1、第一章从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用课堂互动探究课前自主学习课时作业随堂基础巩固第3课时 物质的量在化学实验中的应用课前自主学习01 自主学习打基础一、物质的量浓度(1)概念：表示_溶液里所含溶质B的_的物理量。(2)表达式：cB_。(3)单位：_。二、一定物质的量浓度溶液的配制以配制100 mL 1.00 molL1 NaCl溶液为例。1主要仪器(1)托盘天平、药匙、烧杯、量筒、_、_、100 mL容量瓶。(2)容量瓶：结构：细颈、梨形、平底玻璃容器，带磨口玻璃塞；标志：、和刻度线；规格：等；用途：配制一定物质的量浓度的溶液。2实验步骤(1)计算：根据ncV知，n(NaCl)_，
2、m(NaCl)_。(2)称量：准确称量NaCl固体5.9 g。(3)溶解：用玻璃棒搅拌以_，并冷却至_。(4)移液：用_引流将溶液转移至_。(5)洗涤、振荡：将烧杯内壁和玻璃棒洗涤23次，并将洗涤液都转移至容量瓶，轻轻摇动，使溶液混合均匀。(6)定容：将蒸馏水注入容量瓶，至液面离容量瓶刻度线下 。改用 滴加蒸馏水至 。(7)摇匀：盖好瓶塞，用食指按住瓶塞，另一只手的手指托住瓶底，反复上下颠倒，使溶液混合均匀。答案一、(1)单位体积 物质的量来表示溶液组成(2)nBV (3)molL1二、1.(1)玻璃棒 胶头滴管(2)温度 容积100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL2(1)
3、0.1 mol 5.85 g(3)加快溶解 室温(4)玻璃棒 100 mL容量瓶(6)1 cm2 cm 胶头滴管 凹液面最低点与刻度线相切课堂互动探究02 课堂探究提能力一、物质的量浓度(1)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，符号为cB，单位为mol/L(或molL1)。(2)公式：cBnBV。物质的量浓度的概念(3)关于物质的量浓度的注意事项物质的量浓度概念中的体积是溶液的体积(且以升为单位)，而不是溶剂的体积。1 molL1是指1 L溶液中含有1 mol溶质，而不是1 L溶剂中溶有1 mol溶质。溶质的量用物质的量表示，而不用质量表示。从一定物质的量浓度的溶液
4、中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变。若物质的量浓度相同，体积不同时，则所含溶质物质的量也不同。根据ncV，在物质的量浓度相同、体积相同的溶液里，所含溶质物质的量相同。用结晶水合物配制溶液时，其溶质不应包含结晶水。例如，25 g胆矾(CuSO45H2O)溶于水后形成的溶液，溶质是CuSO4，而不是CuSO45H2O。二、物质的量浓度与质量分数的区别与联系1判断正误(1)将1 mol NaCl溶于1 L水中，则所得溶液的浓度为1 molL1。()(2)将1 g NaOH溶于水制成1 L溶液，则所得溶液的浓度为1 molL1。()(3)从100 mL 1 molL1的硫酸溶液中量取10 mL，其
5、浓度是1 molL1。()答：(1)_溶剂的体积是1_L，溶液的体积不是1_L。(2)_1_mol_NaOH溶于水配成1_L溶液，其物质的量浓度为1_molL1，而今溶质的物质的量不是1_mol。(3)_溶液取出前后浓度没有发生变化，故硫酸的物质的量浓度仍是1_molL1。2同体积、同物质的量浓度的不同溶质的溶液中，所含溶质的物质的量有什么关系？答：体积、物质的量浓度相等，则溶质的物质的量相等，与溶液中具体存在哪种溶质无关。【例 1】下列说法中正确的是()A1 L 水中溶解 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
6、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【思路分析】(1)正确应用物质的量浓度进行化学计算，不仅要算数值，还要算数值的单位。(2)cBnBV 可变形应用，即 nBcBV 或 VnBcB。(3)注意带结晶水的物质溶质的计算。【标准答案】C A 项中 58.5 g NaCl 的物质的量为 1 mol，但溶液的体积并不是 1 L 水的体积，所以物质的量浓度无法计算。B 项中取出 0.5 L 的溶液，它的物质的量浓度并未发生变化，仍为2
