物质的量浓度及溶液的配制.
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考点3 物质的量浓度及溶液的配制一、基本概念1.概念:单位体积溶液里所含溶质B 的物质的量,符号为c B 。
2.表达式:c B =n BV (n 为溶质B 的物质的量,单位为mol ;V 为溶液的体积,单位为L)。
3.单位:mol·L-1或 mol/L 。
二、物质的量浓度相关计算 1.根据公式c B =n B V可以求出:溶质的质量、气体溶质在标准状况下的体积及微粒数目;当溶质的量一定时,浓度和体积成反比;当体积一定时,浓度和溶质的物质的量成正比。
2.物质的量浓度和质量分数之间换算公式:m =cVM =1 000Vρw在此公式中,物质的量浓度(c )、溶质的质量分数(w )、溶质的摩尔质量(M )和溶液的密度(ρ),已知任何三个量,可计算第四个量。
3.浓溶液稀释的有关计算其中稀释可以按照稀释定律:稀释前后溶液中溶质的质量和物质的量不变,c 1V 1=c 2V 2(c 1、c 2为稀释前后溶质的物质的量浓度)。
三、容量瓶的认识与使用1.容量瓶的构造:容量瓶是一种细颈、梨状平底的玻璃瓶,容量瓶上标有固定刻度线、温度20 ℃和规格(50 mL 、100 mL 、250 mL 、500 mL 、1 000 mL),磨口的瓶口配有磨口的玻璃瓶塞或塑料塞。
2.检查容量瓶是否漏水的方法:在容量瓶中加入少量水,塞好瓶塞,用食指摁住瓶塞,另一只手的五指托住容量瓶瓶底,把瓶倒立过来,观察瓶塞周围是否有水漏出。
如果不漏水,把瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧,重复上述操作,如果不漏水才能使用。
进行第二次检查的原因是瓶塞与瓶口可能只在某个方位上塞紧不漏水,但在其他方位可能不配套,塞不紧而漏水(瓶口或瓶塞不是很“圆”)。
3.容量瓶是准确配制一定物质的量浓度溶液的仪器,其容积是在20 ℃标定的。
而绝大多数的物质在溶解时均引起溶液温度有较大的变化,且热膨胀系数是气体>液体>固体,因此物质的溶解必须先在烧杯中进行,待溶液温度恢复至室温,才将溶液转移到容量瓶中。
第4讲 物质的量浓度及一定物质的量浓度溶液的配制[考纲解读] 1.能说出物质的量浓度的含义。
2.能按要求配制一定物质的量浓度的溶液,会进行有关误差分析。
3.会根据物质的量与溶液的体积、溶液的物质的量浓度之间的相互关系进行有关计算。
考点一特别提醒 这里V 是溶液的体积,它不是溶剂的体积,也不是溶剂和溶质的体积之和。
1.观察两个试剂瓶上的标签,回答下列问题。
(1)“5%硫酸铜溶液”中的5%是什么含义?(2)0.4 mol ·L-1 NaCl 溶液中的0.4 mol ·L-1表示的含义是什么?(3)从上述两种溶液中分别取出5 mL ,它们的浓度分别是 、 。
2.在一定温度下,某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL ,溶液密度为d g·cm -3,质量分数为w ,物质的量浓度为c mol·L -1,溶液中含氢氧化钠的质量为m g 。
(1)用w 来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S )为_________________________________。
(2)用m 、V 表示溶液中溶质的物质的量浓度(c )为_________________________________。
(3)用w 、d 表示溶液中溶质的物质的量浓度(c )为__________________________________。
(4)用c 、d 表示溶液中溶质的质量分数为_________________________________________。
3.有硫酸镁溶液500 mL ,它的密度是1.20 g·cm -3,其中镁离子的质量分数是4.8%,则有关该溶液的说法不正确的是 ( )A .溶质的质量分数是24.0%B.溶液的物质的量浓度是2.4 mol·L-1C.溶质和溶剂的物质的量之比是1∶40D.硫酸根离子的质量分数是19.2%在复习此知识点时,要紧扣定义,由定义出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式:c=nV、质量分数=溶质的质量溶液的质量×100%进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
知识结构与板书设计2、公式c(B)=)aq(V)B(n3、单位:国际单位:mol/m3常用单位mol/L[例1]配制500 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液需要NaOH的质量是多少?解:n(NaOH)==c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=0.1 mol/L *0.5L=0.05 molm(NaOH)==n(NaOH)·M(NaOH)=0.05 mol*40g/ mol=2g4、一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目[例2]将28.4 g Na2SO4溶于水配成250 mL溶液,计算溶液中溶质的物质的量浓度,并求出溶液中Na+和SO42―的物质的量浓度。
