第二节溶液组成的定量表示（导学案）

第二节溶液组成的定量表示一、知识目标1.掌握溶液组成的表示方法——溶质质量分数，能进行溶质质量分数的简单计算。2.学会配制一定溶质质量分数的溶液，进一步熟练药品取用、托盘天平、量筒的操作。3.了解溶液组成的定量表示在工农业生产生活中的应用，能解决相关的实际问题。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识溶液的组成和性质，从微观角度理解溶质质量分数的含义。2.证据推理与模型认知：通过计算和实验，建立溶质质量分数的计算模型，培养逻辑推理能力。3.科学探究与创新意识：通过配制一定溶质质量分数的溶液，培养实验操作能力和创新思维。一、学习重点1.溶质质量分数的计算。2.学会配制一定溶质质量分数的溶液。二、学习难点与化学反应方程式计算相结合的溶质质量分数的计算。一、溶液组成的表示方法活动一：生活中溶液浓度的应用问题探究：请查找资料，列举至少三个生活中需要精确控制溶液浓度的例子，并说明控制浓度的重要性？（合理即可）答案：（合理即可）例如，在农业上，用一定浓度的农药溶液喷洒农作物，浓度过高会伤害农作物，浓度过低则达不到除虫防病的效果；在医疗上，生理盐水的浓度必须是0.9%，若浓度不当会对人体造成危害；在电镀工业中，电镀液的浓度会影响镀层的质量和性能。活动二：溶液浓度对化学反应的影响归纳总结：查找相关资料，了解溶液浓度对化学反应速率和产物有哪些影响，并举例说明。（合理即可）答案：一般来说，溶液浓度越大，化学反应速率越快。例如，在实验室制取二氧化碳时，用较浓的盐酸与大理石反应，产生气泡的速率比用稀盐酸快。另外，溶液浓度不同，反应产物可能不同，如铜与不同浓度的硝酸反应，浓硝酸生成二氧化氮，稀硝酸生成一氧化氮。二、溶液的配制回顾复习：托盘天平、量筒、胶头滴管等仪器的操作要领1.托盘天平使用要领：使用前准备——检查水平，游码归零，清理台面；调节平衡——平衡螺母调节，指针摆动幅度；称量步骤——左物右码，砝码顺序，镊子使用；读数方法——砝码总质量加游码；使用后整理——归位砝码，清洁天平。2.量筒使用要领：使用前准备——根据所需液体体积选择合适量程，减少误差；使用步骤——倒入液体，倒液时沿量筒内壁缓慢倒入，避免溅出。接近刻度时改用胶头滴管滴加，防止过量。正确读数，视线与液体凹液面最低处保持水平，仰视或俯视会导致读数偏差（仰视偏小，俯视偏大）。读数时量筒保持静止，避免晃动；使用后整理——量筒仅用于测量液体体积，不可加热或作为反应容器。实验后立即清洗量筒，去除残留液体，避免腐蚀。3.胶头滴管使用要领：要先将胶头捏扁后，再将滴管插入试剂瓶中。滴加液体时要垂悬在容器口正上方，不能伸入容器，也不能与容器壁接触。一、溶液组成的表示方法活动一：溶质质量分数概念理解问题探究：现有一杯溶液，溶质质量为10g，溶液质量为50g，求该溶液的溶质质量分数？答案：根据溶质质量分数公式：溶质质量分数=溶质质量/溶液质量×100%，将溶质质量10g和溶液质量50g代入公式，可得溶质质量分数=10g/50g×100%=20%。活动二：溶质质量分数公式推导与应用问题探究1：已知某氯化钠溶液的溶质质量分数为15%，溶液质量为200g，求该溶液中溶质的质量。答案：根据溶质质量与溶液质量、溶质质量分数的关系：溶质质量=溶液质量×溶质质量分数，可得溶质质量=200g×15%=30g。问题探究2：把50g质量分数为98%的浓硫酸稀释成质量分数为20%的稀硫酸，需要加水的质量是多少？答案：设稀释后溶液质量为x，根据稀释前后溶质质量不变，可得50g×98%=x×20%，解得x=245g。则需要加水的质量为245g50g=195g。活动三：溶液组成定量表示的实际应用问题探究1：农业上常用质量分数为16%的氯化钠溶液来选种。