物质的量浓度及其计算和物质的量浓度溶液的配制

(共58张PPT)
——第3课时物质的量在实验中的应用
溶质的质量分数 ＝
溶质的质量
溶液的质量
× 100%
＝
溶质的质量
溶质的质量 + 溶剂的质量
× 100%
如何衡量溶液的浓和稀？以前学过哪种表示方法？
对于饱和溶液的质量分数还有其他的表示方法吗
提示：还记得溶解度吗
在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时
所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度。
溶质的质量分数 =
×100%
S+100
S
但是，很多化学反应都在溶液中进行，对于溶液我们通常不称其质量，而是量它的体积。
如果我们知道一定体积的溶液中溶质的物质的量，那运算起来就很方便了。这对于计算化学反应中各物质之间量的关系是非常便利的。但是，用质量分数并不方便，所以我们需引入一个新的物理量—物质的量浓度。
一、物质的量浓度
1、定义：__________________________________
cB=
nB
V
4、表达式：______________
2、符号：_______
单位体积溶液里所含溶质B的物质的量
CB
3、单位：______________
mol/L 或mol·L-1
5、注意：
①体积指的是溶液的体积，而不是溶剂的体积。
②溶质用物质的量表示，而不是用质量表示。
讨论1：将342克C12H22O11 （蔗糖）（C12H22O11的相对分子质量为342 ）溶解在1L水中，所得溶液中溶质的物质的量浓度是否为1mol/L？
讨论2：从1L1mol/L的C12H22O11溶液中取出100ml，取出
的C12H22O11溶液的物质的量浓度是多少？
结论：同一溶液，各部分是均一的。所以，无论取多少体
积，溶质的物质的量浓度相同，但溶质的物质的量不同。
答：否，体积指的是溶液的体积，而不是溶剂的体积。
例1 使用胆矾配制1 L 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液，正确的做法是 ( )
A.将胆矾加热除去结晶水后，称取16 g溶于1 L水中
B.称取胆矾25 g溶于1 L水中
C.将25 g胆矾溶于少量水，然后将溶液稀释到1 L
D.将16 g胆矾溶于少量水，然后将此溶液稀释至1 L
CuSO4·5H2O
【规范解答】选C。物质的量浓度指的是单位体积内所含溶质的物质的量，在该题中用CuSO4·5H2O来配制CuSO4溶液要注意两点：
(1)找到CuSO4·5H2O和CuSO4之间的质量关系。
(2)溶液的体积最终为1 L。
1 L 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中溶质的物质的量为n(CuSO4)=1 L×0.1 mol/L=0.1 mol，其质量为16 g，若要称取CuSO4·5H2O，应称取25 g。
所以有2种方案：称取16 g CuSO4溶于水配成1 L 溶液或称取25 g胆矾溶于水配成1 L 溶液，故选C。
N,n,m,V，c之间的相互转化
质量
物质的量
微粒数
÷M
×M
×NA
÷NA
（m）
（n）
（N）
×Vm
÷Vm
气体体积
（V）
物质的量浓度
（cB）
×V
÷V
例2、将4gNaOH溶于水配成500mL溶液，其物质的量浓度为多少？
n(NaOH)=
m(NaOH)
M(NaOH)
=
4g
40g/mol
=
0.1mol
c(NaOH)=
n(NaOH)
V
=
0.5L
0.1mol
=
0.2mol/L
解：
答：物质的量浓度为0.2mol/L
配制500mL0.2mol/LNaOH溶液，需要NaOH的质量是多少？
解：
n(NaOH)=
c(NaOH)
V

0.5L
=
0.2mol/L
×
=
0.10mol
　m(NaOH)＝
n(NaOH)
M(NaOH)

=
0.10mol
×
40g/mol
=
4g　
答：需要NaOH的质量是4克。
例3 用1 L的水吸收560 L的氨气（标准状况），所得氨水密度是0.90 g/cm3。求：
（1）560 L氨气的物质的量。
（2）用水吸收氨气后所得溶液的物质的量浓度。
【解析】（1）n（NH3）= =25 mol。
（2）m（溶液）=25 mol×17 g/mol+1 000 g=1 425 g，
所以溶液的物质的量浓度
=15.8mol/L
答案：（1）25 mol （2）15.8 mol/L
例4 下列溶液中氯离子浓度与
