苏教版 (2019)必修 第一册专题2 研究物质的基本方法第二单元 溶液组成的定量研究导学案

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2．掌握物质的量浓度的有关计算。
3．掌握容量瓶的使用方法。
4．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。
图说考点
学业基础——自学·思记·尝试
[新知预习]
一、物质的量浓度
二、配制一定物质的量浓度的溶液
以配制100 mL 1.00 ml·L－1 NaCl溶液为例。
1．主要仪器
（1）容量瓶
（2）托盘天平、药匙、烧杯、量筒、 eq \(□,\s\up1(11)) 、 eq \(□,\s\up1(12)) 、 eq \(□,\s\up1(13)) 。
2．实验步骤
三、化学反应的计算
1．确定未知物质的量浓度的思路
（1）借助某个特定反应中消耗的溶质的物质的量进行计算。
（2）将已知物质的量浓度的溶液与一定体积未知物质的量浓度的溶液反应，根据反应时消耗已知物质的量浓度溶液的体积，通过计算确定未知浓度溶液的物质的量浓度。
2．化学反应中的计量关系
（1）化学反应中参加反应各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的 eq \(□,\s\up1(26)) 之比。
（2）对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其 eq \(□,\s\up1(27)) 之比。
[即时自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
（1）1 ml NaCl溶于1 L水所得溶液中溶质的物质的量浓度是1 ml·L－1。（ ）
（2）将25 g CuSO4·5H2O溶于水配成1 L溶液，所得溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 ml·L－1。（ ）
（3）把1 ml NH3通入水中得到1 L溶液，所得溶液中溶质的物质的量浓度为1 ml·L－1。（ ）
（4）将10 g CaCO3粉末加水配成100 mL溶液，CaCO3的物质的量浓度为1 ml·L－1。（ ）
（5）配制一定物质的量浓度的溶液时，若液面超过刻度线，应立即用胶头滴管吸出多的部分。（ ）
2．1 ml·L－1的NaCl溶液表示（ ）
A．溶液中含有1 ml NaCl
B．1 ml 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．容量瓶的瓶壁上未标有的是（ ）
A．刻度线 B．温度
C．浓度 D．容积
4．从2 L 1 ml·L－1 NaOH溶液中取出100 mL，下列有关这100 mL溶液的叙述错误的是（ ）
A．浓度为0.1 ml·L－1 B．浓度为1 ml·L－1
C．含NaOH 4 g D．含NaOH 0.1 ml
5．用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是（ ）
核心素养——合作·探究·分享
物质的量浓度的基本计算和判断
[例1] 下列溶液中物质的量浓度为1 ml·L－1的是（ ）
A．将40 g NaOH溶解在1 L水中
B．将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C．将1 L 10 ml·L－1浓盐酸加入9 L水中
D．将10 g NaOH溶解在少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
[提升1] 下列说法正确的是（ ）
在用公式计算物质的量浓度时体积指的是溶液的体积，而不是溶剂的体积。
A．40 g NaOH溶于水所得1 L溶液的浓度为1 ml·L－1
B．1 ml·L－1的Na2CO3溶液中Na＋的浓度为1 ml·L－1
C．从1 L 0.1 ml·L－1的NaCl溶液中取出0.1 L溶液，则NaCl的浓度变为0.01 ml·L－1
D．1 L 0.2 ml·L－1的Na2SO4溶液中，Na＋的物质的量为0.2 ml
[提升2] 在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，其浓度不变，即浓度不会随着体积的变化而变化，但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。
（1）用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液，其物质的量浓度为 ml/L。
（2）若从中取出50 mL溶液，其物质的量浓度为 ml·L－1；溶质的质量为 g。
（3）若将这50 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中Na＋的物质的量浓度为 ml·L－1，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的物质的量浓度为 ml·L－1。
关键能力
物质的量浓度的计算类型和方法
1．已知一定体积的溶液中溶质的量，计算物质的量浓度（c）

2．标准状况下，气体溶液的物质的量浓度（c）的计算
（2）若已知溶液的密度：标准状况下，V L气体（摩尔质量为M g·ml－1）溶于V（H2O） L中，所得溶液密度为ρ（g·mL－1），则：
①气体的物质的量：n＝ eq \f(V（L）,22.4 L·ml－1) ；②溶液体积：V＝ eq \f(m溶液（g）,ρ（g·mL－1）) ×10－3L·mL－1；③再根据c＝ eq \f(n,V（溶液）) 知，c＝
