1、高中化学必修一第一单元教案第三讲第二节化学计量在化学实验中的应用（第三课时）三维目标（一）知识与能力1、使学生理解物质的量浓度的概念；会运用物质的量浓度的概念进行简单的计算；2、从概念的应用中，培养学生实验能力和思维能力。培养学生发现问题和解决问题的能力。（二）过程与方法1、培养学生的逻辑推理、抽象概括能力。2、培养学生计算能力，并通过计算帮助学生更好地理解概念和运用、巩固概念。（三）情感态度与价值观1、通过概念的学习和溶液的配制，培养学生理论联系实际的学习自然科学的思想。2、培养学生学习自然科学的学习兴趣以及严谨求实的学习态度。教学重点、难点：物质的量浓度的概念，物质的量、摩尔质量和物质的量
2、浓度的关系。预习探究（学生用）1、溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。表达式：溶质的质量分数溶质质量/溶液质量1002、在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。其单位是克。3、单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，叫做B的物质的量浓度。符号为cB。常用单位为mol/L或molL-。4、物质的量浓度的表达式为：cBnB/V。溶质的质量分数是通过溶质与溶液的质量关系来表示溶液的组成。【板书】1.物质的量浓度 （1）概念： 用单位体积溶液里所含溶质B的物质的量称为B的物质的量浓度 。（2）符号及单位：符号为 cB ；常用的单位为 mol
3、/L 或 molL1 。 （3）表达式为 ： cBnB/V 。【自主练习】（学生用） 1将40 g NaOH溶解在1 L水中，所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1 molL-1?为什么？21mol/L NaOH溶液的含义是什么？3将0.5molNaOH配成2L溶液，该溶液的物质的量浓度是多少？4100mL1mol/LNaOH溶液中，NaOH的物质的量是多少？从该溶液中倾倒出20mL，此20mLNaOH溶液的物质的量浓度还是1mol/L吗？为什么？【学生活动】思考讨论回答【教师总结】1.将40 g NaOH溶解在1 L水中，所得溶液的物质的量浓度不为1 molL1。因为40 g NaOH是1
4、mol，而溶液的体积1 L水溶解了40 gNaOH后的体积无从知晓，故不能得出NaOH溶液的准确的物质的量浓度。2.表示1L NaOH溶液中含有1mol的 NaOH溶质。3.该溶液的物质的量浓度为c（NaOH）0.5mol/2L=0.25mol/L。4.NaOH的物质的量为n（ NaOH）0.1L1mol/L=0.1mol;这20mLNaOH溶液的物质的量浓度还是1mol/L。因为溶液具有均一性。【问题】 根据以上的分析我们在理解物质的量浓度时应该注意什么问题呢？【学生活动】分组讨论回答【教师点评并板书】（4）物质的量浓度概念中的注意事项：V是溶液的体积，并非溶剂的体积。溶质是用物质的量表示而
5、不是质量。溶质可以时单质、化合物，也可以时离子或某种特定组合。从某溶液取出任意体积的溶液，其浓度都相同，但所含溶质的量因所取溶液体积的不同而不同。（溶液是均一、稳定的）【过渡】我们已经学习了溶质的物质的量浓度 ，同时在初中好学习了溶质的质量分数，那么二者之间有什么区别和联系呢？请同学们认真思考完成下表： 溶质的物质的量浓度溶质的质量分数代 号c(溶质)（溶质）定 义单位体积溶液里所含溶质B的 物质的量称为B的物质的量浓度 溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。相 似 处都是表示溶液中溶质组成的物理量不同处溶质的物理量（及单位）物质的量 n（摩尔/mol）质量 m（克/g）（千克/kg）溶液的
