第1章 第3节 第2课时 物质的量浓度（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（鲁科版2019）

第2课时　物质的量浓度 课程标准要求 学业质量水平 1.了解物质的量浓度的涵义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 2.初步学会配制一定物质的量浓度的溶液的化学实验基础知识和基本技能。 3.能基于物质的量认识物质的化学变化，运用物质的量浓度与其他物理量之间的相互关系进行简单计算。 1.认识物质的量在化学定量研究中的重要作用，能结合实验或生产、生活中的实际数据，并应用物质的量计算物质转化过程中的质量关系。(水平1) 2.能选择合适的实验试剂和仪器，完成配制一定物质的量浓度的溶液的实验。(水平3) 3.能对配制一定物质的量浓度的溶液的实验过程和实验结论进行评价。(水平4) 一、物质的量浓度的理解 1．概念：单位体积溶液所含溶质B的物质的量叫做溶质B的物质的量浓度，符号：cB。 2．单位：mol·L－1、mol·m－3、mmol·L－1。 3．表达式：cB＝，根据此式可以进行溶质的物质的量和溶液体积之间的换算。 4．溶液浓度整体与部分的关系 例如：0.2 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中，c(Al3＋)＝0.4mol·L－1，c(SO)＝0.6 mol·L－1。 5．容量瓶及其使用方法 (1)结构与用途 (2)使用要点 ①容量瓶上标注的温度和容积，表示在所指温度下瓶内液体的凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切时，液体体积恰好与瓶上标注的容积相等。 ②为了避免溶质在溶解或稀释时因吸热、放热而影响容量瓶的容积，应先将溶质在烧杯中溶解或稀释，待溶液温度恢复至室温后再将其转移到容量瓶中。 (3)操作关键 ①尽可能将溶质全部转移到容量瓶中。 ②确保向容量瓶中加水时溶液的凹液面不超过瓶颈上的刻度线。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)浓度为1 mol·L－1的NaCl溶液的含义是1 L水中含有1 mol NaCl(×) (2)22.4 L HCl溶于水得1 L溶液，所得溶液中HCl的物质的量浓度为1 mol·L－1(×) (3)配制480 mL一定物质的量浓度的溶液应该选用500 mL容量瓶进行配制(√) (4)可将一定量的NaOH固体直接在容量瓶中溶解以配制一定物质的量浓度的溶液(×) 2．将2.86 g Na2CO3·10H2O溶于水配成1 L溶液，则： (1)该溶液的溶质为_______，其物质的量浓度为_______ mol·L－1，Na＋的物质的量浓度为______ mol·L－1。 (2)从所配溶液中取出10 mL溶液，取出溶液的物质的量浓度为_______ mol·L－1，溶液中溶质的质量为______g。 答案　(1)Na2CO3　 0.01　0.02　(2) 0.01　 1.06×10－2 学习任务一　有关溶液物质的量浓度的多角度计算 1．将62 g Na2O溶于水中，配成1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度是1 mol·L－1吗？ 提示　由于Na2O溶于水发生反应Na2O＋H2O===2NaOH，则所配溶液的溶质不是Na2O而是NaOH,62 g Na2O物质的量是1 mol，即生成2 mol NaOH，则配成1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度是2 mol·L－1。 2．在标准状况下将a L HCl气体溶于1 000 g水中，得到的盐酸密度为b g·cm－3，则该盐酸的物质的量浓度是______，由此说明计算溶液的物质的量浓度的关键是__________和______________________。 提示　 c＝＝＝ mol·L－1，由此说明计算溶液的物质的量浓度的关键是确定溶质的物质的量和溶液的体积。 3．取100 mL 0.3 mol/L和300 mL 0.25 mol/L的硫酸注入500 mL容量瓶中，加水稀释至刻度线，该混合溶液中H＋的物质的量浓度是________mol·L－1。 提示　溶液混合、稀释前后溶质的物质的量不变，设混合后溶液中硫酸的物质的量浓度为a，则有：100 mL×0.3 mol·L－1＋300 mL×0.25 mol·L－1＝500 mL×a，解得：a＝0.21 mol/L，混合稀释后溶液中c(H＋)＝2c(H2SO4)＝2×0.21 mol/L＝0.42 mol/L。 1．确定溶质的几种特殊情况 (1)带有结晶水的物质溶于水时，其溶质是CuSO4，而不是CuSO4·5H2O。 (2)某些物质溶于水后与水发生反应生成了新物质，此时溶质为反应后的生成物，如Na、Na2O、Na2O2NaOH　SO3H2SO4等。 (3)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．有关溶液物质的量浓度的几种计算类型 (1)根据定义式计算物质的量浓度 (2)物质的量浓度与溶质质量分数的换算 设溶液体积为1 L，溶液密度为ρ g·mL－1，溶质的质量分数为ω，溶质的摩尔质量为M g·mol－1。 则由c＝ ＝＝ mol·L－1 (3)有关溶液稀释与混合的计算 ①浓溶液的稀释 溶质的物质的量不变：c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)； 溶质的质量不变：m(浓)·ω(浓)＝m(稀)·ω(稀)； 溶液的质量守恒：m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。 ②相同溶质两溶液的混合 溶质的物质的量不变：c1V1＋c2V2＝c(混)·V(混) 溶质的质量不变：m1ω1＋m2ω2＝m(混)·ω(混) 1．在80 g密度为d g•cm－3的硫酸铁溶液中，含有2.8 g Fe3＋，则此溶液中SO的物质的量浓度为(单位为mol•L－1)(　　) A．　　　 B． C．　　 　 D． A　[n(Fe3＋)＝＝0.05 mol，溶液中n(SO)＝n(Fe3＋)＝×0.05 mol＝0.075 mol，溶液体积＝＝L，则SO的物质的量浓度为＝mol/L。] 2．下图是某市售盐酸试剂瓶标签上的部分数据。 则该盐酸的物质的量浓度是(　　) A．3 mol·L－1 B．8.4 mol·L－1 C．11.8 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1 C　[c＝＝＝＝11.8 mol·L－1。] 3．常温下，欲配制密度为1.1 g·cm－3、浓度为6 mol·L－1的稀盐酸，在体积为100 mL、密度为1.19 g·cm－3、浓度为12 mol·L－1的浓盐酸中需加蒸馏水(　　) A．200 mL B．100 mL C．101 mL D．120 mL C　[设加水x mL可配制成V mL 6 mol·L－1稀盐酸，根据稀释前后溶质物质的量不变，可知：100 mL×12 mol·L－1＝6 mol·L－1×V mL，V＝200，体积不能直接加和，可利用质量守恒：200 mL×1.1 g·mL－1＝100 mL×1.19 g·mL－1＋x mL×1 g·mL－1，x＝101，即需加蒸馏水101 mL。] [易错警示]　溶液体积的确定 (1)在利用cB＝计算溶液物质的量浓度时，其中V表示溶液的体积，单位一般是L。 (2)若题目中指出不考虑溶液体积的改变，可认为混合后溶液的体积是原先两溶液的体积之和； (3)若题目中给出混合后溶液的密度，应根据V(混)＝＝来计算。 “84”消毒液能有效杀灭各种细菌和病毒，某同学购买了一瓶某品牌的“84”消毒液，其瓶体上的消毒液说明如下： (1)这种“84”消毒液的物质的量浓度是_______ mol·L－1。 提示　该“84”消毒液的物质的量浓度 c(NaClO)＝＝ ≈4.0 mol·L－1。 (2)某同学取100 mL该“84”消毒液稀释后用于环境消毒，稀释后溶液的物质的量浓度是_______ mol·L－1,100 mL稀释后的消毒液中含有的有效成分的质量是______g。 提示　稀释100倍后其物质的量浓度为4.0 mol·L－1×＝0.04 mol·L－1，则其中有效成分NaClO的质量为0.1 L×0.04 mol·L－1×74.5 g·mol－1＝0.298 g。 学习任务二　一定物质的量浓度溶液的配制 1．配制450 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液时应称取多少克Na2CO3？应选择什么规格的容量瓶？ 提示　由于没有450 mL规格的容量瓶，故配制450 mL溶液时应选择500 mL的容量瓶，则应称取Na2CO3的质量m＝1 mol·L－1×0.5 L×106 g·mol－1＝53 g。 2．在溶液的配制过程中怎样保证将溶解后的溶质全部转移到容量瓶中？ 提示　在溶液的配制过程中为了确保将溶解后的溶质全部转移到容量瓶中应做到：(1)将溶解溶质所得溶液通过玻璃棒引流注入容量瓶中，以防溶液外洒。(2)将溶解溶质的烧杯和搅拌用的玻璃棒用蒸馏水洗涤2～3次，并将洗涤液也通过玻璃棒引流转移到容量瓶中。 3．向容量瓶中添加蒸馏水时如何确保溶液的凹液面不超过瓶颈上的刻度线？ 提示　为了确保向容量瓶中添加蒸馏水时溶液的凹液面不超过瓶颈上的刻度线：(1)应将容量瓶平放在实验台上，目光平视刻度线，先用玻璃棒引流将蒸馏水注入容量瓶中，当液面离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管逐滴滴加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切。