7、 mol/L,0.5 L 溶液中所含的溶质是 1 L 溶液中的一半。C 项中因为500 mL 0.5 mol/L 的 CuSO4 溶液中，CuSO4 的物质的量为 0.5 L0.5 mol/L0.25 mol，所以胆矾的物质的量也应为 0.25 mol，即质量为 0.25 mol250 g/mol62.5 g。D 项中因为 H2SO4 的物质的量为 0.1 L1 mol/L0.1 mol，中和 0.1 mol H2SO4 需 NaOH 应为 0.2 mol，即 0.2 mol40 g/mol8 g。下列溶液中物质的量浓度为 1 molL1 的是()A将 40 g NaOH 溶解在 1 L 水中
8、B将 22.4 L HCl 气体溶于水配成 1 L 溶液C将 1 L 10 molL1 浓盐酸加入 9 L 水中D将 10 g NaOH 溶解在少量水中，再加蒸馏水至溶液体积为250 mL解析：根据公式 cnV，n 为溶质的物质的量，V 为溶液的体积。A 项，溶液的体积不等于 1 L；B 项，22.4 L HCl 的物质的量不一定是 1 mol；C 项，浓盐酸与水混合后，溶液体积不是 10 L；D 项，n(NaOH)0.25 mol，VNaOH(aq)0.25 L，c(NaOH)nNaOHVNaOHaq0.25 mol0.25 L 1 molL1。答案：D1配制一定物质的量浓度溶液的类型以及仪
9、器一定物质的量浓度溶液的配制2容量瓶的使用(1)容量瓶的构造标注：温度、容积、刻度线。常用规格：100 mL、250 mL、500 mL 及 1 000 mL。(2)容量瓶的使用检漏使用前必须检查是否漏水，检查的方法是：往瓶内加入一定量水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶塞周围是否有水漏出。如果不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转 180后塞紧，仍把瓶倒立过来，再检查是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。使用容量瓶注意“五不”不能溶解固体；不能稀释浓溶液；不能加热；不能作反应容器；不能长期贮存溶液。选择容量瓶的原则选择容量瓶遵循“大而近”原则：所配溶液的体积等于或略小
10、于容量瓶的容积。3配制步骤(1)计算若溶质是固体，计算所需固体的质量；若溶质含有结晶水，在计算时计算所含结晶水物质的质量。将浓溶液稀释时，要计算所需浓溶液的体积。(2)称量(或量取)(3)溶解(或稀释)将称量后的溶质放入烧杯中，用量筒加入适量溶剂溶解。溶解时，用玻璃棒不断搅拌，目的是加速溶解且使溶解后的溶液恢复至室温。溶解溶质所用溶剂体积的大小，要结合被溶解溶质的多少、所配制溶液的体积等因素来确定。为了避免加入溶剂过多或过少，要求用量筒量取这部分溶剂。物质在溶剂中溶解，有的要放出热量，有的要吸收热量。由于容量瓶不能经受骤冷或骤热，它的标定容积是 20 温度下的值，因此溶质溶解后形成的溶液必须要
11、恢复至室温。(4)转移将恢复至室温的溶液全部转移到容量瓶中。容量瓶的规格(容积)要与所配制溶液的体积相符。烧杯内的液体向容量瓶内倾倒时，要用玻璃棒将液体引流至瓶颈内刻度线以下，不能使液体流至瓶颈内刻度线以上的任何部位(以下的类似操作也是如此)，更不能让液体流到容量瓶外面。为达此目的，要定准玻璃棒在容量瓶内的位置，棒的下端靠在瓶颈内壁的刻度线以下处，棒身立于瓶口的中央。(5)洗涤每次用蒸馏水约 5 mL 将溶解溶质用过的烧杯洗涤 23 次，每次的洗涤液都沿玻璃棒转入容量瓶中。(6)摇匀(7)定容操作时加水用玻璃棒引流，当加水至离刻度线 12 cm 处时改用胶头滴管加水；滴加蒸馏水时，要使每一滴水
12、都落在液面的中央，而不能滴在容量瓶瓶颈的内壁上。要平视容量瓶的刻度线，认真观察，当液面的最低点与刻度线相平时，立即停止加水。(8)振荡塞好容量瓶的瓶塞，将容量瓶反复颠倒、摇匀。(9)装瓶把容量瓶内的溶液倒入洁净、干燥的试剂瓶内，盖好瓶塞，在瓶体上贴好注明溶液名称、浓度的标签。4配制一定物质的量浓度溶液的误差分析由 cn/V 可知，误差来源的根本原因是：物质的量或溶液体积产生误差，若 n 偏大或 V 偏小，则 c 偏大；若 n 偏小或 V 偏大，则 c 偏小。(1)若被称量的物体错放在托盘天平的右盘上，n 可能偏小，使c 偏小，因为称 m(左)m(右)m(游)。(2)转移过程中有少量溶液或洗涤液
