物质的量浓度及其计算.ppt

1 掌握物质的量浓度的概念 2 掌握溶液浓度的有关换算和计算方法 3 了解物质的量浓度溶液的配制方法 4 了解化学定量实验中的误差分析方法 一 物质的量浓度c 溶质 的物质的量浓度 溶质B的物质的量 mol 溶液的体积 L n B c B VV n B c B mol L 1 定义 单位体积溶液中所含溶质B的物质的量 单位 mol L或mol L 1 计算公式 V是指溶液的体积 单位 L n是指溶质的物质的量 单位 mol c为溶质的物质的量浓度单位 mol L 从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液 物质的量浓度不变 但随体积变化 其中溶质的物质的量发生变化 适用范围 适用于溶液中的溶质和密闭容器中的气体 注意 某些物质溶于水后与水发生反应生成了另一种物质 此时溶质为反应后的生成物 例 CaO溶于水后溶质是Ca OH 2 Na2O溶于水后溶质是NaOH 带有结晶水的物质作为溶质时 其 物质的量 的计算 用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量即可 例如 a克CuSO4 5H2O作为溶质 则溶质 物质的量 的求法为 1 将4gNaOH配制成100mL溶液 该溶液的物质的量浓度c NaOH 1mol L 练习 2 100mL1mol LNa2SO4溶液中 Na2SO4的物质的量是 从中倒出20mL 其浓度是 0 1mol 1mol L 3 将40gNaOH溶解在1L水中 其物质的量浓度是1mol L吗 不是 0 05 4 25 0g的CuSO4 5H2O溶于水配成2L溶液 则溶质的物质的量浓度为 mol L 二 物质的量浓度的计算 1 已知溶液的体积和溶质的质量 计算溶质的物质的量浓度 若已知溶质质量 m n c 若已知溶液中某粒子的个数 N n c 2 物质的量浓度与溶质的质量分数 溶解度的换算 物质的量浓度与溶质的质量分数的换算 换算公式 M 溶质B的摩尔质量 溶液密度 g mL 1 已知某溶液中溶质的质量分数为 溶液密度为 溶液体积为1L 则其物质的量浓度为 例 一定温度下 NaOH溶液体积为VmL 溶液密度为dg cm 3 质量分数为 物质的量浓度为cmol L 1 该溶液中含有NaOH的质量为mg 1 用m V表示NaOH的物质的量浓度 2 用 d表示NaOH的物质的量浓度 25d mol L 1 物质的量浓度与溶解度的换算 注意 用溶解度与质量分数换算时 必须是饱和溶液 例 一定温度下 NaCl饱和溶液体积为VmL 溶液密度为dg cm 3 溶解度为S 1 用S表示NaCl的质量分数 2 用S d表示NaCl的物质的量浓度 3 标准状况下 一定体积的气体溶于水形成溶液 计算该溶液中溶质的物质的量浓度 V 气体 n c 若已知气体的体积和溶液的体积 注意 当气体溶于一定体积的水后 溶液的体积不再是原来水的体积 若已知溶液的密度 在标准状况下 aL气体 摩尔质量为Mg mol 完全溶于bmL水中 所得溶液的密度为 g cm3 求其物质的量浓度c 4 溶液中离子浓度之间的关系及电荷守恒原理 定组成定律 在溶液中 溶质发生电离 阳离子与阴离子的物质的量浓度之比 化学组成中离子个数之比 若溶质不发生电离 如 蔗糖 酒精等 则溶质在溶液中以分子形式存在 溶质的浓度就是分子的浓度 b 在c OH 均为0 1mol L的NaOH Ba OH 2溶液 c OH 2c Ba2 0 1mol L c NaOH c Na c OH 0 1mol L a 在0 1mol L的H2SO4中 c SO42 c H2SO4 0 1mol L H2SO4 2H SO42 NaOH Na OH Ba OH 2 Ba2 2OH c H 0 2mol L c Ba OH 2 c Ba2 0 05mol L c 在Al2 