2019-2020学年高中化学 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第三节 物质的量 3 物质的量浓

第二章海水中的重要元素——钠和氯第一节钠及其化合物学习目标：1.了解物质的量浓度的含义。2.掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。会分析实验误差。3.知道容量瓶的特点、用途及注意事项。4.掌握物质的量浓度的有关计算。【提示】引入一个新的表示溶液浓度的物理量——物质的量。能不能通过量取一定体积的溶液就知道其中含有多少摩尔溶质呢？【想一想】[自主预习·探新知]1．物质的量浓度(1)概念：单位体积溶液里所含溶质B的__________。(2)符号：cB。(3)单位：_______或mol·L－1。(4)表达式：cB＝nBV。如1L溶液中含有1mol溶质，溶质的物质的量浓度就是________。微点拨：从100mL0.5mol/L的NaCl的溶液中取出20mL溶液，这20mL溶液的浓度仍为0.5mol/L，但含有NaCl变少。物质的量mol/L1mol/La.结构：细颈、梨形、平底玻璃容器，带磨口玻璃塞；b.标志：_____、_____和刻度线；c.规格：_______、_______、_______、1000mL等；d.用途：配制一定物质的量浓度的溶液。2．配制一定物质的量浓度的溶液以配制100mL2.00mol·L－1NaCl溶液为例。(1)主要仪器①托盘天平、药匙、烧杯、量筒、________、___________、_______________。②容量瓶：玻璃棒胶头滴管100mL容量瓶温度容积100mL250mL500mL(2)配制步骤①计算：根据n＝c·V知，n(NaCl)＝_________，m(NaCl)＝_______。②称量：准确称量NaCl固体_____g。0.2mol11.7g11.7(3)溶解用玻璃棒搅拌以加快溶解，并冷却至_____。(4)移液用______引流，将溶液转移至____________。室温玻璃棒100mL容量瓶(5)洗涤、振荡将烧杯内壁和________洗涤2～3次，并将洗涤液都转移至容量瓶，轻轻摇动，使溶液混合均匀。玻璃棒(6)定容①将蒸馏水注入容量瓶，至液面离容量瓶刻度线_______。②改用__________滴加蒸馏水至______________________。1～2cm胶头滴管凹液面正好与刻度线相切(7)摇匀盖好瓶塞，用食指按住瓶塞，另一只手的手指托住瓶底，反复上下颠倒，使溶液混合均匀。微点拨：使用前要先检验容量瓶是否漏水。检验流程：加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋转180°→倒立→查漏。[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)将58.5gNaCl投入1000mL水中形成的溶液浓度为1mol/L。()(2)从200mL0.1mol/L盐酸中取出50mL溶液，其浓度仍为0.1mol/L。()(3)用托盘天平可称取5.85gNaCl。()(4)将溶液注入容量瓶时要用玻璃棒引流。()(5)最后溶液定容时要改用胶头滴管滴加蒸馏水。()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√2．8gCuSO4配成0.1mol·L－1的水溶液，下列说法正确的是()A．溶于500mL水中B．溶于1L水中C．溶解后溶液的总体积为500mLD．溶解后溶液的总体积为1LC[8g无水硫酸铜的物质的量为n(CuSO4)＝8g160g/mol＝0.05mol，所配制的溶液体积为：0.05mol0.1mol/L＝0.5L＝500mL。]探究2一定物质的量浓度溶液的配制及有关计算1．配制溶液时，所需固体溶质用天平称量时是否都放在纸上？【提示】一般固体在纸上称量，但称量易潮解和强腐蚀性的药品(如NaOH)，不能放在纸上称量，应放在小烧杯或表面皿中称量。2．用浓硫酸配制一定物质的量浓度稀硫酸溶液时，能否将浓硫酸倒入容量瓶加水至所需体积？【提示】无论固体溶质还是液体溶质都不能在容量瓶内直接溶解。