内容正文:
第二节 物质的量浓度
第一章 物质的量
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第一章 物质的量
高考总复习 化学
知识复盘 考点突破
01
感悟真题 高考知势
02
课时作业
03
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高考总复习 化学
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课后作业
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第一章 物质的量
高考总复习 化学
课程标准
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.了解溶液、饱和溶液、溶解度等概念,理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算
3.掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及有关误差分析
核心素养
1.宏观辨识与微观探析:认识物质的量浓度与质量分数表示溶液浓度的区别与联系
2.证据推理与模型认知:在有关物质的量浓度计算时,通过分析、推理、数据处理等角度领悟计算方法;建立物质的量浓度的模型认知
3.科学探究与创新意识:通过对一定物质的量浓度溶液的配制及探究,在探究中归纳总结规范操作对实验结果的影响,学会评价实验,进行误差分析
考点一 物质的量浓度
一、物质的量浓度
1.含义:表示单位体积溶液里所含溶质B的 物质的量 ,符号为 c ,常用单位为mol·L-1 。
2.溶质B浓度(cB)、溶质B物质的量(nB)和溶液体积(V)之间的关系为cB= eq \f(nB,V) 。
(1)某些物质能与水发生反应,如Na、Na2O、Na2O2eq \o(――→,\s\up17(H2O))NaOH,SO3eq \o(――→,\s\up17(H2O))H2SO4,NO2eq \o(――→,\s\up17(H2O))HNO3,溶质为反应后生成的溶于水的新物质。
(2)CuSO4·5H2O溶于水后所得溶液的溶质是CuSO4。
(3)计算NH3溶于水后所得溶液的物质的量浓度时,其溶质习惯上仍认为是NH3。
(4)cB=eq \f(nB,V)中的V指的是溶液的体积,而不是溶剂的体积,更不是溶质和溶剂的体积之和。
二、有关物质的量浓度的计算
1.由定义出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式cB=eq \f(nB,V)、w=eq \f(m溶质,m溶液) × 100%,ρ=eq \f(m溶液,V)进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
2.标准状况下,气体溶于水所得溶液的物质的量浓度的计算(单位:V—L m-g ρ-g·cm-3)
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(溶质的物质的量nB=\f(V气体,22.4 L·mol-1),溶液的体积V=\f(m溶液,1 000ρ)=\f(m气体+m水,1 000ρ)))⇒cB=eq \f(nB,V)
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:cB= eq \f(1 000ρw,M) (cB溶质的物质的量浓度,单位mol·L-1,ρ为溶液密度,单位g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位g·mol-1)。
(1)溶液稀释或混合时,溶液的体积一般不可直接相加,而是应根据溶液的质量和密度求算,但溶液密度的单位一般是g·mL-1,而溶液体积的单位是L,要注意单位的换算。
(2)应用物质的量浓度进行计算时,要注意质量守恒和电荷守恒的应用。
三、与溶液有关的守恒
1.溶液的稀释规律
(1)溶质的物质的量总量不变:
c1·V1=c2·V2、c1·V1+c2·V2=c混·V混。
(2)溶质的质量不变:
ρ1·V1·w1+ρ2·V2·w2=(ρ1·V1+ρ2·V2)·w混。
2.电解质溶液中的电荷守恒,如Na2SO4溶液中存在:c(Na+)= 2c(SOeq \o\al(2-,4)) 。
在分析电荷守恒时应注意溶质所形成的离子在溶液中的变化,如:1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中c(SOeq \o\al(2-,4))=3 mol·L-1,但Al3+由于水解,其浓度小于2 mol·L-1。
1.易错辨析(正确的打 “√”,错误的打“ × ”)
(1)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g 水中所得溶质的质量分数为25%( × )
(2)在100 mL的烧杯中,加入10 g食盐,然后注入90 mL的水,充分溶解后,所得溶质的质量分数为90%( × )
(3)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为40%( × )
(4)SOeq \o\al(2-,4)浓度相等的Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3三种溶液,阳离子浓度比为3∶1∶1( × )
(5)标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水,盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1( × )
