化學計量在實驗中的應用物質的量在化學實驗中的應用學案（人教版）

第3課時物質的量在化學實驗中的應用三、物質的量濃度在化學實驗中的應用1．物質的量濃度(1)定義：單位體積溶液里所含溶質的物質的量(2)符號及單位：c(B)，mol·L－1或mol/L(3)計算公式：c(B)＝eq\f(n(B),V)2．一定物質的量濃度溶液的配制(3)配制步驟：計算、溶解、移液、洗滌、振蕩、定容、搖勻、裝瓶(4)誤差分析：根據c(B)＝eq\f(n(B),V)分析eq\x(知識點一物質的量濃度的概念)1．下列溶液中物質的量濃度為1mol·L－1的是()A．將40gNaOH溶解在B．將22.4LHCl氣體溶于水配成C．將1L10mol·L－1濃鹽酸加入D．將10gNaOH溶解在少量水中，再加蒸餾水直到溶液體積為250答案D解析根據公式c＝eq\f(n,V)，n為溶質的物質的量，V為溶液的體積。A項溶液的體積不等于1L；B項22.4LHCl的物質的量不一定是1mol；C項，鹽酸與水混合后，溶液體積不是10L；D項n(NaOH)＝mol，V[NaOH(aq)]＝0.25L歸納提醒溶液的體積應由溶液質量和密度計算并注意密度單位為g·mL－1，要進行單位的換算，所求溶液體積單位換算為L。eq\x(知識點二一定物質的量濃度溶液的配制)2．實驗室要用98%(密度為1.84g·cm－3)的硫酸配制mol/L的硫酸500(1)需準確量取98%的硫酸________mL。(2)要配制mol/L的硫酸500mL，必須用到的儀器是(填寫序號)________。①500mL量筒②燒杯③1000mL容量瓶④500mL容量瓶⑤天平⑥膠頭滴管⑦錐形瓶⑧玻璃棒(3)若配制mol/L的硫酸，其他操作均正確，下列操作會使所配硫酸溶液濃度偏低的是________。A．將稀釋的硫酸轉移至容量瓶后，未洗滌燒杯和玻璃棒B．將燒杯內的稀硫酸向容量瓶內轉移時，因操作不當使部分稀硫酸濺出瓶外C．用膠頭滴管向容量瓶中加水時凹液面高于容量瓶刻度線，此時立即用膠頭滴管將瓶內多余液體吸出，使溶液凹液面與刻度線相切D．用膠頭滴管向容量瓶中加入水時，仰視觀察溶液凹液面與容量瓶刻度線相切(4)若配制時，因加水不慎超過了容量瓶刻度線，此時實驗應如何繼續(xù)進行？________。答案(1)(2)②④⑥⑧(3)ABCD(4)將容量瓶中的溶液倒出洗滌干凈后，再重新配制解析(1)需要硫酸的物質的量為mol/L×0.5L＝mol，需98%的濃硫酸的體積為mol×98g/mol÷98%÷1.84g·cm－3＝mL。(2)量取硫酸可用100歸納提醒①配制一定物質的量濃度溶液時，計算所取固體和液體要注意數據的記錄，若用托盤天平稱量固體則計錄到0.1g，若用量筒量取液體則記錄到②量筒使用時要根據液體量選擇合適的規(guī)格。③容量瓶也要選擇合適的規(guī)格。④分析誤差：依據c＝eq\f(n,V)＝eq\f(m,M·V)中m、n、V的變化分析。eq\x(知識點三溶液中離子物質的量濃度的計算)3．在NaCl、MgCl2和MgSO4三種鹽配成的混合溶液中，若Na＋的濃度為mol·L－1，Mg2＋的濃度為mol·L－1，Cl－的濃度為mol·L－1，則SOeq\o\al(2－,4)的物質的量濃度為()A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1答案C解析根據電荷守恒：c(Na＋)＋2c(Mg2＋)＝c(Cl－)＋2c(SOeq\o\al(2－,4))，即mol·L－1＋2×mol·L－1＝mol·L－1＋2c(SOeq\o\al(2－,4))，解得c(SOeq\o\al(2－,4))＝mol·L－1。歸納提醒電荷守恒法是溶液中離子濃度計算的常用方法①離子的物質的量濃度與溶質的組成及溶質的離子濃度有關。如：1mol·L－1CaCl2溶液中，Ca2＋的物質的量濃度為1mol·L－1，Cl－的物質的量濃度為2mol·L－1。②離子所帶的電荷數等于離子的物質的量乘以每一個離子所帶的電荷數。如：K2SO4、NaCl的混合液中c(H＋)＋c(K＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(Cl－)eq\x(知識點四溶液稀釋與混合的計算)4．現有200mLH2SO4和Na2SO4的混合溶液，其中H2SO4的物質的量濃度為1mol/L，Na2SO4的物質的量濃度為mol/L，若要配制H2SO4和Na2SO4的物質的量濃度分別為2mol/L和mol/L的溶液，應加入%的H2SO4溶液(密度為1.35g·cm－3)多少毫升？