6、物理量（及单位）体积 V（升/L）质量 m（克/g）（千克/kg）计 算 式物质的量浓度（mol/L）c（溶质）=溶质的质量分数100（溶质）=100特 点体积相同，物质的量浓度相同的不同物质的溶液中，所含溶质的物质的量相同，溶质质量不一定相同（填“相同”“不同”或“不一定相同”）质量相同、溶质质量分数相同的不同物质的溶液中，溶质的质量相同，物质的量不一定相同（填“相同”“不同”或“不一定相同”）联 系（换算公式）通过溶液的密度，可以进行物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算：cB=（其中代表密度；代表质量分数；M代表摩尔质量）【教师总结】溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度除了有上面我们所分析
7、的区别外，它们在使用范围上也有较大差别。由于我们在许多场合取用溶液时，一般不去称它的质量，而是要量取它的体积，且物质在发生化学反应时，各物质的物质的量之间存在着一定的关系，而化学反应中各物质之间的物质的量的关系要比它们的质量关系简单得多。因此，物质的量浓度是比质量分数应用更广泛的一种物理量。【问题】我们知道在溶液中溶质可以是单质、化合物，也可以是离子或某种特定组合。同时通过初中的学习我们知道NaOH溶液之所以导电，原因是NaOH在溶液中可以发生电离，即：NaOHNaOH，那么在1mol/L NaOH溶液中Na和OH的物质的量浓度分别为多少呢？在0.5mol/L的Na2SO4溶液中Na和SO42
8、的物质的量浓度又分别为多少呢？【学生活动】思考讨论回答【教师点评】由NaOH的电离方程式知1molNaOH可以电离出1molNa和1molOH,因此二者的物质的量浓度均为1mol/L 。而由Na2SO42NaSO42可知：1molNa2SO4可以电离出2moNal和1molSO42，因此Na的物质的量浓度为：20.5mol/L1mol/L，而SO42的物质的量浓度则为0.5mol/L。【教师引导】 根据以上的分析，我们应该如何理解一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目呢？【学生活动】思考讨论回答【教师总结】一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目：在溶液中有些溶质是以分子形式存在，如：酒精和蔗糖
9、等不导电的物质；有些则以离子形式存在，如：溶于水可导电的物质（例如NaOH、NaCl等等）。对于溶于水不导电的物质说，体积相同的同物质的量浓度的溶液都含有相同的溶质分子。对于溶于水可以完全电离的物质来说，溶液中某离子的浓度=溶质的物质的量浓度角标。【过渡】由于物质的量浓度在生产和科学研究中具有重要的意义，因此我们必须掌握有关物质的量浓度的计算。【板书】2.有关物质的量浓度的计算例题另见（1）基本计算：直接套用定义式。【教师强调】在进行有关计算时应注意与质量、摩尔质量、离子数、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等的联系。要特别注意公式间的换算以及单位的统一。这类试题的基本公式为：cn/V；n=m/M；
10、Vm =V（气体）/n（气体）；n=N/NA。【板书】（2）有关溶液稀释的计算【提问】溶液在稀释过程中什么是不变的？【学生活动】思考回答【教师总结】将溶液用水稀释或去水浓缩时，溶液的体积发生变化，但溶质的质量不变，因此溶质的物质的量也不变。即：c（溶质）浓V（溶液）浓= c（溶质）稀V（溶液）稀【板书】稀释关系式：c（溶质）浓V（溶液）浓= c（溶质）稀V（溶液）稀【板书】（3）有关溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度之间的换算【教师点拨】解此类试题的关键是掌握二者的换算关系式，换算的桥梁是溶液密度，需要特别要注意的是单位的换算。【板书】cB=（其中代表密度；代表质量分数；M代表摩尔质量）【过渡
