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文档简介

第02讲物质的量浓度与溶液的配制(讲)目录第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆第三部分:典型例题剖析高频考点1考查有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算高频考点2考查溶液的稀释与混合高频考点3气体溶于水溶液浓度的计算高频考点4考查一定物质的量浓度的溶液配制题的规范书写高频考点5考查溶液配制的误差分析高频考点6考查溶解度曲线的应用

正文第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆知识点一有关一定浓度溶液的相关基本概念1.物质的量浓度(1)概念:表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。(2)表达式:cB=eq\f(nB,V)。(3)单位:mol·L-1(或mol/L)。2.溶质的质量分数(1)概念:以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。(2)表达式:w(B)=eq\f(m(B),m(aq))×100%。3.固体的溶解度(1)概念:在一定温度下,某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫作这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。(2)表达式:固体物质溶解度(饱和溶液)S=eq\f(m溶质,m溶剂)×100g。(3)饱和溶液中存在的两比例:a.eq\f(m溶质,m溶剂)=eq\f(S,100);b.eq\f(m溶质,m溶液)=eq\f(S,100+S)。(4)影响溶解度大小的因素①内因:物质本身的性质(由结构决定)。②外因a.溶剂的影响(如NaCl易溶于水而不易溶于汽油)。b.温度的影响:升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl溶解度的影响不大。4、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气体常温时在水中的溶解度分别为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,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。5.溶解度曲线(1)常见物质的溶解度曲线(2)溶解度曲线的意义①点:曲线上的点叫饱和点。a.曲线上任一点表示对应温度下该物质的溶解度;b.两曲线的交点表示两物质在该交点的温度下溶解度相等,浓度相同。②线:溶解度曲线表示物质的溶解度随温度变化的趋势,其变化趋势分为三种:a.陡升型:大部分固体物质的溶解度随温度升高而增大,且变化较大,提纯时常采用降温结晶(冷却热饱和溶液)的方法;b.下降型:极少数物质的溶解度随温度升高反而减小,如熟石灰的饱和溶液升温时变浑浊;c.缓升型:少数物质的溶解度随温度变化不大,提纯时常采用蒸发结晶(蒸发溶剂)的方法。6.利用溶解度受温度影响不同进行除杂的方法(1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法,如NaCl中含有KNO3,应采取加水溶解、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(或带有结晶水的物质)采取加热浓缩、冷却结晶的方法,如KNO3中含有NaCl,应采取加水溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。7.气体的溶解度通常指该气体(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等气体在常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。气体溶解度的大小与温度和压强的关系:温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。知识点二物质的量浓度、溶质的质量分数及相关计算1.物质的量浓度、溶质的质量分数物理量物质的量浓度溶质的质量分数定义表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量表达式cB=eq\f(nB,V)ω(B)=eq\f(溶质B的质量,溶液的质量)×100%单位mol·L-1【易错警示】(1)溶液中溶质的判断Na、Na2O、Na2O2eq\o(――→,\s\up7(H2O))NaOHCO2、SO2、SO3eq\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(对应))H2CO3、H2SO3、H2SO4NH3eq\o(――→,\s\up7(H2O))NH3·H2O(但仍按NH3进行计算)CuSO4·5H2Oeq\o(――→,\s\up7(H2O))CuSO4,Na2CO3·10H2Oeq\o(――→,\s\up7(H2O))Na2CO3(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度和总质量进行计算:V=eq\f(m(溶液),ρ)=eq\f(m(气体或固体)+m(溶剂),ρ)。②两溶液混合,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化,则总体积可由混合前体积直接相加)知识点三一定物质的量浓度溶液的配制1.熟悉配制溶液的仪器(1)托盘天平:称量前先调零,称量时药品放在左盘,砝码放在右盘,读数精确到0.1g。若配制0.2mol·L-1NaCl溶液500mL,若用托盘天平需称取NaCl5.9g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为4.1g。