【知識解析】物質(zhì)的量濃度

物質(zhì)的量濃度溶液的組成除可用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示外，還可用單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量來表示。

物質(zhì)的量濃度（1）定義：單位體積溶液所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量叫作溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。（2）符號：cB。（3）常用單位：mol·L－1或mol·m－3（有時也用mmol·L－1）。（4）溶質(zhì)B的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度和溶液體積的關(guān)系：V指溶液體積，而不是溶劑體積cB＝或nB＝cB·V。物質(zhì)的量濃度名師提醒（1）一定物質(zhì)的量濃度的某溶液，其濃度不因所取體積不同而變化。（2）若將氣體通入溶液中，則不能將氣體體積與溶液體積進行簡單加和。例如：將1LHCl氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）通入1L1mol·L－1鹽酸中，鹽酸的體積將發(fā)生變化，既不等于1L，也不等于2L，準(zhǔn)確的體積需要通過計算求得。（3）溶液與溶液相混合，除特殊說明溶液體積可相加外，其他情況仍用公式V溶液＝計算。物質(zhì)的量濃度名師提醒（4）B表示溶液中的任意溶質(zhì)，可以是化合物，也可以是離子，且討論離子濃度時應(yīng)注意物質(zhì)的化學(xué)組成。如1mol·L－1AlCl3溶液中c（Cl－）＝3mol·L－1。（5）如果固體含有結(jié)晶水，則在稱量前計算溶質(zhì)的質(zhì)量時，應(yīng)將結(jié)晶水考慮在內(nèi)。物質(zhì)的量濃度名師提醒（6）有的物質(zhì)溶于水后，與水反應(yīng)生成新的物質(zhì)，則所得溶液中的溶質(zhì)一般是指新物質(zhì)，如Na2O、Na2O2溶于水所得溶液中的溶質(zhì)是NaOH；CaO溶于水會與水反應(yīng)生成Ca（OH）2，所得溶液中的溶質(zhì)是Ca（OH）2。（7）NH3溶于水后成分復(fù)雜，求算物質(zhì)的量濃度時，仍以NH3為溶質(zhì)。配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液教材P25活動·探究（1）實驗用品根據(jù)配制溶液所用藥品的狀態(tài)儀器以固體藥品配制溶液→托盤天平、藥匙（共用）以濃溶液配制稀溶液——量筒燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管、量筒（非必需）、試劑瓶、標(biāo)簽紙防止溶解物質(zhì)及洗滌燒杯時用水過多，超過容量瓶的容積配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液（2）容量瓶構(gòu)造：容量瓶是一種細(xì)頸、梨形的平底玻璃瓶，瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞。頸部標(biāo)有刻度線，瓶體標(biāo)有溫度（一般為20℃）和容積，表示在所指溫度下瓶內(nèi)液體的凹液面與容量瓶頸部的刻度線相切時，溶液體積恰好與瓶上標(biāo)注的容積相等。規(guī)格：100mL、250mL、500mL、1000mL等。只能用于配制標(biāo)定容積的溶液配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液配制前檢驗容量瓶是否漏液的方法：打開瓶塞，向容量瓶中加入適量蒸餾水，塞好瓶塞，用食指頂住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒置容量瓶，觀察瓶口是否漏液；正置容量瓶，將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后再塞緊，倒置容量瓶，觀察瓶口是否漏液；若均不漏液，則容量瓶不漏液。配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液名師提醒1．使用容量瓶時應(yīng)注意“五不”：（1）不能用于溶解溶質(zhì)；（2）所配溶液溫度不能高于或低于室溫；（3）不能用作反應(yīng)容器；（4）不能長期儲存所配溶液；（5）不能用來加熱。2．選擇容量瓶遵循“大而近”原則：選用的容量瓶的規(guī)格應(yīng)略大于或等于所配溶液的體積。如配制80mL某濃度的溶液可選用100mL容量瓶，配制完成后取80mL使用。容量瓶的使用注意事項3．容量瓶在使用時不需要潤洗。