(6)将1 mol·L-1的NaCl溶液和0.5 mol·L-1的BaCl2溶液等体积混合后,不考虑体积变化,c(Cl-)=0.75 mol·L-1( × )
(7)已知质量分数为98%的硫酸溶液的物质的量的浓度为18.4 mol/L,则质量分数为49%的硫酸溶液的物质的量浓度小于9.2 mol/L( √ )
2.某温度时,500 mL饱和硫酸镁溶液的密度是1.20 g·cm-3,其中镁离子的质量分数是4.8%。通过计算回答下列问题:
(1)溶质的质量分数为____________________________________。
(2)溶质的物质的量浓度为________________________________。
(3)溶质和溶剂的物质的量之比为______________________。
(4)该温度下硫酸镁的溶解度约为________(保留一位小数)。
解析:(1)由Mg2+的质量分数知MgSO4的质量分数为eq \f(120 g·mol-1,24 g·mol-1) × 4.8%=24.0%。
(2)解法一:根据定义式计算,n(MgSO4)=n(Mg2+)
=eq \f(500 mL×1.20 g·cm-3×4.8%,24 g·mol-1)=1.2 mol,
c(MgSO4)=eq \f(1.2 mol,0.5 L)=2.4 mol·L-1。
解法二:直接利用公式计算,c(MgSO4)=
eq \f(1 000 cm3·L-1×1.20 g·cm-3×24.0%,120 g·mol-1)
=2.4 mol·L-1。
(3)根据MgSO4的质量分数为24.0%,可知100 g溶液中含溶质24 g、溶剂76 g,则二者的物质的量之比为eq \f(24 g,120 g·mol-1)∶eq \f(76 g,18 g·mol-1)=9∶190。
(4)根据eq \f(24 g,76 g)=eq \f(S,100 g),得S=eq \f(24×100,76) g≈31.6 g。
答案:(1)24.0% (2)2.4 mol·L-1 (3)9∶190
(4)31.6 g
◆[题组1] 气体溶于水后物质的量浓度的计算
1.(2025·林州市高三模拟)36.5 g HCl溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,NA表示阿伏加德罗常数,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.所得溶液中含有NA个HCl分子
C.36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L
D.所得溶液的质量分数:w=eq \f(36.5c,1 000ρ)
解析:D [1 L水溶解了溶质后体积不一定是1 L,A项错误;HCl溶于水完全电离为H+和Cl-,不存在HCl分子,B项错误;36.5 g HCl气体所处的温度和压强未知,无法计算其体积,C项错误;根据c=eq \f(1 000ρw,M)变形可得w=eq \f(Mc,1 000ρ)=eq \f(36.5c,1 000ρ),D项正确。]
◆[题组2] 物质的量浓度与质量分数的换算
2.(2025·哈尔滨师范大学附中开学考)体积为V mL,密度为ρ g/cm3的含有相对分子质量为M的某种物质的溶液,其中溶质为m g,其物质的量浓度为c mol/L,溶质的质量分数为w%,则下列表示正确的是( )
A.m=eq \f(Vwρ,100) g
B.c=eq \f(1 000 wρ,Vw) mol/L
C.c=eq \f(M,Vw) mol/L
D.w=eq \f(cM,1 000ρ)%
解析:A [A项,m=m(溶液的质量) × w%=eq \f(Vρw,100) g,A项正确;B项,c=eq \f(n,V)=eq \f(\f(m,M) mol,V×10-3L)=eq \f(1 000ρw%,M)mol/L,B项错误;C项,c=eq \f(n,V)=eq \f(\f(m,M) mol,V×10-3L)=eq \f(1 000m,VM) mol/L,C项错误;D项,w%=
eq \f(m溶质的质量,m溶液的质量) × 100%=eq \f(V×10-3L×c mol/L×M g/mol,Vρ g) × 100%=eq \f(cM,1 000ρ) × 100%=eq \f(cM,10ρ)%,则w=eq \f(cM,10ρ),D项错误。]
◆[题组3] 溶液的稀释与混合
3.如图是某学校实验室从市场买回的试剂标签上的部分内容。
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%。
解析:(1)利用c=eq \f(1 000ρw,M)计算,c(H2SO4)=eq \f(1 000×1.84×98%,98) mol·L-1=18.4 mol·L-1,c(NH3)=eq \f(1 000×0.88×25%,17) 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%。
答案:(1)18.4 mol·L-1 12.9 mol·L-1 (2)< > (3)> <
(1)溶液体积和溶剂体积关系
①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:
V=eq \f(m气体或固体+m溶剂,ρ)。
②两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积简单加和。
(2)同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算
①混合后溶液体积保持不变时,c1·V1+c2·V2=c混·(V1+V2)。
②混合后溶液体积发生变化时,c1·V1+c2·V2=c混·V混,其中V混=eq \f(m混,ρ混)。
③两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。