eq \f(1 000（mL·L－1）·ρ（g·mL－1）·V（L）,M（g·ml－1）·V（L）＋22 400（g·ml－1）·V（H2O）（L）) 。
eq \a\vs4\al(状元随笔) 溶液稀释计算中的“三个守恒”
①溶质的物质的量守恒：c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀）；
②溶质的质量守恒：m（浓）·w（浓）＝m（稀）·w（稀）；
③溶液的质量守恒：m（稀）＝m（浓）＋m（水）。
[提升3] 常温下，将20 g质量分数为14%的KNO3溶液跟30 g质量分数为24%的KNO3溶液混合，得到密度为1.15 g/cm3的混合溶液，计算：
（1）该混合溶液中KNO3的质量分数。
（2）该混合溶液中KNO3的物质的量浓度。
物质的量浓度与溶质的质量分数的换算公式：cB＝ eq \f(1 000ρw,M) ml·L－1。
M：溶质B的摩尔质量ρ：溶液密度（g·mL－1）
w：溶质的质量分数
一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
[例2] 实验室配制500 mL 0.5 ml·L－1的NaCl溶液，有如下操作步骤：
①把称量的NaCl晶体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解。
②把①所得溶液小心转入500 mL容量瓶中。
③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1～2 cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。
④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀。
⑤将容量瓶塞塞紧，充分摇匀。
请填写下列空白：
（1）操作步骤的正确顺序为 （填序号）。
（2）本实验用到的基本实验仪器有 。
（3）某同学观察液面的情况如图所示，对所配溶液浓度将有何影响？ （填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（4）若出现如下情况，对所配溶液浓度将有何影响？（填“偏高”“偏低”或“无影响”）没有进行操作步骤④ ；加蒸馏水时不慎超过了刻度 。
（5）若实验过程中出现如下情况应如何处理？
加蒸馏水时不慎超过了刻度线 ；向容量瓶中转移溶液时（操作步骤②）溶液流到容量瓶外面 。
eq \a\vs4\al(状元随笔) 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。
[提升4] 下列配制的溶液浓度偏高的是（ ）
A．配制盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B．配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线
C．称量4.0 g NaOH配制0.1 ml·L－1NaOH溶液1 000 mL时，砝码错放在左盘
D．NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
①用托盘天平称量时，切记“左物右码”。
②读数计算应为m物＝m砝码＋m游码。
关键能力
1.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．误差分析
eq \a\vs4\al(状元随笔) 误差分析的依据：根据c＝ eq \f(n,v) ＝ eq \f(m,MV) ，m偏大，c偏大；V偏大，c偏小
化学反应的计算
[例3] 标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气。下列比例式正确的是（ ）
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 ml 1 ml
3.25 g x L
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 ml 22.4 L
0.05 ml x L
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 ml
3.25 g x L
[提升5] 把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。有关该反应的下列说法正确的是（ ）
A．反应中Na与NaOH的质量相等
B．反应中H2O和H2的质量相等
C．反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D．反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
[提升6] Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中不正确的是（ ）
A．参加反应的Mg、Al共0.2 ml
B．参加反应的HCl为0.4 ml
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 ml电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 ml H2
关键能力
物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
