内容正文:
第二章 物质的量
第7讲 物质的量浓度及溶液配制
课标引领 1.了解物质的量浓度的含义,运用物质的量浓度进行简单计算。
2.认识容量瓶,初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
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第二章 物质的量
栏目索引
考点一 物质的量浓度及计算
考点二 一定物质的量浓度溶液
的配制及误差分析
1.物质的量浓度
考点一
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2.溶质的质量分数
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溶质的质量分数与物质的量浓度的比较
项目 溶质的质量分数 溶质的物质的量浓度
表示溶质的物理量 质量 物质的量
单位 1(是质量比) mol/L
特点 相同质量分数、相同质量的不同溶液,所含溶质的质量相同,但溶质的物质的量不相同 相同物质的量浓度、相同体积的不同溶液,所含溶质的物质的量相同,但溶质的质量不相同
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3.稀释定律
(1)内容:在稀释浓溶液时,溶液的体积虽然发生了变化,但溶液中溶质的_________不变,即在溶液稀释前后,溶液中溶质的_________相等。
(2)表达式:
①溶质的物质的量守恒:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
②溶质的质量守恒: m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。
物质的量
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在实验室中,某同学称取14.2 g无水硫酸钠准确配制500 mL溶液。
(1)所配溶液中c(Na2SO4)为_____ mol/L。
(2)若从中取出50 mL溶液,其物质的量浓度为______ mol/L;溶质的质量为____ g。
0.2
1.42
0.2
0.2
0.1
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BD
考向一 物质的量浓度与质量分数的换算
[例1] (双选)(教材改编题)现有0.27 kg质量分数为10%的CuCl2溶液,溶液的体积为100 mL ,下列叙述不正确的是( )
A.该溶液中c(Cu2+)=2 mol/L,c(Cl-)=4 mol/L
B.从试剂瓶中取出该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度为1 mol/L
C.50 mL该溶液中含有CuCl2的物质的量为0.1 mol
D.加入蒸馏水稀释至200 mL,则所得溶液中c(CuCl2)=0.5 mol/L
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C
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考向二 溶液的稀释与混合
[例2] 现有两种硫酸,其中一种物质的量浓度为c1 mol/L、密度为ρ1 g/cm3,另一种物质的量浓度为c2 mol/L、密度为ρ2 g/cm3 ,当它们等体积混合后,溶液的密度为ρ3 g/cm3,则混合溶液的物质的量浓度(mol/L)为( )
D
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[练2] (双选)(2025·广东湛江四校联考)在0.1 L由NaCl、MgCl2、
BaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度大小如图所示,
下列对该溶液成分的说法不正确的是( )
A.该混合液中NaCl的物质的量为0.1 mol
B.该混合液中MgCl2的物质的量为0. 5 mol
C.若将该溶液与0.1 L 0.5 mol/L AlCl3溶液混合,所得混合液中c(Cl-)为2.25 mol/L(忽略混合时溶液体积的变化)
D.将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中的Na+物质的量浓度为0.5 mol/L
BD
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1.容量瓶的构造及使用
考点二
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2.配制一定物质的量浓度的溶液(以配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液为例)
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3.一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
误差分析中变量是m或V,一般情况下要固定其一,分析另一物理量的变化对溶液浓度的影响。
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判断正误:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)用NaCl固体配制1.0 mol/L NaCl溶液时,所用仪器只有烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管( )
