高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 化学中常用的物理量——物质的量学案设计
展开1.3.3 物质的量浓度
考点精讲
考点1:物质的量浓度的计算
1.物质的量的浓度的简单计算
(1)基本公式:cB=
(2)辅助公式:n====(STP)
2.溶液稀释或浓缩的有关计算
(1)依据:稀释或浓缩前后溶质的质量或物质的量不变
(2)公式:m1ω1=m2ω2或c1V1=c2V2
①m表示溶液质量,ω表示溶质质量分数
②V1、V2的体积单位一致即可
3.溶液混合的计算
(1)依据:混合前后溶质的总质量或总物质的量不变
(2)公式:m1ω1+m2ω2=m混ω混或c1V1+c2V2=c混V混
4.物质的量浓度和溶质的质量分数之间的关系
(1)基本公式:c=
(2)辅助公式
①溶质质量分数:ω=×100%=×100%
②溶质质量分数和饱和溶液溶解度间的关系:ω=×100%
③溶液的密度:=
【典例1】(2020·浙江杭州高一上期中)在80 g密度为d g/cm3的硫酸铁溶液中,含有2.8g Fe3+,则此溶液中SO42-的物质的量浓度为(单位为mol·L-1)( )。
A. B. C. D.
【举一反三】(1)上述溶液中含SO42-的个数为多少?
(2)若将5mol/L的Fe2(SO4)3溶液amL稀释至bmL,稀释后溶液中SO42-的物质的量浓度为多少?
(3)若将5mol/L的Fe2(SO4)3溶液amL和bmL5mol/L的Na2SO4溶液混合,忽略混合前后溶液体积的变化,则混合液中SO42-的物质的量浓度为多少?
【技巧与方法】本题还可以用下面的方法解决,可以简化计算过程:w(Fe3+)==,c(Fe3+)===mol/L,因为c(Fe3+)∶c(SO42-)=2∶3,则c(SO42-)=c(Fe3+)=×mol/L=mol/L。
【针对训练】
1.将7.45g氯化钾和11.1g氯化钙的混合物溶与水配成200mL溶液,则此溶液中Cl-的物质的量浓度是( )。
A.0.2mol/L B.0.3mol/L C.1.5mol/ L D.3mol/L
2.(2020·江苏南京高一上期中检测)研究性学习小组欲用化学方法测量一个不规则容器的体积。把35.1g NaCl放入500mL烧杯中,加入150mL蒸馏水。待NaCl完全溶解后,将溶液全部转移到容器中,用蒸馏水稀释至完全充满容器。从中取出溶液100mL,该溶液恰好与20mL 0.100mol·L-1 AgNO3溶液完全反应。则该容器的体积为( )。
A.40 L B.30 L C.20 L D.10 L
3.(2020·沈阳高一上期中检测)有一浓度为14%的KOH溶液,加热蒸发掉100g水后,得到浓度为28%的KOH溶液80mL,则浓缩后溶液的物质的量浓度为( )。
A.6mol/L B.6.25mol/L C.5mol/L D.7.25mol/L
4.在某温度下,NaOH的溶解度为20g,该温度下将80g NaOH放入220g水中,充分搅拌后,测的溶液的密度为1.2g/mL,则溶液中溶质的物质的量浓度为( )。
A.0.02mol/L B.2.0mol/L C.5.0mol/L D.7.5mol/L
5.(2020·江西九江高一上期末)标况下将V L(摩尔质量为Mg·moL-1)的气体A溶于100mL水中,得到溶液的密度是dg·mL-1,则此溶液物质的量浓度是( )。
A.mol·L-1 B.mol·L-1
C.mol·L-1 D.mol·L-1
考点2:配制一定物质的量浓度的溶液
1.溶液配制实验图示
2.配制溶液时的注意事项
(1)溶解或稀释时,必须待溶液温度恢复到室温后才能转移到容量瓶中。
(2)转移溶液时必须用玻璃棒引流。
(3)溶解用的烧杯和玻璃棒一定要洗涤2~3次,洗涤液也要转移到容量瓶中。
(4)移液后要先振荡均匀再定容。
(5)定容时一定要用胶头滴管小心操作,万一加水过多,则必须重新配制。
(6)定容时观察刻度要平视,液体的凹液面与刻度线相切。
3.溶液配制时的误差分析
可能引起误差的一些操作
因变量
c
n
V
称量
称量前小烧杯内有水
不变
——
无影响
称量前天平指针偏右,称量后天平平衡
偏大
——
偏高
称量时砝码和药品位置颠倒,而且使用了游码
偏小
——
偏低
称量时砝码不干净,有铁锈或污迹
偏大
——
偏高
称量NaOH固体时间过长
偏小
——
偏低
用滤纸称量NaOH固体
偏小
——
偏低
洗涤
未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤不干净
偏小
——
偏低
用量筒量取液体溶质后,用蒸馏水洗涤量筒,将洗涤液体全部转移到容量瓶中
偏大
——
偏高
配制溶液前,容量瓶中有少量蒸馏水
——
——
无影响
配制溶液前,容量瓶用待配制液洗涤
偏大
——
偏高
移液
