内容正文:
第3课时 物质的量浓度
◆ 学习任务一 物质的量浓度
【课前自主预习】
1.概念
用来表示 的溶液里所含溶质B(表示某种溶质)的 的物理量。符号为 ,常用单位为 。
2.计算公式
。
[注意] ①溶质B表示溶液中的任意溶质,可以是分子,也可以是离子或其他特定组合。
②溶质B用物质的量表示,而不是质量,若给出溶质的质量或气体溶质在标准状况下的体积时,要借助“n=”和“n=”换算成物质的量。
③物质的量浓度计算公式中,V是指溶液的体积,而不是溶剂的体积。
【情境问题思考】
某同学去医院检查身体,血液检验单的部分数据如图所示,请你解读这些数据的含义。
问题一:血液中钾、钠均以离子形式存在。图中钾、钠的检测结果分别为4.1 mmol·L-1、140 mmol·L-1,其含义分别是什么?
问题二:上图中表示血液中微粒(除胱抑素C)含量的方法与初中所学溶质的质量分数有什么区别?
【知识迁移应用】
例1 [2025·辽宁沈阳二中高一检测] 下列关于溶液物质的量浓度的说法正确的是 ( )
A.40 g NaOH溶解在1 L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.标准状况下,将22.4 L HCl溶于1 L水,所得稀盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.200 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和100 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液,Cl-的物质的量浓度相同
D.在100 mL 0.2 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液中取出10 mL,其中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1
例2 [2025·山东德州高一检测] 下列判断正确的是 ( )
A.1 L H2O中溶解了22.4 L HCl,则该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.从1 L 1 mol·L-1 NaCl溶液中取出100 mL溶液,其物质的量浓度为0.1 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,S的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
D.1 L KCl溶液中含有7.45 g KCl,则该溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
[易错警示] 理解及应用物质的量浓度的易错点
(1)从一定物质的量浓度的溶液中取出一定体积的溶液,其物质的量浓度、质量分数和密度均与原溶液相同。
(2)物质的量浓度相同,体积也相同的任何溶液,所含溶质的物质的量相同,但溶质的质量不一定相同。
◆ 学习任务二 有关物质的量浓度的简单计算
【课前自主预习】
1.根据定义式简单计算
(1)已知一定体积的溶液中溶质的量,计算溶质的物质的量浓度的方法:
①若已知溶质质量
m nc
②若已知溶液中某粒子的个数
Nnc
(2)一定体积的气体(标准状况)溶于水后形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法:
①若已知溶液的体积
V(气体)nc
②若已知溶液的密度
假设气体的摩尔质量为M g·mol-1,V L(标准状况)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则物质的量浓度为c= mol·L-1。
2.物质的量浓度与质量分数的换算公式
若已知溶质的摩尔质量为M g·mol-1,溶液的密度为ρ g·cm-3,溶液中溶质的质量分数为w,则物质的量浓度为c= mol·L-1。
3.溶液的稀释或混合计算
(1)将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
存在等式: 。
(2)同一种溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
存在等式: =c(混)·V(混), =m(混)·w(混)。
【知识迁移应用】
例3 [2025·河北邯郸一中高一检测] 36.5 g HCl溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·cm-3)所得溶液的密度为ρ g·cm-3,溶质的质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,设NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述正确的是 ( )
A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L
