高考化学物质的量浓度及溶液的配制

考点3 物质的量浓度及溶液的配制一、基本概念1．概念：单位体积溶液里所含溶质B 的物质的量，符号为c B 。

2．表达式：c B ＝n BV (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．单位：mol·L－1或 mol/L 。

二、物质的量浓度相关计算 1．根据公式c B ＝n B V可以求出：溶质的质量、气体溶质在标准状况下的体积及微粒数目；当溶质的量一定时，浓度和体积成反比；当体积一定时，浓度和溶质的物质的量成正比。

2．物质的量浓度和质量分数之间换算公式：m ＝cVM ＝1 000Vρw在此公式中，物质的量浓度(c )、溶质的质量分数(w )、溶质的摩尔质量(M )和溶液的密度(ρ)，已知任何三个量，可计算第四个量。

3．浓溶液稀释的有关计算其中稀释可以按照稀释定律：稀释前后溶液中溶质的质量和物质的量不变，c 1V 1＝c 2V 2(c 1、c 2为稀释前后溶质的物质的量浓度)。

三、容量瓶的认识与使用1．容量瓶的构造：容量瓶是一种细颈、梨状平底的玻璃瓶，容量瓶上标有固定刻度线、温度20 ℃和规格(50 mL 、100 mL 、250 mL 、500 mL 、1 000 mL)，磨口的瓶口配有磨口的玻璃瓶塞或塑料塞。

2．检查容量瓶是否漏水的方法：在容量瓶中加入少量水，塞好瓶塞，用食指摁住瓶塞，另一只手的五指托住容量瓶瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶塞周围是否有水漏出。

如果不漏水，把瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧，重复上述操作，如果不漏水才能使用。

进行第二次检查的原因是瓶塞与瓶口可能只在某个方位上塞紧不漏水，但在其他方位可能不配套，塞不紧而漏水(瓶口或瓶塞不是很“圆”)。

3．容量瓶是准确配制一定物质的量浓度溶液的仪器，其容积是在20 ℃标定的。

而绝大多数的物质在溶解时均引起溶液温度有较大的变化，且热膨胀系数是气体＞液体＞固体，因此物质的溶解必须先在烧杯中进行，待溶液温度恢复至室温，才将溶液转移到容量瓶中。

四、配制250 mL 0.5 mol·L－1的氯化钠溶液五、误差分析：(以配制NaOH为例)【例1】下列说法中正确的是()A．1 L水中溶解了58.5 g NaCl，该溶液的物质的量浓度为1 mol/LB．从1 L 2 mol/L的H2SO4溶液中取出0.5 L，该溶液的浓度为1 mol/LC．配制500 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液，需62.5 g胆矾D．中和100 mL 1 mol/L的H2SO4溶液，需NaOH 4 g【解析】58.5 g NaCl溶于1 L水后所得溶液的体积不再是1 L，其浓度不是1 mol/L，A项错误；B项取出的部分溶液浓度仍为2 mol/L，B项错误；D项中和100 mL 1 mol/L的H2SO4溶液，需0.2 mol NaOH，质量为8 g，D项错误。

【答案】 C【提炼】物质的浓度计算时要注意的几个误区：①体积变化：不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水；②溶质组成：含结晶水的物质溶于水，如胆矾，溶质是硫酸铜。

【例2】实验室里需要配制480 mL 0.10 mol·L－1的硫酸铜溶液，下列实验用品及实验操作都正确的是()【解析】应该用500 mL容量瓶配成500 mL溶液。

【答案】 D【提炼】(1)容量瓶选择是应本着“宁大勿小，相等更好”的原则，即如需配制480 mL 溶液，应选择500 mL容量瓶，并用500 mL来计算所需溶质的质量。

(2)用托盘天平称取的质量保留小数点后一位，用量筒量取液体也是保留一位小数。

【例3】有硫酸镁溶液500 mL，它的密度是1.20 g·cm－3，其中镁离子的质量分数是4.8%，则有关该溶液的说法不正确的是()A．溶质的质量分数是24% B．溶液的物质的量浓度是2.4 mol·L－1C．溶质和溶剂的物质的量之比约为1∶21.1 D．硫酸根离子的质量是230.4 g【解析】镁离子的质量为500×1.20×4.8%＝28.8 g，则镁离子的物质的量为1.2 mol，硫酸镁的物质的量为1.2 mol，质量为1.2×120＝144 g，则溶质的质量分数为144÷600×100%＝24%，A项正确；硫酸镁的物质的量浓度为1.2÷(500×10－3)＝2.4 mol·L－1，B项正确；溶剂的质量为600－144＝456 g，物质的量为456÷18≈25.3 mol，溶质和溶剂的物质的量之比为1.2∶25.3，约等于1∶21.1，C项正确；硫酸根离子的物质的量为1.2 mol，质量为115.2 g，则D项错误。

