新教材化學(xué)學(xué)案2-2溶液組成的定量研究

第二單元溶液組成的定量研究課程目標(biāo)1．了解物質(zhì)的量濃度的含義。2．掌握物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計(jì)算。3．掌握容量瓶的使用方法。4．掌握配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法及操作。圖說考點(diǎn)學(xué)業(yè)基礎(chǔ)——自學(xué)·思記·嘗試[新知預(yù)習(xí)]一、物質(zhì)的量濃度二、配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液以配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液為例。1．主要儀器（1）容量瓶（2）托盤天平、藥匙、燒杯、量筒、eq\o(□,\s\up1(11))、eq\o(□,\s\up1(12))、eq\o(□,\s\up1(13))。2．實(shí)驗(yàn)步驟三、化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算1．確定未知物質(zhì)的量濃度的思路（1）借助某個(gè)特定反應(yīng)中消耗的溶質(zhì)的物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算。（2）將已知物質(zhì)的量濃度的溶液與一定體積未知物質(zhì)的量濃度的溶液反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)時(shí)消耗已知物質(zhì)的量濃度溶液的體積，通過計(jì)算確定未知濃度溶液的物質(zhì)的量濃度。2．化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量關(guān)系（1）化學(xué)反應(yīng)中參加反應(yīng)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的eq\o(□,\s\up1(26))之比。（2）對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，在同溫同壓下各氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其eq\o(□,\s\up1(27))之比。[即時(shí)自測]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”（1）1molNaCl溶于1L水所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是1mol·L－1。（）（2）將25gCuSO4·5H2O溶于水配成1L溶液，所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.1mol·L－1。（）（3）把1molNH3通入水中得到1L溶液，所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1mol·L－1。（）（4）將10gCaCO3粉末加水配成100mL溶液，CaCO3的物質(zhì)的量濃度為1mol·L－1。（）（5）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，若液面超過刻度線，應(yīng)立即用膠頭滴管吸出多的部分。（）2．1mol·L－1的NaCl溶液表示（）A．溶液中含有1molNaClB．1molNaCl溶于1L水中C．58.5gNaCl溶于941.5g水中D．1L溶液中含有NaCl58.5g3．容量瓶的瓶壁上未標(biāo)有的是（）A．刻度線B．溫度C．濃度D．容積4．從2L1mol·L－1NaOH溶液中取出100mL，下列有關(guān)這100mL溶液的敘述錯(cuò)誤的是（）A．濃度為0.1mol·L－1B．濃度為1mol·L－1C．含NaOH4gD．含NaOH0.1mol5．用固體樣品配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，需經(jīng)過稱量、溶解、轉(zhuǎn)移溶液、定容等操作。下列圖示對(duì)應(yīng)的操作規(guī)范的是（）核心素養(yǎng)——合作·探究·分享物質(zhì)的量濃度的基本計(jì)算和判斷[例1]下列溶液中物質(zhì)的量濃度為1mol·L－1的是（）A．將40gNaOH溶解在1L水中B．將22.4LHCl氣體溶于水配成1L溶液C．將1L10mol·L－1濃鹽酸加入9L水中D．將10gNaOH溶解在少量水中，再加蒸餾水直到溶液體積為250mL[提升1]下列說法正確的是（）在用公式計(jì)算物質(zhì)的量濃度時(shí)體積指的是溶液的體積，而不是溶劑的體積。A．40gNaOH溶于水所得1L溶液的濃度為1mol·L－1B．1mol·L－1的Na2CO3溶液中Na＋的濃度為1mol·L－1C．從1L0.1mol·L－1的NaCl溶液中取出0.1L溶液，則NaCl的濃度變?yōu)?.01mol·L－1D．