◆[题组4] 物质的量浓度综合应用
4.(2025·河南摸底联考)向60 mL Na2SO4溶液中加入BaCl2溶液,有关数据见下表:
实验编号
1
2
3
4
5
BaCl2溶液
体积/mL
0
30
60
100
120
沉淀质量/g
0
0.699
x
2.097
2.097
下列有关说法不正确的是( )
A.混合前,BaCl2溶液的物质的量浓度为0.10 mol·L-1
B.混合前,Na2SO4溶液的物质的量浓度为0.15 mol·L-1
C.3号实验中沉淀的质量x为1.398 g
D.完全沉淀60 mL Na2SO4溶液消耗BaCl2溶液的体积为80 mL
解析:D [2号实验中n(BaSO4)=eq \f(0.699 g,233 g·mol-1)=0.003 mol,混合前,BaCl2溶液的物质的量浓度为eq \f(0.003 mol,0.03 L)=0.10 mol·L-1,故A正确;生成沉淀最多为2.097 g,n(BaSO4)=eq \f(2.097 g,233 g·mol-1)=
0.009 mol,混合前,Na2SO4溶液的物质的量浓度为eq \f(0.009 mol,0.06 L)=0.15 mol·L-1,故B正确;3号实验中,BaCl2溶液体积为实验2中BaCl溶液体积的2倍,则相应的x为实验2中0.699 g的2倍,则x=0.699 g × 2=1.398 g,故C正确;完全沉淀60 mL Na2SO4溶液消耗BaCl2溶液的体积为eq \f(0.009 mol,0.10 mol·L-1)=0.09 L=90 mL,故D错误。]
考点二 (素养)一定物质的量浓度溶液的配制
一、主要仪器
1.托盘天平:称量前先调零,称量时药品放在 左 盘,砝码放在 右 盘,读数精确到 0.1 g。
若配制0.2 mol·L-1NaCl溶液500 mL,应用托盘天平称取NaCl 5.9 g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为 4.1 g。
2.容量瓶构造及使用
3.容量瓶使用时的注意事项
(1)在使用前首先要检查是否漏水。
(2)不能配制任意体积的溶液。选择容量瓶时遵循“大而近”的原则,所需溶质的量按所选用的容量瓶的规格进行计算。
(3)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
(4)不能作为反应器或用来长期储存溶液。
(5)不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定。
(6)向容量瓶中注入液体时,要用玻璃棒引流;且玻璃棒下端要靠在容量瓶的刻度线以下的瓶颈壁上。
二、配制过程
以配制100 mL 1.00 mol·L-1NaCl溶液为例。
1.计算:需NaCl固体的质量为 5.85 g。
2.称量:用 托盘天平 称量 5.9 g NaCl固体。
3.溶解:将称量好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。
4.移液:待烧杯中的溶液 冷却至室温 后,用玻璃棒引流将溶液注入 100 mL容量瓶。
5.洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2~3 次,洗涤液 全部注入容量瓶 。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
6.定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距容量瓶颈部的刻度线 1~2 cm时,改用 胶头滴管 滴加蒸馏水至 凹液面与刻度线相切 。
7.摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
配制流程如图所示:
所用仪器:天平、药匙、量筒、玻璃棒、 烧杯 、100 mL容量瓶 、胶头滴管 。
三、误差分析
1.误差分析的方法
依据c=eq \f(n,V)=eq \f(m,MV),在进行误差分析时,根据实验操作弄清是“m”还是“V”引起的误差。c与m成正比,与V成反比。
2.应用示例
以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例:
可能引起误差的操作
过程分析
对c(NaOH)
的影响
m
V
称量误差分析
称量时间过长
减小
不变
偏低
用滤纸称NaOH固体
减小
不变
偏低
物质、砝码位置
放反(使用了游码)
减小
不变
偏低
配制过程误差分析
移液前容量瓶内有少量水
不变
不变
无影响
转移液体时有少量洒出
减小
不变
偏低
未洗涤烧杯内壁和玻璃棒
减小
不变
偏低
未冷却到室温就移液定容
不变
减小
偏高
定容时水加多后用滴管吸出
减小
不变
偏低
定容摇匀后液面下降再加水
不变
增大
偏低
定容时俯视刻度线
不变
减小
偏高
定容时仰视刻度线
不变
增大
偏低
定容时仰视或俯视刻度线产生的误差分析图解:
四、质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制
1.配制100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0 g NaCl固体,放入烧杯中,再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
2.用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入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。
1.思考回答:
(1)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?
