内容正文:
第一章 认识化学科学
第三节 化学中常用的物理量——物质的量
第3课时 物质的量浓度
1.知道物质的量浓度的含义
2.应用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的互相关系进行简单计算。
重点:物质的量浓度的计算与配制。
难点:物质的量浓度的计算。
一、物质的量浓度的概念
1.定义:以单位体积溶液中所含溶质的B的物质的量来表示溶液组成的物理量。
2.符号:cB。
3.单位:mol·L-1或mol·m-3。
4.公式:cB=。
(1)nB表示溶质B的物质的量,单位是:mol。
(2)V表示溶液的体积,单位是:L或m-3。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶
(1)构造及用途
(2)查漏操作
【易错提醒】容量瓶的使用
一查:使用前检查容量瓶是否漏水。检验程序:
注水→盖塞→倒立→观察→正立→塞旋180°→倒立→观察。
五忌:一忌用容量瓶溶解固体;二忌用容量瓶稀释浓溶液;三忌给容量瓶加热;四忌把容量瓶当作反应容器;五忌用容量瓶长期存放溶液。
一原则:选择容量瓶应遵循“大而近”的原则。例如配制950mL1mol·L-1NaCl溶液,应选择1000mL的容量瓶,计算NaCl的质量时也应按1000mL溶液计算。
2.溶液的配制(以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例):
(1)配制过程
(2)图示
【易错提醒】配制溶液时的注意事项
(1)溶解或稀释时,必须待溶液温度恢复到室温后才能转移到容量瓶中。
(2)转移溶液时必须用玻璃棒引流。
(3)溶解用的烧杯和玻璃棒一定要洗涤2~3次,洗涤液也要转移到容量瓶中。
(4)移液后要先振荡均匀再定容。
(5)定容时一定要用胶头滴管小心操作,万一加水过多,则必须重新配制。
(6)定容时观察刻度要平视,液体的凹液面与刻度线相切。
3.溶液配制时的误差分析
可能引起误差的一些操作
因变量
c
n
V
称量
称量前小烧杯内有水
不变
——
无影响
称量前天平指针偏右,称量后天平平衡
偏大
——
偏高
称量时砝码和药品位置颠倒,而且使用了游码
偏小
——
偏低
称量时砝码不干净,有铁锈或污迹
偏大
——
偏高
称量NaOH固体时间过长
偏小
——
偏低
用滤纸称量NaOH固体
偏小
——
偏低
洗涤
未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤不干净
偏小
——
偏低
用量筒量取液体溶质后,用蒸馏水洗涤量筒,将洗涤液体全部转移到容量瓶中
偏大
——
偏高
配制溶液前,容量瓶中有少量蒸馏水
——
——
无影响
配制溶液前,容量瓶用待配制液洗涤
偏大
——
偏高
移液
移液时有少量溶液溅出
偏小
——
偏低
定容
定容时加水超过刻度线
——
偏大
偏低
定容后倒转容量瓶几次,发现液面低于刻度线,又补充了几滴水至刻度线
——
偏大
偏低
定容时加水超过刻度线,又用胶头滴管吸出一部分液体达到刻度线
偏小
——
偏低
溶液未冷却到室温就移入容量瓶定容
——
偏小
偏高
定容时一直用手握住容量瓶的粗大部分
——
偏小
偏高
容量瓶塞上瓶塞后,立即倒转,发现有液体漏出
——
偏小
偏高
定容后经振荡、摇匀、静置,液面下降
——
——
无影响
读数
定容时俯视刻度线
——
偏小
偏高
定容时仰视刻度线
——
偏大
偏低
用量筒取用一定体积液体溶质时俯视刻度
偏小
——
偏低
用量筒取用一定体积液体溶质时仰视刻度
偏大
——
偏高
4.容量瓶仰视或俯视刻度线的图解
(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。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)将90g葡萄糖溶于1L水制成0.5mol·L-1的葡萄糖溶液( )
(2)5%CuSO4溶液表示100g水中溶有5gCuSO4 ( )
(3)50mL1mol·L-1氯化铝溶液与150mL3mol·L-1氯化钾溶液的c(Cl-)相等( )
(4)将22.4L氨气溶于水制成1L溶液时,其物质的量浓度是1mol·L-1( )
(5)31.0gNa2O溶于水制成1L溶液,c(Na2O)=0.5mol·L-1( )
(6)25.0gCuSO4·5H2O晶体溶于75.0g水中,所得溶质的质量分数为25% ( )
(7)从100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液中取出10mL,其浓度变为0.01mol·L-1,含NaCl0.001mol( )
(8)将10mL1mol·L-1的H2SO4溶液稀释成0.1mol·L-1的H2SO4溶液,可向该溶液中加入100 mL水。
(9)将10 g CaCO3粉末加水配成100 mL溶液,CaCO3的物质的量浓度为1 mol·L-1( )
(10)配制一定物质的量浓度的溶液时,若液面超过刻度线,应立即用胶头滴管吸出多的部分( )
【答案】(1)×(2)✕(3)√(4)×(5)×(6)×(7)✕(8)×(9)×(10)×
2.将190 g MgCl2溶于水配制成1 L溶液。
(1)该溶液中MgCl2的物质的量浓度为________,溶液中Cl-的物质的量浓度为________。
(2)配制1 mol∙L−1的MgCl2溶液500 mL,需该溶液的体积为________。
【答案】(1)2mol∙L−1 (2)4mol∙L−1 (3)250mL
【解析】(1)190gMgCl2物质的量为,溶液中MgCl2的物质的量浓度为,溶液中Cl-的物质的量浓度为4mol∙L−1。
(2)配制1mol∙L−1的MgCl2溶液500mL,根据题意得到,解得V=0.25L=250mL,因此需该溶液的体积为250mL。
3.从1L1mol·L-1氢氧化钠溶液中取出100 mL:
(1)取出的这100 mL氢氧化钠溶液的物质的量浓度是 ,含氢氧化钠的质量是 。
(2)若将取出的这100 mL氢氧化钠溶液加水稀释至500 mL,所得溶液的物质的量浓度是 。
【答案】(1)1mol·L-1 4.0g(2)0.2_mol·L-1
【解析】(1)m(NaOH)=0.1 L×1 mol·L-1×40g·mol-1=4.0g。
(2)100mL氢氧化钠溶液加水稀释至500mL,氢氧化钠的物质的量不变,由c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)可知c(稀)===0.2mol·L-1。
►问题一 物质的量的浓度的理解
【典例1】(2024上海市祝桥高级中学高一上学期期中)关于1mol·L-1K2SO4溶液的下列说法正确的是
A.溶液中含有174g K2SO4 B.1mol K2SO4溶于1L水中所形成的溶液
C.溶液中c(K+)=2mol·L-1 D.溶液中含2mol K+
【答案】C
【解析】溶液的体积未知,无法计算硫酸钾的质量,A项错误;1molK2SO4溶于水配成1L溶液,浓度为1mol/L,溶液的体积为1L,不是溶剂的体积为1L,B项错误;硫酸钾完全电离,根据硫酸钾的化学式可知,1L 1mol/L K2SO4溶液中钾离子浓度为2mol/L,C项正确;1mol/L K2SO4溶液中钾离子浓度为2mol/L,溶液体积不知不能计算钾离子物质的量,D项错误。
【解题必备】(1)正确判断溶液的溶质并确定其物质的量
①与水发生反应生成的新物质为溶质,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,SO3H2SO4等。
②含结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水,CuSO4为溶质。
③特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
(2)正确确定溶液的体积
①物质的量浓度表达式中,V代表溶液体积,而不代表溶剂体积。
②在用物质的量浓度进行计算时要注意V的单位为L。
③浓度较大的溶液与水混合,所得溶液的体积不是水和原溶液的体积之和。
【变式1-1】(2024广东省潮州市饶平县第二中学高一上学期期中)下列说法正确的是
A.把98 g硫酸溶于1 L水中,则溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.1 mol·L-1的NaCl溶液中含有1 mol NaCl
C.从100 mL的1 mol·L-1的硫酸溶液中取出10 mL,则这10 mL硫酸溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1
D.1 mol·L-1的CaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为2 mol·L-1
【答案】D
【解析】98g硫酸的物质的量是1mol,将1mol硫酸溶于1L水时溶液体积大于1L,则配制溶液浓度小于1mol/L,A项错误;溶液体积未知,无法计算溶液中含有溶质氯化钠物质的量,B项错误;溶液具有均一性,从100mL的1mol·L-1的硫酸溶液中取出10 mL,则这10 mL硫酸溶液的物质的量浓度仍然是1mol·L-1,C项错误;1mol/LCaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为:1mol/L×2=2 mol/L,D项正确。
