2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第二章海水中的重要元素-鈉和氯第三節(jié)第4課時(shí)物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計(jì)算學(xué)案新人教版必修1

PAGE7-第4課時(shí)物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計(jì)算課程目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)運(yùn)用物質(zhì)的量濃度的概念表達(dá)式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2．明確溶液的物質(zhì)的量濃度；溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶解度之間的區(qū)分和聯(lián)系，能相互求算。1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從宏觀和微觀結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題，利用物質(zhì)的量將宏觀的物理量(物質(zhì)的量濃度)與微觀粒子數(shù)目聯(lián)系起來。2．試驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)：嫻熟駕馭肯定物質(zhì)的量濃度有關(guān)計(jì)算，結(jié)合化學(xué)試驗(yàn)，勇于創(chuàng)新、質(zhì)疑。授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第43頁(yè)1．溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1)概念：溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比(2)表達(dá)式：w(溶質(zhì))＝eq\f(m溶質(zhì),m溶液)×100%2．物質(zhì)的量濃度換算公式cB＝eq\f(nB,V液)，nB＝cBV液。3．密度與體積、質(zhì)量(溶液)之間關(guān)系ρ液＝eq\f(m液,V液)，V液＝eq\f(m液,ρ液)留意此時(shí)得到的溶液的體積單位為mL。用于物質(zhì)的量濃度計(jì)算時(shí)留意換算。4．溶液稀釋時(shí)，稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量不變?；旌先芤嚎傎|(zhì)量等于分溶液質(zhì)量之和，總體積不肯定等于分溶液的體積之和。一般要依據(jù)已知密度進(jìn)行計(jì)算。5．氣體溶于水時(shí)，溶液體積要依據(jù)密度公式進(jìn)行計(jì)算。[牛刀小試]1．某溶液中僅含有H＋、Al3＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)四種離子，其中H＋的濃度為0.5mol·L－1，Al3＋的濃度為0.1mol·L－1，Cl－的濃度為0.2mol·L－1，則SOeq\o\al(2－,4)的濃度是()A．0.15mol·L－1 B．0.25mol·L－1C．0.3mol·L－1 D．0.4mol·L－1解析：依據(jù)電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)相等知：c(H＋)＋3c(Al3＋)＝c(Cl－)＋2c(SOeq\o\al(2－,4))，故c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(0.5＋3×0.1－0.2,2)＝0.3(mol/L)。答案：C2．某氯化鎂溶液的密度為1.18g/cm3，其中鎂離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.1%,300mL該溶液的Cl－的物質(zhì)的量約為()A．0.37mol B．0.63molC．0.74mol D．1.5mol解析：m(Mg2＋)＝ρVw%＝300mL×1.18g/cm3×5.1%＝18g，n(Mg2＋)＝eq\f(18g,24g·mol－1)＝0.75mol，所以n(Cl－)＝1.5mol。答案：D授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第43頁(yè)要點(diǎn)一以物質(zhì)的量濃度概念為動(dòng)身點(diǎn)的有關(guān)計(jì)算1．計(jì)算的基本公式：c＝eq\f(n,V)＝eq\f(m,V·M)其中n為溶質(zhì)的物質(zhì)的量，m為溶質(zhì)的質(zhì)量，M為溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，c為溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，V為溶液的體積。2．