内容正文:
课题3 学会定量表示溶液的组成
第2课时 一定溶质质量分数溶液的配制
一、知识目标
1. 学会规范操作步骤与方法,正确配制一定溶质质量分数的溶液,掌握溶液配制的基本技能。
1. 能应用溶质守恒原理,进行溶质、溶剂质量及溶液稀释过程的相关计算,形成定量分析溶液组成的能力。
1. 能够识别溶液配制实验操作中误差的来源并进行评估。
二、核心素养目标
1. 科学探究与创新意识:通过动手实验和小组讨论,设计不同的溶液配制方案,培养创新思维和实践能力。
1. 科学态度与社会责任:在实验过程中,培养严谨的实验思维习惯和实事求是的科学态度,认识到溶液配制在农业生产、实验研究等方面的重要应用。
一、学习重点
1. 一定溶质质量分数溶液的配制步骤、方法及相关计算。
1. 溶液稀释过程中的等量关系及计算。
二、学习难点
1. 溶液配制过程中误差的分析。
1. 灵活运用溶质守恒原理解决溶液配制和稀释的实际问题。
一、配制一定溶质质量分数的溶液
1.配制一定溶质质量分数的溶液的完整步骤包括四个主要环节: 、 、 、 。
2.若我们要配制50g质量分数为16%的氯化钠溶液,需先进行计算:
所需氯化钠的质量 =
所需水的质量 =
由于水的密度约为1 g/mL,因此所需水的体积约为
3.完成该实验需要使用以下仪器:电子天平、 、 、玻璃棒、药匙、胶头滴管、试剂瓶等。
4.实验操作中若出现以下情况,可能导致所配溶液的溶质质量分数偏低:
称量氯化钠时读数
转移氯化钠时
使用 的氯化钠
量取水时 刻度线(实际水量偏多)
5.以下操作则可能导致所配溶液的溶质质量分数偏高:
称量氯化钠时读数
量取水时 刻度线(实际水量偏少)
6.在溶解过程中,使用 进行搅拌,可加速氯化钠的溶解。
二、溶液的稀释
1.溶液的稀释是指向 中加入一定量的 (通常是水),使其浓度变小的过程。
2.稀释过程中, 的质量保持不变,称为 原理。
3.稀释公式可表示为:
浓溶液的质量 × 浓溶液的溶质质量分数 = ×
4.例如,用质量分数为8%的氯化钠溶液配制50g质量分数为4%的氯化钠溶液:
设需8%的溶液质量为 m
根据稀释公式:_________________________________
解得 m=_____________
需加水的质量 =_____________
5.若题目中给出的是体积(如mL),必须通过_____________将其转换为_____________后才能进行计算,切记不可直接对体积进行加减。
6.完成一项稀释实验的基本步骤包括:_____________、_____________(或称量)、_____________、__________________________。
7.特别注意:稀释浓硫酸时,必须将_____________缓缓倒入_____________中,并不断搅拌散热,绝不可将水倒入浓硫酸中,以免发生危险。
一、新课导入
问题思考:
1. 为什么农业上常用溶质质量分数为 16% - 18%的食盐水进行选种?
1. 在生活和学习中,还有哪些地方需要配制一定溶质质量分数的溶液?
二、配制一定溶质质量分数的溶液
活动一:引入配制溶液的问题
问题思考:
1. 在配制溶液前,如何确定配制该溶液所需氯化钠与水的量?
1. 如何准确获取相应质量的氯化钠与水?
1. 如何使氯化钠快速溶解于水中?
1. 如何保存所配制的溶液?
活动二:进行配制溶液的实验
问题思考:
1. 配制 50g 溶质质量分数为 16%的氯化钠溶液,实验步骤有哪些?需要用到哪些仪器?
1. 计算配制 50g 溶质质量分数为 16%的氯化钠溶液时,所需氯化钠和蒸馏水的质量及蒸馏水的体积。
归纳总结:实验步骤、目的与仪器梳理
活动三:分析配制溶液的误差
问题思考:
1. 哪些操作会导致配制的溶液溶质质量分数小于 16%?
1. 哪些操作会导致配制的溶液溶质质量分数大于 16%?
活动四:设计配制溶液的方案
问题思考:
1. 设计“配制溶质质量分数为 3%的硝酸钾营养液”的三种实验方案,并分析优缺点。
方案一:配制含 6g 硝酸钾的溶质质量分数为 3%的硝酸钾溶液。
方案二:配制含 97mL 水的溶质质量分数为 3%的硝酸钾溶液。
方案三:配制 80g 溶质质量分数为 3%的硝酸钾溶液。
活动五:溶液配制的相关计算
问题思考:
1. 在农业生产中,可利用质量分数为 16%的氯化钠溶液选种。现要配制 150kg 这种溶液,需要氯化钠和水的质量各是多少?
1. 在做电解水的实验时,为了增强水的导电性,可在水中加入少量氢氧化钠。现要配制 50g 溶质质量分数为 4%的氢氧化钠溶液,应将多少克氢氧化钠固体溶解在多少体积的水中?(水的密度以 1g/mL 计)
活动六:典例精讲
典例1:实验室要配制 50g 质量分数为 16%的氯化钠溶液用于选种。下列说法不正确的是( )
A. 所需氯化钠的质量为 8g,水为 42mL
B. 实验步骤:计算、称量、量取、溶解
C. 量水时仰视读数会使溶液浓度偏小
D. 装瓶时部分溶液洒出导致浓度变大
典例2:甘油溶液有着较好的护肤效果。现用 30g 甘油配制 15%的甘油溶液,可得甘油溶液的质量为( )
A. 230g
B. 200g
C. 170g
D. 45g
三、溶液的稀释
活动一:引入溶液稀释的概念
问题思考:
1. 在稀释过程中,溶液的质量、溶剂的质量和溶质的质量会发生怎样的变化?
