第3课时 物质的量浓度
素养要求
1.能从宏观和微观的角度理解物质的量浓度的含义及其微观粒子间的关系。
2.掌握物质的量浓度的有关计算,逐步提升证据推理思维能力。
分点突破一 物质的量浓度
1.溶质的质量分数
2.溶质的物质的量浓度
3.以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质的量浓度、溶质质量与微观微粒数之间的关系
=nB=cB·V
||
4.对物质的量浓度的理解
(1)溶质用物质的量表示,而不是质量,如给出溶质的质量或气体的体积时,要换算成物质的量。
(2)“溶质”指溶液中的溶质,可以指化合物也可以指离子或其他特定组合,分析溶质时要注意有关变化。如:Na、Na2O、Na2O2NaOH,溶液中的溶质都是NaOH。
(3)表达式中“V”指溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质体积和溶剂体积之和,要根据混合后溶液的密度计算溶液体积。V的单位是升(L)。
[即学即练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)1 mol NaCl溶于1 L水所得溶液中溶质的物质的量浓度是。( )
(2)将25 g CuSO4·5H2O溶解在1 L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1。( )
(3)将10 g CaCO3粉末加水配成100 mL溶液,CaCO3的物质的量浓度为1 mol·L-1。( )
(4)0.5 mol·L-1 CaCl2溶液中,Ca2+与Cl-的物质的量浓度都是0.5 mol·L-1。( )
(5)从2 mol·L-1NaOH溶液中取出10 mL溶液,其物质的量浓度仍是2 mol·L-1。( )
2.1 mol·L-1的NaCl溶液表示( )
A.溶液中含有1 mol NaCl
B.1 mol NaCl溶于1 L水中
C.58.5 g NaCl溶于941.5 g水中
D.1 L溶液中含有NaCl 58.5 g
3.在100 mL的溶液中溶有0.1 mol NaCl和0.1 mol MgCl2,此溶液中Cl-的浓度为( )
A.3 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.2 mol·L-1
4.(1)1 L 0.5 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液中n(Al3+)=________,c(Al3+)=________)=________)=________,)=________,由此可知,对于同一溶液中,不同微粒的浓度之比等于________。
(2)某BaCl2溶液中,测得c(Cl-)=0.5 mol·L-1,则c(Ba2+)=________。
(3)下列与0.2 mol·L-1AlCl3溶液中c(Cl-)相同的是________(填序号)。
①0.2 mol·L-1NaCl溶液
②0.3 mol·L-1MgCl2溶液
③0.6 mol·L-1 KCl溶液
④0.2 mol·L-1 BaCl2溶液
分点突破二 物质的量浓度的计算
1.物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
(1)换算公式:c=
M:溶质的摩尔质量(g·mol-1);ρ:溶液的密度(g·mL-1);w:溶质的质量分数。
(2)推导方法:设溶液体积为1 L,则c=== mol·L-1。
溶液体积单位一般用“L”,密度单位一般用“g·mL-1”,计算时要注意换算和统一。
2.溶液稀释与混合的计算
(1)浓溶液稀释
①溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
②溶质的质量不变;m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);
③溶液的质量守恒;m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
(2)相同溶质的两溶液混合
①溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
②溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
特别提醒 (1)若题目中指出不考虑溶液体积变化,则混合后溶液的体积可认为是混合前两溶液的体积之和(即V3=V1+V2)。
(2)若题目中无特别说明,则混合后溶液的体积应根据V(混)==来计算。
[即学即练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)溶液的体积越大,浓度越大。( )
