内容正文:
第二章 第7课时 物质的量浓度
01 能从宏观和微观相结合的角度理解物质的量浓度的含义及其微观粒子间的关系。
02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,建立实验误差分析的思维模型,并能应用模型解决实际问题。
考点突破
1
情境· 探究
【情境】下表是某同学体检项目的部分指标:
序号
项目名称
英文缩写
检查结果
单位
参考范围
12
*钾
K
4.1×10-3
mol/L
3.5~5.5
13
*钠
Na
140×10-3
mol/L
135~145
14
*氯
Cl
103×10-3
mol/L
96~111
15
*钙
Ca
2.43×10-3
mol/L
2.13~2.70
16
胱抑素C
CysC
0.78
mg/L
0.59~1.03
17
*肌酐(酶法)
Cr(E)
71×10-6
mol/L
59~104
18
*尿素
Urea
4.18×10-3
mol/L
2.78~7.14
19
*葡萄糖
Glu
5.1×10-3
mol/L
3.9~6.1
20
*尿酸
UA
310×10-6
mol/L
210~416
21
*无机磷
P
1.19×10-3
mol/L
0.81~1.45
22
*总胆固醇
TC
4.65×10-3
mol/L
2.85~5.70
23
*甘油三酯
TG
1.50×10-3
mol/L
0.45~1.70
24
高密度脂蛋白胆固醇
HDL-C
1.08×10-3
mol/L
0.93~1.81
【问题探究】
1.你知道上述体检报告单位一栏“mol/L”的含义是什么吗?
2.由体检报告中第15项可知,该同学“钙”含量为2.43×10-3 mol/L,则2 L该溶液中含Ca2+的物质的量是多少?
3.由体检报告中第13项可知,钠离子浓度为0.14 mol/L,从100 mL 0.140 mol/L的NaCl溶液中取出10 mL,其Na+的物质的量浓度是多少?1 L 0.140 mol/L的NaCl溶液中含NaCl的质量是多少?
4.将58.5 g食盐溶解到1 L蒸馏水中,所得溶液的物质的量浓度是1 mol/L吗?为什么?
归纳·总结
物质的量浓度
【易错点】
(1)B表示溶液中的任意溶质,可以是分子、离子等。
(2)溶质用物质的量表示,而不是质量,如给出溶质的质量或气体的体积时,要换算成物质的量。
(3)V指“溶液的体积”,而不是“溶剂的体积”或“溶质的体积+溶剂的体积”,V的单位为升(L)。
(4)一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取溶液体积的不同而变化。
课堂·练习
1.下列关于的硫酸溶液的说法中,正确的是
A.1L水中含有硫酸 B.1L溶液中含
C.1L该硫酸溶液中含有98g D.将98g硫酸溶于1L水所配成的溶液
2.下列有关0.2mol/LBaCl2溶液的说法不正确的是
A.取出该溶液5mL,加水稀释至100mL后,溶液的浓度为0.01mol/L
B.10mL该溶液中Cl-浓度与20mL0.2mol/LKCl溶液中相同
C.100mL该溶液中Cl-的物质的量为0.04mol
D.100mL该溶液与200mL0.1mol/LNaHSO4溶液恰好完全反应
3.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
考点突破
2
情境· 探究
【情境】(一)配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器——容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
(2)容量瓶的查漏方法
使用前要检查容量瓶是否漏水,检查方法:加水→塞瓶塞→倒立→观察是否漏水→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察是否漏水。
【问题探究】
1.实验室需要225 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液,配制时应选择什么规格的容量瓶?
2.能否将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释?
【情境】(二)配制一定物质的量浓度的溶液
如图是实验室配制一定物质的量浓度溶液的操作过程:
【问题探究】
1.在上图操作中,向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是什么?玻璃棒的下端为什么应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上?
2.配制一定物质的量浓度溶液时,为什么一定要洗涤烧杯和玻璃棒?
3.配制溶液的过程中,溶液转移至容量瓶前为什么要恢复至室温?
4.定容加蒸馏水时不慎超过了刻度线,是否可用胶头滴管将超过了刻度线的液体吸出?向容量瓶转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面,应如何处理?
