物质的量浓度的配置_理化生_高中教育_教育专区。 考纲要求考情分析命题趋势 预计2014年高考对 物质的量浓度的 考查主要是利用 它的工具性来解 决综合性试题中 的定量计算问题。本部分所涉及的考点主要 有与物质的量浓度有关的 1.了解物
考纲要求考情分析命题趋势 预计2014年高考对 物质的量浓度的 考查主要是利用 它的工具性来解 决综合性试题中 的定量计算问题。本部分所涉及的考点主要 有与物质的量浓度有关的 1.了解物质的量 计算、一定物质的量浓度 浓度的含义。 溶液的配制实验。如2012 2.了解配制一 年广东理综11题,四川理 定物质的量浓度 综7题,2010年高考天津9 溶液的方法。 题等。题型主要是选择题 或填空题。难度适中。 一、物质的量浓度 1.概念:用单位体积的溶液中含有溶质 B 的物质的量来 表示溶液组成的物理量,叫溶质 B 的物质的量浓度。nB 2.计算公式:c(B)= V3.符号: 4.单位:cB mol/L 5.注意以下几点 (1)概念中的体积是溶液的体积而不是溶剂的体积。 (2)溶质的量是用物质的量来表示的,而不能用物质的质量 来表示。 (3) 以带有结晶水的物质作溶质,在确定溶质的物质的量 时,结晶水合物的质量除以结晶水合物的摩尔质量。 (4)溶质是溶液中的溶质,所以指化合物,也可以指离子或 其他特定组合的物质。 (5)一些物质在溶于水时, 溶质发生了变化, 如: Na、 Na2O、 Na2O2 的水溶液, 溶质为 NaOH , SO3 溶于水后溶质为 H2SO4 。(6)同一溶液,其浓度大小和体积的大小无关,无论从中取 出多少,浓度均不变。 问题探究 1:将标准状况下 22.4 L 氨气溶于 1 L 水中,得 到的溶液是 1 mol· L-1 吗?若不是, 还需要哪些数据能求出该溶 液的物质的量浓度?提示:不是,还要知道溶液的密度。 二、一定物质的量浓度溶液的配制 1.主要仪器 (1)托盘天平:精确度为 时左盘 0.1g,称量前先调零,称量放物品,右盘放砝码。(2)容量瓶:容积精确的容器,主要规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL。玻璃棒(3)其他仪器:量筒、烧杯 、、胶头滴管等。 容量瓶的使用注意事项: ①使用之前要检查是否漏水。在瓶中加入适量蒸馏水,塞 紧瓶塞,使其______ 倒立 ,用干滤纸片沿瓶口缝处检查,看有无 180° ,塞紧,倒置, 水珠渗出。如果不漏,再把塞子旋转________ 试验这个方向有无渗漏。 巧记:加水→倒立→观察→正立→瓶塞旋转180°→倒立→ 观察。 不能 在容量瓶里进行溶质的溶解,应将溶质在 ②________ 烧杯 中溶解,冷却后转移到容量瓶里。 ________ 不能 储存溶液,因为溶 ③容量瓶只能用于配制溶液,________ 液可能会对瓶体进行腐蚀,从而使容量瓶的精度受到影响。 2.配制过程 以配制 500 mL、 1.00 mol/L NaOH 溶液为例。 (1)计算:需 NaOH 固体的质量为 (2)称量:用托盘天平 20.0g.称量 NaOH 固体。(3)溶解:将称好的 NaOH 固体放入烧杯中,用适量蒸馏水 溶解。 (4)转移:待烧杯中的溶液 将溶液注入500mL容量瓶冷却至室温后,用玻璃棒引流。 (5)洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁 液注入容量瓶2~3次,洗涤,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。(6) 定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线 cm 时,改用相切 胶头滴管滴加蒸馏水至 凹液面与刻度线)摇匀:盖好瓶塞,反复上下,摇匀。 实验流程图如下: 问题探究 2:1 mol Na2O 溶于 1 L 水所形成的溶液中溶质 的物质的量浓度为 1 mol· L 1 吗?-提示:不是。1 mol Na2O 溶于水后与水反应生成 2 mol NaOH,溶液中溶质是 NaOH 而不是 Na2O,且反应后溶液体 积不为 1 L,故浓度一定不是 1 mol· L-1。 