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第二节 物质的量在化学实验中的应用,考点一物质的量物质的量浓度及有关计算 【基础回顾】 1.物质的量浓度: (1)含义:,物质的量,molL-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两大类型: (1)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 molL-1,为溶液密度,单位gcm-3,w为溶质的质量 分数,M为溶质的摩尔质量,单位gmol-1)。,(2)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: a.混合前后溶质的物质的量保持不变,即:c1V1+c2V2=c混V混(稀溶液混合时,常认为V混=V1+V2进行粗略计算)。 b.溶液质量守恒,即1V1+2V2=混V混。,【方法点拨】根据固体或气体溶解度计算物质的量浓 度的方法 根据固体或气体的溶解度计算物质的量浓度,一般使 用公式c= 。题中一般会告诉溶液的密度 (gcm-3),则问题解答的关键是如何计算溶质的质 量分数w。,(1)根据固体的溶解度计算质量分数:w= 100% (S为固体的溶解度)。,(2)根据气体的溶解度计算质量分数:设气体的溶解度 为1体积水溶解标准状况下气体V体积,则1 L水溶解标 准状况下气体V L,1 L水的质量为1 000 g,V L气体质 量为 g(M为气体摩尔质量),因此质量分数w=,若溶液密度为(gcm-3),根据气体溶解度计算物质 的量浓度:c= molL-1 = molL-1。,【思维诊断】 (正确的打“”,错误的打“”) (1)欲配制1.00 L 1.00 molL-1的NaOH溶液,可将40.0 g NaOH溶于1.00 L水中。() 提示:。40.0 g NaOH的物质的量为1 mol,但NaOH溶于1.00 L水后,所得的溶液体积不是1.00 L。,(2)32.2 g Na2SO410H2O溶于67.8 g水中,Na2SO4的质量分数为32.2%。() 提示:。32.2 g Na2SO410H2O溶于67.8 g水中所得溶液质量为100 g,但32.2 g Na2SO410H2O中Na2SO4的质量少于32.2 g,因此Na2SO4的质量分数小于32.2%。,(3)39 g Na2O2溶于水,配成1 L溶液,Na2O2的物质的量浓度为0.5 molL-1。() 提示:。Na2O2溶于水所得的溶液中溶质为NaOH,不是Na2O2。,(4)标准状况下22.4 L HCl溶于水配成1 L溶液,盐酸的物质的量浓度为1 molL-1。() 提示:。标准状况下22.4 L HCl的物质的量为1 mol,溶液体积为1 L,则物质的量浓度为1 molL-1。,(5)将1 molL-1的NaCl溶液和0.5 molL-1的BaCl2溶液按体积比12混合后,不考虑体积变化,Cl-浓度为 1 molL-1。() 提示:。1 molL-1的NaCl溶液和0.5 molL-1的BaCl2溶液中Cl-浓度均为1 molL-1,因此混合后溶液中Cl-浓度仍为1 molL-1。,(6)同浓度的三种溶液:K2SO4、FeSO4、Al2(SO4)3,其体 积比为321,则 浓度之比为323。() 提示:。K2SO4、FeSO4、Al2(SO4)3三种溶液浓度相同, 则 浓度之比为113。,【典题探究】 角度一 溶解度与物质的量浓度 【典题1】在标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为 M g mol-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为 gcm-3,则此溶液的物质的量浓度(molL-1)为 () 导学号79100005,A. B. C. D.1 000VM(MV+2 240),【探微题眼】 (1)在标准状况下,将V L A气体溶于0.1 L水中,所得 的溶液体积不是0.1 L。 (2)题中已知所得溶液密度,可根据气体的溶解度计算 溶液的质量分数,根据公式c= ,可计算溶液的 物质的量浓度。,【解析】选B。气体的物质的量为 mol,气体质量 为 g,0.1 L水的质量为100 g,所得溶液中A的质 量分数为,则此溶液的物质的量浓度c=,角度二 溶液的稀释和混合 【典题2】(2018广州模拟)将5 molL-1的Mg(NO3)2 溶液a mL稀释至b mL,稀释后 的物质的量浓度为 () A. molL-1 B. molL-1 C. molL-1 D. molL-1,【探微题眼】 (1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,即c1V1=c2V2。 (2)Mg(NO3)2溶液中, 的浓度是Mg(NO3)2浓度的2倍。,【解析】选B。将5 molL-1的Mg(NO3)2溶液a mL稀释 至b mL,稀释后硝酸根的物质的量浓度为 ,答案选B。,【归纳提升】溶质相同的两份溶液,溶质的质量分数 分别为a和b。 (1)两溶液等质量混合,则混合液的质量分数为 ; (2)两溶液等体积混合,若溶液密度大于水的密度,则 混合液的质量分数大于 ;若溶液密度小于水的密 度,则混合液的质量分数小于 。,【题组过关】 1.(2018成都模拟)下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 molL-1的是() A.将40 g NaOH溶解于1 L水中配成的溶液 B.将80 g SO3溶于水并配成1 L溶液 C.将0.5 molL-1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水后的溶液 D.含K+为2 mol 的K2SO4溶液,【解析】选B。A项,溶液体积不是1 L,浓度不是 1 molL-1,错误;C项,蒸发掉50 g水后,溶液的 体积不是50 mL,错误;D项,未指明溶液体积,错误。,2.室温下将一定量铜粉加入100 mL硫酸和硫酸铁混合 溶液中,铜粉完全溶解,不考虑盐的水解和溶液体积变 化,所得溶液中Fe3+、Cu2+、H+的物质的量浓度相同。 此时溶液的pH=1,则溶液中c( )为() 导学号79100006 A.0.2 molL-1B.0.3 molL-1 C.0.4 molL-1D.0.5 molL-1,【解析】选D。溶液的pH=1,即c(H+)=0.1 molL-1,根 据题意和电荷守恒可知3c(Fe3+)+2c(Cu2+)+c(H+)+ 2c(Fe2+)=2c( ),且溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离 子的物质的量浓度相等,结合反应方程式Cu+2Fe3+= Cu2+2Fe2+可知,c(Fe2+)=0.2 molL-1,可解得c( ) =0.5 molL-1,D项正确。,【加固训练】 1.把如图标签所示的两份溶液混合后注入如图容量瓶中并达到图示状态。则该瓶溶液中H+的物质的量浓度是(),A.0.21 molL-1B.0.42 molL-1 C.0.56 molL-1 D.0.26 molL-1,【解析】选B。根据题意,两份硫酸溶液混合后,加水 稀释到500 mL。则c(H+)= =0.42 molL-1。,2.浓度为2 molL-1的盐酸V L,欲使其浓度变为4 molL-1,以下列出的方法中可行的是() A.通入标准状况下的HCl气体44.8 L B.将溶液加热蒸发浓缩至0.5V L C.蒸发掉0.5V L水 D.加入10 molL-1盐酸0.6V L,再将溶液稀释至2V L,【解析】选D。溶液中通入HCl,则溶液体积会发生变 化,且HCl的物质的量不一定是原来的2倍,A错误;蒸发 浓缩盐酸时HCl要挥发,B、C均错误;D项, =4 molL-1,D正确。,考点二一定物质的量浓度溶液的配制 【基础回顾】 1.主要仪器: (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。 构造及用途:,刻度线,50 mL,250 mL,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)配制过程。 (以配制500 mL 1.00 molL-1 NaOH溶液为例),20.0,托盘天平,烧杯,冷却至室温,500,23,12 cm,凹液,面最低处与刻度线相切,(2)实验误差。(用“偏高”“偏低”或“无影响”填空),偏低,偏低,偏低,无影响,偏高,【方法点拨】溶液配制过程“四个数据” (1)药品的质量:实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只能称准到0.1 g,所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如0.1 mol NaCl需要称量的质量为5.9 g,不是5.85 g。,(2)容量瓶的规格:选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大,如需用220 mL NaOH溶液,则应该选择250 mL容量瓶。 回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格,如回答“250 mL容量瓶”时,不能只回答“容量瓶”。,(3)洗涤烧杯、玻璃棒23次:移液时洗涤烧杯、玻璃棒23次是为了确保溶质全部转移入容量瓶中,否则会导致溶液浓度偏低。 (4)液面离容量瓶颈刻度线下12 cm:定容时,当液面离容量瓶颈刻度线下12 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,否则容易导致液体体积超过刻度线,溶液浓度偏低。,【思维诊断】 (正确的打“”,错误的打“”) (1)NaOH固体放入小烧杯中,然后加入蒸馏水,为防止氢氧化钠溶液与空气中的CO2反应,溶解后应立即转移到容量瓶中。() 提示:。NaOH固体溶解后,溶液应冷却至室温再转移到容量瓶中。,(2)摇匀后,液面位于刻度线以下,应再加水至刻度线。() 提示:。摇匀后,液面位于刻度线以下,是因为有部分溶液沾附到了刻度线以上部分,所配溶液浓度准确,若再加水则溶液浓度偏低。,(3)配制2 molL-1 Na2CO3溶液950 mL时,应选1 000 mL 容量瓶,称取Na2CO310H2O 572.0 g。() 提示:。实验室需要950 mL溶液,由于没有950 mL的容 量瓶,则只能配制1 000 mL溶液。n(Na2CO3)=2 molL-1 1 L=2 mol,m(Na2CO310H2O)=286 gmol-12 mol =572.0 g。,(4)配制0.100 0 molL-1氯化钠溶液时,两次用玻璃棒的作用相同。() 提示:。溶解过程中使用玻璃棒搅拌加速溶解,转移溶液时使用玻璃棒引流。,(5)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小。() 提示:。定容时俯视刻度线,则所配溶液未达到刻度线,导致溶液浓度偏大。,(6)用量筒量取20 mL 0.500 0 molL-1 H2SO4溶液于烧杯中,加水80 mL,配制成0.100 0 molL-1 H2SO4溶液。() 提示:。20 mL硫酸与80 mL水混合,溶液体积不是100 mL,并且稀释硫酸时应把硫酸加入水中。,【题组过关】 1.(RJ必修1P17改编题)常温下,将10 mL 0.5 molL-1 的NaOH溶液加水稀释到500 mL,关于稀释后溶液的叙述 不正确的是() A.物质的量浓度为0.01 molL-1 B.从中取出10 mL,溶液的pH=12 C.含有0.2 g NaOH D.加入5 mL 1 molL-1的醋酸溶液,溶液的pH=7,【解析】选D。稀释过程中,NaOH的物质的量不变,因此 有0.5 molL-10.01 L=0.5 Lc,则c=0.01 molL-1, A正确。从中取出10 mL,浓度仍为0.01 molL-1,因此 pH=12,B正确。溶液中n(NaOH)=0.5 molL-10.01 L =0.005 mol,m(NaOH)=40 gmol-10.005 mol=0.2 g, C正确。加入5 mL 1 molL-1的醋酸溶液,则NaOH与醋酸 恰好完全中和生成CH3COONa,CH3COONa水解,溶液pH7, D错误。,2.(2018衡水模拟)某同学用烧碱固体配制0.1 molL-1 的NaOH溶液500 mL,下列说法正确的是() 导学号79100007 A.该同学使用的玻璃仪器共有3种 B.该同学配制溶液时忘记冷却,使配制溶液浓度偏小,C.该同学定容时不慎超过刻度线,他用胶头滴管吸出一些至刻度线,则配制溶液浓度偏低 D.该同学在托盘上放置两张称量纸称量样品,由于样品吸水使结果偏高,【解析】选C。用烧碱固体配制一定浓度的溶液应使用的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等,A错误;配制溶液时未冷却就进行定容,则容易使浓度偏大,B错误;NaOH不能放在纸上称量,并且由于NaOH容易潮解,会有部分NaOH粘附在纸上,造成溶液浓度偏低,D错误。,【加固训练】 1.配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是() A.容量瓶用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接用于配制溶液 B.配制一定物质的量浓度的稀盐酸时,用量筒量取9.82 mL浓盐酸,C.配制1 L 0.1 molL-1的NaCl溶液时,用托盘天平称量5.85 g NaCl固体 D.定容时,为防止液滴飞溅,胶头滴管紧贴容量瓶内壁,【解析】选A。量筒读数只能到0.1 mL,B错误;托盘天平读数只能到0.1 g,C错误;用胶头滴管滴加液体,不能让胶头滴管接触容量瓶内壁,防止溶液污染,D错误。,2.下图是某同学用500 mL容量瓶配制0.10 molL-1 NaOH溶液的过程:,该同学配制过程中的错误有() A.1处B.2处C.3处D.4处,【解析】选C。第步不能把NaOH放在称量纸上称量;第步玻璃棒应接触容量瓶内壁刻度线以下的部分;第步定容时应平视刻度线。,3.