2019-2020学年高中化学 第1章 第2节 第3课时 物质的量在化学实验中的应用课件 新人教版必

第3课时物质的量在化学实验中的应用1.能记住物质的量浓度的概念。2.学会一定物质的量浓度溶液的配制。3.会进行有关物质的量浓度的计算。一二一、物质的量浓度一二甲同学将1molNaCl固体溶解于1L水中,乙同学将1molNaCl固体溶于水配成1L溶液,两同学所得溶液的浓度相同吗?提示:不相同。甲同学所得溶液的体积不是1L,溶质的物质的量浓度无法求解;乙同学配成的溶液中溶质的物质的量浓度为1mol·L-1,故两溶液的浓度不相同。一二二、一定物质的量浓度溶液的配制(以配制100mL2.00mol·L-1NaCl溶液为例)1.主要仪器(1)电子天平或托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。(2)容量瓶①结构:细颈、梨形、平底玻璃容器,带磨口玻璃塞;②标志:温度、容积和刻度线;③规格:100mL、250mL、500mL、1000mL等;④用途:配制一定物质的量浓度的溶液。一二2.配制步骤(1)计算:根据nB=cB·V可知,n(NaCl)=0.2mol,则m(NaCl)=11.7g。(2)称量:若用托盘天平可准确称取NaCl固体11.7g。(3)溶解:将称好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解,用玻璃棒搅拌,并冷却至室温。(4)移液:将烧杯中的溶液用玻璃棒引流转移到100mL容量瓶中。(5)洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶中,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。(6)定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面离容量瓶颈刻度线下1~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切。一二(7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。如图所示:一二在配制NaCl溶液的实验中,玻璃棒用到了几次,其作用分别是什么?提示:实验中用到了4次玻璃棒,其作用有2种:(1)搅拌,加快NaCl固体溶解;(2)引流(①转移NaCl溶液,②转移洗涤后溶液,③转移蒸馏水)。为什么要洗涤烧杯内壁及玻璃棒,并将洗涤液也注入容量瓶?提示:为保证溶质不损失,应将烧杯内壁及玻璃棒洗涤2~3次,且将洗涤液也注入容量瓶。一、容量瓶的使用1.检漏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。2.冷却溶液注入容量瓶前需恢复到常温,因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热,而容量瓶必须在常温下使用。3.加液向容量瓶中注入液体时,应沿玻璃棒注入,且玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上,以防注入操作时液体流出,造成溶质损失。4.定容定容时,要平视刻度线,使刻度线与瓶内凹液面的最低处相切。特别提醒(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不能用作反应容器;⑤不能长期贮存溶液。(2)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。二、配制溶液时的误差分析1.误差分析(以配制1L0.1mol·L-1NaOH溶液为例)配制步骤错误操作mVc(1)称量物质、砝码位置放反(使用了游码)减小—减小砝码生锈(没有脱落)增大—增大(2)溶解有少量液体溅出减小—减小(3)转移溶液未冷却—减小增大移液前容量瓶内有少量水不变不变不变玻璃棒在刻度线上方引流溶剂水—增大减小(4)洗涤未洗涤或洗涤液未注入容量瓶减小—减小(5)定容超过刻度线,吸出一部分溶液减小—减小(6)摇匀摇匀后液面下降,补充水—增大减小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,刻度线低于液面,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)。恰好相反,刻度线高于液面,使得加水量偏小,溶液体积偏小,结果偏高。特别提醒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,从而使所配制溶液中溶质的物质的量浓度产生误差。三、关于物质的量浓度的计算1.已知一定体积的溶液中溶质的量,计算c(1)已知溶质的质量:mnc(2)已知溶液中某种粒子的数目:Nnc2.标准状况下,一定体积的气体溶于水形成的溶液中,溶质物质的量浓度的计算方法(1)若已知溶液的体积:V(气体)nc(2)若已知溶液的密度:标准状况下,V(气体)(L)气体溶于𝑉(H2O)(L)中,所得溶液密度为𝜌(g·mL-1),气体的摩尔质量为M(g·mol-1),溶液质量为m(溶液)(g),则:①气体的物质的量:𝑉(气体)22.4L·mol-1②溶液体积:V(溶液)=𝑚(溶液)𝜌×10−3③m(溶液)=𝑉(气体)𝑀22.4+1000𝑉(H2O)④再根据c=𝑛𝑉(溶液)求解。3.溶液的稀释与混合(1)稀释规律:①含义: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。②公式:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)(2)混合规律:①含义: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)。②公式:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)4.溶质的物质的量浓度与质量分数的换算(1)换算公式:cB=1000𝜌𝑤𝑀mol·L-1M:溶质B的摩尔质量ρ:溶液密度(g·mL-1)(2)推导方法:设溶液体积为1L,则cB=𝑛B𝑉=𝜌(g·mL-1)×1000𝑚𝐿×𝑤𝑀(g·mol-1)1L=1000·𝜌𝑤𝑀mol·L-1规律总结对于饱和溶液,溶质的物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算知识点1知识点2知识点3知识点1物质的量浓度的理解【例题1】使用胆矾配制1L0.1mol·L-1的CuSO4溶液,正确的做法是()A.将胆矾加热除去结晶水后,称取16g溶于1L水中B.