SO4 3溶液中 在同一溶液中 不同粒子 分子 离子等 的物质的量浓度之比等于其粒子数目之比 Al2 SO4 3的电离方程Al2 SO4 3 2Al3 3SO42 例1 下列溶液中c Cl 与50mL1mol L的AlCl3溶液中氯离子浓度相等的是 A 150mL1mol LNaCl溶液B 75mL2mol LNH4Cl溶液C 75mL1mol LFeCl3溶液D 150mL2mol LMgCl2溶液 C 例2 1LAl2 SO4 3溶液中 含mgAl3 求c Al3 mol L c SO42 mol L c Al2 SO4 3 mol L m 27 m 18 m 54 电荷守恒规律 任何溶液都呈电中性 则溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数 高考重点 如 1 在Na2SO4溶液中 2 在K2SO4 MgSO4的混合溶液中 c K 1 c Mg2 2 c SO42 2 c Na 1 c SO42 2 电荷守恒 电荷守恒 对于含有Aa Bb Mm Nn 及H OH 等的溶液中 电荷守恒通式为 例1 某盐的混合物中Na Mg2 Cl 的物质的量浓度分别为0 2mol L 0 4mol L 0 4mol L 则SO42 的物质的量浓度为 A 0 1mol LB 0 2mol LC 0 3mol LD 0 4mol L 解析 先列出电荷守恒式 C 例2 在含有MgCl2 NaCl和K2SO4的混合溶液中 已知c Cl 1 5mol L c K 1mol L c Na 0 5mol L 则c Mg2 为 A 0 2mol LB 0 3mol LC 0 5mol LD 0 6mol L C 例3 某氯化镁溶液的密度为1 18g cm 3 其中镁离子的质量分数为5 1 300mL该溶液中Cl 的物质的量约等于 A 0 37molB 0 63molC 0 74molD 1 5mol 解析 D 5 溶液稀释或混合时物质的量浓度的计算 溶液稀释定律 m浓 浓 m稀 稀 溶质的质量不变 c浓 V浓 c稀 V稀 溶质的物质的量不变 稀释浓溶液时 溶液的体积 质量 浓度和溶质的质量分数发生了变化 但溶质的质量 物质的量不变 因此有 例 配制500mL1mol L硫酸溶液 需用质量分数为98 密度为1 84g cm3的浓硫酸的体积是 浓硫酸的物质的量浓度 需浓硫酸的体积 27 2mL 溶质相同的溶液混合后溶液浓度的计算 等质量混合 两溶液等质量混合后 混合液中溶质的质量分数 与溶液密度无关 例如 1 质量分数分别为10 和30 的盐酸等质量混合 HCl 2 90 的浓硫酸与水等质量混合 H2SO4 20 45 等体积混合 因溶液的密度不同 溶质的质量分数可能大于或小于平均值 注意 当溶液密度 1g cm 3时 通常浓度 质量分数或物质的量浓度 越大 密度也越大 等体积混合后质量分数 硫酸 硝酸等 如 质量分数为50 与30 的硫酸等体积混合 所得溶液中 H2SO4 40 当溶液密度 1g cm 3时 浓度 质量分数或物质的量浓度 越大 密度越小 等体积混合后 质量分数 氨水 酒精 如 质量分数为30 与10 的氨水等体积混合 所得溶液中 NH3 20 以任意体积比混合 稀溶液混合时 体积可以近似相加 浓溶液混合或将浓溶液稀释时 体积不能相加 此时 V总 V1 V2 必须由溶液的质量和密度来计算体积 并将mL化成L 例1 将质量分数为30 和10 的氨水分别进行等体积混合和等质量混合 所得溶液中溶质的质量分数分别为a和b 将质量分数为30 和10 的硫酸分别等体积和等质量混合 所得溶液中溶质的质量分数分别为d和e 则a b d e的大小关系是 解析 由上述总结可知 a20 e 20 所以d b e a d b e a 例2 若以 1和 2分别表示物质的量浓度为amol L和bmol L的氨水的质量分数 且知2a b 