2025届高三化学二轮复习 讲义 物质的量浓度
2024-12-13
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内容正文:
物质的量浓度
复习目标 1.了解物质的量浓度的概念。2.掌握有关物质的量浓度的计算。3.掌握一定物质的量浓度溶液配制的操作并能正确的进行误差分析。
知识点一 物质的量浓度和溶质的质量分数
1.物质的量浓度
(1)概念
物质的量浓度表示_______________里所含溶质B的物质的量,也称为_________________________________________,符号为cB。
(2)常用单位:___________________________________________或mol/L。
(3)表达式:cB=,变形:nB=cB·V;V=。
(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数均不变,但所含溶质的________、________________因体积不同而改变。
(1)写出下列物质溶于水后溶质的化学式:
Na2O________、SO3________、CuSO4·5H2O________。
(2)106 g碳酸钠溶于1 L水中所得溶液与1 mol Na2CO3溶于水稀释成1 L的溶液相比,Na2CO3的物质的量浓度是否相等?为什么?
____________________________________________________________________
2.溶质的质量分数
(1)概念:以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示,也可用小数表示。
(2)表达式:w(B)=×100%。
3.溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
计算公式:c=(c为溶质的物质的量浓度,单位为mol·L-1,ρ为溶液密度,单位为g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位为g·mol-1)。
(1)15%的NaCl溶液的含义是___________________________________________;
0.1 mol·L-1 NaCl溶液的含义是___________________________________________;
某加碘食盐中含碘量为20~40 mg·kg-1的含义是________________。
(2)某双氧水的质量分数为13.6%(密度为1.25 g·cm-3),其物质的量浓度是多少?
____________________________________________________________________
(一)物质的量浓度与溶质质量分数的计算
1.(2023·北京师大附中期中)某同学配制的植物营养液中有Zn2+、K+、NO、SO 4种离子,其中K+、NO、SO的物质的量浓度分别为0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1,则Zn2+的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.0.7 mol·L-1
C.0.35 mol·L-1 D.0.9 mol·L-1
2.某同学购买了一瓶“84消毒液”,包装说明如下:
主要成分:25% NaClO、1 000 mL、密度1.19 g·cm-3
使用方法:稀释100倍(体积比)后使用
注意事项:密封保存,易吸收空气中的CO2变质
根据以上信息和相关知识判断,下列分析不正确的是( )
A.该“84消毒液”的物质的量浓度为4.0 mol·L-1
B.一瓶该“84消毒液”能吸收空气中44.8 L 的CO2而变质
C.取100 mL 该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒,稀释后的溶液中c(Na+)约为0.04 mol/L
D.参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制500 mL 含25% NaClO的消毒液,需要称量的NaClO固体质量为149 g
3.某结晶水合物的化学式为R·nH2O,其摩尔质量为M g·mol-1。25 ℃时,将a g该晶体溶于b g水中恰好可形成V mL饱和溶液。
(1)饱和溶液的物质的量浓度为___________________________________________。
(2)饱和溶液中溶质的质量分数为_____________________。
(3)25 ℃时R的溶解度为___________________________________________。
(4)饱和溶液的密度为___________________________________________。
(二)溶液稀释与混合的计算
4.V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO,取此溶液0.5V L,用水稀释至2V L,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度为( )
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
5.200 mL 0.3 mol·L-1 K2SO4溶液和100 mL 0.2 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液混合后不考虑混合后溶液体积的变化,溶液中SO的物质的量浓度为________。
溶液稀释与混合常用计算的关系
溶液稀释
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2;②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2;③溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)
溶液混合
混合前后溶质的物质的量保持不变,即:c1V1+c2V2=c混V混。若溶液混合后体积不变,则V混=V1+V2;若混合后体积变化,则V混=
6.下图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
硫酸 化学纯CP
500 mL
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
质量分数:98% 氨水 化学纯 CP
500 mL
品名:氨水
化学式:NH3
相对分子质量:17
密度:0.88 g·cm-3
质量分数:25%
按要求回答下列问题:
(1)硫酸的物质的量浓度为___________________________________________,
氨水的物质的量浓度为___________________________________________。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后,c(H2SO4)________9.2 mol·L-1,c(NH3)________6.45 mol·L-1(填“>”“<”或“=”,下同)。
(3)各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)________49%,w(NH3)________12.5%。
相同溶质、不同质量分数两溶液混合的规律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大,(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)等体积混合后质量分数w>(a%+b%)。
