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第二章 海水中的重要元素
第三节 物质的量
课时3 物质的量浓度
0.9%的生理盐水
生活中浓度的不同表示方法
质量分数( ) =
溶液的质量
×100%
溶质的质量
但是,在很多情况下取用溶液时,一般不是称量它的质量,而是量取它的体积。在日常生活生产中,很多物质具有特殊性,在浓度上的表达上也会出现不同的要求,如:
体积分数为75%的酒精溶液可用于杀菌消毒。
质量—体积浓度
物质的量浓度
体积分数=
溶液的体积
溶质的体积
×100%
一、物质的量浓度
单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度。
4.表达式:
mol/L(mol L-1)
3.单位:
2.符号:
1.定义:
cB
=
nB
V
cB
nB = cB V
V
=
nB
cB
5.意义:1 mol/L NaCl溶液表示_____________________
1 L NaCl溶液中含有1 mol NaCl
(1)同一溶液,无论取多少体积的溶液,其物质的量浓度是不变的,但其中所含溶质的物质的量与所取体积有关。
(2)V—溶液体积,不是“溶剂体积”或“溶质的体积+溶剂的体积”,V的单位:L
(3)B表示溶液中的溶质,可以是分子、离子等。如:c(HCl) 、c(Na+)
(4)有些物质溶于水中,与水反应生成的新的物质,溶质则为新的物质。如:Na、Na2O、Na2O2溶于水,其溶质是NaOH;将SO3溶于水,溶质是H2SO4。
(5)带结晶水的物质溶解时,结晶水不包含在溶质当中。(CuSO4·5H2O晶体溶于水,其溶质是CuSO4)
注意:
判断下列说法是否正确
(1)将1 mol NaCl溶于1 L水中制成溶液,所得溶液的物质的量浓度为1 mol/L。( )
(2)将1 mol NaCl溶于适量水中,配成1L溶液,所得溶液的物质的量浓度为1 mol/L。( )
(3)在500 mL 5 mol/L Na2CO3 溶液中取出100 mL,则取出溶液的浓度为1 mol/L。 ( )
(4)同体积 、同物质的量浓度的不同溶液中,含溶质的物质的量相等;( )
×
×
√
√
(5)下列叙述正确的是( )
A.将40g NaOH溶于2L水中配成溶液,其物质的量浓度为0.5mol/L
B.从1L1mol/L的NaCl溶液中取出0.5L,NaCl的物质的量浓度为 0.5mol/L
C.在2L 0.1mol/L的BaCl2溶液中Cl-的浓度为0.2mol/L
D.将1L 10mol/L的盐酸溶液加入9L水中可配成1mol/L的盐酸
C
1.物质中离子浓度c(离子)
c(离子) = 离子个数×c(物质)
1mol/L MgCl2溶液, c(Mg2+)=____mol/L,c(Cl-)=__ mol/L。
2. 100mL 0.1 mol/L Al2(SO4)3溶液中, c(Al3+)=____mol/L,
c(SO42-)=____mol/L。
3. c(Cl-)=0.3mol/L的AlCl3溶液中:c(AlCl3)=____mol/L。
4.Fe2(SO4)3中c(Fe3+)=0.6mol/L,则c(SO42-) =_________
5. 已知2LAl2(SO4)3溶液,Al3+的个数为1.204×1024个,则SO42-的物质的量浓度 。
1
2
0.2
0.3
0.1
二、有关物质的量浓度的计算
0.9mol/L
1.5mol/L
2.根据公式求算
c
=
n
V
变式
V=
n
c
n=c V
1.将 0.5mol NaOH 配成 2L 溶液,该溶液的物质的量浓度是多少?
c(NaOH)
=
n(NaOH)
V(aq)
=
0.5mol
2L
=0.25mol/L
2.配制500ml0.1mol/LNaOH溶液,需要NaOH的质量是多少
解:
n(NaOH)=c(NaOH) V〔NaOH(aq)〕
=0.1mol/L×0.5L
=0.05mol
m(NaOH)=n(NaOH) M(NaOH)
=0.05mol×40g/mol
=2g
答:需要NaOH的质量2g。
3. 1L溶液里含有20克NaOH,则溶质的物质的量浓度为( )
1. 2mol/L的NaCl溶液1000mL,含溶质NaCl的物质的量为( )
2. 已知硫酸钠溶液中溶质的物质的量浓度为 1mol/L,该溶液中硫酸钠的物质的量为3moL,则该溶液的体积为( )
4. 标况下,22.4L HCl配成0.5L盐酸,其溶质物质的量浓度为( )
3L
2mol
0.5mol/L
2mol/L
3.电荷守恒规律(溶液呈电中性)
任何溶液中,阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总数
某溶液中只含Al3+、Na+、SO42-,其中C(Na+)=2mol/L、C(SO42-)=3mol/L,求Al3+的浓度?
