2.2 第2课时 配制一定物质的量浓度的溶液 学案 （含答案 ）2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第一册

2.2 第2课时　配制一定物质的量浓度的溶液
【学习目标】
1.掌握配制一定物质的量浓度溶液的实验技能。
2.掌握溶液浓度误差分析的方法。
【合作探究】
【学习情境】
　　实验室使用的溶液,一般在试剂瓶上都标有一定的物质的量浓度,这些溶液是如何配制的
任务1　配制一定物质的量浓度的溶液
【新知生成】
1.实验室使用容量瓶(常见规格有50mL、　　　　、250mL、　　　　等)来配制　　　　、一定物质的量浓度的溶液,但不能将容量瓶用作物质反应或　　　　的仪器。
配制一定物质的量浓度的溶液的步骤:
(1)计算;(2)　　　　;(3)溶解或稀释;(4)　　　　;(5)振荡;(6)　　　　;(7)摇匀;(8)装瓶。
2.　　　　(填“能”或“不能”)将溶解后的热溶液立即转移到容量瓶中,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】1.100mL　500mL　一定体积　溶解　称量或量取　转移　定容　2.不能　容量瓶受热变形引起容积的变化,液体受热膨胀引起溶液体积的变化,都会导致物质的量浓度有误差
【核心突破】
典例1　用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16 g·cm-3)配制成1 mol·L-1的稀盐酸。现实验室仅需要这种盐酸220 mL,试回答下列问题:
(1)配制稀盐酸时,应选用规格为　　　　mL的容量瓶。
(2)经计算需要　　　　mL浓盐酸,在量取时宜选用下列量筒中的　　　　(填字母)。
A.5 mL B.10 mL C.25 mL D.50 mL
(3)在量取浓盐酸后,进行了下列操作:
①等稀释的盐酸的温度与室温一致后,沿玻璃棒注入选定规格的容量瓶中;
②往容量瓶中小心注入蒸馏水至液面距离容量瓶刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,使溶液的凹液面与瓶颈的刻度线相切;
③在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水,并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀;
④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中,正确的顺序是　　　　(填序号)。
【答案】(1)250　 (2)21.6　C　(3)③①④②
【解析】(1)容量瓶的规格是不连续的,配制220 mL溶液应选250 mL的容量瓶。(2)c(HCl)===11.6 mol·L-1。加水稀释前后HCl的物质的量不变,所以11.6 mol·L-1×V(HCl)=250 mL×1 mol·L-1,解得V(HCl)≈21.6 mL,应该选择25 mL的量筒量取。
归纳总结
配制一定物质的量浓度的溶液
(1)配制步骤
配制溶液“十字”表达:算(计算)→量(称量或量取)→溶(溶解)→冷(冷却)→移(移液)→洗(洗涤)→振(振荡)→定(定容)→摇(摇匀)→贴(转入试剂瓶,贴标签)。
(2)配制过程中的重要操作
①复温
溶液注入容量瓶前,其温度需恢复到常温,因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热,而容量瓶必须在常温下使用。
②移液
向容量瓶中注入液体时,应沿玻璃棒注入,且玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上。
③洗涤
用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液都注入容量瓶中。
④定容
将蒸馏水注入容量瓶,至液面离容量瓶刻度线下1~2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切。
训练1　实验室欲用氢氧化钠固体配制1.0mol·L-1的氢氧化钠溶液240mL:
(1)配制溶液时,必须用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、　　　　　　　　　　。
(2)计算实验需要称量氢氧化钠的质量为:　　　g。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是　　　　　　　　　　。