答案104mL500mL解析根據稀釋定律，稀釋前后Na2SO4的物質的量不變，即有0.20L×mol/L＝V(稀)×mol/L，則V(稀)＝0.50L；由題意可知，對于H2SO4來說，加入的量與原有量之和等于配制的總量，則有：0.20L×1mol/L＋[V(H2SO4)×1.35g·cm－3×%]÷98g·mol－1＝0.50L×2mol/L，解得：V(H2SO4)＝104歸納提醒本題是Na2SO4稀釋及H2SO4混合的計算，抓住溶液稀釋和混合前后溶質的質量或溶質的物質的量守恒解題，注意濃溶液稀釋或濃度差別較大的同種溶質的溶液混合后溶液的體積不能相加和。若為很稀的溶液稀釋或混合后溶液的體積可以加和。1．下列說法中正確的是()A．1L水中溶解了58.5gNaClB．從1L2mol/L的H2SO4溶液中取出0.5LC．配制500mLmol/L的CuSO4溶液，需62.5D．中和100mL1mol/L的H2SO4溶液，需NaOH4答案C解析A中58.5gNaCl的物質的量為1mol，但溶液的體積并不是1L水的體積，所以物質的量濃度無法計算；B取出0.5L的溶液，它的濃度并未發(fā)生變化，仍為2mol/L,0.5L溶液中所含的溶質是1L溶液中的一半；C中因為500mLmol/L的CuSO4溶液中，CuSO4的物質的量為0.5L×mol/L＝mol，所以膽礬的物質的量也應為mol，即質量為mol×250g/mol＝62.5g；D中因為H2SO4的物質的量為0.1L×1mol/L＝2．配制100mL1mol·L－1Na2CO3溶液，下列操作正確的是()A．稱取10.6g無水碳酸鈉，加入到100mL容量瓶中，加水溶解B．稱取10.6g無水碳酸鈉，加入100mL蒸餾水，攪拌C．轉移Na2CO3溶液時，未用玻璃棒引流，直接倒入容量瓶中D．定容后，塞好瓶塞，反復倒轉，搖勻答案D解析A選項錯，不能在容量瓶中溶解物質；B選項錯，因為要配制100mL溶液，加入100mL蒸餾水溶解Na2CO3所得溶液已接近100mL，但并不是100mL；C選項未用玻璃棒引流，錯。3．VLFe2(SO4)3溶液中含Fe3＋mg，則溶液中SOeq\o\al(2－,4)的物質的量濃度為()\f(56m,V)mol·L－1\f(3m,56V)mol·L－1\f(m,56V)mol·L－1\f(3m,112V)mol·L－1答案D解析n(Fe3＋)＝eq\f(mg,56g·mol－1)n(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(m,56)×eq\f(3,2)mol＝eq\f(3m,112)molc(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(n,V)＝eq\f(3m,112V)mol·L－14．將標準狀況下的aLHCl(g)溶于1000g水中，得到的鹽酸密度為bg·cm－3，則該鹽酸的物質的量濃度是(\f(a,224)mol·L－1\f(ab,22400)mol·L－1\f(ab,22400＋mol·L－1\f(1000ab,22400＋mol·L－1答案D解析要求溶液的物質的量濃度，需知溶液的體積和溶質(HCl)的物質的量：溶液的體積：V[HCl(aq)]＝eq\f(\f(aL,L·mol－1)×g·mol－1＋1000g,bg·mL－1)×eq\f(1,1000)L·mL－1溶質的物質的量：n(HCl)＝eq\f(aL,L·mol－1)則c(HCl)＝eq\f(n(HCl),V[HCl(aq)])＝eq\f(1000ab,22400＋mol·L－15．20℃時，飽和KCl溶液的密度為1.174g·cm－3，物質的量濃度為mol·L－1，則下列說法中不正確A．25℃時，飽和KCl溶液的濃度大于mol·LB．此溶液中KCl的質量分數為eq\f×,×1000)×100%C．20℃時，密度小于1.174gD．將此溶液蒸發(fā)部分水，再恢復到20℃時，溶液密度一定大于1.174答案D解析溫度升高，KCl的溶解度增大，飽和溶液的濃度增大，A正確；w(KCl)＝eq\f(m(KCl),m溶液)＝eq\fg·mol－1×mol,g·cm－3×1000cm3)×100%＝eq\f×,×1000)×100%，B正確；在一定溫度條件下，飽和KCl溶液的密度一定比不飽和KCl溶液密度大，C正確；將此飽和溶液蒸發(fā)部分水，再恢復到20℃，會有晶體析出，但剩余溶液還是飽和溶液，其密度還是等于1.174g6．在無土栽培中，需配制1L含mol·L－1的NH4Cl、mol·L－1KCl、mol·L－1K2SO4的混合溶液，但當時沒有K2SO4固體，若用(NH4)2SO4固體代替，需用KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4三種固體的物質的量(單位為mol)分別為(A．、、B．、、C．、、D．