内容正文:
2.3.3 物质的量浓度及其相关计算、
标准溶液的配置
核心素养发展目标
1、掌握物质的量浓度的含义和应用
2、能运用物质的量浓度进行简单计算
3、建立n、M、Vm、c之间相互转化关系及进行简单计算的思维模型
4、掌握常见物质的量浓度的计算类型
5、了解容量瓶的特点、用途及使用注意事项,掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作,建立实验误差分析思维模型,并能应用模型解决实际问题。
考点梳理
一、物质的量浓度
1、定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做B的物质的量浓度
2、符号:
3、单位:mol·L-1或mol/L
4、表达式:,其中表示B的物质的量浓度,表示B的物质的量,表示溶液的体积
5、公式的变形:,
【微点拨】
①溶液具有均一性、稳定性,无论取多少体积的溶液,其物质的量浓度是不变的,但其中所含溶质的物质的量与所取体积有关
②V表示溶液的体积,而不是溶剂的体积,更不等于溶剂和溶质的体积之和,单位为“L”
③溶质用物质的量表示,而不是质量
④溶液中的溶质B可以为化合物或某种离子
⑤有些物质溶于水中,与水反应生成的新的物质,此溶液的溶质则为新的物质
⑥将CuSO4·5H2O晶体溶于水,其溶质是CuSO4,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量
6、物质的量浓度与溶质的质量分数的比较
物质的量浓度
溶质的质量分数
溶解度
定义
单位体积溶液里所含溶质B的物质的量称为B的物质的量浓度
溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比
在一定温度下,某固体物质在100g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解溶质的质量
相似处
表示溶液中溶质含量的物理量
不同处
计算式
cB=
S=×100g
单位
mol·L-1
1
g
特点
体积相同、物质的量浓度相同的不同溶质的溶液中,所含溶质的物质的量相同,溶质的质量不一定相同
质量相同、溶质的质量分数相同的不同溶质的溶液中,所含溶质的质量相同,溶质的物质的量不一定相同
溶解度相同,则不同溶质的溶液中溶质的质量分数相同,溶质的物质的量浓度不一定相等
转化关系
cB= mol·L-1,
二、溶液的稀释或混合
1、浓溶液稀释 (稀释规则:稀释前后溶质的质量和物质的量均不变)
(1)溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);m(稀)=m(浓)+m(水)
(2)溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
2、相同溶质两溶液混合 (混合规则:混合前后溶质的质量不变)
(1)溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混),式中,m1+m2=m3 (质量有加和性)
即:w(混合)=
(2)溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混)
【微点拨】混合后溶液的体积处理方法:
①若指出不考虑溶液体积改变,可认为是原溶液的体积之和
②若给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算
二、根据定义式计算溶质的物质的量浓度:根据概念表达式cB=,欲求cB,先求nB和V
与物质的量相关的公式
公式
①n=
②n=
③n=
④n=cV溶液
1、若已知溶质的质量m:
2、若已知溶质粒子的数目N:
三、物质的量浓度、溶质的质量分数和溶解度的换算
物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的关系
相关公式
①cB= mol·L-1
M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w为溶质的质量分数
②
③
推导方法
设溶液体积为1 L,则cB===mol·L-1
四、相同溶质的溶液混合后其浓度的计算
1、同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两种溶液等质量混合,所得溶液中溶质的质量分数w=
即:混合后溶液的质量分数为原溶液中溶质的质量分数和的一半,与密度无关
2、同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两种溶液等体积混合,所得溶液中溶质的质量分数w满足以下关系:
①当溶液的密度大于水的密度时,w>
②当溶液的密度小于水的密度时,w<
五、电荷守恒法在物质的量浓度计算中的应用
1、电荷守恒:电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数
六 、标况下气体溶于水,其物质的量浓度的计算
1、气体溶于水,溶质是该气体与水反应生成的物质,NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O,但以NH3计算
2、气体溶于水,溶液的体积不是溶剂的体积更不是气体体积与溶剂体积之和,应根据V=进行计算
假定气体的摩尔质量为M g·mol-1,V L(标准状况下)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3
1)先计算溶质的物质的量:n= mol;