内容正文:
高中化学人教版(2019)必修第一册
第3课时
第三节 物质的量
第二章
海水中的重要元素-钠和氯
物质的量浓度
重点:
1. 物质的量浓度的概念及相关计算
2. 一定物质的量浓度溶液的配制方法与操作
难点:
1. 准确理解物质的量浓度概念,配制溶液过程中误差分析
2. 溶液稀释规律的灵活运用
学习目标
初中我们学习了质量分数的概念,但是实验过程中,为了操作方便,取用溶液时,一般量取它的体积,而不是称量其质量。如果知道一定体积的溶液中溶质的物质的量,对于计算化学反应中物质之间量的关系是非常便利的。阅读课本57页思考下面的问题
物质的量浓度
化学与生活
物质的量浓度
定义式:
符号:cB
常用单位:mol / L(或mol·L-1)
cB
=
V
nB
定义:单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量称为溶质B的物质
的量浓度。
cB
=
V
nB
cB·V
=
nB
物质的量浓度
思考讨论
1. 你能简述0.1 mol/L NaCl溶液的含义吗?
每升NaCl溶液中溶质的物质的量为0.1 mol。
2. 实验室常用MnO2与浓盐酸制氯气,MnO2固体有浓度吗?所有物质都有浓度吗?
没有。固体或纯液体不讨论物质的量浓度。
3. 物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液取出一半,其浓度会变成0.5 mol/L吗?
不会。溶液具有均一性,溶质的物质的量浓度与所取溶液的体积无关。
物质的量浓度
概念辨析
判断正误,并说明理由
1.将1mol NaCl溶于1L水中配成溶液,其物质的量浓度是1mol/L。
错,体积指的是溶液的体积,而不是溶剂的体积。
修正:将1mol NaCl溶于水配制成1L的溶液,其物质的量浓度是1mol/L。
2.从100mL2mol/L的NaOH溶液中取出50mL,则取出的溶液中溶质的物质的量浓度为1mol/L。
错,在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液,其物质的量浓度不变。
修正:取出的溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L
3.将22.4L的NH3溶于水配制成1L的溶液,所得溶液中溶质的物质的量浓度为1mol/L。
错,没有指明气体的温度和压强,无法计算NH3的物质的量。
物质的量浓度
拓展延伸——溶液中溶质的判断
(1)溶于水生成新物质:有的物质溶于水后,与水反应生成新物质,则所得溶液中的溶质一般是指新物质。如:Na2O、Na2O2溶于水所得溶液中的溶质是NaOH。
(2)含结晶水的物质:含结晶水的物质溶于水,溶质是不含结晶水的化合物。如:CuSO4·5H2O溶于水,溶质为CuSO4。
(3)NH3溶于水后成分复杂,求算物质的量浓度时,仍以NH3为溶质进行计算。
物质的量浓度
特别提醒
V指溶液体积,而不是“溶剂体积”或“溶质体积+溶剂体积”。
如:将1 LHCl气体(标准状况下)通入1 L水中,所得盐酸的体积既不等于1 L,也不等于2 L。
2
一定物质的量浓度的溶液,其浓度不因所取体积的不同而变化(溶液具有均一性、稳定性)。
1
B表示溶液中的任意溶质,可以是分子,或离子,讨论离子浓度时应注意物质的化学组成。
3
物质的量浓度
物质的量浓度的计算
例:配制 500 mL 0.1 mol/LNaOH溶液, 需要NaOH的质量是多少?
