第二单元研究物质的实验方法三、溶液的配制和分析什么是溶液中溶质的质量分数?优点:配制简单。缺点:1.称量液体的质量不如量体积方便。2.描述反应物质间的量关系麻烦。质量分数(ω):溶质B的质量和溶液的质量之比mBω=m(aq)×100%(一)溶液组成的表示方法注:mB—溶质B的质量m(aq)—溶液的质量物质的量浓度1、定义:单位体积溶液里所含溶质B的物质的量叫做溶质B的物质的量浓度。用cB表示。3、公式:2、单位:常用mol/L(mol·L-1)有时用mol/m3(mol·m-3)cB=nBV(nB=cB·V或V=)cBnB溶质的物质的量溶液的体积讨论…1、将342g蔗糖(C12H22O11)溶解在1L水中,所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1mol/L?结论1:溶液体积不等于溶剂体积。溶质溶于溶剂后,体积会发生变化。(否)2、从1L1mol/L蔗糖溶液中分别取出100mL、10mL、1mL,则取出的溶液的物质的量浓度及蔗糖的物质的量各是多少?C(mol/L)n(mol)100mL10mL1mL1110.10.010.001但溶质的物质的量不同。一种溶液,取用体积不同,物质的量浓度不变结论2:一定溶质质量分数的溶液的配制计算、称量、溶解天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙如:配置50g溶质质量分数为10%的氯化钠溶液思考:(二)一定物质的量浓度溶液的配制如何配制250mL0.2mol/LNa2CO3溶液。Ⅰ、实验仪器:线250mL容量瓶烧杯玻璃棒胶头滴管托盘天平、药匙量筒容量瓶的使用1.构造:细颈、梨形平底玻璃瓶,配有磨口玻璃塞①有温度(20℃)容积(50mL、100mL、250mL、500mL等)②有刻线无刻度3.使用:凹液面与刻度线相切①检漏②不能溶解物质或稀释溶液③不能存放溶液或作为化学反应容器4.使用注意事项:2.特点:④溶液恢复至室温后再转移至容量瓶中容量瓶的检漏:往瓶内加一定量的水,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。仍把瓶倒立过量,再检查是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。Ⅱ配制步骤:计算称量溶解转移定容洗涤摇匀装瓶1.计算需要称量的碳酸钠的质量:g3.5g/mol106mol05.0)CO)M(NaCOn(Na)COm(Namol05.025.0mol/L2.0V(aq)C)COn(Na323232)3CO2(Na32====L配制250mL0.2mol/LNa2CO3溶液。2.称量注意事项:(1)调零(2)托盘上各放称量纸(3)左物右码(4)砝码从大到小取用(5)砝码回盒,游码归零思考:NaOH能否直接放在称量纸上称量?为什么?应如何操作?3.溶解注意事项:烧杯中溶解,不能在容量瓶中溶解;冷却至室温。提问:还需哪些仪器?玻璃棒。思考:若量取的是浓硫酸需要稀释,应如何操作才是正确的?在烧杯中溶解稀释,待溶液冷却至室温再转移至容量瓶中4.转移注意事项:容量瓶瓶颈较细,用玻璃棒引流。提问:转移碳酸钠溶液后,溶质是否完全被转移?如何处理?有部分残留在烧杯壁,玻璃棒上蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒两靠一不靠如何引流5、洗涤注意事项:少量蒸馏水洗涤2~3次,所有洗涤液全部转移入容量瓶中。思考:如果用量筒量取液体药品,量筒要洗涤吗?量筒量取液体药品,量筒不必洗涤。若洗涤后转移导致所配溶液浓度偏高。注意量筒与量取液体的体积匹配。6.定容加入蒸馏水,距刻度1~2cm,用胶头滴管滴加至刻度线。思考:定容液面超过刻度线,怎么办?用胶头滴管把多余的液体取出吗?必须重新配制平视:使溶液凹面恰好与刻度线相切7.摇匀盖好塞子,倒转和摇动多次,使溶液混合均匀。思考:摇匀后液面低于刻线,能否补充水?不能。因为是部分溶液润湿瓶口减少所致。8.装瓶贴签容量瓶不是存储容器,应把溶液转移到试剂瓶中,并贴上标签。想一想:1、配制溶液时是否需要计算水的用量?3、若用浓溶液稀释来配制稀溶液,需作哪些变化?天平换作量筒或滴定管使用前要用待装溶液润洗2、能否配制任意体积一定浓度的溶液?讨论在配制溶液中哪些操作可能引起溶液浓度的误差?可能影响溶液浓度的操作1、药品的称量与量取2、转移时溶液洒了3、未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤了量筒4、定容时水多或少了5、定容时未平视刻度线Ⅲ误差分析:c=nV若m偏小则c偏低,若m偏大则c偏高;若V偏小则c偏高,若V偏大则c偏低。=mMV讨论定容时俯视或仰视刻度线,对溶液的浓度有何影响?俯视仰视俯视或仰视刻度线对溶液浓度的影响俯视,加水量未到刻度线,物质的量浓度增大;仰视,加水量超过刻度线,物质的量浓度减小。试分析下列操作会引起所配制溶液的物质的量浓度偏高还是偏低?