1. 溶液稀释过程中的等量关系是什么?
活动二:进行溶液稀释的实验
问题思考:
1. 实验室现有质量分数为 8%的氯化钠溶液,但在实验中需要 50g 质量分数为 4%的氯化钠溶液,某同学准备用 8%的氯化钠溶液和蒸馏水(密度为 1.0g/cm³)进行配制。实验步骤有哪些?需要用到哪些仪器?
1. 计算配制 50g 质量分数为 4%的氯化钠溶液时,所需 8%氯化钠溶液的质量和蒸馏水的质量及体积。
活动三:总结溶液稀释的实验
问题思考:
1. 总结溶液稀释实验的步骤、目的和所需仪器。
1. 在进行溶液稀释实验时,如何选择合适的浓溶液取用方法?
活动四:溶液稀释的计算拓展
问题思考:
1. 化学实验室有质量分数为 98%的浓硫酸,要把 50g 上述浓硫酸稀释为质量分数为 20%的硫酸,需要水的质量是多少?
1. 用 50mL 溶质质量分数为 20%的硫酸(密度为 1.14g/cm³)配制溶质质量分数为 10%的硫酸,需要加水多少克?
活动五:典例精讲
典例1:在温度不变的情况下,对甲中的 100mL NaCl 饱和溶液进行下图所示实验。下列结论中,不正确的是( )
A. 实验一后,甲和乙的溶液中溶质的质量分数相等
B. 实验二后,乙的溶液中溶质的质量分数增大
C. 实验二后,甲中溶液变为不饱和溶液
D. 实验二后,甲和乙的溶液中溶质的质量相等
典例2:实验室用 98%的浓硫酸配制 100g 9.8%的稀硫酸。
(1)需要浓硫酸的质量为____________g。
(2)实验需要 5.4mL 浓硫酸和 90mL 水,量取两种液体用到的仪器有_____________(填序号)。
A. 试管
B. 托盘天平
C. 10mL 量筒
D. 100mL 量筒
E. 药匙
F. 胶头滴管
G. 酒精灯
H. 玻璃棒
(3)该实验的步骤为:________________→________________→混匀→________________。
一、配制一定溶质质量分数的溶液
1. 实验步骤
_____________ → _____________→ _____________ → _____________
2. 仪器选择
_____________、_____________、_____________、_____________、_____________、_____________
3. 误差分析
导致溶质质量分数偏大的操作:
· 量取水时_____________读数(实际量取体积偏小)
· 倾倒水时液体_____________或量筒内有_____________
导致溶质质量分数偏小的操作:
· 固体__________________________至烧杯
· 量取水时_____________读数(实际量取体积偏大)
· 烧杯内_____________或溶解时烧杯_____________
不影响质量分数的情况:
· 装瓶时溶液洒出(已配好的溶液浓度不变)
二、溶液的稀释
1. 稀释原理
稀释前后_____________的质量保持不变
2. 计算公式
_____________ × __________________________= _____________ × __________________________
3. 计算示例
例:配制500g质量分数为10%的稀盐酸,需要37%、密度1.18 g/cm³的浓盐酸114.5mL,需要加水364.9mL
计算过程:
V × 1.18 g/cm³ × 37% = 500 g × 10%
V ≈ 114.5 mL
水的质量 = 500 g - 500 g×10%÷37% ≈ 364.9 g
水的体积 ≈ 364.9 mL
三、操作注意事项
1. 称量环节
未调平天平直接称量:指针偏左导致溶质质量_____________,偏右则v
砝码与药品位置放反且使用游码:导致溶质质量_____________
称量纸未使用或固体洒落:溶质损失使质量分数_____________
2. 量取溶剂
量筒读数时俯视:实际水量_____________,质量分数_____________
量筒读数时仰视:实际水量_____________,质量分数_____________
倾倒溶剂时洒出或量筒内有残留:水量不准
3. 仪器选择
量取47.5 mL水应选_____________mL量筒而非100 mL(减少误差)
配好的溶液应存放在_____________而非广口瓶中
4. 安全规范
倾倒液体时标签_____________(避免腐蚀)
稀释浓酸时:必须将_____________缓缓倒入_____________中,并不断搅拌
四、重要公式总结
溶质质量 = _____________ × _____________
溶剂质量 = _____________ - _____________
稀释公式:_____________ × _____________ = _____________ ×_____________
质量体积换算:质量 = _____________ × _____________
1.下列说法是否正确?(正确的在括号中打“√”,错误的打“×”)