1L0.2mol·L－1的Na2SO4溶液中，Na＋的物質(zhì)的量為0.2mol[提升2]在一定物質(zhì)的量濃度溶液中取出任意體積的溶液，其濃度不變，即濃度不會(huì)隨著體積的變化而變化，但所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量或質(zhì)量因體積的不同而不同。（1）用14.2g無水硫酸鈉配制成500mL溶液，其物質(zhì)的量濃度為mol/L。（2）若從中取出50mL溶液，其物質(zhì)的量濃度為mol·L－1；溶質(zhì)的質(zhì)量為g。（3）若將這50mL溶液用水稀釋到100mL，所得溶液中Na＋的物質(zhì)的量濃度為mol·L－1，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的物質(zhì)的量濃度為mol·L－1。關(guān)鍵能力物質(zhì)的量濃度的計(jì)算類型和方法1．已知一定體積的溶液中溶質(zhì)的量，計(jì)算物質(zhì)的量濃度（c）2．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體溶液的物質(zhì)的量濃度（c）的計(jì)算（2）若已知溶液的密度：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，VL氣體（摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1）溶于V（H2O）L中，所得溶液密度為ρ（g·mL－1），則：①氣體的物質(zhì)的量：n＝eq\f(V（L）,22.4L·mol－1)；②溶液體積：V＝eq\f(m溶液（g）,ρ（g·mL－1）)×10－3L·mL－1；③再根據(jù)c＝eq\f(n,V（溶液）)知，c＝eq\f(1000（mL·L－1）·ρ（g·mL－1）·V（L）,M（g·mol－1）·V（L）＋22400（g·mol－1）·V（H2O）（L）)。eq\a\vs4\al(狀元隨筆)溶液稀釋計(jì)算中的“三個(gè)守恒”①溶質(zhì)的物質(zhì)的量守恒：c（濃）·V（濃）＝c（?。（?。虎谌苜|(zhì)的質(zhì)量守恒：m（濃）·w（濃）＝m（?。（?。?；③溶液的質(zhì)量守恒：m（稀）＝m（濃）＋m（水）。[提升3]常溫下，將20g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的KNO3溶液跟30g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%的KNO3溶液混合，得到密度為1.15g/cm3的混合溶液，計(jì)算：（1）該混合溶液中KNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）該混合溶液中KNO3的物質(zhì)的量濃度。物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算公式：cB＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－1。M：溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量ρ：溶液密度（g·mL－1）w：溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制及誤差分析[例2]實(shí)驗(yàn)室配制500mL0.5mol·L－1的NaCl溶液，有如下操作步驟：①把稱量的NaCl晶體放入小燒杯中，加適量蒸餾水溶解。②把①所得溶液小心轉(zhuǎn)入500mL容量瓶中。③繼續(xù)向容量瓶中加蒸餾水至液面距刻度1～2cm處，改用膠頭滴管小心滴加蒸餾水至溶液凹液面底部與刻度線相切。④用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2～3次，每次洗滌的液體都小心轉(zhuǎn)入容量瓶，并輕輕搖勻。⑤將容量瓶塞塞緊，充分搖勻。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）操作步驟的正確順序?yàn)椋ㄌ钚蛱?hào)）。（2）本實(shí)驗(yàn)用到的基本實(shí)驗(yàn)儀器有。（3）某同學(xué)觀察液面的情況如圖所示，對(duì)所配溶液濃度將有何影響？（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。（4）若出現(xiàn)如下情況，對(duì)所配溶液濃度將有何影響？（填“偏高”“偏低”或“無影響”）沒有進(jìn)行操作步驟④；加蒸餾水時(shí)不慎超過了刻度。（5）若實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)如下情況應(yīng)如何處理？加蒸餾水時(shí)不慎超過了刻度線；向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí)（操作步驟②）溶液流到容量瓶外面。eq\a\vs4\al(狀元隨筆)容量瓶讀數(shù)的仰視和俯視①仰視刻度線（圖1）。