第2讲一定物质的量浓度及其溶液的配制.docx
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第2讲一定物质的量浓度及其溶液的配制
第4讲 一定物质的量浓度及其溶液的配制
[考纲要求] 1.了解溶液的含义。
2.了解溶解度、饱和溶液的概念。
3.了解物质的量浓度的含义。
4.能按要求配制一定物质的量浓度的溶液,会进行有关误差分析。
5.会根据物质的量与溶液的体积、溶液的物质的量浓度之间的相互关系进行有关计算。
考点一 物质的量浓度及相关计算
1.知识梳理
内容
物质的量浓度
质量分数
溶解度
定义
表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量
用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量
在一定温度下,某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解溶质的质量
单位
mol·L-1
g
计算公式
c=
w=
×100%
S=
×100g
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)1L水中溶解5.85gNaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1mol·L-1( )
(2)将25gCuSO4·5H2O晶体溶于75g水中所得溶质的质量分数为25%( )
(3)在100mL的烧杯中,加入10g食盐,然后注入90mL的水,充分溶解后,所得溶质的质量分数为90%( )
(4)将40gSO3溶于60g水中所得溶质的质量分数为40%( )
(5)将62gNa2O溶于水中,配成1L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1mol·L-1( )
(6)T℃时100g饱和食盐水中,含有NaCl的质量为mg,则该温度时,NaCl的溶解度是mg( )
易错警示
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100g溶剂(通常是H2O),而不是溶液。
题组一 根据cB=
的计算
1.若20g密度为ρg·cm-3的Ca(NO3)2溶液中含有2gCa(NO3)2,则溶液中NO
的物质的量浓度为( )
A.
mol·L-1B.
mol·L-1C.
mol·L-1D.
mol·L-1
2.在标准状况下,将VLA气体(摩尔质量为Mg·mol-1)溶于0.1L水中,所得溶液的密度为ρg·cm-3,则此溶液的物质的量浓度(mol·L-1)为( )
A.
B.
C.
D.1000VρM(MV+2240)
易错警示
规避两个易错点
1.气体溶于水,溶质是该气体与水反应生成的物质,NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O,但以NH3计算。
2.气体溶于水,溶液的体积不是溶剂的体积更不是气体体积与溶剂体积之和,应根据V=
进行计算。
题组二 关于物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算
3.在一定温度下,某饱和氢氧化钠溶液体积为VmL,溶液密度为dg·cm-3,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L-1,溶液中含氢氧化钠的质量为mg,该温度下NaOH的溶解度为S。
(1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为________________________________。
(2)用c、d来表示该温度下NaOH的溶解度(S)为____________________________________。
(3)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为_______________________________。
(4)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为_______________________________。
(5)用c、d表示溶液中溶质的质量分数(w)为______________________________________。
(6)用S表示溶液中溶质的质量分数(w)为_____________________________________。
(7)用S、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为_____________________________。
方法指导
有关物质的量浓度计算的一般方法
1.由定义出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式c=
、质量分数=
×100%进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
2.在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时,除利用上述方法外,我们还可以运用假设法,使问题简单化。
例如已知溶质的质量分数w,溶液的密度为ρg·cm-3,溶质的摩尔质量为Mg·mol-1,求物质的量浓度c。
我们可以假设溶液为1L,所以溶液质量为1×1000×ρg,溶质的质量为1×1000×ρ×wg,溶质的物质的量为
mol,这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c=
mol·L-1。
题组三 电荷守恒法在物质的量浓度计算中的应用
4.把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含amol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含bmol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。
则该混合溶液中钾离子浓度为( )
A.0.1(b-2a)mol·L-1B.10(2a-b)mol·L-1
C.10(b-a)mol·L-1D.10(b-2a)mol·L-1
5.把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含amolNaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含bmolBaCl2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-1B.
mol·L-1C.
mol·L-1D.
mol·L-1
题组四 溶液稀释与混合的计算
6.两种硫酸溶液,一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1,密度为ρ1;另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2,密度为ρ2,将它们等体积混合后,所得溶液的密度为ρ3,则混合后硫酸的物质的量浓度为( )
A.
B.
C.
D.
思路点拨
(1)在进行有关物质的量浓度的计算时,要充分应用溶质的物质的量、质量及溶液中的电荷守恒。
(2)溶液稀释混合时,溶液的体积一般不可直接相加,应用溶液的总质量和密度来计算。
7.用溶质质量分数为98%的浓硫酸和溶质质量分数为18%的稀硫酸配制500g溶质质量分数为28%的硫酸,需要浓硫酸和稀硫酸的质量分别为( )
A.62.5g 437.5gB.71.4g 428.6gC.437.5g 62.5gD.428.6g 71.4g
方法指导
1.溶液稀释定律(守恒观点)
(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,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。
2.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=
。
考点二 一定物质的量浓度溶液的配制
知识梳理
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0.2mol·L-1NaCl溶液500mL,应用托盘天平称取NaCl5.9g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为4.1g。
(3)量筒的使用
量筒没有0刻度;量取7.2mL溶液,应选用10_mL量筒,量筒上标有使用温度、容量、刻度;不能加热,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
深度思考
1.将10.6gNa2CO3·10H2O溶于水配成1L溶液,物质的量浓度为0.1mol·L-1,对吗?