(1)100 g水中溶解20 g氯化钠,所得溶液的溶质质量分数为20%。( )
(2)100 g硝酸钾溶液中含有17 g硝酸钾,若再往其中加入1 g硝酸钾,并使其完全溶解,则溶质质量分数变为18%。( )
(3)从溶质质量分数为5%的100 g碳酸钠溶液中取出10 g溶液,则取出的溶液的溶质质量分数为0.5%。( )
(4)向100 g溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液中加入50 mL水,溶液的溶质质量分数变为10%。( )
2.絮凝剂常用于水的净化,可用100 mL水和5 g硫酸铁进行配制,主要操作如图所示。
(1)正确的操作顺序是_____________________(填序号);
(2)B中用玻璃棒搅拌的目的是__________________________________。
3.农业上常用16%的氯化钠溶液进行选种。某同学在实验室用氯化钠固体配制100g溶质质量分数为16%的氯化钠溶液,实验用品如下。回答下列问题。
(1)该同学配制溶液的实验步骤为_______________________________(请从下列步骤中选取并排序)。
①溶解 ②称取氯化钠 ③过滤 ④量取水 ⑤计算
(2) 完成该实验,图中不必用到的仪器是__________________(填选项)。
(3)配制过程中还缺少的一种玻璃仪器是____________(填仪器名称),作用是_____________________________________。
(4)所需氯化钠的质量为_________g。
(5)量取蒸馏水操作如下:将蒸馏水注入量筒,待液面接近量取体积对应刻度线时,改用_____________(填仪器名称)滴加蒸馏水至刻度线。若用俯视的观察方式量取水,所配制溶液的溶质质量分数会_____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
4.实验室有一瓶新购进的浓盐酸,其标签的部分内容如右图所示。
(1)该浓盐酸的质量为______________g,溶质是______________,溶质的质量分数为______________。
(2)配制100.0g溶质质量分数为14.8%的稀盐酸,需要这种浓盐酸的质量为______________g,体积为______________mL,需要加水的体积为______________mL。
(3)从该瓶浓盐酸中取出50 mL用于配制稀盐酸,则剩余的浓盐酸的质量分数为______________。
考点1 配制一定溶质质量分数的溶液
1.用氯化钠固体配制100g 5%的氯化钠溶液,正确的操作顺序是
A.称量→溶解→计算 B.计算→称量→溶解
C.计算→溶解→称量 D.称量→计算→溶解
2.农业上常用质量分数为16%的氯化钠溶液来选种。下列方法能配制出该选种溶液的是
A.8g氯化钠和32g水 B.32g20%的氯化钠溶液和10g水
C.20g8%的氯化钠溶液蒸发8g水 D.14g10%的氯化钠溶液和1g氯化钠
3.将100g质量分数为5%的食盐溶液变成质量分数为10%,则下列操作可行的是
A.加入5g食盐 B.蒸发掉50g水
C.加入50g食盐 D.取出50g溶液即可
考点2 溶液的稀释
4.下列图像表示恒温条件下稀释某氯化钠溶液的过程,正确的是
A. B.
C. D.
5.某同学用提取的精盐配制50g质量分数为10%的氯化钠溶液,实验操作步骤如下:
① (填实验步骤)
②称量:用 称量 g氯化钠。用量筒量取 mL水,所需量筒的规格是 (从下列中选用:10mL、50mL、100mL),量筒的局部示意见图,量取水时应沿 视线(选填“a”或“b”)进行读数。
③溶解:溶解氯化钠时要用到仪器烧杯和 ,该仪器的作用是 。
④装瓶存放:把配好的溶液装入试剂瓶中,贴上标签,请方框内填写该瓶溶液的标签 ;
⑤反思:经检测,所配制溶液的溶质质量分数偏小,其原因可能是 (填序号。)
A氯化钠固体不纯
B称量时,放上称量纸忘按去皮键
C量取水时,俯视读数
D装瓶时,有少量溶液洒出
⑥稀释:若用这50g10%的氯化钠溶液加水稀释成200g溶液,要加水的质量是 。
6.氧化钠和硝酸钾两种物质的溶解度曲线如下图所示,回答下列问题:
(1)由图可知,氯化钠___________(填“易”、“可”、“微”或“难”)溶于水。
(2)图中两种物质的溶解度曲线有一个交点A,点A的含义是___________。
(3)22℃时,向50.0g水中加入15.0g硝酸钾,充分溶解后,所得溶液是___________(填“饱和”或“不饱和”)溶液,当温度升高到60℃时(不考虑水分蒸发),溶液的溶质量分数___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)22℃时,100.0g10%的氯化钠溶液中加入多少克氯化钠恰好可以形成饱和溶液(计算结果保留至0.1g)?
(5)硝酸钾溶液可作为无土栽培的营养液。已知12%的硝酸钾溶液的密度为1.12g/cm3,若要配制224.0g溶质质量分数为3%的硝酸钾溶液,需要量取12%的硝酸钾溶液多少毫升(计算结果保留至0.1mL)?