【变式1-2】下列说法正确的是( )
A.1 L水中溶解1 mol NaCl所形成溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.标准状况下,22.4 L HCl气体溶于1 L水中形成的溶液的体积为1 L
C.标准状况下,将33.6 L HCl气体溶于水形成1 L溶液,其物质的量浓度是1.5 mol·L-1
D.1 mol CaCl2溶于水形成1 L溶液,所得溶液中c(Cl-)等于1 mol·L-1
【答案】C
【解析】A项,1 L应指溶液的体积,不是溶剂的体积;B项,22.4 L HCl气体溶于1 L水后溶液的体积不是1 L;D项,1 mol CaCl2溶于水形成1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1,其中Cl-的物质的量浓度为2 mol·L-1。
►问题二 溶液稀释或浓缩的有关计算
【典例2】某Fe2(SO4)3溶液VmL中含有SOag,现从中取出该溶液体积的,稀释成5VmL,稀释后的溶液中Fe3+的物质的量浓度为
A. mol•L-1 B. mol•L-1 C. mol•L-1 D. mol•L-1
【答案】C
【解析】a g SO的物质的量为,从溶液中取出该溶液体积的,则其中n(SO)=,n(Fe3+)=×n(SO)=,则稀释后的溶液中Fe3+的物质的量浓度为,C项正确。
【解题必备】溶液稀释规律(守恒观点)
溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2
溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2
溶液质量守恒,m稀=m浓+m水(体积一般不守恒,V稀≠V浓+V水)
【变式2-1】(2024上海市洋泾中学第一学期高一化学期末)将10mLNaCl溶液稀释至1L,所得溶液的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将10mLNaCl溶液稀释至1L,溶质的物质的量保持不变:0.01L×=1L×c,c=,B项正确。
【变式2-2】现有VL0.5mol·L-1的盐酸,欲将其浓度扩大一倍,以下方法中最宜采用的是( )
A. 加热浓缩到原来体积的一半 B.加入5 mol·L-1的盐酸0.125V L
C. 加入10mol·L-1的盐酸0.1VL,再稀释至1.5VL D.标况下通入11.2L氯化氢气体
【答案】C
【解析】加热蒸发会导致HCl挥发,加热浓缩到原来体积的一半,溶液浓度小于原来的2倍,A错误;溶液的体积不具有加和性,不明确溶液的密度大小,无法求出混合后溶液的体积,B错误;混合后溶液中的HCl为 0.5mol/L×VL+10mol/L×0.1VL=1.5Vmol,所以混合后HCl的浓度为=1mol/L,C正确;通过氯化氢气体,溶液的密度和体积发生变化,无法求出浓度,D错误。
►问题三 溶液混合的计算
【典例3】将50%的硫酸溶液和10%的硫酸溶液等体积混合,所得溶液溶质的质量分数( )
A.大于30% B.小于30% C.等于30% D.无法判断
【答案】A
【解析】设50%H2SO4溶液密度为D,体积为V;10%H2SO4溶液密度为d,体积为V。混合后溶液总质量W=V(D+d),浓硫酸中H2SO4的质量=50%VD,稀硫酸中H2SO4的质量=10%Vd,混合后溶质总质量w=50%VD+10%Vd=V(50%D+10%d),所得溶液质量分数=>30%,A项正确。
【解题必备】同种溶质的溶液混合的计算
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)
溶液质量守恒,即ρ1V1+ρ2V2=ρ混V混
电荷守恒,如不同浓度的Na2SO4溶液混合后仍存在c(Na+)=2c(S)
方法技巧
溶质相同、质量分数不同的两溶液混合的计算技巧:同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合:
①等质量混合:两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
②等体积混合:当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大,如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液等体积混合后,质量分数w>(a%+b%);当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小,如酒精、氨水等少数溶液等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
【变式3-1】5.85gNaCl和xgMgCl2一起溶于水配成1L溶液,测得Cl-物质的量浓度为0.3mol·L-1,则x的值为( )。
A.4.75 B.9.5 C.11.7 D.19
【答案】B
【解析】NaCl的物质的量为:n(NaCl)==0.1mol,则NaCl中Cl-的物质的量为0.1 mol,又溶液中Cl-的总物质的量为:1L×0.3mol·L-1=0.3 mol,则MgCl2中Cl-的物质的量为:0.3mol-0.1mol=0.2mol,根据MgCl2~2Cl-,则MgCl2为的物质的量为:n(MgCl2)=n(Cl-)=×0.2mol=0.1mol,则MgCl2质量即x=0.1mol×95g/mol=9.5g。
【变式3-2】100mL0.3mol·L-1的Na2SO4溶液和50mL0.2mol·L-1的Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO的物质的量浓度为(不考虑混合后溶液密度的变化)( )
A. 0.20mol·L-1 B. 0.25mol·L-1 C. 0.40mol·L-1 D. 0.50mol·L-1
【答案】C
【解析】Na2SO4的物质的量为0.1mL×0.3mol/L=0.03mol,则n(SO)=为0.03mol,Al2(SO4)3的物质的量为:0.05mL×0.2mol/L=0.01mol,则n(SO)=3×0.01mol=0.03mol,所以混合后溶液中(SO)=0.03mol+0.03mol=0.06mol,混合后溶液的体积可以粗略认为是两溶液混合后体积之和,故硫酸根的物质的量浓度= 0.40mol/L,C项正确。
►问题四 物质的量浓度和溶质的质量分数之间的关系
【典例4】(2024河南省开封市高一上学期质量检测)时,饱和溶液的密度为,物质的量浓度为,则下列说法错误的是
A.温度低于时,饱和溶液的浓度小于
B.时,饱和溶液中的质量分数为
C.时,的溶解度为
D.时,将溶解在水中,所得溶液的浓度小于
【答案】C
【解析】温度低于20℃时,NaCl的溶解度减小,NaCl的质量分数减小,则饱和NaCl溶液的浓度小于,A项正确;20℃时,1L饱和NaCl溶液的质量为1000,溶质NaCl的质量为58.5cg,故NaCl的质量分数为,B项正确;20℃时,1L饱和NaCl溶液中NaCl的质量为58.5cg,又知溶液的质量为1000,则溶剂水的质量为,根据溶解度的定义,可知20℃时NaCl的溶解度为,C项错误;58.5gNaCl的物质的量为1mol,将其溶解在1L水中,所得溶液的体积大于1L,根据,故所所得溶液的浓度小于,D项正确。
【解题必备】
(1)基本公式:c=
(2)辅助公式
①溶质质量分数:ω=×100%=×100%
②溶质质量分数和饱和溶液溶解度间的关系:ω=×100%
③溶液的密度:=
【变式4-1】(2024河南省开封市高一上学期质量检测)时,饱和溶液的密度为,物质的量浓度为,则下列说法错误的是
A.温度低于时,饱和溶液的浓度小于
B.时,饱和溶液中的质量分数为
C.时,的溶解度为
D.时,将溶解在水中,所得溶液的浓度小于
【答案】C
【解析】温度低于20℃时,NaCl的溶解度减小,NaCl的质量分数减小,则饱和NaCl溶液的浓度小于,A项正确;20℃时,1L饱和NaCl溶液的质量为1000,溶质NaCl的质量为58.5cg,故NaCl的质量分数为,B项正确;20℃时,1L饱和NaCl溶液中NaCl的质量为58.5cg,又知溶液的质量为1000,则溶剂水的质量为,根据溶解度的定义,可知20℃时NaCl的溶解度为,C项错误;58.5gNaCl的物质的量为1mol,将其溶解在1L水中,所得溶液的体积大于1L,根据,故所所得溶液的浓度小于,D项正确。
【变式4-2】体积为VmL,密度为ρg•mL-1的溶液中,含有摩尔质量为Mg•mol-1的溶质mg,其物质的量浓度为cmol•L-1,溶质的质量分数为a%。下列关系式错误的是( )。
A.a%=×100% B.c=(mol•L-1)
C.c=1000×ρ·a×M(mol•L-1) D.m=V×ρ×a%
【答案】C
【解析】根据c=,则a%=×100%,故A正确;c===mol/L,故B正确;c=,故C错误;m=VmL×ρg/mL×a%=(V×ρ×a%),D项正确。
►问题五 一定物质的量溶液的配制及仪器选择
【典例5】(2024安徽省马鞍山市第二中学高一上学期期末教学质量监测)配制溶液,部分实验操作如图所示:
下列说法不正确的是
A.上述实验操作步骤的正确顺序为②①④③
B.实验中需要的仪器有托盘天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等