【答案】 D【提炼】物质的量浓度、溶解度、质量分数的相互换算(1)溶质的质量分数w与物质的量浓度cc ＝nV ＝m 液/M 质m 液/1 000ρ液＝m 液×w /M 质m 液/1 000ρ液＝1 000ρ液w M 质(密度的单位为g·cm －3或g·mL －1) (2)饱和溶液的溶质质量分数与溶解度w ＝S 100＋S ×100%，c ＝ 1 000ρ液S (100＋S )M 质(密度的单位为g·cm －3或g·mL －1)【例4】 用“偏大”“偏小”或“无影响”填空。

(1)配制500 mL 1 mol/L 的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾80.0 g ：________。

(2)用Na 2CO 3·10H 2O 晶体配制Na 2CO 3溶液，Na 2CO 3晶体已部分失去结晶水，用该晶体所配Na 2CO 3溶液的物质的量浓度：________。

(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NaOH 溶液时，NaOH 固体放在烧杯中称量时间过长：________。

(5)配制一定物质的量浓度NaOH 溶液，需称量溶质4.4 g ，称量时砝码和药品放置颠倒(1 g 以下用游码)：________。

(6)用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中：________。

(7)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：________。

(8)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：________。

(9)转移后，未洗涤小烧杯和玻璃棒，或者未将洗涤液一并转移至容量瓶中：________。

(10)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：________。

【解析】 配制溶液时，溶质减少、溶剂增加则会导致溶液浓度偏小，溶质增加、溶剂减少则会导致溶液浓度偏大，如果不影响溶质和溶剂的质量，则不会影响溶液的浓度，溶液一旦配制后，其浓度不发生改变。

(1)配制500 mL 1 mol·L －1的硫酸铜溶液，即所需硫酸铜0.5 L ×1 mol·L －1×160 g·mol －1＝80 g ，而胆矾中含有5个水分子，用托盘天平称取胆矾的质量应该是0.5 L ×1 mol·L －1×250 g·mol －1＝125 g ，因而将导致所配溶液浓度偏小；(2)十水碳酸钠结晶水部分失去，会导致碳酸钠的质量偏多；(3)用纸片称量NaOH ，会使氢氧化钠吸潮变质，溶质质量减少，将导致所配溶液浓度偏小；(4)称量在空气中易变质物质时，称量时间不能过长，氢氧化钠吸收空气中的水及二氧化碳，导致称量的溶质少；(5)配制一定物质的量浓度的NaOH 溶液，需称量溶质4.4 g ，称量时物码放置颠倒，导致称量的物品的质量偏小，将导致所配溶液浓度偏小；(6)用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中，会导致溶质增大，即将导致所配溶液浓度偏大；(7)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数，会导致量取体积大于实际读数，将导致所配溶液浓度偏大；(8)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，根据热胀冷缩的原理可知，此时添加的溶剂偏小，将导致所配溶液浓度偏大；(9)转移后，未洗涤小烧杯和玻璃棒，或者未将洗涤液一并转移至容量瓶中，则溶质的质量会损失，将导致所配溶液浓度偏小；(10)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，稀释了溶液，将导致所配溶液浓度偏小。

【答案】(1)偏小(2)偏大(3)偏小(4)偏小(5)偏小(6)偏大(7)偏大(8)偏大(9)偏小(10)偏小【提炼】在给容量瓶定容时，仰视读数会使溶液的体积增大，致使溶液的浓度偏低；俯视读数会使溶液的体积减小，致使溶液浓度偏高，可以借助下图来理解。

【例5】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。

[配制KMnO4标准溶液]如图是配制50 mL KMnO标准溶液的过程示意图。

4(1)请你观察图示判断，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)如果用图示的操作配制溶液，所配制的溶液浓度将________(填“偏大”或“偏小”)。

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

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

(5)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为________mg·cm－3。

【解析】(1)由图示可知②⑤操作不正确。

②不能在量筒中溶解固体，⑤定容时应平视刻度线，至溶液凹液面最低处与刻度线相切。

(2)应该用50 mL容量瓶准确确定50 mL溶液的体积。

(3)如果用图示的操作配制溶液，由于仰视刻度线，会使溶液体积偏大，所配制的溶液浓度将偏小。

(4)可得：草酸与KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO－4＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。