2020年高中化学 专题一 化学家眼中的物质世界 第2单元 研究物质的实验方法 第3课时 溶液的配制

第二单元研究物质的实验方法第3课时溶液的配制及分析[目标导学]1．了解物质的量浓度的含义。2．了解物质的质量、物质的量、物质的量浓度等物理量之间的关系。3．掌握物质的量浓度的有关计算。4．掌握容量瓶的特点、用途及注意事项。[背诵经典导学]1．表示单位体积溶液中所含溶质的物质的量叫物质的量浓度，符号cB，常用单位为“mol/L”。2．计算物质的量浓度的公式为cB＝nBV，V指的是溶液的体积，常用单位为“L”。物质的量浓度与质量分数的换算关系为c＝1000ρwM。3．配制一定物质的量浓度的溶液要用到的主要仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。4．配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤为计算、称量(或量取)、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。扬帆起航温习双基课前学习空间1．物质的量浓度(1)定义：用单位_____溶液里所含溶质B的_________来表示溶液组成的物理量。(2)符号：___。(3)常用单位：___________。(4)数学表达式：cB＝_______。mol/LnBV体积物质的量cB2．配制100mL0.100mol·L－1Na2CO3溶液(1)计算：根据cB＝nBV可知，n(Na2CO3)＝______mol，则m(Na2CO3)＝______g。(2)称量：用_________准确称量Na2CO3固体_____g。(3)溶解：将称好的Na2CO3固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解，用_______搅拌，并___________。(4)转移：将烧杯中的溶液用_________引流转移到______________中。0.011.06托盘天平1.1玻璃棒冷却至室温玻璃棒100mL容量瓶(5)洗涤：用蒸馏水洗涤_____内壁2～3次，洗涤液也注入_______中，轻轻摇动_______，使溶液混合均匀。(6)定容：将蒸馏水注入容量瓶中，液面离容量瓶颈刻度线_____cm时，改用_________滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。(7)摇匀：盖好瓶塞，反复_________，摇匀。烧杯容量瓶容量瓶1～2胶头滴管上下颠倒——小试身手1．1mol·L－1硫酸溶液的含义是()A．1L水中含有1mol硫酸B．1L溶液中含1molH＋C．将98g硫酸溶于1L水所配成的溶液D．指1L硫酸溶液中含有98gH2SO4解析：1mol·L－1的硫酸溶液是指1L硫酸溶液中含有1molH2SO4，即1L硫酸溶液中含有98gH2SO4，含有2molH＋、1molSO2－4，故A、B、C错，D正确。答案：D2．配制250mL0.5mol/L的NaOH溶液，在下列仪器中：①量筒，②250mL容量瓶，③托盘天平和砝码，④500mL容量瓶，⑤烧杯，⑥玻璃棒，⑦漏斗，⑧药匙，⑨胶头滴管，⑩250mL的烧瓶，需要用到的仪器按先后顺序排列正确的是()A．⑧③⑤⑥②⑨B．②③⑦⑤⑥C．②⑤⑦⑥①D．④③⑦⑤⑥解析：一定规格的容量瓶只能配制相应体积的溶液，容量瓶应选择250mL规格；一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解(可用量筒量取水)，用玻璃棒搅拌，冷却后转移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤并将洗涤液移入容量瓶中，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加至溶液凹液面与刻度线水平相切，盖好瓶塞，摇匀，所以需要的仪器及先后顺序为：药匙、托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒(可用、也可不用)、250mL容量瓶、胶头滴管，即：⑧③⑤⑥②⑨，故选A。