3c(Al3+)+c(Na+)=2c(SO42-)
50mL 0.5mol/L BaCl2溶液和50mL0.5mol/L NaCl溶液混合后,求溶液中Cl-的物质的量浓度(设溶液体积变化忽略不计)。
混合溶液中:n(溶质)=V1·C1+V2·C2=V(混)·C(混)
解:
c(Cl-)混=
0.05L ×1mol/L+0.05L×0.5mol/L
0.1L
= 0.75mol/L
答:混合后溶液中Cl-的物质的量浓度为0.75mol/L。
公式:c(浓) ·V(浓)= c(稀) ·V(稀)
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三、有关溶液稀释的计算
例:把物质的量浓度为8mol/L氢氧化钡溶液5mL,加水稀释到100mL,稀释后溶液物质的量浓度是多少?
c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)
解:
8mol/L×5×10-3L= c(稀)×100×10-3L
C稀=0.4mol/L
答:稀释后溶液物质的量浓度是0.4mol/L。
原理:溶液在稀释前后,溶质的质量或物质的量保持不变。
C=
103ρω
M
四、物质的量浓度与质量分数的换算
c—物质的量浓度(mol L-1 )
ρ—溶液密度( g mL-1 )
ω—溶质的质量分数
M—溶质的摩尔质量( g mol-1 )
V(aq)
mB
MB
=
m(溶液)×ω(B)
MB×V(aq)
1000ρV(aq)×ω(B)
MB×V(aq)
=
=
结论:c=1000ρ ω/M (直接使用)
1000ρ×ω(B)
MB
=
ρ
(注意:密度(ρ )的单位为g/mL)
推导过程
例:市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%,密度为 1.84g/cm3。计算该浓硫酸的物质的量浓度。
答:该硫酸的物质的量浓度18.4mol/L。
c(H2SO4)
103ρω
M (H2SO4)
=
103×1.84×98%
98
=
= 18.4(mol/L)
(1)求此溶液的物质的量浓度?
(2)用此浓盐酸配制500mL物质的量浓度为0.4mol/L的稀盐酸,需用量筒量取该浓盐酸的体积为多少?
盐酸化学式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.18 g/cm3
HCl的质量分数:36.5%
c(HCl)
103ρω
M (HCl)
=
103×1.18×36.5%
36.5
=
= 11.8(mol/L)
c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)
11.8mol/L× V(浓) = 0.4mol/L×500×10-3L
V(浓) =16.9mL
回顾:初中一定溶质质量分数溶液的配制
-----100g质量分数为5%的氯化钠溶液
(1)计算:计算配制100g质量分数为5%的氯化钠溶液所需NaCl的质量 5.0 g,水的质量 95 g(95mL)。
(2)称量:用托盘天平称取5.0 g氯化钠,倒入烧杯中,用量筒量取95mL水 (选择 100mL量筒)
(3)溶解:把量好的水倒入盛有氯化钠的烧杯里,用玻璃棒搅拌,使氯化钠溶解。
(4)装瓶:将配制好的溶液倒入贴有5%氯化钠溶液标签的试剂瓶中,放回原处。
那么,如何配制一定物质的量浓度的溶液呢?
烧杯、 100mL容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、托盘天平、NaCI、蒸馏水。
烧杯
100mL容量瓶
胶头滴管
量简
玻璃棒
药匙
托盘天平
实验用品
教材P59配制100mL 1.00mol/LNaCl溶液
实验用品
配制一定物质的量浓度溶液专用仪器——容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
①结构:细颈、梨形、平底玻璃容器、带磨口的玻璃塞
②标志:___________________
温度、容量、刻度线
③规格:_______________________________________
50mL、100 mL 、250 mL、500 mL、1 000 mL
用途:_______________________________________
配制一定物质的量浓度的溶液
使用容量瓶时的注意事项
1、使用前要检漏;
(加水-塞瓶塞-倒立-查漏-正立-瓶塞旋转180℃-倒立-查漏)
2、“五不能”:
不能在瓶内溶解固体;
不能在瓶内稀释浓液体;
不能给容量瓶加热;
不能做反应容器;
不能长期贮存溶液;
3、容量瓶规格的选择依据:“大且近”原则
不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶规定容积
配制一定物质的量浓度溶液专用仪器——容量瓶
我是傲娇的小公主
只能配制特定体积的溶液
不能配制任意体积的溶液
我想配制480mL溶液
配不了
那好吧,我配制500mL溶液