若要配制200kg这种溶液，需要氯化钠和水的质量各是多少？答案：需要氯化钠的质量为200kg×16%=32kg，需要水的质量为200kg32kg=168kg。问题探究2：现有100g质量分数为10%的蔗糖溶液，要使其质量分数变为20%，可以采取哪些方法？（写出两种）。答案：方法一：设加入蔗糖的质量为x，则(100g×10%+x)/(100g+x)×100%=20%，解得x=12.5g，即加入12.5g蔗糖。方法二：设蒸发水的质量为y，则(100g×10%)/(100gy)×100%=20%，解得y=50g，即蒸发50g水。二、溶液的配制活动一：配制溶液的计算与操作问题探究1：实验室要配制100g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，计算需要氢氧化钠的质量和水的体积（水的密度为1g/mL）？答案： 需要氢氧化钠的质量为100g×10%=10g，需要水的质量为100g10g=90g，根据密度公式ρ=m/V，可得水的体积V=m/ρ=90g/(1g/mL)=90mL。问题探究2：配制一定溶质质量分数的溶液时，下列操作会导致所配溶液溶质质量分数偏大的是（）A.砝码生锈B.量取水时仰视读数C.药品与砝码位置放反D.食盐不纯答案：A选项，砝码生锈会使砝码质量偏大，导致称取的溶质质量偏大，从而使溶质质量分数偏大；B选项，量取水时仰视读数会使量取的水的体积偏大，溶质质量分数偏小；C选项，药品与砝码位置放反会使称取的溶质质量偏小，溶质质量分数偏小；D选项，食盐不纯会使溶质质量偏小，溶质质量分数偏小。所以答案选A。问题探究3：某同学配制一定溶质质量分数的溶液时，发现所配溶液溶质质量分数偏小，可能的原因是（）A.量取蒸馏水时俯视读数B.砝码生锈C.食盐中含有不溶性杂质D.装瓶时溶液洒出答案：A选项，量取蒸馏水时俯视读数会使量取的水的体积偏小，溶质质量分数偏大；B选项，砝码生锈会使称取的溶质质量偏大，溶质质量分数偏大；C选项，食盐中含有不溶性杂质会使溶质质量偏小，溶质质量分数偏小；D选项，装瓶时溶液洒出对溶质质量分数没有影响。所以答案选C。1.溶质质量分数公式：溶质质量分数=溶质质量/溶液质量×100%。含义：在100份质量的溶液里有多少份质量的溶质。注意事项：只表示质量比，单位要统一，溶质质量是指被溶解的部分。其他相关公式：溶液质量=溶质质量/溶质质量分数；溶液质量=溶液密度×溶液体积；溶液质量=溶质质量+溶剂质量；溶质质量=溶液质量×溶质质量分数。2.溶液配制配制一定溶质质量分数溶液的步骤为：计算、称量、溶解、装瓶。溶质质量分数偏大的原因：砝码生锈、向烧杯中倾倒水时有水溅出、量取水时俯视读数、称重时托盘天平的指针偏右等；溶质质量分数偏小的原因：砝码破损、量取水时仰视读数、药品与砝码位置放反、食盐不纯等。1.从植物“地不容”中提取抑制新冠病毒的新药一千金藤素，需用到5%的Na₂CO₃溶液。若配制100g该溶液，需要称取Na₂CO₃的质量为（）A．95gB．90gC．20gD．5g【答案】D【解析】根据溶质质量=溶液质量×溶质质量分数，配制100g5%的Na₂CO₃溶液，需要称取Na₂CO₃的质量为100g×5%=5g，所以答案选D。2.有40g质量分数为5%的CaCl₂溶液，若将其质量分数增大到10%，应采用的方法是（）A.加入2gCaCl₂固体B.把溶剂蒸发掉一半C.加入20g溶剂D.加入40g溶质质量分数为15%的CaCl₂溶液【答案】D【解析】40g质量分数为5%的CaCl₂溶液中溶质质量为40g×5%=2g，溶剂质量为40g2g=38g。A．加入2gCaCl₂固体后，溶质质量分数为((2g+2g)/(40g+2g)×100%≈9.5%%)，A错误；B．把溶剂蒸发掉一半，溶剂质量变为38g÷2=19g，溶质质量分数为(2g/(2g+19g)×100%≈9.5%%)，B错误；C．