答案：A核心要点突破定位重点深化理解知识点一物质的量浓度概念理解1．概念：溶质B的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。2．符号：cB。3．单位：mol·L－1。4．溶质的物质的量浓度(cB)、溶质的物质的量(nB)、溶液的体积(V)之间的关系：cB＝nBV。【名师提示】注意事项(1)溶质一定要用“物质的量”表示，而不用质量表示。(2)体积是指溶液的体积，而不是溶剂的体积，单位常用L。(3)在同一溶液中取出任意体积的溶液，其物质的量浓度不变，但所含溶质的物质的量因体积的不同而不同。(4)以带有结晶水的物质作为溶质，在确定溶质物质的量时，用结晶水合物的质量除以结晶水合物的摩尔质量即可。如：n(CuSO4·5H2O)＝n(CuSO4)＝mCuSO4·5H2OMCuSO4·5H2O。(5)氨水中的溶质规定为NH3(而不是NH3·H2O)，氨水的物质的量浓度计算中溶质的摩尔质量即为17g·mol－1。(6)溶于水后和水反应的物质，其溶液中溶质是生成物。例：SO3溶于水，溶质是H2SO4。知识点二物质的量浓度的计算1．由定义公式直接计算cB＝nBV(V指溶液体积)，相关公式，n＝NNA＝mM＝VVm(V指气体体积)。(1)在计算公式中，已知任意两个量，可求第三个量。(2)还可以应用物质的量的计算n＝NNA＝mM＝VVm，联系溶质的粒子数目，溶质的质量或气态溶质的体积等。2．溶质的物质的量浓度和质量分数之间的换算溶质的质量分数和溶质的物质的量浓度都可以用来表示溶液的组成，当已知溶液的密度时，溶液中溶质的物质的量浓度与质量分数可以通过一定的关系进行换算。若已知溶液的密度为ρ(单位：g/mL)和溶质的质量分数wB、物质的量浓度cB，可根据溶液中溶质的质量不变，分别用溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数进行计算，得m(溶质)＝cBVM＝1000ρVwB，即cBM＝1000ρwB，则cB＝1000ρwBM或wB＝cBM1000ρ。在上述公式中，溶质的物质的量浓度(cB)、溶质的质量分数(wB)、溶质的摩尔质量(M)和溶液密度(ρ)，已知任意三个量，可求第四个量。其中密度(ρ)是质量分数(wB)与物质的量浓度(cB)之间相互换算的桥梁。3．溶液稀释的计算溶液稀释前后，溶质的质量、物质的量保持不变：m(浓)×w(浓)＝m(稀)×w(稀)c(浓)×V(浓)＝c(稀)×V(稀)【名师提示】①m稀＝m浓＋m水；②V稀≠V浓＋V水，可利用V＝mρ计算。4．溶液混合的计算溶液混合前后，溶质的质量、物质的量不变：m1w1＋m2w2＝m混w混c1V1＋c2V2＝c混V混【名师提示】①混合溶液的质量m混＝m1＋m2；②混合溶液的体积a.当溶液很稀时，混合后溶液体积变化不大，V混＝V1＋V2。b.当溶液浓度较大时或题目中出现混合溶液的ρ，则用V＝mρ求解。知识点三一定物质的量浓度溶液的配制1．容量瓶使用(1)容量瓶：主要用于准确配制一定体积，一定物质的量浓度的溶液。它是一种细颈、梨形的平底玻璃瓶，配有磨口塞。瓶身上标有使用温度和容积，瓶颈上有环形标线，在所指定温度下，当瓶内液体达到标线时，其体积即为瓶上所说明的体积。(2)常用规格：100mL、250mL、500mL和1000mL。(3)使用注意事项①检漏：向瓶中加入一定量的水，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。经查不漏水的容量瓶才能使用。②容量瓶不能用作物质反应容器或溶解的容器，热溶液需冷却后才能转移到容量瓶中。③容量瓶只能用于配制溶液，不能保存溶液，因为溶液可能会对瓶体产生腐蚀，容量瓶用毕要及时洗涤干净。2．配制溶液时的误差分析(1)误差分析的依据根据物质的量浓度的计算公式：cB＝nBV，每步操作中存在的误差都是由溶质的物质的量(n)和溶液的体积(V)引起的。误差分析时，关键看不规范操作引起了n和V怎样的变化。