(2)容量瓶的构造及使用方法1)构造及用途2)查漏操作:在使用前首先要检查是否漏水,检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下:【特别提醒】容量瓶使用的四个“不能”①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;③不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的);④不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。2.配制步骤以配制500mL1.50mol·L-1NaOH溶液为例。①计算:需NaOH固体的质量,计算式为0.5L×1.50mol·L-1×40g·mol-1。②称量:用托盘天平称量NaOH固体30.0g。③溶解:将称好的NaOH固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。④冷却移液:待烧杯中的溶液冷却至室温后,将溶液用玻璃棒引流注入500_mL容量瓶中。⑤洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液注入容量瓶,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。⑥定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线1~2_cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。⑦摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。注意液面下降,不能再加水,否则结果偏低。附:配制过程示意图3.误差分析(1)分析依据:c=eq\f(n,V)=eq\f(m,MV),其中变量为m、V。(2)分析方法:结合实验操作判断是“m”还是“V”引起的误差。以配制NaOH溶液为例,具体分析如下:能引起误差的一些操作因变量c/(mol·L-1)mV砝码与物品颠倒(使用游码)减小—偏低用滤纸称NaOH减小—向容量瓶注液时少量溅出减小—未洗涤烧杯和玻璃棒减小—定容时,水多,用滴管吸出减小—定容摇匀后液面下降再加水—增大定容时仰视刻度线—增大砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)增大—偏高未冷却至室温就注入容量瓶定容—减小定容时俯视刻度线—减小定容后经振荡、摇匀,静置液面下降——不变特别提醒:(1)质量分数浓度溶液的配制:配制100g10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0gNaCl固体,放入烧杯中,再用100mL量筒量取90.0mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。(2)体积比浓度溶液的配制:用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50mL。用50mL的量筒量取40.0mL的水注入100mL的烧杯中,再用10mL的量筒量取10.0mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。知识点四、有关物质的量浓度计算的四大类型类型一:标准状况下,气体溶于水所得溶液的溶质的物质的量浓度的计算eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(溶质的物质的量n=\f(V气体,22.4L·mol-1),溶液的体积V=\f(m,ρ)=\f(m气体+m水,ρ)))c=eq\f(n,V)类型二:溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算(1)计算公式:c=eq\f(1000ρw,M)(c为溶质的物质的量浓度,单位为mol·L-1;ρ为溶液的密度,单位为g·cm-3;w为溶质的质量分数;M为溶质的摩尔质量,单位为g·mol-1)。当溶液为饱和溶液时,因为w=eq\f(S,S+100),可得c=eq\f(1000ρS,M(100+S))。(2)公式的推导(按溶液体积为VL推导)c=eq\f(n,V)=eq\f(1000ρ×V×w,M×V)=eq\f(1000ρw,M)或w=eq\f(m(溶质),m(溶液))=eq\f(V×c×M,V×1000ρ)=eq\f(cM,1000ρ)。类型三:溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算(1)溶液稀释①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。③溶液质量守恒,即m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。(2)同种溶质不同物质的量浓度的溶液混合①混合前后溶质的质量保持不变,即m1w1+m2w2=m混w混。②混合前后溶质的物质的量保持不变,即c1V1+c2V2=c混V混。【归纳总结】(1)溶液体积和溶剂体积关系①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=eq\f(m气体或固体+m溶剂,ρ)。②两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积和。(2)同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算①混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)。②混合后溶液体积发生变化时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=eq\f(m混,ρ混)。③两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。类型四:应用电荷守恒式求算未知离子的浓度溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。