归纳·总结
1.一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器
2.配制示例——配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液
(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体积。如实验室需用480 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液,应选用500 mL容量瓶,且计算时按500 mL计算需用NaOH固体的量而不是按480 mL计算。
(2)使用容量瓶要注意“五不”:不能用于溶解固体;不能用于稀释浓溶液;不能加热;不能用作反应容器;不能长期贮存溶液。
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
注:n、V一列用“偏小”“无影响”或“偏大”填写,c一列用“偏低”“无影响”“偏高”填写。(注:表格中“/”表示对n或V无影响。)
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
偏小
/
偏低
称量NaOH时使用滤纸
偏小
/
偏低
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
偏大
/
偏高
用量筒量取浓硫酸时俯视
偏小
/
偏低
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
偏大
/
偏高
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
偏小
/
偏低
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
偏小
偏高
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
无影响
转移时有少量溶液流到容量瓶外
偏小
/
偏低
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
偏小
/
偏低
定容
定容时仰视刻度线
/
偏大
偏低
定容时俯视刻度线
/
偏小
偏高
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
偏小
/
偏低
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
偏大
偏低
(1)误差分析的方法
在分析配制一定物质的量浓度溶液的误差时,要根据cB==来分析,其中MB(溶质的摩尔质量)为定值,因此:①V不变,凡是使mB或nB增大的操作,均使cB偏高;凡是使mB或nB减小的操作,均使cB偏低。②nB或mB不变,凡是使V增大的操作,均使cB偏低;凡是使V减小的操作,均使cB偏高。
(2)注意事项
①在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,应洗净容量瓶,重新配制。
②配制时完全不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响实验结果。
③定容时俯视、仰视对结果的影响
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏低。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏高。
课堂·练习
1.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.用托盘天平称取胆矾
B.实验中必须用到的玻璃仪器为:烧杯、量筒、容量瓶、玻璃棒
C.定容时仰视容量瓶的刻度线,会造成所配溶液物质的量浓度偏高
D.定容摇匀后发现液面低于刻度线,应再滴加蒸馏水至刻度线
2.配制一定物质的量浓度的溶液的过程示意如下,需用到胶头滴管的是
A. B.
C. D.
3.配制250mL0.25的NaOH溶液时,下列实验操作会使配得的溶液浓度偏高的是
A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B.用托盘天平称量时,药品放在右盘称量
C.在容量瓶中定容时俯视刻度线
D.定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面低于刻度,再补充几滴水至刻度线
考点突破
3
情境· 探究
【情境】1 ×××
(饮用矿泉水)
净含量:350 mL
配料表:纯净水、硫酸镁、氯化钾
保质期:12个月
主要成分:水
钾离子(K+):1.0~27.3 mg/L
镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg/L
氯离子(Cl-):10~27.3 mg/L
硫酸根离子(SO):0.4~19.5 mg/L
【问题探究】
(1)Mg2+的物质的量浓度范围为多少?
(2)Cl-的物质的量范围为多少?
【情境】2 在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。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)。
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
【问题探究】
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是什么?其物质的量浓度为多少?