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课题3 学会定量表示溶液的组成
第2课时 一定溶质质量分数溶液的配制
一、知识目标
1. 学会规范操作步骤与方法,正确配制一定溶质质量分数的溶液,掌握溶液配制的基本技能。
1. 能应用溶质守恒原理,进行溶质、溶剂质量及溶液稀释过程的相关计算,形成定量分析溶液组成的能力。
1. 能够识别溶液配制实验操作中误差的来源并进行评估。
二、核心素养目标
1. 科学探究与创新意识:通过动手实验和小组讨论,设计不同的溶液配制方案,培养创新思维和实践能力。
1. 科学态度与社会责任:在实验过程中,培养严谨的实验思维习惯和实事求是的科学态度,认识到溶液配制在农业生产、实验研究等方面的重要应用。
一、学习重点
1. 一定溶质质量分数溶液的配制步骤、方法及相关计算。
1. 溶液稀释过程中的等量关系及计算。
二、学习难点
1. 溶液配制过程中误差的分析。
1. 灵活运用溶质守恒原理解决溶液配制和稀释的实际问题。
一、配制一定溶质质量分数的溶液
1.配制一定溶质质量分数的溶液的完整步骤包括四个主要环节:计算、称量、溶解、装瓶贴标签。
2.若我们要配制50g质量分数为16%的氯化钠溶液,需先进行计算:
所需氯化钠的质量 = 8g
所需水的质量 = 42g
由于水的密度约为1 g/mL,因此所需水的体积约为 42mL
3.完成该实验需要使用以下仪器:电子天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管、试剂瓶等。
4.实验操作中若出现以下情况,可能导致所配溶液的溶质质量分数偏低:
称量氯化钠时读数偏低
转移氯化钠时洒落
使用潮湿的氯化钠
量取水时仰视刻度线(实际水量偏多)
5.以下操作则可能导致所配溶液的溶质质量分数偏高:
称量氯化钠时读数偏高
量取水时俯视刻度线(实际水量偏少)
6.在溶解过程中,使用玻璃棒进行搅拌,可加速氯化钠的溶解。
二、溶液的稀释
1.溶液的稀释是指向浓溶液中加入一定量的溶剂(通常是水),使其浓度变小的过程。
2.稀释过程中,溶质的质量保持不变,称为溶质守恒原理。
3.稀释公式可表示为:
浓溶液的质量 × 浓溶液的溶质质量分数 = 稀溶液的质量 × 稀溶液的溶质质量分数
4.例如,用质量分数为8%的氯化钠溶液配制50g质量分数为4%的氯化钠溶液:
设需8%的溶液质量为 m
根据稀释公式:m×8%=50g×4%m×8%=50g×4%
解得 m= 25g
需加水的质量 = 25g
5.若题目中给出的是体积(如mL),必须通过密度将其转换为质量后才能进行计算,切记不可直接对体积进行加减。
6.完成一项稀释实验的基本步骤包括:计算、量取(或称量)、混匀、装瓶贴标签。
7.特别注意:稀释浓硫酸时,必须将浓硫酸缓缓倒入水中,并不断搅拌散热,绝不可将水倒入浓硫酸中,以免发生危险。
一、新课导入
问题思考:
1. 为什么农业上常用溶质质量分数为 16% - 18%的食盐水进行选种?
答案:合适溶质质量分数的食盐水能帮助选出更优质的种子,从而提高农作物的产量和质量。
1. 在生活和学习中,还有哪些地方需要配制一定溶质质量分数的溶液?
答案:做电解水实验时,为增强水的导电性,要在水中加入少量氢氧化钠配制成一定溶质质量分数的溶液;一些护肤品中,甘油溶液的溶质质量分数也有特定要求,以达到更好的护肤效果。
二、配制一定溶质质量分数的溶液
活动一:引入配制溶液的问题
问题思考:
1. 在配制溶液前,如何确定配制该溶液所需氯化钠与水的量?
答案:根据溶质质量分数的计算公式(溶质的质量分数=%)来计算所需溶质和溶剂的量。
1. 如何准确获取相应质量的氯化钠与水?
答案:用电子天平称取氯化钠,用量筒量取水。
1. 如何使氯化钠快速溶解于水中?
答案:用玻璃棒搅拌可以使氯化钠快速溶解。
1. 如何保存所配制的溶液?
答案:把溶液装入试剂瓶,贴上标签保存。
活动二:进行配制溶液的实验
问题思考:
1. 配制 50g 溶质质量分数为 16%的氯化钠溶液,实验步骤有哪些?需要用到哪些仪器?
答案:实验步骤有计算、称量、溶解、装瓶贴标签;需要的仪器有电子天平、烧杯、量筒、玻璃棒、药匙、胶头滴管、试剂瓶。
1. 计算配制 50g 溶质质量分数为 16%的氯化钠溶液时,所需氯化钠和蒸馏水的质量及蒸馏水的体积。
答案:所需氯化钠的质量(=50g% = 8g);所需蒸馏水的质量(=50g - 8g = 42g);蒸馏水的体积(==42mL)。
归纳总结:实验步骤、目的与仪器梳理
答案:
序号
步骤
目的
仪器
1
计算
计算所需固体和液体的用量。
2
称量
称取8g的氯化钠固体,量取42mL的水。
电子天平、药匙、烧杯、量筒、胶头滴管。
3
溶解
使8g氯化钠完全溶解于42mL的水中。
烧杯、玻璃棒。
4
装瓶贴标签
保存、存储溶液。
细口瓶(或滴瓶)、标签纸。
活动三:分析配制溶液的误差
问题思考:
1. 哪些操作会导致配制的溶液溶质质量分数小于 16%?
答案:称量时读数偏低、转移(NaCl)时洒落、使用潮湿的(NaCl)、量取水时仰视刻度线、烧杯内有残留水、未完全溶解(NaCl)等操作会导致配制的溶液溶质质量分数小于 16%。
1. 哪些操作会导致配制的溶液溶质质量分数大于 16%?
答案:称量时读数偏高、量取水时俯视刻度线等操作会导致配制的溶液溶质质量分数大于 16%。
活动四:设计配制溶液的方案
问题思考:
1. 设计“配制溶质质量分数为 3%的硝酸钾营养液”的三种实验方案,并分析优缺点。
方案一:配制含 6g 硝酸钾的溶质质量分数为 3%的硝酸钾溶液。
答案:优点是已知硝酸钾的质量,计算水的质量比较简单;缺点是如果硝酸钾的称量不准确,会对溶液的溶质质量分数产生较大影响。
方案二:配制含 97mL 水的溶质质量分数为 3%的硝酸钾溶液。
答案:优点是已知水的体积,量取水比较方便;缺点是计算硝酸钾的质量相对复杂一些。
方案三:配制 80g 溶质质量分数为 3%的硝酸钾溶液。
答案:优点是溶液的质量已知,计算硝酸钾和水的质量都比较容易;缺点是如果溶液的质量称量不准确,也会影响溶液的溶质质量分数。
活动五:溶液配制的相关计算
问题思考:
1. 在农业生产中,可利用质量分数为 16%的氯化钠溶液选种。现要配制 150kg 这种溶液,需要氯化钠和水的质量各是多少?
