【步步高】（广西专用）2014届高考化学一轮复习 第一章 化学计量在实验中的应用(二)学案

1 学案学案 5 5 化学计量在实验中的应用化学计量在实验中的应用 二二 物质的量浓度物质的量浓度 考纲要求 1 了解溶液的含义 了解溶解度 饱和溶液的概念 2 了解溶液的组成 理解溶液中溶质的质量分数 物质的量浓度的概念 并能进行有关计算 3 掌握一定溶 质质量分数 物质的量浓度溶液的配制方法 会进行有关误差分析 知识点一 物质的量浓度 1 物质的量浓度表示单位体积溶液里溶质 B 的物质的量 是用来表示溶液组成的物理 量 也称为 B 的物质的量浓度 符号为cB 2 物质的量浓度的数学表达式是 nB表示溶质 B 的物质的量 V表示溶液的 体积 因此物质的量浓度的单位是 mol L 1 3 将溶质质量分数一定的溶液稀释时 溶液中溶质的质量总是保持不变 同理 稀释 一定物质的量浓度的溶液时 溶液的体积发生了变化 但溶液中溶质的物质的量保持不 变 即遵循稀释定律 c 浓 V 浓 c 稀 V 稀 问题思考 1 将标准状况下 1 L 氨气溶于 1 L 水中 得到的溶液是 2 L 吗 若不是 还需要哪些 数据能求出该溶液的体积 答案 不是 还要知道溶液的密度 2 将一定物质的量浓度的溶液取出一部分 物质的量浓度变化吗 答案 不变 知识点二 一定物质的量浓度溶液的配制 1 容量瓶的使用 1 规格及特点 常规的容量瓶有 100 mL 250 mL 500 mL 1 000 mL 等几种 2 容量瓶上标注有温度 刻度线 标线 规格 3 使用容量瓶的第一步操作是检查是否漏水 操作方法是加水 倒立 观察 正立 瓶塞旋转 180 倒立 观察 问题思考 3 容量瓶使用前应用蒸馏水洗净是否还需要待配溶液润洗 答案 不需要 若润洗 则加入的溶质偏多 4 实验室需要 480 mL 某溶液 应选用多大规格容量瓶配制溶液 答案 500 mL 容量瓶 2 以配制 1 000 mL 1 0 mol L 1的 NaCl 溶液为例 完成下列填空 1 实验原理 c n V m M V 2 实验仪器 主要有托盘天平 药匙 烧杯 玻璃棒 1 000 mL 容量瓶 胶头滴管 3 实验步骤 2 计算 计算所需 NaCl 固体的质量为 58 5 g 称量 根据计算结果 称量 NaCl 固体 溶解 将称量好的 NaCl 固体放入烧杯中 加适量水溶解 并用玻璃棒搅拌 转移 待恢复到室温后 将溶液转移到容量瓶中 洗涤 用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤 2 3 次 将每次洗涤液也注入容量瓶中 并振荡容量瓶 定容 往容量瓶中缓慢加蒸馏水 等液面离容量瓶颈刻度线 1 2cm 时 改用胶头滴 管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切 塞好瓶塞 反复上下颠倒 摇匀 问题思考 5 为什么不能将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释 答案 溶解时会有溶解热 造成溶液的体积有误差 配制的溶液浓度不准确 应先在烧 杯中冷却后再转移至容量瓶中 6 1 若转移时 容量瓶中有残留的水 则对所配制溶液的浓度有何影响 2 若没有洗涤烧杯和玻璃棒 则对所配制溶液的浓度有何影响 3 加蒸馏水时不慎超过刻度线 则将如何操作 答案 1 无影响 2 偏低 3 重新配制 一 有关物质的量浓度的计算 物质的量浓度计算的两个关键 1 正确判断溶液的溶质并求其物质的量 与水发生反应生成新的物质 如 Na Na2O Na2O2NaOH SO3H2SO4等 水 水 含结晶水的物质如 CuSO4 5H2O CuSO4 特殊物质 如 NH3溶于水后溶质为 NH3 H2O 但计算浓度时是以 NH3分子作为溶质 2 准确计算溶液的体积 不能用水的体积代替溶液体积 应根据V m 求算 典例导悟 1 在一定温度下 某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL 溶液密度为d g cm 3 质量分数为w 物质的量浓度为c mol L 1 溶液中含氢氧化钠的质量为m g 1 用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度 S 为 2 用m V表示溶液中溶质的物质的量浓度 c 为 3 用w d表示溶液中溶质的物质的量浓度 