答案:不可以,溶液浓度偏大。
(2)配制一定物质的量浓度的硫酸时,量取浓硫酸的量筒内壁的残留液能不能冲洗?
答案:不能。量筒属于“流出量式”玻璃容器,如用量筒量取20.0 mL硫酸,倒出的液体(不包括量筒内壁的残留液体)就是20.0 mL。
(3)配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,玻璃棒在整个实验过程中,有哪些作用?
答案:搅拌、引流。
(4)实验室需要950 mL 0.20 mol·L-1的NaCl溶液,配制时应选用的容量瓶规格和称取的NaCl质量是多少?
答案:1 000 mL、11.7 g。
2.用“偏大”“偏小”或“无影响”填空。
(1)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________。
(2)天平砝码有锈蚀,其他均正确________。
(3)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时放置颠倒,________。
(4)用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后,用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中,________。
(5)用量筒量取浓硫酸时,仰视读数________。
(6)配制溶液时,将称量好的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________________________________。
(7)转移到容量瓶的过程中,有少量的溶液溅出________________。
(8)转移后,未洗涤小烧杯内壁和玻璃棒,或者未将洗涤液一并转移至容量瓶中________。
(9)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________。
(10)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线________________________。
(11)定容时仰视刻度线________。
(12)配制前容量瓶中有水滴________。
答案:(1)偏小 (2)偏大 (3)偏小 (4)偏大
(5)偏大 (6)偏大 (7)偏小 (8)偏小 (9)偏小
(10)偏小 (11)偏小 (12)无影响
◆[题组1] 溶液的配制
1.用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是( )
解析:B [A项,托盘天平使用时应“左物右码”,图为“左码右物”,错误;C项,移液时不能将烧杯中的溶液直接倒入容量瓶,应用玻璃棒引流,错误;D项,胶头滴管应在容量瓶口垂直正上方,不能伸入瓶口,错误。]
2.(2025·黑河市九中高三开学考)下列所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L的是( )
A.将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中
B.将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合
C.将25.0 g胆矾溶于水配成1 L溶液
D.将10 mL 1 mol/L的盐酸与90 mL水充分混合
解析:C [A.将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中,所得溶液的体积不是1 L,故不能得到0.1 mol/L的溶液,A错误;B.将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合,不知所配溶液的密度,无法求算其物质的量浓度,B错误;C.25.0 g胆矾的物质的量为0.1 mol,将其溶于水配成1 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L,C正确;D.10 mL 1 mol/L的盐酸与90 mL水充分混合,不同液体混合后的体积,不等于两液体体积在数值上的简单加和,D错误。]
3.用98%的浓硫酸(ρ=1.84 g/cm3)配制1 mol·L-1稀硫酸100 mL。
(1)实验操作:
a.用100 mL量筒量取98%的浓硫酸________mL;
b.选取对应规格的容量瓶,洗涤,检查是否漏液,将稀释并冷却至室温的硫酸溶液沿玻璃棒转移到此容量瓶中;
c.用少量蒸馏水洗涤小烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中;
d.在小烧杯内稀释浓硫酸,稀释时要用玻璃棒不断搅拌;
e.向容量瓶中直接加蒸馏水至距容量瓶颈部的刻度线1~2 cm处;
f.盖上容量瓶瓶塞,摇匀;
g.用胶头滴管小心加蒸馏水至刻度线;
h.将配制好的溶液转移至含少量蒸馏水的试剂瓶中储存备用。
(2)实验分析:
①正确的操作步骤是________________(填序号)。
②此实验中玻璃棒的作用是________。
