2019-2020年高中化學（大綱版）第一冊 第三章 物質的量 第三節(jié)物質的量濃度(備課資料).doc

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2019-2020年高中化學（大綱版）第一冊 第三章 物質的量 第三節(jié)物質的量濃度(備課資料) 一、溶液的電荷守恒規(guī)律 因為任何溶液都顯電中性，故溶液中陽離子所帶的正電荷數(shù)應等于溶液中陰離子所帶的負電荷數(shù)，這個規(guī)律就稱之為電荷守恒規(guī)律。在具體應用時，通?？梢躁栯x子所帶的正電荷數(shù)就等于陽離子的物質的量或陽離子物質的量濃度乘以每一個陽離子所帶的正電荷數(shù)。陰離子所帶的負電荷數(shù)就等于陰離子的物質的量或陰離子物質的量濃度乘以每一個陰離子所帶的負電荷數(shù)。例如： 1.在Na2SO4溶液中 Na2SO4=2Na＋＋SO c(Na＋)=2c(SO) 2.在K2SO4、MgSO4的混合溶液中 K2SO4=2K＋＋SO MgSO4=Mg2＋＋SO c(K＋)＋2c(Mg2＋)=2c(SO) ［例］在Ca(NO3)2和Ba(NO3)2的混合溶液中，Ca2＋的物質的量濃度為0.25 mol/L，NO的物質的量濃度為1.5 mol/L，求該溶液中Ba2＋的物質的量濃度。 解析：在Ca(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液里存在電荷守恒關系。 解：設Ba2＋的物質的量濃度為x。 由溶液里的電荷守恒規(guī)律得： 2c(Ba2＋)＋2c(Ca2＋)=c(NO) 2x＋20.25 mol/L=1.5 mol/L x=0.5 mol/L 答：溶液里Ba2＋的物質的量濃度為0.5 mol/L。 二、溶液等體積混合的規(guī)律 例1 溶質質量分數(shù)分別為a%和5a%的H2SO4溶液按等體積混合，混合溶液中H2SO4的質量分數(shù)為 A.3a% B.6a% C.＞3a% D.＜3a% 解析：設a%、5a%的溶液的密度分別為ρ1、ρ2，各取體積V mL，混合溶液里H2SO4的質量分數(shù)x%。 根據(jù)溶液稀釋定律，得：ρ1Va%＋ρ2V5a%=(ρ1V＋ρ2V)x% x=a  即x=(1＋)a 因為H2SO4溶液的密度大于1，濃度越濃，密度越大，即ρ2＞ρ1 所以ρ1＋ρ2＜2ρ2，＞2，(1＋)a＞3a 答案：C 例2 已知氨水的密度為0.990 g/cm3時，NH3的質量分數(shù)2%，氨水的密度為0.930 g/cm3時，NH3的質量分數(shù)為18%。溶質質量分數(shù)分別為a%和5a%的氨水按等體積混合，混合溶液中NH3的質量分數(shù)為 A.3a% B.6a% C.＞3a% D.＜3a% 解析：a%、5a%的溶液的密度分別為ρ1、ρ2，各取體積V mL，混合溶液里NH3的質量分數(shù)為x%。 根據(jù)溶液稀釋定律，得：ρ1Va%＋ρ2V5a%=(ρ1V＋ρ2V)x% x=a 即x=(1＋)a 因為氨水溶液的密度小于1，濃度越濃，密度越小，即ρ1＞ρ2 所以ρ1＋ρ2＞2ρ2，＜2，(1＋)a＜3a 答案：D 規(guī)律總結見下表 同溶質、同溶劑的溶液A和B，其密度分別為ρA和ρB，溶質質量分數(shù)分別為wA和wB。A和B等體積混合后所得溶液C的密度為ρC，溶質的質量分數(shù)為wC、ρA、ρB、wA、wB、wC之間的關系有如下規(guī)律。 結論： ①當濃度越大其密度越大的同溶質水溶液等體積相混(ρ＞1)，所得混合后溶液溶質的質量分數(shù)大于混合前兩溶液溶質質量分數(shù)的平均值。如H2SO4、NaOH、NaCl等溶液。 ②當濃度越大其密度越小的同溶質水溶液等體積相混(ρ＜1)，所得混合后溶液溶質的質量分數(shù)小于混合前兩溶液溶質質量分數(shù)的平均值。