(2)将1 L 2 mol·L-1的稀硫酸加水稀释到2 L,所得溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1。( )
(3)向100 mL 1 mol·L-1K2SO4溶液中加入900 mL水,混合溶液的体积是1 L。( )
(4)1 L 1 mol·L-1的KOH溶液中取出100 mL,取出溶液中溶质的质量分数与原溶液相同。( )
(5)把100 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液加水稀释成200 mL,则稀释后溶液中所含的NaCl的物质的量变为原来的一半。( )
2.8 g无水硫酸铜配成0.1 mol·L-1的水溶液。下列说法正确的是( )
A.硫酸铜的物质的量为0.5 mol
B.溶于500 mL水中
C.溶解后溶液的总体积为500 mL
D.溶解后溶液的总体积为1 L
3.已知V L硫酸铁溶液中含Fe3+m g,则该溶液中Fe3+的物质的量浓度为________的物质的量浓度为________ mol·L-1,溶质的物质的量浓度为________ mol·L-1。
4.将0.10 mol·L-1氢氧化钠溶液和0.60 mol·L-1氢氧化钠溶液混合成0.20 mol·L-1的氢氧化钠溶液。求两种溶液的体积比(忽略混合时溶液体积变化)。
分点突破三 配制一定物质的量浓度的溶液
1.认识和使用容量瓶
特别提醒 使用注意事项
(1)容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失;
(2)在使用前,首先要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水[检查步骤:注水→盖瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180 °后塞紧→倒立→查漏];
(3)不能用容量瓶溶解固体或稀释浓溶液;
(4)容量瓶不能用作反应容器或长期存放溶液;
(5)选择容量瓶遵循“大而近”原则,即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积;
(6)容量瓶使用完毕,应洗净、晾干。(对于玻璃磨口瓶塞,应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连)
2.配制一定物质的量浓度的溶液
[以配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液为例]
(1)主要仪器
托盘天平、药匙、烧杯、量筒、________、________、________。
(2)实验步骤
特别提醒 (1)如果固体含有结晶水,则在称量前计算溶质的质量时,应将结晶水考虑在内。
(2)定容时若不慎加水超过刻度线,应重新配制。
(3)定容摇匀后,若发现液面低于刻度线,不需要做任何处理。若再加水至溶液的凹液面与刻度线相切会导致溶液的浓度偏低。
3.误差分析
能引起误差的一些操作 m V c
托盘天平 天平的砝码粘有其他物质或已生锈 增大 不变 偏大
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码 减小 不变 偏小
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长 减小 不变 偏小
量筒 用量筒量取液体时,仰视读数 增大 不变 偏大
用量筒量取液体时,俯视读数 减小 不变 偏小
烧杯和玻璃棒 搅拌时部分液体溅出 减小 不变 偏小
未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 不变 偏小
容量瓶 未冷却到室温就注入容量瓶定容 不变 减小 偏大
向容量瓶转移溶液时有少量液体流出 减小 不变 偏小
定容时,水加多了,用滴管吸出 减小 不变 偏小
定容时,俯视读刻度数 不变 减小 偏大
定容时,仰视读刻度数 不变 增大 偏小
特别提醒
1.误差分析的依据:根据c==,m偏大,c偏大;V偏大,c偏小。
2.容量瓶读数的仰视和俯视
①仰视刻度线(图1)。
加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
②俯视刻度线(图2)。
加水量偏少,结果偏高。
[即学即练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)容量瓶在使用前一定要先检验是否漏水。( )
(2)用托盘天平可称取5.85 g NaCl。( )
(3)将溶液注入容量瓶时要用玻璃棒引流。( )
(4)最后溶液定容时要改用胶头滴管滴加蒸馏水。( )
(5)在使用容量瓶配制NaOH或稀H2SO4溶液时,必须要等溶液恢复至室温再转移到容量瓶中。( )
(6)若容量瓶中有少量水,应烘干后使用。( )
(7)配制NaOH溶液时,溶解后未冷却至室温就转移至容量瓶进行配制,会使配制的浓度偏大。( )