C.c=
D.w=
例4 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·mL-1,取此溶液10 mL,加水稀释到2 L。下列说法中不正确的是 ( )
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该CaCl2溶液中Cl-的物质的量为0.04 mol
C.稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
D.1 L稀释后的溶液中CaCl2的质量为1.11 g
[易错警示] 计算物质的量浓度的两个易错点
(1)根据化学式或一种离子的物质的量浓度计算另一种离子的物质的量浓度时,不要忽视离子之间的比例关系,可依据电离方程式确定离子之间的物质的量浓度关系。
(2)两溶液混合(或浓溶液加水稀释)时,要注意溶液体积的变化,若题目中未指明忽略溶液体积的变化,一般不能将两种溶液(或浓溶液和水)的体积相加。
◆ 学习任务三 配制一定物质的量浓度的溶液
【课前自主预习】
一、配制一定物质的量浓度的溶液
1.容量瓶的使用
(1)容量瓶的构造
容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃瓶,瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞。
①标注:温度、容积、刻度线。
②常用规格:50 mL、100 mL、250 mL、500 mL及1000 mL。
(2)容量瓶的使用
①检漏:使用前必须检查是否漏水。检查的方法:往瓶内加入一定量水,塞好瓶塞。用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶倒立过来,观察瓶塞周围是否有水漏出(如图所示)。如果不漏水,将容量瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧,仍把容量瓶倒立过来,再检查是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。
②容量瓶使用的四个“操作”和四个“不能”
2.配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液
二、配制溶液时的误差分析
1.误差分析依据
分析一定物质的量浓度溶液配制的误差时,依据“c==”进行判断,分析m或V的变化对c产生的影响,若m减小,则c偏低;若V偏小,则c偏高。
2.应用实例(以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例)
可能引起误差的一些操作
过程分析
对c的
影响
m
V
称量过程
误差分析
称量时间过长
减小
-
偏低
用滤纸称NaOH固体
减小
-
偏低
物质、砝码位置放反 (使用了游码)
减小
-
偏低
配制
过程
误差
分析
转移溶液前容量瓶内有少量水
不变
不变
无影响
转移液体时有少量溅出
减小
-
偏低
未洗涤烧杯内壁和玻璃棒
减小
-
偏低
未冷却到室温就移液定容
-
减小
偏高
定容时水加多后用胶头滴管吸出
减小
-
偏低
定容摇匀后液面下降再加水
-
增大
偏低
定容时俯视刻度线
-
减小
偏高
定容时仰视刻度线
-
增大
偏低
【知识迁移应用】
例5 [2025·河南南阳六校高一期中] 实验室用CuSO4·5H2O固体配制100 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液,部分实验操作如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.需称量16.0 g CuSO4·5H2O固体
B.图甲和图乙的操作中玻璃棒的作用相同
C.定容时可按图乙操作
D.图丙操作导致所配溶液浓度偏小
例6 配制100 mL 1.00 mol·L-1的NaCl溶液,下列说法不正确的是 ( )
A.上述实验操作步骤的正确顺序为④②①③
B.用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,则需要重新配制
C.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低
D.容量瓶需要用蒸馏水洗涤、干燥后才可使用
[易错警示] 容量瓶使用时仰视或俯视刻度线的误差分析
(1)仰视刻度线[如图甲所示]。由于操作时是以刻度线为基准加水的,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于凹液面最低点,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视刻度线[如图乙所示]。与图甲恰好相反,刻度线高于凹液面最低点,使得加水量偏小,结果偏高。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)将40 g NaOH固体溶解在1 L水中,所得溶液的浓度为1 mol·L-1。 ( )