用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16 gcm-3)配制成1 molL-1的稀盐酸。现实验室需这种盐酸 220 mL,试回答下列问题: (1)配制稀盐酸时,应选用容量为_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.5 mLB.10 mLC.25 mLD.50 mL,(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250 mL 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12 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的液面最低处与瓶颈的刻度标线相切。,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至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)。,【解析】c(HCl)= = =11.6 molL-1。 加水稀释前后HCl的物质的量不变,所以11.6 molL-1 V(HCl)=250 mL1 molL-1,解得V(HCl)21.6 mL, 应该选择25 mL的量筒量取。 答案:(1)250(2)21.6C(3),考点三溶解度及溶解度曲线 【基础回顾】 1.溶解度:,100g,饱和状态,g,增大,减小,增大,2.溶解度曲线: (1)常见物质的溶解度曲线。,(2)溶解度曲线的含义。 不同物质在各温度时的溶解度不同。 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。 能很快比较出两种物质在某温度时溶解度的大小。 能反映出溶解度随温度的变化趋势。,3.溶解度大小与除杂: (1)提纯溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取 _、趁热过滤的方法。如除去NaCl溶液中含 有少量KNO3,可经上述操作得到NaCl固体,重新溶解得 到纯净NaCl溶液。,蒸发结晶,(2)提纯溶解度受温度影响较大的物质(或结晶水合物)采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法。如除去KNO3溶液中的少量NaCl,经上述操作可得纯净KNO3,溶于水可得纯净KNO3溶液。,【思维诊断】(正确的打“”,错误的打“”) (1)因为KNO3的溶解度大,故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl。() 提示:。除去KNO3中混有的NaCl应用蒸发结晶,趁热过滤的方法。,(2)向室温下饱和Na2CO3溶液中加入Na2CO3固体后冷却至室温,其物质的量浓度变大。() 提示:。向饱和Na2CO3溶液中加入Na2CO3固体,则溶液仍为该温度下的饱和溶液,则物质的量浓度不变。,(3)25时,将26 g NaOH溶于100 g水中制成溶液,则NaOH的溶解度为26 g。() 提示:。26 g NaOH溶于100 g水中制成溶液,无法确定溶液是否饱和,如溶液不饱和,则NaOH的溶解度不是26 g。,(4)20 时,100 g NaCl饱和溶液中含有26.5 g NaCl,因此NaCl在20 时的溶解度为26.5 g。() 提示:。溶解度是指溶质在100 g水中溶解达到饱和时所溶解的溶质的质量,不是溶液质量为100 g。,【题组过关】 1.如图是NaCl、MgSO4的溶解度曲线。下列说法正确的是导学号79100008(),A.只有在t1 时,NaCl和MgSO4的溶解度才相等 B.t1t2 ,MgSO4的溶解度随温度升高而减小 C.在t2 时,MgSO4饱和溶液的溶质质量分数最大 D.把MgSO4饱和溶液的温度从t3 降至t2 时,有晶体析出,【解析】选C。在t1 、t3 时,NaCl、MgSO4的溶解 度都相等,A错误;t2 之前,MgSO4的溶解度随温度的 升高而增大,t2 之后,随温度的升高而减小,B错 误;w= 100%,S越大,w越大,C正确;把MgSO4饱 和溶液的温度从t3 降至t2 时,由饱和溶液变成不 饱和溶液,不会有晶体析出,D错误。,2.(2017全国卷T27改编)有关物质的溶解度如图所示。向Na2Cr2O7中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。,a.80 b.60 c.40 d.10 ,【解析】由图示可知,温度越低,K2Cr2O7的溶解度越小,析出重铬酸钾固体越多,故d项正确。 答案:d,
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