浙江专用高考化学一轮复习专题1化学家眼中的物质世界第三单元溶液的配制与分析学案

第三单元　溶液的配制与分析

[考点分布]

考点一　物质的量浓度及相关计算[学生用书P12]

一、物质的量浓度

二、物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的比较

　(1)c＝中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和。

(2)将CuSO4·5H2O晶体溶于水，其溶质是CuSO4。将Na、Na2O、Na2O2溶于水，其溶质是NaOH；将SO3溶于水，所得溶质是H2SO4。

(3)配制一定溶质质量分数的溶液，所选烧杯的规格一般应大于溶液体积的一倍。

(4)在溶解度的概念中，“100”指的是100 g溶剂(通常是H2O)，而不是溶液。

三、有关物质的量浓度计算的四大类型

类型1　标准状况下，气体溶于水所得溶液的物质的量浓度的计算

 c＝

类型2　溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算

(1)计算公式：c＝(c为溶质的物质的量浓度，单位mol·L－1，ρ为溶液密度，单位g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位g·mol－1)。

当溶液为饱和溶液时，由w＝，可得c＝。

(2)公式的推导(按溶液体积为V L推导)

c＝＝＝或w＝＝＝。

类型3　溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算

(1)溶液稀释

①溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。

②溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。

③溶液质量守恒，即m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。

(2)溶液混合

①混合前后溶质的物质的量保持不变，即c1V1＋c2V2＝c混V混。

②混合前后溶质的质量保持不变，即m1w1＋m2w2＝m混w混。

类型4　利用电荷守恒式进行未知离子的浓度计算

溶液中所有阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。

例如：CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在

c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。

题组一根据cB＝ 的计算

1．(2021·绍兴高一质检)在0.5 L某浓度的NaCl溶液中含有0.5 mol NaCl，下列对该溶液的说法中，不正确的是(　　)

A．该溶液溶质的物质的量浓度为1 mol·L－1

B．该溶液中含有58.5 g NaCl

C．配制100 mL该溶液需用托盘天平称取5.9 g NaCl

D．量取100 mL该溶液倒入烧杯中，烧杯中的NaCl的物质的量为0.1 mol

解析：选B。0.5 L NaCl溶液中含有0.5 mol NaCl，则有c(NaCl)＝＝1 mol·L－1，A项正确；该溶液中含有NaCl的质量为0.5 mol×58.5 g·mol－1＝29.25 g，B项错误；配制100 mL该溶液需用NaCl的质量为0.1 L×1 mol·L－1×58.5 g·mol－1＝5.85 g，托盘天平的精度为0.1 g，故需称取5.9 g NaCl，C项正确；100 mL该溶液中含NaCl的物质的量为0.1 L×1 mol·L－1＝0.1 mol，D项正确。

2．(2020·嘉兴第一中学期中)测得V L Al2(SO4)3溶液中含m g Al3＋，则该溶液中SO的物质的量浓度是(　　)

A. mol/L　　　　　 B． mol/L

C. mol/L  D． mol/L

解析：选A。Al3＋的物质的量浓度c(Al3＋)＝m g÷27 g/mol÷V L＝ mol/L，则SO的物质的量浓度c(SO)＝c(Al3＋)＝× mol/L＝ mol/L，故A项正确。

题组二物质的量浓度、溶质质量分数的换算

3．(2020·杭州七中高一期中)在t ℃时，将a g NH3完全溶于水，得到 V mL溶液，设该溶液的密度为ρ g·cm－3，溶质质量分数为w，其中含NH的物质的量为b mol。下列叙述中不正确的是(　　)

A．溶质的质量分数w＝×100%

B．溶质的物质的量浓度c＝ mol·L－1

C．溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＋c(H＋)

D．上述溶液中再加入V mL水后，所得溶液中溶质的质量分数小于0.5w

解析：选A。溶质的质量分数w＝×100%，A错误；物质的量浓度c＝ mol·L－1＝ mol·L－1，B正确；c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)＝ mol·L－1＋c(H＋)，C正确；氨水的密度小于1 g·cm－3，故再加入V mL水后溶液中溶质的质量分数小于原来的一半，D正确。

4．已知某饱和溶液的①溶液质量m1 g；②溶剂质量m2 g；③溶液体积V L；④溶质的摩尔质量M g·mol－1；⑤溶液的密度ρ g·cm－3。利用以上部分已知条件就可计算出该溶液的物质的量浓度。下表各项(A、B、C、D、E)列出所用已知条件，请你将能求出结果的在表里打“√”，并写出相应的计算物质的量浓度c的计算式；不能求出结果的打“×”，不填c的计算公式。

解析：根据物质的量浓度的概念可知c＝，而n＝，m(溶质)＝(m1－m2)g，所以c＝＝ mol·L－1。又V＝×10－3 L·mL－1＝ L，所以c＝ mol·L－1＝ mol·L－1。