50 mL 1 mol·L-1AlCl3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
【解析】选C。1 mol·L-1的AlCl3溶液中c(Cl-)=
3 mol·L-1,A项c(Cl-)=1 mol·L-1,B项c(Cl-)=
2 mol·L-1，C项c(Cl-)=3 mol·L-1，D项c(Cl-)=
6 mol·L-1,故选C。
例5 由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，c（H+）=0.1 mol·L-1,c(Al3+)=0.4 mol·L-1,
c(SO42-)=0.8 mol·L-1,则c(K+)为（ ）
A.0.15 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1
【解析】选C。根据溶液中正、负电荷代数和为零有c(H+)+c(K+)+3c(Al3+)=2c(SO42-)，由c(H+)=0.1 mol·L-1，c(Al3+）=0.4 mol·L-1，c(SO42-）=0.8 mol·L-1，代入有关数据得c(K+)=0.3 mol·L-1。
【例6】要配制500mL 0.6mol/L 的NaOH溶液，需
6 mol/L 的NaOH溶液多少毫升？
6 mol/L×V = 0.6mol/L ×500mL
V = 50 mL
答：需6 mol/L的NaOH溶液50mL 。
解：设需6 mol/L NaOH 溶液的体积为V
分析：稀释前后溶质的质量和物质的量不变，故有：
C1V1 = C2V2 ( 体积单位不一定用升，相同则可）
例7 如图是某溶液稀释过程中，
溶液的物质的量浓度随溶液体积的
变化曲线图，根据图中数据分
析得出a值等于（ ）
A.2 B.3 C.4 D.5
【解析】选C。由题意知：
2 mol/L×1 L=a L×0.5 mol/L
则a=4，故选C。
体积为V mL，密度为ρ g/cm3的溶液，含有摩尔质量为M g/mol的溶质m g，溶质的质量分数为ω，则溶质的物质的量浓度c与溶质的质量分数ω的关系是什么？
三、物质的量浓度和溶质质量分数的关系
例8 某硝酸的物质的量浓度为c mol·L-1，溶质的质量分数为a%，则此溶液的密度(g ·cm-3）为（ ）
A. B. C. D.
【解析】选C。根据溶液a%=
将题中所给出的值代入，硝酸的摩尔质量为
63 g· mol-1。则
四、不同浓度的两溶液混合后w的求算
设有同种溶质不同浓度的两份，其溶质的质量分数分别为
w1、w2，密度为ρ1、ρ2，且w1>w2
当两者等质量混合时，
w混=
(2) 当两等体积混合
w=
I、当溶液密度大于1时，如H2SO4溶液、HNO3溶液
w1>w2, ρ1>ρ2，
w>
II、当溶液密度小于1时，如氨水、酒精溶液
w1>w2, ρ1<ρ2，
w<
例9 溶质质量分数分别为a%和5a%的H2SO4 溶液，按等体积混合，混合溶液中H2SO4的质量分数为( )
A、3a% B、6a% C、 >3a% D、 <3a%
例10 溶质质量分数分别为a%和5a%的NH3 H2O 溶液，按等体积混合，混合溶液中NH3的质量分数为( )
A、3a% B、6a% C、 >3a% D、 <3a%
容量瓶
2. 特点：①容量瓶上有刻度线而无刻度
②容量瓶上标有温度和容积
3. 使用范围：用来配制一定体积
浓度准确的溶液
（容量瓶是量器不是容器）
构造：细颈、平底玻璃瓶，
瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞
规格：100mL、250mL、500mL、1000mL
①使用前要检查是否漏水
往瓶内加一定量的水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶塞周围是否有水漏出。如果不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧，仍把瓶倒立过来，再检查是否漏水。
使用容量瓶应注意：
②溶解或稀释的操作不能在容量瓶中进行
④不能长期存放溶液，配制好的溶液要转移到试剂瓶中
使用容量瓶应注意：
③ 不能加热，也不能直接在容量瓶中进行
化学反应
1、实验仪器：
托盘天平、药匙、容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管
配制一定物质的量浓度的溶液
以配制100mL1.00mol/LNaCl溶液为例
线
100
1.计算
2.称量
二、实验步骤:
3.溶解
4.转移
5.洗涤