答案 不对。
10.6gNa2CO3·10H2O中n(Na2CO3)<0.1mol,故浓度小于0.1mol·L-1。
2.实验中需要2mol·L-1的Na2CO3溶液950mL,配制时,你认为应该选用的容量瓶的规格和称取的碳酸钠质量分别是________、________。
答案 1000mL 212g
解析 实验室中没有950mL的容量瓶,只能选用1000mL的容量瓶。
所需Na2CO3的质量为2mol·L-1×1L×106g·mol-1=212g。
3.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)使用托盘天平称量药品,都不能直接放在托盘中,均应放两张相同的纸片( )
(2)定容时,往容量瓶中缓慢加蒸馏水,等液面离容量瓶刻度线1~2mL时,改用胶头滴管滴加蒸馏水( )
答案
(1)×
(2)×
题组一 一定物质的量浓度溶液的配制
1.实验室需要配制0.50mol·L-1NaCl溶液480mL。
按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(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5g)、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片滤纸。
(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,请在下图中用一根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2~3次是为了________________________________________________________________________。
(6)定容。
向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处,改用________加水,使溶液凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀、装瓶。
答案
(1)500mL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)1~2cm 胶头滴管
解析 配制480mL0.50mol·L-1的NaCl溶液,必须用500mL的容量瓶。
m(NaCl)=0.50mol·L-1×0.5L×58.5g·mol-1≈14.6g(托盘天平精确到0.1g)。
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。
仪器规格、汉字使用问题简答要规范
1.考生答卷案例——找错纠错
2.失分原因分析
(1)问中虽然熟悉某一规格的容量瓶只能配制一定体积的溶液,但未指明所选容量瓶的规格。
(2)问中,[案例1]没有注意体现托盘天平的精确度;[案例2]不熟悉常用容量瓶的规格。
(3)问中②不按要求作答。
(4)汉字使用错误。
(5)回答问题不完整、太笼统。
(6)未写单位,汉字使用错误。
3.解决方案与规范指导
配制一定物质的量浓度溶液时应注意:
①做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就一定不会漏写某种仪器;②容量瓶的规格,常见的有100mL、250mL、500mL、1000mL;③所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
题组二 误差分析“10”例
2.用“偏大”、“偏小”或“无影响”填空
(1)配制450mL0.1mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8g________。
(2)配制500mL0.1mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0g________。
(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4.4g,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
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。
考点三 溶解度及曲线
1.固体的溶解度
在一定温度下,某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。
固体物质溶解度(饱和溶液)S=
×100g
影响溶解度大小的因素
(1)内因:
物质本身的性质(由结构决定)。
(2)外因:
①溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)。
②温度的影响:
升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl的溶解度影响不大。
2.气体的溶解度
通常指该气体(其压强为101kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积,常记为1∶x。
如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。
气体溶解度的大小与温度和压强有关,温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。
3.溶解度的表示方法
(1)列表法
硝酸钾在不同温度时的溶解度:
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
溶解度/g
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110
138
168
202
246
(2)曲线法
4.溶解度曲线的含义
(1)不同物质在各温度时的溶解度不同。
(2)曲线与曲线交点的含义:
表示两物质在某温度时有相同的溶解度。
(3)能很快比较出两种物质在某温度范围内溶解度的大小。
(4)多数物质溶解度随温度升高而增大,有的变化不大(如NaCl),少数则随温度升高而降低[如Ca(OH)2]。
深度思考
1.在通常状况下,NH3在水中的溶解度为1∶700,其中“1∶700”的含义是什么?
