高三化学一轮 第一章 第4讲 物质的量浓度及其溶液的配制

第4讲物质的量浓度及其溶液的配制[考纲要求]1.了解溶解度、饱和溶液的概念。2.了解物质的量浓度的含义。3.能按要求配制一定物质的量浓度的溶液，会进行有关误差分析。4.会根据物质的量与溶液的体积、溶液的物质的量浓度之间的相互关系进行有关计算。考点一物质的量浓度及相关计算物质的量浓度与溶质质量分数的比较内容物质的量浓度质量分数定义以单位体积溶液里含有多少摩尔溶质来表示溶液组成的物理量用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量溶质的单位molg溶液的单位Lg计算公式c＝nVw＝溶质的质量溶液的质量×100%特别提醒这里V是溶液的体积，它不是溶剂的体积，也不是溶剂和溶质的体积之和。深度思考1．观察两个试剂瓶上的标签，回答下列问题。(1)“5%硫酸铜溶液”中的5%是什么含义？答案5%表示硫酸铜溶液的质量分数，即100g硫酸铜溶液中含有5g硫酸铜溶质。(2)0.4mol·L－1NaCl溶液中的0.4mol·L－1表示的含义是什么？答案1L该NaCl溶液中所含NaCl的物质的量是0.4mol。(3)从上述两种溶液中分别取出5mL，硫酸铜溶液的质量分数为__________，NaCl溶液的浓度为______________。答案5%0.4mol·L－1解析溶液一旦配好，它的质量分数及浓度就不再改变。从中取出部分溶液，其质量分数及浓度也不变。2．填空(1)将Na通入水中，其溶质是__________；(2)将Na2O溶于水，其溶质是__________；(3)将CuSO4·5H2O溶于水中，其溶质是__________；(4)将SO3溶于水，其溶质是________。答案(1)NaOH(2)NaOH(3)CuSO4(4)H2SO4题组一根据cB＝nBV的计算1．将10.6gNa2CO3溶于水配成1L溶液(1)该溶液中Na2CO3的物质的量浓度为__________，溶液中Na＋的物质的量浓度为__________。(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体，使溶液中Na＋的物质的量浓度为0.4mol·L－1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为__________，Cl－的物质的量浓度为_______________________________________________________________。答案(1)0.1mol·L－10.2mol·L－1(2)11.7g0.2mol·L－1解析(1)n(Na2CO3)＝mM＝10.6g106g·mol－1＝0.1molc(Na2CO3)＝nV＝0.1mol1L＝0.1mol·L－1c(Na＋)＝2c(Na2CO3)＝0.2mol·L－1(2)根据电荷守恒(不考虑CO2－3的水解)c(Na＋)＝c(Cl－)＋2c(CO2－3)c(Cl－)＝c(Na＋)－2c(CO2－3)＝0.4mol·L－1－2×0.1mol·L－1＝0.2mol·L－1n(NaCl)＝n(Cl－)＝0.2mol·L－1×1L＝0.2molm(NaCl)＝0.2mol×58.5g·mol－1＝11.7g。2．在80g密度为dg·cm－3的硫酸铁溶液中，含有2.8gFe3＋，则此溶液中SO2－4的物质的量浓度(mol·L－1)为()A.1516dB.516dC.38dD.58d答案A解析n(Fe3＋)＝0.05mol，n[Fe2(SO4)3]＝0.025mol，n(SO2－4)＝0.075mol，V(溶液)＝801000dL，c(SO2－4)＝n2－4V溶液。题组二关于物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算3．在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为VmL，溶液密度为dg·cm－3，质量分数为w，物质的量浓度为cmol·L－1，溶液中含氢氧化钠的质量为mg。(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________________________________。答案(1)w1－w×100g(2)25mVmol·L－1(3)25dwmol·L－1(4)4cd%解析(1)S＝w1－w×100g(溶解度定义)(2)c＝1000mL·L－1×mgVmL×140g·mol－1＝25mVmol·L－1(3)c＝1000mL·L－1×dg·cm－3×w40g·mol－1＝25dwmol·L－1(4)w＝40g·mol－1×cmol·L－11000mL·L－1×dg·cm－3×100%＝4cd%4．有硫酸镁溶液500mL，它的密度是1.20g·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2.4mol·L－1C．溶质和溶剂的物质的量之比是1∶40D．硫酸根离子的质量分数是19.2%答案C解析c(Mg2＋)＝1000mL·L－1×1.20g·cm－3×4.8%24g·mol－1＝2.4mol·L－1＝c(MgSO4)，溶液中溶质的质量分数为4.8%×12024＝24.0%，SO2－4的质量分数＝24.0%－4.8%＝19.2%。溶质与溶剂的物质的量之比是24120∶7618＝9∶190＝1∶21.1。物质的量浓度有关计算的一般方法(1)由定义出发，运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式：c＝nV、质量分数＝溶质的质量溶液的质量×100%进行推理，注意密度的桥梁作用，不要死记公式。(2)在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时，除利用上述方法外，我们还可以运用假设法，使问题简单化。例如已知溶质的质量分数w，溶液的密度为ρg·cm－3，溶质的摩尔质量为Mg·mol－1，求物质的量浓度c。我们可以假设溶液为1L，所以溶液质量为1×1000×ρg，溶质的质量为1×1000×ρ×wg，溶质的物质的量为1000ρwMmol，这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c＝1000ρwMmol·L－1。