配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液（3）配制步驟以配制100mL0.40mol·L－1NaCl溶液為例，配制過程如圖所示。配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實驗步驟實驗用品實驗操作計算溶質(zhì)的質(zhì)量并稱取托盤天平計算：m（NaCl）＝0.04mol×58.5g·mol－1≈2.3g。稱量：用托盤天平準(zhǔn)確稱量2.3gNaCl固體溶解量筒、燒杯、玻璃棒溶解：把稱量的NaCl固體放入燒杯中，加約30mL蒸餾水，用玻璃棒攪拌溶解。冷卻：用手觸摸燒杯的外壁，直至溶液的溫度恢復(fù)至室溫配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實驗步驟實驗用品實驗操作將溶解后的溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中容量瓶、燒杯、玻璃棒移液：將玻璃棒下端靠在容量瓶刻度線以下，上部分不與容量瓶瓶口接觸，讓燒杯中的溶液沿著玻璃棒慢慢流入100mL容量瓶中。洗滌：用少量蒸餾水洗滌玻璃棒及燒杯內(nèi)壁，將洗滌液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，重復(fù)洗滌操作2～3次續(xù)表配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實驗步驟實驗用品實驗操作添加溶劑到容量瓶的刻度線膠頭滴管、試劑瓶、標(biāo)簽紙定容：向容量瓶中加蒸餾水到液面在刻度線以下1～2cm時，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至溶液的凹液面與刻度線相切。搖勻、裝瓶、貼標(biāo)簽：塞上瓶塞，反復(fù)上下顛倒，使溶液混合均勻，把所配溶液轉(zhuǎn)移到潔凈、干燥的試劑瓶內(nèi)，貼上標(biāo)簽備用續(xù)表配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液名師提醒（1）容量瓶洗凈、檢驗不漏液后不能烘干（烘箱烘干會影響容量瓶的精度）。若容量瓶內(nèi)剩余少量水，配制溶液時，所配溶液的濃度不受影響。（2）用托盤天平稱量固體的質(zhì)量時，質(zhì)量精確到0.1g。用電子天平稱量固體的質(zhì)量時，質(zhì)量精確到0.0001g。（3）量筒有5mL、10mL、50mL、100mL、250mL等規(guī)格，用10mL量筒量取液體體積時，體積精確到0.1mL。配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液（4）誤差分析以配制一定物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液為例（表格中的“—”表示對n或V無影響）：誤差分析依據(jù)：c＝。若n偏大，V不變，則c偏大；若n偏小，V不變，則c偏小；若n不變，V偏大，則c偏??；若n不變，V偏小，則c偏大。配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實驗步驟誤差分析依據(jù)：c＝操作nVc稱量物質(zhì)、砝碼位置放反且使用了游碼偏小—偏小砝碼生銹或沾有其他物質(zhì)偏大—偏大溶解有少量液體濺出偏小—偏小轉(zhuǎn)移溶液移液前容量瓶中有少量水——不變未洗滌或移液時有少量溶液灑在外面偏小—偏小溶解放熱，未放置到室溫—偏小偏大溶解吸熱，未放置到室溫—偏大偏小配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實驗步驟誤差分析依據(jù)：c＝操作nVc定容定容時俯視—偏小偏大定容時仰視—偏大偏小液面超過刻度線，用膠頭滴管吸出偏小—偏小搖勻后液面下降，又滴入水到刻度線—偏大偏小續(xù)表配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液深化理解畫圖法理解和記憶量取溶液或定容時俯視、仰視造成的誤差1．量取誤差用濃溶液配制稀溶液，計算出濃溶液的體積（設(shè)為V）后用量筒量取。若量取時俯視（如圖左），則所取溶液的體積（設(shè)為V′）偏小，溶液濃度偏低；若量取時仰視（如圖右），則溶液濃度偏高。配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液深化理解畫圖法理解和記憶量取溶液或定容時俯視、仰視造成的誤差2．定容時俯視、仰視造成的誤差“俯視”（如圖左）可理解為“眼高水低”，加蒸餾水的量偏小，則所配制溶液濃度偏高，“仰視”（如圖右）則相反。典例詳析D例3－7（2021北京一零一中學(xué)期中）下列有關(guān)1mol·L－1硫酸溶液的說法正確的是（）A．1L水中含有1mol硫酸B．1L溶液中含有1molH＋C．將98g硫酸溶于1L水中配成溶液D．