13、洒在容量瓶外，则 n 偏小，而使 c 偏小。(3)未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗涤液未转移入容量瓶，配出的溶液浓度偏低，因为 n 小了。(4)用量筒取出浓溶液的体积时，仰视刻度，n 偏大，使 c 偏大。(5)除洗涤烧杯和玻璃棒外，还洗涤了量筒，则 n 偏大，使 c偏大，因为量筒在标定刻度时，没有把附在器壁上的残留液计算在内，用水洗涤反而使溶质的量偏大，造成 c 偏大。(6)定容时仰视刻度，则 V 偏大，使 c 偏小。定容时俯视刻度，则 V 偏小，使 c 偏大。(7)若容量瓶使用前有少量蒸馏水，则无影响。(8)若容量瓶使用前用标准液润洗，则 n 偏大，而使 c 偏大。(9)未等溶液冷却就定容，浓
14、度偏大。因为配制的溶液在容量瓶中冷却后实际体积偏小。(10)定容后倒转容量瓶几次，发现凹面最低点低于刻度线，再补水至刻度线，浓度偏小，因为倒转过程中，使少量溶液残留在瓶颈和瓶塞内壁，补加水，反而使体积增大。(11)配制 NaOH 溶液，称量 NaOH 固体时在托盘上垫纸或直接称量，会使浓度偏小，因 NaOH 会潮解，称取的 NaOH 质量少于所需质量。(12)定容时滴水超过了刻度线，后用滴管吸出达刻度线，浓度偏小，因为溶质减少了。(13)仰视或俯视刻度线图解仰视刻度线(图 1)。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看见的是刻度线，刻度线低于液面的实际刻度，故加水量偏多，导致溶液体积
15、偏大，结果偏低。俯视刻度线(图 2)。恰好相反，刻度线高于液面的实际读数，使得加水量偏小，结果偏高。1在检查容量瓶是否漏水时，为何第一次检查后，还要将瓶塞旋转 180，再检查一次？答：为了防止因容量瓶的瓶塞、瓶口内部不规则而可能造成的判断错误。如果瓶塞、瓶口不规则，在某处能相互吻合，容量瓶不漏水，但若将瓶塞旋转 180，则瓶塞、瓶口仍吻合的可能性很小，因此，需如此检查两次。2在配制一定物质的量浓度的溶液时，在溶液注入容量瓶之前为什么要冷却到室温？答：溶质在烧杯中稀释或溶解的过程总有热效应。因容量瓶的使用有一定的温度指数，只标明在一定温度下的正确体积(如20_、250_mL)，其含义是，只有当液
16、体的温度与容量瓶上标出的温度相同时，量出的体积才是准确的。这是因为，不管是固体(容量瓶的材料)还是液体(溶液)都存在热胀冷缩现象。3用胶头滴管滴入蒸馏水定容后，再盖上容量瓶瓶塞，颠倒几次后往往会出现液面低于刻度，为什么？能否再加蒸馏水？答：因容量瓶属“容纳式”的玻璃量器。用胶头滴管滴入蒸馏水定容到液面正好与刻度线相切时，溶液体积恰好为容量瓶的标定容量。如果再振荡容量瓶(一般用手指压紧容量瓶的磨口玻璃塞颠倒几次)后，会出现瓶内液面低于刻度线，这是因为极少量溶液在润湿磨口处损耗了(沾在瓶塞或磨口处)。容量瓶的刻度是以“容纳量”为依据，所以颠倒后不需再加蒸馏水至刻度，若再加，则所配溶液浓度会偏低。4
17、配制一定物质的量浓度的硫酸时，量取浓硫酸的量筒内壁的残留液能不能冲洗？答：不能。量筒属于“流出量式”玻璃容器，如用量筒量取20.0_mL 硫酸，倒出的液体(不包括量筒内壁的残留液体)就是(20.00.1)mL，所以不必用水冲洗量筒内壁残留液。如果冲洗并转移至容量瓶中，会造成溶质的物质的量浓度偏高。5配制 NaCl 溶液时，需称 5.85 g NaCl 固体，用托盘天平称合理吗？为什么？答：不合理。因为托盘天平只能精确到 0.1_g，但是考虑到中学实验室情况，只能使用托盘天平，实际上只能称 5.9_g_NaCl。6为什么在定容之前，要“轻轻晃动容量瓶，使溶液混合均匀”？答：因为当两种性质不同的溶
18、液混合时，混合物的体积有可能小于两种溶液体积之和，也有可能大于两种溶液体积之和。若等容量瓶内凹液面恰好与刻度线相切时再摇匀，则摇匀后溶液的体积可能与容量瓶的标定容量不等，这样配制的溶液是不符合要求的。【例 2】实验室欲用 NaOH 固体配制 1.0 mol/L 的 NaOH 溶液 240 mL。(1)配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：称量 计算 溶解 摇匀 移液 洗涤定容 冷却 摇动其正确的操作顺序为_(填序号)。本实验必须用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、_。(2)某同学欲称量 NaOH 的质量，先用托盘天平称量烧杯的质量，托盘天平 平衡后的 状态如图 所示。烧 杯的实际 质量为