加入20g溶剂，溶质质量分数变小，C错误；D．加入40g溶质质量分数为15%的CaCl₂溶液，混合后溶质质量为(2g+40g×15%=8g)，溶液质量为40g+40g=80g，溶质质量分数为(8g/80g×100%=10%)，D正确。3.向100g10%的NaOH溶液中加入12.5gNaOH固体，完全溶解后，所得溶液中溶质质量分数为（）A.12.5%B.20%C.22.5%D.25%【答案】B【解析】100g10%的NaOH溶液中溶质质量为100g×10%=10g，加入12.5gNaOH固体后，溶质总质量为10g+12.5g=22.5g，溶液总质量为100g+12.5g=112.5g，所得溶液中溶质质量分数为(22.5g/112.5g×100%=20%)，所以答案选B。4.将一定量的下列固体放入适量水中，能形成溶液且温度明显升高的是（）A．CaCO₃B．NaOHC．NaClD．NH₄NO₃【答案】B【解析】A．CaCO₃难溶于水，不能形成溶液，A错误；B．NaOH溶于水放出大量的热，溶液温度明显升高，且能形成溶液，B正确；C．NaCl溶于水温度变化不大，C错误；D．NH₄NO₃溶于水吸收热量，溶液温度降低，D错误。5.将10g质量分数为98%的浓硫酸配制成10%的稀硫酸。有关步骤的说法正确的是（）A．计算需水98gB．量取水时，仰视读数C．将水注入浓硫酸中，并不断搅拌D．配制好后，装瓶贴标签【答案】D【解析】A．10g质量分数为98%的浓硫酸中溶质质量为10g×98%=9.8g，配制成10%的稀硫酸，溶液质量为(9.8g/10%=98g)，需要水的质量为98g10g=88g，A错误；B．量取水时仰视读数，会使量取的水的体积偏大，导致溶质质量分数偏小，B错误；C．稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌，不能将水注入浓硫酸中，C错误；D．配制好后，装瓶贴标签，D正确。6.实验室配制质量分数为6%的NaCl溶液，除托盘天平、玻璃棒、药匙、量筒、胶头滴管外，还需要的仪器是（）A．烧杯B．酒精灯C．铁架台D．蒸发皿【答案】A【解析】配制一定质量分数的溶液的步骤是计算、称量、溶解，在溶解过程中需要在烧杯中进行，用玻璃棒搅拌加速溶解，所以还需要的仪器是烧杯，答案选A。7.某同学配制100g质量分数为11%的葡萄糖溶液，下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是（）A．用托盘天平称葡萄糖时，砝码放在左盘B．转移葡萄糖时，纸上有少量残留C．用量筒量取水时，俯视液面D．配好溶液装入试剂瓶时，有少量洒出【答案】C【解析】A．用托盘天平称葡萄糖时，砝码放在左盘，若使用了游码，会使称取的葡萄糖质量偏小，溶质质量分数偏小，A错误；B．转移葡萄糖时，纸上有少量残留，会使溶质质量偏小，溶质质量分数偏小，B错误；C．用量筒量取水时，俯视液面，会使量取的水的体积偏小，溶质质量分数偏大，C正确；D．配好溶液装入试剂瓶时，有少量洒出，溶液具有均一性，溶质质量分数不变，D错误。8.某实验小组用质量分数为6%的氯化钠溶液（密度约为1.04g/cm³）和水（密度约为1g/cm³）配制50g质量分数为3%的氯化钠溶液，下列说法错误的是（）A．实验的主要步骤有计算、量取、混匀、装瓶贴标签B．计算需要6%的氯化钠溶液的质量是25g（约24.0mL），水的质量是25gC．实验中用到的玻璃仪器有量筒、试剂瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管D．配置好的溶液装入试剂瓶时有液体溅出，溶质的质量分数变小【答案】D【解析】A．