eq \a\vs4\al(状元随笔) ①书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
②单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。
③如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。
学考评价——夯实·测控·演练
1.（双选）欲配制1.00 ml·L－1 Na2CO3溶液100 mL，不需要使用的仪器是（ ）
A．100 mL容量瓶 B．蒸馏烧瓶
C．玻璃棒 D．锥形瓶
2．将5 ml·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 ml·L－1 B．0.25 ml·L－1
C．0.1 ml·L－1 D．0.5 ml·L－1
3．下列溶液中氯离子浓度与50 mL 1 ml·L－1 AlCl3溶液中Cl－浓度相等的是（ ）
A．150 mL 1 ml·L－1的NaCl溶液
B．75 mL 2 ml·L－1的NH4Cl溶液
C．150 mL 3 ml·L－1的KCl溶液
D．75 mL 2 ml·L－1的FeCl3溶液
4．现需要配制500 mL 1 ml·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）容量瓶使用前检验漏水的方法是
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（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：
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②趁热将溶液注入容量瓶中并定容：
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③摇匀后发现液面低于刻度线于是又加水：
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④容量瓶中原有少量蒸馏水：
________________________________________________________________________。
⑤定容时俯视液面： 。
5．0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是（ ）
A．0.10 ml·L－1 B．0.20 ml·L－1
C．0.50 ml·L－1 D．1.00 ml·L－1
练后感悟
与物质的量浓度计算有关的“三个”注意事项
（1）进行物质的量浓度的有关计算时，各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c＝n/V，充分利用有关物质的量的计算公式，发挥物质的量的桥梁作用。
（2）已知溶液的密度时，溶液的体积V（溶液）＝m（溶液）/ρ（溶液）。
（3）运用电荷守恒时，要特别注意离子所带电荷数要参与计算，即离子浓度要乘以每个离子所带电荷的数值。
第二单元 溶液组成的定量研究
学业基础
新知预习
单位体积 物质的量  cB ml·L－1 ml/L  eq \f(nB,V) 1 ml 容量 温度 eq \(□,\s\up1(10)) 50 mL、100 mL、250 mL、500 mL eq \(□,\s\up1(11)) 玻璃棒 eq \(□,\s\up1(12)) 容量瓶(100 mL) eq \(□,\s\up1(13)) 胶头滴管 eq \(□,\s\up1(14)) 0.1 ml eq \(□,\s\up1(15)) 5.85 g eq \(□,\s\up1(16)) 5.9 g eq \(□,\s\up1(17)) 玻璃棒 eq \(□,\s\up1(18)) 100 mL容量瓶 eq \(□,\s\up1(19)) 玻璃棒引流 eq \(□,\s\up1(20)) 2～3 eq \(□,\s\up1(21)) 容量瓶中 eq \(□,\s\up1(22)) 1～2 cm eq \(□,\s\up1(23)) 胶头滴管 eq \(□,\s\up1(24)) 名称
eq \(□,\s\up1(25)) 浓度 eq \(□,\s\up1(26)) 化学计量数 eq \(□,\s\up1(27)) 体积
即时自测
1．答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
2．答案：D
3．解析：容量瓶上标有：刻度线、温度、容积。
答案：C
4．答案：A
5．解析：用托盘天平称量药品应左物右码，A项不正确；向容量瓶转移液体应用玻璃棒引流，C项不正确；定容时，胶头滴管不能插入容量瓶内，D项不正确。
答案：B
核心素养
例1 【解析】 根据公式c＝ eq \f(n,V) ，n为溶质的物质的量，V为溶液的体积。A项溶液的体积不等于1 L；B项22.4 L HCl的物质的量不一定是1 ml；C项，盐酸与水混合后，溶液体积不是10 L；D项n(NaOH)＝0.25 ml，V[NaOH(aq)]＝0.25 L，c(NaOH)＝1 ml/L。
【答案】 D
提升1 解析：A项，40 g NaOH的物质的量为1 ml，又因溶液体积为1 L，由公式得c＝ eq \f(n,V) ＝ eq \f(1 ml,1 L) ＝1 ml·L－1，A项正确；B项，Na2CO3溶液的浓度为1 ml·L－1，则Na＋浓度为2 ml·L－1，B项错误；C项，原溶液浓度为0.1 ml·L－1，则取出的0.1 L溶液和剩余的0.9 L溶液的浓度都为0.1 ml·L－1，C项错误；D项，n(Na2SO4)＝cV＝0.2 ml·L－1×1 L＝0.2 ml，则n(Na＋)＝2n(Na2SO4)＝2×0.2 ml＝0.4 ml，D项错误。
