高考化学一轮复习1.2 物质的量浓物质的量浓溶液的配制(讲)试题
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回夺市安然阳光实验学校专题1.2 物质的量浓度 一定物质的量浓度溶液的配制(讲)
1、掌握物质的量浓度的基本概念、计算方法。
2、掌握物质的量浓度相关的计算与换算。
3、掌握一定物质的量浓度溶液配制的步骤、方法、注意事项。
4、能够对配制一定物质的量浓度溶液的过程进行误差分析。
一、物质的量浓度
1、定义:以1L 溶液里所含溶质B 的物质的量来表示溶液的浓度叫做物质的量浓度。
符号为:c B ;单位为: mol ﹒L
-1
2、表达式:c B =n
V (n 为溶质B 的物质的量,单位为mol ;V 为溶液的体积,
单位为L) 3、难点提示
(1)理解物质的量浓度的物理意义和相关的量。
物质的量浓度是表示溶液组成的物理量,衡量是单位体积溶液里所含溶质的物质的量的多少。
这里的溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或其他的特定组合,单位是mol ;体积指溶液的体积而不是溶剂的体积,单位是L ;因此,物质的量浓度的单位是mol·L -1。
(2)明确溶液中溶质的化学成分。
求物质的量浓度时,对一些特殊情况下溶液的溶质要掌握清楚,如
NH 3溶于水得NH 3·H 2O ,但我们习惯上认为氨水的溶质为NH 3;SO 3溶于水后所得溶液的溶质为H 2SO 4;Na 、Na 2O 、Na 2O 2溶于水后所得溶液的溶质为NaOH ;CuSO 4·5H 2O 溶于水后所得溶液溶质为CuSO 4 4、溶质的质量分数
质量分数指溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。
ω=m(溶质)
m(溶液)
5、溶解度
在一定的温度和压力下,在100g 溶剂中所能溶解溶质最大的克数。
用S 表示。
大部分溶质随着温度的升高,而增大,少数反常(如:Ca(OH)2,气体等)。
6、辨析比较——物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数
内容
物质的量浓度 质量分数
定义
以单位体积溶液里含有多
少摩尔溶质来表示溶液组
成的物理量
用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理
量 溶质的单
位 mol
g
溶液的单
位 L
g
计算公式 n B V c B =
w =
溶质的质量
溶液的质量
×100%
两者的关系
c(mol/L)=1000 mL/L ×ρ(g/mL)×w
M (g/mol)
【典型例题1】有硫酸镁溶液500ml ,它的密度为1.20g/cm 3
,其中镁离子的质
量分数为4.8%,则有关该溶液的说法不正确的是()
A.溶质的质量分数为24.0%
B.溶液的物质的量浓度为2.4mol/L
C.溶质和溶剂的物质的量之比为1:40
D.硫酸根离子的质量分数为19.2%
【迁移训练1】把500 mL BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好
使钡离子完全沉淀;另取一份加入含b mol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 B.10(2a-b) mol/L
C.10(b-a) mol/L D.10(b-2a) mol/L
二、一定物质的量浓度溶液的配置
1、物质的量浓度溶液的配制步骤:
(1)计算:如溶质为固体时,计算所需固体的质量;如溶液是液体时,则计算所需液体的体积。
(2)称量:用天平称出所需固体的质量或用量筒量出所需液体的体积。
(3)溶解:把称量出的溶质放在烧杯中加少量的水溶解,边加水边震荡。