配制一定质量分数的溶液的主要步骤有计算、量取、混匀、装瓶贴标签，A正确；B．设需要6%的氯化钠溶液的质量为x，则(x×6%=50g×3%)，解得x=25g，其体积为(25g÷1.04g/cm³≈24.0cm³=24.0mL)，需要水的质量为50g25g=25g，B正确；C．实验中用到的玻璃仪器有量筒、试剂瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，C正确；D．溶液具有均一性，配置好的溶液装入试剂瓶时有液体溅出，溶质的质量分数不变，D错误。9.实验室选用下列仪器配置50g质量分数为6%的氯化钠溶液。（1）所需氯化钠固体的质量为______g。（2）完成该实验，上图中有一种仪器不必用到，该仪器的名称______。（3）若其他操作正确，量取水时俯视读数，对结果会造成什么影响？【答案】（1）3.0；（2）漏斗；（3）导致所配溶液溶质质量分数偏大【解析】（1）所需氯化钠固体的质量为50g×6%=3.0g；（2）配制溶液不需要过滤操作，所以不必用到的仪器是漏斗；（3）量取水时俯视读数，会使量取的水的体积偏小，溶质质量不变，溶液质量偏小，导致所配溶液溶质质量分数偏大。10.实验室配制50g质量分数为3%的NaCl溶液，操作示意图如下、请回答：（1）图中使用到的玻璃仪器有______、量筒、玻璃棒、广口瓶四种。（2）图示中正确的操作顺序为____________（填序号）。（3）溶解时用玻璃棒搅拌的目的是______。（4）取10g配制好的质量分数为3%的NaCl溶液，稀释成质量分数为1%的NaCl溶液，需加水______g。【答案】（1）烧杯；（2）②①⑤③④；（3）加速溶解；（4）20【解析】（1）图中使用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、广口瓶四种；（2）配制溶液的步骤是计算、称量、溶解、装瓶，所以正确的操作顺序为②①⑤③④；（3）溶解时用玻璃棒搅拌的目的是加速溶解；（4）设需加水的质量为x，根据稀释前后溶质质量不变，可得(10g×3%=(10g+x)×1%)，解得x=20g。11.在实验操作考试中，小明的考试题目是配制50g溶质质量分数为6%的NaCl溶液（已知ρ水＝1g/mL），请回答下列问题：（1）小明应称取NaCl固体_g。在称量的过程中，发现托盘天平的指针向左偏转，此时小明应该（填字母序号）____________。A．增加适量NaClB．减少适量NaClC．增加砝码D．调节天平平衡螺母（2）量取蒸馏水时，小明应选择（填“20mL”或“50mL”或“100mL”）____的量筒。（3）下列因素会造成小明所配溶液溶质质量分数偏小的是（填字母序号）____。A．量取蒸馏水时仰视读数B．量取蒸馏水时俯视读数C．将称量好的NaCl固体转移至烧杯时，NaCl洒落D．配好的溶液转移到试剂瓶时，部分溶液溅出【答案】（1）3；B；（2）50mL；（3）AC【解析】（1）应称取NaCl固体的质量为50g×6%=3g；称量时指针向左偏转，说明氯化钠质量偏大，应减少适量NaCl，选B；（2）需要水的质量为50g3g=47g，水的体积为47g÷1g/mL=47mL，应选择50mL的量筒；（3）A．量取蒸馏水时仰视读数，会使量取的水的体积偏大，溶质质量分数偏小，A正确；B．量取蒸馏水时俯视读数，会使量取的水的体积偏小，溶质质量分数偏大，B错误；C．将称量好的NaCl固体转移至烧杯时，NaCl洒落，会使溶质质量偏小，溶质质量分数偏小，C正确；D．配好的溶液转移到试剂瓶时，部分溶液溅出，溶液具有均一性，溶质质量分数不变，D错误。12.将100g25%的硝酸钾溶液用水稀释成溶质质量分数为10%的溶液。求稀释所需水的质量。