1L硫酸溶液中含98g硫酸典例詳析解析：1mol·L－1硫酸溶液根據(jù)n＝c·V，1L溶液中含1mol硫酸、2molH＋，A、B項錯誤根據(jù)c＝n/V，98g硫酸溶于水中配成1L溶液，即得1mol·L－1硫酸溶液，C項錯誤，D項正確典例詳析D例3－8（2021福建福州期末）下列關(guān)于物質(zhì)的量濃度的表述正確的是（）A．0.3mol·L－1Na2SO4溶液中含有Na＋和的總物質(zhì)的量為0.9molB．當(dāng)1L水吸收22.4L氨氣時，所得氨水的濃度不是1mol·L－1，當(dāng)22.4L氨氣溶于水制得1L氨水時，其濃度是1mol·L－1C．在K2SO4和NaCl的混合溶液中，如果Na＋和的物質(zhì)的量相等，則K＋和Cl－的物質(zhì)的量濃度一定相同D．250g膽礬溶于水得到1L溶液，所得CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol·L－1典例詳析點評：溶液中的陰、陽離子符合電荷守恒，溶液呈電中性，陽離子所帶的正電荷總數(shù)＝陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)。典例詳析解析：A項，沒有指明溶液的體積，無法計算物質(zhì)的量，錯誤；B項，沒有指明氣體所處狀態(tài)，22.4L氨氣的物質(zhì)的量不一定是1mol，錯誤；C項，根據(jù)溶液中的電荷守恒知，Na＋和的物質(zhì)的量相等時，K＋和Cl－的物質(zhì)的量濃度一定不相等，錯誤；D項，250g膽礬中CuSO4的物質(zhì)的量是1mol，所以其物質(zhì)的量濃度為1mol·L－1，正確。典例詳析A例3－9（2021江蘇常熟調(diào)研）容量瓶具備的功能有（）A．配制一定體積、一定物質(zhì)的量濃度的溶液B．長期儲存溶液C．稀釋某一濃度的溶液D．加熱溶解固體典例詳析解析：容量瓶不能用于長期儲存溶液，B項錯誤；容量瓶不能用于加熱溶解固體或稀釋溶液，C、D項錯誤。典例詳析例3－10（2021四川成都外國語學(xué)校期中）實驗中需2.0mol·L－1Na2CO3溶液950mL，配制時應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格和稱取Na2CO3的質(zhì)量分別是（）AA．1000mL，212.0gB．950mL，201.4gC．1000mL，572.4gD．500mL，100.7g典例詳析解析：選擇1000mL的容量瓶。m（Na2CO3）＝n·M＝c·V·M＝2.0mol·L－1×1L×106g·mol－1＝212.0g。點評：當(dāng)所配制溶液的體積與容量瓶的規(guī)格不符時，應(yīng)按照“大而近”的原則選擇容量瓶。計算時按所選容量瓶的規(guī)格計算溶質(zhì)的質(zhì)量（或濃溶液的體積）。典例詳析D例3－11（2021安徽合肥一六八中學(xué)期末）下列說法錯誤的是（）A．實驗中需用到的儀器有托盤天平、500mL容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等配制480mL0.100mol·L－1的NaCl溶液，部分實驗操作示意圖如圖所示：B．上述實驗操作的正確順序為②①④③C．容量瓶需要用蒸餾水洗滌，不需要烘干即可使用D．定容時，俯視容量瓶的刻度線，配得的NaCl溶液濃度偏小典例詳析解析：由NaCl固體配制480mL0.100mol·L－1的NaCl溶液需用到的儀器有托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管等，A項正確；由固體配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟有計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等，故正確的操作順序為②①④③，B項正確；容量瓶中有水存在時對實驗結(jié)果無影響，故不需要烘干即可使用，C項正確；定容時俯視容量瓶的刻度線會使所配溶液實際體積小于理論體積，濃度偏大，D項錯誤。典例詳析例2－7某次實驗中預(yù)計需要使用480mLamol·L－1的純堿溶液，如圖是某同學(xué)在實驗室配制該溶液的流程圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）容量瓶上標(biāo)有①溫度

②濃度

③容積

④壓強

⑤刻度線中的________（填序號）。①③⑤（2）使用容量瓶前必須對容量瓶進行的一項操作是________________________。檢查容量瓶是否漏水（3）應(yīng)選擇V＝______________mL的容量瓶，需要稱取______________gNa2CO3。50053a典例詳析解析：（1）容量瓶上標(biāo)有溫度、容積、刻度線。（2）使用容量瓶前要檢查容量瓶是否漏水。（3）根據(jù)“大而近”的原則，應(yīng)該選擇500mL的容量瓶。所需的m（Na2CO3）＝c·V·M＝amol·L－1