19、_g，要完成本实验该同学应称量_g NaOH。(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是_。(4)配制过程中，下列操作会引起所配溶液浓度偏高的是_。A转移溶液时，有少量溶液洒到容量瓶外面B定容时俯视刻度线C未冷却至室温就将溶液移入容量瓶中并定容D定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面低于刻度线，再加蒸馏水至刻度线【思路分析】解答本题要注意：(1)熟悉一定物质的量浓度溶液的配制步骤及各步骤中所用的仪器；(2)熟悉容量瓶的使用；(3)根据公式 cnV进行误差分析。【解析】(1)配制 1.0 mol/L NaOH 溶液的步骤：计算所需NaOH 固体的质量用托盘天平称量在烧杯中溶解冷却至室温向容量瓶中转移溶
20、液洗涤烧杯及玻璃棒洗涤液移入容量瓶摇动容量瓶向容量瓶中加水定容上下颠倒摇匀溶液。根据实验步骤即判断出所需仪器还有 250 mL 容量瓶和胶头滴管。(2)用托盘天平称量试剂，要根据“左物右码”的放置原则。若放反，则 m 物m 码m 游码，因此，烧杯的质量为 30 g2.6 g27.4 g。m(NaOH)1 mol/L0.25 L40 g/mol10.0 g。(3)使用容量瓶前，要检验其是否漏液。(4)A 项操作使溶质物质的量减小，浓度偏低；B、C 项操作使体积减小，浓度偏高；D 项操作多加了蒸馏水，体积偏大，浓度偏低。【标准答案】(1)250 mL 容量瓶、胶头滴管(2)27.4 10.0(3)
21、检查容量瓶是否漏液(4)BC现用质量分数为 98%、密度为 1.84 gcm3 的浓硫酸来配制 500 mL 0.2 molL1 的稀硫酸。可供选择的仪器：玻璃棒，烧瓶，烧杯，胶头滴管，量筒，容量瓶，托盘天平，药匙。请回答下列问题：(1)上述仪器中，在配制稀硫酸时用不到的仪器有_(填代号)。(2)经计算，需浓硫酸的体积为_。现有10 mL、50 mL、100 mL 三种规格的量筒，应选用的量筒是_(填代号)。(3)在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中错误的是_(填代号，下同)，能使所配溶液浓度偏高的有_。洗涤量取浓硫酸后的量筒，并将洗涤液转入容量瓶中未等稀释后的硫酸溶液冷却至室温就转入容量
22、瓶内将浓硫酸直接倒入烧杯，再向烧杯中注入蒸馏水来稀释浓硫酸定容时，加蒸馏水超过刻度线，又用胶头滴管吸出转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水定容摇匀后，发现液面低于刻度线，又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线定容时俯视刻度线解析：(1)用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸，首先要计算出所需浓硫酸的体积，用量筒量取；浓硫酸必须在烧杯中稀释(稀释时需要用玻璃棒引流和搅拌)，待溶液恢复至室温，再转移至容量瓶中；定容时需用胶头滴管。实验中用不到的是烧瓶、托盘天平和药匙。(2)设需要 98%浓硫酸的体积为 V，根据稀释前后 H2SO4的 物 质 的 量 守 恒：0.500 L0.2 molL 1 (V1.84 gcm3
23、98%)98 gmol1，解得 V5.4 mL，应选择 10 mL 的量筒。(3)量筒属于“流出量式”玻璃容器，不必冲洗量筒内壁残留液，否则会使所配溶液浓度偏高，错误。浓硫酸溶于水放热，溶液的温度高于室温，待溶液恢复到室温时，溶液的体积会减小，导致所配溶液的浓度偏高，错误。稀释浓硫酸时，必须将浓硫酸缓缓倒入水中，并用玻璃棒搅拌，使产生的热量迅速扩散，错误。定容时，加蒸馏水超过刻度线，又用胶头滴管吸出，则溶液中溶质的量会减少，使所配溶液的浓度偏低，错误。转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水，对实验无影响，正确。定容摇匀后，发现液面低于刻度线，又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线，则溶液的体积会偏大，浓度会偏低