如NH3、CH3CH2OH溶液。 三、氣體溶于水計算中的常見錯誤 下面用一個具體的例子進行說明。 如：標準狀況下將67.2 L HCl氣體溶于440 mL水中，所得鹽酸密度為1.1 gcm－3。求該鹽酸的物質的量濃度和溶質的質量分數(shù)。 錯因分析：物質的量濃度計算中，溶液的體積應以升為單位，而在以上計算中得到的溶液體積單位為毫升，計算結果的單位為molcm－3。 本題的正確解法如下： 答：該鹽酸的物質的量濃度為6 molL－1，溶質的質量分數(shù)為20%。 四、有關物質的量濃度計算的主要類型 1.溶質、溶液、濃度的換算 求算溶液的物質的量濃度或溶質的物質的量時，溶液的體積單位應是L，溶質一定要用物質的量表示，單位是mol。如給出的溶質是用質量或氣體的體積(標況下)表示時，應根據(jù)有關公式換算為“物質的量”。 帶有結晶水的物質做為溶質時，其溶質物質的量的計算，用帶結晶水的物質的質量除以帶有結晶水物質的摩爾質量即可。 如：把71.5克碳酸鈉晶體(Na2CO310H2O)溶于水，配成250 mL溶液，計算此溶液的物質的量濃度。 解：m(Na2CO310H2O)=286 gmol－1， n(Na2CO310H2O)= =0.25 mol=n(Na2CO3) c(Na2CO3)= =1 molL－1。 2.有關一定物質的量濃度溶液稀釋的計算 用水稀釋溶液時，稀釋前后溶液中所含溶質的物質的量是不變的，故有： c(濃)V(濃)=c(稀)V(稀) 對于同一溶質的兩種不同濃度的溶液混和時，混合后溶液中所含溶質的總量等于兩種原溶液中溶質的質量和，混合溶液的總質量等于兩種原溶液的質量之和，但體積不等于兩種原溶液的體積和，對于混和后溶液的體積應通過溶液的密度換算。 ［例］在100 mL 36.5%的濃鹽酸(密度為1.18 gcm－3)中加入多少mL 2 molL－1稀鹽酸(密度為1.08 gcm－3)，才能配成6 molL－1的鹽酸(密度為1.10 gcm－3)？ 解：設需加入2 molL－1鹽酸的體積為V， 混合溶液中溶質的物質的量為： ＋V2 molL－1=1.18 mol＋2 V molL－1 混合溶液的體積為： = 混合溶液的物質的量濃度為： 6 molL－1= 解之:V=0.138 L=138 mL。 答：需2 molL－1的稀鹽酸138 mL。 五、玻璃量器 在中學化學范圍內常見的玻璃量器有燒杯、量杯、量筒、容量瓶、酸（堿）式滴定管、錐形瓶、移液管等。 1．玻璃量器的外部特征 由于用于測量液體體積，故玻璃量器最明顯的一個特征即是每一量器上都標有刻度線(至少一條)和數(shù)字標記。有的還標有溫度等其他符號。玻璃量器以毫升為計量單位，用國際符號“mL”標出。標定的標準溫度為20℃，精度較高的量器刻度線一般較細，分度也多，數(shù)字標在右側或偏右上方。容量瓶和移液管的刻度只有一條環(huán)形標線，在指定溫度下，當溶液到液面最低處與標線相切時，所容納的液體體積就等于量器標示的體積。 2．玻璃量器的使用注意事項 容量瓶有無色和棕色之分。配制不同體積的溶液，應選用相應體積的容量瓶。瓶與瓶口要吻合，不漏水，注入的液體應達到室溫。配置溶液時，不能用手掌貼住瓶體，以免引起體積變化。容量瓶不能儲液，也不能加熱。 滴定管 也有無色和棕色之分，棕色滴定管用于盛裝見光易分解的溶液。常見滴定管的容積有20 mL、25 mL、50 mL、100 mL等四種規(guī)格。精度為O.01～O.02 mL。正確讀取容積刻度是保證計量準確的關鍵，使用前要檢查玻璃活塞是否轉動靈活和不漏水，否則要在活塞上涂凡士林，向同一方向旋轉，直到緊貼吻合。用時要趕出尖嘴部分的氣泡，用畢應將滴定管立即洗凈，并裝滿蒸餾水，管口套上防塵套。長期不用時活塞處要襯上紙條，防止黏結。 量簡 分10～1000 mL等多種，10 mL量筒的分刻度是O.2 mL，1000 mL量筒的分刻度是10 mL。