n (NaOH) =c(NaOH)· V[NaOH(aq)]
=0. 1 mol/L × 0. 5 L = 0. 05 mol
m (NaOH) = n (NaOH) · M(NaOH)
= 0.05 mol × 40 g/mol = 2g
解:
500 ml 0.1 mol/LNaOH溶液中NaOH的物质的量为:
0.05molNaOH的质量为:
答: 配制 500mL 0.1mol/L NaOH溶液需NaOH 2 g 。
aq 表示某种物质的水溶液
1. 与定义式有关的计算
cB=,关键找出 n 和 V,再求cB
例2.将标准状况下体积为V L的HCl气体溶于1 L水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,试计算该溶液的物质的量浓度。(书写计算过程)
标况下气体溶质溶于水后其物质的量浓度的计算
物质的量浓度的计算
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溶液稀释或混合的相关计算
(1)浓溶液的稀释,稀释前后溶质的物质的量不变。
c浓V浓=c稀V稀 或c1V1=c2V2(体积的单位需一致)
(2)同种物质的两种溶液混合,混合后溶质的物质的量等于混合前溶质物质的量之和。
c1V1 + c2V2 = c混V混
物质的量浓度的计算
2.溶液稀释(或浓缩)有关的计算
溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
溶液的质量守恒:m(稀)=m(浓)+m(水)。
例2 将10 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液加水稀释到100 mL,稀释后溶液中NaCl的
物质的量浓度为
A.0.10 mol·L-1 B.0.20 mol·L-1 C.0.40 mol·L-1 D.0.50 mol·L-1
√
稀释前后溶质的物质的量不变
c(稀)= = = 0.10 mol·L-1
物质的量浓度的计算
3.溶质相同的两溶液混合
溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
例3 取100 mL 0.3 mol·L-1和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸混合后再加水至溶液体积
为500 mL,所得混合溶液中H+的物质的量浓度是 mol·L-1。
0.42
设混合后物质的量浓度为a
100 mL×0.3 mol·L-1+300 mL×0.25 mol·L-1=500 mL×a
a=0.21 mol·L-1
混合稀释后c(H+)=2c(H2SO4)
物质的量浓度的计算
4.电荷守恒关系
溶液中阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总数
如Na2SO4和NaCl的混合溶液中:c(Na+)=2c(S)+c(Cl-)
例4 在KCl、CaCl2、Ca(NO3)2形成的混合溶液中,c(K+)=0.2 mol·L-1,c(Ca2+)=
0.5 mol·L-1,c(Cl-)=0.4 mol·L-1,则c(N)为
A.0.3 mol·L-1 B.0.8 mol·L-1 C.0.4 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
√
设c(N)为x
0.2 mol·L-1×1+0.5 mol·L-1×2 = 0.4 mol·L-1×1+x×1
x = 0.8 mol·L-1
物质的量浓度的计算
利用溶质的质量分数和溶质的物质的量浓度的表达式,推导出两者之间的定量关系。并利用得出的表达式计算:市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%,密度为1.84 g·c,则市售浓硫酸中硫酸的物质的量浓度为多少?
①设溶液体积为1 L,则cB===mol·L-1。
M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mo);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);
w为溶质的质量分数。
②c(H2SO4)= mol·L-1=18.4 mol·L-1。
物质的量浓度的计算
归纳总结
(1)同一溶质、不同浓度的溶液混合,在混合前后溶质的质量、物质的量
保持守恒,溶液的质量保持守恒,但溶液的体积一般不守恒。
(2)混合后溶液的体积:
①若指出不考虑溶液体积改变,可认为是溶液的体积之和;
②若给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算。
物质的量浓度
概念
单位体积溶液里所含溶质B的物质的量叫做溶质B的物质的量浓度
符号:cB
表达式:
单位:mol/L(mol∙L-1)
物质的量浓度的有关计算
V(浓)×c(浓)= V(稀)×c(稀)
c=1000ρ ω/M
归纳总结
1. 下列说法中正确的是( )
A. 将40 g NaOH溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B. 从1 L 1 mol·L-1的碳酸钠溶液中取出500 mL后,剩余溶液的物质的
量浓度为0.5 mol·L-1
C. 将22.4 L HCl气体溶于水后配成1 L溶液,所得盐酸的浓度为1 mol·L-1
D. 100 mL溶液中含有28.4 g Na2SO4,则c(Na2SO4)为2.0 mol·L-1
D
随堂练习
2. 下列对于1 mol/L硫酸溶液的描述正确的是( )
A. 表示该溶液中含有1mol硫酸
B. 1 L 水中溶解98g硫酸
C. 表示1 L该浓度的溶液中溶解1mol硫酸
D. 从1L该溶液中取出500mL后,剩余溶液中溶质的的物质的量
浓度为0.5 mol/L
C
随堂练习
随堂练习
3. 下列溶液中氯离子浓度与50 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液中Cl-浓度相等的是( )
A. 150 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液
B. 75 mL 2 mol·L-1的NH4Cl溶液
C. 150 mL 3 mol·L-1的KCl溶液
D. 75 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液
C
4.如图是某校化学实验室中
硫酸试剂标签上的部分内容。
据此下列说法错误的是
A.该硫酸的物质的量浓度为
9.2 mol·L-1
B.100 mL该硫酸的质量是184 g
C.取出10 mL该硫酸,取出溶液的物质的量浓度与原溶液相同
D.10 g 98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)与10 mL 18.4 mol·L-1的硫酸的浓度是相同的
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·mL-1
质量分数:98%
随堂练习
A
4.某温度下,在76 g水中溶解24 g CuSO4,恰好达到饱和,假设该溶液密度为1 g·cm-3,求:
(1)该溶液中溶质的质量分数为 。
24%
(2)该溶液中溶质的物质的量浓度为 。
1.5 mol·L-1
(3)取10 mL该溶液加水稀释至200 mL,稀释后的溶液物质的量浓度为 。
0.075 mol·L-1
随堂练习
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