高考化学大一轮复习 第一章 化学计量在实验中的应用 1.2 物质的量在化学实验中的应用课件 新人教版.ppt

第二节物质的量在化学实验中的应用 考点一物质的量浓度及其有关计算 核心自主排查 1 物质的量浓度 1 含义 物质的量 mol l 1 2 特点 对于某浓度的溶液 取出任意体积的溶液 其浓度 密度 质量分数 但所含溶质的 则因体积不同而改变 不变 物质的 量 质量 2 有关物质的量浓度计算的三大类型 1 标准状况下 气体溶质形成的溶液的物质的量浓度的计算 注意 溶液体积的单位是l 根据密度计算溶液体积的单位一般是ml 要注意单位换算 2 溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算 计算公式 c c为溶质的物质的量浓度 单位mol l 1 为溶液密度 单位g cm 3 w为溶质的质量分数 m为溶质的摩尔质量 单位g mol 1 3 溶液稀释 同种溶质的溶液混合的计算 溶液稀释 a 溶质的质量在稀释前后保持不变 即m1w1 m2w2 b 溶质的物质的量在稀释前后保持不变 即c1v1 c2v2 c 溶液质量守恒 m 稀 m 浓 m 水 体积一般不守恒 溶液混合 混合前后溶质的物质的量保持不变 即 c1v1 c2v2 c混v混 思维诊断 正确的打 错误的打 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 提示 nacl溶于水后溶液体积不是1l 2 将32 2gna2so4 10h2o晶体溶于67 8g水中所得溶液中溶质的质量分数为32 2 提示 32 2gna2so4 10h2o溶于水所含溶质为14 2g 所得溶液质量是100g 则溶质的质量分数为 100 14 2 3 将62gna2o溶于水中 配成1l溶液 所得溶液的物质的量浓度为2mol l 1 提示 62gna2o与水反应后生成2molnaoh 配成1l溶液 naoh溶液浓度为2mol l 1 4 标准状况下 22 4lnh3溶于1l水 所得溶液的物质的量浓度为1mol l 1 提示 nh3溶于水后 所得溶液体积不是1l 5 将1mol l 1的nacl溶液和0 5mol l 1的bacl2溶液等体积混合后 不考虑体积变化 所得溶液中c cl 0 75mol l 1 提示 两种溶液中c cl 均为1mol l 1 混合后cl 浓度不变 6 同浓度的三种溶液 na2so4 mgso4 al2 so4 3 其体积比为3 2 1 则浓度之比为3 2 3 提示 同浓度的na2so4 mgso4 al2 so4 3 溶液中浓度之比为1 1 3 方法点拨 物质的量浓度计算的两个关键 1 正确判断溶液的溶质并计算其物质的量 与水发生反应生成新的物质 如na na2o na2o2naoh so3h2so4 含结晶水的物质 cuso4 5h2ocuso4 na2so4 10h2ona2so4 特殊的物质 如nh3溶于水后溶质为nh3 h2o 但计算浓度时仍以nh3作为溶质 但是1l1mol l 1的氨水中 nh3的物质的量并不是1mol 而是指nh3 nh3 h2o 三者的物质的量之和为1mol 2 准确计算溶液的体积 不能用溶剂的体积 一般为水 代替溶液的体积 应根据v 计算 基础小题快练 1 若20g密度为 g cm 3的ca no3 2溶液中含有2gca no3 2 则溶液中的物质的量浓度为 解析 选c 该硝酸钙溶液中溶质的质量分数为 100 10 则该溶液中硝酸钙的物质的量浓度为c mol l 1 mol l 1 mol l 1 所以溶液中的物质的量浓度为c 2c ca no3 2 mol l 1 2 mol l 1 2 2017 太原模拟 相对分子质量为m的气态化合物vl 标准状况 溶于mg水中 得到质量分数为w的溶液 物质的量浓度为cmol l 1 密度为 g cm 3 则下列说法不正确的是 a 相对分子质量m b 物质的量浓度c c 质量分数w d 溶液密度 解析 选c vl标准状况下的该气体的物质的量为n v 22 4 mol mg m 溶质 1 w w 所以m 溶质 mw 1 w g 所以 v 22 4 mol mg mol 