、、答案D解析根據離子的物質的量來判斷：n(NHeq\o\al(＋,4))＝mol，n(Cl－)＝＋mol＝mol，n(K＋)＝＋×2)mol＝mol，n(SOeq\o\al(2－,4))＝mol,molK＋來自KCl，則n(KCl)＝mol，SOeq\o\al(2－,4)只能來自(NH4)2SO4，則(NH4)2SO4為mol,molCl－由KCl和NH4Cl共同提供，而molKCl提供了molCl－，故molCl－由NH4Cl提供，此時NHeq\o\al(＋,4)恰好為＋×2)mol＝mol。7．某氯化鎂溶液的密度為1.18g·cm－3，其中鎂離子的質量分數為%,300mL該溶液中Cl－的物質的量約等于(A．molB．molC．molD．mol答案D解析因n(Mg2＋)＝eq\f(300mL×g·cm－3×%,24g·mol－1)≈mol，則n(Cl－)＝2×mol＝mol，故選D。8．將溶質的質量分數為14%的KOH溶液加熱蒸發(fā)掉100g水后，得到溶質的質量分數為28%的溶液80mL，此時溶液的物質的量濃度為(A．5mol·L－1B．mol·L－1C．7mol·L－1D．mol·L－1答案B解析設蒸發(fā)濃縮后溶液物質的量濃度為x，根據蒸發(fā)前后溶質質量守恒，則(eq\fL×x×56g·mol－1,28%)＋100g)×14%＝0.08L×x×56g·mol－1。x＝9．在容量瓶的使用方法中，下列操作不正確的是________(填寫標號)。A．使用容量瓶前檢查它是否漏水B．容量瓶用蒸餾水洗凈后，再用待配液潤洗C．配制溶液時，如果試樣是固體，把稱好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中，緩慢加入蒸餾水到接近刻度線1～2cm處D．配制溶液時，如果試樣是液體，用量筒量取試樣后，直接倒入容量瓶中，緩慢加入蒸餾水到接近標線1～2cm處E．濃硫酸稀釋后，應馬上轉移到容量瓶中，緩慢加入蒸餾水到接近刻度線1～2cmF．蓋好瓶塞，用食指頂住瓶塞，用另一只手托住瓶底，把容量瓶倒轉和搖動多次答案BCDE解析容量瓶使用前一定要檢查是否漏水，但不能用待配液潤洗。配制溶液時，無論試樣是固體，還是液體，都不能直接倒入容量瓶中，要經過在燒杯中溶解或稀釋后，冷卻至室溫方可轉移到容量瓶中。瓶上的刻度是在標定溫度下的容積，溫度改變，體積也要改變，在將液體轉移入容量瓶之前，一定要讓被轉移的液體冷卻到規(guī)定溫度，以確保所得體積的準確度。10.實驗室配制500mLmol·L－1的FeSO4溶液，實驗操作步驟有：①在天平上稱出27.8g綠礬，把它放在燒杯里②把制得的溶液小心地注入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入容量瓶，并輕輕搖勻⑤將容量瓶塞塞緊，充分搖勻請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)操作步驟的正確順序為(填序號)___________________________________。(2)本實驗用到的基本儀器有__________________________________________。(3)某同學觀察液面的情況如圖所示，對所配溶液濃度有何影響？會________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。(4)若出現如下情況，所配溶液濃度將偏高還是偏低：沒有進行操作步驟④，會________；加蒸餾水時不慎超過了刻度，會________。(5)若實驗過程中出現如下情況應如何處理？加蒸餾水時不慎超過了刻度，應__________________________；向容量瓶中轉移溶液時(實驗步驟②)不慎有液滴掉在容量瓶外面，應________________________。答案(1)①②④③⑤(2)天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管(3)偏高(4)偏低偏低(5)宣告實驗失敗，從頭重新做宣告實驗失敗，從頭重做11．某工廠采用硫酸和氫氟酸的溶液作為礦物中稀有元素的萃取液，生產要求該萃取液中的硫酸的濃度為3mol·L－1，氫氟酸的濃度為8mol·L－1。現有一批回收酸液共400L，經測定其中氫氟酸濃度為12mol·L－1，硫酸的濃度為1mol·L現要用此回收酸液配制上述萃取液，400L回收酸液經稀釋可以得到____L8mol·L－1的氫氟酸。在400L回收酸液中加入____L密度為1.84g·cm－3、答案600加蒸餾水稀釋至600解析設稀釋后溶液體積為V′L，根據稀釋定律cV＝c′V′，可求得V′＝cV/c′＝400L×12mol/L/8mol/L＝600L。又設需加VL濃H2SO4，根據Heq\f(1000×VL×g·cm－3×98%,98g·mol－1)＋400L×1mol/L＝600L×3解得：V＝76.112．一位同學欲配制6mol·L－1的H2SO4溶液。他找來了三種不同濃度的硫酸：①240mL1mol·L－1的硫酸；②150mL25