c 为 4 用c d表示溶液中溶质的质量分数为 解析 1 S 100 g 溶解度定义 w 1 w 2 c 1 000 mL L 1 m g V mL 1 40 g mol 1 mol L 1 25m V 3 3 c 1 000 mL L 1 d g cm 3 w 40 g mol 1 0 25dw mol L 1 4 w 100 40 g mol 1 c mol L 1 1 000 mL L 1 d g cm 3 4c d 答案 1 100 g w 1 w 2 mol L 1 25m V 3 0 25dw mol L 1 4 4c d 变式演练 1 1 若某饱和溶液的密度为 g cm 3 溶质的摩尔质量为M g mol 1 溶解度为S g 则溶质的质量分数和物质的量浓度的表达式分别是什么 2 在标准状况下 1 L 水中溶解某气体V L 所得溶液密度为 g cm 3 则w和c 的表达式分别是什么 答案 1 w 100 S 100 S c n V S M 100 S 1 000 1 000 S M 100 S 2 c n V V 22 4 1 000 1 V 22 4 M 1 000 1 000 V 22 400 MV w 100 100 100 m 溶质 m 溶液 V 22 4 M 1 000 1 V 22 4 M MV 22 400 MV 二 溶液的稀释与混合 1 溶液的稀释 根据稀释前后溶质质量不变 即物质的量也不变 得m1w1 m2w2或c1V1 c2V2 2 溶液的混合 依据混合前后溶液中溶质的质量守恒 具体情况具体分析 1 将 3p 的硫酸与同体积的p 的硫酸混合得到q 的稀硫酸 则p q的关系正确的是 q 2p q 2p q2p q 2时 如 H2SO4溶液 HNO3溶液 w 2p 当 1 2时 如氨水 酒精溶液 wb c B b a c C c b a D c a b 解析 由混合后溶质质量分数的判定规律知 硫酸溶液密度大于 1 g cm 3 故b a 氨水密度小于 1 g cm 3 且浓度越大 密度越小 则c a 故答案为 B 答案 B 变式演练 2 将a 的酒精和 100 a 的酒精溶液等体积混合后 所得酒精溶液的质量 分数可能为 A 大于 50 B 小于 50 C 小于或等于 50 D 大于或等于 50 答案 B 三 一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析 联想一定物质的量浓度的溶液配制的步骤 结合公式cB 试总结怎样判断 nB V mB M V cB的误差 并举例说明 提示 凡操作上引起mB增大或V值减少的 都会使所配溶液浓度偏大 如砝码生锈或定 容时俯视刻度线 否则偏小 如砝码残缺或未洗涤烧杯 玻璃棒 定容时仰视刻度线 请完成下表中的误差分析 5 6 典例导悟 3 1 下图是配制 50 mL KMnO4标准溶液的过程示意图 请你观察图示 判断 其中不正确的操作有 填序号 其中确定 50 mL 溶液体积的容器是 填名称 7 2 若配制的过程中 有液体溅出 应如何处理 3 使用容量瓶配制溶液时 由于操作不当 会引起误差 下列情况会使所配溶液浓度 偏低的是 使用天平 使用了游码 称量时 被称量物与砝码位置放颠倒了 用滴定管量取溶质 体积时 开始时平视读数 结束后俯视读数 溶液转移到容量瓶后 烧杯及玻璃棒未 用蒸馏水洗涤 转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水 定容时 仰视容量瓶刻度线 定容后摇匀 发现液面降低 又补加少量水 重新达到刻度线 A B C D 答案 1 50 mL 容量瓶 2 重新配制 3 A 题组一 关于物质的量浓度的溶液 1 NA代表阿伏加德罗常数 判断下列各项是否正确 1 1 mol L 1 NaCl 溶液含有NA个 Na 2010 广东理综 8B 解析 只有物质的量浓度而无溶液体积 故无法计算 2 将 0 1 mol 氯化铁溶于 1 L 水中 所得溶液含有 0 1NA个 Fe3 2009 广东 6D 解析 两处错误 一是 溶于 1 L 水中 二是没有考虑 Fe3 的水解 3 1 L 2 mol L 1的 MgCl2溶液中含 Mg2 数为 2NA 2008 上海 9B 解析 没有考虑 Mg2 的水解 4 等体积 浓度均为 1 mol L 1的磷酸和盐酸 电离出的氢离子数之比为 3 1 2008 四川理综 6C 解析 磷酸为弱酸 