新人教版高考化学一轮复习第1章从实验学化学第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制学案

这是一份新人教版高考化学一轮复习第1章从实验学化学第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制学案，共11页。学案主要包含了相关概念，有关物质的量浓度计算的四大类型等内容，欢迎下载使用。

考点一 物质的量浓度的概念及相关计算
一、相关概念
1．物质的量浓度
(1)概念：表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。
(2)表达式：cB＝eq \f(nB,V)。
(3)单位：ml·L－1(或ml/L)。
2．溶质的质量分数
(1)概念：以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量，一般用百分数表示。
(2)表达式：w(B)＝eq \f(m(B),m(aq))×100%。
3．对物质的量浓度表达式的理解
(1)正确判断溶液中的溶质并计算其物质的量
①与水发生反应生成新的物质，如Na、Na2O、Na2O2eq \(――→,\s\up8(水))NaOH；SO3eq \(――→,\s\up8(水))H2SO4；NO2eq \(――→,\s\up8(水))HNO3。
②特殊物质，如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质。
③含结晶水的物质：CuSO4·5H2O―→CuSO4；Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
(2)准确计算溶液的体积
c＝eq \f(n,V)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，不能用水的体积代替溶液的体积，应根据V＝eq \f(m,ρ)＝eq \f(m(气体或固体)＋m(溶剂),ρ(溶液))计算溶液的体积。
[注意] 溶液稀释或混合时，若题中注明“忽略混合后溶液体积变化”，则溶液的总体积一般按相加计算。
二、有关物质的量浓度计算的四大类型
1．物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度间的换算
由定义出发，运用公式c＝eq \f(n,V)、溶质质量分数＝eq \f(溶质的质量,溶液的质量)×100%进行推理，注意密度的桥梁作用，不要死记公式。
(1)物质的量浓度(c)与溶质质量分数(w)的换算
体积为V mL、密度为ρ g·cm－3的溶液，含有摩尔质量为M g·ml－1的溶质m g，溶质的质量分数为w，则溶质的物质的量浓度c与溶质的质量分数w的关系是c＝eq \f(n,V)＝eq \f(\f(m,M),V)＝eq \f(m,MV)＝eq \f(1 000ρwV,MV)＝eq \f(1 000ρw,M)，反之，w＝eq \f(cM,1 000ρ)。
(2)物质的量浓度(c)与溶解度(S)的换算
若某饱和溶液的密度为ρ g·cm－3，溶质的摩尔质量为M g·ml－1，溶解度为S g，则物质的量浓度c与溶解度S的关系是c＝eq \f(n,V)＝eq \f(\f(S,M),\f(100＋S,1 000ρ))＝eq \f(1 000ρ S,M(100＋S))，S＝eq \f(100cM,1 000ρ－cM)。
2．标准状况下，气体溶于水所得溶液的溶质的物质的量浓度的计算
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(溶质的物质的量n＝\f(V气体,22.4 L·ml－1),溶液的体积V＝\f(m,ρ)＝\f(m气体＋m水,ρ(溶液)))) c＝eq \f(n,V)
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m(浓)w(浓)＝m(稀)w(稀)。
②溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c(浓)V(浓)＝c(稀)V(稀)。
③溶液的质量守恒，即m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。
(2)同种溶质不同物质的量浓度的溶液混合
①混合前后溶质的质量保持不变，即m1w1＋m2w2＝m混w混。
②混合前后溶质的物质的量保持不变，即c1V1＋c2V2＝c混V混。
4．应用电荷守恒式求算未知离子的浓度
溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有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＋)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)0.2 ml·L－1表示1 L溶液中含有溶质的物质的量是0.2 ml。( )
(2)配制1 L 1 ml·L－1NaCl溶液，将58.5 g NaCl溶于1 L水中即可。( )
(3)相同温度和压强下，体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的粒子数一定相同。( )
(4)1 L 0.5 ml·L－1BaCl2溶液中，Ba2＋与Cl－的物质的量浓度都是0.5 ml·L－1。( )
(5)从1 L 0.2 ml·L－1的NaOH溶液中取出10 mL，这10 mL溶液的物质的量浓度是2 ml·L－1。( )
(6)1 ml·L－1NaCl溶液指此溶液中含有1 ml NaCl。( )
(7)用100 mL水吸收0.1 ml HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 ml·L－1。( )
(8)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶液的溶质质量分数为25%。( )
(9)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶液的溶质质量分数为49%。( )
