内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第2课时 物质的量浓度
·考试要求·
1.能从宏观和微观相结合的视角认识物质的量浓度(c)并解决实际问题。
2.在有关计算过程中,通过分析、推理等理解计算的方法,建立有关物质的量浓度题目解答的模型。
3.能从问题和实际出发,确定探究目的,设计配制一定物质的量浓度溶液的实验方案,进行实验探究;在探究中学会合作与交流,能够正确分析实验过程中可能存在的误差问题。
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一、物质的量浓度
1.物质的量浓度
单位体积
cB=
mol·L-1
mol/L
物质的量浓度
物质的量
第2课时 物质的量浓度
2.溶质的质量分数
溶质
溶液
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第2课时 物质的量浓度
二、配制一定物质的量浓度的溶液
1.两种重要仪器——托盘天平和容量瓶
(1)托盘天平的构造及使用
称量前先调零,称量固体药品时,药品放在______,砝码放在______,读数精确到______g。
左盘
右盘
0.1
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5
(2)容量瓶的构造及使用
250 mL
500 mL
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(3)容量瓶的查漏操作
2.一定物质的量浓度溶液的配制流程
(1)主要仪器:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、______、玻璃棒、________等。
容量瓶
胶头滴管
倒立
180°
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7
(2)配制过程(以配制100 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例):
5.9
托盘天平
烧杯
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100
2~3
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1~2
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3.误差分析的思维流程
(1)从溶质改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)
①配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g:______。
②配制500 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g:______。
③配制NaOH溶液时,天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确:______。
偏小
偏小
偏小
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第2课时 物质的量浓度
④配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒:______。
⑤用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:______。
⑥定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线:______。
⑦未洗涤烧杯及玻璃棒:______。
偏小
偏大
偏小
偏小
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(2)从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)
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:______。
②定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:______。
③定容时仰视刻度线:______。
④定容摇匀后少量溶液外流:________。
⑤容量瓶中原有少量蒸馏水:_______。
偏大
偏小
偏小
无影响
无影响
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第2课时 物质的量浓度
(1)1 mol Na2O溶于水,配成1 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1。
( )
(2)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中,所得溶液的溶质的质量分数为25%。 ( )
(3)100 mL水吸收0.1 mol HCl气体,所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L-1。 ( )
(4)容量瓶在使用前要检查是否漏水。 ( )
(5)用固体NaCl配制0.5 mol·L-1的溶液,所用的仪器只有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。 ( )
×
√
×
×
×
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第2课时 物质的量浓度
(6)把0.585 g NaCl固体,放入100 mL容量瓶中,加水到刻度线处,配成0.1 mol·L-1的NaCl溶液。 ( )
(7)配制2 mol·L-1Na2CO3溶液950 mL时,应选1 000 mL容量瓶,称取Na2CO3·10H2O 572.0 g。 ( )
(8)用量筒量取20 mL 0.500 0 mol·L-1H2SO4溶液于烧杯中,加水80 mL,配制成0.100 0 mol·L-1H2SO4溶液。 ( )
(9)1.0 L 1.0 mol·L-1的Na[Al(OH)4]水溶液中含有的氧原子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 ( )
√
×
×
×
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第2课时 物质的量浓度
(1)规避物质的量浓度的2个易错点
①气体溶于水,溶质是该气体与水反应生成的物质,如NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O,但以最初溶解的NH3进行计算。
②计算时注意溶液的体积和单位。
(2)一定物质的量浓度溶液配制时3提醒