(2)用NaOH固体配制溶液时,固体在烧杯中溶解后,立即将溶液转移到容量瓶中( )
(3)配制450 mL 1.0 mol/L NaOH溶液,要用托盘天平称取18.0 g NaOH固体,选用500 mL容量瓶( )
×
×
×
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考向一 一定物质的量浓度溶液的配制操作
[例1] 如图是配制一定物质的量浓度溶液的过程示意图。下列说法错误的是
( )
D
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A.配制100 mL 1.0 mol/L的Na2CO3溶液,操作1需要称量10.6 g Na2CO3固体
B.操作2是将恢复至常温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中
C.操作4是滴加水至溶液凹液面的最低点与刻度线相切
D.操作5中,定容摇匀后发现液面低于刻度线,要继续加水至溶液凹液面与刻度线相切
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解析:
配制100 mL 1.0 mol/L的Na2CO3溶液,需要溶质的物质的量n(Na2CO3)=1.0 mol/L×0.1 L=0.1 mol,则需称量其质量m(Na2CO3)=0.1 mol×106 g/mol=10.6 g,A正确;用容量瓶配制溶液要求使用温度是室温,则操作2是将恢复至常温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中,B正确;操作4是定容,向容量瓶中加水至离刻度线1~2 cm时改用胶头滴管滴加水,当滴加水至溶液凹液面的最低点与刻度线相切,C正确;操作5中,定容摇匀后发现液面低于刻度线,继续加水至溶液凹液面与刻度线相切,待颈部液体回流,溶液浓度偏低,D错误。
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[练1] (双选)配制100 mL 1.00 mol/L NaOH溶液的操作如图所示。下列说法不正确的是( )
CD
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A.操作1前称取NaOH的质量为4.00 g
B.操作2前NaOH溶液需恢复至室温
C.操作4若俯视刻度线定容,结果偏小
D.操作5后液面下降,需补充少量水至刻度线
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解析:
操作1前称取NaOH的质量m(NaOH)=0.1 L×1.00 mol/L×40 g/mol=4.00 g,A正确;转移溶液之前应将溶液冷却至室温即操作2前NaOH溶液需恢复至室温,B正确;操作4若俯视刻度线定容,溶液体积减小,物质的量浓度偏大,C错误;操作5后液面下降,液体黏在容量瓶刻度线以上部分的内径上,过段时间能回流,不需要补充蒸馏水,D错误。
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考向二 一定物质的量浓度溶液配制的误差分析
[例2] (2025·河北保定重点高中联考)实验室中需要配制一定物质的量浓度的溶液,在配制时下列实验操作会造成所得溶液浓度偏高的是( )
A.用蒸馏水洗净容量瓶未干燥,直接配制新溶液
B.溶解后溶液未冷却直接进行后续操作
C.溶解后洗涤烧杯和玻璃棒的洗涤液未全部转移至容量瓶中
D.转移烧杯中溶解液时,不小心将少量液体洒落到容量瓶外
B
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解析:
用蒸馏水洗净容量瓶未干燥,直接配制新溶液,对结果没有影响,A错误;由于热胀冷缩,溶解后未将溶液冷却直接进行后续操作,导致定容时所加水的体积偏小,故所配制溶液的浓度偏高,B正确;溶解后洗涤烧杯和玻璃棒的洗涤液未全部转移至容量瓶中,导致溶质物质的量偏小,故所配制溶液的浓度偏低,C错误;不小心将少量液体洒落到容量瓶外,损失了溶质,故所得溶液的浓度偏低,D错误。
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定容操作中视线引起误差的分析
(1)定容时,仰视容量瓶的刻度线(如图1),导致溶液的体积偏大,则所配溶液的浓度偏低。
(2)定容时,俯视容量瓶的刻度线(如图2),导致溶液的体积偏小,则所配溶液的浓度偏高。
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[练2] (双选)下列有关配制溶液的操作及误差分析,不正确的是( )
A.定容时仰视容量瓶瓶颈刻度线,使所配溶液浓度偏小
B.定容时超过刻度线,用胶头滴管吸出部分液体,使所配溶液浓度偏大
C.将烧杯内的溶液转移至容量瓶时,未洗涤烧杯,使所配溶液浓度偏小
D.容量瓶使用前瓶底有少量水,未干燥就开始配制溶液,所配溶液浓度偏小
BD
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解析:
定容时仰视容量瓶瓶颈刻度线,使所得溶液体积偏大,则使所配溶液浓度偏小,A正确;定容时超过刻度线,用胶头滴管吸出部分液体,从而移走部分溶质,所以使所配溶液浓度偏小,B错误;将烧杯内的溶液转移至容量瓶时,未洗涤烧杯,使得溶液中的溶质的物质的量偏小,则所配溶液浓度偏小,C正确;容量瓶使用前瓶底有少量水,未干燥就开始配制溶液,对所配溶液浓度没影响,D错误。
