2.2 溶液组成的定量研究(第1课时 物质的量浓度)-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练(苏教版2019必修第一册)
2024-08-06
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2份
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29页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第二单元 溶液组成的定量研究 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 物质的量浓度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 888 KB |
| 发布时间 | 2024-08-06 |
| 更新时间 | 2024-08-06 |
| 作者 | CC化学 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-08-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46676613.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
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
第1课时 物质的量浓度
1.了解物质的量浓度的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能运用物质的量浓度进行简单计算。
3.认识容量瓶的结构和使用方法。
4.学会一定物质的量浓度的配制方法,熟悉步骤,了解操作要点。
重点:物质的量浓度的概念及简单计算、一定物质的量浓度溶液的配制。
难点:对物质的量浓度概念的理解和计算、一定物质的量浓度溶液的配制。
一、物质的量浓度
1.含义
溶质(用字母B表示)的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量的物理量。符号为cB,常用单位为mol·L-1。
2.表达式
cB=。如1 L溶液中含有1 mol溶质,溶质的物质的量浓度就是1 mol·L-1。
其中,公式中的V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。
【名师点拨】溶质的质量分数
质量分数是指溶质的质量占溶液质量的百分数,可用以下公式表示:
溶质的质量分数=×100%
配制一定质量分数的溶液的方法(以配制100g 15%NaCl溶液为例):
用天平称取25gNaCl固体,用天平称取75g水(或用量筒量取75mL水),将NaCl溶解在水中,用玻璃棒搅拌。
【易错提醒】对溶质的物质的量浓度的概念的理解
(1)一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取体积不同而变化。
(2)表达式中的体积(V)是指溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质与溶剂的体积之和。
(3)计算时要找准溶质。比如Na2O溶于水,溶质是NaOH而不是Na2O。
(4)若将气体通入溶液中,则不能将气体体积与溶剂体积进行简单加和。例如:将1 L HCl气体(标准状况)通入1 L 1 mol·L-1盐酸中,盐酸的体积将发生变化,既不等于1 L,也不等于2 L,准确的体积需要通过计算求得。
(5)溶液与溶液相混合,除特殊说明溶液体积可相加外,其他情况仍用公式V溶液=计算。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶的结构与规格(如图)
容量瓶上标有容量瓶的规格、使用温度(一般为20℃),瓶颈上有一刻度线以标示体积。
容量瓶的常用规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1 000mL等。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
【实验探究】配制100 mL 0.100 mol·L-1 的Na2CO3溶液
(1)计算:配制100 mL 0.100 mol·L-1 的Na2CO3溶液所需Na2CO3固体的质量为1.06g。
(2)称量:用天平准确称取碳酸钠固体(若使用托盘天平,称取碳酸钠固体的质量为1.1g)。
(3)溶解:将碳酸钠固体转移至100mL烧杯中,加适量蒸馏水溶解,冷却至室温。
(4)转移:将烧杯中的溶液用玻璃棒小心引流到100mL容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,并将每次的洗涤液都注入容量瓶中。
振荡容量瓶,使溶液混合均匀。
(5)定容:将蒸馏水注入容量瓶中,直到容量瓶中的液面距离容量瓶的刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切。
将容量瓶塞盖上,反复上下颠倒,摇匀。
【名师点拨】
1.容量瓶的选择与使用
(1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器。容量瓶上的标注有容积、温度、刻度线;常见规格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL及1 000 mL。
(2)使用前要检验容量瓶是否漏水。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
(3)选择容量瓶时应遵循“大而近”的原则,即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。例如,配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液,需选择500 mL容量瓶。
(4)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。
2.配制溶液操作要点
(1)玻璃棒的作用:搅拌促进溶解,引流。
(2)配制一定浓度的碳酸钠溶液时,碳酸钠在烧杯中溶解后,要冷却至室温后才能将溶液转移到容量瓶中,如果溶液未冷却,液体膨胀,向容量瓶中所加的水偏少,这样所配溶液浓度偏高。
(3)定容时先向容量瓶中加蒸馏水直到容量瓶中的液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面的最低点刚好与刻度线相平。观察所加液体是否达到容量瓶的刻度线,一定要平视。
(4)定容时如果加水超过刻度线,应将所配溶液倒掉,洗净容量瓶重新配制。
三、配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析
1.分析依据:
根据cB=,分析有关操作对nB、V的影响,即可判断实验的误差。
2.实例分析:
以配制100 mL 0.100 mol·L-1的Na2CO3溶液为例,判断下列操作对溶液浓度的影响。
可能引起误差的操作
变化的量
实际浓度(cB)
将烧杯中溶液向容量瓶中转移时,有少量洒出
nB减小
偏低
烧杯中溶液倾倒完毕,忘记洗涤烧杯和玻璃棒
nB减小
偏低
未冷却至室温就注入容量瓶定容
V减小
偏高
定容时,仰视容量瓶的刻度线
V增大
偏低
定容时,俯视容量瓶的刻度线
V减小
偏高
定容时,水加多了,用滴管吸出
nB减小
偏低
定容摇匀后,发现液面下降,再加水至刻度线
V增大
偏低
溶解前烧杯内有水
/
无影响
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)表示溶液的组成除了可以用溶质的质量分数,还可以用溶质的物质的量浓度(√)
(2)将0.3 mol NaCl溶于水配成1 L溶液,溶液浓度为0.3 mol·L-1(√)
(3)标准状况下,将2.24 L HCl气体溶于1 L水,得到3.24 L溶液(×)
(4)将40 g NaOH溶解在1 L水中所得溶液的物质的量浓度是1 mol·L-1(×)
(5)将25 g CuSO4·5H2O溶解在1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1(×)
(6)把1 mol NH3通入水中得到1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1(×)
(7)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(×)
(8)将固体在烧杯中溶解,立即将所得溶液注入容量瓶中(×)
(9)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(×)
(10)为了便于操作,浓溶液稀释或固体溶解可直接在容量瓶中进行(×)
2.回答关于一定物质的量浓度溶液的配制有关问题:
(1)在溶液配制的过程中玻璃棒在整个实验过程中,有哪些作用?