1 g 解得 m a正确 vl气体的物质的量为mol 故气体的质量为g 溶液的质量为g mg 溶液的体积为故溶液的物质的量浓度为c b正确 质量分数w c错误 根据c 可知 溶液密度 可表示为 d正确 3 某mgcl2溶液的密度为1 18g cm 3 其中mg2 的质量分数为5 1 300ml该溶液中cl 的物质的量约等于 a 0 37molb 0 63molc 0 74mold 1 5mol 解析 选d 300ml该溶液的质量是300ml 1 18g cm 3 354g 则含有mg2 18 054g 物质的量约是0 75mol 则cl 的物质的量约是1 5mol 4 vmlal2 so4 3溶液中含al3 ag 取ml 并加水稀释至4vml 则稀释后物质的量浓度为 解析 选a agal3 的物质的量为mol ml溶液中al3 的物质的量为mol 根据电荷守恒可知2n 3n al3 故ml溶液稀释到4vml 则稀释后溶液中的物质的量浓度为 高考模拟预测 1 2017 衡水模拟 200ml某硫酸盐溶液中 含硫酸根离子1 5na个 含金属离子na个 则该硫酸盐溶液的物质的量浓度为世纪金榜导学号30682005 a 2 5mol l 1b 5mol l 1c 7 5mol l 1d 2mol l 1 解析 选a 1 5na个硫酸根离子的物质的量为1 5mol na个金属阳离子的物质的量为1mol 设金属离子的化合价为x 根据电荷守恒可知 x 1mol 1 5mol 2 x 3 故金属阳离子为 3价 所以该硫酸盐可以表示为m2 so4 3 根据硫酸根守恒可知 硫酸盐为0 5mol 其物质的量浓度为 2 5mol l 1 2 2017 石家庄模拟 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mg2 完全沉淀为氢氧化镁 另一份加入含bmolbacl2的溶液 恰好使完全沉淀为硫酸钡 则原混合溶液中k 的浓度为世纪金榜导学号30682006 解析 选d 混合溶液分成两等份 每份溶液浓度与原溶液浓度相等 一份加入含amolnaoh的溶液 恰好使mg2 完全转化为mg oh 2 可知该份中n mg2 n mg oh 2 0 5amol 另一份加入含bmolbacl2的溶液 恰好使完全沉淀为baso4 可知该份中n n baso4 n bacl2 bmol 根据电荷守恒 每份溶液中2n mg2 n k 2n 故每份溶液中 n k 2b a mol 故原溶液中k 的浓度mol l 1 加固训练 1 两种硫酸溶液 一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1mol l 1 密度为 1g cm 3 另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2mol l 1 密度为 2g cm 3 将它们等体积混合后 所得溶液的密度为 3g cm 3 则混合后硫酸溶液的物质的量浓度为 解析 选a 假设各取溶液vml 则混合后溶液浓度为 2 已知硫酸 氨水的密度与所加水量的关系如图所示 现有硫酸与氨水各一份 请根据表中信息 回答下列问题 1 表中硫酸的质量分数为 不写单位 用含c1 1的代数式表示 2 物质的量浓度为c1mol l 1的硫酸与水等体积混合 混合后溶液体积变化忽略不计 所得溶液的物质的量浓度为 mol l 1 3 物质的量浓度为c2mol l 1的氨水与c2mol l 1的氨水等质量混合 所得溶液的密度 填 大于 小于 或 等于 下同 2g cm 3 所得溶液的物质的量浓度 c2mol l 1 混合后溶液的体积变化忽略不计 解析 1 设硫酸的体积为1l 则w h2so4 100 2 硫酸与水等体积混合 忽略溶液体积的变化 溶液的体积变为原来的2倍 则浓度变为mol l 1 3 根据图象可知 氨水的浓度越大 密度越小 则c2mol l 1氨水的密度小于c2mol l 1氨水的密度 等质量时 c2mol l 1氨水的体积小于c2mol l 1氨 水的体积 两者混合后 所得溶液的密度一定比 2大 所得溶液的物质的量浓度趋近于体积大者 故大于c2mol l 1 