第02讲 一定物质的量浓度的溶液及其配制（讲义）（原卷版）-2023年高考化学一轮复习必做提升讲义（夯基础·再突破）

第2讲  一定物质的量浓度的溶液及其配制

（一）一定物质的量浓度溶液的配制

(1)所需仪器及配制步骤:

(2)仪器使用:

①容量瓶使用的第一步操作是“检漏”。回答容量瓶时应指明规格,并选择合适的容量瓶,如配制480 mL溶液,应选用500 mL容量瓶。容量瓶不能用于溶解、稀释和存放液体,也不能作为反应容器。

②玻璃棒的作用是搅拌和引流。

(3)根据表达式cB=进行误差分析:

①导致cB偏低的错误操作:垫滤纸称量NaOH固体;左码右物(用游码);称量时间过长(潮解);洗涤或转移时溶液溅出;未洗涤烧杯及玻璃棒;超过刻度线时用滴管吸出液体;定容时仰视;定容摇匀后发现液面低于刻度线再加水。

②导致cB偏高的错误操作:砝码生锈;定容时俯视;未等溶液冷却至室温就转移并定容。

（二）有关溶液的计算

(1)熟练推导两种换算关系。

①气体溶质物质的量浓度的计算。

标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,气体的摩尔质量为M g·mol-1,则c= mol·L-1。

②物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算。

c=(c为溶质的物质的量浓度,其单位是mol·L-1,ρ为溶液的密度,其单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,其单位是g·mol-1)。

(2)物质的量浓度计算的两要素

 ①溶质确定

 与水发生反应生成新的物质：

 如：Na、Na2O、Na2O2NaOH； SO3H2SO4；NO2HNO3。

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。

 含结晶水的物质：

 CuSO4·5H2O―→CuSO4；

 Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。

 ②溶液体积确定：不是溶剂体积，也不是溶剂体积与溶质体积之和，可以根据V＝求算。

（3）准确计算溶液的体积

不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水，一般根据溶液的密度进行计算：

V＝×10－3 L。

（4）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 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液中c(SO)＝3 mol·L－1，c(Al3＋)＝2 mol·L－1(考虑Al3＋水解时，则其浓度小于2 mol·L－1)。

（5）理解两条规律

①稀释定律。

a.如用V1、V2、c1、c2分别表示稀释前后溶液的体积和溶质的物质的量浓度,有c1V1=c2V2。

b.如用m1和m2、w1和w2分别表示稀释前后溶液的质量和溶质的质量分数,有m1w1=m2w2。

②混合规律。

计算或判断同一溶质不同浓度的溶液混合后溶质的质量分数时,设溶质的质量分数分别为w1和w2的两溶液混合后所得溶液溶质的质量分数为w。

a.两溶液等质量混合:w=(w1+w2)。

b.两溶液等体积混合:

(a)若溶液中溶质的密度大于溶剂的密度,则w>(w1+w2),如H2SO4溶液。

(b)若溶液中溶质的密度小于溶剂的密度,则w<(w1+w2),如氨水、酒精溶液。

特别强调：

定容视线引起的误差分析

①仰视刻度线(图a)，导致溶液体积偏大。

②俯视刻度线(图b)，导致溶液体积偏小。

课堂练01

1.判断正误

(1)1 mol·L－1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl(　　)

(2)用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L－1(　　)

(3)1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L－1(　　)

(4)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%(　　)

(5)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%(　　)

(6)同浓度的三种溶液：Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3，其体积比为3∶2∶1，则SO浓度之比为3∶2∶3(　　)

(7)0.5 mol·L－1的稀H2SO4溶液中c(H＋)为1.0 mol·L－1(　　)

2.标准状况下，V L氨气溶解在1 L水中(水的密度为1 g·mL－1)，所得溶液的密度为ρ g·mL－1，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L－1，则下列关系中正确的是(　　)

 A．ρ＝  B．w＝%

 C．w＝  D．c＝

3.V mL Al2(SO4)3溶液中含有Al3＋ m g，取 mL该溶液用水稀释至4V mL，则SO物质的量浓度为(　　)

 A. mol·L－1  B． mol·L－1

 C. mol·L－1  D． mol·L－1

4.为了配制100 mL 1 mol·L－1NaOH溶液，下列操作错误的是(　　)

①选择刚用蒸馏水洗净的100 mL容量瓶进行配制

②NaOH固体在烧杯里刚好完全溶解，立即把溶液转移到容量瓶中

③用蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液都移入容量瓶中

④使蒸馏水沿着玻璃棒注入容量瓶，直到溶液的凹液面恰好与刻度线相切

⑤由于不慎，液面超过了容量瓶的刻度线，这时采取的措施是使用胶头滴管吸出液体超过的一部分

 A．②④⑤　　　　　　　　 B．①⑤

 C．②③⑤  D．①②

5.(双选)相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的溶质质量分数为w %,物质的量浓度为c mol·L-1,密度为ρ g·cm-3,则下列说法正确的是(　　)

A.溶液密度可表示为 g·cm-3

B.物质的量浓度可表示为 mol·L-1

C.溶液的质量分数可表示为

D.相对分子质量可表示为

6.用密度为ρ1 g·cm-3、质量分数为w的浓盐酸与水按体积比为1∶4配制成一定浓度的稀盐酸,该稀盐酸的密度为ρ2 g·cm-3,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为(　　)

A. mol·L-1　　          B. mol·L-1

C. mol·L-1 D. mol·L-1

7.(双选)以下有关物质的质量分数和物质的量浓度的叙述正确的是(　　)