11、】对于气体溶于水的计算相对要复杂一些。一般分为以下两种类型：（1）已知：水、气的体积比及溶液的密度。求：气体的物质的量浓度。（2）已知：气体的物质的量浓度及溶液的密度。求：水、气的体积比。【点评】解此类试题的关键还是要注意如何计算溶液的体积。【板书】（4）有关溶液中粒子的计算、 （三）迁移应用题型一 基本计算：直接套用定义式。【例题1】配制500 mL 0.1 molL-1的NaOH溶液，需NaOH的物质的量是多少？质量是多少？解析：此题反映的是溶液体积、溶质质量、溶质的物质的量及溶质的物质的量浓度之间的换算，只要熟悉各量之间的关系，此种类型的题便可轻易得解。解：依题意：n(NaOH)=c(N
12、aOH)VNaOH(aq)=0.1 molL-10.5 L=0.05 mol；0.05 mol NaOH的质量：m(NaOH)=n(NaOH)M(NaOH)=0.05 mol40 gmol-1=2 g。答：配制500 mL 0.1 molL-1的NaOH溶液需NaOH的物质的量为0.05 mol，质量为2 g。题型二 有关溶液稀释的计算【例题2】把5的氢氧化钠溶液蒸发掉32.4g后，溶液变成106ml，溶质的质量分数变为21.2%，则浓缩后氢氧化钠溶液的物质的量浓度为多少？解析：蒸发过程只减少了溶剂水的质量而溶质质量并没有发生变化。根据蒸发前后溶质质量守恒即可求出溶质质量，然后再求浓度就容易了
13、。设原溶液的质量为x，则有下列关系式：5x（x32.4g）21.2% ；解得：x=42.4g ，所以溶质的质量为：42.4g21.2%=2.12g。因为氢氧化钠的摩尔质量为40g/mol，所以其物质的量为：n=2.12g/40g/mol=0.053mol。由cB nB/V知，蒸发后氢氧化钠溶液的物质的量浓度为：c(NaOH）0.053mol/0.106L=0.5mol/L。答案：浓缩后氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.5mol/L。题型三 有关溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度之间的换算题型六 有关溶液中粒子的计算【例题6】下列溶液中硝酸根离子浓度与20 mL 1 molL-1Ca(NO3)2溶
14、液中的硝酸根离子浓度相等的是（ ）A40 mL 1 molL-1的NaNO3溶液 B30 mL 2 molL-1的NH4NO3溶液C60 mL 1 molL-1的Cu(NO3)2溶液 D30 mL 1 molL-1的Fe(NO3)3溶液解析：20 mL 1molL1的Ca(NO3)2溶液中，硝酸根离子的浓度c(NO3)=1 molL-12=2molL-1，各选项中c(NO3)分别为：A项为1 molL-1；B项为2 molL-1；C项为2 molL-1；D项为3 molL-1。答案：B、C点评：本题的设置意在如何快速求算出一定物质的量浓度的溶液中各离子的浓度，并加强对溶液均一性的认识和理解。由
15、题中各选项可看出，每种物质均给出了体积和浓度，实际上硝酸根离子的浓度可由每种物质的浓度求出，与体积并无关系。【变式训练】今有0.1mol/L的Na2SO4溶液300ml，0.1molL1的MgSO4溶液200ml和0.1molL1的Al2(SO4)3溶液100ml，则这三种溶液中硫酸根离子的物质的量浓度之比是（ ）A1：1：1 B3：2：2 C3：2：3 D1：1：3解析：当溶液的物质的量浓度固定时，溶液中的有关离子的物质的量浓度可由每种物质的浓度求出，与体积并无关系。在这三种溶液中硫酸根离子的浓度分别为：0.1mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L30.3mol/L。所以这三种溶液中
16、硫酸根离子的物质的量浓度之比是：0.1mol/L：0.1mol/L：0.3mol/L1：1：3。答案：D【知识回顾】什么是物质的量浓度，它是如何表示的？【学生活动】思考回答【教师点评】【教师总结】由于物质的量浓度的配制要求比较精确，因此就需要容积更精确的仪器，来确定溶液的体积。所以在具体实验前我们首先来认识一个重要的精确仪器容量瓶（展示各种规格的容量瓶）。【过渡】请同学们思考：容量瓶的构造是什么样的？容量瓶是做什么用的？在使用容量瓶前需要注意什么问题？【学生活动】思考并根据样品积极回答【教师总结】容量瓶是一种细颈梨形的平底玻璃瓶，容量瓶颈部有标线、瓶上标有温度和容量。容量瓶是用来配制准确物质的