(2)引流时玻璃棒的末端位于容量瓶刻度线以下并靠在容量瓶颈内壁上，上面不能让玻璃棒接触容量瓶口(以防液体附着在刻度线上方内壁造成误差)将烧杯中的液体沿玻璃棒缓缓注入容量瓶中。 1．容量瓶的使用——“一查六忌一原则” (1)检查容量瓶是否漏液 ①操作顺序：注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察。 ②语言描述：向容量瓶注入一定量的水，盖好瓶塞；用一只手的食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶倒立，观察瓶塞周围是否漏水；如不漏，将容量瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧，再倒立检查是否漏水，如不漏水，则说明该容量瓶不漏液可以使用。 (2)使用容量瓶的“六忌” ①用容量瓶溶解固体；②用容量瓶稀释浓溶液；③加热容量瓶；④把容量瓶当作反应容器；⑤用容量瓶长期存放溶液；⑥互换容量瓶瓶塞。 (3)选择容量瓶的原则：因为容量瓶的规格是固定的，所以当所配溶液的体积略小于容量瓶的容积时，应根据“大而近”原则选择容量瓶配制溶液。 2．主要仪器：容量瓶、托盘天平(称量固体溶质)、量筒(量取液体溶质)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙、试剂瓶、标签纸。 3．配制步骤——以配制0.1 L的NaCl溶液，其中溶质的物质的量为0.04 mol为例 1．实验室用密度为1.18 g·mL－1，质量分数为36.5%的浓盐酸配制230 mL 0.2 mol·L－1的盐酸溶液。请回答下列问题： (1) 配制250 mL 0.2 mol·L－1的盐酸溶液 应量取盐酸体积/mL 应选用容量瓶的规格/mL 除量筒、容量瓶、烧杯外还需的其他仪器 (2)配制时，其正确的操作顺序是(用字母表示，每个字母只能用一次)________________。 A．用30 mL水洗涤烧杯2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡 B．用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积，沿玻璃棒倒入烧杯中，再加入少量水(约30 mL)，用玻璃棒慢慢搅动，使其混合均匀 C．将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入250 mL的容量瓶中 D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀 E．改用胶头滴管加水，使溶液凹液面恰好与刻度相切 F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1～2 cm处 (3)操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是_______________________________。 (4)步骤E、F的操作目的是__________________________________________________。 (5)向容量瓶中转移溶液时(实验步骤C)不慎有液滴掉在容量瓶外面，处理方法：________________________________________________________________________。 解析　(1)没有230 mL规格的容量瓶，应选用250 mL的容量瓶配制，根据换算公式c＝，可计算出浓盐酸的物质的量浓度为11.8 mol·L－1，设量取浓盐酸的体积为V，再根据稀释前后溶质的物质的量不变，可知11.8 mol·L－1×V＝0.2 mol·L－1×0.25 L，则V＝0.004 2 L＝4.2 mL；配制盐酸溶液所需的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管，所以除量筒、容量瓶、烧杯外还需要的其他仪器有玻璃棒、胶头滴管。 (2)配制步骤有量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，所以配制时，其正确的操作顺序是B、C、A、F、E、D。 (3)操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是保证溶质全部转入容量瓶，减少误差。 (4) 步骤E、F的操作目的是确保向容量瓶中添加蒸馏水时溶液的凹液面不超过瓶颈上的刻度线。 (5)向容量瓶中转移溶液时(实验步骤C)不慎有液滴滴在容量瓶外面，导致配制溶液的浓度偏低，所以宣告实验失败，洗净容量瓶后重新配制。 