(2)“鲜花保鲜剂”中SO、MnO、K+的物质的量浓度分别为多少?写出计算式。
归纳·总结
1.已知一定体积溶液中溶质的某物理量,求c
2.已知标准状况下V L气体溶于水后形成溶液,求c
(2)若已知溶液的密度为ρ g/cm3,该气体溶于1 L水形成的溶液中溶质的物质的量浓度c== mol/L= mol/L= mol/L。
3.溶液稀释或混合时,求c
(1)溶质的物质的量不变
c1V1=c2V2(c1、c2为稀释前后溶液中溶质的物质的量浓度,V1、V2为稀释前后溶液的体积)。
(2)不同物质的量浓度溶液混合
溶质相同,溶质物质的量浓度不同的溶液,溶质的物质的量在混合前后不变,c1V1+c2V2=c混·V混(c混为混合后溶液中溶质的物质的量浓度,V混为混合后溶液的体积)。
4.质量分数w与物质的量浓度c之间的换算
c=
(1)公式的推导方法:体积为V(L)的某溶液的密度为ρ(g/cm3),其溶质的质量分数为w、摩尔质量为M(g/mol),则其物质的量浓度c=====。
注意:计算m(溶液)时要使体积V与密度ρ的单位相对应。
(2)二者比较
物质的量浓度
溶质的质量分数
公式
c=
w=×100%
单位
mol/L
无
特点
体积相同、物质的量浓度也相同的任何溶液中,所含溶质的物质的量相同,溶质的质量不一定相同
体积相同、溶质的质量分数也相同的任何溶液中,所含溶质的质量相同,溶质的物质的量不一定相同
【易错点】
(1)正确判断溶液中的溶质并计算其物质的量
①与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,SO3H2SO4,CaOCa(OH)2,NO2HNO3。
②含结晶水的物质:CuSO4·5H2O―→CuSO4,Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
③特殊物质,如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时以NH3作为溶质。
(2)准确计算溶液的体积
c=中的V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和,不能用水的体积代替溶液的体积,应根据V=计算。
课堂·练习
1.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(CP)(500mL)
品名:硫酸 化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需量取该硫酸50mL
C.该瓶硫酸的质量是920g
D.等质量的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度大于
2.将的溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
3.在NaCl、MgCl2、MgSO4 形成的混合溶液中,c(Na+)=0.1mol/L,c(Mg2+)=0.25mol/L,c(Cl-)=0.4mol/L,则c()为
A.0.15 mol·L-1 B.0.20 mol·L-1 C.0.25 mol·L-1 D.0.10 mol·L-1
巩固·提升
1.配制100 mL 1.0 mol/LNa2CO3溶液,下列操作正确的是
A.称取10.6 g无水碳酸钠,转移至100 mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.加蒸馏水时,不慎超过了容量瓶刻度线,用胶头滴管吸出多余液体至液面与刻度线相切
C.转移Na2CO3溶液时,直接倒入容量瓶中
D.定容后,塞好瓶塞,反复倒转、摇匀
2.实验室需要的溶液,部分实验操作示意图如图,下列说法正确的是
A.为了实验简便,可在容量瓶中直接溶解氯化钠固体
B.需要用托盘天平称量氯化钠的质量是
C.容量瓶洗涤后需要烘干才能使用
D.定容时,俯视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏高
3.配制一定物质的量浓度的溶液时,造成所配溶液浓度偏低的是
A.转移定容前,容量瓶中有少量水
B.在烧杯中溶解后,立即转入容量瓶中进行定容
C.定容后,上下颠倒容量瓶时有少量液体留出容量瓶外
D.向容量瓶加水时眼睛仰视液面定容
4.下列溶液中与10mL3KCl溶液中相等的是
A.15mL2溶液 B.20mL0.5溶液
C.10mL1.5溶液 D.15mL1溶液
5.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.下图为实验室某试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
(1)该NaOH溶液的物质的量浓度为________mol/L。
(2)现在要配制100 mL该浓度的NaOH溶液,需称量________ g固体氢氧化钠。溶液配制的基本步骤如下:
(3)将上述实验步骤A到F按实验过程先后顺序排列(不重复):________。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为________。
(5)下列操作对NaOH溶液的物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①摇匀后发现液面低于刻度线再加水:________;
②容量瓶中原有少量蒸馏水:________;
③定容时俯视观察液面:________。
2
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第二章 第7课时 物质的量浓度
01 能从宏观和微观相结合的角度理解物质的量浓度的含义及其微观粒子间的关系。
02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,建立实验误差分析的思维模型,并能应用模型解决实际问题。
考点突破
1
情境· 探究
【情境】下表是某同学体检项目的部分指标:
序号
项目名称
英文缩写
检查结果
单位
参考范围
12
*钾
K
4.1×10-3
mol/L
3.5~5.5
13
*钠
Na
140×10-3
mol/L
135~145
14
*氯
Cl
103×10-3
mol/L
96~111
15
*钙
Ca
2.43×10-3
mol/L
2.13~2.70
16
胱抑素C
CysC
0.78
mg/L
0.59~1.03
17
*肌酐(酶法)
Cr(E)
71×10-6
mol/L
59~104
18
*尿素
Urea
4.18×10-3
mol/L
2.78~7.14
19
*葡萄糖
Glu
5.1×10-3
mol/L
3.9~6.1
20
*尿酸
UA
310×10-6
mol/L
210~416
21
*无机磷
P
1.19×10-3
mol/L
0.81~1.45
22
*总胆固醇
TC
4.65×10-3
mol/L
2.85~5.70
23
*甘油三酯
TG
1.50×10-3
mol/L
0.45~1.70
24
高密度脂蛋白胆固醇
HDL-C
1.08×10-3
mol/L
0.93~1.81
【问题探究】
1.你知道上述体检报告单位一栏“mol/L”的含义是什么吗?
