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物质的量浓度

物质的量浓度

分类:高一化学教案   更新:2013/1/26   来源:网友提供

物质的量浓度

第三节物质的量浓度1.有关溶液的知识网络2.溶液体积、密度、溶质质量分数之间的关系对于任意溶质B的水溶液,溶液体积V[B(aq)]、溶液密度ρ[B(aq)]和溶质质量分数w(B)之间的关系是:m[B(aq)]=V[B(aq)]×ρ[B(aq)]m(B)=m[B(aq)]×w(B)=V[B(aq)]×

第三节物质的量浓度
1. 有关溶液的知识网络
 

2.溶液体积、密度、溶质质量分数之间的关系
对于任意溶质B的水溶液,溶液体积V[B(aq)]、溶液密度ρ[B(aq)]和溶质质量分数w(B)之间的关系是:
m[B(aq)]=V[B(aq)]×ρ[B(aq)]
m(B)=m[B(aq)]×w(B)=V[B(aq)]×ρ[B(aq)]×w(B)
3.一定溶质质量分数的溶液稀释的规律
一定溶质质量分数的溶液,稀释前后,溶质质量保持不变。设稀释前溶液的质量为m1、溶质质量分数为w1,稀释后溶液的质量为m2、溶质质量分数为w2,则:
m1w1=m2w2课本知识导学运用
课本知识诠解重要提示1.物质的量浓度
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量叫做溶质B的物质的量浓度。
(2)公式:c(B)n(B)/V
单位:mol•LB或mol•m-3
(3)含义:在1L溶液中含有1mol的溶质,这种溶液中溶质的物质的量浓度就是1mol•LB。
2.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)常用仪器
①配制中必须用到的仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,托盘天平或量筒。
②容量瓶是配制准确浓度的溶液的仪器,是细梨形、平底的玻璃瓶,瓶中配有磨口玻璃塞或塑料颈都有标线。常用规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等。
(2)天平的使用方法
①称量前先把游码拨到标尺的零刻度处,检查天平的摆动是否平衡,如未达到平衡,可以调节左、右的平衡螺母,使天平平衡。
②在托盘天平两个盘上各放一张相同质量的纸,然后把要称量的药品放在纸上称量,潮湿的或具有腐蚀性的药品必须放在玻璃器皿里称量。
③称量物放在左盘,砝码要用镊子夹取,先加质量大的砝码,再加质量小的砝码,最后移动游码。
④称量完毕应把砝码放回砝码盒中,把游码移回零刻度处。
(3)物质的量浓度溶液的配制
①操作步骤:
a.计算→计算所需溶质的质量或体积。
b.称量→用托盘天平称取固体质量,或用量筒量取液体体积。
c.溶解或稀释→在小烧杯中溶解固体、稀释溶液,冷却至室温。
d.移液→将小烧杯中液体(沿玻璃棒小心转入一定体积的容量瓶中)进行无损转移。(转移过程将烧杯和玻璃棒用蒸馏水洗涤2~3次,将洗涤液一并转移至容量瓶中振荡,使溶液混合均匀)
e.定容→向容量瓶中加水至离刻度线2~3cm,改用胶头滴管加入至刻度线。摇匀→盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转过来摇动多次,使溶液混合均匀。装瓶→贴标签。
②应注意的问题:
a.根据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶,因为配制过程中用容量瓶定容,而容量瓶的规格是固定的,常用的有50mL、100mL、250mL、500mL和1000mL等,不能配制任意体积的溶液。
b.因为溶质在烧杯中溶解或稀释时常有热效应。溶质在烧杯中溶解后需冷至或恢复至室温方能转入容量瓶中,更不能把溶质直接放入容量瓶中加水溶解。
c.溶解溶质的烧杯及玻璃棒在溶质转移后必须洗涤2~3次,洗涤液全部转入容量瓶,否则,溶质将有损失。
d.如果定容时加水超过了刻度线,不能将超出的部分再吸走;若摇匀时不小心洒出几滴,不能再补加水至刻度,这样都将使配制的溶液浓度偏低。出现以上两种情况,只能重新配制。
e.用胶头滴管定容准确后再振荡,出现液面低于刻度线的情况不要再加水,这是因为极少量的溶液湿润磨口处而附着在玻璃壁上。对溶液浓度影响很小,可忽略不计。
f.在用固体NaOH配制NaOH溶液时,要注意易潮解和腐蚀性药品的称量。在用浓硫酸配制稀硫酸溶液的时候,要注意浓硫酸稀释的操作。
3.基本计算
(1)稀释定律:溶液在稀释前后溶质的量保持不变:1.(1)溶液体积不等于溶剂体积,是溶质和溶剂混合溶解后的实际体积。
(2)“溶质”是溶液中的溶质,可以指化合物,也可指离子。
(3)对于一定浓度的溶液,不论取用体积是多少,虽然在不同体积的溶液中,溶质的量不同,但浓度是不变的。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算,用带有结晶水物质的质量除以带有结晶水物质的摩尔质量即可。
2.容量瓶使用应注意
(1)要考虑容量瓶的规格,每一容量瓶只能使用瓶上规定容积的溶液。
(2)使用前要检查是否漏水。
(3)不能加热,不能久贮溶液、不能在瓶内溶解固体或稀释液体。

