高中化学第一章从实验学化学第二节化学计量在实验中的应用第3课时物质的量在化学实验中的应用课件新人教版.ppt

第3课时物质的量在化学实验中的应用物质的量浓度的有关计算 学习目标 1 了解物质的量浓度的含义 2 掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作 3 掌握容量瓶的使用方法 4 掌握物质的量浓度的有关计算 新知预习 一 物质的量浓度什么是物质的量浓度 其单位 符号及表达式是怎样的 1 物质的量浓度用来表示 溶液里所含溶质B的 多少的物理量 符号 cB 单位 2 表达式cB 如1L溶液中含有1molNaCl 则该溶液中NaCl的物质的量浓度为 单位体积 物质的量 mol L 1 1mol L 1 二 一定物质的量浓度溶液的配制该实验中使用的主要仪器有哪些 主要的实验步骤有哪些 以配制100mL1 00mol L 1的NaCl溶液为例 1 主要仪器 1 托盘天平 药匙 烧杯 量筒 100mL容量瓶 2 容量瓶的构造及使用 玻璃棒 胶头滴管 结构 细颈 梨形 平底玻璃容器 带磨口玻璃塞 标志 和刻度线 规格 等 用途 配制一定物质的量浓度的溶液 温度 容积 100mL 250mL 500mL 1000mL 2 实验步骤 1 计算 称量 需要NaCl固体的质量为 实际用托盘天平称量的质量为 2 溶解 溶解过程中玻璃棒的作用为 3 移液 振荡 移液前需要将溶液 移液中玻璃棒的作用为 振荡前需要进行的操作为 5 85g 5 9g 搅拌加速溶解 冷却至室温 引流 将烧杯和玻璃棒洗涤2次 3次 并将洗涤液注入容量瓶中 4 定容 当液面在容量瓶颈刻度线下 时改用 滴加蒸馏水 定容标准为 溶液凹液面与 5 摇匀 方法为盖好瓶塞 反复上下颠倒 1cm 2cm 胶头滴管 刻度线相切 正误立判 1 将1molNaOH固体溶解在1L水中 所得溶液的浓度为1mol L 1 分析 溶剂的体积是1L 溶液的体积不是1L 2 将1molNaCl固体溶解在水中配成1L溶液 其浓度为1mol L 1 分析 溶质是1mol 溶液体积是1L 故其浓度是1mol L 1 3 从100mL1mol L 1的蔗糖溶液中量取10mL 其浓度是0 1mol L 1 分析 虽然其量是原来的1 10 但取出前后浓度没有发生变化 故仍是1mol L 1 4 将NaCl固体直接溶解在容量瓶中以配制1mol L 1的溶液 分析 不能在容量瓶中溶解固体 5 定容时水加多了 用胶头滴管吸出 分析 水加多了 其浓度减小 应重新配制 课堂探究 一 一定物质的量浓度溶液配制的两个重点1 容量瓶的使用 一查五忌一原则 1 第一步操作 查漏 关键词注水 盖塞 倒立 观察 正立 旋180 倒立 观察 语言描述向容量瓶中注入一定量水 盖好瓶塞 用食指摁住瓶塞 另一只手托住瓶底 把瓶倒立 观察瓶塞是否漏水 如不漏水 将瓶正立并将塞子旋转180 后塞紧 再检查是否漏水 如不漏水 该容量瓶才能使用 2 容量瓶的使用 五忌 一忌用容量瓶溶解固体 二忌用容量瓶稀释浓溶液 三忌把容量瓶加热 四忌把容量瓶当作反应容器 五忌用容量瓶长期存放溶液 3 选择容量瓶的原则 选择容量瓶遵循 大而近 原则 所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积 因为容量瓶的规格是固定的 配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶 2 误差分析 公式法 1 原理依据 计算公式 cB的误差取决于m和V的值是否准确 2 误差分析 以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例 称量时间过长 减小 偏低 用滤纸称NaOH固体 减小 偏低 物质 砝码位置放反 使用了游码 减小 偏低 转移液体时有少量洒落 减小 偏低 未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 偏低 未冷却到室温就注入定容 减小 偏高 定容时水加多后用滴管吸出 减小 偏低 定容摇匀后液面下降再加水 增大 偏低 定容时俯视刻度线 减小 偏高 定容时仰视刻度线 增大 偏低 移液前容量瓶内有少量水 不变 不变 无影响 特别提醒 仰视或俯视刻度线图解 1 仰视刻度线 图1 由于操作时是以刻度线为基准加水 从下向上看 最先看见的是刻度线 刻度线低于凹液面的实际读数 故加水量偏多 导致溶液体积偏大 结果偏低 2 俯视刻度线 图2 与 1 恰好相反 刻度线高于凹液面的实际读数 使得加水量偏少 结果偏高 典例1 2015 中山高一检测 今欲用Na2CO3固体配制500mL0 2mol L 1的Na2CO3溶液 配制过程如图所示 请根据题意回答 1 配制该溶液应选用 mL容量瓶 2 用托盘天平称取 g固体Na2CO3 3 向容量瓶中加入蒸馏水 直到液面在刻度线下1cm 