第02讲 溶液
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第02讲物质的量浓度及其溶液的配制(精准检测卷)时间:50分钟一、选择题(12个小题,每小题只有一个正确选项,每题5分,共60分) 1.下列溶液中,跟200mL 1 mol·L -1NaCl 溶液所含的Cl -物质的量浓度相同的是 A .100mL 0.5 mol·L -1MgCl 2溶液B .200mL 1 mol·L -1 CaCl 2溶液C .50ml 4 mol·L -1NaCl 溶液D .25ml 0.5 mol·L -1HCl 溶液 2.下列说法正确的是A .将44.8 L 的HCl 气体溶于水配成1 L 溶液,溶液的浓度为2 mol/LB .将40 g NaOH 固体溶解在1 L 水中,所得溶液的浓度恰好是1 mol/LC .2 L0.2 mol/L 的NaCl 溶液与5 L0.4 mol/L 的NaCl 溶液的Cl -浓度之比为1:2D .从100 mL 硫酸溶液中取出10 mL ,则这10 mL 硫酸溶液的物质的量浓度是原溶液的110 3.若以w 1和w 2分别表示浓度为c 1mol/L 和c 2mol/L 的氨水的质量分数,且知2c 1=c 2,则下列推断正确的是A .2 w 1= w 2B .2 w 2= w 1C .w 2>2 w 1D .w 1< w 2<2 w 1 4.下列溶液的物质的量浓度的相关计算正确的是A .同浓度的三种物质的溶液:Na 2SO 4、MgSO 4、Al 2(SO 4)3、溶液体积之比为3∶2∶1,则SO 24-浓度之比为3∶1∶3B .将1mol·L -1的NaCl 溶液和0.5mol·L -1的BaCl 2溶液等体积混合后,忽略溶液体积变化,c(Cl -)=0.75mol·L -1C .将100mL 5mol·L -1的盐酸加水稀释至1L ,再取出5mL ,这5mL 溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L -1D .标准状况下,22.4 LHCl 溶于1L 水,盐酸的物质的量浓度为1mol·L -15.下列溶液中Cl -的物质的量浓度最大的是A .1150mL 4mol L KClO -⋅溶液B .1200mL 2.5mol L KCl -⋅溶液C .1275mL 1.5mol L CaCl -⋅溶液D .12100mL 1mol L MgCl -⋅溶液6.体积为VmL ,密度为ρg∙mL −1的溶液中,含有摩尔质量为M g∙mol −1的溶质mg ,其物质的量浓度为c mol∙L −1,溶质的质量分数为a%。
第2讲物质的量浓度复习目标1.了解物质的量浓度的含义。
2.了解溶液的含义。
了解溶解度、饱和溶液的概念。
3.了解溶液的组成。
理解溶液中溶质的质量分数的概念,并能进行有关计算。
4.了解配制一定物质的量浓度溶液的方法。
考点一物质的量浓度及相关计算1.物质的量浓度(1)概念:物质的量浓度表示01单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为02c B。
(2)常用单位:03mol/L或04mol·L-1。
(3)公式:c B=05n(B)V(4)注意事项①V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质与溶剂的体积之和。
②n必须是溶质B的物质的量。
③对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数06不变,但所含溶质的07质量、08物质的量则因体积不同而改变。
2.溶质的质量分数(1)概念:以溶液里溶质质量m(B)与溶液质量m(aq)的01比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示,也可用小数表示。
×100%。
(2)表达式:w(B)=02m(B)m(aq)请指出下列各说法的错因(1)1L 水中溶解4g NaOH 所形成的溶液的物质的量浓度是0.1mol·L -1。
错因:没有特殊说明时,不能用溶剂的体积代替溶液的体积进行计算。