(4)转移:把所得的溶解液用玻璃棒引流注入容量瓶中。
(5)洗涤:用少量的蒸馏水洗涤烧杯和玻棒2-3次,把每次的洗涤液一并注入容量瓶中。
(6)定容:向容量瓶中缓缓注入蒸馏水至离容量瓶刻度线1-2cm处,再用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀:盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒摇匀,然后将所配的溶液倒入指定试剂瓶并贴好标签。
2、在配制物质的量浓度的溶液时,按操作顺序来讲,需注意以下几点:
(1)计算所用溶质的多少时,以下问题要弄清楚:
①溶质为固体时,分两种情况:溶质是无水固体时,直接用c B=
n(mol)
V(L) =
m(g)
M(g/mol)
V(L)
公式算m;溶质是含结晶水的固体时,则还需将无水固体的质量转化为结晶水合物的质量。
②溶质为浓溶液时,也分两种情况:如果给定的是浓溶液的物质的量浓
度,则根据公式c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)来求V(稀);如果给定
的是浓溶液的密度(ρ)和溶质的质量分数(ω),则根据
c=
ρg·mL-1×V’(mL)×ω
Mg·mol-1
V(L)
来求V’(mL)。
③所配溶液的体积与容量瓶的量程不符时:算溶质时则取与实际体积最
接近的量程数据做溶液的体积来求溶质的多少,不能用实际量。
如:
实验室需配制480mL1moL·L-1的NaOH溶液,需取固体NaOH的质量应
为20.0g,而不是19.2g;因为容量瓶只能配制其规定量程体积的溶
液,要配制符合要求的溶液时,选取的容量瓶只能是500 mL量程的
容量瓶。
故只能先配制500 mL溶液,然后再取出480mL。
(2)称、量溶质时,一要注意所测数据的有效性(即精度)。
二要选择恰当的量器,称量易潮解的物质如NaOH时,应用带盖的称量瓶(或小
烧杯)快速称量;量取液体时,量器的量程与实际体积数据相差不能过大,否则易产生较大误差。
(3)容量瓶使用前要用蒸馏水洗涤2~3次;溶解或稀释溶质后要冷却溶液至室温;定容、摇匀时,不能用手掌贴住瓶体,以免引起体积的变化;摇匀后,如果液面降到刻度线下,不能向容量瓶中再加蒸馏水了,因为瓶塞、瓶口是磨口的,有少量溶液残留。
(4)定容时如果液面超过了刻度线或摇匀时洒出少量溶液,均须重新配制。
3、容量瓶的使用
(1)特点:
(2)使用方法及注意事项:
①容量瓶使用前一定要检查气密性。
其操作顺序为装水盖塞→倒立→正
立→玻璃塞旋转180°→倒立。
②不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
③不能作为反应容器或长期贮存溶液的容器。
④不能加入过冷或过热的液体。
⑤只能配制容量瓶上规定体积的溶液,即不能配制任意体积的一定物质
的量浓度的溶液。
【典型例题2】硫有多种含氧酸,亚硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)、焦硫酸(H2SO4·SO3)、硫代硫酸(H2S2O3)等等,其中硫酸最为重要,在工业上有广泛的应用。
在实验室,浓硫酸是常用的干燥剂。
完成下列计算:
(1)焦硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中的SO3都转化为硫酸。
若将445g 焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为
________mol/L。
(2)若以浓硫酸吸水后生成的H2SO4·H2O计算,250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水?