搅拌促进溶解,引流。
(2)配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠在烧杯中刚好溶解,立即把溶液转移到容量瓶,这样可以吗?若不可以,这样所配溶液的浓度如何变化?
不可以,溶液未冷却,液体膨胀,故向容量瓶中所加的水偏少,这样所配溶液浓度偏高。
(3)定容时应用什么仪器?应注意什么?
胶头滴管;观察所加液体是否达到容量瓶的刻度线,一定要平视,使凹液面的最低点刚好与刻度线相平。
(4)定容时加水超过刻度线,如何处理?
倒掉,洗净容量瓶重新配制。
3.填空:
(1)62 g Na2O溶于水配成1 L溶液,溶质的物质的量浓度为__________。
(2)250 g胆矾溶于水得到1 L溶液,所得CuSO4溶液中溶质的物质的量浓度为________。
(3)0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液中的Na+浓度与0.3 mol·L-1 NaCl溶液中的Na+浓度______(填“相等”或“不相等”)。
(4)100 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液中含H2SO4________ mol,含H+________个。
答案:(1)2 mol·L-1 (2)1 mol·L-1 (3)不相等 (4)0.02 2.408×1022
解析:(1)62 g Na2O是1 mol,溶于水生成2 mol NaOH,故溶质为NaOH,所以浓度为c==2 mol·L-1。
(2)250 g胆矾中CuSO4的物质的量是1 mol,所以物质的量浓度为1 mol·L-1。
(3)0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液中Na+浓度为0.6 mol·L-1,0.3 mol·L-1 NaCl溶液中Na+浓度为0.3 mol·L-1,故两溶液中Na+浓度不相等。
(4)H2SO4的物质的量应为0.1 L×0.2 mol·L-1=0.02 mol,H+的物质的量是H2SO4的2倍,故含H+个数为0.04 mol×6.02×1023 mol-1=2.408×1022。
4.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________(填字母)。
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________。
(3)量取浓盐酸的体积为________mL,应选用的量筒规格为________,制时应选用的容量瓶规格为________。
(4)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是________(填字母)。
a.某同学定容时俯视容量瓶刻度线
b.没有洗涤烧杯内壁和玻璃棒
c.摇匀后发现液面低于刻度线又加水了
d.转移溶液时操作时将少量液体洒到外面
e.未冷却至室温就进行转移定容
答案:(1)A (2)玻璃棒 (3)4.2 10 mL 500 mL (4)ce
解析:(1)用浓溶液配制稀溶液时,应选用量筒而不用托盘天平;
(3)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。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。
(4)a.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线,导致溶液的体积偏小,所配溶液的浓度偏高,正确;b.烧杯、玻璃棒未洗涤,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;c.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致溶液的体积偏大,所配溶液的浓度偏小,错误;d.有少量液体溅出,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;e.未冷却至室温就进行转移,冷却到室温后,液面会低于刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大,正确。
【情境引入】
1.教材中描述“热的溶液需冷却到室温后才能转移到容量瓶中”。配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠在烧杯中刚好溶解,即把溶液转移到容量瓶,这样可以吗?若不可以,这样所配溶液的浓度如何变化?
不可以,溶液未冷却,液体膨胀,故向容量瓶中所加的水偏少,这样所配溶液浓度偏高。
2.某同学在配制100 mL 0.100 mol·L-1的Na2CO3溶液定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线,会对实验结果产生什么影响?