3.思考:(1)在托盘上称量NaOH固体应注意什么问题?
(2)稀释浓H2SO4时应注意什么问题?
答案:(1)因NaOH极易潮解,应用小烧杯间接量,不能用小纸片;因跟CO2反应,称量要快速。
(2)把浓H2SO4逐滴滴入水中,不可反加,并用玻璃棒不断搅拌。

 

 

4.(1)溶质在烧杯中稀释或溶解过程总有热效应。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℃、250mL),其含义是,只有当液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,所以溶液注入容量瓶前要冷却。
(2)因为当两种性质不同的溶液混合时,混合物的体积有可能小于两种液体体积之和,也有可能大于两种液体体积之和,若等水加到标线时再振荡摇匀,则振荡摇匀后液体的体积就有可能超过标线,这样配制的溶液是不符合要求的。所以在容量瓶中的液体尚未达到标线时,就必须反复振荡摇匀。c1•V1=c2•V2
(2)有关溶质B的基本计算公式:
cB=
nB=cB•V= = =
(3)溶质的质量分数与物质的量浓度的换算式:
cB=
注意理解上述表达式中各英B——溶质B的式量
ρB——溶液密度(通常用g/cm3)
随笔:

 

 

 

 

 


基础例题点拨一拖二【例题1】   配制1L0.1mol/L NaOH溶液的步骤:
【解析】①计算所需NaOH的质量:1L×0.1mol/L×40g/mol=4g
②用托盘天平在小烧杯中快速称量4g NaOH。
③溶解。将NaOH在小烧杯中溶解并冷却。
④移液、洗涤。将溶液沿玻璃棒注入1000mL容量瓶,然后用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,将洗涤液也注入容量瓶。
⑤定容。往容量瓶中加水,直到液面接近刻度2~3cm处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切,最后摇匀。
【例题2】配制1molBCuSO4溶液100mL,以下说法正确的是()
A. 需胆矾25gB.需无水硫酸铜25g        拖1(1)用18mol/L硫酸配100mL1.0mol/L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C.需无水硫酸铜16g  D.需胆矾16g
答案:(1)GECHF或EGCHF(2)BCD[解析:(1)用18mol/L H2SO4配制1.0mol/L H2SO4,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18mol/L浓H2SO4的体积,V1=c2V2/c1=1.0×100/18=5.6(mL)。该体积的液体用10mL量筒量取比用100mL量筒量取误差要小,故应选E,不能选A。(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。
点评:有关仪器(容量瓶、量筒、天平、胶头滴管、玻璃棒、烧杯等)的使用方法及一定物质的量浓度的溶液配制实验方法是高考要求重点掌握的内容,务必熟练掌握]
【分析】胆矾是CuSO4•5H2O的俗名,相对分子质量为250,CuSO4的相对分子质量为160。现要制备1mol•LBCuSO4溶液0.1L,设需CuSO4为x g则1L∶0.1L=160∶xx=16g
若用CuSO4•5H2O,则需要25g。
【解析】AB.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2~3cm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2m~3cm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
拖2配制250mL、0.1mol•LB的盐酸,需37.5%的盐酸(密度1.19g/cm3),的毫升数为。
答案:2 [解析:本题给出浓盐酸,可先求出它的物质的量浓度,然后再根据浓、稀溶液中的溶质的量相等进一步找出所需浓盐酸体积,37.5%的浓盐酸的物质的量浓度为
1000cm3•LB×1.19g/cm3×37.5%36.5g•molB=12.2mol•LB
设需要盐酸的体积为VL,则
0.1mol•LB×0.25L=12.2mol•LB×VL
        V=2×10-3(约2mL)]
重难点突破
重点•难点•易混点•易错点•方法技巧重点难点
1.(1)物质的量浓度溶液中溶质的微粒数目
①溶质是非电解质时,溶质在溶液中以分子形式存在。如1 L0.5mol•LB乙醇溶液中,含有0.5 mol即0.5NA个乙醇分子。
