2020高考化学一轮复习 第一章 第4讲 物质的量在化学实验中的应用课件 新人教版

第4讲物质的量在化学实验中的应用最新考纲要求核心素养脉络1.了解溶液的含义。2．了解溶解度、饱和溶液的概念。3．了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。4．掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识物质的多样性，能根据溶液体积和溶质的物质的量浓度计算溶质的物质的量、溶质微粒数目。2．科学探究与创新意识：能从问题和实际出发，确定探究目的，设计配制一定物质的量浓度溶液的方案，进行实验探究；在探究中学会合作，能够正确分析实验过程中可能存在的误差问题。考点一物质的量浓度及其计算物质的量浓度概念1．含义：2．特点：对于某浓度的溶液，取出任意体积的溶液，其浓度、密度、质量分数，但所含溶质的、则因体积不同而改变。不变物质的量【疑难辨析】(1)与水发生反应的物质，溶质发生变化，水量减少，如：Na、Na2O、Na2O2――→水NaOHCO2、SO2、SO3――→水对应H2CO3、H2SO3、H2SO4NH3――→H2ONH3·H2O(但仍按NH3进行计算)(2)结晶水合物，溶质不变，但水量增多，如：CuSO4·5H2O――→水CuSO4，FeSO4·7H2O――→水FeSO43．溶液的体积和溶剂的体积的关系(1)不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水，一般根据溶液的密度进行计算：V＝m气体或固体＋m溶剂ρ×10－3L(2)两溶液混合，溶液的体积并不是两液体体积的加和，应依据混合溶液的密度进行计算。[思维诊断]判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)欲配制1.00L1.00mol·L－1的NaOH溶液，可将40.0gNaOH溶于1.00L水中()(2)32.2gNa2SO4·10H2O溶于67.8g水中，Na2SO4的质量分数为32.2%()(3)39gNa2O2溶于水，配成1L溶液，Na2O2的物质的量浓度为0.5mol·L－1()(4)标准状况下22.4LHCl溶于水配成1L溶液，盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1()×××√(5)将1mol·L－1的NaCl溶液和0.5mol·L－1的BaCl2溶液按体积比1∶2混合后，不考虑体积变化，Cl－浓度为1mol·L－1()(6)同浓度的三种溶液：K2SO4、FeSO4、Al2(SO4)3，其体积比为3∶2∶1，则SO2－4浓度之比为3∶2∶3()×√教材对接高考1．(RJ必修1·P17T4改编)将30mL0.5mol·L－1NaOH溶液加水稀释到500mL，关于稀释后的溶液叙述不正确的是()A．浓度为0.03mol·L－1B．从中取出10mL溶液，其浓度为0.03mol·L－1C．含NaOH0.6gD．从中取出10mL溶液，含NaOH0.015molD2．(溯源题)[2017·高考全国卷Ⅰ，26(5)改编]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。现取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定时消耗浓度为cmol·L－1的盐酸VmL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。答案：1.4cVm7.5cVm探源本考题源于初中教材有关溶质质量分数的求算，同时考查了高中教材有关以“物质的量为中心”的转换关系。命题点一溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算计算公式：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)。1．(2019·四川成都实验中学检测)36.5gHCl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，质量分数为w，物质的量浓度为cmol·L－1，NA表示阿伏加德罗常数，则下列叙述正确的是()A．所得溶液的物质的量浓度：c＝1mol·L－1B．所得溶液中含有NA个HCl分子C．36.5gHCl气体在标准状况下占有的体积约为22.4LD．所得溶质的质量分数：w＝36.51000ρC解析：选C。A项，36.5gHCl的物质的量为1mol，由于溶剂水的体积1L不等于溶液的体积，因此所得溶液的物质的量浓度不等于1mol·L－1，错误；B项，HCl溶于水全部电离为H＋、Cl－，故溶液中没有HCl分子，错误；C项，36.5gHCl(即1mol)气体在标准状况下占有的体积约为22.4L，正确；D项，质量分数的正确表达式为w＝36.5c1000ρ，错误。2．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＋2240C.MV22.4V＋0.1ρD．1000VρM(MV＋2240)B解析：选B。气体的物质的量为V22.4mol，气体质量为VM22.4g,0.1L水的质量为100g，所得溶液中A的质量分数为VM22.4gV22.4×M＋100g×100%＝VMVM＋2240×100%，则此溶液的物质的量浓度c＝1000ρ×VMVM＋2240×100%Mmol·L－1＝1000VρMV＋2240mol·L－1。命题点二溶液稀释、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。(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．溶液混合(1)混合前后溶质的物质的量保持不变，即：c1V1＋c2V2＝c混V混(稀溶液混合时，常认为V混＝V1＋V2进行粗略计算)。(2)溶液质量守恒，即ρ1V1＋ρ2V2＝ρ混V混。3．(2018·广东广州模拟)将5mol·L－1的Mg(NO3)2溶液amL稀释至bmL，稀释后NO－3的物质的量浓度为()A.5abmol·L－1B．10abmol·L－1C.b5amol·L－1D．