定容后颠倒摇匀,会出现瓶内液面低于刻度线的现象,这是因为极少量溶液沾在瓶塞或磨口处,若再加蒸馏水至刻度线,则所配溶液物质的量浓度会偏低。
►问题一 物质的量浓度
【典例1】下列叙述正确的是( )
A.含1 mol溶质的任何溶液,物质的量浓度一定相等
B.配制1 mol·L-1 NaCl溶液1 L,其方法是将58.5 g NaCl溶于1 L水中即可
C.体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的微粒数一定相同
D.1 L 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液中,Ca2+和Cl-的物质的量浓度都是0.5 mol·L-1
答案:C
解析:A中没有指明溶液的体积,无法比较物质的量浓度;B中1 L是水的体积不是溶液的体积,所以B不正确;C中不论是不是电解质,只要是同种溶液体积相同,物质的量浓度也相同,微粒数必定相等;D中,CaCl2溶液中c(CaCl2)∶c(Ca2+)∶c(Cl-)=1∶1∶2,所以c(Cl-)=1.0 mol·L-1,D不正确。
【变式1-1】下列关于1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的说法正确的是( )
A.该溶液中含有1 mol Ba(OH)2
B.将1 mol Ba(OH)2溶于1 L水中可得到该浓度的溶液
C.该溶液中OH-的物质的量浓度为2 mol·L-1
D.1 L该溶液中所含Ba2+和OH-的物质的量都是1 mol
答案:C
解析:A项,未指明溶液的体积,无法计算溶质的物质的量,错误;B项,将1 mol Ba(OH)2溶于水配成1 L溶液才能得到该浓度的溶液,错误;D项,1 L溶液中含有1 mol Ba2+和2 mol OH-,错误。
【变式1-2】下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解在1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入9 L水中
D.将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
答案:D
解析:根据公式c=,n为溶质的物质的量,V为溶液的体积。A项溶液的体积不等于1 L;B项22.4 L HCl的物质的量不一定是1 mol;C项,盐酸与水混合后,溶液体积不是10 L;D项n(NaOH)=0.25 mol,V[NaOH(aq)]=0.25 L,c(NaOH)=1 mol·L-1。
►问题二 物质的量浓度的简单计算
【典例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)从1 L该溶液中取出10 mL,10 mL溶液中物质的量浓度为________,溶质的物质的量为________。
答案:(1)2 mol/L 4 mol/L (2)2 mol/L 0.02 mol
解析:根据表达式可以求出。从溶液中取出部分液体,但其物质的量浓度不变。
【解题必备】有关物质的量浓度的简单计算
1.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。
计算溶质的物质的量浓度的关键是从已知条件中找出溶质的物质的量(n)和溶液的体积(V),据此求出溶质的物质的量浓度cB。
已知一定体积的溶液中溶质的量,计算溶质的物质的量浓度的方法
(1)若已知溶质质量
(2)若已知溶液中某粒子的个数
2.溶液中离子浓度的计算
(1)单一溶液中溶质组成计算
根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
(2)混合溶液中电荷守恒计算
根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
【变式2-1】下列溶液中,氯离子浓度最大的是( )
A.100 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液
B.150 mL 1 mol·L-1的MgCl2溶液
C.10 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液
D.200 mL 1 mol·L-1的HCl溶液
答案:C
解析:氯离子浓度大小与溶液体积无关,从各物质浓度及NaCl、MgCl2、AlCl3、HCl组成可知,各溶液中Cl-浓度分别为:1 mol·L-1、2 mol·L-1、3 mol·L-1、1 mol·L-1。
【变式2-2】将4 g氢氧化钠溶解在10 mL水中,再稀释成1 L,从中取出10 mL,这10 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.10 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.0.01 mol·L-1
答案:C
解析:在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液,其浓度不变,但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。
►问题三 一定物质的量浓度溶液的配制
【典例3】某同学帮助水质检测站配制480 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液以备使用,请回答下列问题。
(1)配制过程中需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、________。
(2)该同学应用托盘天平称取NaOH固体的质量为________ g。
(3)使用容量瓶前需检查是否漏液,检查的方法是______________________________________________。用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,该容量瓶必须是________(填序号)。
A.干燥的 B.不漏液的 C.用欲配制的溶液润洗过的
答案:(1)500 mL容量瓶 (2)10.0 (3)向容量瓶中加入适量蒸馏水,塞紧瓶塞,倒置容量瓶检查是否漏水,若不漏水,将容量瓶正放,旋转瓶塞180°,再次倒置,检查是否漏水,若两次检查均不漏水,则说明容量瓶不漏水 B
解析:(1)没有480 mL的容量瓶,需要配制500 mL溶液,要选用500 mL容量瓶。(2)按配制500 mL溶液计算NaOH的质量,即m(NaOH)=0.5 L×0.5 mol·L-1×40 g·mol-1=10.0 g。(3)容量瓶需洗涤干净,不用干燥,保证不漏液即可。若用欲配制的溶液润洗容量瓶,会导致配制的溶液的浓度偏大。
【解题必备】
(1)配制一定物质的量浓度的溶液,若是固体溶质,用天平进行称量其质量;若是液体溶质,用量筒量取其体积。
(2)选择实验仪器,要依据实验的具体步骤。
【变式3-1】下列关于容量瓶及其使用方法的叙述正确的有( )
①是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器
②使用前需检查容量瓶是否漏液
③可以加热
④不能用于贮存配制好的溶液
⑤可用500 mL容量瓶配制250 mL溶液
A.①③ B.①②④
C.①②④⑤ D.①②③④
答案:B
解析:容量瓶应在指定温度下使用,不能加热;配制250 mL溶液应选用250 mL容量瓶。
【变式3-2】用NaCl固体配制0.1 mol·L-1的NaCl溶液,下列操作或说法正确的是( )
A.称量时,将固体NaCl直接放在天平左盘上
B.若在移液过程中,溶液溅出容量瓶,则应重新配制溶液
C.固体直接转移到容量瓶中,并加水稀释到刻度线
D.将5.85 g NaCl固体溶于1 L水中可配成0.1 mol·L-1的NaCl溶液
答案:B
解析:A项,NaCl固体需放在纸上称量,不能直接放在托盘上。B项,溶液溅出,导致溶液浓度偏低,为了保证配制的溶液浓度准确,需重新配制。C项,固体物质在烧杯中溶解并冷却至室温后才能转移到容量瓶中。D项,溶液体积不等于1 L,c(NaCl)不等于0.1 mol·L-1。
►问题四 一定物质的量浓度溶配制的误差分析
【典例4】使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差,下列情况会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用托盘天平(使用游码)称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了 ②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤 ③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水 ④定容时,俯视容量瓶的刻度线
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
A.①②⑤ B.①③⑤ C.③④⑤ D.②③④
答案:A
解析:①对于托盘天平来说,右盘应放砝码,其质量加上游码读数即为物质的质量,如果位置颠倒,则会使称量的物质的质量小于所需质量,最终导致浓度偏低;②烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会使浓度偏低;③容量瓶内有少量蒸馏水,不会影响浓度;④定容时,俯视容量瓶的刻度线会导致加水偏少,浓度偏高;⑤液面低于刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线会导致溶液体积偏大,则浓度偏低。
【解题必备】
1.误差分析的方法:
在配制一定物质的量浓度的溶液时,很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误差时,要根据c=,围绕实验操作对n或V的影响来分析。