问题探究 3:能否将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀 释?为什么?提示:不能。因为溶解时会有溶解热,造成溶液的体积有 误差,配制的溶液浓度不准确,应先在烧杯中恢复至室温再转 移至容量瓶中。 1.溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算 m n 运用公式:n= ,c= 或运用“倍数关系”算出 1 L 溶液 M V 中所含溶质的物质的量。 2.已知气体溶质的体积(标准状况)、水的体积和溶液的密 度,计算溶液的物质的量浓度 V气体 先运用 n= -1求出溶质的物质的量,再运用 V= 22.4 L· mol m n 求出溶液的体积,最后根据 c= 计算。 ρ V 3.溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度间的换算 1000 ρ· w - c= (c 为溶质的物质的量浓度 mol· L 1,ρ 为溶液 M 的密度 g· cm 3,w 为溶质的质量分数,M 为溶质的摩尔质量),-此公式可按溶液体积为 1 L 进行推导,推导过程为: V( 溶 × 1000ρ ×w ÷ M?溶质? 液 )―――→m(溶液 )――→m(溶质)――――→n(溶质), n 1000ρ×V× w 1000ρw 则: c= = = 。 V M M×V 4.溶液的稀释和同种溶质的溶液混合的计算 (1)如用 V1、 V2、 c1、 c2 分别表示稀释前后溶液的体积和物 质的量浓度。 表达式: c1V1= c2V2。 (2)混合前后溶质的总量不变,注意体积不能相加。 表达式: c1V1+ c2V2= c 混 V 混。关于物质的量浓度的计算要注意各种物理量的单位换算。 提醒 同一溶质,质量分数分别为 a%、b%的两溶液 等体积混合后。 -3 ①当溶液密度大于 1 g· cm 时,溶液浓度越大,密度 越大(如硫酸、硝酸、盐酸、NaOH 溶液等多数溶液), 1 等体积混合后质量分数 w>2(a%+b%)。 -3 ②当溶液密度小于 1 g· cm 时, 溶液越浓, 密度越小(如 1 酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数 w<2(a% +b%)。 【典例 1】 (高考改编)某结晶水合物的化学式为 R· nH2O,其 相对质量为 M。25 ℃时,将 a g 该晶体溶于 b g 水中恰好 可形成 V mL 饱和溶液。下列关系确的是( C )。 1 000a?M-18n? - A.饱和溶液的物质的量浓度为 c= mol· L 1 MV a?M-18n? B.饱和溶液中溶质的质量分数为 w= % M?a+b? 100a?M-18n? C.25 ℃时 R 的溶解度为 S= g 18na+Mb a?M-18n? -1 D.饱和溶液的密度为 ρ= g· L a+ b【思维点拨】 根据c、w、S、ρ的概念分析判断。转 解析 【应用1】 (2012·四川理综,13)向27.2 g Cu和Cu2O的混 合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L,固体物质完全反应,生 成 NO 和 Cu(NO3)2 。 在 所 得 溶 液 中 加 入 1.0 mol·L - 1 的 NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀, 沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确的是( A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1 )。 BB.硝酸的物质的量浓度为2.6 mol·L-1C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol转 解析 有关物质的量浓度计算的解题两大关键(1)正确判断溶液的溶质 ①与水发生反应生成新的物质为溶质,如 Na、Na2O、 水 NaOH Na2O2――→ 质。 ③特殊物质:如 NH3 溶于水后溶质为 NH3· H2O,但计 算浓度时是以 NH3 作为溶质。 水 H2SO4 等。 SO3――→②含结晶水的物质如 CuSO4· 5H2O 溶于水 CuSO4 为溶 (2)正确确定溶质的物质的量和溶液体积 不管试题如何变化, 关键是从已知条件中找出溶质的物质的 量 nB(mol)和溶液体积 V(L),即可求溶质的物质的量浓度。 解题思一般有两个出发点:①由“定义式”出发:物质的量 nB 浓度定义的数学表达式为 cB= ,由此可知,欲求 cB,先 V 求 nB 和 V。 ②由守恒的观点出发:a.稀释前后“溶质的物质的量守恒”, c(浓溶液)· V(浓溶液)=c(稀溶液)· V(稀溶液)。 b.溶液中“粒子 之间电荷守恒”(溶液呈电中性)。c.质量守恒。 1.容量瓶 (1)规格及特点: 常见的容量瓶有 50 mL、 100 mL、 250 mL、 500 mL、1000 mL 等几种。 容量瓶上标有温度、容量和刻度线)使用注意事项 ①使用容量瓶第一步操作:检查是否漏水。 检查方法:打开瓶塞→加水→塞上瓶塞→倒立→观察→正 立,瓶塞旋转 180° →倒立→观察。 ②根据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶,如配 950 mL 某浓度溶液应选用 1000 mL 的容量瓶。 ③使用前用蒸馏水洗净,但不能用待配溶液润洗。 ④不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释,容量 瓶也不能作为反应容器或长期贮存溶液。 ⑤容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的,因而不能将 热的溶液转移到容量瓶中,同时移动容量瓶,手应握在瓶颈刻 度线以上部位,以免瓶内溶液受热而发生体积变化,使溶液的 浓度不准确。 (1)定容、摇匀后液面下降也不要继续滴加蒸馏水,否则结 果会偏低。 (2) 配制时不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥 的,有少量蒸馏水不影响结果。 (3)定容时俯视、仰视对结果的影响是最容易判断错误的, 务必确保按眼睛视线→刻度线→凹液面最低点的次序,做到 “三点一线.误差分析 n m 根据公式 c= = 来分析, 弄清实验操作是“m”还是“V” V MV 引起的误差,再具体分析。(以配制 NaOH 溶液为例) 俯视、仰视对结果的影响:①仰视刻度线: 由于操作时以刻度线为基准,故加水量偏多,导致溶 液体积偏大,c偏低。 ②俯视刻度线: 加水量偏少,溶液体积偏 小,c偏高。刻 度 线m( B) n( B ) ? c( B) ? V (aq) M ( B) ? V (aq) ①仰视刻度线),导致溶液体积偏大。 ②俯视刻度线),导致溶液体积偏小。 【典例2】(高考题组合)下列说法正确的是( A )。 A.(2013·海南,11A)滴定管装滴定液时应先用滴定液润洗 B.(2012·福建,6C)在50 mL量筒中配制0.100 0 mol·L-1碳酸钠溶液C.(2012·安徽,10B)用pH=1的盐酸配制100 mL pH=2的 盐酸需要100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管D.(2011·新课标,7C)欲配制1.00 L 1.00 mol·L-1的NaCl溶液,可将58.5 g NaCl溶于1.00 L水中 【科学审题】 ①滴定管的正确使用方法;②配制一定物质的 量浓度溶液所用仪器及实验步骤。解析显/隐 【应用2】 (2013·浙江,28节选)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法 ) 可测定产物 Fe3O4 中的二价铁含量。若需配制浓度为 0.010 00 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取 0.735 0 ________g K2Cr2O7(保留4位有效数字,已知MK2Cr2O7 =294.0 g·mol-1)。