C.用托盘天平称量固体的质量为
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏高
【答案】D
【解析】配制溶液,操作顺序为溶解、移液、洗涤、定容,实验操作步骤的正确顺序为②①④③,A项正确;实验中用托盘天平称取氯化钠固体、用容量瓶定容、用烧杯溶解氢氧化钠、用玻璃棒搅拌和引流、定容时用胶头滴管,B项正确;用托盘天平称量固体的质量m=cVM=1mol/L×0.5L×58.5g/mol≈,C项正确; 定容时,仰视容量瓶的刻度线,溶液体积偏大,使配得的溶液浓度偏低,D项错误。
【解题必备】(1)容量瓶的选择和使用
(1)选用容量瓶的原则——“大而近”,如需90mL溶液,则选用100mL容量瓶配制。
(2)选用容量瓶时,应指明其规格。
(3)往容量瓶中转移液体时,用玻璃棒引流,玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。
【变式5-1】(2024上海市祝桥高级中学高一上学期期中)实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是
A.950 mL,76.000 g B.1000 mL,80.000 g
C.500 mL,80.000 g D.1000 mL,76.000 g
【答案】B
【解析】实验室没有950mL的容量瓶,应用1000mL的容量瓶进行配制,则n(NaOH)=1L×2mol/L=2mol,m(NaOH)=2mol×40g/mol=80.000g;B项正确。
【变式5-1】某同学欲采用18mol/L的浓硫酸配制100mL7.2mol/L的稀硫酸溶液,下列说法正确的是( )。 A.容量瓶使用前需检查是否漏水且使用前必须干燥
B.配制过程需使用到的玻璃仪器是量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶
C.需要用到的浓硫酸的体积为20.0mL
D.定容时仰视刻度线会导致所配溶液的浓度偏低
【答案】D
【解析】定容时仍然需要向容量瓶中加入蒸馏水,所以容量瓶使用前不就需要干燥,A项错误;配制一定物质的量浓度溶液一般步骤:计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等,用到的仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,B项错误;设需要浓硫酸体积为V,则依据稀释规律可知:100mL×7.2mol/L=18mol/L×V,解得V=40.0mL,C项错误;定容时仰视刻度线会导致溶液体积偏大,依据c=可知溶液浓度偏低,D项正确。
►问题六 一定物质的量溶液浓度配制与误差分析
【典例6】实验室用NaOH固体配制240mL0.5mol/L的NaOH溶液,填空并请回答下列问题:
(1)配制0.5mol/L的NaOH溶液,应称取NaOH的质量__________ g,需要的仪器为________、_________、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平。
(2)容量瓶上需标有以下五项中的 _________________ ;
①温度 ②浓度 ③容量 ④压强 ⑤刻度线
(3)补充完整所缺步骤,配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)_________________________;
A、用30mL水洗涤烧杯2—3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B、用天平准确称取所需的NaOH的质量,加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C、将已冷却的NaOH溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E、继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1—2cm处
F._______________________________________________
(4)下列配制的溶液浓度偏低的是 _______________________;
A、称量NaOH时,砝码错放在左盘
B、向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面
C、加蒸馏水时不慎超过了刻度线
D、定容时俯视刻度线
E、配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
【答案】(1)5.0g 250mL容量瓶 胶头滴管 (2)①③⑤ (3)B C A E F D 用胶头滴管加水至溶液凹液面与刻度线相切 (4)BC
【解析】(1)实验室中没有240mL的容量瓶,所以应选用250mL容量瓶来配制溶液,所以应称取的NaOH的质量为0.25L×0.5mol/L×40g/mol=5.0g;配制时步骤有称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为天平、药匙、量筒、烧杯、250mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管,缺少的仪器为:胶头滴管、250mL容量瓶;(2)容量瓶上需标有温度、容量和刻度线,所以选①③⑤;(3)配制一定物质的量浓度溶液一般步骤为:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,所以正确的操作顺序为:B C A E F D;缺少的步骤F为定容,正确的定容操作方法为:用胶头滴管加水至溶液凹液面与刻度线相切;(4)所需的NaOH的质量为5.0g,所以称量时不需要游码,则砝码错放在左盘不影响称取的NaOH的质量,对浓度没有影响,A不符合题意;向容量瓶中转移溶液时,不慎有液滴洒在容量瓶外面,导致部分溶质损耗,溶质物质的量偏小,溶液浓度偏低,B符合题意;加蒸馏水时不慎超过了刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低,C符合题意;定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,D不符合题意;配制前,容量瓶中有少量蒸馏水,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度无影响,E不符合题意。
【解题必备】(1)配制一定物质的量浓度溶液时注意事项:
①解答需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器比较,寻找要补充的仪器。
②所用定量仪器的精确度:量筒(精确到0.1mL)、托盘天平(精确到0.1g)。
(2)配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
误差分析的思维流程
配制溶液定容时,视线引起误差分析:
①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高。
(3)量取一定体积的液体时,不同仪器的仰视和俯视
仪器类型
观察方法
误差
“0”刻度在下边
仰视
偏高(偏大)
俯视
偏低(偏小)
“0”刻度在上边
仰视
偏低(偏小)
俯视
偏高(偏大)
【变式6-1】下列对实验操作分析错误的是( )
A.配制0.1mol·L-1 NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则所得溶液物质的量浓度偏低
B.NH4NO3溶解吸热,若配制0.5 mol·L-1NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则所得溶液的物质的量浓度偏高
C.配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则所得溶液的物质的量浓度偏高
D.配制一定物质的量浓度溶液时,若定容中不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则所得溶液的物质的量浓度偏低
【答案】B
【解析】A项,配制0.1 mol·L-1 NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则溶质的物质的量减少,所得溶液物质的量浓度偏低,正确;B项,NH4NO3溶解吸热,若配制NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则根据热胀冷缩可知所得溶液的体积偏大,因此物质的量浓度偏低,错误;C项,配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则砝码质量增加,溶质的质量偏大,因此所得溶液的物质的量浓度偏高,正确;D项,配制一定物质的量浓度溶液时,若定容时不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则溶质的物质的量减少,所得溶液的物质的量浓度偏低,正确。
【变式6-2】配制一定物质的量浓度的某溶液,下列情况会使所配溶液的浓度偏低的是( )