答案:根据(溶质质量 = 溶液质量),氯化钠的质量(= 150kg% = 24kg);根据(溶剂质量 = 溶液质量 - 溶质质量),水的质量(= 150kg - 24kg = 126kg)。
1. 在做电解水的实验时,为了增强水的导电性,可在水中加入少量氢氧化钠。现要配制 50g 溶质质量分数为 4%的氢氧化钠溶液,应将多少克氢氧化钠固体溶解在多少体积的水中?(水的密度以 1g/mL 计)
答案:氢氧化钠的质量(= 50g% = 2g);水的质量(= 50g - 2g = 48g);水的体积(==48mL)。
活动六:典例精讲
典例1:实验室要配制 50g 质量分数为 16%的氯化钠溶液用于选种。下列说法不正确的是( )
A. 所需氯化钠的质量为 8g,水为 42mL
B. 实验步骤:计算、称量、量取、溶解
C. 量水时仰视读数会使溶液浓度偏小
D. 装瓶时部分溶液洒出导致浓度变大
答案:D。A 项,配制 50g 质量分数为 16%的氯化钠溶液,需氯化钠的质量为(50g% = 8g);需水的质量为(50g - 8g = 42g),其体积为(42mL)(水的密度约为 1g/mL),说法正确,不符合题意。B 项,配制一定溶质质量分数溶液的基本步骤为计算、称量(固体)、量取(液体)、溶解,说法正确,不符合题意。C 项,量取水时仰视量筒刻度,会导致读数偏小,实际量取水的体积偏大,溶剂质量增加,导致所配溶液溶质质量分数偏小,说法正确,不符合题意。D 项,溶液具有均一性,装瓶时部分溶液洒出,不影响剩余溶液的浓度,溶质质量分数不变,说法错误,符合题意。
典例2:甘油溶液有着较好的护肤效果。现用 30g 甘油配制 15%的甘油溶液,可得甘油溶液的质量为( )
A. 230g
B. 200g
C. 170g
D. 45g
答案:B。根据溶质质量分数的计算公式(溶质的质量分数 = %),可推导出(溶液质量 = )。将已知数据代入公式,溶液质量(== 200g)。
三、溶液的稀释
活动一:引入溶液稀释的概念
问题思考:
1. 在稀释过程中,溶液的质量、溶剂的质量和溶质的质量会发生怎样的变化?
答案:溶液加水稀释时,溶液的总质量增加,溶剂的质量增加,而稀释前后溶液中的溶质质量保持不变。
1. 溶液稀释过程中的等量关系是什么?
答案:稀溶液的质量(=)浓溶液的质量(+)稀释所用水的质量;浓溶液中溶质的质量(=)稀溶液中溶质的质量,即(浓溶液的质量= 稀溶液的质量)。
活动二:进行溶液稀释的实验
问题思考:
1. 实验室现有质量分数为 8%的氯化钠溶液,但在实验中需要 50g 质量分数为 4%的氯化钠溶液,某同学准备用 8%的氯化钠溶液和蒸馏水(密度为 1.0g/cm³)进行配制。实验步骤有哪些?需要用到哪些仪器?
答案:实验步骤有计算、称量(量取)、配制、装瓶贴标签;需要的仪器有电子天平、烧杯、量筒、玻璃棒、药匙、胶头滴管、试剂瓶。
1. 计算配制 50g 质量分数为 4%的氯化钠溶液时,所需 8%氯化钠溶液的质量和蒸馏水的质量及体积。
答案:设所需 8%氯化钠溶液的质量为(m),根据稀释前后溶质质量不变,可得(8%m = 50g%),解得(m = 25g);所需蒸馏水的质量(= 50g - 25g = 25g);蒸馏水的体积(==25mL)。
活动三:总结溶液稀释的实验
问题思考:
1. 总结溶液稀释实验的步骤、目的和所需仪器。
答案:实验步骤有计算、称量(或量取)、配制、装瓶贴标签;目的分别是计算所需浓溶液和水的用量、称取或量取一定量的浓溶液和水、使浓溶液与水充分混合、保存和存储溶液;所需仪器有电子天平、烧杯、量筒、玻璃棒、药匙、胶头滴管、试剂瓶等。
1. 在进行溶液稀释实验时,如何选择合适的浓溶液取用方法?
答案:若题目给出浓溶液的密度,可换算为体积后量取浓溶液;若未提供密度,则直接计算所需浓溶液的质量,用天平称取。
活动四:溶液稀释的计算拓展
问题思考:
1. 化学实验室有质量分数为 98%的浓硫酸,要把 50g 上述浓硫酸稀释为质量分数为 20%的硫酸,需要水的质量是多少?
答案:稀释前溶质质量(= 50g% = 49g)。设稀释后溶液质量为(m_{稀}),则(49g = m_{稀}%),解得(m_{稀}== 245g)。需要加水的质量(=)稀溶液质量(-)浓溶液质量(= 245g - 50g = 195g)。
1. 用 50mL 溶质质量分数为 20%的硫酸(密度为 1.14g/cm³)配制溶质质量分数为 10%的硫酸,需要加水多少克?