例如:CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。【易错提醒】1.正确判断溶液的溶质并计算其物质的量(1)与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2eq\o(→,\s\up7(水))NaOH;SO3eq\o(→,\s\up7(水))H2SO4;NO2eq\o(→,\s\up7(水))HNO3。(2)特殊物质,如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时仍以NH3作为溶质。(3)含结晶水的物质:CuSO4·5H2O→CuSO4;Na2CO3·10H2O→Na2CO3。2.准确计算溶液的体积不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=eq\f(m(气体或固体)+m(溶剂),ρ)×10-3L。注意:溶液稀释或混合时,若题中注明“忽略混合后溶液体积变化”,则溶液的总体积一般按相加计算。3.注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SOeq\o\al(2-,4))=3mol·L-1,c(Al3+)=2mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2mol·L-1)。第三部分:典型例题剖析高频考点1考查有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算例1、某同学购买了一瓶“84消毒液”,包装说明如下:eq\x(\a\al(主要成分:25%NaClO、1000mL、密度1.19g·cm-3,使用方法:稀释100倍体积比后使用,注意事项:密封保存,易吸收空气中的CO2变质))根据以上信息和相关知识判断,下列分析不正确的是()A.该“84消毒液”的物质的量浓度为4.0mol·L-1B.一瓶该“84消毒液”能吸收空气中44.8L的CO2(标准状况)而变质C.取100mL该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒,稀释后的溶液中c(Na+)约为0.04mol·L-1D.参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480mL含25%NaClO的消毒液,需要称量的NaClO固体质量为143g【变式训练】美国UNC化学教授ThomasJ.Meyer等研发了环境友好、安全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10mLNa2R溶液含Na+的数目为N,该Na2R溶液的物质的量浓度为 ()A.N×10-2mol·L-1 B.eq\f(N,1.204×1022)mol·L-1C.eq\f(N,6.02×1021)mol·L-1 D.eq\f(N,6.02×1025)mol·L-1高频考点2考查溶液的稀释与混合例2.现有100mL1mol·L-1稀盐酸,欲将其浓度变为2mol·L-1,可以采取的措施为()A.向其中通入标准状况下体积为22.4L的HCl气体B.加热蒸发使溶液体积变为50mLC.加热蒸发掉50mL水D.加入5mol·L-1盐酸100mL,再将溶液体积稀释到300mL【变式训练】(2023·四川雅安中学模拟)(1)将3p%的硫酸与等体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸,则p、q的关系正确的是________。①q=2p ②q>2p③q<2p ④无法确定(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸,则p、q的关系是________。①q=2p ②q>2p③q<2p ④无法确定高频考点3气体溶于水溶液浓度的计算例3、在t℃时,将agNH3完全溶于水,得到VmL溶液,假设该溶液的密度为ρg/mL,溶质质量分数为w,其中含有NHeq\o\al(+,4)的物质的量是bmol,下列叙述正确的是 ()A.溶质的质量分数w=eq\f(a,ρV-a)×100%B.溶质的物质的量浓度c=eq\f(1000a,35V)mol/LC.溶液中c(OH-)=eq\f(1000b,V)mol/L+c(H+)D.向上述溶液中加入VmL水,所得溶液的溶质质量分数大于0.5w【变式训练】在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验,其中图(a)中的烧瓶收集满了NH3,图(b)中的烧瓶HCl气体没有收集满,下列说法错误的是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)()(a)(b)A.溶质的物质的量浓度均为eq\f(1,Vm)mol·L-1(Vm表示该温度、压强下的气体摩尔体积)B.溶质物质的量浓度不相同C.溶质的质量分数不同D.图(a)、图(b)中喷泉的颜色分别为蓝色、红色高频考点4考查一定物质的量浓度的溶液配制题的规范书写例4、实验室需要配制0.50mol·L-1NaCl溶液480mL。按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(带砝码、最小砝码为5g)、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片同种纸片。(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体______g。(3)称量。①天平调平之后,应将天平的游码调至某个位置,请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置:②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。③称量完毕,将药品倒入烧杯中。