①配制烧碱溶液,称量烧碱时放在滤纸上②配制烧碱溶液,未冷却即转移、定容③烧杯及玻璃棒未洗涤④定容时,俯视容量瓶的刻度线⑤定容时加水至刻度线并摇匀后,发现液面低于刻度线⑥天平的砝码生锈了
A. ①③ B. ②⑤⑥ C. ①③④ D. ①③④⑤
【答案】A
【解析】由于NaOH固体容易吸水潮解,若在配制烧碱溶液,称量烧碱时放在滤纸上,一部分NaOH变为溶液浸在滤纸上,导致溶质减少,则配制的溶液浓度偏低,①符合题意;NaOH固体溶于水放出热量,若配制烧碱溶液,未冷却即转移、定容,待溶液恢复至室温时,液面低于刻度线,溶液的体积偏小,则导致配制的溶液浓度偏高,②不符合题意;烧杯及玻璃棒未洗涤,导致溶质的物质的量减小,最终使配制的溶液浓度偏低,③符合题意;定容时,俯视容量瓶的刻度线,溶液的体积偏小,导致配制的溶液浓度偏高,④不符合题意;定容时加水至刻度线并摇匀后,发现液面低于刻度线,这是由于溶液粘在容量瓶瓶颈上,对配制的溶液浓度无影响,⑤不符合题意;天平的砝码生锈了,称量的溶质质量偏大,溶质的物质的量就偏多,则最终使溶液的浓度偏大,⑥不符合题意;综上所述可知:使溶液浓度偏低的有①③,故合理选项是A。
1.关于1mol·L-1 K2SO4溶液的下列说法正确的是
A.溶液中含有174g K2SO4 B.1mol K2SO4溶于1L水中所形成的溶液
C.溶液中c(K+)=2mol·L-1 D.溶液中含2mol K+
【答案】C
【解析】溶液的体积未知,无法计算硫酸钾的质量,A项错误;1molK2SO4溶于水配成1L溶液,浓度为1mol/L,溶液的体积为1L,不是溶剂的体积为1L,B项错误;硫酸钾完全电离,根据硫酸钾的化学式可知,1L1mol/LK2SO4溶液中钾离子浓度为2mol/L,C项正确;1mol/L K2SO4溶液中钾离子浓度为2mol/L,溶液体积不知不能计算钾离子物质的量,D项错误。
2.下列各溶液中,氯离子的物质的量浓度与50mL 1mol/L的AlCl3溶液中氯离子物质的量浓度相等的是
A.150mL 1mol/L的NaCl溶液 B.75mL 1mol/L的NH4Cl溶液
C.150mL 3mol/L的KCl溶液 D.75mL 2mol/L的CaCl2溶液
【答案】C
【解析】lmol·L-1的AlCl3溶液中氯离子的物质的量浓度为3mol·L-1,与溶液的体积无关;lmol·L-1的NaCl溶液中氯离子的物质的量浓度为1mol·L-1,A不符合题意;1mol·L-1的NH4Cl溶液中氯离子的物质的量浓度为1mol·L-1,B不符合题意;3mol·L-1的KCl溶液中氯离子的物质的量浓度为mol·L-1×1=3mol·L-1,C符合题意;2mol·L-1的CaCl2溶液氯离子的物质的量浓度为2mol·L-1×2=4mol/L ,D不符合题意。
3.(2024云南省祥华教育集团高一下学期5月联考)某实验需1溶液90,配制该溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下:
下列说法正确的是
A.用托盘天平和滤纸称取3.6g氢氧化钠固体
B.在烧杯中完全溶解,立即转移到容量瓶中
C.操作①时,若俯视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏低
D.上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
【答案】D
【解析】需要1mol•L-1NaOH溶液90mL,应选择100mL容量瓶,需要氢氧化钠的质量:0.1L×1mol/L×40g/mol=4.0g,A项错误;在烧杯中完全溶解后,要冷却至室温,再转移到容量瓶中,B项错误;俯视容量瓶的刻度线导致溶液体积偏小,依据c=可知溶液浓度偏高,C项错误;配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为:计算.称量.溶解.冷却.移液.洗涤.定容.摇匀等,正确的操作顺序为:③②④⑥①⑤,D项正确。
4.(2024河北省石家庄市西山学校高一上学期期中)相同体积的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液分别加入过量的AgNO3溶液,得到沉淀的质量相等,这三种溶液的物质的量浓度之比为
A.3∶2∶1 B.6∶3∶2 C.1∶1∶1 D.1∶2∶3
【答案】B
【解析】分别加入过量的硝酸银溶液,Cl-沉淀完全时,得到沉淀的质量相等,可知NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中含氯离子的物质的量相同, 假设n(Cl-)=1mol,根据物质的化学式可知: n(NaCl)=1mol, n(MgCl2)=mol, n(AlCl3)=mol, 溶液的体积相同,则物质的量之比等于物质的量浓度之比, 所以,三种溶液的物质的量浓度之比为:c(NaCl):c(MgCl2):c(AlCl3)=1::=6:3:2;B项正确。
5.(2024上海市祝桥高级中学高一上学期期中)实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是
A.950 mL,76.000 g B.1000 mL,80.000 g
C.500 mL,80.000 g D.1000 mL,76.000 g
【答案】B
【解析】实验室没有950mL的容量瓶,应用1000mL的容量瓶进行配制,则n(NaOH)=1L×2mol/L=2mol,m(NaOH)=2mol×40g/mol=80.000g;B项正确。
6.(2024广东省深圳实验学校高中部高一上学期第二阶段考试)X、Y均为常见金属元素,同温同压下,0.1molX单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法不正确的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为 D.生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为
【答案】D
【解析】设与1mol X反应消耗HCl的物质的量为amol,与1mol Y反应消耗H2SO4的物质的量为bmol,根据转移电子守恒以及H原子守恒可知、。同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,A项正确; X、Y消耗酸的物质的量之比为,因为,故,B项正确;产物中X、Y化合价之比为,由B项可知,,C项正确;由A可知,X、Y生成H2的物质的量之比为,则生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为,D项错误。
7.(2024上海海事大学附属北蔡高级中学高一上学期期中)将10mL1.00mol·L-1的NaCl溶液与10mL2.00mol·L-1的CaCl2溶液相混合,则混合溶液中Cl-的物质的量浓度为多少(忽略混合前后溶液体积的变化)
A.2.0mol·L-1 B.2.5mol·L-1 C.3.0mol·L-1 D.3.5mol·L-1
【答案】B
【解析】将10mL1.00mol·L-1的NaCl溶液与10mL2.00mol·L-1的CaCl2溶液相混合,则混合溶液中Cl-的物质的量浓度为,B项正确。
8.花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。下表是1 L“鲜花保鲜剂”的成分(其中阿司匹林不含K+,其存在也不会干扰成分中其他离子的检验),回答下列问题:
成分
蔗糖
硫酸钾
阿司匹林
高锰酸钾
质量/g
50.00
0.50
0.35
0.50
摩尔质量/ (g·mol-1)
342
174
180
158
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是 (填写名称)。
(2)“鲜花保鲜剂”中K+的物质的量浓度为____________mol·L-1。(只要求写表达式,不用化简,不需计算)
(3)下图所示的仪器中,在配制一定物质的量浓度的“鲜花保鲜剂”溶液时肯定不需要的是ac(填字母),还缺少的玻璃仪器为 (填仪器名称)。
(4)市面上,有一种营养液可用于无土栽培,该营养液中有KCl和K2SO4,其中K+的浓度为0.5 mol·L-1,Cl-的浓度为0.1 mol·L-1,则100 mL该营养液中n(SO)=0.02 mol。
【答案】(1)蔗糖 (2)+mol·L-1 (3)ac 玻璃棒、烧杯
(4)0.02 mol。
【解析】(1)c(蔗糖)= mol·L-1,c(硫酸钾)= mol·L-1,c(阿司匹林)= mol·L-1,c(高锰酸钾)= mol·L-1,所以“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是蔗糖。(2)c(K+)=2c(硫酸钾)+c(高锰酸钾)=(+) mol·L-1。(3)配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器包括:托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,不需要使用烧瓶和分液漏斗,故还缺少的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯。(4)根据电荷守恒c(K+)=c(Cl-)+2c(SO),c(SO)=0.2 mol·L-1,n(SO)=0.2 mol·L-1×0.1 L=0.02 mol。