若稀释浓硫酸，需在烧杯中加少量蒸馏水再缓缓加入浓硫酸，并用玻璃棒搅拌之后转移至容量瓶中。3．溶解后的溶液为什么要等到冷却至室温时再转移？【提示】许多溶质溶于水时放热，使溶液体积增大，使配制溶液的浓度不准确。1．溶液的稀释及混合的计算(1)一定物质的量浓度溶液的稀释：稀释前后溶质的物质的量相等即c(浓溶液)·V(浓溶液)＝c(稀溶液)·V(稀溶液)。(2)不同浓度溶液混合的计算：混合前后溶质的物质的量总和不变。n(前)＋n(后)＝n(混合)即c(浓溶液)·V(浓溶液)＋c(稀溶液)·V(稀溶液)＝c混V混。①溶液稀释时，若溶液体积变化忽略不计，有V(稀溶液)＝V(H2O)＋V(浓溶液)。②溶液稀释时，溶液体积发生变化，有V(稀溶液)≠V(H2O)＋V(浓溶液)，此时稀释后的溶液体积需通过密度计算。③混合后溶液体积V混＝V(浓溶液)＋V(稀溶液)(两溶液浓度相同或差别较小或稀溶液混合)。(1)计算的基本类型和方法①已知溶质的质量②已知溶液中某种粒子的数目③标准状况下，气体溶质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溶剂ρc＝nV(2)物质的量浓度与溶质的质量分数的换算①换算公式cB＝1000ρwMmol·L－1。M：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。(3)溶液的稀释与混合①稀释规律a．语言描述：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。b．公式：c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)②混合规律a．语言描述：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)。b．公式：c1·V1＋c2·V2＝c(混)·V(混)(4)溶液中微粒浓度的计量关系①定组成定律：在溶液中阳离子与阴离子的物质的量浓度之比＝化学组成中离子个数之比。如Na2SO4溶液中：c(Na＋)∶c(SO2－4)＝2∶1。②电荷守恒：在溶液中，阳离子所带的正电荷数＝阴离子所带的负电荷数。如Na2SO4和NaCl的混合溶液中：c(Na＋)＝2c(SO2－4)＋c(Cl－)。[对点训练]1．将50.0g胆矾(CuSO4·5H2O)溶解于500g水中形成溶液(ρ＝1.1g/cm3)，该溶液的物质的量浓度为________，溶质的质量分数为________。【解析】n(CuSO4)＝50.0g250g·mol－1＝0.2mol，V＝50.0＋500g1.1g·cm－3＝500mL＝0.5L，c(CuSO4)＝0.2mol0.5L＝0.4mol/L，w(CuSO4)＝50.0×160250g50.0＋500g×100%≈5.8%。【答案】0.4mol/L5.8%2．在标准状况下，500LHCl溶于1LH2O中，所得盐酸的密度为1.36g/cm3，则盐酸的物质的量浓度为________mol/L。【解析】n(HCl)＝500L22.4L/mol≈22.32mol，m(盐酸)＝22.32mol×36.5g/mol＋1000g＝1814.68g，V(盐酸)＝1814.68g1.36g/cm3≈1334.32mL＝1.33432L，c(盐酸)＝22.32mol1.33432L≈16.73mol/L。【答案】16.733．如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法错误的是()硫酸化学纯CP500mL品名：硫酸化学式：H2SO4相对分子质量：98密度：1.84g·mL－1质量分数：98%A．该硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L－1B．100mL该硫酸的质量是184gC．硫酸的摩尔质量与磷酸(H3PO4)的摩尔质量相同D．取该硫酸62.5mL稀释至250mL，得到稀硫酸的浓度为4.6mol·L－1A[该H2SO4的物质的量浓度c＝1000×1.84×98%98mol·L－1＝18.4mol·L－1，A项错误。该硫酸的密度为1.84g·mL－1，所以100mL该硫酸的质量为184g，B项正确。磷酸(H3PO4)的摩尔质量为98g·mol－1，与硫酸的相同，C项正确。