答案:首先计算原溶液质量(m = V = 1.14g/cm³50mL = 57g);原溶液中溶质质量(= 57g% = 11.4g)。设稀释后溶液总质量为(m_{稀}),根据溶质守恒(11.4g = m_{稀}%),解得(m_{稀}== 114g)。需要加水的质量(=)稀溶液质量(-)浓溶液质量(= 114g - 57g = 57g)。
活动五:典例精讲
典例1:在温度不变的情况下,对甲中的 100mL NaCl 饱和溶液进行下图所示实验。下列结论中,不正确的是( )
A. 实验一后,甲和乙的溶液中溶质的质量分数相等
B. 实验二后,乙的溶液中溶质的质量分数增大
C. 实验二后,甲中溶液变为不饱和溶液
D. 实验二后,甲和乙的溶液中溶质的质量相等
答案:B。A 项,溶液具有均一性,实验一转移后,甲和乙的溶液还是该温度下的饱和溶液,甲、乙溶质质量分数相等,说法正确,不符合题意。B 项,实验二向乙烧杯中的饱和溶液加入 5g 氯化钠,氯化钠不能继续溶解,溶质的质量分数不变,说法错误,符合题意。C 项,实验二向甲烧杯中饱和溶液加入 5g 水,溶剂质量增加,溶质质量不变,则溶液变为不饱和溶液,说法正确,不符合题意。D 项,实验二向甲烧杯中饱和溶液加入 5g 水,溶剂质量增加,溶质质量不变;向乙烧杯中的饱和溶液加入 5g 氯化钠,氯化钠不能继续溶解,则溶质的质量也不变,故实验二后,甲和乙的溶液中溶质的质量相等,说法正确,不符合题意。
典例2:实验室用 98%的浓硫酸配制 100g 9.8%的稀硫酸。
(1)需要浓硫酸的质量为____________g。
(2)实验需要 5.4mL 浓硫酸和 90mL 水,量取两种液体用到的仪器有_____________(填序号)。
A. 试管
B. 托盘天平
C. 10mL 量筒
D. 100mL 量筒
E. 药匙
F. 胶头滴管
G. 酒精灯
H. 玻璃棒
(3)该实验的步骤为:________________→________________→混匀→________________。
答案:(1)10;(2)C、D、F;(3)计算;量取;装瓶贴标签。
(1)设需要浓硫酸的质量为(m),根据溶液稀释前后溶质质量不变的原理,可得(m% = 100g%),解得(m = = 10g)。(2)浓硫酸体积为 5.4mL,此体积接近但小于 10mL,为减小误差应选用 10mL 量筒(C),并使用胶头滴管(F)辅助准确量取;水的体积为 90mL,应选用 100mL 量筒(D)量取;托盘天平(B)用于称量固体质量,不用于量取液体;其他仪器(试管 A、药匙 E、酒精灯 G、玻璃棒 H)不用于量取液体。(3)配制稀硫酸的基本实验步骤为计算、量取、混匀、装瓶贴标签。
一、配制一定溶质质量分数的溶液
1. 实验步骤
计算 → 称量→ 溶解 → 装瓶贴标签
2. 仪器选择
电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管
3. 误差分析
导致溶质质量分数偏大的操作:
· 量取水时俯视读数(实际量取体积偏小)
· 倾倒水时液体洒落或量筒内有残留
导致溶质质量分数偏小的操作:
· 固体未完全转移至烧杯
· 量取水时仰视读数(实际量取体积偏大)
· 烧杯内残留水或溶解时烧杯未干燥
不影响质量分数的情况:
· 装瓶时溶液洒出(已配好的溶液浓度不变)
二、溶液的稀释
1. 稀释原理
稀释前后溶质的质量保持不变
2. 计算公式
浓溶液的质量 × 浓溶液的溶质质量分数 = 稀溶液的质量 × 稀溶液的溶质质量分数
3. 计算示例
例:配制500g质量分数为10%的稀盐酸,需要37%、密度1.18 g/cm³的浓盐酸114.5mL,需要加水364.9mL
计算过程:
V × 1.18 g/cm³ × 37% = 500 g × 10%
V ≈ 114.5 mL
水的质量 = 500 g - 500 g×10%÷37% ≈ 364.9 g
水的体积 ≈ 364.9 mL
三、操作注意事项
1. 称量环节
未调平天平直接称量:指针偏左导致溶质质量偏小,偏右则偏大
砝码与药品位置放反且使用游码:导致溶质质量偏小
称量纸未使用或固体洒落:溶质损失使质量分数偏小
2. 量取溶剂
量筒读数时俯视:实际水量偏少,质量分数偏大
量筒读数时仰视:实际水量偏多,质量分数偏小
倾倒溶剂时洒出或量筒内有残留:水量不准
3. 仪器选择
量取47.5 mL水应选50 mL量筒而非100 mL(减少误差)
配好的溶液应存放在细口瓶而非广口瓶中
4. 安全规范
倾倒液体时标签朝向手心(避免腐蚀)
稀释浓酸时:必须将浓酸缓缓倒入水中,并不断搅拌
四、重要公式总结
溶质质量 = 溶液质量 × 溶质质量分数
溶剂质量 = 溶液质量 - 溶质质量
稀释公式:m浓 × c浓% = m稀 × c稀%
质量体积换算:质量 = 体积 × 密度
1.下列说法是否正确?(正确的在括号中打“√”,错误的打“×”)
(1)100 g水中溶解20 g氯化钠,所得溶液的溶质质量分数为20%。( )
(2)100 g硝酸钾溶液中含有17 g硝酸钾,若再往其中加入1 g硝酸钾,并使其完全溶解,则溶质质量分数变为18%。( )
(3)从溶质质量分数为5%的100 g碳酸钠溶液中取出10 g溶液,则取出的溶液的溶质质量分数为0.5%。( )
(4)向100 g溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液中加入50 mL水,溶液的溶质质量分数变为10%。( )