①做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就不会漏写某种仪器。
②容量瓶的规格,常见的有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。
③所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度分别为0.1 mL、0.1 g。
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√
物质的量浓度的有关计算
考向1| 物质的量浓度的计算
1.下列说法正确的是( )
A.1 L水中溶解了58.5 g NaCl,该溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.配制500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,需62.5 g胆矾
C.从1 L 2 mol·L-1的H2SO4溶液中取出0.5 L,该溶液的浓度为1 mol·L-1
D.中和100 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,需NaOH 4 g
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B 解析:1 L水中溶解了58.5 g NaCl,溶液的体积不是1 L,溶液的物质的量浓度无法求出,A项错误;根据化学式可知,CuSO4的物质的量等于硫酸铜晶体的物质的量,所以需要胆矾的质量为0.5 L×0.5 mol·L-1×250 g·mol-1=62.5 g,B项正确;从1 L 2 mol·L-1的H2SO4溶液中取出0.5 L,该溶液的浓度为2 mol·L-1,C项错误;由关系式H2SO4~2NaOH可知,n(NaOH)=2n(H2SO4)=2×0.1 L×1 mol·L-1=0.2 mol,m(NaOH)=0.2 mol×40 g·mol-1=8 g,D项错误。
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第2课时 物质的量浓度
2.若20 g密度为ρ g·mL-1的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2,则溶液中的物质的量浓度为________________。
解析:溶质的物质的量n=,溶液体积V=×10-3 L·mL-1=的物质的量浓度c= mol·的物质的量浓度为 mol·L-1×2=L-1。
答案: mol·L-1
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第2课时 物质的量浓度
考向2| 物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算
3.食盐在生活中有广泛应用,是生活中不可或缺的调味剂。已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL,密度为ρ g·cm-3,质量分数为w,溶液中含NaCl的质量为m g。下列表达式正确的是( )
A.n(NaCl)= mol
B.w=%
C.c(NaCl)= mol·L-1
D.V=
√
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C 解析:n(NaCl)=mol,故A错误;溶液的质量为ρ g·cm-3×V mL=ρV g,则质量分数w=×100%=%,故B错误;溶液的物质的量浓度c(NaCl)= mol·L-1,故C正确;mL 不是NaCl溶液的体积,故D错误。
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第2课时 物质的量浓度
物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算(M:摩尔质量,单位:g·mol-1;ρ:密度,单位:g·cm-3)
归纳总结
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考向3| 溶液中的电荷守恒
4.由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,其中c(H+)=0.1 mol·L-1,c(Al3+)=0.4 mol·=0.8 mol·L-1,则c(K+)为( )
A.0.15 mol·L-1
B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1
D.0.4 mol·L-1
√
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第2课时 物质的量浓度
C 解析:根据溶液中电荷守恒,溶液中存在3c(Al3+)+c(K+)+c(H+)=很小,可以忽略不计,则有3c(Al3+)+c(K+)+c(H+)=,所以c(K+)=-3c(Al3+)-c(H+)=2×0.8 mol·L-1-3×0.4 mol·L-1-0.1 mol·L-1=0.3 mol·L-1,C项正确。
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考向4| 有关溶液稀释与混合的计算
5.将30 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液加水稀释到500 mL,然后取出其中100 mL溶液,所含NaOH的质量为( )
A.0.12 g B.0.24 g
C.0.36 g D.0.48 g
A 解析:设稀释后NaOH的物质的量浓度为c(NaOH),溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则0.03 L×0.5 mol·L-1=0.5 L×c(NaOH),解得c(NaOH)=0.03 mol·L-1,故取出的100 mL稀释后溶液中含有NaOH的质量为0.03 mol·L-1×0.1 L×40 g·mol-1=0.12 g。
√
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第2课时 物质的量浓度
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)。
归纳总结
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一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
考向1| 一定物质的量浓度溶液的配制
1.(2022·广东卷节选)(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液,需5 mol·L-1