不能完全电离 盐酸为强酸 能完全电离 故氢离子个数之比小于 3 1 5 1 L 浓度为 1 mol L 1的 Na2CO3溶液中含有NA个 CO 2 3 2008 江苏 3D 解析 CO的水解 离子数目减少 2 3 6 10 mL 质量分数为 98 的 H2SO4 用水稀释至 100 mL H2SO4的质量分数为 9 8 2008 山东理综 13A 解析 溶质的质量稀释前后没变 溶液的浓度稀释减小 体积变为原来的 10 倍 但溶 液的质量比原溶液的 10 倍要小 故质量分数稀释后大于 9 8 7 一定温度下 1 L 0 50 mol L 1 NH4Cl 溶液与 2 L 0 25 mol L 1 NH4Cl 溶液含 NH物质的量不同 4 8 2008 山东理综 13D 解析 浓度越小 NH水解程度越大 故两溶液的 NH的物质的量不同 4 4 8 1 mol 硫酸钾中阴离子所带电荷数为NA 2009 广东 6A 解析 1 mol K2SO4 中含有阴离子物质的量为 1 mol 则所带电荷数为 2NA 9 1 L 0 1 mol L 1 Na2SO4溶液中有 0 1NA个 Na 2009 广东理基 20B 解析 1 L 0 1 mol L 1 Na2SO4溶液中含有 0 2 mol Na 故错 10 常温下 100 mL 1 mol L 1 Na2CO3溶液中阴离子总数大于 0 1NA 2009 上海 12B 解析 考虑 CO的水解 阴离子包括 CO HCO OH 总数大于 0 1NA 2 32 3 3 11 常温下 1 L 0 1 mol L 1的 NH4NO3溶液中氮原子数为 0 2NA 2010 江苏 5A 解析 无论 NH 水解与否 根据元素守恒 N 元素总是 0 2NA 4 12 含NA个 Na 的 Na2O 溶解于 1 L 水中 Na 的物质的量浓度为 1 mol L 1 2010 福建理综 7D 解析 NA个 Na 就是 1 mol 溶解于 1 L 水中所得溶液不是 1 L 则 Na 的物质的量浓 度不是 1 mol L 1 2 2009 浙江理综 9 已知单位体积的稀溶液中 非挥发性溶质的分子或离子数越多 该溶液的沸点就越高 则下列溶液沸点最高的是 A 0 01 mol L 1的蔗糖溶液 B 0 01 mol L 1 的 CaCl2溶液 C 0 02 mol L 1的 NaCl 溶液 D 0 02 mol L 1的 CH3COOH 溶液 答案 C 解析 题目中 非挥发性溶质 要理解清楚 首先排除 D 项中易挥发的 CH3COOH 而 C 项离子数在单位体积中最多 故选 C 题组二 关于物质的量浓度的计算 3 2010 课标全国卷 10 把 500 mL 含有 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 1 B 10 2a b mol L 1 C 10 b a mol L 1 D 10 b 2a mol L 1 答案 D 解析 把 500 mL 混合溶液分成 5 等份 每份 100 mL 向一份中加入含a mol 硫酸钠 的溶液使钡离子完全沉淀时 可知原溶液c Ba2 为 10a mol L 1 同理知原溶液中 c Cl 10b mol L 1 根据电荷守恒原理 求出c K 10 b 2a mol L 1 4 2010 四川理综 12 标准状况下V L 氨气溶解在 1 L 水中 水的密度近似为 1 g mL 1 所得溶液的密度为 g mL 1 质量分数为w 物质的量浓度为c mol L 1 则下列关系中不正确的是 A 17V 22 400 22 4 22 4V B w 17c 1 000 C w 17V 17V 22 400 D c 1 000V 17V 22 400 答案 A 解析 由c n质 V总 9 V L 22 4 L mol 1 17 g mol 1 V L 22 4 L mol 1 1 000 g g mL 1 1 000 mL L 1 mol L 1 1 000 V 17V 22 400 由上可推知 17V 22 400 c 1 000V 设溶液的体积为 1 L 由c 可得w 1 000 w M Mc 1 000 17c 1 000 w m质 m液 V L 22 4 L mol 1 17 g mol 1 V L 22 4 L mol 1 17 g mol 1 1 000 g 17V 17V 22 400 因此只有 A 项不正确 