【答案】(1)√;(2)×;(3)×;(4)×
【解析】
(1)溶液质量为(100g + 20g = 120g),溶质质量分数为(×100%≈16.7%),原说法错误。
(2)加入(1g)硝酸钾后,溶质质量变为(17g + 1g = 18g),溶液质量变为(100g + 1g = 101g),溶质质量分数为(×100%≈17.8%),原说法错误。
(3)溶液具有均一性,取出的(10g)溶液溶质质量分数仍为(5%),原说法错误。
(4)(100g)溶质质量分数为(15%)的硝酸钾溶液中溶质质量为(100g×15% = 15g),加入(50mL)水(质量为(50g))后,溶液质量变为(100g + 50g = 150g),溶质质量分数为(×100% = 10%),原说法正确。
2.絮凝剂常用于水的净化,可用100 mL水和5 g硫酸铁进行配制,主要操作如图所示。
(1)正确的操作顺序是_____________________(填序号);
(2)B中用玻璃棒搅拌的目的是__________________________________。
【答案】(1)DCAB;(2)加速并充分溶解硫酸铁固体
【解析】(1)配制溶液的步骤为计算、称量、量取、溶解,所以顺序是DCAB。(2)溶解时用玻璃棒搅拌的目的是加速溶解,使硫酸铁固体充分溶解。
3.农业上常用16%的氯化钠溶液进行选种。某同学在实验室用氯化钠固体配制100g溶质质量分数为16%的氯化钠溶液,实验用品如下。回答下列问题。
(1)该同学配制溶液的实验步骤为_______________________________(请从下列步骤中选取并排序)。
①溶解 ②称取氯化钠 ③过滤 ④量取水 ⑤计算
(2) 完成该实验,图中不必用到的仪器是__________________(填选项)。
(3)配制过程中还缺少的一种玻璃仪器是____________(填仪器名称),作用是_____________________________________。
(4)所需氯化钠的质量为_________g。
(5)量取蒸馏水操作如下:将蒸馏水注入量筒,待液面接近量取体积对应刻度线时,改用_____________(填仪器名称)滴加蒸馏水至刻度线。若用俯视的观察方式量取水,所配制溶液的溶质质量分数会_____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)⑤②④①或⑤④②①;(2)EG;(3)玻璃棒;使溶质加速并充分溶解;(4)16;(5)胶头滴管;偏大
【解析】(1)配制一定溶质质量分数的溶液步骤为计算、称量(称取氯化钠、量取水)、溶解,所以顺序是⑤②④①或⑤④②①。(2)过滤操作在该实验中不需要,所以不必用到的仪器是漏斗和滤纸,即EG。(3)溶解时需要用玻璃棒搅拌,加速溶解,所以缺少玻璃棒。(4)所需氯化钠质量为(100g×16% = 16g)。(5)量取液体接近刻度线时用胶头滴管滴加;俯视读数会使量取的水体积偏小,溶质质量不变,溶液质量偏小,溶质质量分数偏大。
4.实验室有一瓶新购进的浓盐酸,其标签的部分内容如右图所示。
(1)该浓盐酸的质量为______________g,溶质是______________,溶质的质量分数为______________。
(2)配制100.0g溶质质量分数为14.8%的稀盐酸,需要这种浓盐酸的质量为______________g,体积为______________mL,需要加水的体积为______________mL。
(3)从该瓶浓盐酸中取出50 mL用于配制稀盐酸,则剩余的浓盐酸的质量分数为______________。
【答案】(1)590;HCl;37%;(2)40;33.9;60;(3)37%
【解析】(1)由标签可知浓盐酸质量为(590g),溶质是(HCl),溶质质量分数为(37%)。(2)根据稀释前后溶质质量不变,设需要浓盐酸质量为(x),则(x×37% = 100g×14.8%),解得(x = 40g),浓盐酸体积为(≈33.9cm³ = 33.9mL),加水质量为(100g - 40g = 60g),水的体积为(60mL)。(3)溶液具有均一性,取出部分溶液后,剩余溶液溶质质量分数不变,仍为(37%)。
考点1 配制一定溶质质量分数的溶液
1.用氯化钠固体配制100g 5%的氯化钠溶液,正确的操作顺序是
A.称量→溶解→计算 B.计算→称量→溶解
C.计算→溶解→称量 D.称量→计算→溶解
【答案】B
【解析】配制100g质量分数为5%的氯化钠溶液,首先计算配制溶液所需氯化钠和水的质量,再称量所需的氯化钠和量取水,最后进行溶解。
故选B。
2.农业上常用质量分数为16%的氯化钠溶液来选种。下列方法能配制出该选种溶液的是
A.8g氯化钠和32g水 B.32g20%的氯化钠溶液和10g水
C.20g8%的氯化钠溶液蒸发8g水 D.14g10%的氯化钠溶液和1g氯化钠
【答案】D
【解析】A、8g氯化钠和32g水混合后,所得溶液中溶质质量分数为,故选项错误;
B、32g20%的氯化钠溶液和10g水混合后,所得溶液中溶质质量分数为,故选项错误;
C、20g8%的氯化钠溶液蒸发8g水后,所得溶液中溶质质量分数为,故选项错误;
D、14g10%的氯化钠溶液和1g氯化钠混合后,所得溶液中溶质质量分数为,故选项正确;
故选D。
3.将100g质量分数为5%的食盐溶液变成质量分数为10%,则下列操作可行的是
A.加入5g食盐 B.蒸发掉50g水
C.加入50g食盐 D.取出50g溶液即可