答案 1 2 3 大于大于 考点二一定物质的量浓度溶液的配制 核心自主排查 1 有关仪器的使用 1 托盘天平 称量前先调零 称量时药品放在 砝码放在 读数精确到 g 左盘 右盘 0 1 2 容量瓶 结构与用途 结构 细颈 梨形 平底玻璃容器 带磨口玻璃塞 刻度线 用途 配制一定物质的量浓度的溶液 查漏操作 3 其他仪器 量筒 烧杯 玻璃棒 等 胶头滴管 2 溶液配制 1 过程示意图 移液 洗涤 定容 摇匀 2 配制过程 以配制500ml1 00mol l 1naoh溶液为例 20 0 托盘天平 烧杯 冷却至室温 500 2 3 1 2cm 凹液面 最低处与刻度线相切 3 实验误差 用 偏高 偏低 或 无影响 填空 偏低 偏低 偏低 偏低 偏高 偏高 无影响 思维诊断 正确的打 错误的打 1 用配制0 1mol l 1的naoh溶液 提示 不能直接在容量瓶中溶解溶质 2 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 提示 配制一定物质的量浓度溶液时 将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 防止液体流到瓶外 3 配制一定物质的量浓度的溶液时定容操作如图 提示 定容时 先用玻璃棒引流加蒸馏水至距刻度线下1 2cm处 然后用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切 4 用量筒 玻璃棒 烧杯等玻璃仪器即可配制质量分数25 的naoh溶液 提示 称量一定质量的naoh 量取一定体积的蒸馏水在烧杯中溶解即可得到一定质量分数的溶液 5 配制naoh溶液时 将称量好的naoh放入小烧杯中溶解 未经冷却立即转移到容量瓶中并定容 会使溶液浓度偏小 提示 因热胀冷缩 溶液未经冷却即转移并定容 会使所得溶液体积偏小 故溶液浓度偏大 6 用浓硫酸配制稀硫酸时 用量筒量取浓硫酸仰视读数 则所得稀硫酸浓度偏大 提示 用量筒量取浓硫酸仰视读数 则所取浓硫酸实际体积偏大 导致所配稀硫酸浓度偏大 高考命题探究 角度1一定物质的量浓度溶液的配制 模拟母题示例 2017 长沙模拟 1 若需配制浓度为0 01000mol l 1的k2cr2o7的标准溶液250ml 应准确称取 gk2cr2o7 保留4位有效数字 已知 294 0g mol 1 2 若用47 的氢溴酸配制26 的氢溴酸500ml 所需的玻璃仪器有玻璃棒 3 某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定 上述实验中的仪器名称 仪器a 仪器b 解析 1 m 0 01000mol l 1 0 250l 294 0g mol 1 0 7350g 2 用浓溶液配制500ml稀溶液 因此 需要量筒取经过计算需要的浓溶液的体积 然后溶解 配制500ml溶液 则需要胶头滴管 500ml容量瓶 合理即可 答案 1 0 7350 2 量筒 胶头滴管 烧杯 500ml容量瓶 3 坩埚500ml容量瓶 探究归纳总结 溶液配制过程的四个重要数据 角度2溶液配制的误差分析 模拟母题示例 2017 郑州模拟 下列说法正确的是世纪金榜导学号30682007 a 配制溶液定容时 俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高b 某同学配制0 1000mol l 1的naoh溶液时 溶解后立即将溶液转移至容量瓶中 使所配溶液的浓度偏小 c 配制溶液时 使用的容量瓶未干燥 使所配溶液浓度偏小d 定容后 塞好瓶塞 反复摇匀后发现液面降低 说明所得溶液浓度偏高 解析 选a 定容时俯视刻度线 溶液体积偏小 浓度偏高 a正确 naoh溶解放热 未冷却即转移 导致溶液体积偏小 溶液浓度偏高 b错误 容量瓶不干燥 不影响溶液浓度 c错误 摇匀后液面降低 但浓度不受影响 d错误 探究归纳总结 溶液配制过程中的误差分析 1 分析方法 如配制一定物质的量浓度溶液时 未洗涤烧杯和玻璃棒就定容 会造成溶质的量 n 减小 故浓度偏低 2 俯视 仰视对实验造成误差的分析方法 高考模拟预测 1 2013 江苏高考 