．①④⑦⑧⑨⑩C．①③④⑦⑧⑨D．①②④⑤⑧⑨解析：因溶质(NaOH)为固体，故需要托盘天平；容量瓶必须注明规格——250mL容量瓶，此外需烧杯、药匙、玻璃棒、胶头滴管，故选C。答案：C物质的量浓度的简单计算1．已知一定体积的溶液中溶质的量，计算溶质的物质的量浓度的方法(1)若已知溶质质量(2)若已知溶液中某粒子的个数2．一定体积的气体(标准状况)溶于水后形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法(1)若已知溶液的体积(2)若已知溶液的密度假定气体的摩尔质量为Mg·mol－1，VL(标准状况)该气体溶于1L水中所得溶液的密度为ρg·cm－3计算过程：①先计算溶质的物质的量：n＝V22.4mol②再计算溶液的体积：V＝m溶液ρ溶液＝V22.4mol×Mg·mol－1＋1000gρg·cm－3×1×10－3L·mL－1＝MV＋2240022400ρL③最后计算溶质的物质的量浓度：c＝nV＝V22.4molMV＋2240022400ρL＝1000ρV22400＋MVmol·L－13．已知溶液中某种粒子的物质的量浓度，求其他粒子的物质的量浓度的方法(1)单一溶质溶液单一溶质溶液可根据组成规律求算，即：在溶液中，阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比，据此可求已知一种离子浓度的溶液中的另一种离子浓度。如K2SO4、溶液中：c(K＋)＝2c(SO2－4)＝2c(K2SO4)。(2)混合溶液如在Na2SO4、NaCl混合溶液中，c(Na2SO4)＝2mol/L，c(NaCl)＝3mol/L，则混合溶液中c(Na＋)＝2mol/L×2＋3mol/L＝7mol/L。4．溶质的物质的量浓度和质量分数的换算换算公式为：c＝1000ρwM公式的推导：密度为ρg·cm－3，溶质的质量分数为w。1L溶液即1000mL，其中所含：(1)溶质的质量m(溶质)＝m(溶液)·w＝1000×ρ×w＝1000ρw(g)(2)溶质的物质的量n＝m溶质M＝1000ρwM(mol)(3)溶质的物质的量浓度c＝1000×ρ×wM5．溶液的稀释或混合计算(1)将浓溶液加水稀释，稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。存在公式：c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)m(浓)·w(浓)＝m(稀)·w(稀)(2)同一溶质不同浓度的两溶液相混合，混合后，溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。存在等式：c1·V1＋c2·V2＝c(混)·V(混)m1·w1＋m2·w2＝m(混)·w(混)(1)进行物质的量浓度的有关计算时，各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c＝nV，要充分利用有关物质的量的各种计算公式，发挥物质的量的桥梁作用。(2)已知溶液的密度时，溶液的体积V(溶)＝m溶ρ。(3)运用电荷守恒定律时，要特别注意离子所带电荷数参与计算，即离子浓度要乘以每个离子所带电荷的数值。(2011·山东青岛检测)下列哪些量为已知条件时，可用于求物质的量浓度？先找出有关组合(填代号)，再写出由这些量求物质的量浓度的计算式(每种情况最多只能选择三个量)。①溶液体积V(L)②溶液的密度d(g·mL－1)③溶质的摩尔质量M(g·mol－1)④溶质的质量分数w⑤溶质的质量m(g)⑥气态溶质在标准状况下的体积V′(L)第一种情况：已知________，则c＝________mol·L－1；第二种情况：已知________，则c＝________mol·L－1；第三种情况：已知________，则c＝________mol·L－1。名师解析：本题充分考查了物质的量浓度的几种不同类型的基本公式的应用。综合分析题目给出的六个物理量即可作出分析：情况可利用条件推导公式第一种①③⑤c＝nV＝mMV＝mMV第二种①⑥c＝nV＝V′22.4V＝V′22.4V第三种②③④c＝1000dwM答案：①③⑤mMV①⑥V′22.4V②③④1000dwM①根据物质的量浓度的求算公式c＝n/V，只要与n、V有关的物理量，经过转化，都可求算c。②密度的单位一般是g·mL－1，转换成g·L－1时数值要扩大1000倍。1．(2010·新课标全国高考)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－1B．10(2a－b)mol·L－1C．10(b－a)mol·L－1D．10(b－2a)mol·L－1解析：根据对应关系式：BaCl2～Na2SO4可知，100mL混合液中n(BaCl2)＝n(Na2SO4)＝amol，又根据AgNO3～Cl－可知，100mL混合液中n(Cl－)总＝bmol，由n(Cl－)总＝n(KCl)＋2n(BaCl2)，则n(KCl)＝(b－2a)mol，故c(K＋)＝nKClV＝b－2amol0.1L＝10(b－2a)mol·L－1。答案：D一定物质的量浓度溶液的配制1．容量瓶的使用(1)结构容量瓶的形状为细颈、梨形、平底玻璃容器，带有磨口玻璃塞，在其梨形部位标有温度和容积，颈部有一条环形标线，以示液体定容到此时的体积。