加水量偏多，導(dǎo)致溶液體積偏大，結(jié)果偏低。②俯視刻度線（圖2）。加水量偏少，結(jié)果偏高。[提升4]下列配制的溶液濃度偏高的是（）A．配制鹽酸用量筒量取濃鹽酸時(shí)俯視刻度線B．配制鹽酸定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線C．稱量4.0gNaOH配制0.1mol·L－1NaOH溶液1000mL時(shí)，砝碼錯(cuò)放在左盤D．NaOH溶解后未經(jīng)冷卻即注入容量瓶至刻度線①用托盤天平稱量時(shí)，切記“左物右碼”。②讀數(shù)計(jì)算應(yīng)為m物＝m砝碼＋m游碼。關(guān)鍵能力1.配制溶液“十字”表達(dá)：算（計(jì)算）→量（稱量或量?。埽ㄈ芙猓洌ɡ鋮s）→移（移液）→洗（洗滌）→振（振蕩）→定（定容）→搖（搖勻）→貼（轉(zhuǎn)入試劑瓶，貼標(biāo)簽）。2．誤差分析能引起誤差的一些操作mVc托盤天平天平的砝碼沾有其他物質(zhì)或已生銹增大不變偏大藥品、砝碼左右位置顛倒，且使用了游碼減小不變偏小稱量易潮解的物質(zhì)（如NaOH）時(shí)間過長減小不變偏小量筒用量筒量取液體時(shí)，仰視讀數(shù)增大不變偏大用量筒量取液體時(shí)，俯視讀數(shù)減小不變偏小燒杯和玻璃棒攪拌時(shí)部分液體濺出減小不變偏小未洗燒杯和玻璃棒減小不變偏小容量瓶未冷卻到室溫就注入容量瓶定容不變減小偏大向容量瓶轉(zhuǎn)移溶液時(shí)有少量液體流出減小不變偏小定容時(shí)，水加多了，用滴管吸出減小不變偏小定容時(shí)，俯視讀刻度數(shù)不變減小偏大定容時(shí)，仰視讀刻度數(shù)不變?cè)龃笃q\a\vs4\al(狀元隨筆)誤差分析的依據(jù)：根據(jù)c＝eq\f(n,v)＝eq\f(m,MV)，m偏大，c偏大；V偏大，c偏小化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算[例3]標(biāo)準(zhǔn)狀況下，3.25g鋅與足量的鹽酸反應(yīng)生成xL氫氣。下列比例式正確的是（）A．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol1mol3.25gxLB．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g1L3.25gxLC.Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol22.4L0.05molxLD．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g1mol3.25gxL[提升5]把一小塊鈉放入足量水中，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。有關(guān)該反應(yīng)的下列說法正確的是（）A．反應(yīng)中Na與NaOH的質(zhì)量相等B．反應(yīng)中H2O和H2的質(zhì)量相等C．反應(yīng)中H2O和H2的質(zhì)量之比為2∶1D．反應(yīng)中Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶1[提升6]Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣4.48L。下列推斷中不正確的是（）A．參加反應(yīng)的Mg、Al共0.2molB．參加反應(yīng)的HCl為0.4molC．Mg、Al在反應(yīng)中共失去0.4mol電子D．若與足量的稀硫酸反應(yīng)能產(chǎn)生0.2molH2關(guān)鍵能力物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟eq\a\vs4\al(狀元隨筆)①書寫格式規(guī)范化：在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的過程中，各物理量、物質(zhì)名稱、公式等盡量用符號(hào)表示，且數(shù)據(jù)的運(yùn)算要公式化并帶單位。②單位運(yùn)用對(duì)應(yīng)化：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，如果題目所給的兩個(gè)量單位不一致，要注意兩個(gè)量的單位要“上下一致，左右相當(dāng)”。③如果兩種反應(yīng)物的量都是已知的，求解某種產(chǎn)物的量時(shí)，必須先判斷哪種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足量的物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。學(xué)考評(píng)價(jià)——夯實(shí)·測控·演練1.（雙選）欲配制1.00mol·L－1Na2CO3溶液100mL，不需要使用的儀器是（）A．100mL容量瓶B．蒸餾燒瓶C．玻璃棒D．錐形瓶2．將5mol·L－1鹽酸10mL稀釋到200mL，再取出5mL，這5mL溶液的物質(zhì)的量濃度是（）A．