(10)将62 g Na2O溶于水中，配成1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度为1 ml·L－1。( )
(11)同浓度的三种溶液：Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3，其体积比为3∶2∶1，则SOeq \\al(2－,4)浓度之比为3∶2∶3。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)× (11)×
2．填空题。
(1)将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于水配成1 L溶液。
①该溶液中Na2SO4的物质的量浓度为_____________________________，
溶液中Na＋的物质的量浓度为____________________________________。
②向该溶液中加入一定量NaCl固体，若使溶液中Na＋的物质的量浓度变为0.4 ml·L－1(假设溶液体积不变)，则需加入NaCl的质量为________，最终溶液中Cl－的物质的量浓度为________________。
(2)1.204×1024个氯化氢分子溶于水配成1 L溶液，则溶液中溶质的物质的量浓度为________________。
(3)0.3 L 2 ml·L－1的硫酸铝溶液中SOeq \\al(2－,4)的物质的量为________；其中Al3＋数目________(填“>”“<”或“＝”)1.2NA。
(4)在标准状况下，将V L氨溶于0.1 L水中，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，则此氨水的物质的量浓度为________ml·L－1。
解析：(1)①n(Na2SO4)＝n(Na2SO4·10H2O)＝eq \f(32.2 g,322 g·ml－1)＝0.1 ml，c(Na2SO4)＝eq \f(0.1 ml,1 L)＝0.1 ml·L－1，c(Na＋)＝0.2 ml·L－1。
②n(Na＋)＝0.4 ml·L－1×1 L＝0.4 ml，则加入n(NaCl)＝0.4 ml－0.2 ml＝0.2 ml，m(NaCl)＝0.2 ml×58.5 g·ml－1＝11.7 g；最终溶液中c(Cl－)＝c(NaCl)＝eq \f(0.2 ml,1 L)＝0.2 ml·L－1。
答案：(1)①0.1 ml·L－1 0.2 ml·L－1 ②11.7 g 0.2 ml·L－1
(2)2 ml·L－1
(3)1.8 ml <
(4)eq \f(1 000Vρ,17V＋2 240)
eq \a\vs4\al()
注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同，要注意根据化学式具体分析。如1 ml·L－1Al2(SO4)3溶液中c(SOeq \\al(2－,4))＝3 ml·L－1，c(Al3＋)＝2 ml·L－1(当考虑Al3＋水解时，则其浓度小于2 ml·L－1)。
演练一 物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度间的换算
1．一种双氧水的溶质质量分数为27.5%(密度为1.10 g/cm3)，其浓度为________ml/L。
解析：根据物质的量浓度与溶质质量分数的换算公式，得c＝eq \f(1 000ρw,M)＝eq \f(1 000×1.10×27.5%,34) ml/L≈8.90 ml/L。
答案：8.90
2．已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL，密度为ρ g·cm－3，溶质质量分数为w，物质的量浓度为c ml·L－1，溶液中含NaCl的质量为m g。
(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度：_____________________________。
(2)用w、ρ表示溶液的物质的量浓度：_____________________________。
(3)用c、ρ表示溶质的质量分数：_________________________________。
(4)用w表示该温度下NaCl的溶解度：____________________________。
解析：(1)c＝eq \f(\f(m,58.5),V×10－3) ml·L－1＝eq \f(1 000m,58.5V) ml·L－1。
(2)c＝eq \f(1 000 mL×ρ g·mL－1×w,58.5 g·ml－1×1 L)＝eq \f(1 000ρw,58.5) ml·L－1。
(3)w＝eq \f(58.5 g·ml－1×c ml·L－1×V×10－3 L,V mL×ρ g·mL－1)×100%＝eq \f(58.5c,1 000ρ)×100%。
(4)w＝eq \f(S,100 g＋S)×100%，解得S＝eq \f(100w,1－w) g。
答案：(1)eq \f(1 000m,58.5V) ml·L－1 (2)eq \f(1 000ρw,58.5) ml·L－1
(3)eq \f(58.5c,1 000ρ)×100% (4)eq \f(100w,1－w) g
演练二 溶液的稀释与混合
3．V mL Al2(SO4)3溶液中含有Al3＋m g，取 eq \f(V,4) mL该溶液用水稀释至4V mL，则SOeq \\al(2－,4)的物质的量浓度为( )
A．eq \f(125m,36V) ml·L－1B．eq \f(125m,9V) ml·L－1
C．eq \f(125m,54V) ml·L－1 D．eq \f(125m,18V) ml·L－1
解析：选A。eq \f(V,4)mL该溶液中Al3＋的物质的量为eq \f(m g×\f(1,4),27 g·ml－1)＝eq \f(m,108) ml，稀释后溶液中Al3＋的物质的量浓度为c(Al3＋)＝eq \f(\f(m,108) ml,4V×10－3L)＝eq \f(125m,54V) ml·L－1，c(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(3,2)c(Al3＋)＝eq \f(3,2)×eq \f(125m,54V) ml·L－1＝eq \f(125m,36V) ml·L－1。