(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,目的是___________________________________________________________________________________________________________。(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流,需要洗涤烧杯和玻璃棒2~3次是为了________________________________________________________________________。(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处,改用________加水,使溶液凹液面与刻度线相切。(7)摇匀、装瓶。【变式训练】用NaOH固体配制450mL0.2mol/L的NaOH溶液。请回答(1)用托盘天平称量的NaOH的质量为___________(2)定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时,___________,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒摇匀。(3)下列操作会使配制的NaOH溶液浓度偏低的是___________A.定容时仰视容量瓶的刻度线B.用已经部分变质了的固体试样进行配制C.摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线D.转移洗涤液时不小心将液体洒到容量瓶外,重新配制时继续使用该未清洗的容量瓶高频考点5考查溶液配制的误差分析例5.某学生配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液,其中不会使溶液浓度偏低的是()A.没有用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,并将洗涤液移入容量瓶中B.容量瓶刚用蒸馏水洗净,没有烘干C.定容时,加蒸馏水先使液面略高于刻度线,再吸出少量水使凹液面与刻度线相切D.定容时仰视刻度线【变式训练】现要配制0.01mol·L-1的KMnO4溶液,下列操作导致所配溶液浓度偏高的是 ()A.称量时,左盘高,右盘低B.定容时俯视容量瓶刻度线C.原容量瓶洗净后没有干燥D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线高频考点6考查溶解度曲线的应用例6.(2023·上海高三)已知四种盐的溶解度(S)曲线如下图所示,下列说法不正确的是A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2【变式训练】(2023·河北高三)工业上用NaOH溶液进行脱硫并制备高纯PbO的过程为。已知;PbO的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是A.PbO在NaOH溶液中的溶解是放热反应B.碱浸1适宜用高浓度的NaOH溶液C.降低NaOH溶液的浓度有利于PbO溶解D.M点溶液中存在第02讲物质的量浓度与溶液的配制(讲)目录第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆第三部分:典型例题剖析高频考点1考查有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算高频考点2考查溶液的稀释与混合高频考点3气体溶于水溶液浓度的计算高频考点4考查一定物质的量浓度的溶液配制题的规范书写高频考点5考查溶液配制的误差分析高频考点6考查溶解度曲线的应用

正文第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆知识点一有关一定浓度溶液的相关基本概念1.物质的量浓度(1)概念:表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。(2)表达式:cB=eq\f(nB,V)。(3)单位:mol·L-1(或mol/L)。2.溶质的质量分数(1)概念:以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。(2)表达式:w(B)=eq\f(m(B),m(aq))×100%。3.固体的溶解度(1)概念:在一定温度下,某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫作这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。(2)表达式:固体物质溶解度(饱和溶液)S=eq\f(m溶质,m溶剂)×100g。(3)饱和溶液中存在的两比例:a.eq\f(m溶质,m溶剂)=eq\f(S,100);b.eq\f(m溶质,m溶液)=eq\f(S,100+S)。(4)影响溶解度大小的因素①内因:物质本身的性质(由结构决定)。②外因a.溶剂的影响(如NaCl易溶于水而不易溶于汽油)。b.温度的影响:升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl溶解度的影响不大。4、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气体常温时在水中的溶解度分别为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,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。5.溶解度曲线(1)常见物质的溶解度曲线(2)溶解度曲线的意义①点:曲线上的点叫饱和点。a.曲线上任一点表示对应温度下该物质的溶解度;b.两曲线的交点表示两物质在该交点的温度下溶解度相等,浓度相同。②线:溶解度曲线表示物质的溶解度随温度变化的趋势,其变化趋势分为三种:a.陡升型:大部分固体物质的溶解度随温度升高而增大,且变化较大,提纯时常采用降温结晶(冷却热饱和溶液)的方法;b.下降型:极少数物质的溶解度随温度升高反而减小,如熟石灰的饱和溶液升温时变浑浊;c.