0.05mol·L－1B．0.25mol·L－1C．0.1mol·L－1D．0.5mol·L－13．下列溶液中氯離子濃度與50mL1mol·L－1AlCl3溶液中Cl－濃度相等的是（）A．150mL1mol·L－1的NaCl溶液B．75mL2mol·L－1的NH4Cl溶液C．150mL3mol·L－1的KCl溶液D．75mL2mol·L－1的FeCl3溶液4．現(xiàn)需要配制500mL1mol·L－1硫酸溶液，（1）需用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84g·cm－3的濃硫酸mL。（2）容量瓶使用前檢驗(yàn)漏水的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）若實(shí)驗(yàn)遇到下列情況，對(duì)硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度有何影響（填寫“偏大”“偏小”或“不變”）？①稀釋的硫酸轉(zhuǎn)移到容量瓶中后未洗滌燒杯：________________________________________________________________________。②趁熱將溶液注入容量瓶中并定容：________________________________________________________________________。③搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線于是又加水：________________________________________________________________________。④容量瓶中原有少量蒸餾水：________________________________________________________________________。⑤定容時(shí)俯視液面：。5．0.56g氧化鈣恰好與20mL鹽酸反應(yīng)，則此鹽酸的物質(zhì)的量濃度是（）A．0.10mol·L－1B．0.20mol·L－1C．0.50mol·L－1D．1.00mol·L－1練后感悟與物質(zhì)的量濃度計(jì)算有關(guān)的“三個(gè)”注意事項(xiàng)（1）進(jìn)行物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計(jì)算時(shí)，各種情況下最終落腳點(diǎn)是物質(zhì)的量濃度的定義式c＝n/V，充分利用有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算公式，發(fā)揮物質(zhì)的量的橋梁作用。（2）已知溶液的密度時(shí)，溶液的體積V（溶液）＝m（溶液）/ρ（溶液）。（3）運(yùn)用電荷守恒時(shí)，要特別注意離子所帶電荷數(shù)要參與計(jì)算，即離子濃度要乘以每個(gè)離子所帶電荷的數(shù)值。第二單元溶液組成的定量研究學(xué)業(yè)基礎(chǔ)新知預(yù)習(xí)單位體積物質(zhì)的量cBmol·L－1mol/Leq\f(nB,V)1mol容量溫度eq\o(□,\s\up1(10))50mL、100mL、250mL、500mLeq\o(□,\s\up1(11))玻璃棒eq\o(□,\s\up1(12))容量瓶(100mL)eq\o(□,\s\up1(13))膠頭滴管eq\o(□,\s\up1(14))0.1moleq\o(□,\s\up1(15))5.85geq\o(□,\s\up1(16))5.9geq\o(□,\s\up1(17))玻璃棒eq\o(□,\s\up1(18))100mL容量瓶eq\o(□,\s\up1(19))玻璃棒引流eq\o(□,\s\up1(20))2～3eq\o(□,\s\up1(21))容量瓶中eq\o(□,\s\up1(22))1～2cmeq\o(□,\s\up1(23))膠頭滴管eq\o(□,\s\up1(24))名稱eq\o(□,\s\up1(25))濃度eq\o(□,\s\up1(26))化學(xué)計(jì)量數(shù)eq\o(□,\s\up1(27))體積即時(shí)自測1．答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×2．答案：D3．解析：容量瓶上標(biāo)有：刻度線、溫度、容積。答案：C4．答案：A5．解析：用托盤天平稱量藥品應(yīng)左物右碼，A項(xiàng)不正確；向容量瓶轉(zhuǎn)移液體應(yīng)用玻璃棒引流，C項(xiàng)不正確；定容時(shí)，膠頭滴管不能插入容量瓶內(nèi)，D項(xiàng)不正確。答案：B核心素養(yǎng)例1【解析】根據(jù)公式c＝eq\f(n,V)，n為溶質(zhì)的物質(zhì)的量，V為溶液的體積。A項(xiàng)溶液的體積不等于1L；B項(xiàng)22.4LHCl的物質(zhì)的量不一定是1mol；C項(xiàng)，鹽酸與水混合后，溶液體積不是10L；D項(xiàng)n(NaOH)＝0.25mol，V[NaOH(aq)]＝0.25L，c(NaOH)＝1mol/L?！