abmol·L－1B解析：选B。将5mol·L－1的Mg(NO3)2溶液amL稀释至bmL，稀释后硝酸根的物质的量浓度为5mol·L－1×2×amLbmL＝10abmol·L－1。1溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，即c1V1＝c2V2。2MgNO32溶液中，NO－3的浓度是MgNO32浓度2倍。4．已知硫酸、氨水的密度与所加水量的关系如图所示，现有硫酸与氨水各一份，请根据表中信息，回答下列问题：溶质的物质的量浓度mol·L－1溶液的密度/(g·cm－3)硫酸c1ρ1氨水c2ρ2(1)表中硫酸的质量分数为________(不写单位，用含c1、ρ1的代数式表示)。(2)物质的量浓度为c1mol·L－1的硫酸与水等体积混合(混合后溶液体积变化忽略不计)，所得溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。(3)物质的量浓度为c2mol·L－1的氨水与15c2mol·L－1的氨水等质量混合，所得溶液的密度________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)ρ2g·cm－3，所得溶液的物质的量浓度________35c2mol·L－1(设混合后溶液的体积变化忽略不计)。解析：(1)设硫酸的体积为1L，则w(H2SO4)＝1×c1×981×103×ρ1×100%＝9.8c1ρ1%。(2)硫酸与水等体积混合(忽略溶液体积的变化)，溶液的体积变为原来的2倍，则浓度为c12mol·L－1。(3)根据图像可知，氨水的浓度越大，密度越小，则c2mol·L－1氨水的密度小于15c2mol·L－1氨水的密度；等质量时，15c2mol·L－1氨水的体积小于c2mol·L－1氨水的体积。两者混合后，所得溶液的密度一定比ρ2大，所得溶液的物质的量浓度趋近于体积大者，故大于35c2mol·L－1。读懂题图中的信息，明确硫酸、氨水浓度与密度的关系，并用此关系灵活分析题意是正确解题的关键。答案：(1)9.8c1ρ1%(2)c12(3)大于大于命题点三有关气体喷泉实验物质的量浓度计算形成喷泉最根本的原因是气体溶于液体使烧瓶内外存在压强差。所以分析时首先判断该气体能否形成喷泉；其次判断气体溶于水后溶质是否发生变化，如氨气极易溶于水成为氨水，以NH3·H2O的形式存在，计算物质的量浓度时，要注意溶质是氨气，而不是一水合氨。5．用排空气法收集一瓶氨气，测得烧瓶内的气体在标准状况下的密度为0.893g·L－1，将烧瓶倒置于水中做喷泉实验，则液面上升的高度和所得溶液的物质的量浓度(单位：mol·L－1)分别为()A.12，122.4B．13，133.6C.23，111.2D．34，122.4D解析：选D。用排空气法收集到的氨气不纯，含有空气，空气的平均相对分子质量为29；在标准状况下烧瓶中气体密度为0.893g·L－1，混合气体的平均相对分子质量为0.893×22.4＝20，设1L混合气体中氨气的体积为x，则空气的体积为(1L－x)，则有：xVm×17g·mol－1＋1L－xVm×29g·mol－11LVm＝20g·mol－1，解得：x＝34L，由于NH3完全溶于水，故所得溶液的体积为34L，n＝VVm＝34L22.4L·mol－1＝389.6mol，c＝nV溶液＝389.6mol34L＝122.4mol·L－1。故选D。考点二一定物质的量浓度溶液的配制一定物质的量浓度溶液的配制1．所需主要仪器：容量瓶、烧杯、玻璃棒、托盘天平、药匙、胶头滴管。若用浓溶液配制稀溶液，上述仪器中的托盘天平和药匙应换为滴定管(高中阶段可用量筒)。容量瓶：容积精确的容器，常见的规格：100mL,250mL,500mL,1000mL等。2．配制过程示意图：【疑难辨析】配制一定物质的量浓度溶液的注意事项(1)配制一定物质的量浓度溶液时，按照“大而近”的原则选择容量瓶。例如实验时需用480mL1mol·L－1的溶液时，选择500mL的容量瓶进行配制，所需溶质的质量按配制500mL1mol·L－1的溶液计算。(2)配制无氧气条件下FeSO4、MnSO4、KI溶液及无氧气条件下NaOH溶液时，所用的蒸馏水需要提前煮沸以除去氧气。(3)容量瓶使用前需要检查是否漏液。其操作为打开瓶塞，向容量瓶中加入适量水，塞上瓶塞倒置，观察瓶塞周围是否漏液，若不漏液，正置容量瓶，旋转瓶塞180°，再倒置容量瓶，若瓶塞周围不漏液则可用。[思维诊断]判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)配制0.1mol·L－1的H2SO4溶液时，将量取的浓H2SO4放入容量瓶中加水稀释()(2)定容摇匀时，发现液面低于刻度线，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线()(3)配制1mol·L－1Na2CO3溶液，摇匀时不小心洒出几滴，必须重新配制()(4)配制0.1000mol·L－1氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流()××√√(5)用量筒、玻璃棒、烧杯等玻璃仪器即可配制质量分数25%的NaOH溶液()×教材对接高考1．(RJ必修1·图1－19改编)配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验，下列有关说法正确的是()A．配制溶液定容时，俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高B．配制一定物质的量浓度的稀盐酸时，用量筒量取9.82mL浓盐酸C．配制1L0.1mol·L－1的NaCl溶液时，用托盘天平称量5.85gNaCl固体D．定容时，为防止液滴飞溅，胶头滴管紧贴容量瓶内壁A2．(溯源题)(高考组合)判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)[2018·高考全国卷Ⅲ，26(2)①]配制硫代硫酸钠样品：称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解，完全溶解后，全部转移至100mL的容量瓶中，加蒸馏水至刻度()(2)(2016·高考全国卷Ⅲ，9