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1.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
C
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解析:
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;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;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;将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。
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2.下图是某同学用500 mL容量瓶配制0.10 mol/L NaOH溶液的过程:
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下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.如图所示,用托盘直接称量2.0 g烧碱
B.配制的正确顺序为①④③②⑤⑥
C.②中定容时仰视刻线会导致溶液浓度偏低
D.能用容量瓶贮存配制好的溶液
C
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解析:
氢氧化钠固体易潮解,且有腐蚀性,故应在烧杯中称量氢氧化钠,而不能直接用托盘称量,A错误;配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶,故配制的正确顺序为①④③⑤②⑥,B错误;定容时仰视刻线会导致溶液的体积偏大,所溶液浓度偏低,C正确;容量瓶只能用于配制溶液,不能用于贮存配制好的溶液,D错误。
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3.(双选) (2025·广西南宁二中、柳铁一中调研)实验室用已经称量好的NaClO固体配制500 mL 4 mol/L NaClO消毒液,下列说法正确的是( )
A.如图所示的仪器中,有五种是不需要的
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干后才能用于配制溶液
C.用放置时间较长的NaClO来配制溶液,可能导致所配溶液浓度偏低
D.定容时,俯视容量瓶刻度线,会导致所配溶液浓度偏低
AC
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解析:
操作中需要仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管,用已经称量好的NaClO固体配制500 mL 4 mol/L NaClO消毒液,不需要的仪器有圆底烧瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、分液漏斗、托盘天平共5种,A正确;定容操作时仍需要向容量瓶中加入蒸馏水,故容量瓶用蒸馏水洗净后,不需要烘干就能用于配制溶液,B错误;NaClO易吸收空气中的H2O、CO2而变质,NaClO可能部分变质导致NaClO减少,溶质物质的量偏小,故溶液的浓度偏低,C正确;定容时,俯视容量瓶刻度线,导致溶液体积偏小,会导致所配溶液浓度偏高,D错误。
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4.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,俯视容量瓶刻度线
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
C
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解析:
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5.(2022·广东卷,节选)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。
(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________。
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解析:
(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,可得:250 mL×0.1 mol/L=V×5 mol/L,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,A错误;定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,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,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,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,D错误。