敬鸢浮緿提升1解析：A項(xiàng)，40gNaOH的物質(zhì)的量為1mol，又因溶液體積為1L，由公式得c＝eq\f(n,V)＝eq\f(1mol,1L)＝1mol·L－1，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，Na2CO3溶液的濃度為1mol·L－1，則Na＋濃度為2mol·L－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原溶液濃度為0.1mol·L－1，則取出的0.1L溶液和剩余的0.9L溶液的濃度都為0.1mol·L－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，n(Na2SO4)＝cV＝0.2mol·L－1×1L＝0.2mol，則n(Na＋)＝2n(Na2SO4)＝2×0.2mol＝0.4mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A提升2解析：(1)n(Na2SO4)＝eq\f(14.2g,142g·mol－1)＝0.1mol，c(Na2SO4)＝eq\f(0.1mol,0.5L)＝0.2mol·L－1。(2)從中取出50mL溶液，濃度仍為0.2mol·L－1，溶質(zhì)的質(zhì)量為m＝n·M＝c·V·M＝0.2mol·L－1×0.05L×142g·mol－1＝1.42g。(3)50mL溶液用水稀釋到100mL，據(jù)c(濃)·V(濃)＝c(稀)·V(稀)，溶液中Na2SO4物質(zhì)的量濃度變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即0.1mol·L－1，故溶液中Na＋的物質(zhì)的量濃度為0.2mol·L－1，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的物質(zhì)的量濃度為0.1mol·L－1。答案：(1)0.2(2)0.21.42(3)0.20.1提升3解析：(1)混合后溶液中KNO3的總質(zhì)量為：20×14%＋30×24%＝10g。溶液總質(zhì)量為：20g＋30g＝50g。混合后溶液中KNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：w(KNO3)＝eq\f(10g,50g)×100%＝20%。(2)混合后溶液中的KNO3的物質(zhì)的量為：n(KNO3)＝eq\f(10g,101g·mol－1)＝0.099mol，混合后溶液的總體積為：V[KNO3(aq)]＝eq\f(50g,1.15g·mL－1)＝43.5mL≈4.35×10－2L?；旌虾笕芤褐蠯NO3的物質(zhì)的量濃度為：c(KNO3)＝eq\f(0.099mol,4.35×10－2L)≈2.28mol/L。答案：(1)20%(2)2.28mol/L例2【解析】(2)為防止儀器的遺漏，可根據(jù)步驟進(jìn)行選取。(3)根據(jù)c＝eq\f(n,V)，V偏小，c偏高。(5)加蒸餾水超過刻度，V偏大，c偏低，這種情況下配制的溶液濃度不是0.5mol·L－1，因此要重配?！敬鸢浮?1)①②④③⑤(2)500mL容量瓶、托盤天平、藥匙、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒(3)偏高(4)偏低偏低(5)重配重配提升4解析：A項(xiàng)俯視刻度線，將會(huì)使量得的鹽酸體積小于計(jì)算值，導(dǎo)致濃度偏低；B項(xiàng)定容時(shí)仰視容量瓶刻度線，將會(huì)導(dǎo)致加水量增多，使溶液濃度偏低；C項(xiàng)由于所稱NaOH固體的質(zhì)量為整數(shù)，不需移動(dòng)游碼，故稱得固體NaOH的質(zhì)量是準(zhǔn)確的，不會(huì)影響到配制溶液的濃度；D項(xiàng)因熱脹冷縮之故，會(huì)使容量瓶中的溶液在冷卻后液面低于刻度線，導(dǎo)致所配溶液濃度偏高。答案：D例3【解析】A項(xiàng)，上下單位不同，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，左右物理量不對(duì)應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，上下單位不同，錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾提升5解析：該反應(yīng)中，Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶1，質(zhì)量之比為23∶40，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；H2O與H2的物質(zhì)的量之比為2∶1，質(zhì)量之比為18∶1，所以B項(xiàng)、C項(xiàng)均錯(cuò)誤。答案：D提升6解析：反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol，則參加反應(yīng)的n(H＋)＝0.4mol，即參加反應(yīng)的HCl為0.4mol。若換成稀硫酸，同樣產(chǎn)