使用容量瓶时的注意事项
实验步骤
m(NaCl)=n(NaCl)×M(NaCl)
= c(NaCl)×V[NaCl(aq)]×M(NaCl)
=1.0mol/L×0.1L×58.5g/mol
=5.85g
计算
称量
用托盘天平称取NaCl固体_______g
5.9
托盘天平精确度0.1g
“左物右码”左盘=右盘+游码
物品
法码
称量NaOH等易潮解的药品需放在玻璃器皿中称量
实验步骤
溶解
在烧杯中用蒸馏水将称出的固体溶解,并用玻璃棒不断搅拌
作用:搅拌,加速溶解
移液
待烧杯内溶液恢复室温后,用玻璃棒引流,
将其缓缓注入100mL容量瓶中
玻璃棒下端伸到刻度线以下
玻璃棒不接触容量瓶口
实验步骤
洗涤
用蒸馏水将烧杯内壁和玻璃棒洗涤2~3次,并将洗涤液全部注入容量瓶里。轻轻摇动容量瓶,使溶液充分混合
振荡
洗涤
实验步骤
定容
向容量瓶加蒸馏水至液面距刻线1cm~2cm处,再改用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水,直至溶液的凹液面最低处恰好与刻线相切。
摇匀
塞好瓶塞,用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反复颠倒,使溶液混合均匀
装瓶、贴签
误差分析
误差产生的原因
操作不当
定量仪器使用不当
误差分析方法:
根据c=n/V
分析n、V的变化
误差分析
大聚焦P46
可能引起误差的一些操作 n V c
砝码生锈(没有脱落)
少量氯化钠粘在称量纸上
使用游码,药品砝码放反
溶解或转移溶液时,使溶液漏洒
容量瓶内有少量水
未洗涤烧杯和玻璃棒
溶液未冷却至室温就注入容量瓶中并定容
偏大
不变
偏大
偏小
不变
偏小
偏小
偏小
不变
不变
偏小
偏小
不变
不变
不变
不变
不变
偏小
偏小
偏小
偏大
误差分析
大聚焦P46
可能引起误差的一些操作 n V c
定容时,仰视刻度线
定容时,俯视刻度线
定容超过刻度线,吸出部分水
定容摇匀后,液面下降,再加水
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
不变
偏大
偏小
不变
偏小
偏大
偏小
不变
不变
偏大
偏小
偏小
不变
偏大
偏小
误差分析
分析定容时俯视、仰视对结果的影响时
要确保按眼睛视线→刻度线→凹液面最低点的次序,做到“三点一线”
仰视刻度线,
导致溶液体积偏大,
浓度偏小
俯视刻度线
导致溶液体积偏小
浓度偏大
俯视液面低于刻度线
仰视液面高于刻度线
3.定容时仰视、俯视的误差分析
(2)如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外,最后配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的大了还是小了?
(3)如果在配制时,仰视或者俯视容量瓶上的刻度线,最后配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的大了还是小了?
课本P60
因为洒出的溶液中含有溶质,导致容量瓶中的溶质就会减少,所配溶液中溶质的物质的量浓度偏低。
读数时,如果仰视刻度线则加水会过多,导致溶液中溶质的实际浓度偏小;如果俯视刻度线则加水会偏少,导致溶液中溶质的实际浓度偏大。
(1)为什么要用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次,并将洗涤液也都注入容量瓶?
烧杯的内壁和玻璃棒上还沾有少量溶液,若不用蒸馏水洗涤烧杯,容量瓶中的溶质就会减少,即容量瓶内溶质的物质的量减少,导致所配溶液中溶质的物质的量浓度偏低。
1、下列操作中对实验结果没有影响的是 ( )
A.在烧杯中稀释浓硫酸后,立即转移到容量瓶中去
B.在转移溶液过程中,不慎有少量液体洒在容量瓶外,可忽略不计继续进行操作
C.在转移溶液之前,容量瓶底部中有少量的蒸馏水
D.用胶头滴管加水后,发现凹液面超过了刻度线,赶紧用滴管将多余的溶液吸出
【练习】
C
2.下图是配制 450 mL 1.00 mol/L NaOH 溶液的示意图,下列说法正确的是 ( )
A .图①中应取 NaOH 18.0 g
B .未进行操作④和⑤,所配溶液浓度将偏大
C .定容后把容量瓶倒置摇匀,发现液面低于刻度线,不必再加水至刻度线
D .操作②后应将溶液立即转移到容量瓶中,防止药品变质
C
3.现用18.4mol/L的浓H2SO4来配制500mL0.2mol/L的稀H2SO4可供选择的仪器有:
①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④胶头滴管 ⑤量筒 ⑥托盘天平 ⑦药匙。
请回答下列问题
(1)上述仪器中,在配制稀H2SO4时不需要使用的有________(填代号),还缺少的仪器是________________
(2)经计算需浓H2SO4的体积为________,量取浓硫酸时应选用________(选填①10mL,②50mL、③100mL三种规格)的量筒。
②⑥⑦
500 mL容量瓶
5.4mL
①