【答案】解：设稀释后溶液的质量为x100g×25%=x×10%x=250g250g100g=150g答：稀释需要水的质量为150g【解析】根据稀释前后溶质质量不变，设稀释后溶液的质量为x，可列出方程(100g×25%=x×10%)，解得x=250g，那么需要水的质量为250g100g=150g。考点1溶质质量分数1.某注射用生理盐水的标签如图所示。下列说法正确的是氯化钠注射液（0.9%生理盐水）【成分】氯化钠、水【规格】500mL，质量分数0.9%【密度】1.0g/mLA．该瓶盐水中含4.5g氯化钠B．配制该瓶盐水需要500mL水C．将该盐水长时间放置，氯化钠会从中分离出来D．将该瓶盐水倒出一半，溶质质量分数变为0.45%【答案】B【解析】A．该瓶盐水中含有氯化钠的质量为500mL×1.0g/mL×0.9%=4.5g，故A正确；B．结合A选项，配制该瓶盐水需要水的体积为[500mL×1.0g/mL×(10.9%)]/1.0g/mL=495.5mL，故B错误；C．溶液具有均一、稳定性，则将该盐水长时间放置，氯化钠不会从中分离出来，故C错误；D．溶液具有均一、稳定性，将该瓶盐水倒出一半，溶质质量分数不会变，故D错误。2.某葡萄糖（C6H12O6）注射液的标签如图所示。(1)葡萄糖中碳元素的质量分数为%；(2)要把10g这种葡萄糖溶液稀释为溶质质量分数为2%的溶液，稀释所需水的质量为g。【答案】(1)40；(2)15【解析】（1）葡萄糖中碳元素的质量分数=72/180×100%=40%；（2）稀释前后溶质的质量不发生改变，设稀释所需水的质量为x，10g×5%=（10g+x）×2%，解得x=15g。3.实验室常用溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液制取氧气。（1）某兴趣小组打算用如图所示的整瓶溶液配制溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液，需加水____________g。（2）在配制过程中，他们发现试剂瓶内壁附着不少气泡，由此推断该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数小于30%，依据是________________________。（3）为测定该瓶溶液的溶质质量分数，他们取35g该溶液放入锥形瓶中并加入一定量的二氧化锰。不同时间电子秤的读数如下表所示（不考虑H2O逸出）：反应时间/min0123456锥形瓶+瓶内物质的总质量/g340.00338.78335.64335.2335.20335.20335.20请回答：①反应生成氧气的总质量为___________g。②该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数是多少？（写出计算过程，结果保留到0.1%）【答案】（1）1000；（2）过氧化氢溶解常温下即可分解产生氧气（合理即可）；（3）①4.8g；29.1%【解析】（1）解：设需要加水的质量为x500g×30%=（500g+x）×10%x=1000g（2）过氧化氢溶液常温下分解产生气泡，附着在试剂瓶内壁。溶液的质量分数减小。（3）①生成氧气的质量340.00g335.20g=4.8g②解：设该瓶过氧化氢溶解中溶质的质量为x。2H2O2MnO22H2O+O2↑6832x4.8g68X=10.2g该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数为10.答：该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数29.1%。考点2溶液的配制4.同学们在实验室配制100g16%的氯化钠溶液。配制过程如图所示，下列说法错误的是A．操作不正确的步骤是①