配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有 ③⑦ 用编号表示)。 ________( ①电子天平 头滴管 解析 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶 ⑦移液管 该题用固体配制物质的量浓度的溶液,不需量取液体,故不用量筒和移液管。解析显/隐 误差分析(以配制NaOH溶液为例): 影响因素 能引起误差的一些操作 砝码与物品(使用游码) 称量时间过长 NaOH放在滤纸上称量 向容量瓶注液时少量溅出 未洗涤烧杯和玻璃棒 定容时,水多用滴管吸出 定容摇匀后液面下降再加水 定容时仰视读数 m 减小 减小 减小 减小 减小 减小 — — V — — — — — — 增大 增大 对 c/mol·L-1 的影响结果偏 低 _________ 误差分析(以配制NaOH溶液为例): 影响因素 能引起误差的一些操作 m V —对 c/mol·L-1 的影响结果偏 高 _________砝码沾有其他物质或已生锈 增大溶液未冷却至 室温就注入容量瓶定容定容时俯视读数——减小减小称量前小烧杯内有水 定容后经振荡、摇匀,静置 液面下降————不 变 _________ 素养——量器的俯视与仰视1.定量量取以用10 mL量筒量取8.0 mL液体为例偏高(或偏大) 偏低(或偏小)视线 mL液体的读数为例偏高(或偏大)偏低(或偏小)视线、凹液面的最低点连线 mL水,最好选用________mL 的量筒,若 大于 大于、小 读数时仰视刻度,则实际量取的水的体积________( 于,等于)95 mL。(2) 某同学用标准氢氧化钠溶液滴定待测盐酸的物质的量浓度时,若滴定前,读碱液体积时仰视碱式滴定管液面;滴定后, 读碱液体积时俯视碱式滴定管液面。上述操作会使盐酸浓度 偏低 的测定值________( 偏高、偏低、无影响)。转 解析 (2012 年浙江渔州高三模拟 )实验室需要配制 0.50 mol/L NaCl 溶液 480 mL。 按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。 (1)选择仪器。 完成本实验所必需的仪器有: 托盘天平(精确 到 0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、________、________以及等质 量的两片滤纸。 (2)计算。配制该溶液需取 NaCl 晶体________g。 (3)称量。 ①天平调平之后,应将天平的游码调至某个,请在下 图中用一根竖线标出游码左边缘所处的:②称量过程中 NaCl 晶体应放于天平的 ________( 填“左 盘”或“右盘”)。 ③称量完毕,将药品倒入烧杯中。 (4) 溶解、冷却,该步实验中需要使用玻璃棒,目的是 ________________________________________________。 (5)转移、洗涤。在转移时应使用________引流,需要洗涤 烧杯 2~3 次是为了__________________________________。 (6)定容,摇匀。 (7)将配好的溶液静置一段时间后,倒入指定的试剂瓶,并 贴好标签,注明配制的时间、溶液名称及浓度。 (8)在配制过程中,某学生观察定容时液面情况如图所示, 所配溶液的浓度会 ________(填“偏高”、“偏低”或“无影 响”)。 【解析】 配制 480 mL 的 0.50 mol/L 的 NaCl 溶液, 必须 用 500 mL 的容量瓶。 m(NaCl)= 0.50 mol/L× 0.5 L× 58.5 g· mol-1= 14.6 g(托盘天平精确到 0.1 g)。用托盘天平称量时,物品放在左盘,配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为:计算→称 量 (或量取)→ 溶解、冷却 →转移、洗涤 →定容、摇匀 → 装瓶贴 签。定容时仰视液面会造成溶液体积偏大,浓度偏低。 