③实验操作中有两处错误,这两处错误是:
Ⅰ.________________________________________________________________________。
Ⅱ.________________________________________________________________________。
解析:(1)98%的浓硫酸(ρ=1.84 g/cm3)物质的量浓度c=eq \f(1 000×1.84×98%,98) mol/L=18.4 mol/L,配制1 mol/L稀硫酸100 mL设需要浓硫酸体积为V,则依据稀释前后溶质的物质的量不变得:18.4 mol/L × V=1 mol/L × 100 mL,解得V≈5.4 mL;
(2)①配制一定物质的量浓度的溶液一般步骤:计算、量取、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,所以正确的操作顺序为:adbcegfh;②玻璃棒在稀释浓硫酸中的作用为搅拌,在移液操作过程中作用为引流;③Ⅰ.量取5.4 mL浓硫酸应选择10 mL量筒,Ⅱ.试剂瓶未干燥导致配制溶液被稀释。
答案:(1)5.4
(2)①adbcegfh ②搅拌和引流 ③Ⅰ.量取浓硫酸的量筒量程太大,会造成较大误差 Ⅱ.试剂瓶未干燥,会使所配溶液变稀
◆[题组2] 误差分析
4.(2025·山东省实验中学检测)欲配制100 mL
1.0 mol/L Na2SO4溶液,下列操作会使配得的溶液浓度偏小的是( )
A.容量瓶中原有少量蒸馏水
B.定容时,俯视容量瓶中液体的凹液面
C.称量Na2SO4固体时,药品和砝码的位置放反了(1 g以下用游码)
D.将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于少量水中,再配制成100 mL 溶液
解析:C [定容时要加入蒸馏水,因此容量瓶中原有少量蒸馏水,所得溶液的浓度不变,A不符合题意;定容时,俯视容量瓶中液体的凹液面,定容结束时,液面低于刻度线,则所得溶液的浓度偏大,B不符合题意;称量Na2SO4固体时,药品与砝码位置放反了,且1 g以下用游码,则称取Na2SO4固体的质量减小,故所配得溶液的浓度偏小,C符合题意;32.2 g Na2SO4·10H2O的物质的量为0.1 mol,溶于少量水中配成100 mL溶液,则有c(Na2SO4)=0.1 mol/0.1 L=1.0 mol/L,D不符合题意。]
5.(2021·全国甲卷,27题节选)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。
(1)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2。将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷却至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为________(写表达式)。
(2)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是________(填标号)。
①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却
③加热时有少量胆矾迸溅出来
解析:(1)称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷却至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。则水的质量是(m2-m3)g,所以胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为eq \f(m2-m3,18)∶eq \f(m3-m1,160)=n∶1,解得n=eq \f(80m2-m3,9m3-m1);(2)①胆矾未充分干燥,导致所测m2偏大,根据n=eq \f(80m2-m3,9m3-m1)可知,最终会导致结晶水数目测定值偏高,符合题意;
②坩埚未置于干燥器中冷却,部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾,导致所测m3偏大,根据n=eq \f(80m2-m3,9m3-m1)可知,最终会导致结晶水数目测定值偏低,不符合题意;③加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出,会使m3数值偏小,根据n=eq \f(80m2-m3,9m3-m1)可知,最终会导致结晶水数目测定值偏高。
答案:(1)eq \f(80m2-m3,9m3-m1) (2)①③
1.溶液配制过程中误差分析的依据
2.仰视、俯视的读数分析法
结果:仰视时,容器内液面高于刻度线;俯视时,容器内液面低于刻度线。
[例] (2024·江苏卷)实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是( )
A
B
C
D
配制NaOH溶液
铁钉除油污
铁钉除锈