【解析】mol/L是物质的量浓度的单位,是指1 L溶液中含溶质的物质的量。
2.由体检报告中第15项可知,该同学“钙”含量为2.43×10-3 mol/L,则2 L该溶液中含Ca2+的物质的量是多少?
【解析】2.43×10-3 mol/L×2 L=4.86×10-3 mol。
3.由体检报告中第13项可知,钠离子浓度为0.14 mol/L,从100 mL 0.140 mol/L的NaCl溶液中取出10 mL,其Na+的物质的量浓度是多少?1 L 0.140 mol/L的NaCl溶液中含NaCl的质量是多少?
【解析】Na+的物质的量浓度仍为0.140 mol/L;1 L0.140 mol/L NaCl溶液中,n(NaCl)=0.14 mol,m(NaCl)=0.14 mol×58.5 g/mol=8.19 g。
4.将58.5 g食盐溶解到1 L蒸馏水中,所得溶液的物质的量浓度是1 mol/L吗?为什么?
【解析】不是;1 L是水的体积而不是溶液的体积,故所得NaCl溶液的物质的量浓度不是1 mol/L。
归纳·总结
物质的量浓度
【易错点】
(1)B表示溶液中的任意溶质,可以是分子、离子等。
(2)溶质用物质的量表示,而不是质量,如给出溶质的质量或气体的体积时,要换算成物质的量。
(3)V指“溶液的体积”,而不是“溶剂的体积”或“溶质的体积+溶剂的体积”,V的单位为升(L)。
(4)一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取溶液体积的不同而变化。
课堂·练习
1.下列关于的硫酸溶液的说法中,正确的是
A.1L水中含有硫酸 B.1L溶液中含
C.1L该硫酸溶液中含有98g D.将98g硫酸溶于1L水所配成的溶液
【答案】C
【解析】A.1L1mol/L 硫酸溶液,含有1mol硫酸,故A错误;
B.1L溶液含有2mol氢离子,故B错误;
C.1mol/L硫酸溶液表示1L溶液中含有1mol硫酸,即含有98g硫酸,故C正确;
D.将98g硫酸溶于水配成1L溶液,硫酸浓度为1mol⋅L−1,故D错误;
故选C。
2.下列有关0.2mol/LBaCl2溶液的说法不正确的是
A.取出该溶液5mL,加水稀释至100mL后,溶液的浓度为0.01mol/L
B.10mL该溶液中Cl-浓度与20mL0.2mol/LKCl溶液中相同
C.100mL该溶液中Cl-的物质的量为0.04mol
D.100mL该溶液与200mL0.1mol/LNaHSO4溶液恰好完全反应
【答案】B
【解析】A.取该溶液5mL,加水稀释至100mL后,溶液的浓度为,A正确;
B.该溶液中Cl-浓度为0.2mol/L×2=0.4mol/L,与20mL0.2mol/LKCl溶液中不相同,B错误;
C.100mL该溶液中Cl-的物质的量为0.1L×0.2mol/L×2=0.04mol,C正确;
D.100mL该溶液中钡离子的物质的量为0.1L×0.2mol/L=0.02mol,200mL0.1mol/LNaHSO4溶液中硫酸根离子的物质的量为0.2L×0.1mol/L=0.02mol,则两者恰好完全反应生成硫酸钡沉淀,D正确;
故选B。
3.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】A.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,故A错误;
B.溶液体积未知,无法计算溶液中含有溶质氯化钠物质的量,故B错误;
C.溶液具有均一性,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仍然是1 mol·L-1,故C错误;
D.1 mol/L CaCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度为:1mol/L×2=2 mol/L,故D正确。
答案选D。
考点突破
2
情境· 探究
【情境】(一)配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器——容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
(2)容量瓶的查漏方法
使用前要检查容量瓶是否漏水,检查方法:加水→塞瓶塞→倒立→观察是否漏水→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察是否漏水。
【问题探究】
1.实验室需要225 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液,配制时应选择什么规格的容量瓶?