【答案】 (1)500 mL 容量瓶 胶头滴管 (3)①(2)14.6②左盘 (4)搅拌,加速 NaCl 溶解 入容量瓶中 (8)偏低 (5)玻璃棒 溶质全部转移 解溶液配制题时要注意溶液配制过程中“四个数据”数据要求或解释实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只 药品的 能称准到0.1 g,所以记录数据时只能保留小数点后 质量 一位数字。如题中NaCl的质量为14.6 g,不能写为 14.625 g。(1)选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或 稍大,如本题中应该选择500 mL容量瓶。 容量瓶 (2)回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格, 的规格 如(例2)中应该回答“500 mL容量瓶”,不能只回答 “容量瓶”。 数据 洗涤烧杯 2~3次 液面离容量 瓶颈刻度线 cm时 定容要求或解释 移液时洗涤烧杯2~3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。 定容时,当液面离容量瓶颈刻度线 cm 时,应该改用胶头滴管滴加,否则容易导致液 体体积超过刻度线,导致溶液浓度偏低。 某同学帮助水质检测站配制 980 mL 0.5 mol· L 液以备使用。 (1)该同学应选择________mL 的容量瓶。-1NaOH 溶(2) 其操作步骤如下图所示,则右图操作应在下图中的 ________(填选项字母)之间。 A.②与③B.①与②C.④与⑤(3)下列操作对所配溶液的浓度大小有何影响? ①转移完溶液后未洗涤玻璃棒和烧杯, 浓度会________(填 “偏大”、“偏小”或“无影响”,下同)。 ②容量瓶中原来有少量蒸馏水,浓度会_______________。 【解析】 (1)因无 980 mL 容积的容量瓶, 所以配制 980 mL 0.5 mol· L-1 NaOH 溶液应选择 1000 mL 的容量瓶。 (2)图中操作表示洗涤液转移入容量瓶后,再向容量瓶中加 入蒸馏水定容,应在图中④与⑤之间。 (3)①转移完溶液后未洗涤玻璃棒和烧杯,溶质偏少,浓度 会偏小; ②容量瓶中原来有少量蒸馏水,对溶质和溶液的体积均无 影响,浓度无影响。【答案】 (1) 1000 (2)C (3)①偏小 ②无影响 易错点 1 用结晶水合物配制一定物质的量浓度溶液时易 忽视结晶水下列所配溶液的物质的量浓度等于 0.1 mol· L- 1 的是( A.将 0.1 mol HCl 充分溶解在 1 L 水中 B.将 60 g 质量分数为 10%的醋酸与 940 g 水混合 C.将 3.1 g Na2O 溶于水并配成 1 L 溶液 D.将 16 g 胆矾溶于水配成 1 L 溶液) 【错因分析】 由于忽视结晶水的质量易错选 D。【正确解答】A、B 项,溶质的物质的量均是 0.1 mol,但溶液的体积不一定是 1 L;D 项,虽然溶液的体积为 1 L,但 16 g 胆矾(CuSO4· 5H2O)的物质的量小于 0.1 mol。答案为 C。解答此结晶水合物作溶质的溶液问题时,在确定溶质的物 质的量时, 应用结晶水合物的质量除以结晶水合物的摩尔质量。 实验室中需要配制 0.1 mol· L- 1 的 Na2CO3 溶液 950 mL, 实 际配制时应称取碳酸钠晶体(Na2CO3· 10H2O)的质量为( A. 10.6 g C. 28.6 g B.10.1 g D.27.2 g )【解析】 实际配制时应使用 1000 mL 容量瓶,称取碳酸 钠晶体为 1 L×0.1 mol· L-1×286 g· mol-1=28.6 g。【答案】 C 易错点 2溶液稀释或混合时易忽视溶液密度的变化用“大于”“小于”或“等于”回答下列各题: (1)质量分数为 98% 的硫酸与等体积水混合所得溶液的质 量分数 ________49%。 (2)物质的量浓度为 18.4 mol· L 1 的硫酸与等质量的水混合-所得溶液的物质的量浓度 ________9.2 mol· L 1。-(3)物质的量浓度为 18.4 mol· L- 1 的硫酸与等体积的水混合 所得溶液的物质的量浓度 ________9.2 mol· L-1。 【错因分析】 出现错答。