同体积同物质的量浓度的任何溶液所含溶质的物质的量相同,所以所含溶质分子数相同。
②溶质是可溶性强电解质时,溶质在溶液中均以离子形式存在。溶液中的微粒数目不仅与溶液的浓度、体积有关,还与电解质的化学式有关。如1l 0.5mol•LBH2SO4溶液中,含有1molH+和0.5molSO2-4,即NA个H+和0.5NA个SO2-4。
③溶质是弱电解质时,如弱酸、弱碱,溶质在溶液中既有阴阳离子,又有未电离的分子存在。如1L1mol•LB的CH3COOH溶液中,有溶质微粒:CH3COO-、H+、CH3COOH,以及大量的溶剂:H2O。
(2)溶液中溶质微粒浓度的守恒关系:
拖3 设NA为阿伏加德罗常数,下列关于0.2mol/L的Ba(NO3)2溶液不正确的说法是()
A.2L溶液中有阴、阳离子总数为0.8NA
B.500mL溶液中NO-3离子浓度为0.2mol/L
C.500mL溶液中Ba2+离子浓度为0.2mol/L
D.500mL溶液中NO-3离子总数为0.2NA以1mol•LB的H2SO4为例。
①粒子浓度关系:c(H2SO4)∶c(H+)(SO2-4)∶c=1∶1∶2
c(SO2-4)=1mol•LB,c(H+)=2mol•LB
②电荷守恒关系:c(H+)=2c(SO2-4)
③物料守恒关系:
如1 mol•LB的CH3COOH溶液中:
c(CH3COOH-)+c(CH3COOH)=1 mol•LB
又如1 mol•LB的H3PO4溶液中:
c(H3PO4)+c(H2PO-4)+c(HPO2-4)+c(PO3-4)=1mol•LB
答案:AB (解析:由Ba(NO3)2=Ba2++2NO3-  知:
n(Ba2+)=n[Ba(NO3)2],n(NO3-)=2n[Ba(NO3)2]
因此,c(Ba)2+=0.2mol/L,c(NO3-)=0.4mol/L。溶液的浓度与溶液体积无关。本题由体积及浓度确定物质(或微粒)的量,进而求微粒数目。
思路点拨:对于在水中完全电离的物质,已知其物质的量浓度,根据物质化学式的组成,即可确定其离子浓度。如c(H2SO4)=a mol/L,则其c(H+)=2a mol/L,c(SO2-4)=a mol/L。反之亦然,如已知Fe2(SO4)3溶液中c(SO2-4)=a mol/L,则可知
c[Fe2(SO4)3]=a3mol/L,c(Fe3+)=2a3mol/L)
【思路点拨】 CH3COOH的电离方程式:
CH3COOHCH3COO-+H+
CH3COOH多数以分子形式存在,有少量电离生成CH3COO-和H+。
_______2.关于物质的量浓度的计算
(1)基本关系的计算公式:cB=
cB表示物质的量浓度,nB表示溶质的物质的量,V表示溶液的体积(L)
(2)物质量的浓度与溶液质量分数的换算:c= 
c表示物质的量浓度,ρ表示溶液的密度,ω表示溶液的质量分数,M表示溶液的摩尔质量
(3)溶液稀释(浓缩)的计算:c1V1=c2V2(稀释定律)
稀释前后溶质的物质的量不变,用于物质的量浓度溶液稀释。
(4)气体溶于水的物质的量浓度的计算:
气体溶于水,所得溶液的体积跟水的体积不相同,溶液的体积也不等于气体的体积和水的体积的加和,必须依据溶液质量和密度来计算水溶液的体积(V=m/ρ)。例如在标准状况下,1体积水中溶解V体积气体X,所得溶液的密度为ρ,溶质的摩尔质量为M,计算c(X)。计算时可令1L水中溶解VL气体X。计算步骤为:①先求溶液的质量:
m(液)=1000mL×1g/mL+ ×M
②再求溶液的体积:
V(液)=  =  10-3L•mLB
③最后求物质的量浓度:
c(X)=
拖4 100mL 0.3mol•LB Na2SO4溶液和50mL 0.2mol•LBAl2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO2-4的物质的量浓度为()
A.0.20mol•LB
B.0.25mol•LB
C.0.40mol•LB
D.0.50mol•LB
答案:C (解析:100 mL 0.3mol•LB Na2SO4溶液中的n(SO2-4)=n(Na2SO4)=100×10-3L×0.3mol•LB=0.03mol,50mL0.2mol•LB Al2(SO4)3溶液中n(SO2-4)=3n[Al2(SO4)3]=3×50×10-3 L×0.2mol•LB=0.03mol,所以混合后的溶液中共含0.03mol+0.03mol=0.06mol SO2-4,又溶液为稀溶液,故可忽略混合溶液的体积变化,溶液体积为150mL,所以SO2-4的物质的量浓度为:0.06mol150×10-3L=0.40mol•LB)