(2)从500 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出100 mL溶液,其中含有4 g NaOH。 ( )
(3)配制100 mL 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液,需要固体Na2SO4 7.1 g。 ( )
(4)定容时,加多了水,再用胶头滴管吸出,所配溶液的浓度不变。 ( )
(5)将6.2 g Na2O溶于水中配成1 L溶液,所得溶液的浓度为0.2 mol·L-1 。 ( )
(6)配制1 L 1 mol·L-1 CuSO4溶液,需要称量160 g CuSO4·5H2O固体。 ( )
2.下列关于0.1 mol·L-1的CaCl2溶液的说法中正确的是 ( )
A.该溶液中含有0.1 mol Ca2+
B.该溶液中c(Cl-)=0.1 mol·L-1
C.0.5 L该溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1
D.该溶液就是将0.1 mol Ca2+溶于1 L水中所得到的溶液
3.[2026·河北邯郸五校高一期中] 实验室配制溶液时用容量瓶来精确控制最终体积。下列有关容量瓶的说法错误的是 ( )
A.常见规格有100 mL、250 mL、500 mL等
B.使用前必须检漏
C.使用前必须洗净并烘干
D.瓶身上标有温度、规格、刻度线
4.用11.9 mol·L-1的浓盐酸配制100 mL 1 mol·L-1的稀盐酸。下列操作会使所配溶液浓度偏高的是 ( )
A.用1 mol·L-1的稀盐酸润洗容量瓶
B.用量筒量取浓盐酸时俯视量筒
C.定容时仰视刻度线
D.摇匀正立后,加水至液面与刻度线相切
5.[2025·河北冀州中学高一检测] “84”消毒液在杀菌消毒方面作用显著。已知某试剂瓶上贴有如图所示的标签。
回答以下问题:
(1)该“84”消毒液中有效成分的物质的量浓度为 mol·L-1。
(2)某同学取10 mL 该“84”消毒液,稀释成500 mL 用于消毒,稀释后的溶液中NaClO的物质的量浓度为 mol·L-1。
(3)某同学用 NaClO 固体配制950 mL 1.0 mol·L-1 NaClO溶液以备使用。
①该同学应选择 mL 的容量瓶。
②该同学应称取 NaClO固体 g。
③其操作步骤如图所示,则下图框中的操作应在图中 (填字母)之间。
A.a与b B.b与c C.c与d D.d与e
④下列操作对所配溶液的浓度大小有何影响? (填“偏大”“偏小”或“无影响”)
A.容量瓶未干燥,浓度会 。
B.转移溶液的过程中,少量液体溅出来,浓度会 。
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第3课时 物质的量浓度
【新课探究】
学习任务一
课前自主预习
1.单位体积 物质的量 cB mol·L-1 2.cB=
情境问题思考
问题一:提示:钾的检测结果为4.1 mmol·L-1,表示1 L血液中含有4.1 mmol K+;钠的检测结果为140 mmol·L-1,表示1 L血液中含有140 mmol Na+。
问题二:提示:题图中表示血液中微粒(除胱抑素C)含量是从微观角度描述溶液组成的,用单位体积溶液中含有溶质的物质的量来表示;溶质的质量分数是从宏观角度描述溶液的组成的,用溶质的质量与溶液的质量的百分比来表示。
知识迁移应用
例1 D [解析] 40 g NaOH溶解在1 L水中,所得溶液的体积不是1 L,所得溶液中溶质的物质的量浓度不是1 mol·L-1,A错误;标准状况下,将22.4 L HCl溶于1 L水,所得溶液的体积不是1 L,所得溶液的浓度不是1 mol·L-1,B错误;200 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液中Cl-的物质的量浓度是0.1 mol·L-1,100 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,C错误;溶液具有均一性,从100 mL 0.2 mol·L-1 溶液中取出10 mL,其中Ba2+浓度仍为0.2 mol·L-1,D正确。
例2 D [解析] HCl所处的状况未标明,无法利用22.4 L·mol-1来计算HCl的物质的量,且溶液的体积也不是1 L,A错误;溶液属于均一、稳定的混合物,所以从1 L 1 mol·L-1 NaCl溶液中取出100 mL溶液,其物质的量浓度仍为1 mol·L-1,B错误;1.5 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,S的物质的量浓度为1.5 mol·L-1×3=4.5 mol·L-1,C错误;根据n=可知,7.45 g KCl的物质的量为=0.1 mol,所以1 L该KCl溶液的物质的量浓度为c===0.1 mol·L-1,D正确。
学习任务二
课前自主预习
1.(2)② 2.
