第三课时 物质的量浓度
学习目标
1.能从宏观和微观的角度理解物质的量浓度的含义及其微观粒子间的关系。
2.了解容量瓶的特点、用途及使用注意事项,掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作, 建立实验误差分析思维模型,并能应用模型解决实际问题。
知识导学
一、物质的量浓度
1.含义
用来表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量。符号为cB,常用单位为mol·L-1(或mol/L)。(B表示各种溶质)
2.表达式:cB=V(nB)。如1 L溶液中含有1 mol溶质,溶质的物质的量浓度就是1mol·L-1。注意:公式cB=V(nB)中V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。
【核心归纳】
1.关于物质的量浓度计算的注意事项
(1)一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取体积不同而变化,溶质组成中的离子浓度c(离子)=c(溶质)×离子个数。
(2)找准溶质。比如Na2O溶于水,溶质是NaOH而不是Na2O。
(3)表达式中的体积(V)是指溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质与溶剂的体积之和。
(4)若将气体通入溶液中,则不能将气体体积与溶剂体积进行简单加和。例如:将1 L HCl气体(标准状况)通入1 L 1 mol·L-1盐酸中,盐酸的体积将发生变化,既不等于1 L,也不等于2 L,准确的体积需要通过计算求得。
(5)溶液与溶液相混合,除特殊说明溶液体积可相加外,其他情况仍用公式V溶液=ρ溶液(m溶液)计算。
2.溶液的稀释与混合的物质的量浓度计算
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2,溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
(2)同一溶质、不同浓度的溶液混合,在混合前后溶质的质量、物质的量保持守恒,溶液的质量保持守恒,但溶液的体积一般不守恒。
(3)混合后溶液的体积:若指出不考虑溶液体积改变,可认为是原溶液的体积之和;若给出混合后溶液的密度,应根据V混)=ρ(混)(m(混))= ρ混(ρ1V1+ρ2V2)来计算。
3.物质的量浓度与溶质的质量分数之间求算题目的解题思路一般有两个出发点:
①由定义式出发:物质的量浓度定义的表达式为c= V(n),由此知,欲求c,先求n及V。
②由变换式出发:已知质量分数w和溶液密度ρ(或质量与体积),由换算公式c= M(1 000ρw)计算c。
物质的量浓度的基本计算思维模型
【典型例题】
例1.游泳池里的水一般常加适量的硫酸铜,用以杀灭其中的细菌,而对游泳者的身体无害。现取一水样300 mL,经分析其中含有0.019 2 g Cu2+,则水样中硫酸铜的物质的量浓度为________mol·L-1。
例2.1 L 1 mol·L-1的NaCl溶液,从中各取出100 mL和10 mL,则取出溶液中溶质物质的量浓度分别为________、________;所含溶质的物质的量分别为________、________。
例3.(1)62 g Na2O溶于水配成1 L溶液,溶质的物质的量浓度为__________。
(2)250 g胆矾溶于水得到1 L溶液,所得CuSO4溶液中溶质的物质的量浓度为________。
(3)0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液中的Na+浓度与0.3 mol·L-1 NaCl溶液中的Na+浓度________(填相等或不相等)。
(4)100 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液中含H2SO4________ mol,含H+________个。
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
1.物质的量与各物理量之间的关系
(1)图示关系:
(2)计算公式:
①已知物质的质量:n(B)=M(B)(m(B));
②已知标准状况时的气体体积:n(B)=Vm(V[B(g)]);
③已知物质的粒子数:n(B)=NA(N(B));
④已知溶液中的物质的量浓度:n(B)=c(B)·V[B(aq)]。
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
化学计量数之比
2∶2∶2∶1
扩大NA倍之后
2NA∶2NA∶2NA∶NA
物质的量之比
2__mol∶2__mol∶2__mol∶1__mol
结论
化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的粒子数之比=各物质的物质的量之比
【核心归纳】物质的量应用于化学方程式计算的解题模型
(1)建模依据
化学方程式:H2+Cl2点燃(=====)2HCl
①分子数之比为1∶1∶2;②化学计量数之比为1∶1∶2;③扩大NA倍之比为1∶1∶2;
④物质的量之比为1∶1∶2;⑤气体体积之比为1∶1∶2。
(2)解题步骤
第一步:数据预处理,将题给其它物理量转化为对应物质的物质的量;
第二步:建立已知量与未知量之间的关系;
第三步:根据题目要求,再将待求物质的物质的量转化为所求的物理量。
例1.100 mL溶液中溶有0.1 mol HCl和0.1 mol AlCl3,则该溶液中Cl-的物质的量浓度为( )
A.0.3 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1
C.3.0 mol·L-1 D.4.0 mol·L-1
例2.某市售盐酸的质量分数为36.5%,密度为1.18 g·cm-3,该盐酸中溶质的物质的量浓度是( )
A.3 mol·L-1 B.8.4 mol·L-1
C.11.8 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
例3.标准状况下,11.2 L HCl气体溶于水形成500 mL溶液。
(1)所得盐酸的物质的量浓度为________。
(2)向其中加入________ g NaOH才能中和完全。
(3)若不考虑加入NaOH对体积造成的影响,所得NaCl的物质的量浓度为________。
(4)再向其中至少加入________ mL密度为1.7 g·cm-3,质量分数为25%的AgNO3溶液可使Cl-完全沉淀。
一定物质的量浓度溶液的配制
1.配制一定物质的量浓度溶液专用仪器——容量瓶 (1)容量瓶的结构与规格
(2)容量瓶的使用注意事项 ①使用前要检验容量瓶是否漏水。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转 180°→倒立→查漏。 ②使用后应将容量瓶洗净、晾干。 2.配制 100 mL 1.00 mol·L -1 的氯化钠
3.一定物质的量浓度溶液配制速记口诀 算称量取步骤清,溶解转移再定容; 室温洗涤莫忘记,摇匀贴签移瓶中。
4.容量瓶使用一查五忌一原则
5.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1).配制 100 mL 1.00 mol·L -1的氯化钠溶液常出现的误差
例 1.某校化学兴趣小组在实验室中发现一瓶溶液,标签上标有CaCl2,0.1 mol·L -1的字 样,下面是该小组成员对该溶液的叙述,正确的是
( ) A.配制 1 L 该溶液,可将 0.1 mol CaCl2溶于 1 L 水中
B.Ca 2+和 Cl-的物质的量浓度都是 0.1 mol·L -1
C.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所得溶液的物质的量浓度为 0.05 mol·L -1
D.将该瓶溶液稀释一倍,则所得溶液的 c(Cl- )为 0.1 mol·L -1
例 2.用氢氧化钠固体配制 1.0 mol·L -1的溶液 220 mL,下列说法正确的是( )
A.需先称取氢氧化钠固体 8.8 g
B.氢氧化钠在烧杯中溶解后,要立即转移至容量瓶
C.溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒用蒸馏水洗涤 2~3 次,并将洗涤液转移至容量瓶 D.定容后将溶液振荡摇匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加水至刻度线
例 3.下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.配制烧碱溶液时,没有洗涤溶解烧碱的烧杯和玻璃棒
D.配制烧碱溶液时,烧碱溶解后未经冷却即注入容量瓶并加水至刻度线
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