(2)1mol·L -1NaCl 溶液是指此溶液中含有1mol NaCl 。
错因:没有溶液体积,无法计算物质的量。
(3)1mol Na 2O 溶于水,配成1L 溶液所得溶液的物质的量浓度为1mol·L -1。
错因:1_mol_Na 2O 溶于水生成2_mol_NaOH ,故c (NaOH)=2_mol ·L -1。
(4)用100mL 水吸收0.1mol HCl 气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1mol·L -1。
错因:100_mL 水吸收HCl 后体积不再是100_mL 。
(5)将40g SO 3溶于60g 水中所得溶质的质量分数为40%。
第二讲水的电离和溶液的酸碱性(时间:45分钟满分:100分)题意)1.下列叙述正确的是()。
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)·c(OH-)=1×10-14B.c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液一定是中性溶液C.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱解析K W=c(H+)·c(OH-),且K W只与温度有关,所以,在常温下,纯水、酸性、碱性或中性稀溶液,均有K W=1×10-14;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7mol·L-1;0.2 mol·L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1 mol·L-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示。
答案 A2.(2013·唐山一模,7)下列说法错误的是()。
A.0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,由水电离的c(H+)为10-13mol·L-1B.pH=2与pH=1的CH3COOH溶液中c(H+)之比为1∶10C.等体积pH=12的NaOH溶液和pH=2的CH3COOH溶液混合,混合后溶液pH<7D.1 mol醋酸分子中含有共价键的个数为8N A解析A项,0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中c(H+)<0.1 mol·L-1,故由水电离的c(H+)>10-13mol·L-1;B项,pH相差1,溶液中的c(H+)相差10倍;C 项,等体积pH=12的NaOH溶液和pH=2的CH3COOH溶液混合,CH3COOH 过量,溶液显酸性,即pH<7;D项,1个醋酸分子中含有8个共价键,即1 mol醋酸分子中含有共价键的个数为8N A。
第二讲:电解质溶液【测试要求】(1)知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离。
(2)能正确书写强酸、强碱和大部分可溶性盐的电离方程式。
(3)通过实验事实认识离子反应及其发生的条件,能正确书写常见的离子方程式。
【知识梳理】一、酸、碱、盐在水溶液中的电离酸、碱、盐在水溶液中能导电,是因为它们在溶液中发生了,产生了。
思考:什么是电离?物质发生电离需要什么条件?是不是所有物质都能够电离?1.电解质:在水溶液熔融状态下能够导电的称作电解质练习1:下列物质哪些属于电解质?哪些不属于电解质?①金属铜②固态NaCl ③SO3④H2SO4⑤碳棒⑥酒精水溶液⑦KOH溶液⑧蔗糖⑨KOH ⑩MgO属于电解质的是:,不属于电解质的是:。
2.铜片、石墨能导电,它们是电解质吗?SO3的水溶液能导电,SO3是电解质吗?归纳总结:①化合物分为电解质、非电解质两类。
单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质;②电解质导电是有条件的,即电解质必须在或才能导电;③能导电的物质不一定是电解质,如;④酸、碱、大部分盐和活泼金属氧化物是电解质;⑤非金属氧化物、大部分有机物为非电解质。
3.电离方程式的书写:练习2:用电离方程式表示下列物质的电离。