铁钉镀锌
试题
情境
结合实验室进行铁钉镀锌实验考查NaOH溶液的配制。
突破
方法
部分溶质溶于水时有吸放热现象,故溶液配制在烧杯内溶解,等冷却到室温再注入容量瓶。
核心
素养
从实验室电镀原理中铁钉除油污需用的NaOH溶液入手,考查学生的基础知识应用能力。
解析:A [A项,配制一定物质的量浓度的溶液时,溶质要放在烧杯中溶解,不能直接放在容量瓶中溶解,A不正确;B项,油污的主要成分是油脂,油脂在碱性条件下可以发生水解反应生成可溶于水的甘油和高级脂肪酸盐,因此,铁钉放在NaOH溶液中加热后可以除去其表面的油污,B正确;C项,铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O,其可溶于盐酸,因此,将铁钉放在盐酸中可以除去其表面的铁锈,C正确;D项,该装置为电解池,铁钉与电源负极相连作阴极,锌片与电源的正极相连作阳极,电解质溶液为ZnCl2溶液,因此,该装置为电镀装置,可以实现铁钉上镀锌,D正确;故选A。]
1.(2024·全国甲卷)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是________,定容后还需要的操作为________。
操作a
解析:操作a为洗涤烧杯内壁和玻璃棒,并将洗涤液转移到容量瓶中,目的是避免溶质损失;定容后应盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀。
答案:避免溶质损失 盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀
2.(2024·湖北卷)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到下列仪器中的___________(填标号)。
a b c d
解析:配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到容量瓶、胶头滴管等等,因此选bc。
答案:bc
3.(2024·广东卷)用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。该过程中用到的仪器有______。
答案:BD
4.(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)。
答案:分液漏斗、冷凝管(或球形冷凝管)
5.(2022·广东卷)(1)配制250 mL 0.1 mol/L的HAc溶液,需5 mol/L 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____。
答案:(1)5.0 (2)C
6.(化学与实验探索)(2025·江阴市模拟)下列有关实验原理或操作正确的是( )
A.用20 mL量筒量取15 mL酒精,加水5 mL,配制质量分数为75%酒精溶液
B.在200 mL某硫酸盐溶液中,含有1.5NA个硫酸根离子,同时含有NA个金属离子,则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L-1
C.实验中需用2.0 mol·L-1的Na2CO3溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别为950 mL、201.4 g
D.实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸亚铁溶液,其操作是:用天平称15.2 g绿矾(FeSO4·7H2O),放入小烧杯中加水溶解,转移到500 mL容量瓶,洗涤、稀释、定容、摇匀
解析:B [量筒不能用来配制溶液,应该用烧杯配制,15 mL酒精中加水5 mL,配制的酒精溶液体积分数为75% ,故A错误;1.5NA个硫酸根离子的物质的量为1.5 mol,NA个金属阳离子的物质的量为1 mol,令金属离子的化合价为x,根据电荷守恒可知,x=1.5 × 2=3,故金属阳离子为+3价,所以该硫酸盐可以表示为M2(SO4)3,根据硫酸根守恒可知,硫酸盐的物质的量为0.5 mol,所以该硫酸盐的
物质的量浓度为eq \f(0.5 mol,0.2 L)=2.5 mol·L-1,故B正确;实验中需用2.0 mol·L-1的Na2CO3溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格为1 000 mL,称取Na2CO3的质量m=cVM=2 mol·L-1 × 1 L × 106 g·mol-1=212.0 g,故C错误;应称取绿矾的质量为0.5 L × 0.2 mol·L-1 × 278 g·mol-1=27.8 g,故D错误。]
体系构建
核心巧记
1.溶液稀释的2个公式
(1)c浓V浓=c稀V稀
(2)m1·w%=m2·w2%
2.理解两个“1”:
(1)1个换算公式:c=eq \f(1 000 ρw,M);
(2)1个误差分析依据:c=eq \f(n,V)=eq \f(m,MV),分析m和V的变化。
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