【解析】250 mL的容量瓶。实验室里没有225 mL的容量瓶,故应选择250 mL的容量瓶。
2.能否将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释?
【解析】不能;因为物质溶解时会有热量的变化,造成溶液体积有误差,配制的浓度不准确。
【情境】(二)配制一定物质的量浓度的溶液
如图是实验室配制一定物质的量浓度溶液的操作过程:
【问题探究】
1.在上图操作中,向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是什么?玻璃棒的下端为什么应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上?
【解析】向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是引流,以防止溶液外洒而造成损失。如果玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以上的内壁上,刻度线以上的内壁上附着的液体不能及时流下,定容后造成溶液体积偏大,所以玻璃棒的下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上。
2.配制一定物质的量浓度溶液时,为什么一定要洗涤烧杯和玻璃棒?
【解析】因为移液后的烧杯内壁和玻璃棒上沾有少量的溶质,必须用蒸馏水洗涤,使溶质全部转入容量瓶中,否则会造成实验误差。
3.配制溶液的过程中,溶液转移至容量瓶前为什么要恢复至室温?
【解析】容量瓶上标有的容积是指室温下的容积,若溶液的温度过高,会使容量瓶的容积发生变化而造成实验误差。
4.定容加蒸馏水时不慎超过了刻度线,是否可用胶头滴管将超过了刻度线的液体吸出?向容量瓶转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面,应如何处理?
【解析】均不可以。因超过了刻度线的液体不是多加入的蒸馏水,而是含有溶质的溶液,用胶头滴管将其吸出,溶质会减少,也无其他方法进行弥补处理,实验失败,只能重新配制。
归纳·总结
1.一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器
2.配制示例——配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液
(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体积。如实验室需用480 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液,应选用500 mL容量瓶,且计算时按500 mL计算需用NaOH固体的量而不是按480 mL计算。
(2)使用容量瓶要注意“五不”:不能用于溶解固体;不能用于稀释浓溶液;不能加热;不能用作反应容器;不能长期贮存溶液。
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
注:n、V一列用“偏小”“无影响”或“偏大”填写,c一列用“偏低”“无影响”“偏高”填写。(注:表格中“/”表示对n或V无影响。)
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
偏小
/
偏低
称量NaOH时使用滤纸
偏小
/
偏低
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
偏大
/
偏高
用量筒量取浓硫酸时俯视
偏小
/
偏低
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
偏大
/
偏高
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
偏小
/
偏低
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
偏小
偏高
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
无影响
转移时有少量溶液流到容量瓶外
偏小
/
偏低
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
偏小
/
偏低
定容
定容时仰视刻度线
/
偏大
偏低
定容时俯视刻度线
/
偏小
偏高
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
偏小
/
偏低
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
偏大
偏低
(1)误差分析的方法
在分析配制一定物质的量浓度溶液的误差时,要根据cB==来分析,其中MB(溶质的摩尔质量)为定值,因此:①V不变,凡是使mB或nB增大的操作,均使cB偏高;凡是使mB或nB减小的操作,均使cB偏低。②nB或mB不变,凡是使V增大的操作,均使cB偏低;凡是使V减小的操作,均使cB偏高。
(2)注意事项
①在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,应洗净容量瓶,重新配制。
②配制时完全不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响实验结果。
③定容时俯视、仰视对结果的影响
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏低。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏高。