用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液 需经过称量 溶解 转移溶液 定容等操作 下列图示对应的操作规范的是 解析 选b 称量固体时 应遵循 左物右码 的原则 且固体不能直接放在托盘上称量 a错误 用玻璃棒搅拌可以加快溶解速度 b正确 向容量瓶中转移溶液时用玻璃棒引流 c错误 定容时胶头滴管不能插入容量瓶中 d错误 2 2017 泰安模拟 用质量分数为36 5 的浓盐酸 密度为1 16g cm 3 配制成1mol l 1的稀盐酸 现实验室需这种盐酸220ml 试回答下列问题 世纪金榜导学号30682008 1 配制稀盐酸时 应选用 ml的容量瓶 2 经计算需要 ml浓盐酸 在量取时宜选用 量筒 a 5mlb 10mlc 25mld 50ml 3 在量取浓盐酸后 进行了下列操作 等稀释的盐酸的温度与室温一致后 沿玻璃棒注入容量瓶中 往容量瓶中小心加蒸馏水至液面距容量瓶刻度线1 2cm时 改用胶头滴管加蒸馏水 使溶液的液面与瓶颈的刻度线相切 在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水 并用玻璃棒搅拌 使其混合均匀 用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2 3次 并将洗涤液全部注入容量瓶 上述操作中 正确的顺序是 填序号 4 在上述配制过程中 用刚刚用蒸馏水洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸 其配制的稀盐酸浓度会 填 偏高 偏低 或 无影响 若未用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒或未将洗涤液注入容量瓶 则配制的稀盐酸浓度会 填 偏高 偏低 或 无影响 解析 2 c hcl 11 6mol l 1 加水稀释前后hcl的物质的量不变 所以11 6mol l 1 v hcl 250ml 1mol l 1 解得v hcl 21 6ml 应该选择25ml的量筒量取 4 用刚刚洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸 量取的盐酸被稀释了 其物质的量比实际偏小 所配制溶液的浓度偏低 若未用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒或未将洗涤液注入容量瓶 则一部分溶质损失 所配制溶液的浓度偏低 答案 1 250 2 21 6c 3 4 偏低偏低 考点三溶解度及溶解度曲线 核心自主排查 1 固体的溶解度 1 概念 在一定温度下 某固体物质在 通常是水 里达到 时所溶解的质量 叫作这种物质在该溶剂里的溶解度 其单位为 g 100g溶剂 饱和状态 2 公式 固体物质溶解度 饱和溶液 s 100g 3 影响因素 内因 物质本身的性质 外因 a 溶剂的影响 如nacl易溶于水难溶于汽油 b 温度的影响 升温 大多数固体物质的溶解度 少数物质却相反 如ca oh 2 温度对nacl的溶解度影响不大 增 大 2 气体的溶解度 1 表示方法 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 2 影响因素 气体溶解度的大小与温度和压强有关 温度升高 溶解度 压强增大 溶解度 减小 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 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时溶解度的大小 4 能反映出溶解度随温度的变化趋势 方法点拨 溶解度曲线的特点 1 大多数固体物质的溶解度曲线左低右高 呈 陡升型 溶解度随温度升高而增大 如硝酸钾等 2 少数固体物质的溶解度曲线较平缓 呈 缓升型 溶解度受温度的影响很小 如氯化钠等 3 极少数固体物质的溶解度曲线是左高右低 呈 下降型 溶解度随温度的升高反而降低 如氢氧化钙等 4 气体物质的溶解度均随温度的升高而减小 曲线也呈 下降型 高考命题探究 模拟母题示例 