根据稀释公式c1V1＝c2V2，可知0.25L×4.6mol·L－1＝0.0625L×18.4mol·L－1，D项正确。]4．VLFe2(SO4)3溶液中含Fe3＋mg，则溶液中SO2－4的物质的量浓度为()A．56mVmol/LB．3m56Vmol/LC．m56Vmol/LD．3m112Vmol/LD[因c(Fe3＋)＝m56Vmol/L，根据电荷守恒：3c(Fe3＋)＝2c(SO2－4)，故c(SO2－4)＝m56Vmol/L×32＝3m112Vmol/L。]2．实验误差分析分析误差时,要根据c＝nV，c的误差取决于n和V的值是否准确。n值大小又与固体溶质质量或液体溶质体积是否准确有关。配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液为例，可能出现的误差，如下表：配制步骤错误操作nVc①计算计算结果m＝5.85g，称5.9g增大—偏高砝码生锈(没有脱落)增大—偏高②称量少量NaCl沾在滤纸上减小—减小③溶解为促进NaCl溶解而加热，将热溶液转移至容量瓶中—减小偏高④转移溶质溶解放热，溶液未冷却—减小偏高移液前容量瓶内有少量水——不变玻璃棒在刻度线上引流—增大偏低⑤洗涤未洗涤或洗涤液未注入容量瓶减少—偏低定容后经振荡摇匀静置液面下降——不变俯视—减少偏高⑥定容超过刻度线，吸出一部分水减少—偏低⑦摇匀摇匀后液面下降，补充水—增大偏低⑧装瓶试剂瓶刚用蒸馏水洗过—增大偏低[对点训练]1．精确配制250mL一定物质的量浓度的NaOH溶液，下列实验操作正确的是()A．选择仪器时，使用500mL容量瓶B．将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中，加入少量水溶解C．在烧杯中溶解氢氧化钠固体后，立即将所得溶液注入容量瓶中D．将烧杯中的氢氧化钠溶液注入未经干燥的洁净容量瓶中D[A项，应选250mL容量瓶；B项，NaOH不能在容量瓶中溶解；C项，NaOH溶解时放热，应冷却至室温再注入容量瓶。]2．用18mol·L－1浓硫酸配制100mL3.0mol·L－1稀硫酸的实验步骤如下：①计算所用浓硫酸的体积②量取一定体积的浓硫酸③稀释④转移、洗涤⑤定容、摇匀回答下列问题：(1)所需浓硫酸的体积是________mL，量取浓硫酸所用的量筒的规格是________。(从下列中选用)A．10mLB．25mLC．50mLD．100mL(2)第③步实验的操作是_________________________________________________________________________________________________________。(3)下列情况对所配制的稀硫酸浓度有何影响？(用“偏大”“偏小”或“无影响”填写)A．所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中。________B．容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水。________【解析】(1)用浓硫酸配制100mL3.0mol·L－1稀硫酸，需要硫酸的物质的量为0.1L×3.0mol·L－1＝0.3mol，所需浓硫酸的体积为0.3mol18mol·L－1≈16.7mL，故选25mL的量筒。(3)浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中会吸水，浓度变小，导致所配稀硫酸溶质减少，浓度偏小；容量瓶内残留有少量的水，不会影响浓度。【答案】(1)16.7B(2)先向烧杯加入30mL蒸馏水，然后将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌(3)偏小无影响[当堂达标·固双基]1．下列叙述正确的是()A．1L水中溶解了40gNaOH后，所得溶液浓度为1mol·L－1B．从1L2mol·L－1的NaCl溶液中取出0.5L，该溶液的浓度为1mol·L－1C．将2.24L(标准状况)HCl气体溶于水制成100mL溶液，其物质的量浓度为1mol·L－1D．配制1L0.2mol·L－1的CuSO4溶液，需用32g胆矾C[A项，溶