HCl—H2SO4—NaOH —Ba(OH)2—MgCl2 —NH4Cl—归纳:4.酸、碱、盐定义:电离时生成的阳离子的化合物叫做酸;电离时的化合物叫做碱;电离时能生成和的化合物叫做盐。
思考:NaHSO4溶液能电离出H+和Na+,NaHSO4属于酸吗?电解质溶于水形成的溶液与其它溶液有什么本质的区别呢?归纳:5.电解质溶液的特点⑴导电性(存在)⑵电中性(电荷守恒)练习3:在下列物质中:①H2SO4②HCl ③NaOH ④Cu(OH)2⑤AgCl ⑥Na2CO3⑦C2H5OH ⑧H2O ⑨SO2⑩Fe属于电解质的是_ ;不属于电解质的是__ _ ;在溶液中主要以离子形式存在的是_ 。
思考:(1)CuSO4溶液能与BaCl2溶液反应而与NaCl溶液却不能反应,试分析原因。
六年级数学寒假第二讲:典型应用题精练(溶液浓度问题)浓度问题的内容与我们实际的生活联系很紧密,就知识点而言它包括小学所学2个重点知识:百分数,比例。
一、浓度问题中的基本量溶质:通常为盐水中的“盐”,糖水中的“糖”,酒精溶液中的“酒精”等溶剂:一般为水,部分题目中也会出现煤油等溶液:溶质和溶液的混合液体。
浓度:溶质质量与溶液质量的比值。
二、几个基本量之间的运算关系1、溶液=溶质+溶剂2、浓度=溶质质量溶液质量 ×100%=溶质质量溶质质量+溶剂质量×100% 溶质重量=溶液重量×浓度溶液重量=溶质重量÷浓度溶剂质量=溶液质量-溶质质量=溶液质量×(1-浓度)三、解浓度问题的一般方法1、寻找溶液配比前后的不变量,依靠不变量建立等量关系列方程2、十字交叉法:(甲溶液浓度大于乙溶液浓度) 形象表达:A B =甲溶液质量乙溶液质量B A =甲溶液与混合溶液的浓度差混合溶液与乙溶液的浓度差注:十字交叉法在浓度问题中的运用也称之为浓度三角,浓度三角与十字交叉法实质上是相同的.浓度三角的表示方法如下:::乙溶液质量甲溶液质量z-y x-zy %浓度x 混合浓度z%3、列方程解应用题也是解决浓度问题的重要方法.【例1】有含盐16%的盐水40千克,要使盐水的浓度变为20%,需加盐多少千克?【分析与解答】加盐前后盐水中水的重量不变。
原来盐水中水的重量:40×(1-16%)=33.6(千克)现在盐水的重量:33.6÷(1-20%)=42(千克)加入盐的重量:42-40=2(千克)答:需加盐2千克。
【试一试1】有含糖10%的糖水40千克,要使糖水含糖量达到28%,需加糖多少千克?【例2】把浓度为8%的500克盐水稀释成5%的盐水,需加水多少克?【分析与解答】稀释前后盐水中的盐重量不变。
盐水中盐的重量:500×8%=40(克)稀释后盐水重量:40÷5%=800(克)加入水的重量:800-500=300(克)答:需加水300克。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第2讲溶液【竞赛要求】分散系。
胶体。
溶解度。
亨利定律。
稀溶液通性。
溶液浓度。
溶剂(包括混合溶剂)。
【知识梳理】一、分散系的基本概念及分类一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物质中所形成的体系称分散系。
被分散的物质称分散质,把分散质分开的物质称分散剂。
按照分散质粒子的大小,常把分散系分为三类,见表2-1。
表2-1 分散系铵分散质粒子的大小分类*在体系中物理性质和化学性质完全相同的一部分称相。
分子分散系又称溶液,因此溶液是指分散质分子、离子或原子均匀地分散在分散剂中所得的分散系。
溶液可分为固态溶液(如某些合金)、气态溶液(如空气)和液态溶液。
最常见也是最重要的是液态溶液,特别是以水为溶剂的水溶液。
二、溶解度和饱和溶液1、溶解度在一定温度下的饱和溶液中,在一定量溶剂中溶解溶质的质量,叫做该物质在该温度下的溶解度。
易溶于水的固体的溶解度用100 g水中溶解溶质的质量(g)表示;一定温度下,难溶物质饱和溶液的“物质的量”浓度也常用来表示难溶物质的溶解度。
例如298 K氯化银的溶解度为1×10-5 mol·L-1。
2、饱和溶液在一定温度下,未溶解的溶质跟已溶解的溶质达到溶解平衡状态时的溶液称为饱和溶液。