解:n (Na2SO4)=M(Na2SO4)(Na2SO4)m===1424.28=0.2 molc (Na2SO4)=25.02.0V(aq)(Na2SO4)n====0.8 mol/LNa2SO4==2 Na++SO42―c(Na+)==2c(Na2SO4)==2*0.8=1.6 mol/L c(SO42― )==c(Na2SO4)==0.8mol/L5、c=)B(Mw1000ρ6、稀释定律:c(浓溶液)×V(浓溶液)= c(稀溶液)×V(稀溶液)(二) 一定物质的量浓度溶液的配制1、仪器:(1)天平(2)容量瓶2、步骤:1、计算2、称量或量取3、溶解或稀释4、移液5、洗涤6、定容7、摇匀8、装瓶3、配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析误差分析依据的原理:C B=MVmVn=由m、V决定实验误差教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[引入]:化学试剂瓶的标签上一般都有试剂含量的数据,化工产品和药品的说明书中一般都标明主要成分的含量。
你知道这些数据是如何得到的吗?[讲解]许多化学反应都是在溶液中进行的,生产和科学研究中经常要对溶液进行定量分析、定量计算,必定需要一个表示溶液组成的物理量。
在初中化学中我们学过溶液的质量分数,溶液的质量分数是一个表示溶液组成的物理量,可用来直接计算溶质、溶剂、溶液的质量。
但是在化学研究中,更需要一个可以直接计算溶质的“n(溶质)”的物理量。
[过渡]下面我们就来学习一种与溶液体积有关的表示溶液浓度的物理量-----物质的量浓度。
[板书]三、物质的量在化学实验中的应用(一) 物质的量浓度[问]物质的量和溶液的浓度有什么关系?什么是物质的是浓度?请大家阅读教材P15前两段,请大家用准确的语言叙述物质的量浓度的概念,并说出它的符号是什么?[板书]1、定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫溶液B的物质的量浓度,符号c(B)[小结]注意:1、单位体积的溶液不是溶剂2、溶质是物质的量,不是质量3、B不但表示溶液中所含溶质的分子还可表示溶液中所含溶质电离出的离子[讲解]物质的量浓度的概念,我们也可以简化为一个代数式,应怎样表示?(物质的量浓度c(B)等于溶液中所含溶质B的物质的量n(B)与溶液的体积V 的比值)[板书]2、公式c(B)=)aq(V)B(n3、单位:国际单位:mol/m3常用单位mol/L[过]下面,我们根据物质的量浓度的概念来进行计算。
[例1]配制500 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液需要NaOH的质量是多少?解:n(NaOH)==c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=0.1 mol/L *0.5L=0.05 mol m(NaOH)==n(NaOH)·M(NaOH)=0.05 mol*40g/ mol==2g[练习]1、1L溶液中含1molNaCl,则NaCl的物质的量浓度___________2、1L溶液中含有0.5mol NaCl,则NaCl的物质的是浓度______________[板书]4、一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目学生设想、学生讨论后总结找到一个新的物理量----物质的量浓度,可以用来进行“V(溶液)”、“n(溶质)”之间的换算。
学生阅读,自学,总结定义和公式由公式推出单位学生计算:1 mol/L0.5 mol/L[思考]1、1mol/L 蔗糖溶液与1mol/L 酒精水溶液中溶质微粒浓度是否相等? (相等)2、1mol/LHCl 和1mol/LH 2SO 4中,c(H +)是否相等?c(SO 42-)和c(Cl -)是否相等? (否 是)3、1mol/L HCl 和1mol/LHAc 中,氢离子物质的量浓度是否相同? (是)[小结]溶质的微粒个数比等于微粒的物质的量浓度之比: 1、溶质是难电离的物质时,溶质在溶液中以分子的形式存在。
2、对于易电离的物质,如AaBb 的溶液浓度为 c mol/L ,在溶液中AaBb 的电离方程式为AaBb==a A b+ +b B a- ;则溶液中 A b+ 的浓度为ac mol/L,B a-溶液为bc mol/L[例2]将28.4 g Na 2SO 4溶于水配成250 mL 溶液,计算溶液中溶质的物质的量浓度,并求出溶液中Na +和SO 42― 的物质的量浓度。