17、量浓度溶液的仪器。容量瓶有各种不同规格，常用的有100 mL、250 mL、500mL和1000mL等几种。容量瓶只能配对应体积的溶液。因此，在选择时，要使容量瓶的容积等于或略大于所需。容量瓶的使用要有一定温度限制，容量瓶不能作为盛放液体的容器或反应容器使用，也不能加热，更不能作为溶解固体或稀释溶液的仪器使用。在使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。方法是：往瓶内加水，塞好瓶塞。用食指顶住瓶塞。另一手托住瓶底，把瓶倒立。观察瓶塞周围是否漏水，若不漏水，把容量瓶正立过来将瓶塞旋转180，仍把瓶倒立过来，再检验是否漏水。【教师活动】演示如何查漏。【强调】如果经检查容量瓶没有问题的话，在使用前还需要用
18、蒸馏水洗涤容量瓶，然后才能使用。【板书】（1）容量瓶在使用前的注意事项：检查是否漏水；用蒸馏水洗涤容量瓶【讨论】容量瓶上边标有温度。体积的刻度线只有一条。这说明了什么？（2）能否用容量瓶来溶解固体物质？（3）溶质溶解后是否可马上转移到容量瓶中呢?（4）为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中，应如何处理？（5）容量瓶摇匀的操作具有特殊性,那么应如何操作呢?（6）容量瓶能否长期存放溶液？【学生活动】讨论回答【教师总结】（1）这说明容量瓶只能准确配制一定温度下的一定体积的物质的量浓度的溶液，而不能任意配制一定体积的溶液。（2）由于物质的溶解往往都伴随着热量的变化，而容量瓶只能配制一定温度下的物质的量浓度
19、的溶液，因此不能在容量瓶中溶解固体或稀释溶液。（3）溶质的溶解会引起溶液温度的变化，会使溶液的体积和容量瓶的容量发生改变，因此必须等溶液温度恢复到室温时才能转移。（4）为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中，且为了不要让溶液洒在容量瓶外，同时也不要让溶液在刻度线上面沿瓶壁流下，在转移时必须使用玻璃棒引流。（5）定容后盖好瓶塞，用一只手的食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶到转过来反复上下颠倒，摇匀。（6）容量瓶不能作为反应器，也不能用来长期储存溶液，一定物质的量浓度的溶液配好后 应及时转移到指定的容器中存放。【过渡】我们可以直接用固体或液体试剂来配制一定物质的量浓度的溶液。请同学们认真阅读教材
20、P16实验15，并回答下列问题：操作步骤（以配制100ml1.00molL的NaCl溶液为例）计算：所需NaCl固体的质量为5.85g；称量：准确称量NaCl固体；溶解：将称量好的NaCl固体放入烧杯中，然后用适量蒸馏水溶解，该步操作用到的仪器有烧杯、玻璃棒；冷却：将烧杯中的溶液冷却至室温；转移：将烧杯中的溶液沿玻璃棒缓缓注入100ml容量瓶中；洗涤：用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次，并将洗涤液也注入烧杯中；振荡：用手轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀；定容：把蒸馏水沿着玻璃棒缓缓注入容量瓶中，当液面距离容量瓶颈刻度线下 12 cm时，改用胶头滴管 加蒸馏水至凹液面的最低处与刻度线相切视线要
21、保持水平）。摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀；装瓶：配好的溶液应及时转入试剂瓶中。【教师强调】注意的问题：（1）配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质按所配溶液的体积在选定的容量瓶中定容，因而不需要计算水的用量。（2）不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。这是因为在配制的过程中是用容量瓶来定容的，而容量瓶的规格是有限的，常用的有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL和1 000 mL等。所以只能配制体积与容量瓶容积相同的一定物质的量浓度的溶液。（3）在配制一定物质的量浓度的溶液时，不能直接将溶质放入容量瓶中进行溶解，而要在烧杯中溶解，待烧杯中溶液的温度恢复到室温