【答案】(1)1.25 (2)250×98%÷98×16=40g
【迁移训练2】某同学用Na2CO3配制0.10 mol/L的Na2CO3溶液的过程如图所示:你认为该同学的错误步骤有 ( )
A.1处B.2处C.3处D.4处
【典型例题3】用固体NaOH配制250 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液;
(1)在下列仪器中:①托盘天平(带砝码);②量筒;③烧杯;④玻璃棒;
⑤漏斗;⑥500 mL容量瓶;⑦药匙;⑧250 mL容量瓶;⑨胶头滴管;
⑩坩埚。
A.配制过程中必须用到的仪器有:___________________________(填
写代号)。
B.容量瓶使用前应__________,中学化学实验常用仪器中使用前和容
量瓶使用有相同操作的不同类玻璃仪器还有:________、________;
(2)下列操作使所配制的NaOH溶液浓度偏高的有:________(填写代号)。
①称取固体NaOH时未用小烧杯
②没有用水冲洗烧杯2~3次
③定容时,俯视液面使之与刻度相切
④溶液配好摇匀后,发现液面低于刻度线,又加水至液面与刻度相切
⑤将未冷却的溶液注入容量瓶后,马上定容
⑥样品中混有Na2O杂质
【点评】本题考查一定物质的量浓度溶液配制的基本方法(仪器,操作等)和配制时操作错误引起的误差
进行分析。
特别是误差分析是一定要从原理的角度进行。
【迁移训练3】
(1)用18 mol/L的硫酸配制100 mL 1.0 mol/L的硫酸,若实验仪器有:
A.100 mL量筒B.托盘天平C.玻璃棒D.50 mL容量瓶E.25 mL
酸式滴定管F.胶头滴管G.50 mL烧杯H.100 mL容量瓶
实验时所需仪器的先后顺序是(填入编
号)____________________________________。
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是(填写编号)________。
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,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1 cm~2 cm处,用滴管滴加蒸馏
水到标线
D.配制溶液时,如果试样是液体,用滴定管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1 cm~2 cm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
瓶倒转或摇动多次
考点一:物质的量浓度相关的计算
1、定义式:c=
n
V
=
m
M
V
=
m
MV
2、物质的量浓度与溶质的质量分数的换算公式:
c=
1000(mL/L)×ρ(g/cm3)×ω
M(g/mol)
ω=c(mol/L)×1L×M (g/mol) 1000(mL/L)×ρ(g/cm 3)×100%
3、物质的量浓度和溶解度的换算公式: c=1000(mL/L)×ρ(g/cm 3
)×S (g)(100+S)(g)M(g/mol)
4、状况下气体溶解于水后所得溶液的物质的量浓度的计算:
c=1000(mL/L)×ρ(g/cm 3
)×V (L)
M(g/mol)×V (L)+22.4(L/mol)×V (H 2O)×1(g/ml)
【典型例题4】相对分子质量为M r 的某物质在室温下的溶解度为S g ,此时测
得饱和溶液的密度为ρ g/mL ,
则该饱和溶液中溶质的物质的量浓度是( )
A .M r 10Sρmol·L -1
B .1 000SρM r (100+S )mol·L -1
C .10Sρ/M r mol·L -1
D .M r (100+S )1 000Sρ
mol·L -1
【点评】本题考查物质的量浓度与溶质的质量分数、溶解度之间的转化关系。
在计算过程中需要注意表达 关系以及单位之间的换算。
【迁移训练4】【陕西省西安时第一中学高三第一学期期中考试试题】v L
Fe 2(SO 4)3溶液中含
有a g SO 2-
4,取此溶液0.5v L ,用水稀释至2v L ,则稀释后溶液中Fe 3+
的物
质的量浓度为
A .a
576v mol·L -1
B .125a 36v
mol·L -1
C .250a 36v mol·L -1
D .125a 48v
mol·L
-1
【典型例题5】下列哪些量为已知条件时,可用于求物质的量浓度?先找出有
关组合(填代号),再写出由这
些量求物质的量浓度的计算式(每种情况最多只能选择三个量)。
①溶液体积V (L) ②溶液的密度d (g·mL-1) ③溶质的摩尔质量
M (g·mol-1)
④溶质的质量分数w ⑤溶质的质量m (g) ⑥气态溶质在状况下的体积V ′(L)
第一种情况:已知________,则c =________mol·L-1; 第二种情况:已知________,则c =________mol·L-1; 第三种情况:已知________,则c =________mol·L-1。
【答案】①③⑤ m MV ;①⑥ V ′22.4V ;②③④ 1 000dw
