【优化方案】2016届高三化学一轮复习(教师文档)第1章从实验学化学第4讲物质的量在化学实验中的应用

1第四讲物质的量在化学实验中的应用[考纲展示]1．了解溶液的含义，了解溶解度、饱和溶液的概念。2.了解溶液的组成。理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。3.掌握一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的配制方法，会进行有关误差分析。考点一物质的量浓度及相关计算[学生用书P18]一、物质的量浓度二、有关物质的量浓度计算的三大类型类型1标准状况下，气体溶液的物质的量浓度的计算溶质的物质的量n＝V气体22.4L·mol－1溶液的体积V＝mρ＝m气体＋m水ρc＝nV类型2溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算(1)计算公式：c＝1000ρwM(c为溶质的物质的量浓度，单位mol·L－1，ρ为溶液密度，单位g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位g·mol－1)。(2)公式的推导(按溶液体积为VL推导)c＝nV＝1000ρ×V×wM×V＝1000ρwM或w＝m（溶质）m（溶液）＝V×c×MV×1000ρ＝cM1000ρ。类型3溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算(1)溶液稀释①溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。2②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)溶液混合：混合前后溶质的物质的量保持不变，即：c1V1＋c2V2＝c混V混。(1)描述物质的量浓度中的体积是指溶液的体积，而不是指溶剂的体积。(2)溶质的浓度和离子的浓度不一定相同，要注意根据化学式具体分析计算。例如：1mol·L－1CaCl2溶液中Cl－的物质的量浓度不是1mol·L－1。(3)物质的量浓度中溶液体积的单位是L，根据密度计算溶液体积的单位一般是mL，要注意单位的换算。(4)溶液稀释或混合时，溶液的体积一般不可直接相加，而是应根据溶液的质量和密度求算。(5)应用物质的量浓度进行计算时，要注意质量守恒和电荷守恒的应用。(2015·山东曲阜高三模拟)标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g·mL－1)，所得溶液的密度为ρg·mL－1，溶质质量分数为w，物质的量浓度为cmol·L－1，则下列关系中不正确的是()A．ρ＝17V＋2240022.4＋22.4VB．w＝17c1000ρC．w＝17V17V＋22400D．c＝1000Vρ17V＋22400[解析]从①c＝1000ρw17可推出B项正确。m(NH3)＝V22.4mol×17g·mol－1＝17V22.4gm(溶液)＝m(NH3)＋m(水)＝17V22.4＋1000g②w＝m（NH3）m（溶液）＝17V22.4/17V22.4＋1000＝17V/(17V＋22400)，C项正确。把②代入①，得c＝1000ρV/(17V＋22400)，D项正确。A项中，把式子变形得：17V22.4＋10001＋V＝m（溶液）1＋V，显然，是把溶液的体积按(1＋V)来计算的，所以错。[答案]A3[思维建模]—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、溶质质量分数＝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)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。(3)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。1.(2015·重庆高三模拟)下列叙述中正确的是()A．将78gNa2O2溶于1.00L水中，所得溶液中Na＋的物质的量浓度为2.00mol·L－1B．将10mL18.4mol·L－1的浓硫酸加水稀释至1L，稀释后溶液中H2SO4的物质的量浓度为0.184mol·L－1C．100mL2.0mol·L－1Na2CO3溶液中Na＋数约为0.2×6.02×1023D．将2.00gNaOH固体置于500mL容量瓶内，然后加水至刻度线即得1.00mol·L－1的NaOH溶液解析：选B。A项中Na2O2与水反应后溶液体积不再是1L，故无法求溶液浓度；C项中，Na＋数约为0.4×6.02×1023；D项，NaOH固体的溶解不能直接在容量瓶中进行。题组一物质的量浓度与溶质质量分数的换算1．在100g水中溶解了22.4LHCl(标准状况下)气体后形成溶液，对该溶液的判断正确的是()A．所得溶液的体积为22.5LB．该溶液物质的量浓度为10.00mol·L－1C．根据题中数据，无法求得该溶液物质的量浓度D．该溶液中溶质的质量分数因溶液的密度未知而无法求得解析：选C。溶液体积不能由溶剂和溶质的体积直接相加，由于溶液体积无法求得，故无法求溶液中HCl的物质的量浓度，但溶质和溶剂的质量已知，故可求溶液的质量分数。2．(2015·湖南十三校联考)实验室使用的浓盐酸的溶质质量分数为36.5%，密度为1.19g·cm－3，则HCl的物质的量浓度是()A．11.9B．11.9mol·L－14C．0.012mol·L－1D．无法计算解析：选B。c(HCl)＝1000mL×1.19g·mL－1×36.5%36.5g·mol－1×1L＝11.9mol·L－1。题组二溶液的稀释与混合计算3．(教材改编)将5mol/L的盐酸10mL稀释到200mL，从中取出5mL，这5mL溶液的物质的量浓度为()A．0.5mol/LB．0.25mol/LC．0.1mol/LD．1mol/L解析：选B。从10mL稀释到200mL，盐酸稀释了20倍，稀释后的c(HCl)＝0.25mol/L。4．(2015·豫北五校质量检测)向溶质质量分数为2a%，体积为10mL，物质的量浓度为c1mol·L－1的稀H2SO4中加入VmL的水，使其溶质质量分数变为a%，此时物质的量浓度为c2mol·L－1，则下列关系正确的是()A．