3.(1)c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)、m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)
(2)c1·V1+c2·V2 m1·w1+m2·w2
知识迁移应用
例3 D [解析] 36.5 g HCl的物质的量为1 mol,水的体积为1 L,但溶液的体积不是1 L,故其物质的量浓度不是1 mol·L-1,A错误;没有指明气体所处的状况,无法计算气体的体积,B错误;c==,C错误;根据c=可知w==,D正确。
例4 C [解析] 根据“换算公式”可知稀释前CaCl2溶液的物质的量浓度c(CaCl2)===2 mol·L-1,A正确;稀释前10 mL该CaCl2溶液中n(Cl-)=2 mol·L-1×2×10×10-3 L=0.04 mol,B正确;取此溶液10 mL加水稀释到2 L,根据稀释定律可得2 mol·L-1×10×10-3 L=2 L×c(CaCl2),则c(CaCl2)=0.01 mol·L-1,故稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为0.01 mol·L-1,C错误;1 L该稀释溶液中CaCl2的质量为m=cVM=0.01 mol·L-1×1 L×111 g·mol-1=1.11 g,D正确。
学习任务三
课前自主预习
一、2.5.9 g 托盘天平 药匙 烧杯 玻璃棒 100 mL容量瓶 玻璃棒 2~3 100 mL容量瓶 1~2 cm 胶头滴管 凹液面与刻度线相切
知识迁移应用
例5 D [解析] 称取CuSO4·5H2O晶体的质量为0.1 L×1 mol·L-1×250 g·mol-1=25.0 g,A错误;图甲中玻璃棒的作用是搅拌、加速固体溶解,图乙中玻璃棒的作用是引流,B错误;转移液体时,玻璃棒靠在容量瓶的刻线以上,C错误;图丙中仰视刻度线,定容完毕后,液面高于刻度线,故所配溶液的浓度偏小,D正确。
例6 D [解析] 配制溶液的先后步骤:称量、溶解、冷却、转移、定容、摇匀,故正确顺序为④②①③,A正确;用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,则导致溶液浓度偏小,只能重新配制,B正确;定容时,仰视容量瓶的刻度线,定容结束后液面高于刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低,C正确;容量瓶用蒸馏水洗涤后,不需要干燥就可直接使用,D错误。
【课堂评价】
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2.C [解析] 未说明溶液体积,无法确定Ca2+的物质的量,A不正确;Cl-的浓度应为0.1 mol·L-1×2=0.2 mol·L-1,而非0.1 mol·L-1,B不正确;浓度与溶液体积无关,Ca2+的浓度始终为0.1 mol·L-1,C正确;配制溶液需定容至1 L,而非将物质溶于1 L水,且应溶解CaCl2而非Ca2+,D不正确。
3.C [解析] 容量瓶是定量玻璃仪器,不能烘干,使用前必须洗净,但不需要烘干,残留的少量水对配制无影响,C错误。
4.A [解析] 用稀盐酸润洗会导致容量瓶中残留溶质,溶质的量偏大,进而导致溶液浓度偏高,A正确;量取浓盐酸时俯视量筒会导致量取浓盐酸偏少,溶质的量偏小,导致溶液浓度偏低,B错误;定容时仰视刻度线导致溶液体积超过容量瓶刻度线,溶液体积偏大,溶液浓度偏低,C错误;摇匀后因为部分溶液残留在刻度线以上,再加水导致溶液体积偏大,浓度偏低,D错误。
5.(1)5.5 (2)0.11
(3)①1000 ②74.5 ③D ④无影响 偏小
[解析] (1)c==mol·L-1=5.5 mol·L-1。
(2)根据稀释定律,5.5 mol·L-1×10×10-3L=c稀×500×10-3L,则c稀=0.11 mol·L-1。
(3)②取1000 mL容量瓶配制溶液,称取NaClO固体的质量为1 L×1.0 mol·L-1×74.5 g·mol-1=74.5 g。
④容量瓶未干燥,由于定容时要加入蒸馏水,故对浓度无影响;转移溶液的过程中,少量液体溅出来,损失溶质,浓度会偏小。
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