(1)凡是使nB增大的因素,使cB偏大。
(2)凡是使nB减小的因素,使cB偏小。
(3)凡是使V增大的因素,使cB偏小。
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解:
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏小。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏大。
【变式4-1】下列配制的溶液浓度偏大的是( )
A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制稀盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,砝码错误放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并加蒸馏水至刻度线
答案:D
解析:A项俯视刻度线,将会使量取的盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏小;B项定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;C项由于所称NaOH固体的质量为整数,不需要移动游码,故称得固体NaOH的质量是准确的,不会影响要配制溶液的浓度;D项因溶解放热,若不冷却至室温即转移并定容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大。
【变式4-2】下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液1 000 mL时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
答案:D
解析:A项俯视刻度线,将会使量得的盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏低;B项定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;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项因热胀冷缩之故,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。
1.下列说法正确的是( )
A.40 g NaOH溶于水所得1 L溶液的浓度为1 mol·L-1
B.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中Na+的浓度为1 mol·L-1
C.从1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中取出0.1 L溶液,则NaCl溶液的浓度变为0.01 mol·L-1
D.1 L 0.2 mol·L-1的Na2SO4溶液中,Na+的物质的量为0.2 mol
答案:A
解析:A项,40 g NaOH的物质的量为1 mol,又因溶液体积为1 L,由公式得c===1 mol·L-1,正确;B项,Na2CO3溶液的浓度为1 mol·L-1,则Na+浓度为2 mol·L-1,错误;C项,原溶液浓度为0.1 mol·L-1,则取出的0.1 L溶液和剩余的0.9 L溶液的浓度都为0.1 mol·L-1,错误;D项,n(Na2SO4)=cV=0.2 mol·L-1×1 L=0.2 mol,则n(Na+)=2n(Na2SO4)=2×0.2 mol=0.4 mol,错误。
2.下列说法中正确的是( )
A.将322 g Na2SO4·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.将1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液加水稀释到2 L,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.将1 L 18.4 mol·L-1的H2SO4溶液加入到1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
D.将336 mL HCl气体溶于水,配成300 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
答案:B
解析:A项错误在溶剂体积为1 L;C项溶液浓度大于9.2 mol·L-1;D项,未指明气体所处状况。
3.物质的量浓度相等的NaCl、MgCl2、AlCl3三种物质的溶液,当溶液的体积比为3∶2∶1时,三种溶液中Cl-的物质的量之比为( )
A.1∶1∶1 B.3∶2∶1 C.1∶2∶3 D.3∶4∶3
答案:D
解析:设NaCl、MgCl2、AlCl3三种物质的溶液的物质的量浓度为c mol·L-1,则三种溶液中Cl-的物质的量浓度分别为c mol·L-1、2c mol·L-1、3c mol·L-1,又因溶液的体积比为3∶2∶1,则三种溶液中Cl-的物质的量之比为(3×c)∶(2×2c)∶(1×3c)=3∶4∶3,D项正确。
4.实验室中需要配制2 mol·L-1的NaCl溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaCl质量分别是( )
A.950 mL,111.2 g B.500 mL,117 g
C.1 000 mL,117 g D.1 000 mL,111.2 g
答案:C
解析:根据“大而近”原则,配制950 mL溶液应选择1 000 mL容量瓶n=cV=2 mol/L×1 L=2 mol,m=nM=2 mol×58.5 g/mol=117 g。
5.实验室用NaCl固体配制100 mL 0.10 mol·L-1 NaCl溶液。下列图示实验操作中不需要进行的是( )
答案:B
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项错误。
6.欲配制100 mL 1.0 mol/L Na2SO4溶液,正确的方法是( )
①将14.2 g Na2SO4,溶于100 mL水中
②将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于少量水中,再用水稀释至100 mL
③将20 mL 5.0 mol/L Na2SO4溶液用水稀释至100 mL
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
答案:B
解析:14.2 g Na2SO4的物质的量为=0.1 mol,但溶液的体积不等于溶剂的体积,所以无法计算出物质的量浓度,①错误;32.2 g Na2SO4·10H2O物质的量为=0.1 mol,Na2SO4的物质的量等于Na2SO4·10H2O的物质的量,c(Na2SO4)==1.0 mol·L-1,②正确;根据稀释定律,稀释前后溶质Na2SO4的物质的量不变,则20 mL×5 mol/L=100 mL×c(Na2SO4),则c(Na2SO4)=1.0 mol/L,③正确;B项正确。
7.某同学用固体Na2CO3配制500 mL 0.10 mol·L-1的Na2CO3溶液,其称量操作如图所示,若其他操作均正确,则最终配制的溶液浓度( )
A.偏高 B.偏低
C.可能偏高也可能偏低 D.准确
答案:B
解析:结合天平的称量规则可知,实际称得样品的质量为4.7 g,最终溶液的浓度偏低。
8.配制500 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液,下列说法或操作正确的是( )
A.将NaCl固体直接放在托盘天平的托盘上称量
B.用托盘天平准确称量干燥的NaCl固体2.925 g
C.在500 mL容量瓶中溶解氯化钠固体,然后加蒸馏水至刻度线
D.准确称量2.9 g混有KCl的NaCl固体,其他操作均正确,配好后的溶液中c(Cl-)偏低
答案:D
解析:称量NaCl固体时,应将NaCl固体放在称量纸上称量,A项错误;托盘天平精确到0.1,无法称量2.925 g,B项错误; 容量瓶不能溶解固体,应在烧杯中溶解固体,C项错误;等质量的氯化钾和氯化钠相比,氯化钠中氯离子的含量较高,故当氯化钠中混有氯化钾时氯离子浓度会偏低,D项正确。
9.实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1的FeSO4溶液,实验操作步骤有:
①在托盘天平上称出27.8 g绿矾,把它放在烧杯里,用适量的蒸馏水使它完全溶解
②把制得的溶液小心地注入500 mL 容量瓶中
③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm处改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切
④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤的液体都小心转入容量瓶,并轻轻摇匀
⑤将容量瓶塞塞紧,充分摇匀
请填写下列空白:
(1)操作步骤的正确顺序为(填序号)________。
(2)本实验用到的基本仪器有________________________________________。
(3)某同学观察液面的情况如图所示,对所配溶液浓度有何影响?会________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)若出现如下情况,所配溶液浓度将偏高还是偏低:
没有进行操作步骤④,会________;
加蒸馏水时不慎超过了刻度线,会________。
(5)若实验过程中出现如下情况应如何处理?