答案：A
提升2 解析：(1)n(Na2SO4)＝ eq \f(14.2 g,142 g·ml－1) ＝0.1 ml，c(Na2SO4)＝ eq \f(0.1 ml,0.5 L) ＝0.2 ml·L－1。
(2)从中取出50 mL溶液，浓度仍为0.2 ml·L－1，溶质的质量为m＝n·M＝c·V·M＝0.2 ml·L－1×0.05 L×142 g·ml－1＝1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL，据c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，溶液中Na2SO4物质的量浓度变为原来的 eq \f(1,2) ，即0.1 ml·L－1，故溶液中Na＋的物质的量浓度为0.2 ml·L－1，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的物质的量浓度为0.1 ml·L－1。
答案：(1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1
提升3 解析：(1)混合后溶液中KNO3的总质量为：20×14%＋30×24%＝10 g。溶液总质量为：20 g＋30 g＝50 g。混合后溶液中KNO3的质量分数为：w(KNO3)＝ eq \f(10 g,50 g) ×100%＝20%。(2)混合后溶液中的KNO3的物质的量为：n(KNO3)＝ eq \f(10 g,101 g·ml－1) ＝0.099 ml，混合后溶液的总体积为：V[KNO3(aq)]＝ eq \f(50 g,1.15 g·mL－1) ＝43.5mL≈4.35×10－2L。混合后溶液中KNO3的物质的量浓度为：c(KNO3)＝ eq \f(0.099 ml,4.35×10－2 L) ≈2.28 ml/L。
答案：(1)20% (2)2.28 ml/L
例2 【解析】 (2)为防止仪器的遗漏，可根据步骤进行选取。(3)根据c＝ eq \f(n,V) ，V偏小，c偏高。(5)加蒸馏水超过刻度，V偏大，c偏低，这种情况下配制的溶液浓度不是0.5 ml·L－1，因此要重配。
【答案】 (1)①②④③⑤ (2)500 mL容量瓶、托盘天平、药匙、烧杯、胶头滴管、玻璃棒 (3)偏高 (4)偏低 偏低 (5)重配 重配
提升4 解析：A项俯视刻度线，将会使量得的盐酸体积小于计算值，导致浓度偏低；B项定容时仰视容量瓶刻度线，将会导致加水量增多，使溶液浓度偏低；C项由于所称NaOH固体的质量为整数，不需移动游码，故称得固体NaOH的质量是准确的，不会影响到配制溶液的浓度；D项因热胀冷缩之故，会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线，导致所配溶液浓度偏高。
答案：D
例3 【解析】 A项，上下单位不同，错误；B项，左右物理量不对应，错误；D项，上下单位不同，错误。
【答案】 C
提升5 解析：该反应中，Na与NaOH的物质的量之比为1∶1，质量之比为23∶40，所以A项错误，D项正确；H2O与H2的物质的量之比为2∶1，质量之比为18∶1，所以B项、C项均错误。
答案：D
提升6 解析：反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝ eq \f(4.48 L,22.4 L·ml－1) ＝0.2 ml，则参加反应的n(H＋)＝0.4 ml，即参加反应的HCl为0.4 ml。若换成稀硫酸，同样产生0.2 ml H2。依据得失电子守恒，由2H＋―→H2得电子总数为0.2 ml×2＝0.4 ml，故C正确。0.2 ml Mg提供0.4 ml电子，0.2 ml Al则提供0.6 ml电子，0.2 ml Mg、Al的混合物提供的电子数大于0.4 ml，小于0.6 ml，A不正确。
答案：A
学考评价
1．答案：BD
2．解析：稀释后溶液的物质的量浓度为 eq \f(5 ml·L－1×10 mL,200 mL) ＝0.25 ml·L－1，取出5 mL，物质的量浓度仍为0.25 ml·L－1。
答案：B
3．解析：1 ml·L－1的AlCl3溶液中c(Cl－)＝3 ml·L－1；A项c(Cl－)＝1 ml·L－1；B项c(Cl－)＝2 ml·L－1；C项c(Cl－)＝3 ml·L－1；D项c(Cl－)＝6 ml·L－1。
答案：C
4．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 ml·L－1×98 g·ml－1＝x×1.84 g·cm－3×98%，解得x＝27.2 mL。(3)误差分析根据c(H2SO4)＝ eq \f(n（H2SO4）,V) 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
5．解析：CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
56 g 2 ml
0．56 g c(HCl)×20×10－3L
则： eq \f(56 g,0.56 g) ＝ eq \f(2 ml,c（HCl）×20×10－3L) ，
解得c(HCl)＝1.00 ml·L－1。
答案： D能引起误差的一些操作
m
V
c
托盘
天平
天平的砝码沾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