【例题3】 现有200mL H2SO4和Na2SO4的混合溶液,其中,硫酸的物质的量浓度为1mol/L,硫酸钠的物质的量浓度为0.5mol/L。若要配制硫酸和硫酸钠的物质的量浓度分别为2mol/L和0.2mol/L的溶液,应加入55.8%的硫酸溶液(密度为1.35g/cm3)多少毫升?再加蒸馏水稀释到多少毫升?
【分析】先根据稀释定律求稀释后溶液的体积V(稀):对于Na2SO4来说,200mL×0.5mol/L=V(稀)×0.2mol/L,解得:
V(稀)=500mL。再求应加入55.8%的硫酸溶液的体积V(H2SO4);对于H2SO4来说,n(原有)+n(加入)=n(配制),则有0.2L×1mol/L+V(H2SO4)×1.35g/cm3×55.8%98g/mol=0.5L×2mol/L,解得:V=104mL。


【解析】需加入55.8%的硫酸溶液104mL后再加蒸馏水稀释至500mL。
拖5在标准状况下,将224L HCl气体溶于635mL水(ρ=1.00g/cm3)中,所得盐酸的密度为1.18g/cm3。试计算:
(1)取出这种盐酸10.0mL,稀释至1.45L,所得稀盐酸的物质的量浓度。
(2)在40.0mL0.0650mol/L Na2CO3溶液中,逐滴加入(1)所配制的稀盐酸,边滴边振荡,若使反应不产生CO2气体,加入稀盐酸的体积最多不能超过多少毫升?
答案:(1)0.0814mol/L (2)31.9mL [解析:(1)n(HCl)=  =10.0mol,
V= =847mL,c(HCl)= =11.8mol/L。根据稀释定律:c2=
  = =0.0814mol/L。(2)若要不产生CO2气体,则要控制化学反应为:Na2CO3 + HClNaCl + NaHCO3,此时加入的n(HCl) ≤ n(Na2CO3)=40.0×10-3 L×0.0650mol/L=2.6×10-3mol。故加入稀盐酸最大体积为:V(HCl)= =31.9mL]
易混易错点
1.两溶液稀释时,误把两溶液体积之和当作混合后溶液的体积,准确地讲,某溶液(体积为V1)和另一溶液(体积为V2)混合时,只有当溶液的溶质相同,且浓度也相同时,V总=V1+V2,只要有一项不同(如溶质或浓度),则V总≠V1+V2。如20mL1mol•LB的NaCl溶液与20mL 1mol•LB的NaOH溶液混合总体积不等于40mL,同样与20mL的水混合总体积也不等于40mL。
另将某气体通入溶液时,如将1L HCl(标准状况)气体通入1L 1mol•LB的盐酸中,盐酸的体积将发生改变,不再等于1L,更不能等于2L;准确的体积需要通过密度来计算得知。
2.用胶头滴管滴入蒸馏水定容后,再盖上容量瓶颠倒几次后出现液面低于刻度线时,又继续滴加水至刻度线。