5 2008 四川理综 13 在a L Al2 SO4 3和 NH4 2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2 恰好使溶液中的 SO完全沉淀 如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3 则 2 4 原溶液中的 Al3 物质的量浓度 mol L 1 为 A B C D 2b c 2a 2b c a 2b c 3a 2b c 6a 答案 C 解析 由于产生c mol NH3 则必定有 NH c mol 使 SO完全沉淀需 Ba2 b 42 4 mol 因此 SO有b mol 根据电荷守恒 2c SO c NH 3c Al3 则 2 42 4 4 3c Al3 mol L 1 2 b a c a c Al3 mol L 1 2b c 3a 6 2006 全国理综 13 由硫酸钾 硫酸铝和硫酸组成的混合溶液 其 pH 1 c Al3 0 4 mol L 1 c SO 0 8 mol L 1 则c K 为 2 4 A 0 15 mol L 1 B 0 2 mol L 1 C 0 3 mol L 1 D 0 4 mol L 1 答案 C 解析 根据溶液中电荷守恒的原则 建立如下等式 c H c K 3c Al3 2c SO 即 0 1 mol L 1 c K 3 0 4 mol L 1 2 0 8 mol L 1 则c K 2 4 0 3 mol L 1 故答案为 C 题组一 物质的量浓度及相关计算 1 2011 太原月考 已知 25 的氨水密度为 0 91 g cm 3 5 的氨水密度为 0 98 g cm 3 若将上述两种溶液等体积混合 所得氨水溶液的质量分数 A 等于 15 B 大于 15 C 小于 15 D 无法估算 答案 C 2 300 mL Al2 SO4 3溶液中 含 Al3 为 1 62 g 在该溶液中加入 0 1 mol L 1 Ba OH 2 溶液 300 mL 反应后溶液中 SO的物质的量浓度为 2 4 A 0 4 mol L 1 B 0 3 mol L 1 C 0 2 mol L 1 D 0 1 mol L 1 10 答案 D 3 2011 南昌质检 将 KCl 和 KBr 的混合物 13 4 g 溶于水配成 500 mL 溶液 通入过 量的 Cl2 反应后将溶液蒸干 得固体 11 175 g 则原来所配溶液中 K Cl Br 的 物质的量浓度之比为 A 1 2 3 B 3 2 1 C 1 3 2 D 2 3 1 答案 B 解析 本题的解答用一般方法解决时 必须根据混合物总质量 13 4 g 及通入 Cl2后得 固体 11 175 g 建立方程组求得 但若能注意到溶液中的电荷守恒关系 即可一举获 解 这种计算技巧对选择题显得非常适合 解法简捷而灵活 由于c H c K c Cl c Br c OH 因为c H c OH 所以c K c Cl c Br 观察选项 得答案为 B 4 2011 黄石模拟 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 答案 D 题组二 一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析 5 配制 250 mL 0 10 mol L 1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 发现液面低于刻度线 再补充几滴水至刻度线 答案 C 6 2011 洛阳模拟 有下列化学仪器 托盘天平 玻璃棒 药匙 烧杯 量筒 容量瓶 胶头滴管 细口试剂瓶 标签纸 1 现需要配制 500 mL 1 mol L 1硫酸溶液 需用质量分数为 98 密度为 1 84 g cm 3的浓硫酸 mL 2 从上述仪器中 按实验使用的先后顺序 其编号排列是 3 若实验中遇到下列情况 对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响 填 偏高 偏低 或 不变 用以稀释硫酸的烧杯未洗涤 未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中 摇匀后发现液面低于刻度线再加水 容量瓶中原有少量蒸馏水 定容时观察液面俯视 答案 1 27 2 3 偏低 偏高 偏低 不变 偏高 解析 1 设需w