計(jì)算的基本類型和方法(1)已知溶質(zhì)的質(zhì)量(2)已知溶液中某種粒子的數(shù)目(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的計(jì)算eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(溶質(zhì)的物質(zhì)的量n＝\f(V氣體,22.4L·mol－1),溶液的體積V＝\f(m,ρ)＝\f(m氣體＋m溶劑,ρ)))c＝eq\f(n,V)[典例1]計(jì)算下列各溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度：(1)0.5LNaCl溶液中含有NA個(gè)Cl－，則c(NaCl)＝________。(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，aLHCl溶于1L水中得溶液A，密度為ρg/cm3，則溶液A中c(HCl)＝________。[解析](1)n(NaCl)＝n(Cl－)＝eq\f(NA,NA)mol＝1mol則c(NaCl)＝eq\f(nNaCl,V液)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2mol/L。(2)c(HCl)＝eq\f(nHCl,V液)＝eq\f(\f(a,22.4)mol,\f(\f(a,22.4)×36.5＋1000,ρ×1000)L)＝eq\f(1000ρa(bǔ),36.5a＋22400)mol/L。[答案](1)2mol/L(2)eq\f(1000ρa(bǔ),36.5a＋22400)mol/L[題組訓(xùn)練]1．2.0gNaOH固體溶于水配成100mL溶液，溶液中c(Na＋)為()A．0.2mol·L－1 B．0.3mol·L－1C．0.4mol·L－1 D．0.5mol·L－1解析：c(Na＋)＝2.0g÷40g·mol－1÷0.1L＝0.5mol·L－1。答案：D2．用1L水汲取560L氨氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，所得氨水的密度是0.90g·mL－1，求：(1)氨氣的物質(zhì)的量是________。(2)所得氨水溶液的物質(zhì)的量濃度是________。解析：n(NH3)＝eq\f(560L,22.4L/mol)＝25mol，c(NH3)＝eq\f(25mol,\f(25×17＋1000,0.9×1000)L)＝15.79mol/L。答案：(1)25mol(2)15.79mol/L要點(diǎn)二溶液的稀釋或混合1．濃溶液稀釋(1)溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變：c(濃)·V(濃)＝c(稀)·V(稀)；(2)溶質(zhì)的質(zhì)量不變：m(濃)·w(濃)＝m(稀)·w(稀)；(3)溶液的質(zhì)量守恒：m(稀)＝m(濃)＋m(水)。2．相同溶質(zhì)兩溶液混合(1)溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變：c1V1＋c2V2＝c(混)·V(混)；(2)溶質(zhì)的質(zhì)量不變：m1w1＋m2w2＝m(混)·w(混)。[典例2]從1L1mol·L－1氫氧化鈉溶液中取出100mL：(1)取出的這100mL氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度是________，含氫氧化鈉的質(zhì)量是________。(2)若將取出的這100mL氫氧化鈉溶液加水稀釋至500mL，所得溶液的物質(zhì)的量濃度是________。[解析](1)m＝0.1L×1mol·L－1×40g·mol－1＝4.0g。(2)100mL氫氧化鈉溶液加水稀釋至500mL，氫氧化鈉的物質(zhì)的量不變，由c(濃)·V(濃)＝c(稀)·V(稀)可知c(稀)＝eq\f(c濃·V濃,V稀)＝eq\f(100mL×1mol·L－1,500mL)＝0.2mol·L－1。[答案](1)1mol/L4.0g(2)0.2mol/L[題組訓(xùn)練]3．100mL0.3mol·L－1Na2SO4溶液和50mL0.2mol·L－1Al2(SO4)3溶液混合后，溶液中SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量濃度約為(忽視溶液體積改變)()A．0.2mol·L－1 B．0.25mol·L－1C．0.4mol·L－1 D．0.5mol·L－1解析：混合溶液中SOeq\o\al(2－,4)總的物質(zhì)的量為0.1L×0.3mol·L－1＋0.05L×0.2mol·L－1×3＝0.06mol。混合溶液的體積約為兩溶液體積之和，即V(混)＝150mL。c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.06mol/0.15L＝0.4mol·L－1。答案：C4．將30mL0.5mol·L－1NaCl溶液加水稀釋到500mL，稀釋后溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度為()A．0.03mol·L－1B．0.3mol·L－1C．0.05mol·L－1D．0.04mol·L－1解析：依據(jù)稀釋公式c1V1＝c2V2，可知：30mL×0.5mol/L＝500mL×c(NaCl)，c(NaCl)＝0.03mol/L。答案：A要點(diǎn)三物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶解度之間的換算1．