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1、第二節(jié) 物質的量在化學實驗中的應用
考綱點擊
1.了解物質的量濃度的含義。
2.能根據(jù)要求配制一定物質的量濃度的溶液
一、物質的量濃度(CB)
1.概念:表示單位體積溶液里所含溶質B的物質的量的物理量
2.表達式:
3.單位:mol·L-1或mol/L
注意:
(1)在一定物質的量濃度的溶液里取出一定體積的溶液,其物質的量濃度、密度、質量分數(shù)與原溶液相同。
(2)物質的量濃度相同,體積也相同的任何溶液,所含溶質的物質的量相同,但溶質的質量不一定相同。
4. 辨析比較——物質的量濃度與溶液中溶質的質量分數(shù)
內容
物質的量濃度
質量分數(shù)
定義
以單位體積
2、溶液里含有多少摩爾溶質來表示溶液組成的物理量
用溶質質量與溶液質量之比來表示溶液組成的物理量
溶質的單位
mol
g
溶液的單位
L
g
計算公式
w=×100%
兩者的關系
c(mol/L)=
二、一定物質的量濃度溶液配制
1. 主要儀器:
托盤天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管,若溶質為液體或濃溶液,上述儀器中的托盤天平、鑰匙改為量筒。
2.容量瓶的使用
(1)特點:
(2)使用方法及注意事項:
①容量瓶使用前一定要檢查氣密性。其操作順序為裝水蓋塞→倒立→正立→玻璃塞旋轉180°→倒立。
②不能將固體或濃溶液直接在容量瓶中溶解或稀釋。
3、
③不能作為反應容器或長期貯存溶液的容器。
④不能加入過冷或過熱的液體。
⑤只能配制容量瓶上規(guī)定體積的溶液,即不能配制任意體積的一定物質的量濃度的溶液。
3.配制步驟
(1)計算:根據(jù)配制要求計算出所需固體溶質的質量或所需濃溶液的體積
(2)稱量:用托盤天平稱量固體溶質的質量或用量筒量取溶質的體積
(3)溶解:將稱量或量取的溶質放入燒杯中再加入適量的蒸餾水,用玻璃棒攪拌使之溶解。
(4)移液:將溶解的溶液冷卻至室溫,沿玻璃棒注入準備好的容量瓶里,并用適量蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒2-3次,并將洗滌液轉移至容量瓶中。
(5)洗滌:用少量蒸餾水洗滌燒杯內壁2~3次,洗滌液注入容量
4、瓶,輕輕搖動容量瓶,使溶液混合均勻。
(6)定容:往容量瓶中繼續(xù)緩慢地加入蒸餾水至距刻度1-2cm處,改用膠頭滴管逐滴加入蒸餾水直到凹液面最低點與刻度線水平相切。
(7)搖勻:蓋好容量瓶塞,顛倒搖勻,然后將配好的溶液裝入干凈試劑瓶中,貼上標簽,注明名稱、濃度、配制日期。如圖。
【熱點難點】
一、 關于物質的量濃度的計算
1.利用定義公式直接計算:c=,其中n可以利用n=m/M來計算(n為溶質的物質的量,m為溶質的質量,M為溶質的摩爾質量,c為溶質的物質的量濃度,V為溶液的體積)
2.標準狀況下,氣體溶于水后溶質的物質的量濃度計算
3.溶液中溶質的質量分數(shù)與物質的量濃度的間
5、的換算
基本公式:
(c為溶質的物質的量濃度,單位mol·L-1,ρ為溶液密度,單位g·cm-3,w為溶質的質量分數(shù),M為溶質的摩爾質量,單位g·mol-1)。
物質的量濃度c(B) =
或者
4.溶液稀釋和同種溶質的溶液混合的計算
(1)溶液稀釋定律(守恒觀點)
①溶質的質量在稀釋前后保持不變,即m1w1=m2w2。
②溶質的物質的量在稀釋前后保持不變,即c1V1=c2V2。
③溶液質量守恒,m(稀)=m(濃)+m(水)(體積一般不守恒)。
(2)同溶質不同物質的量濃度溶液的混合計算
①混合后溶液體積保持不變時,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
②混合后溶液
6、體積發(fā)生改變時,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
(3)溶質相同、質量分數(shù)不同的兩溶液混合定律
同一溶質、質量分數(shù)分別為a%、b%的兩溶液混合。
①等體積混合