②当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小,(如酒精、氨水)等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
(2)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),则混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
知识点二 一定物质的量浓度溶液的配制
1.主要仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、____________、____________、________________。
2.容量瓶的结构与用途
(1)容量瓶在使用前要___________________________________________,
其操作顺序为___________________________________________。
(2)①________将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;________作为反应容器或用来长期贮存溶液(填“能”或“不能”)。
②配制480 mL一定物质的量浓度溶液,应选用_____________容量瓶。
3.配制步骤(以配制500 mL 1.0 mol·L-1 NaCl溶液为例)
(1)简述配制100 g 10%的NaCl溶液的步骤:
____________________________________________________________________。
(2)简述用浓硫酸配制体积比1∶4的稀硫酸50 mL的步骤:____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(一)配制仪器的使用与配制过程分析
1.(2023·无锡模拟) 实验室配制480 mL 0.10 mol/L 的NaOH溶液。下列有关叙述正确的是( )
A.实验中需使用500 mL 规格的容量瓶
B.上述实验操作步骤的正确顺序为②①③④
C.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,再干燥后才能使用
D.定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,需补加少量蒸馏水至刻度线
2.配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是________。
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接用于配制溶液
B.配制一定物质的量浓度的稀盐酸时,用量筒量取9.82 mL浓盐酸
C.配制1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,用托盘天平称量5.85 g NaCl固体
D.定容时,为防止液滴飞溅,胶头滴管紧贴容量瓶内壁
E.用碱式滴定管量取25.00 mL高锰酸钾溶液
F.用200 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸
G.用480 mL容量瓶配制480 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液
(二)溶液配制的误差分析
3.从改变溶质物质的量角度分析误差(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,用天平称取胆矾8.0 g:________。
(3)配制NaOH溶液,用天平称量NaOH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:________。
(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)配制一定物质的量浓度的稀硫酸,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)配制一定物质的量浓度溶液时,烧杯及玻璃棒未洗涤:________。
4.从改变溶液体积角度分析误差(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:________。
配制溶液的误差分析技巧
(1)误差分析的思维流程
(2)定容时视线引起误差的分析方法
①仰视刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。
②俯视刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。
1.(2022·全国乙卷)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是____________________________________________________________________
(填仪器名称)。
2.(2022·广东卷)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时,HAc的Ka=1.75×10-5≈10-4.76。
(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________。
3.(2020·全国卷Ⅰ)由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)。
4.(浙江卷)用无水Na2CO3固体配制230 mL 0.1000 mol·L-1的溶液。请回答:
(1)在配制过程中不必要的玻璃仪器是__________。
A.烧杯 B.量筒 C.玻璃棒 D.胶头滴管
E.容量瓶
(2)定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时,________________,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀。
(3)下列操作会使配得的Na2CO3溶液浓度偏低的是________。
A.称取相同质量的Na2CO3·10H2O固体进行配制
B.定容时俯视容量瓶的刻度线
C.摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线
D.转移洗涤液时洒到容量瓶外,继续用该未清洗的容量瓶重新配制
5.(2021·江苏卷)测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50 mL 除去Fe3+的ZnSO4溶液于100 mL 容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取20.00 mL 稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液pH=10,用0.015 0 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Zn2++Y4-===ZnY2-),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00 mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度
____________________________________________________________________
(写出计算过程)。
物质的量浓度
知识点一
自主梳理
1.(1)单位体积的溶液 B的物质的量浓度 (2)mol·L-1
(4)质量 物质的量
微思考
1.(1)NaOH H2SO4 CuSO4
