专题2 第2单元 溶液组成的定量研究（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（苏教版2019）

专题2 研究物质的基本方法 第二单元　溶液组成的定量研究 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养 　　1.理解物质的量浓度的概念。 2．物质的量浓度的计算。 3．溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的关系。 4．一定物质的量浓度溶液的配制。 　　1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观的角度理解物质的量浓度的含义及其与微观微粒间的关系。 2．证据推理与模型认知：掌握物质的量浓度的有关计算，逐步提升证据推理思维能力。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。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 溶质 溶液 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 体积 物质的量 cB mol·L－1 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 3．物质的量浓度的简单计算 (1)已知V L溶液中溶质的摩尔质量为M g·mol－1，质量为m g，则溶质的物质的量浓度为_____mol·L－1。 (2)若已知V L溶液中溶质的某微粒数为N，则溶质的物质的量浓度为_____mol·L－1。 (3)将4 g氢氧化钠溶于水中配成500 mL溶液，所得溶液的浓度为____________。 (4)配制1 L 0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液，需要胆矾(CuSO4·5H2O)的质量为____g。 0.2 mol·L－1 25 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 二、一定物质的量浓度溶液的配制 1．配制一定物质的量浓度溶液专用仪器——容量瓶 (1)容量瓶的结构与规格 容量瓶是一种细颈、梨形、平底的玻璃容器，由 瓶体和瓶塞组成。瓶上标有温度、规格和______；常 见的规格有50 mL、100 mL、250 mL、___________等。 刻度线 500 mL 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S (2)容量瓶的使用注意事项 ①使用前要__________________。检验程序：加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋转180°→倒立→查漏。 ②使用后应将容量瓶洗净、晾干。 检查容量瓶是否漏水 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 2．配制100 mL 0.100 mol·L－1碳酸钠溶液 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 探究一 物质的量浓度 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S [问题设计] (1)3 mol·L－1Na2SO4 溶液中Na＋ 的物质的量浓度是多少？ 提示：6 mol·L－1。 (2)浓硫酸和水等体积混合，混合后溶液的体积等于两溶液体积和吗？ 提示：不等于，浓硫酸有强的吸水性，混合后溶液体积小于两溶液体积和。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S ②已知溶液中某种微粒的数目 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 7．溶液稀释和混合的计算 (1)溶液稀释的有关计算：稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。 c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，m(浓)·w(浓)＝m(稀)·w(稀)。 (2)溶液混合的计算：混合前后溶质的物质的量或质量不变。 c1·V1＋c2·V2＝c(混)·V(混)，m1·w1＋m2·w2＝m(混)·w(混)。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 【例1】 下列溶液的物质的量浓度是1 mol·L－1的是 (　　) A．将40 g NaOH溶解于1 L水中配成的NaOH溶液 B. 将22.4 L HCl气体通入水中配成1 L的盐酸 C．将1 L 10 mol·L－1的盐酸与9 L水混合 D．1 L含2 mol K＋的K2SO4溶液 D 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 40 g NaOH固体为1 mol，1 L水是溶剂的体积，不是溶液的体积，因此所配溶液浓度不是1 mol·L－1，A错误；题中没有指明是否是标准状况，无法计算HCl的物质的量，即无法判断所配溶液浓度是否是1 mol·L－1，B错误；1 L盐酸与9 L水混合，溶液的体积不等于10 L，因此所配溶液浓度不等于1 mol·L－1，C错误；含2 mol K＋的K2SO4溶液，K2SO4的物质的量为1 mol，溶液体积为1 L，则K2SO4的物质的量浓度为1 mol·L－1，D正确。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 1．