移液时有少量溶液溅出
偏小
——
偏低
定容
定容时加水超过刻度线
——
偏大
偏低
定容后倒转容量瓶几次,发现液面低于刻度线,又补充了几滴水至刻度线
——
偏大
偏低
定容时加水超过刻度线,又用胶头滴管吸出一部分液体达到刻度线
偏小
——
偏低
溶液未冷却到室温就移入容量瓶定容
——
偏小
偏高
定容时一直用手握住容量瓶的粗大部分
——
偏小
偏高
容量瓶塞上瓶塞后,立即倒转,发现有液体漏出
——
偏小
偏高
定容后经振荡、摇匀、静置,液面下降
——
——
无影响
读数
定容时俯视刻度线
——
偏小
偏高
定容时仰视刻度线
——
偏大
偏低
用量筒取用一定体积液体溶质时俯视刻度
偏小
——
偏低
用量筒取用一定体积液体溶质时仰视刻度
偏大
——
偏高
4.容量瓶仰视或俯视刻度线的图解
(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,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,结果偏低。
(2)俯视刻度线(图2)。恰好相反,刻度线高于液面的实际读数,使得加水量偏少,结果偏高。
【典例2】(2020·浙江金华高一上期中)实验室要配制450mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液,回答下列问题。
(1)应用托盘天平称取Na2CO3·10H2O晶体________g。
(2)若在称量样品时,药品放在天平右盘上,砝码放在天平左盘上,天平平衡时实际称量的碳酸钠晶体是_______g(1g以下用游码)。
(3)配制Na2CO3溶液时需用的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________、________。
(4)若实验遇下列情况,溶液的浓度偏低的是________。
A.加水时超过刻度线
B.忘记将洗涤液加入容量瓶
C.容量瓶内壁附有水珠而未进行干燥处理
D.定容后摇匀,液面低于刻度线
E.称量时砝码生锈
【举一反三】
(1)定容时若一直用手握住容量瓶的粗大部分,则配制结果如何?
(2)配制Na2CO3溶液过程中,玻璃棒的作用是什么?
【技巧与方法】配制溶液的常见易错点
1.托盘托盘的读数精度为0.1g
2.量筒的读数精度为0.1mL
3.容量瓶的选择
(1)所配溶液的体积与容量瓶的规格要匹配,如要配制250mL溶液,应当选用250mL的容量瓶。
(2)当所需的溶液的体积不是容量瓶的规格时,则应选择与其接近的大规格容量瓶,如配制480mL溶液,应先配制500mL溶液,然后再取出480mL即可。
【针对训练】
6.(2020•浙江学业考试真题)用密度为1.84g•mL-1、质量分数为98%的浓硫酸配制100mL3mol•L-1稀硫酸。下列各步骤中操作正确的是( )。
A.计算、量取:用10mL量筒量取16.3mL浓硫酸
B.溶解、稀释:将浓硫酸倒入烧杯,再倒入30mL左右的蒸馏水,搅拌,静置
C.转移、洗涤:待溶液冷却后,将溶液转移到容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,洗涤液转入容量瓶,重复2~3次
D.定容、摇匀:加水至凹液面最低处与刻度线相切,摇匀,在容量瓶上贴上标签,注明溶液成分及浓度
7.(2020·山东荣成市高一上期中)如图为配制100mL1.0mol•L-1NaCl溶液的部分操作,正确的操作顺序是( )。
A.②⑤①③④ B.②①⑤③④
C.⑤②①④③ D.⑤①②③④
8.(2020·山东省潍坊市高一上期中)实验室用烧碱固体配制一定物质的量浓度的溶液。下列图示对应操作正确的是( )。
A
B
C
D
称量
转移
定容
摇匀
合格考达标练
1.(2020·湖北省合格考真题)将5mL1.0mol/LKOH溶液加水稀释到100mL,稀释后溶液中KOH的物质的量浓度为( )。
A.0.01mol/L B.0.05mol/L C.0.10mol/L D.0.50mol/L
2.(2020年6月·福建合格考真题)实验室用碳酸钠固体配制100mL0.1mol·L-1的Na2CO3溶液,需用到的仪器是( )。
A.试管 B.酒精灯 C.平底烧瓶 D.100mL容量瓶
3.(2020•江苏学考真题)用NaCl固体配制100mL1.00mol•L-1NaCl溶液。下列图示的实验操作中,不需要进行的操作是( )。
A.溶解
B.蒸发
C.转移
D.定容
4.用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,该容量瓶必须是( )。
A.干燥的
B.瓶塞处不漏水的
C.用欲配制的溶液润洗过的
D.以上三项均要求的
5.(2020·天津高一检测)如图是配制一定物质的量浓度的NaOH溶液的部分操作示意图,有错误的是( )。
