内容正文:
第7讲 物质的量浓度及溶液配制
课标
指引 1.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
2.配制一定物质的量浓度的溶液(学生必做实验)。
三年
高考
命题
分析 1.命题特点
情境化:以工业与环保(工业流程、碳中和)、生活与科技(医药、新材料)为载体,考查溶液配制及滴定实验数据处理。
综合性:学科深度融合,氧化还原滴定(如K2Cr2O7溶液滴定Fe2+)与物质的量浓度综合计算关联。
2.命题趋势:命题更侧重真实问题建模能力(如工业反应器投料比优化)和证据推理,需跳出机械刷题,构建“原理—模型—情境”三位一体的思维体系。
考点一 物质的量浓度及其计算
考点二 一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
目录索引
学科素养•发展
考点一 物质的量浓度及其计算
必备知识•梳理
1.物质的量浓度(cB)(从微观角度认识溶液的组成)
单位体积
mol·L-1
物质的量浓度
物质的量
必备知识•梳理
关键能力•提升
2.溶质的质量分数(w)(从宏观角度认识溶液的组成)
溶质
溶液
必备知识•梳理
关键能力•提升
3.计算物质的量浓度的两要素
(1)正确判断溶质
NaOH
H2CO3
H2SO3
H2SO4
NH3·H2O
CuSO4
Na2CO3
必备知识•梳理
关键能力•提升
(2)确定溶液的体积
溶液的体积不是溶剂的体积,也不是溶剂体积与溶质体积的简单加和,可以根据V=求算。
必备知识•梳理
关键能力•提升
4.溶液的稀释与混合
(1)溶液的稀释
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即_____________________,溶液的质量m稀=m浓+m水。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即________________,但溶液的体积V稀≠V浓+V水。
(2)溶液的混合(溶质相同)
物质的量浓度不同(分别为c1、c2)的两溶液:混合前后溶质的物质的量保持不变,即____________________=c混V混。
m浓w浓=m稀w稀
c稀V稀=c浓V浓
c1V1+c2V2
必备知识•梳理
关键能力•提升
教材链接
实验室利用18 mol·L-1 H2SO4溶液配制240 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液,选取容量瓶的规格为__________mL,需要18 mol·L-1 H2SO4溶液的体积约为__________mL。
250
13.9
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关键能力•提升
关键能力•提升
命题角度1 物质的量浓度及其计算
1.(必修第一册·P61,T9改编)现有0.270 kg质量分数为10%的CuCl2溶液,其体积为100 mL。下列说法不正确的是( )
A.CuCl2的物质的量为0.2 mol
B.溶液中c(Cu2+)=2.0 mol·L-1
C.溶液中c(Cl-)=2.0 mol·L-1
D.该溶液最多溶解铁粉的质量为11.2 g
C
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关键能力•提升
解析:该溶液中,n(CuCl2)==0.2 mol,A正确;溶液的体积为100 mL,则c(CuCl2)==2.0 mol·L-1,故溶液中c(Cu2+)=2.0 mol·L-1,c(Cl-)=4.0 mol·L-1,B正确,C错误;向CuCl2溶液中加入铁粉,发生反应CuCl2+Fe══Cu+FeCl2,0.2 mol CuCl2最多能与0.2 mol铁粉反应,0.2 mol铁粉的质量为0.2 mol×56 g·mol-1=11.2 g,D正确。
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2.(2024·上海卷节选)已知粗盐水中MgCl2含量为0.38 g·L-1,CaCl2含量为1.11 g·L-1,现用方案:向粗盐水中加入石灰乳除去Mg2+,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+,提纯10 L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为CaO)和碳酸钠的物质的量分别为____________________。
0.04 mol;0.14 mol
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关键能力•提升
解析:MgCl2含量为0.38 g·L-1,即c(MgCl2)==0.004 mol·L-1,由关系式:MgCl2~Ca(OH)2~CaO可得,提纯10 L该粗盐水,需要加入石灰乳(视为CaO)的物质的量为0.004 mol·L-1×10 L=0.04 mol;粗盐水中CaCl2含量为1.11 g·L-1,即c(CaCl2)==0.01 mol·L-1,n(Ca2+)=0.01 mol·L-1×10 L=0.1 mol,加入石灰乳(视为CaO)物质的量为0.04 mol,即此时溶液中Ca2+的总物质的量为0.1 mol+0.04 mol=0.14 mol。由关系式:Ca2+~C可得,需加入Na2CO3的物质的量为0.14 mol。
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命题角度2 溶液的稀释和混合
3.在0.1 L由NaCl、MgCl2、BaCl2组成的混合溶液中,部分离子的浓度大小如图所示,下列对该溶液成分说法不正确的是( )
A.该混合溶液中NaCl的物质的量为0.1 mol
B.该混合溶液中MgCl2的质量为4.75 g
C.若将该溶液与0.1 L 0.5 mol·L-1 AlCl3溶液混合,所得混合溶液中c(Cl-)= 2.25 mol·L-1(忽略混合时溶液体积的变化)
D.将该混合溶液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Na+的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
D
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解析:由图可知,Na+、Mg2+、Cl-的物质的量浓度分别为1.0 mol·L-1、0.5 mol·L-1和3.0 mol·L-1,则0.1 L该混合溶液中含有NaCl为1.0 mol·L-1×0.1 L =0.1 mol,A正确;含MgCl2的物质的量为0.5 mol·L-1×0.1 L=0.05 mol,其质量为0.05 mol×95 g·mol-1=4.75 g,B正确;该混合溶液中含有Cl-为3.0 mol·L-1× 0.1 L=0.3 mol,0.1 L 0.5 mol·L-1 AlCl3溶液含有Cl-为0.1 L×0.5 mol·L-1×3 =0.15 mol,故二者混合后c(Cl-)==2.25 mol·L-1,C正确;根据“稀释定律”可得:0.1 L×1.0 mol·L-1=1 L×c(Na+),则c(Na+)=0.1 mol·L-1,D错误。