常用的容量瓶的规格有100mL、250mL、500mL、1000mL等。(2)用途：用来配制一定物质的量浓度的溶液。(3)检查漏水的方法使用前必须检查是否漏水，检查的方法是：往瓶内加入一定量水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶塞周围是否有水漏出。如果不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧，仍把瓶倒立过来，再检查是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。(4)选择容量瓶的原则选择容量瓶遵循“大而近”原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。因为容量瓶的规格是固定的，配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。2．配制溶液时的误差分析(1)误差分析(以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例)可能引起误差的一些操作过程分析对c的影响mV称量过程误差分析称量时间过长减小—偏低用滤纸称NaOH固体减小—偏低物质、砝码位置放反(使用了游码)减小—偏低配制过程误差分析移液前容量瓶内有少量水不变不变无影响转移液体时有少量洒落减小—偏低未洗涤烧杯和玻璃棒减小—偏低未冷却到室温就注入定容—减小偏高定容时水加多后用滴管吸出减小—偏低定容摇匀后液面下降再加水—增大偏低定容时俯视刻度线—减小偏高定容时仰视刻度线—增大偏低(2)仰视或俯视刻度线图解①仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看见的是刻度线，刻度线低于凹液面的实际读数，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，结果偏低。②俯视刻度线(图2)。与①恰好相反，刻度线高于凹液面的实际读数，使得加水量偏小，结果偏高。(1)使用容量瓶注意“五不”：①不能溶解固体；②不能稀释浓溶液；③不能加热；④不能作反应容器；⑤不能长期贮存溶液。(2)误差分析的关键是抓住原理：cB＝nBV，c(NaOH)＝nNaOHV＝mNaOHMNaOH·V其中M不变，不规范的操作过程会导致m(NaOH)和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。实验室要配制2mol/L稀硫酸250mL。(1)需要量取质量分数为98%密度为1.84g/mL的浓硫酸______mL。(2)配制过程中需要下列仪器中的________(填选项的标号)。A．托盘天平B．烧杯C．量筒D．烧瓶E．玻璃棒F．胶头滴管G．试管H．250mL容量瓶(3)下列实验操作中，按先后顺序排列为________。A．将稀释、冷却后的硫酸沿玻璃棒注入250mL容量瓶中。B．将洗涤液也注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。C．将量取的浓硫酸沿玻璃棒缓慢注入烧杯中，搅拌并冷却至室温。D．向烧杯中加入约100mL蒸馏水E．用适量蒸馏水洗涤烧杯2～3次。F．向容量瓶中加蒸馏水到液面接近刻度1～2cm处。G．盖上瓶塞，并反复倒转摇匀。H．用胶头滴管加蒸馏水到瓶颈刻度处。(4)在配制过程中，如果出现下列情况，将对所配溶液的物质的量浓度有何影响？(将“偏高”、“偏低”或“无影响”填入括号中)用量筒量取浓硫酸时，仰视量筒进行读数()定容时，仰视观察容量瓶刻度线()思路点拨：解答本题需注意以下四点：(1)利用c＝1000ρwM求出浓硫酸的浓度。(2)利用稀释定律求出浓硫酸的体积。(3)熟悉配制溶液的各个步骤及所需仪器。(4)利用公式c＝nV分析误差。自主解答：(1)根据稀释定律可得：VH2SO4×1.84g/mL×98%98g·mol－1＝2mol/L×250×10－3LV(H2SO4)≈27.2mL。(2)稀释液体配制一定物质的量浓度的溶液，所需仪器为：烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶。(3)根据一定物质的量浓度溶液的配制操作顺序，全面分析解答即可。(4)量筒：小刻度在下，大刻度在上，仰视偏高。分析如图：定容时，仰视使溶液体积偏大，浓度偏低。答案：(1)27.2(2)B、C、E、F、H(3)D、C、A、E、B、F、H、G(4)偏高偏低2．为了配制100mL1mol·L－1NaOH溶液，其中有下列几个操作：①NaOH用纸盛载进行称量②选刚用蒸馏水洗净的100mL容量瓶进行配制③NaOH在烧杯里刚好完全溶解，即把溶液转移到容量瓶④用蒸馏水洗涤烧杯内壁两次，洗涤液都移入容量瓶⑤使蒸馏水沿着玻璃棒注入容量瓶，直到溶液的凹液面恰好跟刻度线相切其中操作错误的是()A．①②③B．③④⑤C．②③⑤D．①③⑤解析：NaOH易潮解，应放在小烧杯中称量，①错误；NaOH溶解放热，应冷却后再移液，③错误；加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管逐滴加入，直到溶液的凹液面与刻度线相切，⑤错误。答案：D配制一定物质的量浓度的溶液实验室