加蒸馏水时不慎超过了刻度线,应________;
向容量瓶中转移溶液时(实验步骤②)不慎有液滴掉在容量瓶外面,应________。
答案:(1)①②④③⑤ (2)托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管 (3)偏高 (4)偏低 偏低 (5)重新配制 重新配制
1.V L K2SO4溶液中含有K+ m g,则溶液中SO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:D
解析:由溶液中c(K+)= mol·L-1可知,溶液中c(SO)=c(K+)=× mol·L-1= mol·L-1。
2.两份体积相同的某植物营养液,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
—
下列对这两份营养液成分的分析中正确的是( )
A.K+的物质的量相同 B.Cl-的物质的量相同
C.完全相同 D.SO的物质的量不同
答案:A
解析:依据表格中数据进行计算对比,可知:第①份营养液中c(K+)=0.7 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1,c(SO)=0.3 mol·L-1,c(Zn2+)=0.1 mol·L-1;第②份营养液中:c(K+)=0.7 mol·L-1,c(Cl-)=0.1 mol·L-1,c(SO)=0.3 mol·L-1。
3.将标准状况下的a L HCl气体溶于100 g水中,得到的盐酸的密度为b g·mL-1,则该盐酸的物质的量浓度是( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
答案:D
解析:n(HCl)= mol,m(HCl)=36.5× g,溶液质量=100 g+36.5× g,溶液体积V= mL,则c=== mol·L-1。
4.将117 g NaCl溶于水配制成1 L溶液,
(1)该溶液中NaCl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NaCl溶液500 mL,需该溶液的体积为________。
(3)向该溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl-的物质的量浓度为3 mol·L-1(假设溶液体积不变),则溶液中H+的物质的量浓度为________,通入HCl气体的体积(标准状况下)为________。
答案:(1)2 mol·L-1 2 mol·L-1 (2)0.25 L (3)1 mol·L-1 22.4 L
解析:(1)n(NaCl)==2 mol,c(NaCl)===2 mol·L-1,c(Cl-)=c(NaCl)=2 mol·L-1。
(2)配制500 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液所需NaCl的物质的量为1 mol·L-1×0.5 L=0.5 mol,设需要该溶液的体积为V,则有0.5 mol=2 mol·L-1×V,V=0.25 L。
(3)根据溶液中电荷守恒定律
c(H+)+c(Na+)=c(Cl-),c(H+)=c(Cl-)-c(Na+)=c(Cl-)-c(NaCl)=3 mol·L-1-2 mol·L-1=1 mol·L-1
溶液中n(H+)=1 mol·L-1×1 L=1 mol,n(HCl)=n(H+)=1 mol,V(HCl)=22.4 L·mol-1×1 mol=22.4 L。
5.实验室需要0.3 mol/L NaOH溶液480 mL和1.0 mol/L硫酸溶液250 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题。
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是________(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是____________________(填仪器名称)。
(2)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有________(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液
B.贮存溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.用来加热溶解固体溶质
(3)根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为________g。在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓度________0.3 mol/L(填“大于”“等于”或“小于”,下同)。
(4)根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸的体积为________mL(计算结果保留一位小数)。如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用________ mL的量筒最好。
答案:(1)AC 烧杯、玻璃棒 (2)BCD (3)6.0 小于 (4)13.6 15
解析:(1)配制一定物质的量浓度溶液用到仪器:托盘天平、量筒、500 mL容量瓶、250 mL容量瓶,烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙等,则肯定不需要的仪器是AC,配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒。(2)容量瓶为精密仪器,只能用来配制一定体积准确浓度的溶液,不能配制或测量容量瓶规格以下的任意体积的液体,不能稀释或溶解药品,不能用来加热溶解固体溶质,不能用来长期存放溶液。(3)配制0.3 mol/L NaOH溶液480 mL,需选择500 mL的容量瓶,0.3 mol/L NaOH溶液500 mL中含有的氢氧化钠的物质的量为:0.3 mol/L×0.5 L=0.15 mol,需要氢氧化钠的质量为:40 g/mol×0.15 mol=6.0 g;在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,溶液的体积V偏大,依据c=可知,所配溶液浓度偏小。 (4)质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸的浓度为:c== mol·L-1=18.4 mol/L,浓硫酸稀释前后溶质的物质的量不变,设浓硫酸的体积为V,所以18.4 mol/L×V=1.0 mol/L×0.25 L,得V≈0.013 6 L=13.6 mL,选取的量筒规格应该等于或大于量取溶液体积,故选15 mL量筒。
6.如表是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)如图所示的仪器中,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________(填字母),还缺少的玻璃仪器有____________(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)=________mol。
答案:(1)蔗糖 (2)(2×+) (3)ac 玻璃棒、烧杯 (4)0.02
解析:(1)c(蔗糖)≈0.146 mol·L-1,c(硫酸钾)≈0.003 mol·L-1,c(阿司匹林)≈0.002 mol·L-1,c(高锰酸钾)≈0.003 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)=(2×+) 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。