2cm时 改用 滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线 盖好瓶塞 摇匀 4 配制好的溶液 填 能 或 不能 长期存放在容量瓶中 5 以下因素会造成实验结果偏低的是 A 定容时观察液面仰视B 定容时观察液面俯视C 有少量Na2CO3溶液残留在烧杯中D 容量瓶中原来有少量蒸馏水 解析 1 配制500mL0 2mol L 1的Na2CO3溶液应用500mL容量瓶 2 称取固体Na2CO3的质量为0 5L 0 2mol L 1 106g mol 1 10 6g 3 定容时 液面在刻度线下1cm 2cm时 改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切 4 容量瓶不能储存溶液 5 定容时观察液面仰视 则多加了水 浓度偏低 俯视浓度偏高 有少量Na2CO3溶液残留在烧杯中 则转移到容量瓶中的溶质损失 浓度偏低 容量瓶中原来有少量蒸馏水 对结果无影响 答案 1 500 2 10 6 3 胶头滴管相切 或相平 4 不能 5 A C 延伸探究 1 溶液转移到容量瓶后 为使溶液混合均匀 用玻璃棒搅拌容量瓶中的溶液 可以吗 提示 不可以 容量瓶中的溶液不能搅拌 此时振荡即可 2 碳酸钠溶解后 未冷却即将溶液转移到容量瓶中 对结果有影响吗 提示 有影响 使所配溶液的浓度偏高 根据热胀冷缩原理 未冷却的溶液体积膨胀 定容时所加的水减少 故浓度偏高 二 关于物质的量浓度的常见计算常见符号的含义 1 已知m 或N或V 气体 V 溶液 c 1 已知m V 溶液 c 2 已知N V 溶液 c 3 标准状况下 已知V 气体 V 溶液 c m n c N n c V 气体 n c 2 已知V 气体 c标准状况下 V 气体 L气体溶于V H2O L水中 所得溶液密度为 g mL 1 H2O 取1g mL 1 则 1 气体的物质的量 2 溶液的体积 3 物质的量浓度 3 已知溶液中某种粒子的物质的量浓度 求其他粒子的物质的量浓度 1 单一溶质溶液 单一溶质溶液可根据定组成规律求算 即 在溶液中 阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴 阳离子个数之比 据此可求已知一种离子浓度的溶液中的另一种离子浓度 如K2SO4溶液中 c K 2c SO42 2c K2SO4 2 混合溶液 如在Na2SO4 NaCl混合溶液中 c Na2SO4 2mol L 1 c NaCl 3mol L 1 则混合溶液中c Na 2mol L 1 2 3mol L 1 7mol L 1 4 溶液的稀释与混合规律 1 稀释规律 语言描述将浓溶液加水稀释 稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变 公式 c 浓 V 浓 c 稀 V 稀 2 混合规律 语言描述同一溶质不同浓度的两溶液相混合 混合后 溶质的总物质的量 或总质量 等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和 或质量之和 公式 c1 V1 c2 V2 c 混 V 混 拓展延伸 电荷守恒和质量守恒1 电荷守恒电解质溶液呈电中性 从而利用电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等来进行解题 即 阳离子的物质的量 阳离子的电荷数 阴离子的物质的量 阴离子的电荷数 或阳离子的物质的量浓度 阳离子的电荷数 阴离子的物质的量浓度 阴离子的电荷数 2 质量守恒质量守恒普遍存在于整个物理 化学变化过程中 核反应除外 如反应前后物质的质量守恒 溶液稀释与混合时溶质的质量守恒等 若在复杂的变化过程中 充分利用某些元素原子的物质的量守恒解题 不仅思路清晰 而且计算简便 特别提醒 1 进行物质的量浓度的有关计算时 各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式要充分利用有关物质的量的各种计算公式 发挥物质的量的桥梁作用 2 运用电荷守恒定律时 要特别注意离子所带电荷数参与计算 即离子浓度要乘以每个离子所带电荷的数值 3 混合后溶液的体积 若题目中指出不考虑溶液体积的改变 可认为是原两溶液的体积之和 若题目中给出混合后溶液的密度 应根据来计算 典例2 实验室常用浓盐酸的质量分数为36 5 密度为1 20g cm 3 1 此浓盐酸的物质的量浓度是 mol L 1 2 配制100 0mL该浓盐酸 需要标准状况下HCl的体积为 3 配制100 0mL3 00mol L 1的盐酸 需以上浓盐酸的体积为 4 将10 0mL3 00mol L 1的盐酸与10 0mL1 00mol L 1的MgCl2溶液混合 则混合溶液中Cl 的物质的量浓度是 设混合后溶液的体积不变 思路点拨 解答该题按以下流程 设出溶液的体积 