HAc溶液的体积为________________mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是________________(填标号)。
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第2课时 物质的量浓度
解析:(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250 mL×0.1 mol·L-1=V×5 mol·L-1,解得V=5.0 mL。(2)容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;定容时,视线应与容量瓶瓶颈刻度线平齐,不能仰视或俯视,向容量瓶内滴加液体时,胶头滴管应竖直悬空于瓶口上方,不能伸入瓶中,故B错误;向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故C正确;定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,应用食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,另一只手扶住容量瓶底部,防止容量瓶滑落,故D错误。
答案:(1)5.0 (2)C
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第2课时 物质的量浓度
2.用FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L-1 FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、_____________________________________________________(从下列图中选择,写出名称)。
解析:根据用固体物质配制一定物质的量浓度溶液的方法可知,题图给出的仪器中还需要烧杯、量筒和托盘天平。
答案:烧杯、量筒、托盘天平
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3.下列实验过程不能达到实验目的的是________________(填标号)。
编号 实验目的 实验过程
A 配制0.400 0 mol·L-1的NaOH溶液 称取4.0 g NaOH固体于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容
B 配制浓度为0.010 mol·L-1的KMnO4溶液 称取KMnO4固体0.158 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度
C 制取并纯化H2 向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D 配制稀硫酸 先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水
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解析:称取4.0 g NaOH固体于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,冷却后转移至250 mL容量瓶中,洗涤烧杯和玻璃棒并将洗涤液转移至容量瓶中,然后定容,A项错误;不能在容量瓶中直接溶解固体,B项错误;锌粒与稀盐酸反应生成的H2中混有挥发出的HCl,要先通过NaOH溶液除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气即可,不需要通过KMnO4溶液,C项错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸慢慢加入水中,并不断搅拌使产生的热量迅速扩散,以防液体溅出,D项错误。
答案:ABCD
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考向2| 一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
4.实验室用氢氧化钠固体配制1.00 mol·L-1的NaOH溶液480 mL,以下配制步骤正确的是( )
A.直接在托盘天平上称取19.2 g的氢氧化钠固体放入烧杯中,加蒸馏水溶解
B.待溶液冷却后,用玻璃棒引流,将烧杯中的溶液转移到容量瓶中,并洗涤烧杯、玻璃棒2~3次
C.定容时,仰视凹液面最低处至刻度线
D.按照上述步骤配制的溶液(没有涉及的步骤操作都正确),所得溶质的物质的量浓度偏大
√
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第2课时 物质的量浓度
B 解析:由于实验室无480 mL容量瓶,故应选择500 mL 容量瓶,配制出500 mL溶液,所需的氢氧化钠的质量m=cVM=1.00 mol·L-1 ×0.5 L×40 g·mol-1=20.0 g,且称量时应放到小烧杯里,故A错误;氢氧化钠固体溶于水放热,故应冷却至室温,移液时应用玻璃棒引流,否则溶液溅出会导致浓度偏低,并洗涤烧杯2~3次,将洗涤液全部转移至容量瓶中,故B正确;定容时,应平视刻度线,仰视会导致溶液体积偏大,故C错误;仰视刻度线,会导致溶液体积偏大,则溶液浓度偏小,故D错误。
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第2课时 物质的量浓度
5.在配制一定物质的量浓度的盐酸时,下列错误操作可使所配制溶液浓度偏高的是( )
A.用量筒量取浓盐酸时仰视读数
B.稀释搅拌时有液体飞溅
C.定容时仰视容量瓶刻度线
D.定容摇匀后液面下降,再加水至刻度线
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第2课时 物质的量浓度
A 解析:用量筒量取浓盐酸时仰视读数会导致溶液体积偏大,溶质的物质的量偏大,所配制溶液浓度偏高,A项正确;稀释搅拌时有液体飞溅,会导致溶质的物质的量偏小,所配制溶液浓度偏低,B项错误;定容时仰视容量瓶刻度线,会导致溶液的体积偏大,所配制溶液浓度偏低,C项错误;定容摇匀后液面下降为正常现象,如果再加水至刻度线,会导致溶液体积偏大,浓度偏低,D项错误。
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误差判断分析技巧
(1)误差分析的思维流程
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第2课时 物质的量浓度
(2)视线引起误差的分析方法
①仰视容量瓶刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
②俯视容量瓶刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
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第2课时 物质的量浓度
$$