答案：

题组三电荷守恒法在物质的量浓度计算中的应用

5．在只含有Na＋、Al3＋、Cl－、SO四种离子的溶液中(不考虑H＋、OH－)，已知Na＋、Al3＋、SO的物质的量浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.1 mol·L－1，则溶液中 Cl－的物质的量浓度为(　　)

A．0.1 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。根据溶液中电荷守恒可知c(Na＋)＋3c(Al3＋)＝c(Cl－)＋2c(SO)，则c(Cl－)＝c(Na＋)＋3c(Al3＋)－2c(SO)＝0.2 mol·L－1＋3×0.1 mol·L－1－2×0.1 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，故选C。

6．(2020·嘉兴高三选考科目教学测试)把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为(　　)

A. mol·L－1

B. mol·L－1

C. mol·L－1

D. mol·L－1

解析：选D。注意混合液分成两等份，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓，可知原溶液中n(Mg2＋)＝ mol＝a mol、n(SO)＝2b mol，依据电荷守恒可知原溶液中n(K＋)＝2n(SO)－2n(Mg2＋)＝2(2b－a) mol，则c(K＋)＝ mol·L－1。

电解质溶液总是呈电中性，从而电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等。即：Σ(阳离子的物质的量×阳离子的电荷数)＝Σ(阴离子的物质的量×阴离子的电荷数)；或Σ(阳离子的物质的量浓度×阳离子的电荷数)＝Σ(阴离子的物质的量浓度×阴离子的电荷数)。

题组四溶液稀释与混合的计算

7．V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO，取此溶液0.5V L，用水稀释至2V L，则稀释后溶液中Fe3＋的物质的量浓度为(不考虑Fe3＋的水解)(　　)

A. mol·L－1  B． mol·L－1

C. mol·L－1  D． mol·L－1

解析：选A。依题意知，原溶液中c(SO)＝ mol·L－1，c(Fe3＋)＝ mol·L－1＝ mol·L－1，故稀释前后有 mol·L－1×0.5V L＝2V L×c′(Fe3＋)，解得c′(Fe3＋)＝ mol·L－1。

8．现有V L 0.5 mol·L－1的盐酸，欲将其浓度扩大一倍，以下方法中最宜采用的是(　　)

A．加热浓缩到原来体积的一半

B．加入5 mol·L－1的盐酸0.125V L

C．加入10 mol·L－1的盐酸0.1V L，再稀释至1.5V L

D．标准状况下通入11.2 L氯化氢气体

解析：选C。加热蒸发时，HCl会挥发，故A错误；溶液的体积不具有加和性，故B错误；混合后溶液中HCl的物质的量为0.5 mol·L－1×V L＋10 mol·L－1×0.1V L＝1.5V mol，再稀释后HCl的浓度为＝1 mol·L－1，故C正确；通入氯化氢气体，溶液的体积发生变化，无法求出浓度，故D错误。

9．取100 mL等物质的量浓度的盐酸和硫酸混合溶液，当加入100 mL 3.00 mol·L－1的Ba(OH)2溶液时，溶液显中性。请计算：

(1)原混合溶液中H＋的物质的量为________mol。

(2)硫酸的物质的量浓度为________mol·L－1。

(3)当加入的Ba(OH)2溶液体积为75.0 mL时，产生的沉淀质量为________g。

解析：取100 mL等物质的量浓度的盐酸和硫酸混合溶液，当加入100 mL 3.00 mol·L－1的Ba(OH)2溶液时，溶液显中性，说明混合溶液中H＋的物质的量与Ba(OH)2溶液中OH－的物质的量相等。

(1)n(H＋)＝n(OH－)＝0.1 L×3.00 mol·L－1×2＝0.600 mol。

(2)混合溶液中，盐酸和硫酸的物质的量浓度相等，故n(HCl)＝n(H2SO4)＝0.2 mol；c(H2SO4)＝2.00 mol·L－1。

(3)当加入的Ba(OH)2溶液体积为75.0 mL时，n(Ba2＋)＝0.225 mol，则SO完全沉淀，生成的n(BaSO4)＝0.2 mol，m(BaSO4)＝46.6 g。

答案：(1)0.600　(2)2.00　(3)46.6

(1)溶液稀释或混合时，溶液的体积一般不可直接相加而是应根据溶液的质量和密度求算，但溶液密度的单位一般是g·mL－1，而溶液体积的单位是L，要注意单位的换算。

(2)物质的量浓度的有关计算中，要注意质量守恒和电荷守恒的应用。

考点二　一定物质的量浓度溶液的配制[学生用书P14]

1．有关仪器的使用

(1)容量瓶的使用

①特点

②使用方法及注意事项

a．容量瓶使用前一定要检查是否漏液。其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。

b．用“能”或“不能”填空。

不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；不能作为反应容器或长期贮存溶液的容器；不能加入过冷或过热的液体；不能配制任意体积的溶液。