6.定容
7.摇匀
1.计算
配制100mL 1mol/L氯化钠溶液需氯化钠的质量:
n=c×v=1mol/L×0.1L=0. 1mol
m=n×M=0. 1mol×58.5g/mol=5.85g
返回
②称量（用托盘天平称量５.9克氯化钠固体 ）
称量时能将NaCl固体直接放置
于托盘上吗
不能，要用称量纸，如果是NaOH等具有腐蚀性的
药品要用表面皿或者烧杯。
（1）使用前要调零
（2）两个托盘上各放一张大小相同的称量纸
（3）称量时遵循左物右码的原则
（4）用镊子夹取砝码应按照从大到小的顺序
（5）称量完毕应将砝码放回盒中，游码归零
称量的注意事项
思考：若需要稀释浓硫酸， 应该如何操作？
为什么需要冷却至室温？
③溶解：将称量好的NaCl固体倒入烧杯中,加入适量蒸馏水溶解,冷却至室温。
④转移：将上述冷却后的NaCl溶液转入指定容积的容量瓶。
注意事项：由于容量瓶瓶颈较细，为避免液体洒在外面，应用玻璃棒引流。
思考：
将烧杯中的氯化钠溶液转移到容量瓶中，此时溶质是否完全被转移到容量瓶中？应如何处理？
还有残留在烧杯壁和玻璃棒上的氯化钠未被转移。因此要用蒸馏水洗涤用过的烧杯和玻璃棒。
答：不要，如果用量筒量取液体药品，量筒不必洗涤。
⑤洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2—3次，将洗涤液一并注入容量瓶。
为什么要洗涤玻璃棒和烧杯？
如果用量筒量取液体药品，量筒
要洗涤吗？
思考：若定容时不小心液面超过了刻度线，
能用胶头滴管把多余的液体取出吗？
答：必须重新配制
⑥定容：在容量瓶中继续加水至距刻度线1—2cm处，改用胶头滴管滴加至刻度（液体凹液面最低处与刻度线相切）。
思考：摇匀后发现液面低于刻度线，
能否补充水？
答:不能。
⑦摇匀
把定容好的容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次，混合均匀。
⑧装瓶贴签
容量瓶中不能长期存放溶液，因此要把配制好的溶液
转移到试剂瓶中，贴好标签，注明溶液的名称和浓度。
实验再现
思考与交流：
（1）若定容后振荡发现体积小于刻度，能否再加水到刻度？
（2）若定容时加水超过刻度能否倒出来？
（3）若移液或摇匀时溶液洒出几滴到容量瓶外，该如何处理？
（4）若配制氢氧化钠溶液时，没有冷却到室温就转移到容量瓶中，对实验结果是否有影响？
（5）能否配制任意体积一定物质的量浓度的溶液？
能引起误差的
一些错误操作 因变量 cB(mol/L)
nB(或mB) V
称量 ①药品、砝码左右位置颠倒，且称量中用到游码 ____ ____
②称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长 ____ ____
③用滤纸称量易潮解的物质(如NaOH) ____ ____
减小
减小
减小
偏小
偏小
偏小
量取 ④用量筒量取液态溶质时，
俯视读数 ____ ____
⑤量取液态溶质时量筒内有
水 ____ ____
溶解　转移　洗涤 ⑥转移时有溶液溅出 ____ ____
⑦未洗涤烧杯和玻璃棒 ____ ____
⑧洗涤量取浓溶液的量筒并将洗涤液转移到容量瓶 ____ ____
⑨溶液未冷却至室温就转移
到容量瓶 ____ ____
减小
减小
减小
减小
增大
减小
偏小
偏小
偏小
偏小
偏大
偏大
定容 ⑩定容时，水加多了，用滴管吸出 ____ ____
定容后，经振荡、摇匀、静置，液面下降再加水 ____ ____
定容时，俯视刻度线 ____ ____
减小
增大
偏小
偏小
减小
偏大
俯
视
仰
视
俯视刻度线，实际加水量未到刻度线，使溶液的物质的量浓度增大；
仰视刻度线，实际加水量超过刻度线，使溶液的物质的量浓度减小。
1、原容量瓶洗净后未干燥
2、容量瓶中含有少量的水
3、往容量瓶中加水时有少量加到瓶外
若出现以下几种情况，则对实验结果无影响
随堂检测
欲配制1 mol/L的氢氧化钠溶液250mL，完成下列步骤：
①用天平称取氢氧化钠固体 克。
②将称好的氢氧化钠固体放入 中 加 蒸馏水将其溶解，待 后将溶液沿 移入 mL的容量瓶中。
10.0
烧杯
少量
冷却
玻璃棒
250
③用少量蒸馏水冲洗 次，将冲洗液移入容量瓶中，在操作过程中不能损失点滴液体，否则会使溶液的浓度偏 （高或低）。
④向容量瓶内加水至刻度线 时，改 用 小心地加水至溶液凹液面与刻度线相切，若加水超过刻度线，会造成溶液浓度偏 ，应该 。
⑤最后盖好瓶盖， ，将配好的溶液移入试剂瓶中并贴好标签。
2~3
低
1~2厘米
胶头滴管
偏低
重新配制
摇匀