题组三关于气体溶质的计算5．在标准状况下，将VLA气体(摩尔质量为Mg·mol－1)溶于0.1L水中，所得溶液的密度为ρg·cm－3，则此溶液的物质的量浓度(mol·L－1)为()A.VρMV＋2240B.1000VρMV＋C.MVV＋ρD．1000VρM(MV＋2240)答案B解析气体的物质的量为V22.4mol，所得溶液的质量为(V22.4×M＋100)g，则此溶液的物质的量浓度为V22.4mol÷[(V22.4×M＋100)g÷(1000ρg·L－1)]＝1000VρMV＋mol·L－1。6．在t℃时，将agNH3完全溶于水，得到VmL溶液，假设该溶液的密度为ρg·mL－1，质量分数为w，其中含有NH＋4的物质的量是bmol，下列叙述正确的是()A．溶质的质量分数w＝aρV－a×100%B．溶质的物质的量浓度c＝1000a35Vmol·L－1C．溶液中c(OH－)＝1000bVmol·L－1＋c(H＋)D．向上述溶液中加入VmL水，所得溶液的质量分数大于0.5w答案C解析溶质的质量分数w＝aρV×100%，A项错误；氨水中的溶质在计算时以NH3为准，而不是以NH3·H2O为准，将w＝aρv×100%代入公式c＝1000ρwM，化简可得c＝1000a17Vmol·L－1，B项错误；氨水中含有的阳离子为H＋和NH＋4，含有的阴离子只有OH－，结合电荷守恒可知C项正确；由于氨水的密度小于水的密度，与水等体积混合所得稀氨水的质量大于原氨水质量的2倍，故其质量分数小于0.5w，D项错误。规避两个易错点(1)气体溶于水，溶质是该气体与水反应生成的物质，NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O，但以NH3计算。(2)气体溶于水，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，应根据V＝m气体＋m溶剂ρ进行计算。题组四溶液稀释与混合的计算7．两种硫酸溶液，一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1，密度为ρ1；另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2，密度为ρ2，将它们等体积混合后，所得溶液的密度为ρ3，则混合后硫酸的物质的量浓度为()A.c1＋c2ρ3ρ1＋ρ2B.c1＋c2ρ1＋ρ2C.c1＋c2ρ3ρ1＋ρ2D.c1＋c2ρ3ρ1＋ρ2思路点拨(1)在进行有关物质的量浓度计算时，要充分应用溶质的物质的量、质量及溶液中的电荷守恒。(2)溶液稀释混合时，溶液的体积一般不可直接相加，应用溶液的总质量和密度来计算。答案A解析据混合后n(H2SO4)＝n1(H2SO4)＋n2(H2SO4)，设取混合前两硫酸溶液的体积为VmL，则有c＝n2SO4V溶液＝c1V＋c2V－3ρ1V＋ρ2Vρ3×10－3＝c1＋c2ρ3ρ1＋ρ2，应选答案A。8．(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________。①q＝2p②q2p③q2p④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＝2p②q2p③q2p④无法确定答案(1)②(2)③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1L，则混合后w＝ρ1·1L×3p%＋ρ2·1L×p%ρ1＋ρ2＝(3ρ1＋ρ2ρ1＋ρ2)×p%＝(1＋21＋ρ2ρ1)p%则当ρ1ρ2时，如H2SO4溶液、HNO3溶液，w2p%；当ρ1ρ2时，如氨水、酒精溶液，w2p%。1．溶液稀释定律(守恒观点)(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＝m混ρ混。3．溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。(1)等体积混合①当溶液密度大于1g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越大，(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)等体积混合后质量分数w12(a%＋b%)。②当溶液密度小于1g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小，(如酒精、氨水溶液)等体积混合后，质量分数w12(a%＋b%)。(2)等质量混合两溶液等质量混合时(无论ρ1g·cm－3还是ρ1g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w＝12(a%＋b%)。考点二一定物质的量浓度溶液的配制1．有关仪器的使用(1)容量瓶的使用①特点②使用方法及注意事项a．容量瓶使用前一定要检查是否漏液。其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。b．用“能”或“不能”填空不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；不能作为反应容器或长期贮存溶液的容器；不能加入过冷或过热的液体。(2)托盘天平的使用若配制0.2mol·L－1NaCl溶液500mL，应用托盘天平称取NaCl5.9g，称量时，不慎将物品和砝码颠倒放置，实际称量的NaCl的质量为4.1g。(3)量筒的使用量筒没有0刻度；量取7.2mL溶液，应选用10_mL量筒，量筒上标有使用温度、容量、刻度；不能加热，不能将固体或浓溶液直接在量筒中溶解或稀释。2．操作步骤(1)计算：计算所需固体的质量。(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，加适量水溶解，并用玻璃棒搅拌。(4)转移：待恢复到室温后，将溶液转移到容量瓶中。(5)洗涤：用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2～3次，将每次洗涤后的溶液也注入容量瓶中，并振荡容量瓶。(6)定容：往容量瓶中缓慢加蒸馏水，等液面离容量瓶瓶颈刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与