缓升型:少数物质的溶解度随温度变化不大,提纯时常采用蒸发结晶(蒸发溶剂)的方法。6.利用溶解度受温度影响不同进行除杂的方法(1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法,如NaCl中含有KNO3,应采取加水溶解、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(或带有结晶水的物质)采取加热浓缩、冷却结晶的方法,如KNO3中含有NaCl,应采取加水溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。7.气体的溶解度通常指该气体(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等气体在常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。气体溶解度的大小与温度和压强的关系:温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。知识点二物质的量浓度、溶质的质量分数及相关计算1.物质的量浓度、溶质的质量分数物理量物质的量浓度溶质的质量分数定义表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量表达式cB=eq\f(nB,V)ω(B)=eq\f(溶质B的质量,溶液的质量)×100%单位mol·L-1【易错警示】(1)溶液中溶质的判断Na、Na2O、Na2O2eq\o(――→,\s\up7(H2O))NaOHCO2、SO2、SO3eq\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(对应))H2CO3、H2SO3、H2SO4NH3eq\o(――→,\s\up7(H2O))NH3·H2O(但仍按NH3进行计算)CuSO4·5H2Oeq\o(――→,\s\up7(H2O))CuSO4,Na2CO3·10H2Oeq\o(――→,\s\up7(H2O))Na2CO3(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度和总质量进行计算:V=eq\f(m(溶液),ρ)=eq\f(m(气体或固体)+m(溶剂),ρ)。②两溶液混合,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化,则总体积可由混合前体积直接相加)知识点三一定物质的量浓度溶液的配制1.熟悉配制溶液的仪器(1)托盘天平:称量前先调零,称量时药品放在左盘,砝码放在右盘,读数精确到0.1g。若配制0.2mol·L-1NaCl溶液500mL,若用托盘天平需称取NaCl5.9g,称量时,不慎将物品和砝码颠倒放置,实际称量的NaCl的质量为4.1g。(2)容量瓶的构造及使用方法1)构造及用途2)查漏操作:在使用前首先要检查是否漏水,检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下:【特别提醒】容量瓶使用的四个“不能”①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;③不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的);④不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。2.配制步骤以配制500mL1.50mol·L-1NaOH溶液为例。①计算:需NaOH固体的质量,计算式为0.5L×1.50mol·L-1×40g·mol-1。②称量:用托盘天平称量NaOH固体30.0g。③溶解:将称好的NaOH固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。④冷却移液:待烧杯中的溶液冷却至室温后,将溶液用玻璃棒引流注入500_mL容量瓶中。⑤洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液注入容量瓶,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。⑥定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线1~2_cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。⑦摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。注意液面下降,不能再加水,否则结果偏低。附:配制过程示意图3.误差分析(1)分析依据:c=eq\f(n,V)=eq\f(m,MV),其中变量为m、V。(2)分析方法:结合实验操作判断是“m”还是“V”引起的误差。以配制NaOH溶液为例,具体分析如下:能引起误差的一些操作因变量c/(mol·L-1)mV砝码与物品颠倒(使用游码)减小—偏低用滤纸称NaOH减小—向容量瓶注液时少量溅出减小—未洗涤烧杯和玻璃棒减小—定容时,水多,用滴管吸出减小—定容摇匀后液面下降再加水—增大定容时仰视刻度线—增大砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)增大—偏高未冷却至室温就注入容量瓶定容—减小定容时俯视刻度线—减小定容后经振荡、摇匀,静置液面下降——不变特别提醒:(1)质量分数浓度溶液的配制:配制100g10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0gNaCl固体,放入烧杯中,再用100mL量筒量取90.0mL的水注入烧杯中,然后用玻璃棒搅拌使之溶解。(2)体积比浓度溶液的配制:用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50mL。用50mL的量筒量取40.0mL的水注入100mL的烧杯中,再用10mL的量筒量取10.0mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停地搅拌。