22、时，才能将溶液转移到容量瓶中。这是因为容量瓶的容积一般是在20 C时标定的，而绝大多数物质溶解时都会伴随着吸热或放热过程的发生，引起温度的升降，从而影响到溶液的体积，使所配制的溶液中溶质的物质的量浓度不准确。（4）定容时必须使用胶头滴管。（5）定容后的容量瓶在反复颠倒、振荡后，会出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，这时不能再向容量瓶中加入蒸馏水。这是因为容量瓶是属于“容纳量”式的玻璃仪器(指注入量器的液体的体积等于容器刻度所示的体积)。用滴管定容到溶液的凹面与容量瓶的刻度线相切时，液体的体积恰好为容量瓶的标定容积。将容量瓶反复颠倒、振荡后，出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，主要是
23、部分溶液在润湿容量瓶磨口时有所损失。（6）若在定容时，因不小心使液面超过了容量瓶的刻度线，应该重新配制。因为液面超过刻度线时，就意味着所配溶液的浓度已不符合要求，因此，要知错就改，而且是彻底地改。【过渡】那么我们应如何分析实验中的误差呢？【学生活动】讨论回答【教师小结并板书】（4）误差分析根据cB=判断。其它正常时，凡是使m或n增大的因素，使cB偏大；凡是使m或n减小的因素，使cB偏小；凡是使V增大的因素，使cB偏小；凡是使V减小的因素，使cB偏大。【问题】根据以上的分析，请同学们填写下表：能引起误差的一些操作因变量c mol/LmV托盘天平1、天平的砝码沾有其他物质或已生锈增大不变偏大2、调
24、整天平零点时，游砝放在了刻度线的右端增大不变偏大3、药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码减小不变偏小4、称量易潮解的物质（如NaOH）时间过长减小不变偏小5、用滤纸称易潮解的物质（如NaOH）减小不变偏小6、溶质含有其它杂质减小不变偏小7.溶质为已风化的物质(如Na2CO310H2O)增大不变偏大量筒8、用量筒量取液体时，仰视读数增大不变偏大9、用量筒量取液体时，俯视读数减小不变偏小烧杯及玻璃棒10、溶解前烧杯内有水不变不变无影响11、搅拌时部分液体溅出减小不变偏小12、未洗烧杯和玻璃棒减小不变偏小容量瓶13、未冷却到室温就注入容量瓶定容不变减小偏大14、向容量瓶转移溶液时有少量液体流出减小不
25、变偏小15、定容时，水加多了，用滴管吸出减小不变偏小17、定容后，经振荡、摇匀、静置、液面下降再加水不变增大偏小18、定容后，经振荡、摇匀、静置、液面下降不变不变无影响19、定容时，俯视读刻度数不变减小偏大20. 定容时，仰视读刻度数不变增大偏小21.配好的溶液转入干净的试剂瓶时，不慎溅出部分溶液不变不变无影响【学生活动】思考讨论回答【教师总结】误差分析结果【强调】配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液引起实验误差的主要原因：(1)称量时所引起的误差使所配溶液中溶质的物质的量浓度偏高的主要原因：天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀；用量筒量取液体时，仰视读数，使所得液体的体积偏大，等等。使所配溶液中溶
26、质的物质的量浓度偏低的主要原因：试剂、砝码的左右位置颠倒；砝码有残缺；在敞口容器中称量易吸收空气中其他成分或易于挥发的物质时的动作过慢；用量筒量取液体时，俯视读数，使所得液体的体积偏小，等等。(2)用于溶解稀释溶液的烧杯未用蒸馏水洗涤，使溶质的物质的量减少，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏低。(3)转移或搅拌溶液时有部分液体溅出，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏低。(4)容量瓶内溶液的温度高于20 C，造成所量取的溶液的体积小于容量瓶上所标注的液体的体积，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏高。(5)在给容量瓶定容时，仰视读数会使溶液的体积增大，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏低；俯视读数会使溶液的体积减