(2)常见误差分析(以配制一定浓度的NaOH溶液为例)过程分析可能引起误差的一些操作mV对c的影响称量时间过长减小—偏低称量过程误差分析用滤纸称NaOH减小—偏低移液前容量瓶内有少量水不变不变无影响配制过程误差分析向容量瓶转移液体时少量流出减小—偏低过程分析可能引起误差的一些操作mV对c的影响未洗涤烧杯和玻璃棒减小—偏低未冷却至室温就注入定容—减小偏高定容时，水加多后用滴管吸出减小—偏低定容摇匀时液面下降再加水—增大偏低定容时俯视读刻度—减小偏高配制过程误差分析定容时仰视读刻度—增大偏低【名师提示】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，刻度线低于液面的实际刻度，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，刻度线高于液面的实际读数，使得加水量偏少，结果偏高。——对点训练【例1】对1mol/L的Na2SO4溶液的叙述正确的是()A．溶液中含有1molNa2SO4B．1L溶液中含有142gNa2SO4C．1molNa2SO4溶于1L水D．从1L该溶液中取出500mL以后，剩余溶液的浓度为0.5mol/L【解析】A项，溶液的体积未明确；B项，142gNa2SO4的物质的量为1mol，正确；C项，溶液的体积不是1L；D项，剩余溶液的浓度仍为1mol/L。【答案】B【例2】下列所得溶液的物质的量浓度等于0.1mol·L－1的是()A．将0.1mol氨充分溶解在1L水中B．将10g质量分数为98%的硫酸与990g水混合C．将8g三氧化硫溶于水并配成1L溶液D．将0.1mol氧化钠溶于水并配成1L溶液【解析】A项溶液的体积不等于1L；B项无法确定溶液的体积；D项0.1molNa2O溶于水，其溶质NaOH为0.2mol。【答案】C【例3】将24.4gNaOH固体溶于水，配成100mL溶液，其密度为1.22g/mL。(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为________。(2)该溶液中NaOH的质量分数为________。(3)从该溶液中取出10mL，其中NaOH的物质的量浓度为______，NaOH的质量分数为______，溶液的密度为_______，含NaOH的质量为________，含NaOH的物质的量为________。【解析】(1)24.4gNaOH的物质的量为0.61mol，c(NaOH)＝0.61mol0.1L＝6.1mol/L。(2)100mLNaOH溶液的质量为：100mL×1.22g/mL＝122g。NaOH的质量分数为：24.4g122g×100%＝20%。(3)由于溶液具有均一性，取出10mL溶液与原溶液相比，其物质的量浓度、质量分数和溶液密度均相同，但NaOH的质量和物质的量均为原来的110。【答案】(1)6.1mol/L(2)20%(3)6.1mol/L20%1.22g/mL2.44g0.061mol【例4】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，则该盐酸的物质的量浓度是()A．11.9B．11.9mol·L－1C．0.012mol·L－1D．无法计算【解析】根据c＝1000ρw%/M，代入数值，c＝1000×1.19×36.5%/36.5mol·L－1＝11.9mol·L－1，故选项B正确。【答案】B【例5】将30mL0.5mol/LNaOH溶液加水稀释到500mL，稀释后NaOH的物质的量浓度为()A．0.3mol/LB．0.03mol/LC．0.05mol/LD．0.04mol/L【解析】稀释前后溶质物质的量不变。设稀释后的浓度是cmol/L，则0.03L×0.5mol/L＝c×0.5L；c＝0.03mol/L，故B正确。【答案】B【例6】100mL0.03mol·L－1Na2SO4溶液和50mL0.02mol·L－1Al2(SO4)3溶液混合，下列说法中正确的是(不考虑混合后溶液体积的变化)()A．混合液中c(SO2－4)为0.04mol·L－1B．原Al2(SO4)3溶液中c(Al3＋)与100mL0.02mol·L－1Al(NO3)3溶液中c(Al3＋)相等C．混合后的溶液中含有0.003molNa＋D．混合后溶液中c(Na＋)为0.02mol·L－1【解析】混合溶液中n(SO2－4)＝0.1L×0.03mol·L－1＋0.05L×0.02mol·L－1×3＝0.006mol，则c(SO2－4)＝0.006mol0.15L＝0.04mol·L－1，A