答案　(1)4.2　250　玻璃棒、胶头滴管 (2)B、C、A、F、E、D　 (3)保证溶质全部转入容量瓶　 (4) 确保向容量瓶中添加蒸馏水时溶液的凹液面不超过瓶颈上的刻度线　 (5)洗净容量瓶后重新配制 [口诀巧记]　计算称量做先锋，溶解冷却随后行；移液洗涤三两次，玻棒引流记心中；胶头滴管来滴定，视线液面刻度平；倒转移入试剂瓶，贴好标签便告成。 学习任务三　配制一定物质的量浓度溶液的误差分析 以配制 500 mL 0.12 mol/L NaOH溶液为例，分析配制过程中不当操作对所配溶液的浓度产生的影响，交流讨论。 1．称量NaOH固体时，药品和砝码的左右位置放颠倒，且拨动了游码，对所配溶液的浓度有什么影响？ 提示　称量NaOH固体时，药品和砝码的左右位置放颠倒，且拨动了游码，称得NaOH固体的质量减小，所配溶液的浓度偏低。 2．NaOH固体在烧杯中溶解后，立即转移到容量瓶中定容，所配溶液中c(NaOH)怎样变化？ 提示　NaOH固体在烧杯中溶解，放出热量，立即转移到容量瓶中定容，定容后，冷却到室温后，液面低于刻度线，所配溶液的浓度偏高。 3．配制溶液时，容量瓶洗涤后未干燥，对所配溶液的浓度有什么影响？ 提示　配制溶液时，容量瓶洗涤后未干燥，由于定容时要加入蒸馏水，故对所配溶液的浓度无影响。 4．定容时，俯视容量瓶的刻度线，所配溶液中c(NaOH)怎样变化？ 提示　定容时，俯视容量瓶的刻度线，定容后液面低于刻度线，则所配溶液中c(NaOH)偏高。 5．定容时，液面超过刻度线，又吸出一部分液体，对所配溶液的浓度有什么影响？ 提示　定容时，液面超过刻度线，又吸出一部分液体，损失溶质，所配溶液中c(NaOH)偏低。 1．误差分析方法 根据物质的量浓度公式cB＝，可知溶液配制过程中产生的误差主要来源于溶质的物质的量nB和溶液的体积V的确定，而引起溶质的物质的量nB产生误差的原因又是固体溶质质量的测量或液体溶质体积的测量。 2．误差分析示例 以配制100 mL 1 mol·L－1的氯化钠溶液为例： 配制步骤 实验操作 n变化 V变化 c变化 ①计算 计算结果m＝5.85 g，称5.9 g 偏大 不变 偏大 ②称量 砝码生锈(没有脱落) 偏大 不变 偏大 少量NaCl沾在滤纸上 偏小 不变 偏小 ③溶解 有少量液体溅出 偏小 不变 偏小 ④转移 容量瓶内有少量水 不变 不变 不变 ⑤洗涤 未洗涤或洗涤液未注入容量瓶 偏小 不变 偏小 ⑥定容 仰视读数 不变 偏大 偏小 超过刻度线，吸出一部分水 偏小 不变 偏小 ⑦摇匀 摇匀后液面下降，补充水 不变 偏大 偏小 ⑧装瓶 试剂瓶刚用蒸馏水洗过 不变 偏大 偏小 1．配制100 mL 1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液，下列情况会导致溶液浓度偏高的是(　　) A．容量瓶使用前用1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液润洗 B．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 C．仰视确定凹液面与刻度线相切 D．用敞口容器称量Na2CO3且时间过长 A　[A项，润洗过程中增加了Na2CO3的量，使浓度偏高；B项，配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，溶质损失，浓度偏低；C项，仰视确定凹液面与刻度线相切，会使所配制溶液的体积大于100 mL，浓度偏低；D项，用敞口容器称量Na2CO3且时间过长，会吸收空气中的水蒸气，造成所称的Na2CO3偏少，浓度偏低。] 2．(双选)下列配制的溶液浓度偏高的是(　　) A．配制一定物质的量浓度的盐酸时，用量筒量取盐酸时俯视刻度线 B．配制一定物质的量浓度的盐酸，定容时俯视容量瓶刻度线 C．称量4.0 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液时，砝码错放在左盘 D．NaOH溶解后，溶液未经冷却即注入容量瓶中，然后加水至刻度线 BD　[A项，俯视量筒刻度线，将会使量得的盐酸体积小于计算值，导致浓度偏低；B项，定容时俯视容量瓶刻度线，将会使溶液体积偏小，溶液浓度偏高；C项，由于所称NaOH固体的质量为整数，不需移动游码，故称得固体NaOH的质量是准确的，不会影响到配制溶液的浓度；D项，NaOH溶解放热，溶液体积膨胀，会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线，导致所配溶液浓度偏高。] [思维模板]　俯视、仰视对实验结果影响的分析图解 ①仰视时，容器内液面高于刻度线，导致溶液体积偏大，所配浓度偏小； ②俯视时，容器内液面低于刻度线，导致溶液体积偏小，所配浓度偏大。 学科网（北京）股份有限公司 $$