6.2L1.5mol·L-1Na2SO4溶液中,所含溶质Na2SO4的质量为( )。
A.213g B.284g C.400g D.426g
7.用500mL容量瓶配制0.1mol·L-1的氨水,以下操作正确的是( )。
A.标准状况下,体积为1.12L的氨气溶于500mL水中
B.将标准状况下,体积为1.12L的氨气溶于水配成500mL溶液
C.取1mol·L-1的氨水50mL,加入500mL水中
D.取1mol·L-1的氨水100mL,配成1000mL溶液
8.(2020·吉林梅河口高一上期中检测)下列关于1mol·L-1K2SO4溶液的说法正确的是( )。
A.溶液中含有1molK2SO4
B.1molK2SO4溶于1L水中
C.溶液中c(K+)=2mol·L-1
D.1L溶液中含2molK+和2mol SO42-
9.(2020·四川绵阳高一上期中检测)下列溶液中,Na+物质的量浓度最大的是( )。
A.10mL0.4mol·L-1NaOH溶液
B.5mL0.3mol·L-1Na3PO4溶液
C.10mL0.3mol·L-1Na2SO4溶液
D.5mL0.5mol·L-1NaNO3溶液
10.(2020·济南高一检测)右图是某溶液在稀释过程中,溶质的物质的量浓度随溶液体积的变化曲线图,根据图中的数据分析得出V值等于( )。
A.2 B.3 C.4 D.5
11.(2020·浙江金华高一上期中检测)将117 g NaCl溶于水配制成1 L溶液,回答下列问题:
(1)该溶液中NaCl的物质的量浓度为________,溶液中Cl-的物质的量浓度为________。
(2)配制1mol·L-1的NaCl溶液500mL,需要该溶液的体积为________。
(3)向(2)所配制的溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl-的物质的量浓度为3mol·L-1(假设溶液体积不变),则溶液中H+的物质的量浓度为________,通入HCl气体的体积(标准状况下)为________。
12.实验室用NaOH固体配制250mL1.25mol·L-1的NaOH溶液,请回答下列问题:
(1)配制时必须用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、_____________。
(2)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)________________。
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用天平准确称取所需的NaOH的质量,加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C.将已冷却的NaOH溶液沿玻璃棒注入250mL容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,颠倒摇匀E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1~2cm处
(3)下列配制的溶液浓度偏高的是____________。
A.称量NaOH时,砝码错放在左盘
B.向容量瓶中转移溶液时(实验步骤C)不慎将液滴洒在容量瓶外面
C.加蒸馏水时不慎超过了刻度线
D.定容时俯视刻度线E.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
等级考提升练
1.(2020·郴州高一期末)(双选)硫酸铜水溶液呈酸性,属保护性无机杀菌剂,对人畜比较安全,其与石灰乳混合可得“波尔多液”。实验室里需用180mL0.10mol·L-1的硫酸铜溶液,则应选用的容量瓶规格和称取溶质的质量分别为( )。
A.180mL容量瓶,称取2.88g硫酸铜
B.200mL容量瓶,称取5.00g胆矾
C.250mL容量瓶,称取6.25g胆矾
D.250mL容量瓶,称取4.0g硫酸铜
【规律方法】理解物质的量浓度时的“两看”
1.看体积:溶液的体积不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积和。
2.看溶质:“物质的量”是指溶液中溶质的物质的量,与溶液中最终的溶质一致,如用CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液,溶质是CuSO4。
2.(2020·甘肃武威高一上期中检测)配制240mL1mol/L的稀盐酸溶液,需要12mol/L的浓盐酸的体积为( )。
A.12mL B.25mL C.20.8mL D.12.5mL
3.配制1g·L-1的新洁尔灭消毒液1000mL,应取50g·L-1新洁尔灭消毒液的体积是( )。