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4.(2025·河北邢台五校联考)CaCl2溶液常用于治疗急性血钙过低症,已知质量分数为20%的CaCl2溶液的密度为1.11 g·cm-3,取此溶液10 mL加水稀释至2 L。下列说法不正确的是(已知:质量浓度=)( )
A.稀释前CaCl2溶液的物质的量浓度为2 mol·L-1
B.稀释前10 mL CaCl2溶液中Cl-的物质的量为0.04 mol
C.稀释后Ca2+的质量浓度为40 mg·L-1
D.1 L稀释后的溶液中CaCl2的质量为1.11 g
C
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关键能力•提升
解析:质量分数为20%的CaCl2溶液的密度为1.11 g·mL-1,则其物质的量浓度c= mol·L-1=2 mol·L-1,A正确;稀释前10 mL CaCl2溶液中Cl-的物质的量为2 mol·L-1×0.01 L×2=0.04 mol,B正确;稀释前10 mL CaCl2溶液中Ca2+为0.02 mol,其质量为0.02 mol×40 g·mol-1=0.8 g,故稀释后Ca2+的质量浓度为400 mg·L-1,C错误;稀释前10 mL CaCl2溶液中CaCl2为0.02 mol,加水稀释至2 L,1 L稀释后的溶液中CaCl2为0.01 mol,其质量为0.01 mol×111 g·mol-1=1.11 g,D正确。
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考点二 一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
必备知识•梳理
1.容量瓶的构造及使用
(1)构造及用途
250 mL
500 mL
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关键能力•提升
(2)查漏操作
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关键能力•提升
(3)使用容量瓶时要注意以下几点。
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②在使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。
③容量瓶使用完毕,应洗净、晾干。(对于玻璃磨口瓶塞,应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连)
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2.配制过程及规范操作(称量时选用托盘天平)
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3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
误差分析中变量是m和V,一般情况要固定其一,分析另一物理量的变化对溶液浓度的影响:
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辨析明理
判断正误:对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2024·江苏卷)配制NaOH溶液。( )
(2)(2024·北京卷)配制一定物质的量浓度的KCl溶液。( )
×
×
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(3)(2025·云南卷)配制100 mL 1.00 mol·L-1 KCl溶液。( )
(4)(2023·浙江6月选考卷)俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大。
( )
×
√
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关键能力•提升
关键能力•提升
命题角度1 配制一定物质的量浓度的溶液
1.(2025·山东卷)称取1.6 g固体NaOH配制400 mL浓度约为0.1 mol·L-1的NaOH溶液,下列仪器中不需要的是( )
A.100 mL烧杯 B.500 mL容量瓶
C.500 mL量筒 D.500 mL细口瓶(带橡胶塞)
B
解析:本题应是粗略配制NaOH溶液,400 mL浓度约为0.1 mol·L-1的NaOH溶液中含有NaOH的质量约为0.4 L×0.1 mol·L-1×40 g·mol-1=1.6 g;用500 mL量筒量取400 mL蒸馏水,用少量蒸馏水溶解1.6 g固体NaOH,再转移到500 mL细口瓶中,用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到细口瓶中,最后将剩余蒸馏水加入500 mL细口瓶中,塞紧橡胶塞,摇匀即可。
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2.(2025·甘肃卷节选)如图所示玻璃仪器中,配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器名称为_______________。
容量瓶、烧杯
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关键能力•提升
3.(2024·全国甲卷节选)如图为“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_______________________。
使样品转移完全
盖上瓶塞,反复上下颠倒摇匀
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命题角度2 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
4.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.定容时液面超过刻度线,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,对所配溶液浓度没有影响
B
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关键能力•提升
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;定容时液面超过刻度线,用胶头滴管吸出部分液体,溶质减少,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,对所配溶液浓度没有影响,D正确。
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关键能力•提升