称取胆矾25g溶于1L水中C.将25g胆矾溶于少量水,然后将溶液稀释至1LD.将16g胆矾溶于少量水,然后将溶液稀释至1L知识点1知识点2知识点3解析:物质的量浓度指的是单位体积的溶液中所含溶质的物质的量,在该题中用CuSO4·5H2O来配制CuSO4溶液要注意两点:(1)找到CuSO4·5H2O和CuSO4之间的质量关系。(2)溶液的体积最终为1L。1L0.1mol·L-1的CuSO4溶液中溶质的物质的量:n(CuSO4)=1L×0.1mol·L-1=0.1mol,其质量为16g,若要称取CuSO4·5H2O,应称取25g。所以有两种方案:称取16gCuSO4溶于水配成1L溶液或称取25g胆矾溶于水配成1L溶液。答案:C知识点1知识点2知识点3点拨在理解物质的量浓度时要注意以下几点:(1)溶液的体积不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积和。(2)“物质的量”是指溶液中溶质的物质的量,尤其注意配制溶液时所选药品是否与溶液中最终的溶质一致,如用CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液。(3)取出一定量溶液,其物质的量浓度不变,但因溶液的体积不同而导致所含溶质的物质的量不同。知识点1知识点2知识点3知识点2一定物质的量浓度溶液的配制【例题2】实验室需配制250mL0.1mol·L-1的Na2CO3溶液,填空并回答下列问题:(1)配制250mL0.1mol·L-1的Na2CO3溶液。(2)配制时,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个字母只能用一次)。A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡B.将准确称量的Na2CO3固体倒入烧杯中,再加适量水溶解C.将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,摇匀E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度线相切F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2cm处用托盘天平称得Na2CO3质量/g应选用容量瓶的规格/mL知识点1知识点2知识点3(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是,溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为。(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响”)若容量瓶中有少量蒸馏水;若定容时俯视刻度线。(5)若实验过程中出现如下情况应如何处理?加蒸馏水时不慎超过了刻度线;向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面。知识点1知识点2知识点3解析:(1)称取固体Na2CO3的质量为0.25L×0.1mol·L-1×106g·mol-1≈2.7g;配制250mL0.1mol·L-1的Na2CO3溶液就用250mL容量瓶。(2)按十字方针“算、量、溶、冷、移、洗、振、定、摇、贴”排列实验步骤,确定为B→C→A→F→E→D。(3)洗涤烧杯和玻璃棒的目的是保证溶质全部转入容量瓶。容量瓶盛放热溶液时,体积不准,故溶液注入容量瓶前需恢复到室温。(4)若容量瓶中有少量蒸馏水,因定容时也需要加水,故对所配溶液无影响;若定容时俯视刻度线,则会使凹液面的最低点下移,所加水偏少,浓度偏高。(5)若实验中加蒸馏水时超过了刻度线或移液时有液滴洒在外面,均要重新配制。知识点1知识点2知识点3答案:(1)2.7250(2)B、C、A、F、E、D(3)保证溶质全部转入容量瓶容量瓶盛放热溶液时,体积不准(4)无影响偏高(5)洗净容量瓶后重新配制洗净容量瓶后重新配制知识点1知识点2知识点3点拨掌握常用仪器(容量瓶、量筒、托盘天平、胶头滴管、玻璃棒、烧杯等)的使用方法和一定物质的量浓度溶液配制的操作步骤,运用物质的量浓度的计算公式进行有关实验的误差分析。用量筒量取溶液或用容量瓶定容时,易犯的错误是俯视或仰视刻度线,这样会使溶液体积偏小或偏大;用量筒量取的液体,不包括内壁残留的液体,用量筒量取溶液倒入烧杯后,不要用水洗涤量筒,否则会使结果偏高;定容时倒转容量瓶几次后,发现凹液面最低点低于刻度线,是正常的,不需再补加水到刻度线。知识点1知识点2知识点3知识点3物质的量浓度的计算【例题3】将190gMgCl2溶于水配制成1L溶液。(1)该溶液中MgCl2的物质的量浓度为,溶液中Cl-的物质的量浓度为。(2)配制1mol·L-1的MgCl2溶液500mL,需该溶液的体积为。(3)向(2)中500mL溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl-的物质的量浓度为3mol·L-1(假设溶液体积不变),则溶液中H+的物质的量浓度为,通入HCl气体的体积(标准状况下)为。知识点1知识点2知识点3(2)根据稀释规律有:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),即2mol·L-1×V(浓)=1mol·L-1×500mL,V(浓)=250mL。(3)根据电荷守恒有:c(H+)+2c(Mg2+)=c(Cl-),即c(H+)+2×1mol·L-1=3mol·L-1,所以c(H+)=1mol·L-1。n(HCl)=1mol·L-1×0.5L=0.5mol,V(HCl)=0.5mol×22.4L·mol-1=11.2L。答案:(1)2mol·L-14mol·L-1(2)250mL(3)1mol·L-111.2L解析:(1)n(MgCl2)=190g95g·mol-1=2mol,c(MgCl2)=𝑛𝑉=2mol1L=2mol·L-1,c(Cl-)=2c(MgCl2)=4mol·L-1。知识点1知识点2知识点3(2)应用稀释规律:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)时,溶液的体积V不必换算为L,只要V(浓)和V(稀)单位相同即可。(3)在列电荷守恒规律的关系式时,勿漏离子所带电荷数。点拨(1)若遇到组成稍复杂的物质时,要根据物质组成的比例关系或电荷守恒进行求解。如Al2(SO4)3溶液中,c(SO42-)=1mol·L-1时,求c(Al3+),此时易误得c(Al3+)=32mol·L-1,正确解法:𝑐(Al3+)𝑐(SO42-)=23,所以c(Al3+)=23mol·L-1。