知识点四、有关物质的量浓度计算的四大类型类型一:标准状况下,气体溶于水所得溶液的溶质的物质的量浓度的计算eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(溶质的物质的量n=\f(V气体,22.4L·mol-1),溶液的体积V=\f(m,ρ)=\f(m气体+m水,ρ)))c=eq\f(n,V)类型二:溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算(1)计算公式:c=eq\f(1000ρw,M)(c为溶质的物质的量浓度,单位为mol·L-1;ρ为溶液的密度,单位为g·cm-3;w为溶质的质量分数;M为溶质的摩尔质量,单位为g·mol-1)。当溶液为饱和溶液时,因为w=eq\f(S,S+100),可得c=eq\f(1000ρS,M(100+S))。(2)公式的推导(按溶液体积为VL推导)c=eq\f(n,V)=eq\f(1000ρ×V×w,M×V)=eq\f(1000ρw,M)或w=eq\f(m(溶质),m(溶液))=eq\f(V×c×M,V×1000ρ)=eq\f(cM,1000ρ)。类型三:溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算(1)溶液稀释①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。③溶液质量守恒,即m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。(2)同种溶质不同物质的量浓度的溶液混合①混合前后溶质的质量保持不变,即m1w1+m2w2=m混w混。②混合前后溶质的物质的量保持不变,即c1V1+c2V2=c混V混。【归纳总结】(1)溶液体积和溶剂体积关系①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=eq\f(m气体或固体+m溶剂,ρ)。②两溶液混合后的体积不是两种溶液的体积和。(2)同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算①混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)。②混合后溶液体积发生变化时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=eq\f(m混,ρ混)。③两种稀溶液混合时,常近似看作密度都与水的密度相同。类型四:应用电荷守恒式求算未知离子的浓度溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。例如:CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。【易错提醒】1.正确判断溶液的溶质并计算其物质的量(1)与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2eq\o(→,\s\up7(水))NaOH;SO3eq\o(→,\s\up7(水))H2SO4;NO2eq\o(→,\s\up7(水))HNO3。(2)特殊物质,如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时仍以NH3作为溶质。(3)含结晶水的物质:CuSO4·5H2O→CuSO4;Na2CO3·10H2O→Na2CO3。2.准确计算溶液的体积不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算:V=eq\f(m(气体或固体)+m(溶剂),ρ)×10-3L。注意:溶液稀释或混合时,若题中注明“忽略混合后溶液体积变化”,则溶液的总体积一般按相加计算。3.注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SOeq\o\al(2-,4))=3mol·L-1,c(Al3+)=2mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2mol·L-1)。第三部分:典型例题剖析高频考点1考查有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算例1、某同学购买了一瓶“84消毒液”,包装说明如下:eq\x(\a\al(主要成分:25%NaClO、1000mL、密度1.19g·cm-3,使用方法:稀释100倍体积比后使用,注意事项:密封保存,易吸收空气中的CO2变质))根据以上信息和相关知识判断,下列分析不正确的是()A.该“84消毒液”的物质的量浓度为4.0mol·L-1B.一瓶该“84消毒液”能吸收空气中44.8L的CO2(标准状况)而变质C.取100mL该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒,稀释后的溶液中c(Na+)约为0.04mol·L-1D.参阅该“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480mL含25%NaClO的消毒液,需要称量的NaClO固体质量为143g【解析】根据c=eq\f(1000ρw,M)得,c(NaClO)=eq\f(1000×1.19×25%,74.5)mol·L-1≈4.0mol·L-1,A正确;一瓶该“84消毒液”含有的n(NaClO)=1L×4.0mol·L-1=4.0mol,根据反应:CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO,吸收CO2的物质的量最多为4.0mol,即标准状况下V(CO2)=4.0mol×22.4L·mol-1=89.6L,则能吸收空气中44.8L的CO2而变质,B正确;根据稀释前后溶质的物质的量不变有100mL×4.0mol·L-1=100mL×100×c(NaClO),解得稀释后c(NaClO)=0.04mol·L-1,c(Na+)=c(NaClO)=0.04mol·L-1,C正确;应选取500mL的容量瓶进行配制,然后取出480mL,所以需要NaClO的质量为0.5L×4.0mol·L-1×74.5g·mol-1=149g,D错误。