1.国家对学生健康教育一直很重视,建立学生体质健康档案,确保学生健康成长。下图是某同学体检的血液化验单的一部分:
10 谷氨酰转肽酶
GGT
28
U/L
0~50
11 葡萄糖
GLU
4.2
mmol·L-1
3.9~6.1
12 尿素氮
BUN
3.7
mmol·L-1
2.5~8.2
13 肌酐
CREA
87
μmol·L-1
53~123
14 尿酸
UA
345
μmol·L-1
188~440
结果显示葡萄糖为4.2 mmol·L-1。表示该体检指标的物理量是( )
A.质量分数(ω) B.物质的量(n) C.物质的量浓度(c) D.摩尔质量(M)
【答案】C
【解析】物质的量浓度的单位是mol·L-1、mmol·L-1。
2.(2024福建省泉州市安溪一中、养正中学、惠安一中、实验中学高一上学期期中)某溶液中仅含有Na+、Mg2+、、Cl-四种离子其物质的量浓度之比为c(Na+):c(Mg2+):c(Cl-)=3:5:5,若Na+浓度为0.3 mol/L。则的浓度为
A.0.2 mol/L B.0.3 mol/L C.0.4 mol/L D.0.8 mol/L
【答案】C
【解析】根据电荷守恒可得关系式:c(Na+)+2c(Mg2+)=2c()+c(Cl-)。由于c(Na+):c(Mg2+):c(Cl-)=3:5:5,假设公比为x,则c(Na+)=3x mol/L,c(Mg2+)=c(Cl-)=5x mol/L,若Na+浓度为0.3 mol/L,则x=0.1 mol/L,c(Mg2+)=c(Cl-)=0.5 mol/L,带入电荷守恒公式,0.3 mol/L+2×0.5 mol/L=2c()+0.5 mol/L,因此c()=0.4 mol/L,C项正确。
3.同为1L的HCl溶液(浓度为c1)和H2SO4溶液(浓度为c2),若其中的c(H+)相同,则它们的物质的量浓度c1和c2的关系是( )。
A.c1=2c2 B.2c1=c2 C.c1<c2 D.不能确定
【答案】A
【解析】盐酸中n(H+)=1L×c1,H2SO4溶液中n(H+)=1L×c2×2,HCl、H2SO4溶液中c(H+)相同,体积均为1L,则H+的物质的量相等,c1=2c2。
4.(2024辽宁省沈阳实验高一上学期期末)实验室需用硫酸铜溶液,下列有关该溶液的配制说法正确的是
A.应选用容量瓶配制溶液
B.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
C.用天平称取胆矾
D.定容时俯视容量瓶的刻度线,会造成所配溶液物质的量浓度偏低
【答案】C
【解析】实验室需用450mL0.1mol•L-1硫酸铜溶液,实验室没有450mL容量瓶,依据大而近原则应选择500mL容量瓶配制溶液,A项错误;定容操作仍然需要向容量瓶中加入蒸馏水,所以容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,不需要干燥,B项错误;需要胆矾的质量为:0.1mol/L×0.5L×250g/mol=12.5g,C项正确;定容时俯视容量瓶的刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,D项错误。
5.(2024安徽省芜湖市第十二中学高一上学期期中)下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是
A.同浓度的三种物质的溶液:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
【答案】B
【解析】假设三种溶液的浓度均为1mol/L,则Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液中浓度分别=1mol/L×1=1mol/L、1mol/L×1=1mol/L和1mol/L×3=3mol/L,即浓度之比为1∶1∶3,A项错误;溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则稀释后盐酸物质的量浓度==0.5mol/L,溶液具有均一性、稳定性,所以稀释后溶液中盐酸浓度都是相同的,与溶液体积大小无关,5mL溶液物质的量浓度为0.5mol/L,B项正确;1mol·L-1的NaCl溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,0.5mol•L-1的BaCl2溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=1mol/L,故两者混合后,不考虑体积的变化,c(Cl-)=1mol•L-1,C项错误;1L为水的体积,不是溶液的体积,则溶液体积未知不能计算盐酸的物质的量浓度,D项错误。
6.(2024浙江省湖州市高一上学期1月期末)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,下列说法正确的是
硫酸化学纯
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需用量筒取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.从该硫酸中取出,则浓度变为原来的1/5
【答案】B
【解析】硫酸的物质的量浓度为,A项错误;根据稀释定律,稀释前后溶质的物质的量不变,来计算浓硫酸的体积,设浓硫酸的体积为VmL,则VmL ×18.4mol/L =250mL×2.0mol/L,解得:,所以应量取的浓硫酸体积是,B项正确;水的密度小于硫酸的密度,等体积混合所得溶液质量小于原硫酸溶液的2倍,稀释后溶质硫酸不变,根据质量分数=×100%,可知混合后溶液质量分数大于49%,C项错误;溶液具有均一性,取该硫酸100 mL,浓度不变,D项错误。
7.(2024河北省邯郸市NT20名校联合体高一上学期12月月考)下列有关物质的量浓度的计算结果错误的是
A.实验室双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10),其浓度为8.9
B.一定质量的28%的KOH溶液,若将其蒸发掉100g水后(无固体析出),溶液的质量分数为56%,溶液的体积变为125mL,则浓缩后溶液中KOH的物质的量浓为8
C.在KCl、、和的混合溶液,若、、、,则溶液中是2
D.将8g铁粉放入100mL 溶液中,溶液中的全部被还原时,过滤后固体质量变为8.2g,则原溶液的为2.5
【答案】D
【解析】,A正确;浓缩前后溶质KOH的质量不变,,解得,溶质KOH的质量=200×28%=56g,其物质的量是,,B正确;根据电荷守恒可知,可求得,C正确;,设Fe有a mol参与反应,则Cu有a mol生成,所以增加的0.2g是Cu减去Fe的质量也就是64a-56a=8a,8a=0.2,解得a=0.025,因为也是a mol,所以的物质的量是0.025mol,物质的量的浓度为:,D错误。
8.(2024上海市新川中学高一上学期期中)用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16g·cm-3)配制成1mol·L-1的稀盐酸。现实验室需这种盐酸220mL,试回答下列问题:
(1)计算浓盐酸的物质的量浓度为 。
(2)配制稀盐酸时,应选用 mL的容量瓶。
(3)经计算需要 mL浓盐酸。
(4)在量取浓盐酸后,进行了下列操作:
①等稀释的盐酸的温度与室温一致后,沿玻璃棒注入容量瓶中。
②往容量瓶中小心加蒸馏水至液面距容量瓶刻度线1~2cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的液面与瓶颈的刻度线相切。
③在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水,并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀。
④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中,正确的顺序是 (填序号)。
(5)从溶液改变角度分析产生的误差。
①配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
③容量瓶中原有少量蒸馏水 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
【答案】(1)11.6 mol·L-1 (2)250
(3)21.6 (4)③①④②
(5)A B C
【解析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;(1)36.5%的浓盐酸(密度为1.16g·cm-3)的物质的量浓度为mol/L=11.6mol /L;
(2)实验室需这种盐酸220mL,需要使用250mL的容量瓶;
(3)稀释过程中溶质质量不变,则需要浓盐酸,在量取时宜选用C.25mL 的量筒。
(4)在量取浓盐酸后,配制250mL浓度为1mol/L的稀盐酸的操作步骤有溶解稀释、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,一般在烧杯中溶解(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌,加速溶解,冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒2~3次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀,则正确的顺序是③①④②。