量取液體時，量筒大小應選用合適的規(guī)格，不要用大量筒量取少量液體，也不要用小量簡多次量取體積較大的液體。量筒不可加熱，也不能直接用于配制溶液。 3．玻璃容量儀器的校正 滴定管、移液管、容量瓶等容量儀器，在出廠前都由當?shù)赜嬃坎块T做過檢驗和校正，在一般實驗中可以直接使用而不必校正。在準確度要求較高的實驗中，容量儀器都必須再校正。校正容量儀器時常采用衡量法和比較法。 衡量法：用衡量法校正容量儀器時。要使用物體在真空中和空氣中的質量關系式： m0=m+ρ（-）　　　　　　　　　　　　　　　?。?） 式中m0是物體在真空中的質量，m是物體在空氣中的質量，ρ是空氣的密度，ρ1是物體的密度，ρ2是砝碼的密度。用上式可以求得物體在真空中的質量。在空氣里和室溫下稱量，必須考慮空氣的浮力和玻璃容器的體積膨脹對稱量的影響。通常在測出任意溫度下容器的體積后，再由下式算出20℃時容器的準確體積： V20=Vt+0.000025Vt（20一t） 　　　　　　　　　　　　（2） 式中V20是容器在20℃的體積，Vt是容器在t℃的體積。O.000025是一般玻璃體的膨脹系數(shù)。 上述(1)(2)兩式可用于校正滴定管、容量瓶等容量儀器的體積。 容量比較法比衡量法操作簡單，因此在要求不太嚴格的實驗中可以用容量比較法校正。容量比較法用一種已校正過的容量儀器作為標準，來校正另一種容量儀器。例如，用已校正過的25 mL的移液管來校正100 mL的容量瓶，可用移液管吸取4次25 mL的純水注入100 mL的容量瓶中，然后觀察水準線是否正在容量瓶的標線上。如果有誤差，可以標記出來，在今后的使用中，此容量瓶的容積以100 mL準確容積的標線為準。這種方法是相對的，所以在使用中應將此容量瓶和移液管配套使用。 綜合能力訓練 1．用98%的濃H2SO4（密度1.84gcm－3）配制4molL－1稀H2SO4　250mL，需加入水的體積是（　　?。? A．152mL 　　B．150 mL　　　　　C．195.7 mL　　　　　D無法確定 答案：D 2．300mL某濃度的NaOH溶液中含有60g溶質，現(xiàn)欲配制1 molL－1NaOH溶液，應取原溶液與蒸餾水的體積之比約為　( ) A．1：4 　　　B．1：5 　　　 C．2：1　　　　　D．2：3 答案：A 3．將標準狀況下的a HCl(g)溶于1000 g水中，得到的鹽酸的密度是b gcm－3，則該鹽酸的物質的量濃度是　( 　　 ) A．a(chǎn)／22.4 molL一1 B．a(chǎn)b／22400 molL一1 C．a(chǎn)b／(22400+36.5a) molL一1 D．1000 ab ／(22400+36.5a) molL一1 答案：D 4．某學生準備用質量分數(shù)為98％、密度為1.84 gcm－3的濃硫酸配制0.2 molL一1的硫酸溶液500 mL。試回答下列問題： (1)從下列用品中選出實驗所需要的儀器或用品(填序號)______________。 A．500 mL燒杯 B．100 mL燒杯 C．10 mL量筒 D．100 mL量筒 E：500 mL容量瓶 F．1000 mL容量瓶 G．廣口瓶 H．托盤天平 I．玻璃棒 除選用上述儀器外，尚缺少的儀器或用品是__________。 (2)容量瓶上需要標有：①溫度 ②濃度 ③容量 ④壓強 ⑤刻度線 ⑥酸式或堿式，六項中的 ( ) A．①③⑤ B．②④⑥ C．③⑤⑥ D．①②③ (3)某學生通過計算后的實驗操作如下：(a)用量簡量取5.2 mL濃硫酸；(b)向量筒中加入少量蒸餾水，并用玻璃棒攪拌；(c)立即將稀釋后的溶液轉入容量瓶中；(d)然后小心地往容量瓶中加蒸餾水至刻度線；(e)把容量瓶蓋蓋緊，再振蕩搖勻。指出上述實驗過程中的錯誤之處___________________。 答案：(1)ACEI 膠頭滴管 (2)A (3)abcd