4．如图是某学校实验室从市场买回来的试剂标签上的部分内容。
按要求回答下列问题：
(1)硫酸的物质的量浓度为_________，氨水的物质的量浓度为_________。
(2)各取5 mL与等质量的水混合后，c(H2SO4)________(填“>”“<”或“＝”，下同)9.2 ml·L－1，c(NH3)________6.45 ml·L－1。
(3)各取5 mL与等体积水混合后，w(H2SO4)_____49%，w(NH3)_____12.5%。
答案：(1)18.4 ml·L－1 12.9 ml·L－1
(2)< >
(3)> <
5．(1)将3p%的硫酸与等体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸，则p、q的关系正确的是________。
①q＝2p ②q>2p
③q<2p ④无法确定
(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸，则p、q的关系是________。
①q＝2p ②q>2p
③q<2p ④无法确定
解析：当两溶液等体积混合时，设浓溶液的密度为ρ1，稀溶液的密度为ρ2，体积各为1 L，则混合后w＝eq \f(ρ1×1 L×3p%＋ρ2×1 L×p%,(ρ1＋ρ2)×1 L)＝(eq \f(3ρ1＋ρ2,ρ1＋ρ2))×p%＝(1＋eq \f(2,1＋\f(ρ2,ρ1)))p%，当ρ1>ρ2时，如H2SO4溶液、HNO3溶液，w>2p%；当ρ1<ρ2时，如氨水、酒精溶液，w <2p%。
答案：(1)② (2)③
eq \a\vs4\al()
溶质相同、溶质质量分数不同的两溶液混合规律
同一溶质、溶质质量分数分别为a%、b%的两溶液混合：
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)，等体积混合后，溶质质量分数w＞eq \f(1,2)(a%＋b%)。
②当溶液密度小于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小(如酒精溶液、氨水)，等体积混合后，溶质质量分数w＜eq \f(1,2)(a%＋b%)。
(2)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ＞1 g·cm－3还是ρ＜1 g·cm－3)，混合后溶液中溶质的质量分数w＝eq \f(1,2)(a%＋b%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧，有大必有小，均值均在中间找，谁多向谁靠”。
考点二 一定物质的量浓度溶液的配制
1．主要仪器
天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管。
2．容量瓶的构造及使用
(1)容量瓶上标有温度、规格和刻度线。常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等。
(2)容量瓶在使用前要检查是否漏水，其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。
3．配制过程
以配制500 mL 1.0 ml·L－1NaCl溶液为例：
(回顾对比)一定溶质质量分数、一定体积比浓度溶液的配制
(1)配制100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0 g NaCl固体，放入烧杯中，再用100 mL量筒量取90 mL水注入烧杯中，然后用玻璃棒搅拌使之溶解。
(2)用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40 mL水注入100 mL的烧杯中，再用10 mL 的量筒量取10 mL浓硫酸，然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌。
4．误差分析
(1)误差分析的思维流程
(2)视线引起误差的分析方法
①仰视刻度线(图1)，导致溶液体积偏大，浓度偏低。
②俯视刻度线(图2)，导致溶液体积偏小，浓度偏高。
(3)请完成下表中的误差分析(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)溶液配制仪器的选用
①用固体NaCl配制0.5 ml·L－1的溶液，所用的仪器只有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。( )
②配制480 mL一定物质的量浓度的溶液时，要选用500 mL 的容量瓶。( )
③使用托盘天平称量药品时，都不能直接放在托盘中，均应放在两张相同的纸片上。( )
④为了配制方便，可将固体或浓溶液直接在量筒中进行溶解或稀释。( )
⑤若量取7.2 mL溶液，应选用10 mL量筒。( )
(2)溶液配制基本操作及注意事项
①如图A配制0.1 ml·L－1NaOH溶液。( )
②如图B配制一定浓度的NaCl溶液。( )
③如图C配制一定浓度的稀盐酸。( )
④用容量瓶配制溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴管吸出多余液体。( )
⑤配制0.100 0 ml·L－1氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流。( )
⑥转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水会使所配溶液浓度偏低。( )
答案：(1)①× ②√ ③× ④× ⑤√
(2)①× ②× ③× ④× ⑤√ ⑥×
eq \a\vs4\al()
(1)配制NaOH溶液时，必须用带盖的称量瓶或小烧杯快速称量NaOH固体，不能将NaOH固体直接放在纸上，因为NaOH固体易潮解、有腐蚀性，且易与空气中的CO2反应。将称好的NaOH固体放在烧杯里加水溶解，待冷却至室温后再将溶液转移到容量瓶中。