(5)①配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容,导致溶液体积偏小,浓度偏大,故选A。②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线,水的量偏大,浓度偏低,故选B。③容量瓶中原有少量蒸馏水,不影响溶液浓度,故选C。
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第一章 认识化学科学
第三节 化学中常用的物理量——物质的量
第3课时 物质的量浓度
1.知道物质的量浓度的含义
2.应用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的互相关系进行简单计算。
重点:物质的量浓度的计算与配制。
难点:物质的量浓度的计算。
一、物质的量浓度的概念
1.定义:以 溶液中所含溶质的B的 来表示溶液组成的物理量。
2.符号: 。
3.单位: 或 。
4.公式:cB=。
(1)nB表示溶质B的 ,单位是: 。
(2)V表示 的体积,单位是: 或 。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶
(1)构造及用途
(2)查漏操作
【易错提醒】容量瓶的使用
一查:使用前检查容量瓶是否漏水。检验程序:
注水→盖塞→倒立→观察→正立→塞旋180°→倒立→观察。
五忌:一忌用容量瓶溶解固体;二忌用容量瓶稀释浓溶液;三忌给容量瓶加热;四忌把容量瓶当作反应容器;五忌用容量瓶长期存放溶液。
一原则:选择容量瓶应遵循“大而近”的原则。例如配制950mL1mol·L-1NaCl溶液,应选择1000mL的容量瓶,计算NaCl的质量时也应按1000mL溶液计算。
2.溶液的配制(以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例):
(1)配制过程
(2)图示
【易错提醒】配制溶液时的注意事项
(1)溶解或稀释时,必须待溶液温度恢复到室温后才能转移到容量瓶中。
(2)转移溶液时必须用玻璃棒引流。
(3)溶解用的烧杯和玻璃棒一定要洗涤2~3次,洗涤液也要转移到容量瓶中。
(4)移液后要先振荡均匀再定容。
(5)定容时一定要用胶头滴管小心操作,万一加水过多,则必须重新配制。
(6)定容时观察刻度要平视,液体的凹液面与刻度线相切。
3.溶液配制时的误差分析
可能引起误差的一些操作
因变量
c
n
V
称量
称量前小烧杯内有水
不变
——
无影响
称量前天平指针偏右,称量后天平平衡
偏大
——
偏高
称量时砝码和药品位置颠倒,而且使用了游码
偏小
——
偏低
称量时砝码不干净,有铁锈或污迹
偏大
——
偏高
称量NaOH固体时间过长
偏小
——
偏低
用滤纸称量NaOH固体
偏小
——
偏低
洗涤
未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤不干净
偏小
——
偏低
用量筒量取液体溶质后,用蒸馏水洗涤量筒,将洗涤液体全部转移到容量瓶中
偏大
——
偏高
配制溶液前,容量瓶中有少量蒸馏水
——
——
无影响
配制溶液前,容量瓶用待配制液洗涤
偏大
——
偏高
移液
移液时有少量溶液溅出
偏小
——
偏低
定容
定容时加水超过刻度线
——
偏大
偏低
定容后倒转容量瓶几次,发现液面低于刻度线,又补充了几滴水至刻度线
——
偏大
偏低
定容时加水超过刻度线,又用胶头滴管吸出一部分液体达到刻度线
偏小
——
偏低
溶液未冷却到室温就移入容量瓶定容
——
偏小
偏高
定容时一直用手握住容量瓶的粗大部分
——
偏小
偏高
容量瓶塞上瓶塞后,立即倒转,发现有液体漏出
——
偏小
偏高
定容后经振荡、摇匀、静置,液面下降
——
——
无影响
读数
定容时俯视刻度线
——
偏小
偏高
定容时仰视刻度线
——
偏大
偏低
用量筒取用一定体积液体溶质时俯视刻度
偏小
——
偏低
用量筒取用一定体积液体溶质时仰视刻度
偏大
——
偏高
4.容量瓶仰视或俯视刻度线的图解
(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。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)将90g葡萄糖溶于1L水制成0.5mol·L-1的葡萄糖溶液( )
(2)5%CuSO4溶液表示100g水中溶有5gCuSO4 ( )
(3)50mL1mol·L-1氯化铝溶液与150mL3mol·L-1氯化钾溶液的c(Cl-)相等( )
(4)将22.4L氨气溶于水制成1L溶液时,其物质的量浓度是1mol·L-1( )
(5)31.0gNa2O溶于水制成1L溶液,c(Na2O)=0.5mol·L-1( )
(6)25.0gCuSO4·5H2O晶体溶于75.0g水中,所得溶质的质量分数为25% ( )
(7)从100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液中取出10mL,其浓度变为0.01mol·L-1,含NaCl0.001mol( )
(8)将10mL1mol·L-1的H2SO4溶液稀释成0.1mol·L-1的H2SO4溶液,可向该溶液中加入100 mL水。
(9)将10 g CaCO3粉末加水配成100 mL溶液,CaCO3的物质的量浓度为1 mol·L-1( )
(10)配制一定物质的量浓度的溶液时,若液面超过刻度线,应立即用胶头滴管吸出多的部分( )
2.将190 g MgCl2溶于水配制成1 L溶液。
(1)该溶液中MgCl2的物质的量浓度为________,溶液中Cl-的物质的量浓度为________。
(2)配制1 mol∙L−1的MgCl2溶液500 mL,需该溶液的体积为________。
3.从1L1mol·L-1氢氧化钠溶液中取出100 mL:
(1)取出的这100 mL氢氧化钠溶液的物质的量浓度是 ,含氢氧化钠的质量是 。
(2)若将取出的这100 mL氢氧化钠溶液加水稀释至500 mL,所得溶液的物质的量浓度是 。
►问题一 物质的量的浓度的理解
【典例1】(2024上海市祝桥高级中学高一上学期期中)关于1mol·L-1K2SO4溶液的下列说法正确的是
A.溶液中含有174g K2SO4 B.1mol K2SO4溶于1L水中所形成的溶液
C.溶液中c(K+)=2mol·L-1 D.溶液中含2mol K+
【解题必备】(1)正确判断溶液的溶质并确定其物质的量
①与水发生反应生成的新物质为溶质,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,SO3H2SO4等。
②含结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水,CuSO4为溶质。
③特殊物质:如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
(2)正确确定溶液的体积
①物质的量浓度表达式中,V代表溶液体积,而不代表溶剂体积。
②在用物质的量浓度进行计算时要注意V的单位为L。
③浓度较大的溶液与水混合,所得溶液的体积不是水和原溶液的体积之和。
【变式1-1】(2024广东省潮州市饶平县第二中学高一上学期期中)下列说法正确的是
A.把98 g硫酸溶于1 L水中,则溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.1 mol·L-1的NaCl溶液中含有1 mol NaCl
C.从100 mL的1 mol·L-1的硫酸溶液中取出10 mL,则这10 mL硫酸溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1
D.1 mol·L-1的CaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为2 mol·L-1
【变式1-2】下列说法正确的是( )
A.1 L水中溶解1 mol NaCl所形成溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.标准状况下,22.4 L HCl气体溶于1 L水中形成的溶液的体积为1 L
C.标准状况下,将33.6 L HCl气体溶于水形成1 L溶液,其物质的量浓度是1.5 mol·L-1
D.1 mol CaCl2溶于水形成1 L溶液,所得溶液中c(Cl-)等于1 mol·L-1
►问题二 溶液稀释或浓缩的有关计算
【典例2】某Fe2(SO4)3溶液VmL中含有SOag,现从中取出该溶液体积的,稀释成5VmL,稀释后的溶液中Fe3+的物质的量浓度为
A. mol•L-1 B. mol•L-1 C. mol•L-1 D. mol•L-1
【解题必备】溶液稀释规律(守恒观点)
溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2
溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2
溶液质量守恒,m稀=m浓+m水(体积一般不守恒,V稀≠V浓+V水)