(4)
某同学转移溶液的示意图如图所示,图中有两处错误,请写出:
①　 ;
②　 。
(5)若实验过程中,加蒸馏水时不慎超过了刻度,处理方法是　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】(1)250mL 容量瓶、玻璃棒　(2)10.0
(3)检查容量瓶是否漏液　(4)①容量瓶的规格选错
②未用玻璃棒引流　(5)重新配制
【解析】(1)没有240mL容量瓶,应选择250mL容量瓶,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,用玻璃棒搅拌,加速溶解,恢复至室温后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤2~3次,并将洗涤液移入容量瓶中,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,定容后颠倒摇匀,所以需要的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶、玻璃棒。
(2)实验选择250mL容量瓶,所以需氢氧化钠的质量为m=0.25L×1mol·L-1×40g·mol-1=10.0g。
(3)因为最后需颠倒摇匀,所以容量瓶在使用前必须检查是否漏水。
(4)应选用250mL的容量瓶,移液时用玻璃棒引流,根据图示,图中的错误有:①容量瓶的规格选错;②未用玻璃棒引流。
(5)实验过程中加蒸馏水不慎超过了刻度线,则应重新进行配制。
任务2　配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
【新知生成】
1.当溶液的体积准确时,溶质的物质的量浓度与　　　呈正比。
当溶质的物质的量准确时,溶质的物质的量浓度与　　　　呈反比。
2.配制一定物质的量浓度的溶液时,定容过程中仰视或俯视刻度线会产生的误差是　 。
【答案】溶质的物质的量　溶液的体积　仰视刻度线如左下图。由于操作时以刻度线为基准加水,从下往上看,看见的刻度线低于液面的实际刻度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。俯视刻度线如右下图。与仰视刻度线恰好相反,看见的刻度线高于液面的实际刻度,使得加水量偏少,浓度偏大。
【核心突破】
典例2　从溶质改变角度分析产生的误差(用“偏大”、“偏小”或“无影响”填空)。
(1)配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8 g:　　　　 。
(2)配制500 mL 0.1 mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0 g:　　　　。
(3)配制NaOH溶液时,托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片,其他操作均正确:　　　　。
(4)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,需称量溶质4.4 g,称量时物码放置颠倒:　　　　。
(5)用量筒量取浓硫酸时,仰视读数:　　　　。
(6)定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线:　　　　。
(7)未洗涤烧杯及玻璃棒:　　　　。
【答案】(1)偏小　(2)偏小　(3)偏小　(4)偏小　(5)偏大　(6)偏小　(7)偏小
【解析】(1)配制450 mL溶液,应取500 mL的容量瓶。所需NaOH的质量为0.5 L×0.1 mol·L-1×40 g·mol-1=2.0 g,称取1.8 g NaOH固体时,所配溶液浓度偏小。
(2)胆矾的摩尔质量为250 g·mol-1,所需质量为0.5 L×0.1 mol·L-1×250 g·mol-1=12.5 g。
(3)NaOH易吸水潮解。
(4)实际称量溶质的质量为4.0 g-0.4 g=3.6 g。
(5)仰视量筒读数时,实际浓硫酸的体积比读得的数值大,所配溶液浓度偏大。
归纳总结
溶液配制的误差分析
配制原理:cB==(cB表示溶质B的物质的量浓度;nB表示溶质B的物质的量;V表示溶液的体积;m表示溶质B的质量;M表示溶质B的摩尔质量)。
分析有关操作对nB、m或V的影响,判断实验的误差。
(1)用量筒量取液体时,俯视读数,使所量取的液体中nB减小,cB偏小。
(2)定容时水加多了,用滴管吸出,使溶液中m减小,cB偏小。