(2)配制一定物质的量浓度的溶液时，所配溶液需在选定的容量瓶中定容，故不必计算水的用量。
(3)选择容量瓶时遵循“大而近”的原则，所需溶质的量按所选用的容量瓶的规格进行计算。
(4)向容量瓶中移液用玻璃棒引流时，玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上。
演练一 一定物质的量浓度溶液的配制
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)配制浓度为0.010 ml·L－1的KMnO4溶液时，称取KMnO4固体 0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度线。( )
(2)配制稀硫酸时，先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。( )
(3)为准确配制一定物质的量浓度的溶液，定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时，改用滴管滴加蒸馏水至刻度线。( )
(4)向容量瓶内转移液体时，引流用的玻璃棒可以接触容量瓶内壁。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√
2．用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.010 00 ml·L－1的K2Cr2O7标准溶液250 mL，应准确称取一定质量的K2Cr2O7，已知M(K2Cr2O7)＝294.0 g·ml－1。
(1)计算配制250 mL 0.010 00 ml·L－1K2Cr2O7溶液时需要准确称量K2Cr2O7的质量是________g(保留4位有效数字)。
(2)配制该标准溶液时，下列仪器中一定用不到的有________(填序号)。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
(3)配制0.010 00 ml·L－1K2Cr2O7溶液的操作步骤为计算⇒称量⇒________⇒移液⇒洗涤⇒________⇒摇匀。
(4)配制0.010 00 ml·L－1K2Cr2O7溶液定容时，不慎加水超过了刻度线，应如何操作：_____________________________________________。
(5)用0.010 00 ml·L－1K2Cr2O7溶液滴定20.00 mL未知浓度的含Fe2＋的溶液，恰好完全反应时消耗10.00 mL K2Cr2O7溶液，则溶液中Fe2＋的物质的量浓度是________________。(已知：Fe2＋＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H＋―→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O，未配平)
解析：(1)配制250 mL 0.010 00 ml·L－1K2Cr2O7溶液，需要溶质的质量为0.250 L×0.010 00 ml·L－1×294.0 g·ml－1＝0.735 0 g。
(2)配制该标准溶液时用到的仪器有电子天平、烧杯、玻璃棒、量筒、容量瓶、胶头滴管；一定用不到的是移液管。
(4)定容时不慎加水超过了刻度线，导致实验失败且无法挽救，必须重新配制。
(5)依据离子方程式，设Fe2＋的物质的量浓度为c，则
6Fe2＋ ＋ Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
6 1
c×20.00 mL 0.010 00 ml·L－1×10.00 mL
解得c＝0.030 00 ml·L－1。
答案：(1)0.735 0 (2)⑦ (3)溶解 定容 (4)重新配制 (5)0.030 00 ml·L－1
演练二 误差分析
3．(从溶质角度)试分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。
(1)配制450 mL 0.1 ml·L－1NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8 g：____________。
(2)配制500 mL 0.1 ml·L－1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾8.0 g：____________。
(3)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，称量NaOH固体时，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，用胶头滴管吸出多余的液体至刻度线：____________。
(7)未洗涤烧杯及玻璃棒：____________。
解析：(2)胆矾的摩尔质量为250 g·ml－1，所需质量为0.5 L×0.1 ml·L－1×250 g·ml－1＝12.5 g。
(3)NaOH易吸水潮解且具有腐蚀性，应放在小烧杯中称量。
(4)实际称取质量为4.0 g－0.4 g＝3.6 g。
答案：(1)偏小 (2)偏小 (3)偏小 (4)偏小 (5)偏大
(6)偏小 (7)偏小
4．(从溶液体积角度)试分析产生的误差(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)容量瓶中原有少量蒸馏水：____________。
解析：(1)NaOH溶于水放热，溶液的体积比室温时大，应恢复至室温后再移液、定容。
(2)溶液的总体积偏大。
答案：(1)偏大 (2)偏小 (3)偏小 (4)无影响 (5)无影响实验操作
变量
c
n(溶质)
V(溶液)
用滤纸称量NaOH固体
减小
—
偏低
砝码与物品颠倒(使用游码)
减小
—
偏低
移液前容量瓶内有水
不变
—
无影响
向容量瓶中移液时少量溅出
减小
—
偏低
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
—
偏低
定容时仰视刻度线
—
增大
偏低
定容时俯视刻度线
—
减小
偏高
定容摇匀后液面下降再加水
—
增大
偏低
未等溶液冷却就定容
—
减小
偏高