溶液稀释或混合时忽视溶液的密度变化而【正确解答】 (1)等体积的硫酸溶液和水, 其质量前者大, 故二者等体积混合所得溶液的质量比原 H2SO4 溶液质量的 2 倍 1 小,则所得溶液的质量分数比原 H2SO4 溶液质量分数的 大。 2 (2)二者等质量混合,所得溶液的密度比原 H2SO4 溶液的 小,体积比原 H2SO4 溶液的 2 倍大,故所得溶液的物质的量浓 度小于 9.2 mol· L- 1。 (3)二者等体积混合,所得溶液的体积比原两种液体的 2 倍 小,故所得溶液的物质的量浓度大于 9.2 mol· L 1。-答案:(1)大于(2)小于(3)大于 溶液浓度与密度的关系:(1)若溶液的密度大于水的密度, 溶液的浓度越大, 其密度越大; (2)若溶液的密度小于水的密度, 溶液的浓度越大,其密度越小。常见的溶液中,氨水、酒精等 溶液的密度比水的密度小;氯化钠溶液、硝酸、硫酸等溶液的 密度比水的密度大。 一定体积的某物质的溶液,其质量分数为 0.2A,当加入等 体积的水稀释后, 其质量分数小于 0.1A, 则该溶液的密度( A.大于水的密度 C.等于水的密度【解析】)B.小于水的密度 D.无法确定根据题意可知等体积时水的质量大于该溶液的质量,故该溶液的密度小于水的密度。【答案】 B 二、有关物质的量浓度的计算 2. (2011 年上海)120 mL 含有 0.20 mol 碳酸钠的溶液和 200 mL 盐酸,不管将前者滴加入后者,还是将后者滴加入前者, 都有气体产生,但最终生成的气体体积不同,则盐酸的浓度合 理的是 A.2.0 mol· L-1( B.1.5 mol· L-1)C.0.18 mol· L- 1D.0.24 mol· L- 1解 析 : 由 题 意 可 知 , 盐 酸 的 物 质 的 量 应 为 0.20 moln(HCl)0.40 mol, 即 1 mol· L-1c(HCl)2 mol· L-1, 即选 B。 答案:B 4.(2009 年浙江理综)已知单位体积的稀溶液中,非挥发性 溶质的或离子数越多,该溶液的沸点就越高。则下列溶液 沸点最高的是 A.0.01 mol· L 1 的蔗糖溶液-()B.0.01 mol· L-1 的 CaCl2 溶液 C.0.02 mol· L 1 的 NaCl 溶液-D.0.02 mol· L- 1 的 CH3COOH 溶液 解析:题目中“非挥发性溶质”要理解清楚,首先排除 D 项中易挥发的 CH3COOH。而 C 项离子数在单位体积中最多, 故选 C。答案:C 三、一定物质的量浓度溶液的配制 6.(2009 年重庆理综)有关实验的叙述,正确的是 ( )A.将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度,配制成一定 物质的量浓度的溶液 B.用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的 pH 试纸上测定其 pH C.用 NaOH 溶液洗涤并灼烧铂丝后,再进行焰色反应 D.读取滴定管内液体的体积,俯视读数导致读数偏小 解析:A 项,固体应先在烧杯中溶解,并恢复至室温,再 转移至容量瓶中并定容;B 项,使用 pH 试纸时不能润湿;C 项,进行焰色反应时,应用稀盐酸洗涤并灼烧铂丝。答案:D 7.(2010 年天津高考题改编)纳米 TiO2 在涂料、光催化、 化妆品等领域有着极其广泛的应用。 用 氧 化 还 原 滴 定 法 测 定 TiO2 的 质 量 分 数 时 需 要 NH4Fe(SO4)2 标准溶液。 请回答下列问题: (1)配制 NH4Fe(SO4)2 标准溶液时,使用的仪器除天平、药 匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要下图中的________(填字母 代号)。(2)若在配制标准溶液过程中,烧杯中的 NH4Fe(SO4)2 溶液 有少量溅出,配制的浓度 ________( 填“偏高”、“偏低”或 “无影响”)。 解析:(1)配制一定物质的量浓度的溶液,还需要容量瓶和 胶头滴管。 (2)因在配制 NH4Fe(SO4)2 溶液过程中, NH4Fe(SO4)2 有少量溅出, 导致 n[NH4Fe(SO4)2]减小,其物质的量浓度偏低。答案:(1)a、c (2)偏低