(1)天平的砝码已经锈蚀(2)称取NaOH时动作过慢(3)溶解NaOH后未等溶液冷却就转移至容量瓶中(4)烧杯未用蒸馏水洗涤(5)转移溶液时有液体溅出(6)定容时仰视刻度线偏高偏低偏高偏低偏低偏低(7)容量瓶使用前用待配制溶液润洗偏高1.欲配制1mol/L的氢氧化钠溶液250mL,完成下列步骤:①用天平称取氢氧化钠固体克。②将称好的氢氧化钠固体放入中加蒸馏水将其溶解,待后将溶液沿移入mL的容量瓶中。随堂检测10.0烧杯少量冷却玻璃棒250③用少量蒸馏水冲洗次,将冲洗液移入中,在操作过程中不能损失点滴液体,否则会使溶液的浓度偏(高或低)。④向容量瓶内加水至刻度线时,改用小心地加水至溶液凹液面与刻度线相切,若加水超过刻度线,会造成溶液浓度,应该。⑤最后盖好瓶盖,,将配好的溶液移入中并贴好标签。2~3低1~2厘米胶头滴管偏低重新配制摇匀容量瓶试剂瓶2.在配制一定物质的量浓度溶液的实验中,下列操作对所配得溶液无影响的是(写序号);会使所配溶液的浓度偏大的是;会使所配溶液的浓度偏小的是。(1)在烧杯中溶解溶质,搅拌时不慎溅出少量溶液;(2)未将洗涤烧杯内壁的溶液转移入容量瓶;(3)容量瓶中所配的溶液液面未到刻度线便停止加水;(4)将配得的溶液从容量瓶转移到干燥、洁净的试剂瓶中时,有少量溅出;(5)将烧杯中溶液转移到容量瓶之前,容量瓶中有少量蒸馏水;(6)将容量瓶中液面将达到刻度线时,俯视刻度线和液面。答:(4)(5);(3)(6);(1)(2)1.基本量的换算BBBVMcmVMmVMmVncBBBBBB(三)物质的量浓度的有关计算请大家计算一下下列各溶质的物质的量浓度:0.520.20.510.05500mL溶质溶液V(aq)n(mol)C(mol/L)20gNaOH98g硫酸1.12LHCl1L250mL(S.P.T)4098例1:将5.3gNa2CO3配成250mL溶液,求溶液的物质的量浓度。解:n(Na2CO3)=m(Na2CO3)/M(Na2CO3)=5.3g/106g•mol-1=0.05molc(Na2CO3)=n(Na2CO3)/V[Na2CO3(aq)]=0.05mol/0.25L=0.2mol/L答:溶液的Na2CO3的物质的量浓度为0.2mol/L。2.溶液中溶质微粒数目的计算溶质的分子数必然也相同,但不能说所含微粒数也相同溶液体积相同,物质的量浓度相同,溶质的物质的量必然相同例、2L1mol/L的H2SO4溶液,含溶质的物质的量为mol,含H+个,SO42-个。22.408×10241.204×10243.溶质的质量分数与物质的量浓度的换算溶质的物质的量(mol)溶液的体积(L)溶质的质量(g)溶液的质量(g)摩尔质量(g/mol)密度(g/mL)例:某浓硝酸中溶质的质量分数为94%,密度为1.5g/cm3。计算该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度。解:设有1L硝酸溶液,则m(HNO3)=ρ[HNO3(aq)]·V[HNO3(aq)]·ω(HNO3)=1.5g/cm3×1000cm3×94%=1410gn(HNO3)=m(HNO3)/M(HNO3)=1410g/63g·mol-1=22.4mol答:该硝酸中HNO3的物质的量浓度为22.4mol/L思路:C=n/V例:2mol/LNaOH溶液(ρ=1.08g/cm3)的溶质的质量分数为:解:设有1LNaOH溶液,则m(NaOH)=2mol/L×1L×40g/mol=80gm[NaOH(aq)]=1.08g/cm3×1000cm3=1080gω[NaOH(aq)]=80g/1080g×100%=7.4%答:该溶液溶质的质量分数为7.4%思路:ω=mB/m(aq)4、有关溶液稀释或浓缩的计算分析:变化的量:溶剂的量、溶液质量、溶液体积、溶液浓度、溶液密度溶质的量(质量或物质的量)不变的量:nB=CBVC1V1=C2V2稀释公式原理:溶液稀释或浓缩前后溶质的物质的量不变1、将10毫升2mol/L的硫酸溶液加水稀释到0.5mol/L,其体积为多少毫升?解:10mL×2mol/L=V[H2SO4(aq)]×0.5mol/L2、20%的蔗糖(C12H22O11)溶液342克稀释到1升,其物质的量浓度将是多少?解:342g×20%÷342g/mol=1L×C(蔗)3、配制500mL1mol/L的H2SO4溶液,需要密度为1.836g/mL的浓硫酸(98%硫酸)多少毫升?解:0.5L×1mol/L=V×1.836g/mL×98%÷98g/mol5.有关溶液反应的计算见课本P25例题5解:2NaOH~~~~H2SO42mol1mol1L×0.5mol/LV[H2SO4(aq)]×1mol/L例、中和1升0.5mol/LNaOH溶液,需要多少升1mol/LH2SO4溶液?÷MM××NANA÷×V×Vm÷Vm总结:m、V、N、n、cB之间的关系:mnNVcB(气体体积)÷V(溶液体积)4、将标准状况下的aLHCl(g)溶于1000g水中,得到盐酸密度为bg/cm3,则该盐酸的物质的量浓度是1000ab/(22400+36.5a)mol/L5、某温度下22%NaNO3溶液150mL,加100g水稀释后浓度变为14%,求原溶液的物质的量浓度。3.02mol/L