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关键能力•提升
5.(2025·江苏南通名校联考)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.溶解后未将溶液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.转移烧杯中溶液时,不小心将少量液体洒落到容量瓶外
B
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不符合题意;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符合题意;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不符合题意;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不符合题意。
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学科素养•发展
题组1 教材习题改编
1.(必修第一册·P61,T3改编)将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀释到500 mL。对于稀释后的溶液,下列叙述不正确的是( )
A.溶液中c(NaOH)=0.03 mol·L-1
B.溶液中n(Na+)=0.015 mol
C.溶液中c(OH-)=0.05 mol·L-1
D.加入7.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液恰好完全中和
C
解析:将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀释到500 mL,根据“稀释定律”可得:0.03 L×0.5 mol·L-1=0.5 L×c(NaOH),则有c(NaOH)=0.03 mol·L-1,溶液中c(OH-)=0.03 mol·L-1,A正确,C错误;稀释前后n(NaOH)不变,故稀释后溶液中n(Na+)=0.03 L×0.5 mol·L-1=0.015 mol,B正确;加入7.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液,发生反应H2SO4+2NaOH══Na2SO4+2H2O,n(NaOH)=0.015 mol, n(H2SO4)=7.5×10-3 L×1.0 mol·L-1=7.5×10-3 mol,二者恰好完全反应,D正确。
2.(必修第一册·P64,T12改编)某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):
①配制0.10 mol·L-1稀盐酸和0.10 mol·L-1 NaOH溶液;
②向一粒研碎后的药片(0.10 g)中加入20.00 mL蒸馏水;
③用0.10 mol·L-1 NaOH溶液滴定过量的稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积;
④加入25.00 mL 0.10 mol·L-1稀盐酸。
下列有关说法不正确的是( )
A.上述实验中正确的操作顺序为①→②→④→③
B.该测定实验共进行了4次,则配制盐酸应选用的容量瓶的规格为100 mL
C.若四次滴定平均消耗13.00 mL NaOH溶液,则这种药片中碳酸钙的质量分数为60.0%
D.若配制NaOH溶液定容时仰视刻度线,会导致测得药片中碳酸钙的质量分数偏小
B
解析:该测定实验共进行了4次,每次取用25.00 mL稀盐酸,共需要100 mL,实验过程中要润洗滴定管、排气泡等,都要消耗盐酸,故盐酸的需用量大于100 mL,可选用250 mL容量瓶配制盐酸,B错误;若四次滴定平均消耗13.00 mL NaOH溶液,则CaCO3消耗的盐酸中HCl的物质的量为25.00×10-3 L× 0.10 mol·L-1-13.00×10-3 L×0.10 mol·L-1=1.2×10-3 mol,结合反应可知n(CaCO3)=×1.2×10-3 mol=6.0×10-4 mol,故这种药片中碳酸钙的质量分数为×100%=60.0%,C正确;若配制NaOH溶液定容时仰视刻度线,所配NaOH溶液的浓度偏低,滴定过量的稀盐酸时消耗NaOH溶液的体积偏大,导致测得药片中碳酸钙的质量分数偏小,D正确。
题组2 前沿模拟演练
3.(2026·湖南名校联盟联考)某实验需用90 mL 1 mol·L-1NaOH溶液,配制该NaOH溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下。下列说法正确的是
( )
A.用托盘天平和滤纸称取3.6 g氢氧化钠固体
B.NaOH在烧杯中完全溶解后,立即转移到容量瓶中
C.上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
D.操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所配的NaOH溶液浓度偏高
C
解析:需要90 mL 1 mol·L-1NaOH溶液,配制溶液时应选择100 mL容量瓶,需要氢氧化钠的质量为0.1 L×1 mol·L-1×40 g·mol-1=4.0 g,且称量氢氧化钠时不能使用滤纸,A错误;NaOH在烧杯中完全溶解后,要冷却至室温,再转移到容量瓶中,B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、摇匀等,正确的操作顺序为③②④⑥①⑤,C正确;操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所加的水体积偏大,则所配的NaOH溶液浓度偏低,D错误。
4.(2026·湖北九校联盟联考)现有硫酸钠溶液V mL,其密度为ρ g·mL-1,其中钠离子的质量分数是a%,下列有关该溶液的说法错误的是( )
A.溶质的质量分数为%
B.溶质的物质的量浓度为 mol·L-1
C.溶质和溶剂的物质的量之比为9a∶(2 300-71a)
D.硫酸根离子的质量分数为
D
解析:硫酸钠溶液的体积是V mL,密度是ρ g·mL-1,溶液质量是ρV g,其中钠离子的质量分数是a%,则钠离子的质量是ρVa% g,物质的量是 mol,则硫酸钠的物质的量是 mol,质量是 mol×142 g·mol-1= g,则溶质的质量分数为×100%=%,A正确;溶液中溶质的物质的量浓度为 mol·L-1,B正确;溶质与溶剂的物质的量之比为 mol∶=9a∶(2 300-71a),C正确;硫酸根离子的质量分数为×100%=%,D错误。
①与水发生反应生成新物质:Na、Na2O、Na2O2__________;CO2、SO2、SO3__________、__________、__________。
②特殊物质:NH3_______________(溶质按NH3进行计算)。
③含结晶水的物质:CuSO4·5H2O、Na2CO3·10H2O________、________。
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