答案 “1∶700”指的是在常温常压下,1体积水溶解700体积的NH3,达到饱和状态。
2.请填写下列物质的结晶方法。
(1)氯化钠:
________________。
(2)硝酸钾:
________________。
(3)硫酸铜晶体:
______________。
(4)从FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O固体______________。
答案
(1)蒸发结晶
(2)蒸发浓缩,冷却结晶 (3)蒸发浓缩,冷却结晶 (4)在HCl气氛中加热,蒸发结晶
1.溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶,趁热过滤的方法。
2.溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、降温结晶的方法。
3.对于FeCl3、CuCl2、MgCl2等易水解生成挥发性酸的盐溶液,在加热蒸发时,要注意防水解。
1.甲、乙两种固体的溶解度曲线如下图,现将两试管分别装入甲、乙两种物质的饱和溶液(试管底部均有未溶解的固体),再放进盛有冰水的烧杯里,则下列说法正确的是( )
A.甲溶液中溶质的质量分数增大
B.试管里甲、乙物质的溶解度都增大
C.乙溶液中剩余的固体减少
D.试管里甲、乙两溶液中的溶质都减少
答案 C
解析 由甲、乙两种物质的溶解度曲线可知,甲的溶解度随温度的升高而增大,乙的溶解度随温度的升高而减小,故温度降低甲的溶解度减小,乙的溶解度增大,B说法不正确;当甲、乙两种物质的饱和溶液(试管底部均有未溶解的固体)再放进盛有冰水的烧杯里,根据溶解度曲线知,甲会析出固体,乙中原来不溶的固体会有一部分溶解,所以甲溶液的溶质质量分数减小,A、D说法不正确,C说法正确。
2.已知四种盐的溶解度(S)曲线如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体
B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体
C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯
D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
答案 B
解析 A项,由于NaCl的溶解度受温度影响较小,所以采取蒸发结晶的方法,正确;B项,虽然MgCl2的溶解度受温度的影响较小,但由于Mg2+的水解,直接蒸干不能得到MgCl2固体,而得到Mg(OH)2固体,错误;C项,采取蒸发浓缩、降温结晶的方法,可以结晶出Mg(ClO3)2固体,而NaCl仍留在滤液中,达到提纯的目的,正确;D项,当把MgCl2、NaClO3混合后,由于Mg(ClO3)2的溶解度受温度影响较大,所以当降温时,首先析出Mg(ClO3)2固体。
探究高考 明确考向
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体( )
(2014·新课标全国卷Ⅰ,12D)
(2)配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高( )
(2014·大纲全国卷,6C)
(3)
配制溶液( )
(2014·山东理综,10A)
(4)因为KNO3的溶解度大,所以可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl( )
(2014·广东理综,9A)
(5)因为Ca(OH)2能制成澄清石灰水,所以可配制2.0mol·L-1的Ca(OH)2溶液( )
(2014·广东理综,9D)
(6)配制0.1000mol·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( )
(2013·福建理综,10C)
(7)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小( )
(2013·天津理综,4B)
(8)用固体NaCl配制0.5mol·L-1的溶液,所用的仪器有:
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶( )
(2013·山东理综,11C)
(9)用
配制100mL0.1000mol·L-1K2Cr2O7溶液( )
(2012·天津理综,4D)
(10)在50mL量筒中配制0.1000mol·L-1碳酸钠溶液( )
(2012·福建理综,6C)
(11)用100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和pH=1的盐酸配制100mLpH=2的盐酸( )
(2012·安徽理综,10B改编)
(12)用量筒量取20mL0.5000mol·L-1H2SO4溶液于烧杯中,加水80mL,配制成0.1000mol·L-1H2SO4溶液( )
(2011·江苏,7B)
(13)
定容操作( )
(2010·安徽理综,8B)
(14)配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,应用胶头滴管将多余溶液吸出( )
(2010·山东理综,14B)
答案
(1)×
(2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)× (11)× (12)×(13)× (14)×
2.(2010·四川理综,12)标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g·mL-1),所得溶液的密度为ρg·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L-1,则下列关系中不正确的是( )
A.ρ=(17V+22400)/(22.4+22.4V)
B.w=17c/(1000ρ)
C.w=17V/(17V+22400)
D.c=1000Vρ/(17V+22400)
答案 A
解析 由c=
=
=
mol·L-1
由上可推知:
ρ=
设溶液的体积为1L
由c=
可得,w=
=
w=
=
=
因此只有A项不正确。
3.[2009·广东理综,24
(2)]NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。
欲配制100mLpH为2、浓度约为0.1mol·L-1的NH4Al(SO4)2溶液,配制过程为
①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体_____________________________________g;
②将上述固体置于烧杯中,__________________________________________。
答案 ①4.5 ②称量→溶解→移液→洗涤→定容→摇匀
解析 由物质的量浓度的定义公式可计算:
m[NH4Al(SO4)2·12H2O]=n·M[NH4Al(SO4)2·12H2O]=c·V·M[NH4Al(SO4)2·12H2O]
=0.1mol·L-1×100mL×10-3L·mL-1×453g·mol-1=4.53g,由于托盘天平的精确度为0.1g,
故为4.5g。
练出高分
1.配制100mL1.0mol·L-1Na2CO3溶液,下列操作正确的是( )
A.称取10.6g无水碳酸钠,加入100mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.称取10.6g无水碳酸钠于烧杯中,加入100mL蒸馏水,搅拌、溶解
C.转移Na2CO3溶液时,未用玻璃棒引流,直接倒入容量瓶中
D.定容后,塞好瓶塞,反复倒转、摇匀
答案 D
解析 固体溶质不能在容量瓶中溶解,A选项不正确;B选项中加入水的体积太大,要远小于所配制溶液的体积;C选项中未用玻璃棒引流,直接倒入容量瓶易漏出液体,产生误差。
2.下列溶液中,溶质的物质的量浓度不是1mol·L-1的是( )
A.10gNaOH固体溶解在水中配成2
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- 一定 物质 浓度 及其 溶液 配制