物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算(1)換算公式cB＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－1M：溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量(單位：g·mol－1)ρ：溶液密度(單位：g·mL－1)；w為溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2)推導(dǎo)方法設(shè)溶液體積為1L，則cB＝eq\f(nB,V)＝eq\f(\f(ρg·mL－1×1000mL×w,Mg·mol－1),1L)＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－1。2．溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶解度的相互求算：溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝eq\f(溶解度g,100＋溶解度g)×100%。3．物質(zhì)的量濃度與溶解度之間的關(guān)系：cB＝eq\f(1000ρS,M100＋S)M：溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量(單位g/mol)ρ：溶液的密度(單位：g·mL－1)S：B物質(zhì)在水中的溶解度(單位：g)[典例3]如圖是某?；瘜W(xué)試驗(yàn)室中硫酸試劑標(biāo)簽上的部分內(nèi)容。據(jù)此下列說法錯(cuò)誤的是()A．該硫酸的物質(zhì)的量濃度為9.2mol·L－1B．100mL該硫酸的質(zhì)量是184gC．硫酸的摩爾質(zhì)量與磷酸(H3PO4)的摩爾質(zhì)量相同D．取該硫酸62.5mL稀釋至250mL，得到稀硫酸的濃度為4.6mol·L－1[解析]該H2SO4的物質(zhì)的量濃度c＝eq\f(1000×1.84×98%,98)mol·L－1＝18.4mol·L－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤。該硫酸的密度為1.84g·mol－1，所以100mL該硫酸的質(zhì)量為184g，B項(xiàng)正確。磷酸(H3PO4)的摩爾質(zhì)量為98g·mol－1，與硫酸的相同，C項(xiàng)正確。依據(jù)稀釋公式c1V1＝c2V2，可知0.25L×4.6mol·L－1＝0.0625L×18.4mol·L－1，D項(xiàng)正確。[答案]A[題組訓(xùn)練]5．20℃，將60g某固體物質(zhì)完全溶解于水，配制成200mL密度為1.5g·mL－1的飽和溶液，求20℃時(shí)該飽和溶液的物質(zhì)的量濃度(該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1)________。解析：設(shè)該溫度下此物質(zhì)的溶解度為S。則：eq\f(S,100g＋S)＝eq\f(60g,200mL×1.5g·mL－1)，S＝25gc＝eq\f(1000×1.5×25,100＋25M)mol·L－1＝eq\f(300,M)mol·L－1。答案：eq\f(300,M)mol·L－16．某硝酸的物質(zhì)的量濃度為cmol·L－1，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，則此溶液的密度(g·cm－3)為()A.eq\f(63c,a) B.eq\f(6.3a,c)C.eq\f(6.3c,a) D.eq\f(63a,c)解析：依據(jù)溶液a%＝eq\f(cmol·L－1×Mg·mol－1,ρg·cm－3×1000mL·L－1)×100%，將題中所給出的值代入，硝酸的摩爾質(zhì)量為63g·mol－1，則ρ＝eq\f(cmol·L－1×63g·mol－1,1000mL·L－1×a%)＝eq\f(6.3c,a)。答案：C授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第45頁(yè)1．將75g膽礬溶于水配成0.6mol·L－1硫酸銅溶液，其溶液的體積是()A．1000mL B．500mLC．250mL D．100mL解析：硫酸銅溶液的體積＝75g÷250g·mol－1÷0.6mol·L－1＝0.5L。答案：B2．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－1 B．0.25mol·L－1C．0.1mol·L－1 D．0.5mol·L－1解析：依據(jù)稀釋公式c1V1＝c2V2得5mol/L×10mL＝200mL×c(HCl)，c＝0.25mol/L。答案：B3．(2024·天津高一檢測(cè))在400mL某硫酸鹽溶液中，含有3.0NA個(gè)SOeq\o\al(2－,4)(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)，同時(shí)含有2.0NA個(gè)金屬離子。則該硫酸鹽的物質(zhì)的量濃度為()A．1mol·L－1 B．2.5mol·L－1C．5mol·L－1 D．2mol·L－1解析：3NA個(gè)硫酸根離子的物質(zhì)的量為3mol,2NA個(gè)金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為2mol，令金屬離子的化合價(jià)為x，依據(jù)電荷守恒可知，2x＝3×2＝6，故金屬陽(yáng)離子為＋3價(jià)，所以該硫酸鹽可以表示為M2(SO4)3，依據(jù)硫酸根守恒可知，硫酸鹽為1mol，所以該硫酸鹽的物質(zhì)的量濃度為eq\f(1mol,0.4L)＝2.5mol·L－1。答案：B