(2)托盘天平的使用

若配制0.2 mol·L－1NaCl溶液500 mL，应用托盘天平称取NaCl的质量为5.9_g，称量时，不慎将物品和砝码颠倒放置，实际称量NaCl的质量为4.1_g。

(3)量筒的使用

量筒没有0刻度；量取7.2 mL溶液，应选用10_mL量筒，量筒上标有使用温度、容量、刻度；不能(填“能”或“不能”，下同)加热，不能将固体或浓溶液直接在量筒中溶解或稀释。

2．配制过程示意图

3．配制中的要点

(1)实验仪器：托盘天平、量筒、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、烧杯、药匙。

(2)实验步骤：计算→称量(量取)→溶解(稀释)→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶。

(3)注意事项

①如图所示，用玻璃棒引流时，玻璃棒末端应靠在容量瓶刻度线以下内壁上，且玻璃棒不能接触容量瓶瓶口。

②在使用容量瓶过程中，如需要移动容量瓶，手应握在瓶颈刻度线以上，以免瓶内液体因受热而发生体积变化，导致溶液浓度不准确。

③定容摇匀后，液面低于刻度线，不能再滴加蒸馏水。

4．误差分析

请完成下表中的误差分析：

题组一一定物质的量浓度溶液的配制

1．仪器名称为“容量瓶”的是(　　)

A.　　　B．　　　C.　　 D．

解析：选C。A是圆底烧瓶；B是试管；C是容量瓶，容量瓶是配制一定体积、一定物质的量浓度溶液的玻璃仪器；D是烧杯。

2．配制500 mL 0.100 mol·L－1的NaCl溶液，部分实验操作示意图如下：

下列说法正确的是(　　)

A．实验中需用到的仪器有托盘天平、250 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等

B．上述实验操作步骤的正确顺序为①②④③

C．容量瓶需用自来水、蒸馏水洗涤，干燥后才可以使用

D．定容时，仰视容量瓶的刻度线，使配得的NaCl溶液浓度偏低

解析：选D。应该用500 mL容量瓶，A项错误；实验操作步骤应是溶解、转移、洗涤和定容，B项错误；容量瓶洗净后不需要干燥，C项错误；定容时，仰视容量瓶的刻度线，使配得的NaCl溶液体积偏大，浓度偏低，D项正确。

3．实验室需要配制0.50 mol·L－1NaCl溶液480 mL。

按下列操作步骤填上适当的文字，使整个操作完整。

(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(带砝码，最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、量筒、________、________、________以及等质量的两片称量纸。

(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体________g。

(3)称量。

①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一条竖线标出游码左边缘所处的位置：

②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。

③称量完毕，将药品倒入烧杯中。

(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，目的是

__________________________________________________________。

(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯和玻璃棒2～3次是为了_______________________________________________________。

(6)定容。向容量瓶中注入水至液面接近刻度线______处，改用___________________________________________________________滴加，使溶液凹液面与刻度线相切。

(7)摇匀、装瓶。

解析：配制480 mL 0.50 mol·L－1的NaCl溶液，必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)＝0.50 mol·L－1×0.5 L×58.5 g·mol－1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。

答案：(1)500 mL容量瓶　胶头滴管　玻璃棒

(2)14.6

(3)①

②左盘

(4)搅拌，加速NaCl溶解

(5)保证溶质全部转入容量瓶中

(6)1～2 cm　胶头滴管

溶液配制过程中的“四个数据”

题组二误差分析

4．下列操作对所配制的溶液浓度有何影响？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，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)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。________

(7)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。________

(8)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线。________

(9)定容时仰视刻度线。________

(10)定容摇匀后少量溶液外流。________

答案：(1)偏小　(2)偏小　(3)偏小　(4)偏小　(5)偏大

(6)偏大　(7)偏小　(8)偏小　(9)偏小　(10)无影响

5．(2016·浙江10月选考，T28)用无水Na2CO3固体配制250 mL 0.100 0 mol·L－1的溶液。请回答：

(1)在配制过程中不必要的玻璃仪器是________。

A．烧杯 B．量筒　

C．玻璃棒 D．胶头滴管　E．容量瓶

(2)定容时的操作：当液面接近容量瓶刻度线1～2 cm处时，______________________________________________________，

再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。

(3)下列操作会使配得的Na2CO3溶液浓度偏低的是________。

A．称取相同质量的Na2CO3·10H2O固体进行配制

B．定容时俯视容量瓶的刻度线

C．摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线，再滴加蒸馏水至刻度线

D．转移洗涤液时洒到容量瓶外，继续用该未清洗的容量瓶重新配制

答案：(1)B

(2)用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切

(3)AC

(1)误差分析的理论依据

根据cB＝可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量nB和溶液的体积V引起的。误差分析时，关键要看溶液配制过程中引起了nB和V怎样的变化。在配制一定物质的量浓度溶液时，若nB比理论值小，或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若nB比理论值大，或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。

(2)仰视、俯视的分析

结果：仰视时，容器内液面高于刻度线；俯视时，容器内液面低于刻度线。