课堂·练习
1.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.用托盘天平称取胆矾
B.实验中必须用到的玻璃仪器为:烧杯、量筒、容量瓶、玻璃棒
C.定容时仰视容量瓶的刻度线,会造成所配溶液物质的量浓度偏高
D.定容摇匀后发现液面低于刻度线,应再滴加蒸馏水至刻度线
【答案】A
【解析】A.胆矾的分子式为,摩尔质量为250g/mol,实验室没有480mL的容量瓶,应配制的溶液,需要胆矾的质量为:,A项正确;
B.实验中用到的玻璃仪器除了有烧杯、量筒、容量瓶、玻璃棒,还有胶头滴管,B项错误;
C.定容时仰视容量瓶的刻度线,会导致溶液体积偏大,造成所配溶液物质的量浓度偏低,C项错误;
D.定容摇匀后发现液面低于刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线,导致溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,D项错误;
故选A。
2.配制一定物质的量浓度的溶液的过程示意如下,需用到胶头滴管的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】配置一定物质的量浓度的溶液的过程一共有八个步骤:
1.计算:所称取固体的质量或所量取液体的体积。
2.称量:称量固体时要注意天平的精确程度,同样量取液体时,也要注意量筒和滴定管的精确程度。如托盘天平就不能称出5.85 g固体NaCl,量筒就不能量出5.25 mL液体的体积。因为他们的精确程度为0.1。建议使用电子天平。
3.溶解:一般在烧杯中进行,在溶解过程中有的有热效应,故还要冷却,这是因为容量瓶的容量、规格是受温度限制的,如果未冷却,会因为热胀效应而产生误差。
4.移液:转移液体时要用玻璃棒引流,且其下端一般应靠在容量瓶内壁的刻度线以下部位。
5.洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,其目的是使溶质尽可能地转移到容量瓶中,以防产生误差。
6.定容:当向容量瓶中加水至刻度线1 cm~2 cm处时,再改用胶头滴管至刻度处。
7.摇匀:这时如果液面低于刻度线,不要再加水。
8.装瓶:容量瓶不能长时间盛放液体,应盛装在指定的试剂瓶中,并贴好标签。
【解析】A.如图,该装置为称量、溶解,用到的玻璃仪器为量筒和烧杯,没必要用到胶头滴管,故A不选;
B.如图,该过程为移液,所用玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和容量瓶,故B不选;
C.如图,该过程为洗涤,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,其目的是使溶质尽可能地转移到容量瓶中,没有用到胶头滴管,故C不选;
D.如图,该过程为定容,摇匀,当向容量瓶中加水至刻度线1 cm~2 cm处时,再改用胶头滴管至刻度处,故D选;
故选D。
3.配制250mL0.25的NaOH溶液时,下列实验操作会使配得的溶液浓度偏高的是
A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B.用托盘天平称量时,药品放在右盘称量
C.在容量瓶中定容时俯视刻度线
D.定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面低于刻度,再补充几滴水至刻度线
【答案】C
【分析】先分析操作方法对溶质的物质的量(n)、溶液体积(V)的影响,然后结合c= 分析误差,若n偏大、V偏小,所得溶液浓度偏大,反之则相反。
【解析】A. 转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容,n偏小,所得溶液浓度偏小,故A错误;
B. 需要NaOH的质量0.250L×0.25×40g/mol=2.5g,用托盘天平称量时,药品放在右盘称量,称得的NaOH质量偏小,n偏小,所得溶液浓度偏小,故B错误;
C. 在容量瓶中定容时俯视刻度线,加入蒸馏水体积偏小,导致V偏小,所得溶液浓度偏大,故C正确;
D. 定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面低于刻度,再补充几滴水至刻度线,溶液体积V偏大,所得溶液浓度偏小,故D错误;
故选C。
考点突破
3
情境· 探究
【情境】1 ×××
(饮用矿泉水)
净含量:350 mL
配料表:纯净水、硫酸镁、氯化钾
保质期:12个月
主要成分:水
钾离子(K+):1.0~27.3 mg/L
镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg/L
氯离子(Cl-):10~27.3 mg/L
硫酸根离子(SO):0.4~19.5 mg/L
【问题探究】
(1)Mg2+的物质的量浓度范围为多少?
(2)Cl-的物质的量范围为多少?
【答案】 (1)4.17×10-6~2×10-4 mol·L-1。
(2)9.9×10-5~2.7×10-4 mol。
【情境】2 在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”可延长鲜花的寿命。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)。
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
【问题探究】
(1)“鲜花保鲜剂”中物质的量浓度最大的成分是什么?其物质的量浓度为多少?