因容量瓶属“容纳式”的玻璃量器。用胶头滴管加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。
3.不能正确区分物质的量浓度和溶液中溶质的质量分数
物质的量浓度和溶质的质量分数的比较

 

 


 物质的量浓度 浓质的质量分类
溶质的
单位 Mol g
溶液的
单位 L g
公式 物质的量浓度[c(B)]= 
溶质的质量分数=

特点 体积相同,物质的量浓度也相同的任何溶液中,所含溶质的物质的量相同,但溶质的质量不相同 质量相同,溶质的质量分数也相同的任何溶液中,所含溶质的质量相同,但溶质的物质的量不相同

物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数的换算关系
物质的量浓度[c(B)]=
 (上式中密度的单位为g•mLB,摩尔质量的单位为g•molB)
拖6将标准状况下的aL HCl(g)溶于1L水中,得到的盐酸密度为bg•cm-3,则该盐酸的物质的量浓度是多少?
答案:解析:溶质的物质的量:
n(HCl)= 
V(HCl(aq))= 
 
拖7体积为VmL、密度为ρ•mLB的含有相对分子质量为M的某物质的溶液,其中溶质为mg,其物质的量浓度为cmol•LB,溶质的质量分数为ω%,则下列表示正确的是()
A.c=
B.m= 
C.ω%= 
D.c=
答案:BD (解析:根据物质的量浓度与质量分数的换算可知c= 再由体积、密度、质量的换算知m=VρW%,而物质的量浓度c= 。
思路点拨:本题把物质的量浓度与质量分数结合起来,培养学生应用综合知识解题的能力以及思维的严密性)
随笔:
【例题4】   在标准状况下,1体积水溶解700体积氨气,所得溶液的密度是0.9g•cm-3。则该氨水中溶质的物质的量浓度为(),质量分数为()
A.18.4mol•LB          B.34.7%
C.20.4mol•LB          D.31.2%
【错解】误认为所得氨水的体积为1L,700L或701L,得出错误结果。
【易错分析】由于气体溶于水后会使水的体积因为形成溶液而发生变化,要求出氨水的体积只能借助于水的密度和溶液总质量来换算
n(NH3)=V(NH3)Vm=700L22.4L•molB=31.25mol
又因为所得氨水的密度为0.9g•cm-3,其体积不能是1L,更不能是701L。要求出氨水的体积,只能借助于氨水的密度和溶液总质量来换算。
所得氨水的质量为:                                                       
m(氨水)=31.25mol×17g•molB+1000mL×1g•mLB=1531.25g
V(氨水)= =1531.25g0.9g•

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