A.100mL B.80mL C.50mL D.20mL
4.(2020·芜湖高一期末)(双选)下表针对物质和叙述,其中判断正确的是( )。
选项
物质
叙述
判断
A
1molH2O
标准状况下,其体积约为22.4L
错误
B
2gH2
常温常压下,有NA个氢分子
错误
C
1L0.1mol/L
NaCl溶液
取出100mL,NaCl的物
质的量浓度为0.1mol/L
正确
D
1mol/L
Na2SO4溶液
将1molNa2SO4固体
溶于1L水可配得该溶液
正确
5.(2020~2021学年湖南湘潭高一上期末)某同学欲采用18mol/L的浓硫酸配制100mL7.2mol/L的稀硫酸溶液,下列说法正确的是( )。
A.容量瓶使用前需检查是否漏水且使用前必须干燥
B.配制过程需使用到的玻璃仪器是量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶
C.需要用到的浓硫酸的体积为20.0mL
D.定容时仰视刻度线会导致所配溶液的浓度偏低
6.NA表示阿伏加德罗常数的值,关于下列溶液的说法不正确的是( )。
A.0.1mol·L-1的KCl溶液中含有Cl-的数目为0.1NA
B.1L0.1mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA
C.含NA个Na+的NaNO3溶解于水配成1L溶液,Na+的物质的量浓度为1mol·L-1
D.8g无水硫酸铜配成0.1mol·L-1的水溶液,溶解后溶液的总体积为500mL
7.(2020·邯郸高一检测)50mLBaCl2溶液所含有的Cl-,与20mL 0.5mol·L-1的硝酸银溶液恰好完全反应,则原溶液BaCl2的物质的量的浓度是( )。
A.1mol·L-1 B.0.8mol·L-1
C.0.2mol·L-1 D.0.1mol·L-1
8.某同学用Na2CO3配制0.10mol/LNa2CO3溶液的过程如图所示,你认为该同学的错误有( )。
A.①⑤⑥ B.②④⑦ C.①⑥ D.⑤⑥⑦
9.(2020·辽宁辽阳高一上期末)某含氧强酸HmXOn,分子量为A,将它溶于水,测得溶液的氢离子物质的量浓度为2mol/L,溶液的质量分数为20%,密度为1.5g/cm3,则m值为( )。
A. B. C. D.
10.(2020·西安高一检测)在标准状况下,用干燥烧瓶收集一瓶氯化氢气体倒置于盛水的水槽中时,水充满烧瓶(假设烧瓶里溶液不扩散出水槽),烧瓶里盐酸的密度为ρg·cm-3。该盐酸的物质的量浓度、溶质的质量分数分别为( )。。
A.c=mol·L-1、w=%
B.c=mol·L-1、ω=%
C.c=mol·L-1、w=%
D.c=mol·L-1、ω=%
11.(2020·温州高一检测)某0.2L无土栽培用的营养液中含有KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质,测得该营养液中部分离子的浓度柱状图如图甲所示:
(1)该营养液中K2SO4的物质的量浓度为_____mol·L-1,含KCl的质量为____。
(2)该营养液中NH4Cl的物质的量为________。
(3)将该营养液加水稀释,稀释过程中NH4+的浓度(c)随溶液体积(V)变化的曲线如图乙所示,则V1=________,V2=________。
12.(2020·浙江台州高一上期中检测)实验一:称量9.5gMgCl2溶于水配成100mL溶液;
实验二:取“实验一”配得的MgCl2溶液25.0mL,稀释到500mL。
(1)“实验一”所得MgCl2溶液的物质的量浓度为___________,“实验二”所得MgCl2溶液中Cl-的物质的量浓度为__________。
(2)以上两个实验中除了用烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要用到的玻璃仪器为______________、______________、______________。
(3)配制“实验一”的溶液时,以下几个步骤:①量取;②计算;③溶解;④摇匀;⑤转移;⑥洗涤;⑦定容;⑧冷却,其正确操作顺序为______________(填序号)。
(4)“实验二”中下列操作可引起所配溶液浓度偏高的有_______(填序号)。
①洗涤量取MgCl2溶液的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②量取MgCl2溶液时,俯视刻度线
③转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
④未洗涤稀释MgCl2溶液时用过的烧杯和玻璃棒
⑤定容时,俯视刻度线
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