2017 黄冈模拟 甲 乙两物质的溶解度曲线如图所示 下列叙述中正确的是 a t1 时 在100g水中放入60g甲 其溶质的质量分数为37 5 b t1 时 甲和乙的饱和溶液的物质的量浓度一定相等c t2 时 甲和乙的饱和溶液中溶质的质量分数一定相等d t2 时 分别在100g水中各溶解20g甲 乙 同时降低温度 甲先达到饱和 解析 选d t1 时 在100g水中放入60g甲 根据溶解度曲线可知溶解的固体为30g 所以溶液的质量分数应是 100 23 08 a错误 t1 时 甲和乙的溶解度相等 故它们的饱和溶液的质量分数相同 但溶质的摩尔质量和溶液密度不一定相等 所以物质的量浓度不一定相等 b错误 t2 时 甲的溶解度大于乙的溶解度 故甲 乙的饱和溶液中 溶质质量分数不相等 c错误 降温使溶液达到饱和 由溶解度曲线不难看出 甲的溶解度随温度变化而变化的程度比乙大 故同时降低温度 甲先达到饱和 d正确 探究归纳总结 1 固体物质的溶解度曲线的含义 1 点 每条曲线上的点 表示该点所示的温度下该物质的溶解度 两条曲线的交点表示在该点所示的温度下 两种物质的溶解度相同 2 线 不同的溶解度曲线表示不同物质在不同温度下的溶解度或溶解度随温度变化的趋势 3 面 曲线上面的各点 表示在对应温度下的溶液是饱和溶液 且溶液中有未溶解的晶体 曲线下面的各点 表示该物质在该温度下的不饱和溶液 2 利用溶解度受温度影响不同除杂的方法 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 冷却结晶的方法 若kno3溶液中含有nacl 应采取加热浓缩 冷却结晶 过滤的方法 高考模拟预测 1 2016 北京高考节选 以废旧铅酸电池中的含铅废料 pb pbo pbo2 pbso4及炭黑等 和h2so4为原料 制备高纯pbo 实现铅的再生利用 其工作流程如下 pbo溶解在naoh溶液中 存在平衡 pbo s naoh aq nahpbo2 aq 其溶解度曲线如图所示 过程 的目的是脱硫 滤液1经处理后可在过程 中重复使用 其目的是 选填序号 a 减少pbo的损失 提高产品的产率b 重复利用naoh 提高原料的利用率c 增加na2so4浓度 提高脱硫效率 过程 的目的是提纯 结合上述溶解度曲线 简述过程 的操作 解析 滤液1中有未反应的naoh pbo能溶解于其中 故重复使用naoh既可以减少pbo的损失 提高产品的产率 又可以提高原料的利用率 故a b正确 na2so4溶液不参加反应 对提高脱硫效率没有影响 故c错误 过程 的目的是提纯 pbo在温度较高的氢氧化钠浓溶液中溶解度大 故提纯的方法是向pbo粗品中加入一定量的35 naoh溶液 加热至100 充分溶解后 趁热过滤 冷却结晶 过滤得高纯pbo 答案 a b 向pbo粗品中加入一定量的35 naoh溶液 加热至100 充分溶解后 趁热过滤 冷却结晶 过滤得高纯pbo 2 2017 衡阳模拟 以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠 工艺流程如下 氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示 回答下列问题 世纪金榜导学号30682009 1 若不考虑滤液中的nh4cl 欲制备10 7gnh4cl 理论上需nacl g 2 实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 烧杯 玻璃棒 酒精灯等 3 冷却结晶 过程中 析出nh4cl晶体的合适温度为 4 若nh4cl产品中含有硫酸钠杂质 进一步提纯产品的方法是 解析 根据氯元素守恒可列关系式求得m nacl 58 5g mol 1 11 7g 氯化铵的溶解度随温度变化较大 而硫酸钠的溶解度在30 100 变化不大 故可用冷却结晶法将nh4cl晶体析出 但温度不能太低以防硫酸钠析出 所以合适温度应在33 40 答案 1 11 7 2 蒸发皿 3 35 33 40 的任一个值都可 4 重结晶 加固训练 1 2017 郑州模拟 已知cuso4溶液分别与na2co3 na2s溶液的反应情况如下 据此判断