【答案】D【题后归纳】从定义式出发进行物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算(1)由定义式出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式c=eq\f(n,V)、质量分数=eq\f(溶质的质量,溶液的质量)×100%进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。(2)在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时,除利用上述方法外,我们还可以运用假设法,使问题简单化。例如:已知溶质的质量分数w,溶液的密度为ρg·cm-3,溶质的摩尔质量为Mg·mol-1,求物质的量浓度c。【变式训练】美国UNC化学教授ThomasJ.Meyer等研发了环境友好、安全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10mLNa2R溶液含Na+的数目为N,该Na2R溶液的物质的量浓度为 ()A.N×10-2mol·L-1 B.eq\f(N,1.204×1022)mol·L-1C.eq\f(N,6.02×1021)mol·L-1 D.eq\f(N,6.02×1025)mol·L-1【解析】10mL该Na2R溶液中含Na+的数目为N,则Na2R的物质的量为eq\f(N,2×6.02×1023)mol,Na2R的物质的量浓度为eq\f(N,2×6.02×1023)mol÷0.01L=eq\f(N,1.204×1022)mol·L-1。【答案】B高频考点2考查溶液的稀释与混合例2.现有100mL1mol·L-1稀盐酸,欲将其浓度变为2mol·L-1,可以采取的措施为()A.向其中通入标准状况下体积为22.4L的HCl气体B.加热蒸发使溶液体积变为50mLC.加热蒸发掉50mL水D.加入5mol·L-1盐酸100mL,再将溶液体积稀释到300mL【解析】原稀盐酸中n(HCl)原=1mol·L-1×0.1L=0.1mol。通入标准状况下体积为22.4L的HCl气体,通入的n(HCl)=eq\f(22.4L,22.4L·mol-1)=1mol,通入气体后溶液中n(HCl)后=1.1mol,通入HCl气体后溶液体积发生变化,体积未知,无法确定浓度,A错误;加热蒸发溶液时由于HCl的挥发,溶质质量减小,溶液体积变为原来的一半,稀盐酸浓度比2mol·L-1小,B错误;加热蒸发掉水时由于HCl的挥发,且加热后溶液体积未知,无法确定浓度,C错误;混合后溶液中n(HCl)=0.1mol+5mol·L-1×0.1L=0.6mol,稀释到溶液体积为300mL,c(HCl)=eq\f(0.6mol,0.3L)=2mol·L-1,D正确。【答案】D【题后归纳】1.溶液稀释定律(守恒观点)(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。(3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。2.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=eq\f(m混,ρ混)。3.不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算(1)明确各反应物、产物之间的物质的量之比。(2)巧用电荷守恒思想:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。4.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律(教师用书独具)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。(1)等质量混合两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),则混合后溶液中溶质的质量分数w=eq\f(1,2)(a%+b%)。以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。(2)等体积混合①当溶液密度大于1g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后,质量分数w>eq\f(1,2)(a%+b%)。②当溶液密度小于1g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<eq\f(1,2)(a%+b%)。【变式训练】(2023·四川雅安中学模拟)(1)将3p%的硫酸与等体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸,则p、q的关系正确的是________。①q=2p ②q>2p③q<2p ④无法确定(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸,则p、q的关系是________。①q=2p ②q>2p③q<2p ④无法确定【解析】当两者等体积混合时,设浓溶液的密度为ρ1,稀溶液的密度为ρ2,体积各为1L,则混合后w=eq\f(ρ1×1L×3p%+ρ2×1L×p%,(ρ1+ρ2)×1L)=(eq\f(3ρ1+ρ2,ρ1+ρ2))×p%=(1+eq\f(2,1+\f(ρ2,ρ1)))p%,当ρ1>ρ2时,如H2SO4溶液、HNO3溶液,w>2p%;当ρ1<ρ2时,如氨水、酒精溶液,w<2p%。【答案】(1)②(2)③高频考点3气体溶于水溶液浓度的计算例3、在t℃时,将agNH3完全溶于水,得到VmL溶液,假设该溶液的密度为ρg/mL,溶质质量分数为w,其中含有NHeq\o\al(+,4)的物质的量是bmol,下列叙述正确的是 ()A.溶质的质量分数w=eq\f(a,ρV-a)×100%B.