在饱和溶液中,存在着下列量的关系:溶质的质量= 常数溶液的质量溶质的质量= 常数溶剂的质量3、溶解度与温度溶解平衡是一个动态平衡,其平衡移动的方向服从勒沙特列原理。
一个已经饱和的溶液,如果它的继续溶解过程是吸热的,升高温度时溶解度增大;如果它的继续溶解过程是放热的,升高温度时溶解度减小。
大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大。
气体物质的溶解度随着温度的升高而减小。
4、溶解度与压强固体或液体溶质的溶解度受压力的影响很小。
气体溶质的溶解度受压力影响很大。
对于溶解度很小,又不与水发生化学反应的气体,“在温度不变时,气体的溶解度和它的分压在一定范围内成正比”,这个定律叫亨利(Henry )定律。
其数学表达式是:C g = K g ·p g (2-1)式中p g 为液面上该气体的分压,C g 为某气体在液体中的溶解度(其单位可用g ·L -1、L (气)·L 1-(水)、mol ·L -1表示),K g 称为亨利常数。
5、溶解平衡任何难溶的电解质在水中总是或多或少地溶解,绝对不溶的物质是不存在的。
对于难溶或微溶于水的物质,在一定条件下,当溶解与结晶的速率相等,便建立了固体和溶液中离子之间的动态平衡,简称溶解平衡。
三、溶液的性质 1、稀溶液的依数性稀溶液的某些性质主要取决于其中所含溶质粒子的数目,而与溶质本身的性质无关,这些性质称为依数性。
稀溶液的依数性包括溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和和渗透压。
(1)溶液的蒸气压下降19世纪80年代拉乌尔(Raoult )研究了几十种溶液的蒸气压与温度的关系,发现:在一定温度下,难挥发的非电解质溶液的蒸气压p 等于纯溶剂蒸气压p 0A 与溶剂的物质的量分数x A 的乘积,即:p = p 0A ·x A (2-2)这就是拉乌尔定律。
用分子运动论可以对此作出解释。
当气体和液体处于相平衡时,液态分子气化的数目和气态分子凝聚的数目应相等。
若溶质不挥发,则溶液的蒸气压全由溶剂分子挥发所产生,所以由液相逸出的溶剂分子数目自然与溶剂的物质的量分数成正比,而气相中溶剂分子的多少决定蒸气压大小,因此有:纯溶剂的蒸气压溶液的蒸气压 = 1出溶剂物质的量分数为溶剂的物质的量分数A x 即: p = p 0A ·x A由于溶质的物质的量分数x B 与x A 之和应等于1,因此p = p 0A ·x A 式可作如下变换: p = p 0A (1–x B )p 0A –p = p 0A ·x B∆p = p 0A x B (2-3)这是拉乌尔定律的另一表达式,∆p 为溶液的蒸气压下降值。
对于稀溶液而言,溶剂的量n A 远大于溶质的量n B ,n A + n B ≈n A ,因此(2-3)式可改写为:∆p = p 0A ·AB n n在定温下,一种溶剂的p 0A 为定值,A B n n 用质量摩尔度b 表示,上式变为: ∆p ≈ p 0A ·Mb/1000 = K ·b (2-4)式中K = p 0A ·M /1000,M 是溶剂的摩尔质量。
(2-4)式也是拉乌尔定律的一种表达形式。
(2)液体的沸点升高液体的蒸气压随温度升高而增加,当蒸气压等于外界压力时,液体就沸腾,这个温度就是液体的沸点(T 0b )。
因溶液的蒸气压低于纯溶剂,所以在T 0b 时,溶液的蒸气压小于外压。
当温度继续升高到T b 时,溶液的蒸气压才等于外压,此时溶液沸腾。
T b 与T 0b 之差即为溶液的沸点升高值(∆T b )∆T b ∝∆p∆T b = k ∆p ≈ k ·p 0A ·Mb /1000 = K b ·b即:∆T b ≈ K b ·b (2-5)式中K b 是溶剂的摩尔沸点升高常数。
不同溶剂的K b 值不同(表2-2)。
利用沸点升高,可以测定溶质的分子量。
在实验工作中常常利用沸点升高现象用较浓的盐溶液来做高温热浴。
(3)溶液的凝固点降低在101 k Pa 下,纯液体和它的固相平衡的温度就是该液体的正常凝固点,在此温度时液相的蒸气压与固相的蒸气压相等。
纯水的凝固点为0℃,此温度时水和冰的蒸气压相等。
但在0℃水溶液的蒸气压低于纯水的,所以水溶液在0℃不结冰。
若温度继续下降,冰的蒸气压下降率比水溶液大,当冷却到T f 时,冰和溶液的蒸气压相等,这个平衡温度(T f )就是溶液的凝固点。