A.當溶液密度大于1 g·cm-3時,必然是溶液濃度越大,密度越大,(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多數(shù)溶液)等體積混合后質量分數(shù)w>(a%+b%)。
B.當溶液密度小于1 g·cm-3時,必然是溶液越濃,密度越小,(如酒精、氨水溶液)等體積混合后,質量分數(shù)w<(a%+b%)。
②等質量混合
兩溶液等質量混合時(無論ρ>1 g·cm-3還是ρ<1 g·cm-3),則混合后溶液中溶質的質量分數(shù)w=(a%
7、+b%)
【典例1】把500 mL BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸鈉的溶液,恰好使鋇離子完全沉淀;另取一份加入含b mol硝酸銀的溶液,恰好使氯離子完全沉淀。則該混合溶液中鉀離子濃度為( )
(b-2a) mol/L B.10(2a-b) mol/L
C.10(b-a) mol/L D.10(b-2a) mol/L
【答案】選D。
【解析】此題可利用電荷守恒定律,即溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負電荷總數(shù)2n(Ba2+)+n(K+)=n(Cl-)。由題意可知,100
8、mL溶液中n(Ba2+)=a mol,n(Cl-)=b mol,故n(K+)=(b-2a)mol,故答案選D。
二、容量瓶的使用及溶液配制過程中的誤差分析
1.容量瓶的使用方法和注意事項
(1)規(guī)格特點:容量瓶上標有溫度、容積和刻度線;容量瓶常見規(guī)格有 50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。
(2)容量瓶在使用前必須檢查是否漏水,其程序為加水→倒立、觀察→正立,瓶塞旋轉180°→倒立觀察。
(3)不能用容量瓶溶解、稀釋,也不能作反應容器,更不能用作試劑瓶(即不能久貯溶液)。
(4)配制溶液時,容量瓶不得用所配溶液潤洗,而要用蒸餾水潤洗
(5)容量
9、瓶的容積是在瓶身所標溫度下確定的,因而不能將過冷或過熱的溶液轉移到容量瓶中
(6)配制溶液時應選擇合適規(guī)格的容量瓶,應遵循“只能大不能小”的原則
2.誤差分析:
原理:,以配制NaOH為例,在進行誤差分析時,根據(jù)實驗操作弄清是“m”還是“V”引起的誤差,再具體分析
能引起誤差的一些錯誤操作
因變量
cB(mol/L)
nB(或mB)
V
稱量
①藥品、砝碼左右位置顛倒,且稱量中用到游碼
減小
偏小
②稱量易潮解的物質(如NaOH)時間過長
減小
偏小
③用濾紙稱量易潮解的物質(如NaOH)
減小
偏小
量取
④用量筒量取液態(tài)溶質時,俯視讀數(shù)
10、
減小
偏小
⑤量取液態(tài)溶質時量筒內有水
減小
偏小
溶解
轉移
洗滌
⑥轉移時有溶液濺出
減小
偏小
⑦未洗滌燒杯和玻璃棒
減小
偏小
⑧洗滌量取濃溶液的量筒并將洗滌液轉移到容量瓶
增大
偏大
⑨溶液未冷卻至室溫就轉移到容量瓶
減小
偏大
定容
定容時,水加多了,用滴管吸出
減小
偏小
?定容后,經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,液面下降再加水
增大
偏小
?定容時,俯視刻度線
減小
偏大
【提醒】
在給容量瓶定容時,仰視讀數(shù)會使溶液的體積增大,致使溶液濃度偏低;俯視讀數(shù)會使溶液的體積減小,致使溶液濃度偏高。
【典例2】 (2012·佛山模擬)配制100 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,下列操作正確的是( )
A.稱取1.06 g無水碳酸鈉,加入100 mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.稱取1.06 g無水碳酸鈉,加入100 mL蒸餾水,攪拌、溶解
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】選D。
【解析】A項不能在容量瓶中溶解無水碳酸鈉;B項溶液體積不是100 mL;C項應用玻璃棒引流。