(2)不等 106 g碳酸钠溶于1 L水中所得溶液体积大于1 L,溶液浓度低于1 mol/L。
2.(1)每100 g NaCl溶液中含有NaCl的质量为15 g 每1 L NaCl溶液中含有NaCl的物质的量为0.1 mol 每1 kg加碘食盐中含碘元素20~40 mg。
(2)取100 mL H2O2,其质量为100 mL×1.25 g·cm-3×13.6%=17 g,c(H2O2)===5 mol·L-1。
对点练通
1.C [溶液呈电中性不带电,因此溶液中存在电荷守恒2c(Zn2+)+c(K+)=c(NO)+2c(SO),因此c(Zn2+)= mol/L=0.35 mol/L,故答案为C。]
2.B [根据c=得,c(NaClO)= mol·L-1≈4.0 mol·L-1,A正确;未指明标准状况,无法确定二氧化碳的体积,B错误;根据稀释前后溶质的物质的量不变,有100 mL×4.0 mol·L-1=100 mL×100×c(NaClO),解得稀释后c(NaClO)=0.04 mol·L-1,c(Na+)=c(NaClO)=0.04 mol·L-1,C正确;应选取500 mL 的容量瓶进行配制,所以需要NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L-1×74.5 g·mol-1=149 g,D正确。]
3.(1) mol·L-1 (2)×100%
(3) g (4) g·mL-1
解析 (1)a g该晶体的物质的量是n(R)=n(R·nH2O)= mol,饱和溶液的体积是V mL,物质的量浓度为= mol·L-1;(2)a g该晶体中含R的质量是a×,饱和溶液的质量是(a+b) g,溶质质量分数是×100%;(3)水的质量是a×+b,R的质量是a×,100∶S=(a×+b)∶a×,25 ℃ 时R的溶解度为 g;(4)饱和溶液的质量是(a+b) g,饱和溶液的体积是V mL,溶液总质量为(a+b) g,根据ρ=可知,饱和溶液的密度为 g·mL-1。
4.A [依题意知,c(SO)= mol/L,c(Fe3+)= mol/L×= mol/L,故有 mol/L×0.5V L=2V L×cB,cB= mol/L。]
5.0.4 mol·L-1
解析 200 mL 0.3 mol·L-1 K2SO4溶液中SO的物质的量为0.2 L×0.3 mol·L-1=0.06 mol,100 mL 0.2 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中SO的物质的量为3×0.1 L×0.2 mol·L-1=0.06 mol,故混合液中SO的物质的量为0.06 mol+0.06 mol=0.12 mol,由于混合后不考虑体积的变化,混合后溶液的体积为0.3 L,混合液中SO的物质的量浓度为=0.4 mol·L-1。
6.(1)18.4 mol·L-1 12.9 mol·L-1 (2)< > (3)> <
解析 (1)利用c=计算,c(H2SO4)= mol·L-1=18.4 mol·L-1,c(NH3)= mol·L-1≈12.9 mol·L-1。(2)硫酸的密度大于水,氨水的密度小于水,各取5 mL与等质量的水混合后,所得稀硫酸的体积大于10 mL,稀氨水的体积小于10 mL,故有c(H2SO4)<9.2 mol·L-1,c(NH3)>6.45 mol·L-1。(3)5 mL硫酸和5 mL氨水的质量分别为1.84 g·cm-3×5 mL=9.2 g、0.88 g·cm-3×5 mL=4.4 g,而5 mL水的质量约为5 g,故各取5 mL与等体积的水混合后,w(H2SO4)>49%,w(NH3)<12.5%。
知识点二
自主梳理
1.烧杯 容量瓶 胶头滴管
2.刻度线 250 mL 500 mL 1 000 mL
3.托盘天平 烧杯 冷却至室温 500 2~3 1~2 凹液面与刻度线
微思考
1.(1)检查是否漏水 装水→盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立
(2)不能 不能 500 mL
2.(1)用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入200 mL烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的蒸馏水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
(2)用50 mL的量筒量取40.0 mL的蒸馏水注入100 mL的烧杯中,再用10 mL的量筒量取10.0 mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。
对点练通
1.A [A.在实验室中没有规格是480 mL 容量瓶,根据选择仪器的标准“大而近”的原则,可知需使用500 mL 规格的容量瓶,A正确;B.配制500 mL 0.10 mol/L 的NaOH溶液,实验步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀,则上述步骤先后顺序为②①④③,B错误;C.容量瓶需要用自来水、蒸馏水洗涤,不需干燥后就可以直接使用,C错误;D.定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,这是由于部分溶液沾在容量瓶的瓶颈上,由于溶液具有均一性,配制好溶液后,溶液的浓度与溶液体积大小无关,因此不需补加少量蒸馏水至刻度线,D错误。]
2.A
解析 A.容量瓶是准确配制一定体积一定物质的量浓度溶液的仪器,由于配制溶液需加水至刻度线,故在用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接用于配制溶液,A正确;B.量筒精确度是0.1 mL,因此配制一定物质的量浓度的稀盐酸时,不能用量筒量取9.82 mL浓盐酸,只能量取9.8 mL浓盐酸,B错误;C.配制1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,需溶质的物质的量是n(NaCl)=0.1 mol/L×1 L=0.1 mol,则需称量NaCl的质量为m(NaCl)=0.1 mol×58.5 g/mol=5.85 g,但托盘天平精确度是0.1 g,故不能用托盘天平称量5.85 g NaCl固体,应该称量5.9 g NaCl固体,C错误;D.定容时,若胶头滴管紧贴容量瓶内壁,会导致溶液污染,应该悬空垂直滴加,D错误;E.高锰酸钾溶液具有强的氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,故不能用碱式滴定管量取25.00 mL高锰酸钾溶液,应该使用酸式滴定管,E错误;F.量筒量程不合适,应该用10 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸,F错误;G.在实验室中不存在量程为480 mL的容量瓶,根据选择仪器的标准“大而近”的原则,应该选择使用500 mL容量瓶配制500 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,然后再从中取出480 mL,就得到480 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,G错误;综上所述可知:合理选项是A。
3.(1)偏小 (2)偏小 (3)偏小 (4)偏小 (5)偏大 (6)偏小 (7)偏小
解析 (2)所需胆矾质量为0.5 L×0.1 mol·L-1×250 g·mol-1=12.5 g。(3)NaOH易吸水潮解。(4)实际称量质量为4 g-0.4 g=3.6 g。
4.(1)偏大 (2)偏小 (3)偏小 (4)无影响 (5)无影响
解析 (1)NaOH溶于水放热,溶液的体积比室温时大,应恢复至室温后再移液、定容。
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