(2)“鲜花保鲜剂”中SO、MnO、K+的物质的量浓度分别为多少?写出计算式。
【答案】 (1)蔗糖, mol·L-1或0.146 mol·L-1
(2)c(SO)= mol·L-1= mol·L-1
c(MnO)= mol·L-1= mol·L-1
c(K+)=2c(SO)+c(MnO)= mol·L-1
归纳·总结
1.已知一定体积溶液中溶质的某物理量,求c
2.已知标准状况下V L气体溶于水后形成溶液,求c
(2)若已知溶液的密度为ρ g/cm3,该气体溶于1 L水形成的溶液中溶质的物质的量浓度c== mol/L= mol/L= mol/L。
3.溶液稀释或混合时,求c
(1)溶质的物质的量不变
c1V1=c2V2(c1、c2为稀释前后溶液中溶质的物质的量浓度,V1、V2为稀释前后溶液的体积)。
(2)不同物质的量浓度溶液混合
溶质相同,溶质物质的量浓度不同的溶液,溶质的物质的量在混合前后不变,c1V1+c2V2=c混·V混(c混为混合后溶液中溶质的物质的量浓度,V混为混合后溶液的体积)。
4.质量分数w与物质的量浓度c之间的换算
c=
(1)公式的推导方法:体积为V(L)的某溶液的密度为ρ(g/cm3),其溶质的质量分数为w、摩尔质量为M(g/mol),则其物质的量浓度c=====。
注意:计算m(溶液)时要使体积V与密度ρ的单位相对应。
(2)二者比较
物质的量浓度
溶质的质量分数
公式
c=
w=×100%
单位
mol/L
无
特点
体积相同、物质的量浓度也相同的任何溶液中,所含溶质的物质的量相同,溶质的质量不一定相同
体积相同、溶质的质量分数也相同的任何溶液中,所含溶质的质量相同,溶质的物质的量不一定相同
【易错点】
(1)正确判断溶液中的溶质并计算其物质的量
①与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,SO3H2SO4,CaOCa(OH)2,NO2HNO3。
②含结晶水的物质:CuSO4·5H2O―→CuSO4,Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
③特殊物质,如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时以NH3作为溶质。
(2)准确计算溶液的体积
c=中的V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和,不能用水的体积代替溶液的体积,应根据V=计算。
课堂·练习
1.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(CP)(500mL)
品名:硫酸 化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需量取该硫酸50mL
C.该瓶硫酸的质量是920g
D.等质量的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度大于
【答案】C
【解析】A.硫酸的物质的量浓度为,故A错误;
B.配制的稀硫酸,用250ml容量瓶,需量取该硫酸,,故B错误;
C.该瓶硫酸的质量是1.84g/ml×500ml=920g,故C正确;
D.水的密度小于硫酸,等质量的水与该硫酸混合所得溶液的物质的量浓度小于,故D错误;
故答案为:C。
2.将的溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】原溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为:c()=5mol/L×2=10mol/L,硝酸根离子不发生水解,所以稀释过程中硝酸根离子的物质的量不变,设稀释后溶液中硝酸根离子浓度为c,则:10mol/L×a×10-3L=b×10-3L×c,解得c=mol/L。
答案选B。
3.在NaCl、MgCl2、MgSO4 形成的混合溶液中,c(Na+)=0.1mol/L,c(Mg2+)=0.25mol/L,c(Cl-)=0.4mol/L,则c()为
A.0.15 mol·L-1 B.0.20 mol·L-1 C.0.25 mol·L-1 D.0.10 mol·L-1
【答案】D
【解析】在NaCl、MgCl2、MgSO4形成的混合溶液中,c(Na+)=0.1mol/L,c(Mg2+)=0.25mol/L,c(Cl-)=0.4mol/L,根据电荷守恒c(Na+)+ 2c(Mg2+)= c(Cl-)+ 2c(S),则c(S)=0.1 mol·L-1,故答案选D。
巩固·提升
1.配制100 mL 1.0 mol/LNa2CO3溶液,下列操作正确的是
A.称取10.6 g无水碳酸钠,转移至100 mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.加蒸馏水时,不慎超过了容量瓶刻度线,用胶头滴管吸出多余液体至液面与刻度线相切
C.转移Na2CO3溶液时,直接倒入容量瓶中
D.定容后,塞好瓶塞,反复倒转、摇匀