(8)若定容时不小心加水超过了刻度线,应对容量瓶加热使水挥发。( )
(9)定容时,俯视刻度线,溶液体积偏小,所配溶液浓度偏大。( )
(10)称量NaOH固体时,称量时间过长,所配溶液浓度偏小。( )
2.某化学课外活动小组从实验室取出硫酸试剂,试剂瓶上标签的部分内容如图所示。该小组欲使用450 mL 0.2 mol·L-1的稀硫酸。配制该浓度的硫酸溶液时:
(1)实验过程中,不必使用的是________(填字母)。
A.托盘天平 B.量筒
C.容量瓶 D.250 mL烧杯
E.胶头滴管 F.500 mL试剂瓶
(2)除上述仪器可使用外,还缺少的仪器是________。
(3)量取浓硫酸的体积为________ mL,应选用的量筒和容量瓶规格分别为________、________。
(4)如图是该小组转移溶液的示意图,图中的错误是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.若用浓硫酸配制稀硫酸,量取浓硫酸时用到量筒,量筒________0刻度线,精确度一般为________ mL。下列操作会对所配稀硫酸浓度有何影响(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(1)量取浓硫酸时俯视刻度线:________。
(2)量取浓硫酸时仰视刻度线:________。
(3)清洗量筒,将残留在量筒中的硫酸也倒入溶解用的烧杯中:________。
4.①配制盐酸,用量筒量取盐酸时俯视刻度线
②转移溶液时不慎将少量液体洒到容量瓶外面
③定容时俯视刻度线
④未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
⑤定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
⑥容量瓶内有少量水
⑦称量4.0 g NaOH配制0.1 mol·L-1 NaOH溶液1 000 mL时,砝码错放在左盘
⑧称量Na2CO3固体时,砝码上有杂质
上述操作中,使所配制的溶液浓度偏高的是________(填序号,下同),无影响的是________,偏低的是________。
1.下列关于1 mol·L-1K2SO4溶液的说法,正确的是( )
A.K2SO4的摩尔质量为174 g
B.含有1 mol K2SO4
C.K+的物质的量浓度为1 mol·L-1
D.取100 mL该溶液加水稀释到500 mL,稀释后浓度为0.2 mol·L-1
2.将5 mol·L-1盐酸10 mL稀释到200 mL,再取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.0.05 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
3.在标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度(mol·L-1)为( )
A. B.
C. D.1 000VρM(V+2 240)
4.实验室中需要0.2 mol·L-1的CuSO4溶液450 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取胆矾的质量分别是( )
A.500 mL 25.0 g B.450 mL 25.5 g
C.450 mL 14.4 g D.500 mL 16.0 g
5.配制的NaCl溶液,部分实验操作如图所示。
下列说法正确的是( )
A.容量瓶需用蒸馏水洗涤后可直接使用
B.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏高
C.实验操作步骤的正确顺序为①②④①③
D.实验中需用到的仪器有天平、250 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等
6.配制100 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液。下列叙述错误的是( )
A.配制时,应选用100 mL的容量瓶
B.在托盘天平上放两片规格相同的滤纸,将NaOH放在滤纸上称量
C.用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,将洗涤液一并转移到容量瓶中
D.把称取的NaOH用适量蒸馏水溶解、冷却,转移至容量瓶中
7.现需要配制500 mL 1 mol·L-1硫酸溶液,
(1)需用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸________ mL。
(2)容量瓶使用前检验是否漏水的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若实验遇到下列情况,对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响(填写“偏大”“偏小”或“不变”)
