第三节 物质的量在化学实验中的应用
1.了解物质的量浓度的含义及其有关计算。(中频)
2.理解溶液中溶质的质量分数的概念及其有关计算。
3.了解配制一定溶质质量分数,物质的量浓度溶液的方法。(高频)
物质的量浓度和溶质的质量分数
一定物质的量浓度溶液的配制过程
1.主要仪器介绍
(1)托盘天平:精确度为0.1 g,称量前先调零,称量时左盘放物品,右盘放砝码。
(2)容量瓶:容积精确的容器。
a.主要规格:100 mL,250 mL,500 mL,1 000 mL等。
b.特点
(3)其他仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
2.配制过程
以配制500 mL 1.50 mol•L-1 NaOH溶液为例。
(1)计算:需NaOH固体的质量,计算式为0.5 L×1.50 mol/L×40 g/mol。
(2)称量:用托盘天平称量NaOH固体30.0 g。
(3)溶解:将称好的NaOH固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。
(4)移液:待烧杯中的溶液冷却至室温后,用玻璃棒引流将溶液注入500_mL容量瓶。
(5)洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次,洗涤液注入容量瓶,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1~2_cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
一定溶质质量分数的溶液配制
1.主要仪器:托盘天平、量筒、玻璃棒、烧杯等。
2.配制过程(以配制200 g 20%的NaOH溶液为例)
(1)计算:需NaOH的质量为40.0 g,需水的体积为160 mL。
(2)称量:用托盘天平称取NaOH40.0 g,用量筒量取160 mL水。
(3)溶解:将称量的NaOH放入烧杯中,用量筒量取水160 mL加入并用玻璃棒搅拌,即得所得溶液。
1.易误诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)0.1 mol/L的NaCl溶液表示的是1 L溶剂中溶解0.1 mol NaCl的溶液( )
(2)将0.1 mol氧化钠溶于水并配成1 L溶液,则溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L( )
(3)将1 mol NaOH溶于500 g水中,则溶液的质量分数为7.4%( )
(4)在标准状况下,将2.24 L HCl通入水中并配成1 L溶液所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L( )
(5)从100 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液中取出10 mL,其浓度为0.01 mol/L,含NaCl 0.001 mol( )
(6)物质的量浓度的溶液配制时加水超过刻度线,应立即用滴管取出多的水( )
【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
2.用Na2CO3•10H2O晶体配制0.2 mol/L的Na2CO3溶液500 mL。
(1)应称取Na2CO3•10H2O晶体的质量________。
(2)配制所需的主要仪器有托盘天平、烧杯、________等。
(3)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有________(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液
B.贮存溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.准确稀释某一浓度的溶液
E.量取一定体积的液体
F.用来加热溶解固体溶质
(4)某同学改用固体Na2CO3配制上述Na2CO3溶液的过程如图所示:
你认为该同学的错误步骤有________(填序号)。
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
【答案】 (1)28.6 g (2)玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管 (3)BCF (4)B
熟记2个规律
(1)溶液稀释规律:c1V1=c2V2,m1w1=m2w2
(2)电荷守恒规律:找离子浓度数量关系
2个转化公式:c=1 000ρwM,w=cM1 000ρ
7步配制操作:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀
物质的量浓度的有关计算与判断
1.物质的量浓度的基本计算
(1)依据:cB=nBV=mM•V
(2)步骤
①正确判断溶液的溶质并求其物质的量
a.与水发生反应生成新的物质,如Na、Na2O、Na2O2――→水 NaOH,SO3――→水 H2SO4等。
b.含结晶水的物质如CuSO4•5H2O―→CuSO4。
c.特殊物质:如NH3溶于水后溶质粒子主要为NH3•H2O,但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
②准确计算溶液的体积,不能用水的体积代替溶液体积,应根据V=m(溶质)+m(溶剂)ρ(溶液)计算溶液的体积。
2.物质的量浓度(c)与溶质质量分数(w)的换算
c=nV=1 000ρ×V×wM×V=1 000ρwM或
w=m(溶质)m(溶液)=cM1 000ρ(ρ单位为g/cm3)。
3.溶液稀释的计算
(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。
(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
(3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)。
4.同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=m混ρ混。
溶液中离子浓度的计算的关键
(1)要考虑溶质的组成和电离程度
如BaCl2溶液中:
c(BaCl2)=c(Ba2+)=12c(Cl-)。
0.1 mol/L的醋酸溶液中:c(H+)<0.1 mol/L。
(2)根据溶液中离子的电荷守恒求未知离子浓度
如AlCl3和Na2SO4的混合溶液中满足:c(Al3+)×3+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(SO2-4)×2+c(OH-)
(2010•新课标全国卷)把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含b mol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为( )
A.0.1(b-2a)mol•L-1 B.10(2a-b)mol•L-1
C.10(b-a)mol•L-1 D.10(b-2a)mol•L-1
【解析】 根据题意,500 mL溶液分成