V＞102c2＝c1B．V＜102c2＞c1C．V＞102c2＜c1D．V＞102c2＞c1解析：选C。因为水的密度小于稀H2SO4，要使10mL稀H2SO4中溶质质量分数由2a%变为a%，则所加水的体积大于10mL；当稀H2SO4中溶质质量分数变为原来的12时，其密度也变小，由c＝1000ρwM可知，其物质的量浓度小于原来的12，故选项C正确。1．正确判断溶液中的溶质(1)与水发生反应生成的新物质为溶质，如Na、Na2O、Na2O2――→水NaOH，SO3――→水H2SO4等。(2)含结晶水的物质，如CuSO4·5H2O溶于水后CuSO4为溶质。(3)特殊物质，如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时是以NH3作为溶质。2．正确确定溶质的物质的量和溶液体积不管试题如何变化，关键是从已知条件中找出溶质的物质的量nB(mol)和溶液体积V(L)，即可求溶质的物质的量浓度。解题思路一般有两个出发点：(1)由“定义式”出发：cB＝nBV，由此可知，欲求cB，先求nB和V。(2)由守恒的观点出发：①稀释前后“溶质的物质的量守恒”，c(浓溶液)·V(浓溶液)＝c(稀溶5液)·V(稀溶液)。②溶液中“粒子之间电荷守恒”(溶液呈电中性)。3．溶质相同、溶质质量分数不同的两溶液混合定律同一溶质、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)，等体积混合后溶质质量分数w＞12(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，溶质质量分数w＜12(a%＋b%)。(2)等质量混合两溶液等质量混合时(无论ρ＞1g·cm－3还是ρ＜1g·cm－3)，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[学生用书P19]一、主要仪器1．托盘天平：可精确至0.1g，称量前先调零，称量时物品放在左盘，砝码放在右盘。2．容量瓶：配制溶液的专用精确容器，主要规格有100_mL、250_mL、500_mL、1_000_mL。3．其他仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。二、配制过程配制过程示意图：三、配制步骤6以配制480mL1mol·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)移液时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，洗涤液也都注入容量瓶中，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，待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，反复上下颠倒，摇匀。四、误差分析(以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例)请完成下表中的误差分析：实验操作因变量误差n(溶质)V(溶液)c(mol/L)用滤纸称量NaOH固体减小偏低砝码与物品颠倒(使用游码)减小偏低称量前小烧杯内有水不变不变称量时间过长减小偏低向容量瓶中注液时少量溅出减小偏低未洗涤烧杯和玻璃棒减小偏低7定容时仰视刻度线增大偏低定容时俯视刻度线减小偏高定容摇匀后液面下降再加水增大偏低未等溶液冷却就定容减小偏高定容摇匀后，静置后液面下降不变不变(1)配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质在选定的容量瓶中定容，不必计量水的用量。(2)配制NaOH溶液时，必须用带盖的称量瓶或小烧杯快速称量NaOH固体，不能将NaOH固体直接放在纸上，因NaOH固体易潮解，且易与空气中的CO2反应。扫一扫进入91导学网()配制一定物质的量浓度的溶液(2015·安徽合肥高三模拟)配制480mL0.5mol·L－1的NaOH溶液，试回答下列问题：(1)选择仪器：完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(精确到0.1g)、药匙、烧杯、玻璃棒、________、________等。(2)计算：需要NaOH固体的质量为______。(3)称量：①称量过程中NaOH固体应放于小烧杯中并放在天平的________(填“左盘”或“右盘”)。②某学生先用托盘天平称量一个小烧杯的质量，称量前把游码放在标尺的零刻度处，天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置，说明此时左边质量________(填“大于”或“小于”)右边。假定最终称得小烧杯的质量为______(填“32.6g”或“32.61g”)，请用“↓”表示在托盘上放上砝码，“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程，并在下图中标尺上画出游码的位置(画“△”表示)。8砝码质量/g502020105称量(取用砝码过程)标尺：(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，作用是_________________________。(5)转移、洗涤。在转移时应使用________引流，洗涤烧杯2～3次是为了_____________。(6)定容、摇匀。定容的操作是_________________________________________________。[解析]解答本题时需注意以下两点：①在计算所需溶质的物质的量或质量时，要按容量瓶的容积进行计算。②用容量瓶不能配制任意体积的溶液，只能按照实验室中现有规格的容量瓶进行配制。(1)实验室中有500mL的容量瓶，进行配制时应配制500mL溶液，另外还缺少胶头滴管。(2)m(NaOH)＝0.5mol·L－1×0.5L×40.0g·mol－1＝10.0g。(3)用托盘天平称量时，物品放在左盘，托盘天平精确到0.1g。在称量时，取砝码的顺序为先大后小，然后移动游码。[答案](1)胶头滴管500mL容量瓶(2)10.0g(3)①