解:n (Na 2SO 4)=M(Na2SO4)(Na2SO4)m ===1424.28=0.2 molc (Na 2SO 4)=25.02.0V(aq)(Na2SO4)n ==0.8 mol/LNa 2SO 4==2 Na ++SO 42―c(Na +)==2c(Na 2SO 4)==2*0.8=1.6 mol/L c(SO 42― )==c(Na 2SO 4)==0.8mol/L 答:略 [练习]1、1mol/LMgCl 2溶液,c (Cl-)=__________2、2mLMgCl 2溶液,已知其物质的量浓度为2mol/L ,则n(Cl -)=___,n(Mg 2+)=___3、0.1mol/LAl 2(SO 4)3中,Al 3+的物质的量浓度为__________4、已知2LAl 2(SO 4)3溶液,Al 3+的个数为9.03*1023个,则SO 42-的物质的量浓度_____[过渡]物质的量浓度与溶质的质量分数同是表示溶液组成的物理量,之间存在联系也有差别,完成下列对比:物质的量浓度溶质的质量分数溶质的物理量和单位物质的量 mol 质量 g kg溶液的物理量和单位体积 L m 3 质量 g此题反映的是溶液的体积、质量、溶质的物质的量浓度之间的换算,只要熟悉特别是之间的关系,此种类型题便可轻易得解学生计算: 2 mol/L 0.008 mol ; 0.004mol0.2mol/L 1.125mol/L计算公式BB n c V=特点 物质的量浓度相同、溶液体积也相同的不同溶液里,含有溶质的物质的量相同质量相同、质量分数也相同的不同溶液里,含有溶质的质量也相同[问]那么物质的量浓度与溶质的质量分数之间有什么联系呢?[板书]5、c=)B (M w 1000ρ[例3]市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%,密度为1.84g/cm 3,计算市售浓硫酸的物质的量浓度?解: C =(1000ml×1.84g/cm 3×98%)/(98g/mol×1L )=18.4mol/L[过渡]在初三时我们已经学过如何来稀释溶液,在稀释的过程中,保证前后溶质的质量应该是不变的,也就有了 m (浓溶液)×ψ(浓溶液)= m (稀溶液)×ψ(稀溶液),那么将溶液用水稀释或去水浓缩的时候,溶液体积发生变化,但溶质质量不变,即溶液稀释或浓缩前后,溶液中溶质的物质的量是相等的。
对此,可用怎样的公式来表示呢?[板书]6、稀释定律:c (浓溶液)×V (浓溶液)= c (稀溶液)×V (稀溶液)[例4]将250ml 质量分数为98%,密度为1.84g/cm 3的浓硫酸稀释到600ml ,此时溶液中硫酸的物质的量浓度是多少?解:C =(250ml×1.84g/cm 3×98%/(98g/mol×0.6L )=7.67mol/L[讲解]在稀释浓溶液时,溶液的体积发生了变化,但溶液中溶质的物质的量不变,即在溶液稀释前后,溶液中溶质的物质的量相等。
我们若知道上述四个量中的三个量,就可以解决稀释问题。
[过渡]我们学习了物质的量浓度,下面就让我们来配制一定物质的量浓度的溶液。
实验1-5 配制100 mL 1.00 mol/L NaCl 溶液[讲渡] 首先让我们先来认识一下本实验所需的仪器。
[板书](二) 一定物质的量浓度溶液的配制 1、仪器 (1)天平[复习]天平的使用方法:1、称量前先把游码拨到标尺的零刻度处,检查天平左右摆动是否平衡。
若未达到平衡,可调节左右平衡螺母,使天平平衡。
2、左物右码。
药品不可直接放在托盘里。
砝码用镊子夹取。
[讲解]下面让我们来介绍一下主要的容量瓶:[板书](2)容量瓶[讲解]容量瓶是配制准确物质的量浓度溶液的仪器。
容量瓶有各种不同规格,常用的有100 mL、250 mL、500mL和1000mL等几种。
容量瓶颈部有标线、瓶上标有温度和容量。
容量瓶只能配对应体积的溶液。
因此,在选择时,要使容量瓶的容积等于或略小于所配溶液体积。
容量瓶的使用要有一定温度限制,容量瓶不能作为盛放液体的容器或反应容器使用,也不能加热。
[小结]容量瓶使用前a、检查是否漏水方法:往瓶内加水,塞好瓶塞。
用手指顶住瓶塞。
另一手托住瓶底,把瓶倒立。
观察瓶塞周围是否漏水,若不漏水,旋转180°,仍把瓶倒立过来,再检验是否漏水。
b、用蒸馏水洗涤容量瓶。
[小结]注意事项:1、向容量瓶转移溶液或加入水,用玻璃棒引流并且玻璃棒的下端要靠在刻度线以下的内壁上,玻璃棒身要在瓶中央位置。
2、加水到刻度线1-2㎝处改用胶头滴管。
3、视线与刻度线平行。
当液体凹液面与容量瓶的刻度线恰好相切时,停止加水。
[讲解]容量瓶的使用时,要将烧杯中的液体沿玻璃棒小心地注入容量瓶时,不要让溶液洒在容量瓶外,也不要让溶液在刻度线上面沿瓶壁流下。
配制一定物质的量浓度的溶液的过程:[板书]2、步骤[投影实验]实验1-5 配制100 mL 1.00 mol/L NaCl 溶液 (1)计算:需要固体NaCl 的质量______(2)称量或量取:用托盘天平称取固体质量或量筒量体积。
(3)溶解或稀释:在小烧杯中溶解固体,用适量蒸馏水溶解或稀释,冷却至室温。
[思考]溶液注入容量瓶前为什么要冷却?(稀释或溶解总有一定的热效应。
容量瓶在使用前有一定的温度指数,只标明一定温度下的正确体积(20℃,250mL),其含义是,只有当液体的温度与容量瓶上标出温度相同时,体积才是准确值。
(4)移液:将小烧杯中液体沿玻璃棒小心转入一定体积的容量瓶中,若不慎洒出,必须重新配制。