【变式2-1】(2024上海市洋泾中学第一学期高一化学期末)将10mLNaCl溶液稀释至1L,所得溶液的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【变式2-2】现有VL0.5mol·L-1的盐酸,欲将其浓度扩大一倍,以下方法中最宜采用的是( )
A. 加热浓缩到原来体积的一半 B.加入5 mol·L-1的盐酸0.125V L
C. 加入10mol·L-1的盐酸0.1VL,再稀释至1.5VL D.标况下通入11.2L氯化氢气体
►问题三 溶液混合的计算
【典例3】将50%的硫酸溶液和10%的硫酸溶液等体积混合,所得溶液溶质的质量分数( )
A.大于30% B.小于30% C.等于30% D.无法判断
【解题必备】同种溶质的溶液混合的计算
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)
溶液质量守恒,即ρ1V1+ρ2V2=ρ混V混
电荷守恒,如不同浓度的Na2SO4溶液混合后仍存在c(Na+)=2c(S)
方法技巧
溶质相同、质量分数不同的两溶液混合的计算技巧:同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合:
①等质量混合:两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
②等体积混合:当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大,如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液等体积混合后,质量分数w>(a%+b%);当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小,如酒精、氨水等少数溶液等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
【变式3-1】5.85gNaCl和xgMgCl2一起溶于水配成1L溶液,测得Cl-物质的量浓度为0.3mol·L-1,则x的值为( )。
A.4.75 B.9.5 C.11.7 D.19
【变式3-2】100mL0.3mol·L-1的Na2SO4溶液和50mL0.2mol·L-1的Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO的物质的量浓度为(不考虑混合后溶液密度的变化)( )
A. 0.20mol·L-1 B. 0.25mol·L-1 C. 0.40mol·L-1 D. 0.50mol·L-1
►问题四 物质的量浓度和溶质的质量分数之间的关系
【典例4】(2024河南省开封市高一上学期质量检测)时,饱和溶液的密度为,物质的量浓度为,则下列说法错误的是
A.温度低于时,饱和溶液的浓度小于
B.时,饱和溶液中的质量分数为
C.时,的溶解度为
D.时,将溶解在水中,所得溶液的浓度小于
【解题必备】
(1)基本公式:c=
(2)辅助公式
①溶质质量分数:ω=×100%=×100%
②溶质质量分数和饱和溶液溶解度间的关系:ω=×100%
③溶液的密度:=
【变式4-1】(2024河南省开封市高一上学期质量检测)时,饱和溶液的密度为,物质的量浓度为,则下列说法错误的是
A.温度低于时,饱和溶液的浓度小于
B.时,饱和溶液中的质量分数为
C.时,的溶解度为
D.时,将溶解在水中,所得溶液的浓度小于
【变式4-2】体积为VmL,密度为ρg•mL-1的溶液中,含有摩尔质量为Mg•mol-1的溶质mg,其物质的量浓度为cmol•L-1,溶质的质量分数为a%。下列关系式错误的是( )。
A.a%=×100% B.c=(mol•L-1)
C.c=1000×ρ·a×M(mol•L-1) D.m=V×ρ×a%
►问题五 一定物质的量溶液的配制及仪器选择
【典例5】(2024安徽省马鞍山市第二中学高一上学期期末教学质量监测)配制溶液,部分实验操作如图所示:
下列说法不正确的是
A.上述实验操作步骤的正确顺序为②①④③
B.实验中需要的仪器有托盘天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等
C.用托盘天平称量固体的质量为
D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏高
【解题必备】(1)容量瓶的选择和使用
(1)选用容量瓶的原则——“大而近”,如需90mL溶液,则选用100mL容量瓶配制。
(2)选用容量瓶时,应指明其规格。
(3)往容量瓶中转移液体时,用玻璃棒引流,玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。
【变式5-1】(2024上海市祝桥高级中学高一上学期期中)实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是
A.950 mL,76.000 g B.1000 mL,80.000 g
C.500 mL,80.000 g D.1000 mL,76.000 g
【变式5-1】某同学欲采用18mol/L的浓硫酸配制100mL7.2mol/L的稀硫酸溶液,下列说法正确的是( )。 A.容量瓶使用前需检查是否漏水且使用前必须干燥
B.配制过程需使用到的玻璃仪器是量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶
C.需要用到的浓硫酸的体积为20.0mL
D.定容时仰视刻度线会导致所配溶液的浓度偏低
►问题六 一定物质的量溶液浓度配制与误差分析
【典例6】实验室用NaOH固体配制240mL0.5mol/L的NaOH溶液,填空并请回答下列问题:
(1)配制0.5mol/L的NaOH溶液,应称取NaOH的质量__________ g,需要的仪器为________、_________、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平。
(2)容量瓶上需标有以下五项中的 _________________ ;
①温度 ②浓度 ③容量 ④压强 ⑤刻度线
(3)补充完整所缺步骤,配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)_________________________;
A、用30mL水洗涤烧杯2—3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B、用天平准确称取所需的NaOH的质量,加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C、将已冷却的NaOH溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E、继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1—2cm处
F._______________________________________________
(4)下列配制的溶液浓度偏低的是 _______________________;
A、称量NaOH时,砝码错放在左盘
B、向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面
C、加蒸馏水时不慎超过了刻度线
D、定容时俯视刻度线
E、配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
【解题必备】(1)配制一定物质的量浓度溶液时注意事项:
①解答需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器比较,寻找要补充的仪器。
②所用定量仪器的精确度:量筒(精确到0.1mL)、托盘天平(精确到0.1g)。
(2)配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
误差分析的思维流程
配制溶液定容时,视线引起误差分析:
①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高。
(3)量取一定体积的液体时,不同仪器的仰视和俯视
仪器类型
观察方法
误差
“0”刻度在下边
仰视
偏高(偏大)
俯视
偏低(偏小)
“0”刻度在上边
仰视
偏低(偏小)
俯视
偏高(偏大)
【变式6-1】下列对实验操作分析错误的是( )
A.配制0.1mol·L-1 NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则所得溶液物质的量浓度偏低
B.NH4NO3溶解吸热,若配制0.5 mol·L-1NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则所得溶液的物质的量浓度偏高
C.配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则所得溶液的物质的量浓度偏高
D.配制一定物质的量浓度溶液时,若定容中不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则所得溶液的物质的量浓度偏低
【变式6-2】配制一定物质的量浓度的某溶液,下列情况会使所配溶液的浓度偏低的是( )