【答案】B
【解析】A、将100g质量分数为5%的食盐溶液变成质量分数为10%,设需要再溶解食盐的质量为x,则有,,故选项采用的方法错误;
B、将100g质量分数为5%的食盐溶液变成质量分数为10%,设需要蒸发水的质量为y,则有,,故选项采用的方法正确;
C、根据A选项的分析,应加入食盐的质量为,故选项采用的方法错误;
D、溶液具有均一性,取出溶液后,剩余溶液的溶质质量分数仍为,故选项采用的方法错误;
故选:B。
考点2 溶液的稀释
4.下列图像表示恒温条件下稀释某氯化钠溶液的过程,正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、恒温条件下稀释某氯化钠溶液,溶剂质量增加,溶液增加,但不是从零开始增加,不符合题意;
B、温度不变,氯化钠的溶解度不变,不符合题意;
C、恒温条件下稀释某氯化钠溶液,溶剂质量增加,溶液质量增加,溶质质量不变,故溶质质量分数不断减小,不符合题意;
D、恒温条件下稀释某氯化钠溶液,溶剂质量增加,氯化钠质量不变,符合题意。
故选D。
5.某同学用提取的精盐配制50g质量分数为10%的氯化钠溶液,实验操作步骤如下:
① (填实验步骤)
②称量:用 称量 g氯化钠。用量筒量取 mL水,所需量筒的规格是 (从下列中选用:10mL、50mL、100mL),量筒的局部示意见图,量取水时应沿 视线(选填“a”或“b”)进行读数。
③溶解:溶解氯化钠时要用到仪器烧杯和 ,该仪器的作用是 。
④装瓶存放:把配好的溶液装入试剂瓶中,贴上标签,请方框内填写该瓶溶液的标签 ;
⑤反思:经检测,所配制溶液的溶质质量分数偏小,其原因可能是 (填序号。)
A氯化钠固体不纯
B称量时,放上称量纸忘按去皮键
C量取水时,俯视读数
D装瓶时,有少量溶液洒出
⑥稀释:若用这50g10%的氯化钠溶液加水稀释成200g溶液,要加水的质量是 。
【答案】 计算 托盘天平 5 45 50mL a 玻璃棒 加速溶解 氯化钠溶液10% AB 150
【解析】配制50g质量分数为10%的氯化钠溶液,实验操作步骤为:
①计算;
②称量:用托盘天平称量50g×10%=5g氯化钠,用量筒量取50g-5g=45g水,45g水的体积为45mL,量筒量程选择的依据有两点,一是保证测量一次,二是应选择量程与液体的取用量最接近,则量取45mL水,所需量筒的规格是50mL。读取量筒内液体的体积,视线与凹液面的最低处保持水平,故量取水时应沿a视线进行读数。
③溶解:溶解氯化钠时要用到仪器烧杯和玻璃棒,该仪器的作用是加速溶解。
④装瓶存放:把配好的溶液装入试剂瓶中,贴上标签,标签上写明:氯化钠溶液10%;
⑤反思:经检测,所配制溶液的溶质质量分数偏小,可能是溶质偏少或溶剂偏多。
A氯化钠固体不纯,则氯化钠的质量偏少,所配制溶液的溶质质量分数偏小,此选项符合题意;
B称量时,放上称量纸忘按去皮键,则氯化钠的质量偏少,所配制溶液的溶质质量分数偏小,此选项符合题意;
C量取水时,俯视读数,量取的水偏少,所配制溶液的溶质质量分数偏大,此选项不符合题意;
D溶液具有均一性,装瓶时,有少量溶液洒出,不影响溶质质量分数,此选项不符合题意。
故选AB。
⑥稀释:稀释后溶液质量等于稀释前溶液质量加上水的质量,若用这50g10%的氯化钠溶液加水稀释成200g溶液,要加水的质量是:200g-50g=150g。
6.氧化钠和硝酸钾两种物质的溶解度曲线如下图所示,回答下列问题:
(1)由图可知,氯化钠___________(填“易”、“可”、“微”或“难”)溶于水。
(2)图中两种物质的溶解度曲线有一个交点A,点A的含义是___________。
(3)22℃时,向50.0g水中加入15.0g硝酸钾,充分溶解后,所得溶液是___________(填“饱和”或“不饱和”)溶液,当温度升高到60℃时(不考虑水分蒸发),溶液的溶质量分数___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)22℃时,100.0g10%的氯化钠溶液中加入多少克氯化钠恰好可以形成饱和溶液(计算结果保留至0.1g)?
(5)硝酸钾溶液可作为无土栽培的营养液。已知12%的硝酸钾溶液的密度为1.12g/cm3,若要配制224.0g溶质质量分数为3%的硝酸钾溶液,需要量取12%的硝酸钾溶液多少毫升(计算结果保留至0.1mL)?
【答案】(1)易
(2)22℃时,NaCl和KNO3的溶解度相等,均为36.2g
(3) 不饱和,不变
(4)解:100.0g10%的NaCl溶液中NaCl的质量为 ,水的质量为 ;
设加入的氯化钠质量为x可使溶液恰好饱和,
答:加入22.6g氯化钠恰好可以形成饱和溶液。
(5)解:设需要量取12%的硝酸钾溶液的体积为y
,解得y=50.0mL
答:需要量取12%的硝酸钾溶液50.0mL
【解析】(1)由图可知,20℃时,氯化钠的溶解度大于10g,属于易溶于水的物质。
(2)图中两种物质的溶解度曲线有一个交点A,点A的含义是22℃时,NaCl和KNO3的溶解度相等,均为36.2g。
(3)22℃时,KNO3的溶解度为36.2g;50.0g水中最多可以溶解18.1g溶质,则加入15.0g硝酸钾,充分溶解后,所得溶液是不饱和溶液;当温度升高到60℃时(不考虑水分蒸发),硝酸钾溶解度变大,但是溶质、溶剂质量均没有改变,故溶液的溶质量分数不变。
(4)见答案。
(5)见答案。
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