(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。
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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
第1课时 物质的量浓度
1.了解物质的量浓度的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能运用物质的量浓度进行简单计算。
3.认识容量瓶的结构和使用方法。
4.学会一定物质的量浓度的配制方法,熟悉步骤,了解操作要点。
重点:物质的量浓度的概念及简单计算、一定物质的量浓度溶液的配制。
难点:对物质的量浓度概念的理解和计算、一定物质的量浓度溶液的配制。
一、物质的量浓度
1.含义
溶质(用字母B表示)的物质的量浓度是指________________中所含溶质B的___________的物理量。符号为________,常用单位为___________。
2.表达式
cB=。如1 L溶液中含有1 mol溶质,溶质的物质的量浓度就是________mol·L-1。
其中,公式中的V指的是________体积而不是溶剂的体积。
【名师点拨】溶质的质量分数
质量分数是指溶质的质量占溶液质量的百分数,可用以下公式表示:
溶质的质量分数=×100%
配制一定质量分数的溶液的方法(以配制100g 15%NaCl溶液为例):
用天平称取25gNaCl固体,用天平称取75g水(或用量筒量取75mL水),将NaCl溶解在水中,用玻璃棒搅拌。
【易错提醒】对溶质的物质的量浓度的概念的理解
(1)一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取体积不同而变化。
(2)表达式中的体积(V)是指溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质与溶剂的体积之和。
(3)计算时要找准溶质。比如Na2O溶于水,溶质是NaOH而不是Na2O。
(4)若将气体通入溶液中,则不能将气体体积与溶剂体积进行简单加和。例如:将1 L HCl气体(标准状况)通入1 L 1 mol·L-1盐酸中,盐酸的体积将发生变化,既不等于1 L,也不等于2 L,准确的体积需要通过计算求得。
(5)溶液与溶液相混合,除特殊说明溶液体积可相加外,其他情况仍用公式V溶液=计算。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶的结构与规格(如图)
容量瓶上标有容量瓶的________、使用温度(一般为________),瓶颈上有一________以标示体积。
容量瓶的常用规格有________________________________________等。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
【实验探究】配制100 mL 0.100 mol·L-1 的Na2CO3溶液
(1)计算:配制100 mL 0.100 mol·L-1 的Na2CO3溶液所需Na2CO3固体的质量为________g。
(2)称量:用天平准确称取碳酸钠固体(若使用托盘天平,称取碳酸钠固体的质量为________g)。
(3)溶解:将碳酸钠固体转移至100mL烧杯中,加适量蒸馏水溶解,冷却至________。
(4)转移:将烧杯中的溶液用玻璃棒小心引流到________容量瓶中,用蒸馏水洗涤___________及________2~3次,并将每次的洗涤液都注入容量瓶中。
振荡容量瓶,使溶液混合均匀。
(5)定容:将蒸馏水注入容量瓶中,直到容量瓶中的液面距离________________________时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至________________________________。
将容量瓶塞盖上,反复上下颠倒,摇匀。
【名师点拨】
1.容量瓶的选择与使用
(1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器。容量瓶上的标注有容积、温度、刻度线;常见规格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL及1 000 mL。
(2)使用前要检验容量瓶是否漏水。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
(3)选择容量瓶时应遵循“大而近”的原则,即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。例如,配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液,需选择500 mL容量瓶。
(4)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。
2.配制溶液操作要点
(1)玻璃棒的作用:搅拌促进溶解,引流。
(2)配制一定浓度的碳酸钠溶液时,碳酸钠在烧杯中溶解后,要冷却至室温后才能将溶液转移到容量瓶中,如果溶液未冷却,液体膨胀,向容量瓶中所加的水偏少,这样所配溶液浓度偏高。
(3)定容时先向容量瓶中加蒸馏水直到容量瓶中的液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面的最低点刚好与刻度线相平。观察所加液体是否达到容量瓶的刻度线,一定要平视。
(4)定容时如果加水超过刻度线,应将所配溶液倒掉,洗净容量瓶重新配制。
三、配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析
1.分析依据:
根据cB=________,分析有关操作对nB、V的影响,即可判断实验的误差。
2.实例分析:
以配制100 mL 0.100 mol·L-1的Na2CO3溶液为例,判断下列操作对溶液浓度的影响。
可能引起误差的操作
变化的量
实际浓度(cB)
将烧杯中溶液向容量瓶中转移时,有少量洒出
nB________
烧杯中溶液倾倒完毕,忘记洗涤烧杯和玻璃棒
nB________
未冷却至室温就注入容量瓶定容
V________
定容时,仰视容量瓶的刻度线
V________
定容时,俯视容量瓶的刻度线
V________
定容时,水加多了,用滴管吸出
nB________
定容摇匀后,发现液面下降,再加水至刻度线
V________
溶解前烧杯内有水
/
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)表示溶液的组成除了可以用溶质的质量分数,还可以用溶质的物质的量浓度( )
(2)将0.3 mol NaCl溶于水配成1 L溶液,溶液浓度为0.3 mol·L-1( )
(3)标准状况下,将2.24 L HCl气体溶于1 L水,得到3.24 L溶液( )
(4)将40 g NaOH溶解在1 L水中所得溶液的物质的量浓度是1 mol·L-1( )
(5)将25 g CuSO4·5H2O溶解在1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1( )
(6)把1 mol NH3通入水中得到1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1( )
(7)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( )
(8)将固体在烧杯中溶解,立即将所得溶液注入容量瓶中( )
(9)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( )
(10)为了便于操作,浓溶液稀释或固体溶解可直接在容量瓶中进行( )
2.回答关于一定物质的量浓度溶液的配制有关问题:
(1)在溶液配制的过程中玻璃棒在整个实验过程中,有哪些作用?