计算HCl的物质的量 求出c 应用稀释规律求浓盐酸的体积 解析 1 设溶液的体积是100 0mL 则HCl的物质的量为 100 0mL 1 20g cm 3 36 5 36 5g mol 1 1 20mol 所以其浓度是1 20mol 0 1L 12 0mol L 1 2 100 0mL该浓盐酸中所含HCl的物质的量为0 1L 12 0mol L 1 1 20mol 需要标准状况下HCl的体积为1 20mol 22 4L mol 1 26 88L 3 设配制稀盐酸需要浓盐酸的体积是V 则有0 100L 3 00mol L 1 V 12 0mol L 1 解得V 0 0250L 即25 0mL 4 10 0mL3 00mol L 1的盐酸中Cl 的物质的量为0 0100L 3 00mol L 1 0 0300mol 10 0mL1 00mol L 1的MgCl2溶液中Cl 的物质的量为0 0100L 1 00mol L 1 2 0 0200mol 则混合溶液中Cl 的物质的量浓度是 0 0300mol 0 0200mol 0 0200L 2 50mol L 1 答案 1 12 0 2 26 88L 3 25 0mL 4 2 50mol L 1 方法技巧 物质的量浓度c B 与溶质质量分数 w 的换算 1 换算公式 M 溶质B的摩尔质量 溶液密度 g mL 1 2 推导方法 设溶液为1L 则 变式训练 2012 福州高一检测 实验室使用的浓硫酸的溶质质量分数为98 密度为1 84g cm 3 则物质的量浓度是 A 18 4B 18 4mol L 1C 1 84mol L 1D 无法计算 解析 选B 物质的量浓度c 1000 w M 1000 1 84 98 98 mol L 1 18 4mol L 1 变式备选 将5mol L 1的盐酸10mL稀释到200mL 从中取出5mL 这5mL溶液的物质的量浓度为 A 0 5mol L 1B 0 25mol L 1C 0 1mol L 1D 1mol L 1 解析 选B 稀释到200mL后溶液的浓度是5mol L 1 10mL 200mL 0 25mol L 1 取出后其浓度不变 牛刀小试 1 如图为一张已部分缺损的体检报告单 其中表示第13项高密度脂蛋白胆固醇的物理量是 10乳酸脱氢酶161U L 1114 24011磷酸肌酸激酶56U L 125 20012甘油三酯0 52mmol L 10 1 7113高密度脂蛋白胆固醇1 57mmol L 11 0 1 6送检日期 2011 05 16报告日期 2011 05 17A 质量分数B 物质的量浓度C 摩尔质量D 物质的量 解析 选B mmol L 1是物质的量浓度的单位 因此对应的物理量是物质的量浓度 2 2015 定西高一检测 容量瓶上需标有以下五项中的 温度 浓度 容量 压强 刻度线A B C D 解析 选A 容量瓶上标有温度 容量和刻度线 A正确 3 2015 吉安高一检测 关于1mol L 1K2SO4溶液的下列说法正确的是 A 溶液中含有1molK2SO4B 1molK2SO4溶于1L水中C 溶液中c K 2mol L 1D 1L溶液中含2molK 2molSO42 解析 选C 因溶液的体积不确定 故无法求解K2SO4的物质的量 A错误 B项水是1L 溶液的体积不是1L B错误 据K2SO4的组成可知 K 与SO42 的个数比是2 1 所以溶液中c K 2mol L 1 1L溶液中含2molK 1molSO42 C正确 D错误 4 下列实验操作正确的是 A 使用容量瓶配制溶液 移液时应洗涤烧杯2次 3次B 用100mL量筒量取5 5mL稀盐酸C 用托盘天平称量11 50gNaCl固体D 配制一定物质的量浓度的溶液时 固体物质可以直接在容量瓶中溶解 解析 选A 为保证溶质完全转入容量瓶 烧杯和玻璃棒应洗涤2次 3次 且将洗涤液转入容量瓶中 A正确 选择量筒遵循 大而近 的原则 因此应选取10mL量筒 B错误 托盘天平只能精确到0 1g C错误 不能在容量瓶中溶解固体 D错误 5 某学生计划用密度为1 84g cm 3的98 的浓硫酸配制1L0 10mol L 1的稀硫酸溶液 回答下列问题 1 量取浓硫酸 mL 应选用的量筒规格为 mL 2 如图所示是该学生转移溶液的示意图 图中的错误是 3 如果没有用蒸馏水洗涤烧杯 玻璃棒 配成的溶液实际物质的量浓度比要求的偏大还是偏小 解析 1 原浓硫酸的物质的量浓度c 1000 w M 1000 1 84 98 98 mol L 1 18 4mol L 1 设量取浓硫酸的体积是V 则有V 18 4mol L 1 1L 0 10mol L 1 解得V 0 0054L 即5 4mL 应选取10mL量筒 2 该实验应用1000mL的容量瓶 转移溶液应用玻璃棒引流 3 若没有用蒸馏水洗涤烧杯 玻璃棒 则会导致溶质损失 浓度偏小 答案 1 5 410 2 未用玻璃棒引流未采用1000mL容量瓶 3 偏小