24、，错误。定容时俯视刻度线，则溶液的实际体积偏小，浓度偏高，错误。答案：(1)(2)5.4 mL(3)有关物质的量浓度的基本计算要充分利用物质的量的四个基本公式：ncV 溶液；nmM；n NNA；nV22.4 Lmol1(标准状况下气体)。物质的量浓度的有关计算1已知一定体积的溶液中溶质的量，计算溶质的物质的量浓度的方法(1)若已知溶质质量2已知溶液中某种粒子的物质的量浓度，求其他粒子的物质的量浓度的方法(1)单一溶质溶液单一溶质溶液可根据定组成规律求算，即：在溶液中，阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比，据此可求已知一种粒子浓度的溶液中的另一种粒子浓度。如 K2SO4 溶液中
25、：c(K)2c(SO24)2c(K2SO4)。(2)混合溶液如在 Na2SO4、NaCl 混合溶液中，c(Na2SO4)2 mol/L，c(NaCl)3 mol/L，则混合溶液中 c(Na)2 mol/L23 mol/L7 mol/L。3溶液的稀释或混合计算(1)将浓溶液加水稀释，稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。存在公式：c(浓)V(浓)c(稀)V(稀)m(浓)w(浓)m(稀)w(稀)(2)同一溶质不同浓度的两溶液相混合，混合后，溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。存在等式：c1V1c2V2c(混)V(混)m1w1m2w2m(混)w(混)4已
26、知标准状况下 V L 气体溶于水后形成溶液，求 c(1)若已知溶液的体积 V 溶液L：V n c(2)若已知溶液的密度 gcm3(该气体溶于 1 L 水形成的溶液)：其中：V溶液m溶液 V22.4M1 000103 LMV22 40022 400L，所以 c nV溶液V22.4MV22 40022 400 molL1VMV22 400103 molL15物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算1如何计算混合溶液的体积？答：混合后溶液的体积：若题目中指出不考虑溶液体积的改变，可认为是原两溶液的体积之和；若题目中给出混合后溶液的密度，应根据 V(混)m混混1V12V2混来计算。(注意单位的换算)【
27、例 3】将 20 g NaOH 固体溶于水配成 100 mL 溶液，其密度为 1.185 gmL1。(1)该溶液中 NaOH 的物质的量浓度为_。(2)该溶液中 NaOH 的质量分数为_。(3)从该溶液中取出 10 mL，其中 NaOH 的物质的量浓度为_，含 NaOH 的物质的量为_。(4)将取出的 10 mL 溶液加水稀释，稀释后溶液中 NaOH 的物质的量浓度为 1 molL1，稀释后溶液体积为_mL。【思路分析】(1)该溶液中 Na的物质的量浓度是多少？(2)若再向该溶液加入 0.1 mol NaCl 固体并恰好溶解，则 Na的物质的量浓度是多少？(3)Na的物质的量浓度与 NaOH
28、的物质的量浓度相等，也是 S molL1。(4)c(Na)nNaVS molL10.1 L0.01 mol0.1 L1 molL1。【解析】(1)20 g NaOH 物质的量是20 g40 gmol10.5 mol，其物质的量浓度为0.5 mol0.1 L 5 molL1。(2)该溶液的质量为 100 mL1.185 gmL1118.5 g，该溶液中 NaOH 的质量分数为 20 g118.5 g100%16.9%。(3)溶液取出以后其浓度不发生变化，其物质的量发生变化，是 5 molL10.01 L0.05 mol。(4)据稀释规律 c(浓)V(浓)c(稀)V(稀)，则有 5 molL10.
29、01 L1 molL1V，则 V0.05 L，即 50 mL。【标准答案】(1)5 molL1(2)16.9%(3)5 molL1 0.05 mol(4)50密度为 d gcm3 的溶液 V mL 含有摩尔质量为 M gmol1 的溶质 m g，其物质的量浓度为 c molL1，质量分数为 W%，下列表示式不正确的是()Ac1 000m/VM BmdVW/100CdcM/10WDW%(cM/1 000d)%解析：用定义式检测 A 项：cn/V，其中 nm/M，V 的单位需要调整，即 c1 000m/VM，A 项正确；用定义式检验 B 项：mW%m 溶液，其中 m 溶液Vd，得 mdVW%，B 项正确；用公式 c1 000w/M 检验 C 项和 D 项，即 c(1 000dW%)/M，dcM/10W，C 项正确；W%cM/1 000d100%，D 项错误。故选 D。答案：D