(2)配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠在烧杯中刚好溶解,立即把溶液转移到容量瓶,这样可以吗?若不可以,这样所配溶液的浓度如何变化?
(3)定容时应用什么仪器?应注意什么?
(4)定容时加水超过刻度线,如何处理?
3.填空:
(1)62 g Na2O溶于水配成1 L溶液,溶质的物质的量浓度为__________。
(2)250 g胆矾溶于水得到1 L溶液,所得CuSO4溶液中溶质的物质的量浓度为________。
(3)0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液中的Na+浓度与0.3 mol·L-1 NaCl溶液中的Na+浓度______(填“相等”或“不相等”)。
(4)100 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液中含H2SO4________ mol,含H+________个。
4.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________(填字母)。
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________。
(3)量取浓盐酸的体积为________mL,应选用的量筒规格为________,制时应选用的容量瓶规格为________。
(4)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是________(填字母)。
a.某同学定容时俯视容量瓶刻度线
b.没有洗涤烧杯内壁和玻璃棒
c.摇匀后发现液面低于刻度线又加水了
d.转移溶液时操作时将少量液体洒到外面
e.未冷却至室温就进行转移定容
【情境引入】
1.教材中描述“热的溶液需冷却到室温后才能转移到容量瓶中”。配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠在烧杯中刚好溶解,即把溶液转移到容量瓶,这样可以吗?若不可以,这样所配溶液的浓度如何变化?
2.某同学在配制100 mL 0.100 mol·L-1的Na2CO3溶液定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线,会对实验结果产生什么影响?
►问题一 物质的量浓度
【典例1】下列叙述正确的是( )
A.含1 mol溶质的任何溶液,物质的量浓度一定相等
B.配制1 mol·L-1 NaCl溶液1 L,其方法是将58.5 g NaCl溶于1 L水中即可
C.体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的微粒数一定相同
D.1 L 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液中,Ca2+和Cl-的物质的量浓度都是0.5 mol·L-1
【变式1-1】下列关于1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的说法正确的是( )
A.该溶液中含有1 mol Ba(OH)2
B.将1 mol Ba(OH)2溶于1 L水中可得到该浓度的溶液
C.该溶液中OH-的物质的量浓度为2 mol·L-1
D.1 L该溶液中所含Ba2+和OH-的物质的量都是1 mol
【变式1-2】下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )
A.将40 g NaOH溶解在1 L水中
B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入9 L水中
D.将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
►问题二 物质的量浓度的简单计算
【典例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)从1 L该溶液中取出10 mL,10 mL溶液中物质的量浓度为________,溶质的物质的量为________。
【解题必备】有关物质的量浓度的简单计算
1.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。
计算溶质的物质的量浓度的关键是从已知条件中找出溶质的物质的量(n)和溶液的体积(V),据此求出溶质的物质的量浓度cB。
已知一定体积的溶液中溶质的量,计算溶质的物质的量浓度的方法
(1)若已知溶质质量
(2)若已知溶液中某粒子的个数
2.溶液中离子浓度的计算
(1)单一溶液中溶质组成计算
根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
(2)混合溶液中电荷守恒计算
根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
【变式2-1】下列溶液中,氯离子浓度最大的是( )
A.100 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液
B.150 mL 1 mol·L-1的MgCl2溶液
C.10 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液
D.200 mL 1 mol·L-1的HCl溶液
【变式2-2】将4 g氢氧化钠溶解在10 mL水中,再稀释成1 L,从中取出10 mL,这10 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.10 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.0.01 mol·L-1
►问题三 一定物质的量浓度溶液的配制
【典例3】某同学帮助水质检测站配制480 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液以备使用,请回答下列问题。
(1)配制过程中需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、________。
(2)该同学应用托盘天平称取NaOH固体的质量为________ g。
(3)使用容量瓶前需检查是否漏液,检查的方法是______________________________________________。用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,该容量瓶必须是________(填序号)。
A.干燥的 B.不漏液的 C.用欲配制的溶液润洗过的
【解题必备】
(1)配制一定物质的量浓度的溶液,若是固体溶质,用天平进行称量其质量;若是液体溶质,用量筒量取其体积。
(2)选择实验仪器,要依据实验的具体步骤。
【变式3-1】下列关于容量瓶及其使用方法的叙述正确的有( )
①是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器
②使用前需检查容量瓶是否漏液
③可以加热
④不能用于贮存配制好的溶液
⑤可用500 mL容量瓶配制250 mL溶液
A.①③ B.①②④
C.①②④⑤ D.①②③④
【变式3-2】用NaCl固体配制0.1 mol·L-1的NaCl溶液,下列操作或说法正确的是( )
A.称量时,将固体NaCl直接放在天平左盘上
B.若在移液过程中,溶液溅出容量瓶,则应重新配制溶液
C.固体直接转移到容量瓶中,并加水稀释到刻度线
D.将5.85 g NaCl固体溶于1 L水中可配成0.1 mol·L-1的NaCl溶液
►问题四 一定物质的量浓度溶配制的误差分析
【典例4】使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差,下列情况会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用托盘天平(使用游码)称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了 ②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤 ③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水 ④定容时,俯视容量瓶的刻度线
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
A.①②⑤ B.①③⑤ C.③④⑤ D.②③④
【解题必备】
1.误差分析的方法:
在配制一定物质的量浓度的溶液时,很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误差时,要根据c=,围绕实验操作对n或V的影响来分析。
(1)凡是使nB增大的因素,使cB偏大。
(2)凡是使nB减小的因素,使cB偏小。
(3)凡是使V增大的因素,使cB偏小。
2.定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解:
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏小。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏大。