①配制烧碱溶液,称量烧碱时放在滤纸上②配制烧碱溶液,未冷却即转移、定容③烧杯及玻璃棒未洗涤④定容时,俯视容量瓶的刻度线⑤定容时加水至刻度线并摇匀后,发现液面低于刻度线⑥天平的砝码生锈了
A. ①③ B. ②⑤⑥ C. ①③④ D. ①③④⑤
1.关于1mol·L-1 K2SO4溶液的下列说法正确的是
A.溶液中含有174g K2SO4 B.1mol K2SO4溶于1L水中所形成的溶液
C.溶液中c(K+)=2mol·L-1 D.溶液中含2mol K+
2.下列各溶液中,氯离子的物质的量浓度与50mL 1mol/L的AlCl3溶液中氯离子物质的量浓度相等的是
A.150mL 1mol/L的NaCl溶液 B.75mL 1mol/L的NH4Cl溶液
C.150mL 3mol/L的KCl溶液 D.75mL 2mol/L的CaCl2溶液
3.(2024云南省祥华教育集团高一下学期5月联考)某实验需1溶液90,配制该溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下:
下列说法正确的是
A.用托盘天平和滤纸称取3.6g氢氧化钠固体
B.在烧杯中完全溶解,立即转移到容量瓶中
C.操作①时,若俯视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏低
D.上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
4.(2024河北省石家庄市西山学校高一上学期期中)相同体积的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液分别加入过量的AgNO3溶液,得到沉淀的质量相等,这三种溶液的物质的量浓度之比为
A.3∶2∶1 B.6∶3∶2 C.1∶1∶1 D.1∶2∶3
5.(2024上海市祝桥高级中学高一上学期期中)实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是
A.950 mL,76.000 g B.1000 mL,80.000 g
C.500 mL,80.000 g D.1000 mL,76.000 g
6.(2024广东省深圳实验学校高中部高一上学期第二阶段考试)X、Y均为常见金属元素,同温同压下,0.1molX单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1L;0.1molY单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2L。下列说法不正确的是
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为 D.生成等量的H2,消耗X,Y的物质的量比为
7.(2024上海海事大学附属北蔡高级中学高一上学期期中)将10mL1.00mol·L-1的NaCl溶液与10mL2.00mol·L-1的CaCl2溶液相混合,则混合溶液中Cl-的物质的量浓度为多少(忽略混合前后溶液体积的变化)
A.2.0mol·L-1 B.2.5mol·L-1 C.3.0mol·L-1 D.3.5mol·L-1
8.花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。下表是1 L“鲜花保鲜剂”的成分(其中阿司匹林不含K+,其存在也不会干扰成分中其他离子的检验),回答下列问题:
成分
蔗糖
硫酸钾
阿司匹林
高锰酸钾
质量/g
50.00
0.50
0.35
0.50
摩尔质量/ (g·mol-1)
342
174
180
158
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是 (填写名称)。
(2)“鲜花保鲜剂”中K+的物质的量浓度为____________mol·L-1。(只要求写表达式,不用化简,不需计算)
(3)下图所示的仪器中,在配制一定物质的量浓度的“鲜花保鲜剂”溶液时肯定不需要的是ac(填字母),还缺少的玻璃仪器为 (填仪器名称)。
(4)市面上,有一种营养液可用于无土栽培,该营养液中有KCl和K2SO4,其中K+的浓度为0.5 mol·L-1,Cl-的浓度为0.1 mol·L-1,则100 mL该营养液中n(SO)=0.02 mol。
1.国家对学生健康教育一直很重视,建立学生体质健康档案,确保学生健康成长。下图是某同学体检的血液化验单的一部分:
10 谷氨酰转肽酶
GGT
28
U/L
0~50
11 葡萄糖
GLU
4.2
mmol·L-1
3.9~6.1
12 尿素氮
BUN
3.7
mmol·L-1
2.5~8.2
13 肌酐
CREA
87
μmol·L-1
53~123
14 尿酸
UA
345
μmol·L-1
188~440
结果显示葡萄糖为4.2 mmol·L-1。表示该体检指标的物理量是( )
A.质量分数(ω) B.物质的量(n) C.物质的量浓度(c) D.摩尔质量(M)
2.(2024福建省泉州市安溪一中、养正中学、惠安一中、实验中学高一上学期期中)某溶液中仅含有Na+、Mg2+、、Cl-四种离子其物质的量浓度之比为c(Na+):c(Mg2+):c(Cl-)=3:5:5,若Na+浓度为0.3 mol/L。则的浓度为
A.0.2 mol/L B.0.3 mol/L C.0.4 mol/L D.0.8 mol/L
3.同为1L的HCl溶液(浓度为c1)和H2SO4溶液(浓度为c2),若其中的c(H+)相同,则它们的物质的量浓度c1和c2的关系是( )。
A.c1=2c2 B.2c1=c2 C.c1<c2 D.不能确定
4.(2024辽宁省沈阳实验高一上学期期末)实验室需用硫酸铜溶液,下列有关该溶液的配制说法正确的是
A.应选用容量瓶配制溶液
B.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用
C.用天平称取胆矾
D.定容时俯视容量瓶的刻度线,会造成所配溶液物质的量浓度偏低
5.(2024安徽省芜湖市第十二中学高一上学期期中)下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是
A.同浓度的三种物质的溶液:、、溶液体积之比为3∶2∶1,则浓度之比为3∶2∶3
B.将100mL 5的盐酸加水稀释至1L,再取出5mL,这5mL溶液的物质的量浓度为0.5
C.将1的NaCl溶液和0.5的溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,
D.标准状况下,22.4L HCl溶于1L水,盐酸的物质的量浓度为1
6.(2024浙江省湖州市高一上学期1月期末)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,下列说法正确的是
硫酸化学纯
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需用量筒取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.从该硫酸中取出,则浓度变为原来的1/5
7.(2024河北省邯郸市NT20名校联合体高一上学期12月月考)下列有关物质的量浓度的计算结果错误的是
A.实验室双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10),其浓度为8.9
B.一定质量的28%的KOH溶液,若将其蒸发掉100g水后(无固体析出),溶液的质量分数为56%,溶液的体积变为125mL,则浓缩后溶液中KOH的物质的量浓为8
C.在KCl、、和的混合溶液,若、、、,则溶液中是2
D.将8g铁粉放入100mL 溶液中,溶液中的全部被还原时,过滤后固体质量变为8.2g,则原溶液的为2.5
8.(2024上海市新川中学高一上学期期中)用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16g·cm-3)配制成1mol·L-1的稀盐酸。现实验室需这种盐酸220mL,试回答下列问题:
(1)计算浓盐酸的物质的量浓度为 。
(2)配制稀盐酸时,应选用 mL的容量瓶。
(3)经计算需要 mL浓盐酸。
(4)在量取浓盐酸后,进行了下列操作:
①等稀释的盐酸的温度与室温一致后,沿玻璃棒注入容量瓶中。
②往容量瓶中小心加蒸馏水至液面距容量瓶刻度线1~2cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的液面与瓶颈的刻度线相切。
③在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水,并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀。
④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中,正确的顺序是 (填序号)。
(5)从溶液改变角度分析产生的误差。
①配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
③容量瓶中原有少量蒸馏水 。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
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