则下列推断正确的是 氨水的密度比纯水小 A 2 1 2B 2 2 1C 2 2 1D 1 2 2 1 解析 对于溶质相同的溶液 由有 即 得 由于氨水越浓其密度越小 即 22 1 C 物质的量在化学方程式计算中的应用 参与反应的各物质的物理量之间的比例关系 aA g bB g cC g dD g 化学计量数比 a b c d 质量比 aMA bMB cMC dMD 物质的量比 a b c d 气体体积比 a b c d 不同物质间相同物理量之间的换算可以按上述比例进行 1 化学方程式表示的是纯净物之间的关系 换算关系为 m 纯物质B m 不纯物质 B B 指混合物中B的质量分数 n 纯物质B n 不纯物质 B B 指混合物中B的物质的量分数 探究 根据化学方程式计算时需注意哪些问题 2 化学方程式中 两个量的单位不统一时 只要保证 上下一致 左右相当 即可 例如 87g xg 4mol ymol 22 4L xL 4mol ymol 87g xg 22 4L xL 上述3种表示方法均正确 解题时具体选用哪种格式 要根据题目所给量的单位 具体问题 具体分析 灵活运用 例 将标准状况下的HCl气体44 8L溶于水形成100mL溶液 然后与足量的铁屑充分反应 回答下列问题 1 参加反应的铁的质量为 2 生成H2的体积 标准状况 为 3 取反应后的溶液为10mL 其FeCl2的物质的量浓度为 溶液中Fe2 和Cl 的质量比为 5 6g 2 24L 1mol L 56 71 解析 22 4L V H2 1mol c FeCl2 0 1L 2 22 4L 4 48L 56g m Fe 1 2 3 例1 市售浓硫酸中溶质的质量分数为98 密度为1 84g cm 3 计算市售浓硫酸中H2SO4的物质的量浓度为 18 4mol L 1 方法一 市售浓硫酸中H2SO4的物质的量浓度为 方法二 m H2SO4 H2SO4 aq V H2SO4 aq H2SO4 1 84g cm 3 1000cm3 98 1803 20g 答案 18 4mol L 1 例2 体积为VmL 密度为dg cm 3的溶液 含有相对分子质量为M的溶质mg 其物质的量浓度为cmol L 质量分数为 下列表达式不正确的是 A c 1000 d MB m V d C D 解析 由得 C项中不应有 由可知D项正确 C 例3 在标准状况下 1体积水中能溶解700体积氨气 所得溶液的密度是0 9g cm 3 则该氨水的物质的量浓度为 溶质的质量分数为 A 18 4mol L 1B 34 7 C 20 4mol L 1D 31 2 A B 解析 为了计算方便 可设水为1L 溶解的氨气体积为700L 则 氨水的质量为 m 氨水 m NH3 m H2O 31 25mol 17g mol 1 1000mL 1g mL 1 1531 25g 即氨水的体积为1 7L 所以 其浓度为 氨水中溶质的质量分数为 创新探究 典例 在标准状况下 用排空气法收集一烧瓶氯化氢气体 测得烧瓶内的气体对氢气的相对密度为17 现将烧瓶倒立于水中 则进入烧瓶中的液体的体积占烧瓶容积的几分之几 若溶质不扩散 烧瓶内溶液的物质的量浓度是多少 气体溶于水所得溶液物质的量浓度的计算方法 解析 M 17 2g mol 1 34g mol 1 M HCl 说明收集气体时混入了空气 由十字交叉法得 烧瓶中HCl所占体积为总体积的2 3 由于只有HCl极易溶于水 所以进入烧瓶中的水也占烧瓶容积的2 3 34 HCl 36 5 空气 29 5 2 5 设烧瓶的容积为VL 则 答案 0 045mol L 1 无论烧瓶内全部充满HCl气体 还是部分充满HCl气体 只要溶质不发生扩散 其浓度均为 无论容器中充入的是HCl气体 还是其他易溶于水的气体 如 NH3 HBr SO2 其浓度均为 无论气体充入的是什么形状的容器 所得溶液的浓度均为 总结 通过本题的计算 可以得出如下结论