【变式4-1】下列配制的溶液浓度偏大的是( )
A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制稀盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,砝码错误放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并加蒸馏水至刻度线
【变式4-2】下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液1 000 mL时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
1.下列说法正确的是( )
A.40 g NaOH溶于水所得1 L溶液的浓度为1 mol·L-1
B.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中Na+的浓度为1 mol·L-1
C.从1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中取出0.1 L溶液,则NaCl溶液的浓度变为0.01 mol·L-1
D.1 L 0.2 mol·L-1的Na2SO4溶液中,Na+的物质的量为0.2 mol
2.下列说法中正确的是( )
A.将322 g Na2SO4·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.将1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液加水稀释到2 L,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.将1 L 18.4 mol·L-1的H2SO4溶液加入到1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
D.将336 mL HCl气体溶于水,配成300 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
3.物质的量浓度相等的NaCl、MgCl2、AlCl3三种物质的溶液,当溶液的体积比为3∶2∶1时,三种溶液中Cl-的物质的量之比为( )
A.1∶1∶1 B.3∶2∶1 C.1∶2∶3 D.3∶4∶3
4.实验室中需要配制2 mol·L-1的NaCl溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaCl质量分别是( )
A.950 mL,111.2 g B.500 mL,117 g
C.1 000 mL,117 g D.1 000 mL,111.2 g
5.实验室用NaCl固体配制100 mL 0.10 mol·L-1 NaCl溶液。下列图示实验操作中不需要进行的是( )
6.欲配制100 mL 1.0 mol/L Na2SO4溶液,正确的方法是( )
①将14.2 g Na2SO4,溶于100 mL水中
②将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于少量水中,再用水稀释至100 mL
③将20 mL 5.0 mol/L Na2SO4溶液用水稀释至100 mL
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
7.某同学用固体Na2CO3配制500 mL 0.10 mol·L-1的Na2CO3溶液,其称量操作如图所示,若其他操作均正确,则最终配制的溶液浓度( )
A.偏高 B.偏低
C.可能偏高也可能偏低 D.准确
8.配制500 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液,下列说法或操作正确的是( )
A.将NaCl固体直接放在托盘天平的托盘上称量
B.用托盘天平准确称量干燥的NaCl固体2.925 g
C.在500 mL容量瓶中溶解氯化钠固体,然后加蒸馏水至刻度线
D.准确称量2.9 g混有KCl的NaCl固体,其他操作均正确,配好后的溶液中c(Cl-)偏低
9.实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1的FeSO4溶液,实验操作步骤有:
①在托盘天平上称出27.8 g绿矾,把它放在烧杯里,用适量的蒸馏水使它完全溶解
②把制得的溶液小心地注入500 mL 容量瓶中
③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm处改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切
④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤的液体都小心转入容量瓶,并轻轻摇匀
⑤将容量瓶塞塞紧,充分摇匀
请填写下列空白:
(1)操作步骤的正确顺序为(填序号)________。
(2)本实验用到的基本仪器有________________________________________。
(3)某同学观察液面的情况如图所示,对所配溶液浓度有何影响?会________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)若出现如下情况,所配溶液浓度将偏高还是偏低:
没有进行操作步骤④,会________;
加蒸馏水时不慎超过了刻度线,会________。
(5)若实验过程中出现如下情况应如何处理?
加蒸馏水时不慎超过了刻度线,应________;
向容量瓶中转移溶液时(实验步骤②)不慎有液滴掉在容量瓶外面,应________。
1.V L K2SO4溶液中含有K+ m g,则溶液中SO的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
2.两份体积相同的某植物营养液,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
—
下列对这两份营养液成分的分析中正确的是( )
A.K+的物质的量相同 B.Cl-的物质的量相同
C.完全相同 D.SO的物质的量不同
3.将标准状况下的a L HCl气体溶于100 g水中,得到的盐酸的密度为b g·mL-1,则该盐酸的物质的量浓度是( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
4.将117 g NaCl溶于水配制成1 L溶液,
(1)该溶液中NaCl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NaCl溶液500 mL,需该溶液的体积为________。
(3)向该溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl-的物质的量浓度为3 mol·L-1(假设溶液体积不变),则溶液中H+的物质的量浓度为________,通入HCl气体的体积(标准状况下)为________。
5.实验室需要0.3 mol/L NaOH溶液480 mL和1.0 mol/L硫酸溶液250 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题。
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是________(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是____________________(填仪器名称)。
(2)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有________(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液
B.贮存溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.用来加热溶解固体溶质
(3)根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为________g。在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓度________0.3 mol/L(填“大于”“等于”或“小于”,下同)。
(4)根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸的体积为________mL(计算结果保留一位小数)。如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用________ mL的量筒最好。
6.如表是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)如图所示的仪器中,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________(填字母),还缺少的玻璃仪器有____________(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)=________mol。
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