①稀释的硫酸转移到容量瓶中后未洗涤烧杯:
________________。
②趁热将溶液注入容量瓶中并定容:________________________________________________________________________。
③摇匀后发现液面低于刻度线于是又加水:
________________。
④容量瓶中原有少量蒸馏水:________________________________________________________________________。
⑤定容时俯视液面:________。
8.阅读并分析体检报告,可以初步判断体检者的身体状况。
(1)在图中所示的体检报告中,表示葡萄糖指标的物理量是________(填字母)。
序号 项目名称 英文缩写 检查结果 单位 参考范围
19 *葡萄糖 Glu 5.1 mmol/L 3.9-6.1
20 *总胆固醇 TC 4.65 mmol/L 2.85-5.70
21 *甘油三酯 TG 1.50 mmol/L 0.45-1.70
22 高密度脂 蛋白胆固醇 HDL-V 1.08 mmol/L 0.93-1.83
a.质量分数 b.溶解度
c.摩尔质量 d.物质的量浓度
(2)检测人的血液中葡萄糖(简称血糖,葡萄糖的相对分子质量为180)的含量,参考指标常以两种计量单位表示,即“mmol/L”和“mg/dL”(1 L=10 dL)。如果以“mg/dL”表示,血糖正常值范围是________,若某人的血糖检测结果为92 mg/dL,他(她)的血糖________(填“正常”或“不正常”)。
第3课时 物质的量浓度
分点突破一 物质的量浓度
1.溶质 溶液 ×100%
2.体积 物质的量 cB mol·L-1(或mol/L) cB=
即学即练
1.答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.答案:D
3.答案:A
4.答案:(1)1 mol 1 mol·L-1 1.5 mol 1.5 mol·L-1 1∶2∶3 微粒个数比 (2)0.25 mol·L-1 (3)②③
分点突破二 物质的量浓度的计算
即学即练
1.答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2.答案:C
3.答案:
4.答案:4∶1
分点突破三 配制一定物质的量浓度的溶液
1.温度 容积 50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL
2.(1)玻璃棒 容量瓶(100 mL) 胶头滴管 (2)0.1 mol 5.85 g 5.9 g 玻璃棒 100 mL容量瓶 玻璃棒引流 2~3 容量瓶中 1~2 cm 胶头滴管 名称 浓度
即学即练
1.答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)√ (10)√
2.答案:(1)A (2)玻璃棒 (3)5.4 10 mL 500 mL
(4)①未用玻璃棒引流;②未采用500 mL容量瓶
3.答案:无 0.1 (1)偏小 (2)偏大 (3)偏大
4.答案:③④⑧ ⑥⑦ ①②⑤
随堂演练全通关
1.答案:D
2.解析:稀释后溶液的物质的量浓度为=,取出5 mL,物质的量浓度仍为。
答案:B
3.解析:气体的物质的量为 mol,所得溶液的质量为 g,则此溶液的物质的量浓度为 mol÷
= mol·L-1。
答案:B
4.解析:没有450 mL的容量瓶,则需要配制500 mL溶液,则需CuSO4的物质的量是0.2 mol·L-1×0.5 L=0.1 mol,因此需要胆矾的质量是0.1 mol×250 g·mol-1=25.0 g。
答案:A
5.答案:A
6.答案:B
7.解析:(1)求需要的浓硫酸的体积,根据稀释前后溶质的质量不变来计算,设需浓硫酸的体积为x,则:
0.5 L×1 mol·L-1×98 g·mol-1=x×1.84 g·cm-3×98%,解得x=27.2 mL。(3)误差分析根据c(H2SO4)=来分析,①中稀释硫酸的烧杯未洗涤使得n(H2SO4)减小,c(H2SO4)偏小;②趁热将溶液注入容量瓶中并定容,冷却至室温后V偏小,c(H2SO4)偏大;③摇匀后再加水,使V增大,c(H2SO4)偏小;④容量瓶中有少量水 时,对c(H2SO4)无影响;⑤定容时俯视液面,使得V偏小,c(H2SO4)偏大。
答案:(1)27.2
(2)往容量瓶中加入适量的水,塞好瓶塞,用左手食指顶住瓶塞,用右手的五指托住瓶底,把瓶倒立过来,如不漏水,将其放正,把瓶塞旋转180°后塞紧,再把瓶倒立过来,若不漏水,才能使用
(3)①偏小 ②偏大 ③偏小 ④不变 ⑤偏大
8.答案:(1)d (2)70.2-109.8 mg/dL 正常