溶质的物质的量浓度c=eq\f(1000a,35V)mol/LC.溶液中c(OH-)=eq\f(1000b,V)mol/L+c(H+)D.向上述溶液中加入VmL水,所得溶液的溶质质量分数大于0.5w【解析】溶质的质量分数w=eq\f(a,ρV)×100%,A错误;在计算时,氨水中的溶质是NH3而不是NH3·H2O,c=eq\f(n(NH3),V)=eq\f(\f(a,17),V×10-3)mol/L=eq\f(1000a,17V)mol/L,B错误;氨水中含有的阳离子为H+和NHeq\o\al(+,4),含有的阴离子只有OH-,根据电荷守恒可知C正确;由于氨水的密度小于水的密度,与水等体积混合所得稀氨水的质量大于原氨水质量的2倍,故其溶质质量分数小于0.5w,D错误。【答案】C【题后归纳】气体溶于水时物质的量浓度的计算气体溶于水,求溶液中溶质的物质的量浓度的一般思维:(设气体体积为V1,溶液体积为V2)【变式训练】在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验,其中图(a)中的烧瓶收集满了NH3,图(b)中的烧瓶HCl气体没有收集满,下列说法错误的是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)()(a)(b)A.溶质的物质的量浓度均为eq\f(1,Vm)mol·L-1(Vm表示该温度、压强下的气体摩尔体积)B.溶质物质的量浓度不相同C.溶质的质量分数不同D.图(a)、图(b)中喷泉的颜色分别为蓝色、红色【解析】由于实验中得到的溶液的体积与溶解了的气体体积相同,设溶解的气体体积为VL,则气体物质的量n(气)=eq\f(V,Vm)mol,气体物质的量浓度=eq\f(n气,V)=eq\f(1,Vm)mol·L-1,A项正确,B项错误;因所得的溶液中溶质摩尔质量不同,故它们的质量分数不相同,C项正确;石蕊遇碱性溶液呈蓝色,遇酸性溶液呈红色,D项正确。【答案】B高频考点4考查一定物质的量浓度的溶液配制题的规范书写例4、实验室需要配制0.50mol·L-1NaCl溶液480mL。按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(带砝码、最小砝码为5g)、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片同种纸片。(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体______g。(3)称量。①天平调平之后,应将天平的游码调至某个位置,请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置:②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。③称量完毕,将药品倒入烧杯中。(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,目的是___________________________________________________________________________________________________________。(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流,需要洗涤烧杯和玻璃棒2~3次是为了________________________________________________________________________。(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处,改用________加水,使溶液凹液面与刻度线相切。(7)摇匀、装瓶。【解析】配制480mL0.50mol·L-1的NaCl溶液,必须用500mL的容量瓶。m(NaCl)=0.50mol·L-1×0.5L×58.5g·mol-1≈14.6g(托盘天平精确到0.1g)。用托盘天平称量时,物品应放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。【答案】(1)500mL容量瓶胶头滴管玻璃棒(2)14.6(3)①②左盘(4)搅拌,加速NaCl溶解(5)保证溶质全部转入容量瓶中(6)1~2cm胶头滴管【题后归纳】1.找出某一考生答卷中的错误(前2个小题)失分原因分析:(1)中没有指明容量瓶的规格。(2)中[案例1]没有注意托盘天平的精确度;[案例2]忽略了没有480mL的容量瓶,必须配制500mL的溶液,按500mL溶液中的溶质进行计算。2.解决方案与规范指导配制一定物质的量浓度溶液时应注意:(1)做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已知仪器对比,就一定不会漏写某种仪器;(2)容量瓶的规格,常见的有100mL、250mL、500mL、1000mL;(3)所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。【变式训练】用NaOH固体配制450mL0.2mol/L的NaOH溶液。请回答(1)用托盘天平称量的NaOH的质量为___________(2)定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时,___________,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒摇匀。(3)下列操作会使配制的NaOH溶液浓度偏低的是___________A.定容时仰视容量瓶的刻度线B.用已经部分变质了的固体试样进行配制C.摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线D.转移洗涤液时不小心将液体洒到容量瓶外,重新配制时继续使用该未清洗的容量瓶【解析】(1)用NaOH固体配制450mL0.2mol/L的NaOH溶液应选用500mL的容量瓶,需要

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