27、小，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏高。（三）迁移应用题型一 一定物质的量浓度溶液的配制【例题】用18molL-1硫酸配制100mL1.0molL-1硫酸，若实验仪器有：A、100mL量筒 B、托盘天平 C、玻璃棒 D、50mL容量瓶 E、10mL量筒 F、胶头滴管 G、50mL烧杯 H、100mL容量瓶 实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号) 。 (2)在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是 (填写标号) A、使用容量瓶前检查它是否漏水。 B、容量瓶用蒸馏水冼净后，再用待配溶液润洗。 C、配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中缓慢加入蒸馏水到接近标线1cm2cm处，
28、用滴管滴加蒸馏水到标线。 D、配制溶液时，如果试样是液体，用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水到接近标线1cm2cm处，用滴管滴加蒸馏水到标线。E、盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次。解析：本题是一道溶液稀释、质量分数与物质的量浓度之间的换算计算及物质的量浓度溶液配制实验操作题。(1)用18molL-1H2SO4配制1.0molL-1H2SO4，实际是稀释问题的计算及物质的量浓度溶液配制实验操作。根据稀释定律c1V1=c2V2可计算18molL-1浓H2SO4的体积，V1=c2V2/c1=5.6mL。该体积的液体用10mL量筒量取比用100m
29、L量筒量取误差要小，故应选E，不能选A。答案为G、E、C、H、F或E、G、C、H、F；(2)主要涉及的是容量瓶的使用方法。用待配溶液润洗容量瓶这样会使内壁附着溶质，导致所配溶液浓度偏大，B不正确；若在容量瓶中进行溶解或稀释，由于热效应会使溶液的体积和容量瓶的容量发生改变，所配溶液浓度有误差，C、D不正确。 答案：G、E、C、H、F或E、G、C、H、F；B、C、D。点评：物质的量浓度溶液的配制实验是中学化学实验中的一个重要实验，也是高考要求重点掌握的内容，务必熟练掌握。该实验不仅要掌握一些常用仪器（容量瓶、量筒、天平、胶头滴管、玻璃棒、烧杯等）的使用方法，还应学会实验的误差分析。题型二 一定物质
30、的量浓度溶液的配制的误差分析新课标第一网【例题2】在配制一定物质的量浓度的溶液时，下列操作使得到的溶液浓度偏高、偏低、还是不变?(1)用量筒量取液态溶质，读数时俯视量筒，所配溶液浓度 。(2)将取样品的药匙用水洗涤，洗涤液倒入容量瓶，所配溶液浓度 。(3)定容摇匀后，有少量溶液外流，所配溶液浓度 。解析：(1)正确的读数方法应是视线与量筒刻度线保持水平，俯视的结果使得量取液体体积小于计算值，所以配制出的溶液浓度编低。(2)药匙上的药品并未称量，洗涤后转移入容量瓶，使得溶质的质量增大，所配制的溶液浓度偏高。(3)定容摇匀后，溶液的配制已经结束，从中任意取出一部分，浓度不会发生改变，所以剩余溶液的浓度不变。答案：(1)偏低 (2)偏高 (3)不变【变式训练】某学生配制0.1mol/LNaOH溶液100mL，下列操作会造成实际浓度偏高的是（）。空盘时天平指针偏向分度盘左边 把烧碱固体放在纸上称量定容时俯视容量瓶的标线 使用的NaOH在空气中部分变质解析：A中“空盘时天平指针偏向分度盘左边” ，说明天平并未平衡，左盘重。在用此天平称量时，当指针指向分度盘中间时，说明此时左盘的质