相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中，得到溶液的质量分数为w%，物质的量浓度为c mol·L－1，密度为ρ g·cm－3，则下列说法正确的是(　　) A 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 探究二 物质的量浓度溶液的配制 两份某植物营养液，其配方分别如下：   KCl K2SO4 ZnSO4 ① 0.3 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.1 mol·L－1 ② 0.1 mol·L－1 0.3 mol·L－1 — 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S [问题设计] (1)配制20%的食盐水100 g ，如何配制？ 提示：计算溶液中溶质的质量和溶剂的质量，然后将溶质和溶剂混合溶解。 (2)可否配制任意体积的1.0 mol·L－1食盐水？ 为什么？ 提示：不能，容量瓶是有规格的。 (3)配制一定体积和一定物质的量浓度的溶液的关键有哪些？ 提示：操作要准确、规范；溶质的物质的量和溶剂的体积要准确。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 1．容量瓶的使用 (1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器，选择容量瓶应遵循“大而近”的原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积，不能配制任意体积溶液。 (2)使用容量瓶注意“五不”：不能溶解固体，不能稀释浓溶液，不能加热，不能作反应容器，不能长期贮存溶液。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S (2)容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响 ①仰视刻度线(如图a)：加水量高于基准线(刻度线)，溶液体积偏大，c偏低。 ②俯视刻度线(如图b)：加水量低于基准线(刻度线)，溶液体积偏小，c偏高。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S (3)配制100 mL 1.00 mol·L－1氯化钠溶液常出现的误差 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 3.物质的量在化学方程式计算中的应用 (1)物质的量与各物理量之间的关系 ①图示关系 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S (2)物质的量在化学方程式计算中的比例关系与解题步骤 ①比例关系 化学方程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 化学计量数之比 　2　∶　2　∶　2　∶　1 扩大NA倍之后 2NA ∶ 2NA∶ 2NA ∶ NA 物质的量之比 2 mol∶ 2 mol∶2 mol ∶1 mol 结论 化学方程式中各物质的化学计量数之比＝各物质的微粒数之比＝各物质的物质的量之比 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S ②解题步骤 第一步：数据预处理，将题给其他物理量转化为对应物质的物质的量； 第二步：建立已知量与未知量之间的关系； 第三步：根据题目要求，再将待求物质的物质的量转化为所求的物理量。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 【例2】 某同学在实验室配制NaOH溶液的过程如下图所示，其中有错误的操作是________(填标号)。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 【深度思考】④⑥为何错误？ 答案：④错，玻璃棒未能靠在刻度线以下，不能使液体及时流下；⑥错，瓶塞应倒放在实验桌上。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S A 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。 Fe＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑　Δm(固体质量减少) 56 g 1 mol 56 g 　 x 56x Fe＋ CuSO4===FeSO4＋Cu　　Δm(固体质量增加) 56 g 　1 mol 64 g 8 g 　 y 8y 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 2．(2023·龙岩高一质检)实验室需要950 mL 0.5 mol·L－1的稀硫酸和480 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液进行实验，请你用98%的浓硫酸(ρ＝1.84 g·mL－1)和NaOH固体进行配制。回答下列问题： (1)配制稀硫酸时，需要使用的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、________________(写仪器名称)。 (2)配制稀硫酸时，需要量取98%的浓硫酸____mL，应选用下列量器中的________(填标号)。 A．5 mL量筒 B．10 mL量筒 C．25 mL量筒 D．50 mL量筒 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S (3)稀释浓硫酸的操作是______________________________。 (4)对所配制的稀硫酸进行测定，发现其浓度为0.48 mol·L－1，下列各项操作可能引起该误差的是________(填标号) A．用量筒量取浓硫酸读数时仰视刻度线 B.转移稀释的硫酸后未洗涤烧杯内壁及玻璃棒 C．浓硫酸稀释后未经冷却即转移到容量瓶中 D．容量瓶未干燥就用来配制溶液 E．定容后摇匀溶液，发现液面低于刻度线，再加入少量水使溶液凹液面与刻度线正好相切 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 答案：(1)1 000 mL容量瓶、玻璃棒　(2)27.2　D (3)将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌　(4)BE 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 3．今有11.2 g铁与500 mL的盐酸恰好完全反应。 求：(1)在标准状况下，生成氢气的体积是多少升？ ____________________________________________________________　　　　　　 (2)反应前，盐酸的物质的量浓度是多少？ ___________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 1．下列溶液中，溶质物质的量浓度为1 mol·L－1的是 (　　) A．将40 g NaOH溶于1 L水所得的溶液 B．将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液 C．将0.5 mol·L－1 NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水的溶液 D．含2 mol K＋的K2SO4溶液 B 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 要想知道溶质的物质的量浓度必须要确定溶质的物质的量与溶液的体积。A、C、D三项溶液的体积不能确定；B项中SO3溶于水生成H2SO4恰好为1 mol，溶液的体积为1 L，故c(H2SO4)＝1 mol·L－1。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S A 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 3．用98%的浓硫酸(密度：1.84 g·mL－1)配制1 mol·L－1的稀硫酸100 mL，配制过程中可能用到下列仪器：①100 mL 量筒　②10 mL量筒　 ③50 mL烧杯　④托盘天平　⑤100 mL容量瓶　⑥胶头滴管　⑦玻璃棒。 按使用时出现的先后顺序排列正确的是(　　) A．②⑥③⑦⑤⑥ B．④③⑤⑦⑥ C．①③⑦⑤⑥ D．②⑤⑦⑥ A 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 浓溶液配制稀溶液的过程：计算所需浓溶液体积：5.4 mL；选用合适量筒量取浓溶液：10 mL量筒，并用胶头滴管滴加浓硫酸到刻度线；稀释浓硫酸：将少量水放入50 mL烧杯中，沿玻璃棒缓缓将浓硫酸注入水中；将冷却至室温的稀溶液转移至100 mL容量瓶中；定容。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 4．实验室用NaCl固体配制100 mL 0.10 mol·L－1NaCl溶液。下列图示实验操作中不需要进行的是(　　) B 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 固体需要溶解，溶解后的溶液要转移至容量瓶中，最后要加水定容至刻度线。配制溶液不需要蒸发，B错误。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 5．某学生计划用12 mol·L－1的浓盐酸配制0.10 mol·L－1的稀盐酸450 mL，回答下列问题： (1)实验过程中，不必使用的是________(填标号)。 A.托盘天平　B．量筒　C．容量瓶　D．250 mL烧杯　E．胶头滴管　F．500 mL试剂瓶 (2)除上述仪器可使用外，还缺少的仪器是______。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S (3)量取浓盐酸的体积为________mL，应选用的量筒规格为________________。 (4)配制时应选用的容量瓶规格为________。 答案：(1)A　(2)玻璃棒　(3)4.2　10 mL (4)500 mL 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 解析： 用浓溶液配制稀溶液时，应选用量筒而不用托盘天平；配制稀盐酸450 mL，由于没有此种规格的容量瓶，所以用500 mL的容量瓶。设量取浓盐酸的体积为V，根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系式：12 mol·L－1×V＝0.10 mol·L－1×500 mL，V≈4.2 mL；根据量筒的规格选取10 mL量筒；结合配制步骤选取仪器。 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 专题2 研究物质的基本方法 化学 必修 第一册 S 谢谢观看！ 一、溶液组成的表示方法 1．溶质的质量分数 (1)概念：溶液中____的质量与____的质量之比。 (2)表达式：w(溶质)＝×100%。 2．溶液的物质的量浓度 (1)概念：表示单位____溶液中所含溶质B的________。 (2)符号：______，常用单位：__________。 (3)表达式：cB＝。 现阶段农业及生物学期刊中作者使用当量浓度N的情况极其普遍，应注意按国际和国家标准改写成物质的量浓度c。例如：3N的H2SO4应改写为c(H2SO4)为3 mol·L－1，不要改为c(H2SO4)为3 mol·L－1；3N NaOH应改写为c(NaOH)为3 mol·L－1；加入8 mL 3N的H3PO4应改写为加入8 mL c(H3PO4)为3 mol·L－1的H3PO4；3N CaCl2，应改写为c(CaCl2)为3 mol·L－1。 1．溶液中溶质B的物质的量浓度是指微粒B的浓度，如溶液中含有NaCl 和 Na2SO4，B可以指NaCl 或Na2SO4，也可以指Na＋、Cl－、SO。 2．物质的量浓度表达式中，V表示溶液的体积，在进行简单计算时，一定要辨析所给体积是否为溶液的体积，溶液的体积不等于溶剂的体积，也不等于溶质、溶剂的体积和，应用溶液质量除以密度来求解溶液的体积。 3．转化思想：(1)1 L 0.5 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中n(Al3＋)＝1 mol，c(Al3＋)＝1 mol·L－1，n(SO)＝1.5 mol，c(SO)＝1.5 mol·L－1，c[Al2(SO4)3]∶c(Al3＋)∶c(SO)＝1∶2∶3，由此可知，对于同一溶液中，不同微粒的浓度之比等于微粒个数之比。 (2)某BaCl2溶液中，测得c(Cl－)＝0.5 mol·L－1，则c(Ba2＋)＝0.25 mol·L－1。 4．溶液是均匀的，浓度与所取溶液的体积没有关系，溶液中溶质的多少与溶液的体积有关。 5．溶液浓度计算 (1)计算的基本公式：c＝＝。 (2)计算的基本类型和方法 ①已知溶质的质量 ③标准状况下，气体溶质的物质的量浓度的计算 c＝ [注意]①物质加入水中，注意溶质的判断。如SO3H2SO4，Na2O或Na2O2NaOH，NaNaOH，NH3NH3·H2O等。 ②溶液浓度与离子浓度的定量关系要注意电离程度与组成。如0.1 mol·L－1的K2SO4溶液中c(K＋)＝0.2 mol·L－1。　 6．物质的量浓度与溶质的质量分数的换算 (1)换算公式：cB＝ mol·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1 L，则cB＝＝＝ mol·L－1。 [注意] 无特别指明时，V(混)≠V1＋V2；V(混)＝，但溶液的质量守恒：m(混)＝m1＋m2。 8．溶液中离子浓度的计算 (1)0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中c(Na＋)＝0.2 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1。 (2)任何溶液呈电中性，阳、阴离子带的正、负电荷数相等(电荷守恒)。如MgSO4与KCl的混合液中：c(Mg2＋)×2＋c(K＋)×1＝c(SO)×2＋c(Cl－)×1。 A．相对分子质量Mr可表示为 B．溶液密度ρ可表示为 C．溶液的溶质质量分数w%可表示为 D．物质的量浓度c可表示为 ＝，则m(溶质)＝g，×Mr g· mol－1＝g，Mr＝，则相对分子质量Mr可表示为，A正确；根据c＝，则溶液密度ρ可表示为，B错误；溶液的溶质质量分数w%可表示为 ×100%＝×100%，C错误；物质的量浓度c可表示为＝，D错误。 你认为如何在实验室中配制这两种营养液？ 2．配制一定物质的量浓度溶液的误差分析 (1)根据cB＝＝可知，MB为定值(溶质的摩尔质量)，实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化，从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大，则cB偏大；若实验操作导致V偏大，则cB偏小。 ②计算公式 a．已知物质的质量：n(B)＝； b．已知标准状况时的气体体积： n(B)＝； c．已知物质的微粒数：n(B)＝； d．已知溶液中的物质的量浓度： n(B)＝c(B)·V[B(aq)]。 答案：①④⑥⑦ 【例3】 把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SO的物质的量浓度之比为(　　) A．1∶4 B．2∶7 C．1∶2 D．3∶8 因为固体在反应前后质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增) 56x＝8y，＝＝＝，则＝＝。 答案：(1)4.48 L　(2)0.8 mol·L－1 (1)n(Fe)＝＝0.2 mol。 Fe　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑ 　1 2 1 0．2 mol　 n(HCl) n(H2) ＝＝， n(HCl)＝0.4 mol，n(H2)＝0.2 mol， V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。 (2)c(HCl)＝＝0.8 mol·L－1。 2．50 mL 0.3 mol·L－1 Na2SO4溶液与100 mL 0.2 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液混合后所得溶液中SO的物质的量浓度为(不考虑混合后溶液体积的变化)(　　) A．0.5 mol·L－1 B．0.45 mol·L－1 C．0.4 mol·L－1 D．0.35 mol·L－1 混合溶液中n(SO)＝0.3 mol·L－1×0.05 L＋0.2 mol·L－1×0.1 L×3＝0.075 mol，混合溶液的体积为0.05 L＋0.1 L＝0.15 L，所以混合溶液中SO物质的量浓度为＝0.5 mol·L－1。 $$