【答案】D
【解析】A.不能在容量瓶中溶解固体,应在烧杯中溶解,故A错误;
B.加蒸馏水时,不慎超过了容量瓶刻度线,不能用胶头滴管吸出多余液体至液面与刻度线相切,应该重新配制,故B错误;
C.转移Na2CO3溶液时,不能直接倒入容量瓶中,为防止液体外溅,应用玻璃棒引流,故C错误;
D.定容后,需要塞好瓶塞,反复倒转使溶液混合均匀,故D正确;
故答案为:D。
2.实验室需要的溶液,部分实验操作示意图如图,下列说法正确的是
A.为了实验简便,可在容量瓶中直接溶解氯化钠固体
B.需要用托盘天平称量氯化钠的质量是
C.容量瓶洗涤后需要烘干才能使用
D.定容时,俯视容量瓶的刻度线,使配得的溶液浓度偏高
【答案】D
【解析】
A.不能在容量瓶中溶解固体,故A错;
B.托盘天平精确度为0.1g,不能称2.93g;故B错;
C.容量瓶不需要干燥,也不能烘干,故C错;
D.定容时,俯视刻度线,导致加水偏少,使NaCl溶液浓度偏高,D正确;
故答案选D。
3.配制一定物质的量浓度的溶液时,造成所配溶液浓度偏低的是
A.转移定容前,容量瓶中有少量水
B.在烧杯中溶解后,立即转入容量瓶中进行定容
C.定容后,上下颠倒容量瓶时有少量液体留出容量瓶外
D.向容量瓶加水时眼睛仰视液面定容
【答案】D
【解析】A.转移定容前,容量瓶中有少量水对溶质的物质的量和溶液的体积都不会产生影响,溶液的浓度不变,A不符合题意;
B.NaOH在烧杯中溶解后,立即转入容量瓶中进行定容,NaOH溶解放热溶液体积变大,冷却到室温后,液面下降,体积偏小,浓度偏高,B不符合题意;
C.定容后,上下颠倒容量瓶时有少量NaOH液体留出容量瓶外,溶质的物质的量、溶液的体积都发生变化,无法判断溶液浓度变化,C不符合题意;
D.向容量瓶加水时眼睛仰视液面定容,导致溶液的体积偏大,溶液的浓度偏低,D符合题意;
故选D。
4.下列溶液中与10mL3KCl溶液中相等的是
A.15mL2溶液 B.20mL0.5溶液
C.10mL1.5溶液 D.15mL1溶液
【答案】C
【分析】10mL3mol⋅L−1KCl溶液中c(K+)=3mol⋅L−1。
【解析】A.c(K+)=2mol⋅L−1,与题干不相等,A错误;
B.c(K+)=30.5mol⋅L−1=1.5mol⋅L−1,与题干不相等,B错误;
C.c(K+)=21.5mol⋅L−1=3mol⋅L−1,与题干相等,C正确;
D.c(K+)=21mol⋅L−1=2mol⋅L−1,与题干不相等,D错误;
故答案为:C。
5.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】A.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,故A错误;
B.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,故B正确;
C.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,故C错误;
D.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,故D错误;
答案选B。
6.下图为实验室某试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
(1)该NaOH溶液的物质的量浓度为________mol/L。
(2)现在要配制100 mL该浓度的NaOH溶液,需称量________ g固体氢氧化钠。溶液配制的基本步骤如下:
(3)将上述实验步骤A到F按实验过程先后顺序排列(不重复):________。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为________。
(5)下列操作对NaOH溶液的物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①摇匀后发现液面低于刻度线再加水:________;
②容量瓶中原有少量蒸馏水:________;
③定容时俯视观察液面:________。
【解析】(1)该NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)==
=6 mol/L。
(2)现在要配制100 mL该浓度的NaOH溶液,需称量6 mol/L×0.1 L×40 g/mol=24.0 g固体氢氧化钠。
(3)配制溶液时,首先溶解溶质,再转移、洗涤,之后是定容、摇匀,所以上述实验步骤的先后次序为CBDFAE。
(4)上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为100 mL容量瓶。
(5)①溶液被稀释,浓度偏低;②对浓度无影响;③溶液体积偏小,浓度偏高。
【答案】(1)6 (2)24.0 (3)CBDFAE
(4)100 mL容量瓶 (5)①偏低 ②无影响
③偏高
2
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