A.等体积硫酸铁、硫酸铜、硫酸钾溶液分别与足量的氯化钡溶液反应,若生成硫酸钡沉淀的质量相等,则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为1∶1∶1

B.Na2O2和Na2O各0.1 mol分别放入100 g水中,所得溶液的物质的量浓度不相等

C.质量分数分别为5%和15%的硫酸溶液等体积混合后,所得溶液的质量分数大于10%

D.配制一定物质的量浓度的溶液,若定容时俯视刻度线,导致所配溶液浓度偏高

8.某实验需要100 mL 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液，现通过如下操作配制：①把称量好的固体Na2CO3放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解。为加快溶解可以使用________(填仪器名称)搅拌；②把①所得溶液冷却到室温后，小心转入________(填仪器名称)；③继续加蒸馏水至液面距刻度线1～2 cm处，改用________(填仪器名称)小心滴加蒸馏水至溶液凹液面最低点与刻度线相切；④用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯2～3次，每次洗涤的溶液都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀；⑤将容量瓶塞紧，充分摇匀。

(1)操作步骤正确的顺序是________(填序号)。

(2)若没有操作④，则所配溶液的浓度会________(填“偏高”或“偏低”)。

(3)若所配溶液的密度为1.06 g·mL－1，则该溶液的质量分数为________。

(4)若取出20 mL配好的Na2CO3溶液，加蒸馏水稀释成c(Na＋)＝0.01 mol·L－1的溶液，则稀释后溶液的体积为________ mL。

(5)在配制100 mL 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液时，下列操作中的________会导致溶液浓度偏低(请用序号填写)。

A.将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外

B.定容时俯视刻度线

C.定容时仰视刻度线

D.干净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液

9.人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg·cm－3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用酸性KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2＋的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2＋的浓度。

Ⅰ.配制酸性KMnO4标准溶液：如图是配制50 mL酸性KMnO4标准溶液的过程示意图。

(1)请你观察图示并判断其中不正确的操作有________(填序号)。

(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是________(填名称)。

(3)如果按照图示的操作配制溶液，在其他操作均正确的情况下，配制溶液的浓度将 ______(填“偏大”或“偏小”)。

Ⅱ.测定血液样品中Ca2＋的浓度：取血液样品20.00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL酸性KMnO4溶液。

(4)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，则式中的x＝________。

(5)滴定时，根据现象_____________________________，即可确定反应达到终点。

(6)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为________mg·cm－3。

课后检测

1.下列叙述错误的是(　　)

A.10 mL质量分数为98%的H2SO4溶液，用10 mL水稀释后，H2SO4的质量分数大于49%

B.配制0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液480 mL，需用500 mL 容量瓶

C.在标准状况下，将22.4 L氨气溶于1 L水中，得到1 mol·L－1的氨水

D.室温下，向两等份浓度相同的不饱和烧碱溶液中分别加入一定量的Na2O2和Na2O，均使溶液恰好饱和，则加入的Na2O2与Na2O的物质的量之比等于1∶1(保持温度不变)

2.(双选)将m g铜粉和锌粉的混合物分成两等份,将其中一份加入200 mL的稀硝酸中并加热,固体和硝酸恰好完全反应,并产生标准状况下的NO气体2.24 L;将另一份在空气中充分加热,得到n g固体,将所得固体溶于上述稀硝酸,消耗硝酸的体积为V mL。下列说法不正确的是(　　)

A.V=150                                     B.硝酸的浓度为2 mol·L-1

C.m g铜粉和锌粉的物质的量之和为0.15 mol      D.n=m+2.4

3.将一定质量的铜粉加入到100 mL某浓度的稀硝酸中,充分反应后,容器中剩有m1 g铜粉,此时共收集到NO气体448 mL(标准状况)。然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反应为止,容器中剩有铜粉m2 g,则m1-m2的值为(　　)

A.5.76  B.2.88  C.1.92  D.0

4.用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中二价铁的含量。若需配制浓度为0.010 00 mol·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·mol-1]。

(1)计算配制250 mL 0.010 00 mol·L-1 K2Cr2O7溶液时需要准确称量K2Cr2O7的质量是　　　　　 g(结果保留4位有效数字)。 

(2)配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用的有　　　　　(用编号表示)。 

①电子天平　②烧杯　③量筒　④玻璃棒　⑤250 mL容量瓶　⑥胶头滴管　⑦移液管

(3)配制0.010 00 mol·L-1 K2Cr2O7溶液时,下列操作对配制结果有何影响?(选填“偏高”“偏低”或“无影响”)

①配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒　　　　　　　。 

②定容时,仰视刻度线　　　　　。 

(4)配制0.010 00 mol·L-1 K2Cr2O7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 mol·L-1 K2Cr2O7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　　　　　　　　。 

5.立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用的白色颜料。回答下列问题:

(1)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:

①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为　　　 　　　　。 回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。 

②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的　　　　　(填化学式)。 

③沉淀器中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 mol·L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S22I-+S4。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为　　　　　　　,样品中S2-的含量为　　　　　　　　　　(写出表达式)。 

6.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:

(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:　　　　　　　　　　。 

(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:

①pH=4.1时,Ⅰ中为　　　　溶液(写化学式)。 

②工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是　　　　　　　　　　　　　。 

(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为　　　　　　　。电解后,　　　　　室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。 

(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　,该样品中Na2S2O5的残留量为　　　g·L-1(以SO2计)。 

7.CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图所示。

(1)写出400～600 ℃范围内分解反应的化学方程式：                         。

(2)与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是                                                     。