(3)转移或搅拌溶液时有部分液体溅出,使溶液中m减小,cB偏小。
(4)转入容量瓶后未洗涤烧杯和玻璃棒,使溶液中m减小,cB偏小。
(5)定容后,振荡摇匀,液面下降,再加水,导致V增大,cB偏小。
(6)未冷却至室温就定容,溶液的体积膨胀,冷却后溶液的体积V小于容量瓶上所标注的液体体积,cB偏大。
(7)容量瓶定容时,仰视会使溶液的体积V增大,cB偏小。
(8)容量瓶定容时,俯视会使溶液的体积V减小,cB偏大。
另外,还有几种常见情况对结果无影响:
a.溶解时烧杯中有水。
b.当药品、砝码左右位置颠倒时,未使用游码。
c.配好的溶液转入干净的试剂瓶时,不慎溅出部分液体。
d.容量瓶使用前用蒸馏水清洗后未干燥直接用来定容。
训练2　从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”、“偏小”或“无影响”填空)。
(1)配制NaOH溶液时,将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容:　　　　。
(2)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线:　　　　。
(3)定容时仰视刻度线:　　　　。
(4)定容摇匀后少量溶液外流:　　　　。
(5)容量瓶中原来存有少量蒸馏水:　　　　。
【答案】(1)偏大　(2)偏小　(3)偏小　(4)无影响　(5)无影响
【解析】(1)NaOH溶于水放热,溶液的体积比室温时的大,应恢复至室温后再移液、定容。
(2)溶液的总体积偏大。
(3)定容时仰视刻度线,溶液体积偏大。
课堂小结
【随堂检测】
1.某同学用Na2CO3配制0.10mol·L-1的Na2CO3溶液的过程如图所示。
该同学的错误步骤有(　　)。
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
【答案】B
【解析】①处Na2CO3不能直接放在托盘上称量,⑤处视线应该平视而不能仰视,B项正确。
2.在用浓H2SO4和NaCl固体配制1 mol·L-1的稀硫酸100 mL和1 mol·L-1的NaCl溶液100 mL时,下列各步操作中,有明显不同的是(　　)。
A.溶解 B.移液 C.洗涤 D.定容摇匀
【答案】A
【解析】浓硫酸溶于水时会剧烈放热,稀释浓硫酸和溶解NaCl固体的操作明显不同。
3.下列实验过程能引起最终结果偏低的是(　　)。
①配制 1 mol·L-1 盐酸的方法是常温下将 22.4 L HCl 气体溶于水配成 1 L 溶液
②配制 100 g 10%CuSO4 溶液,称取 10 g 胆矾溶于90 g水中
③配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液,容量瓶中原来存有少量蒸馏水
④用浓硫酸配制稀硫酸时,定容时仰视容量瓶的刻度线
⑤质量分数为 20%和 80%的两种氨水等质量混合配制 50%的氨水
A.②③⑤ B.①②④ C.②④⑤ D.①③④
【答案】B
【解析】①常温下 22.4 L HCl的物质的量小于1 mol,溶液浓度偏低;②10 g 胆矾中CuSO4的质量小于10 g,溶质的质量分数偏低;③容量瓶中原来存有少量蒸馏水不影响所配溶液浓度;④定容时仰视容量瓶的刻度线,溶液体积偏大,溶液浓度偏低;⑤所配溶液的溶质的质量分数就是50%。
4.某同学帮助水质检测站配制480mL 0.5mol·L-1 NaOH溶液以备使用。
(1)该同学应选择　　　　mL的容量瓶。
(2)其操作步骤如图所示,则右图中操作应在下图中的　　　　(填字母)之间。
A.①与② B.②与③ C.③与④ D.④与⑤
(3)该同学应称取NaOH固体　　　　g,用质量为23.1g的烧杯放在托盘天平上称取所需NaOH固体时,请在附表中选取所需的砝码大小　　　　(填字母),并在下图中选出能正确表示游码位置的选项　　　　(填字母)。
附表:砝码规格
a b c d e
砝码大小/g 100 50 20 10 5
(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”)
①定容时俯视,浓度会　　　　;
②转移溶液过程中,少量液体溅出,浓度会　　　　;
③定容摇匀后发现溶液凹液面低于刻度线,浓度会　　　　。
【答案】(1)500　(2)D　(3)10.0　cd　c　(4)①偏大　②偏小　③无影响
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