M
【解析】本题充分考查了物质的量浓度的几种不同类型的基本公式的应用。
综合分析题目给出的六个物理量即可作出分析:
情况
可利用条件
推导公式
第一种 ①③⑤
c =n V =m
M V =m MV
第二种 ①⑥
c =n V =V ′
22.4V =V ′22.4V 第三种 ②③④
c =
1 000dw
M
【点评】本题考查了物质的量浓度的计算,解题的关键是考生熟练掌握物质的
量浓度的基本公式及物质的 量浓度与其它物理量的换算。
【迁移训练5】某氯化镁溶液的密度为1.18 g·cm -3
,其中镁离子的质量分数
为5.1%,300 mL 该溶液中Cl -
的 物质的量约等于( )
A .0.37 mol
B .0.63 mol
C .0.74 mol
D .1.5 mol 考点二:溶液的稀释与混合计算
1、稀释:溶质在稀释前后物质的量和质量不变。
c (浓)×V(浓)= c (稀)×V(稀) m 1×A%=m 2×B%
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,c 1V 1+c 2V 2=c 混×(V 1+V 2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c 1V 1+c 2V 2=c 混V 混,其中V 混=m 混
ρ混
3、溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、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H 2SO 4、HNO 3、HCl 、NaOH 等多数溶液)等体积混合后质量分数w >1
2
(a%+b%)。
②当溶液密度小于1 g/cm 3
时,必然是溶液越浓,密度越小,(如
酒精、氨水溶液)等体积混合后,质量分数w<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
),则混合后溶液中溶质的质量分数w =1
2
(a%+b%)。
【典型例题6】已知25%氨水的密度为0.91g/cm 3
,5%氨水的密度为0.98g/cm 3。
若将上述两溶液等体积混合,所得氨水溶液的质量分数是( )
A .等于15%
B .大于15%
C .小于15%
D .无法估算
【点评】溶液的混合计算可以根据混合前后不变量(溶质质量或物质的量)进
行列式计算,然后根据不等
式解题的相关方法进行解决,而得到答案。
解题对数学要求比较高。
【迁移训练6】【湖南“五市十校”12月联检】某乙醇水溶液的质量分数为w%,
物质的量浓度为cmol/L ,
密度为dg/mL ,1Kg 这种溶液中含有的乙醇是:
A .46C g
B .c/d mol
C .c mol
D .1000dw g
考点三:配制一定物质的量浓度溶液的实验误差分析
1、理论依据
根据c B =n B V =m
MV ,若在配制一定浓度溶液时,因操作上的错误而导致n B
值比实际理论值小,或V 值比实际理论值大时,都会使所配溶液浓度偏小;反之偏大。
2、误差分析
能引起误差的一些操作因变量
c m V
托盘天平(1)天平的砝码沾有其他物质或已生锈增大——偏大(2)调整天平零点时,游码放在刻度线的右端减小——偏小(3)称量易潮解的物质(如NaOH固体)时间过长减小——偏小(4)用滤纸称易潮解的物质(如NaOH固体) 减小——偏小
量筒
(5)用量筒量取液体时,仰视读数增大——偏大
(6)用量筒量取液体时,俯视读数减小——偏小烧杯
及玻璃棒(7)搅拌时部分液体溅出
减
小
——偏小(8)未洗烧杯和玻璃棒减小——偏小
容量瓶(9)未冷却到室温就注入容量瓶定容——减小偏大
(10)向容量瓶转移溶液时有少量液体流出减小——偏小
(11)定容时,水加多了,用滴管吸出减小——偏小
容量瓶(12)定容后,轻振荡、摇匀、静置,液面下降再加
水
——增大偏小(13)定容时,俯视读刻度数——减小偏大
容量瓶(14)定容时,仰视读刻度数——增大偏小
(15)配好的溶液转入干净的试剂瓶时,不慎溅出部
分溶液
————无影响
【典型例题7】配制250 mL 0.10 mol/L的NaOH溶液时,下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )
A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B.在容量瓶中进行定容时仰视刻度线
C.在容量瓶中定容时俯视刻度线
D.定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面低于刻度,再补充几滴水至刻度【点评】本题考查配制溶液的误差分析,可以从原理的角度着手进行分析,把所有中间过程的误差,归结
为溶质质量和溶液体积上的误差。
【迁移训练7】配制0.1 mol/L的NaCl溶液,下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是( )
A.称量时,左盘高,右盘低 B.定容时俯视读取刻度
C.容量瓶洗净后未干燥 D.定容时液面超过了刻度线。