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课时作业(6)
谢谢观看!
[微点拨]在进行有关物质的量浓度的计算或判断时,要注意:
①物质溶于水后,溶质是否发生变化,如:Na2O、Na2O2NaOH,SO3H2SO4,CuSO4·5H2OCuSO4等。
②判断物质溶于水时溶液体积的变化,若题目未指明则不能忽略体积变化。
(3)若将这50 mL溶液用水稀释到100 mL,所得溶液中c(Na+)为_________ mol/L,c(SO)为_________ mol/L。
(1)n(Na2SO4)==0.1 mol,c(Na2SO4)==0.2 mol/L。
(2)从中取出50 mL溶液,浓度仍为0.2 mol/L,溶质的质量m=n·M=c·V·M=0.2 mol/L×0.05 L×142 g/mol=1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL,根据c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),稀溶液中Na2SO4的物质的量浓度变为原来的,即0.1 mol/L,故所得溶液中Na+的物质的量浓度为0.2 mol/L,SO的物质的量浓度为0.1 mol/L。
解答本题的思路如下:
①
0.27 kg质量分数为10%的CuCl2溶液m(CuCl2)及n(CuCl2)c(CuCl2)
②
结合CuCl2的构成,c(CuCl2)c(Cu2+)、c(Cl-)
0.27 kg质量分数为10%的CuCl2溶液中m(CuCl2)=270 g×10%=27 g,则有n(CuCl2)=0.2 mol,又知溶液的体积为100 mL,故该溶液中c(CuCl2)==2 mol/L,取出该溶液的一半,其物质的量浓度不变,仍为2 mol/L,B错误;c(CuCl2)=2 mol/L,则有c(Cu2+)=2 mol/L,c(Cl-)=4 mol/L,A正确;50 mL 该溶液中含有CuCl2的物质的量为2 mol/L×0.05 L=0.1 mol,C正确;加入蒸馏水稀释至200 mL,体积增大1倍,其浓度减小一半,则所得溶液中c(CuCl2)=1 mol/L,D错误。
[练1] 现有V mL硫酸钠溶液,其密度为ρ g/mL,其中钠离子的质量分数为2a%,有关该溶液的说法不正确的是( )
A.硫酸钠的物质的量浓度为 mol/L
B.溶质的质量分数为%
C.溶质和溶剂的物质的量之比为
D.硫酸根离子的质量分数为%
由题意可知,Na+的质量m(Na+)=V mL×ρ g/mL×2a%=(Vρ×2a%) g,n(Na+)= mol,则有c(Na+)=,推知c(Na2SO4)=×= mol/L,A正确;
溶液质量m(液)=V mL×ρ g/mL=Vρ g,m(Na2SO4)=Vρ g×2a%×= g,故Na2SO4的质量分数为 g=%,B正确;溶质的物质的量n(Na2SO4)= mol×= mol,溶剂水的质量为m(H2O)=Vρ g-g=(Vρ-)g,
n(H2O)=(Vρ-)g/(18 g/mol)= mol,故n(Na2SO4)∶n(H2O)=( mol):( mol)=,C错误;钠离子的质量分数为2a%,则SO的质量分数为2a%×=%,D正确。
A. B.
C. D.
物质的量浓度为c1 mol/L、密度为ρ1 g/cm3的硫酸和物质的量浓度为c2 mol/L、密度为ρ2 g/cm3的硫酸等体积混合,假设两溶液的体积均为1 L,混合液中n(H2SO4)=(c1+c2)mol;混合液的总质量为1 000(ρ1+ρ2)g,又知混合溶液的密度为ρ3 g/cm3,则混合液的总体积为 cm3= L,故混合液的物质的量浓度为= mol/L。
(1)溶液体积与溶剂体积的关系
①不能用溶剂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=。
②两溶液混合液的体积不是两种溶液的体积和。
(2)同种溶质不同浓度溶液混合的计算
①混合后溶液体积保持不变:c1·V1+c2·V2=c混·(V1+V2)
②混合后溶液体积发生变化:c1·V1+c2·V2=c混·V混,其中:V混=。
由图可知,Na+、Mg2+、Cl-的物质的量浓度分别为1.0 mol/L、0.5 mol/L和3.0 mol/L,则0.1 L该混合液中含有NaCl为1.0 mol/L×0.1 L=0.1 mol,A正确;含MgCl2的物质的量为0.5 mol/L×0.1 L=0.05 mol,B错误;该混合液中含有Cl-为3.0 mol/L×0.1 L=0.3 mol,0.1 L 0.5 mol/L AlCl3溶液含有Cl-为0.1 L ×0.5 mol/L×3=0.15 mol,故二者混合后c(Cl-)==2.25 mol/L,C正确;根据“稀释定律”可得:0.1 L×1.0 mol/L=1 L×c(Na+),c(Na+)=0.1 mol/L,D错误。
定容时要加入蒸馏水,因此容量瓶中原有少量蒸馏水,对所得溶液的浓度无影响,A错误;定容时,俯视容量瓶刻度线,定容结束时,液面低于刻度线,则所得溶液的浓度偏大,B错误;称量Na2SO4固体时,物质与砝码位置放反了,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正确;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)==1.0 mol/L,D错误。
答案:(1)5.0 (2)C
$$