T 0f -T f = △T f 就是溶液的凝固点降低值。
同样,它也是和溶液的质量摩尔浓度成正比,即:△Tf≈ K f ·b (2-6)式中K f 是溶剂的摩尔凝固点降低常数。
不同溶剂的K f 值不同(表2-2)。
利用凝固点降低,可以测定溶质的分子量,并且准确度优于沸点升高法。
这是由于同一溶剂的K f 比K b 大,实验误差相应较小,而且在凝固点时,溶液中有晶体析出,现象明显,容易观察,因此利用凝固点降低测定分子量的方法应用很广。
此外,溶液的凝固点降低在生产、科研方面也有广泛应用。
例如在严寒的冬天,汽车散热水箱中加入甘油或乙二醇等物质,可以防止水结冰;食盐和冰的混合物作冷冻剂,可获得-22.4℃的低温。
表2-2 常用溶剂的K f 和K b从热力学观点看,溶液沸点升高和凝固点降低乃是熵效应的结果。
如水在沸点时的相变过程:H 2O(1) H 2O(g) △r G 0m = 0。
根据吉布斯-亥姆霍兹方程,有T b = △r H 0m /(S 0m [H 2O(g)]-S 0m [H 2O(l)])加入难挥发的溶质后,使液体熵值增加,而S 0m [H 2O(g)]和△r H 0m 却几乎不变,于是式中分母项变小,导T b 升高。
对凝固点降低,可作同样的分析。
(4)溶液的渗透压如图2-2所示,用一种能够让溶剂分子通过而不让溶质分子通过的半透膜(如胶棉、硝酸纤维素膜、动植物膜组织等)把纯水和蔗糖溶液隔开,这时由于膜内外水的浓度不同,因此单位时间内纯水透过半透膜而进入蔗糖溶液的水分子数比从蔗糖水溶b b 图2-1溶液的沸点升高温度液透过半透膜而进入纯水的水分子数多,,从表观看来,只是水透过半透膜而进入蔗糖溶液。
这种让溶剂分子通过半透膜的单方向的扩散过程,称为渗透。
由于渗透作用,蔗糖溶液的体积逐渐增大,垂直的细玻璃管中液面上升,因而静水压随之增加,这样单位时间内水分子从溶液进入纯水的个数也就增加。
当静水压达到一定数值时,单位时间内,水分子从两个方向穿过半透膜的数目彼此相等,这时体系达到渗透平衡,玻璃管内的液面停止上升,渗透过程即告终止。
这种刚刚足以阻止发生渗透过程所外加的压力叫做溶液的渗透压。
19世纪80年代,范特荷甫对当时的实验数据进行归纳比较后发现,稀溶液的渗透压与浓度、温度的关系,与理想气体状态方程相似,可表示为:π=Vn RT (2-8)式中π是溶液的渗透压,V式溶液体积,n是溶质的物质的量,R是气体常数,T是绝对温度。
渗透作用在动植物生活中有非常重要的作用。
动植物体都要通过细胞膜产生的渗透作用,以吸收水分和养料。
人体的体液、血液、组织等都有一定的渗透压。
对人体进行静脉注射时,必须使用与人体体液渗透压相等的等渗溶液,如临床常用的0.9 %的生理盐水和5 %的葡萄糖溶液。
否则将引起血球膨胀(水向细胞内渗透)或萎缩(水向细胞外渗透)而产生严重后果。
同样道理,如果土壤溶液的渗透压高于植物细胞液的渗透压,将导致植物枯死,所以不能使用过浓的肥料。
化学上利用渗透作用来分离溶液中的杂质,测定高分子物质的分子量。
近年来,电渗析法和反渗透法普遍应用于海水、咸水的淡化。
非电解质稀溶液的△p,△Tb ,△Tf以及π的实验值与计算值基本相符,但电解质溶液的实验值与计算值差别相当大。
如0.01 mol·kg-1的NaCl溶液,△Tf 计算值为0.0186 K,而实际测定△Tf值却是0.0361 K。
阿累尼乌斯认为,这是由于电解质在溶液中发生了电离的结果。
有些电解质(如醋酸、氨水、氯化汞等)电离度很小,称为弱电解质;有些电解质(如盐酸、氢氧化钠、氯化钾等)的电离度相当大,称为强电解质。
现代的强电解质溶液理论认为,强电解质在水溶液中是完全电离的,但由于离子间存在着相互作用,离子的行动并不完全自由,所以实际测定的“表观”电离度并不是100 %。
2、分配定律(1)分配定律在一定温度下,一种溶质分配在互不相溶的两种溶剂中的浓度比值是一个常数,这个规律就称为分配定律,其数学表达式为:K = cαA /cβA(2-9)式中K为分配系数;cαA 为溶质A在溶剂α中的浓度;cβA为溶质A在溶剂β中的浓度。
(2)萃取分离萃取分离法是利用一种与水不相溶的有机溶剂与试液一起震荡,使某组分转入有机相,另外的组分留在水相,从而达到分离的目的。
溶剂萃取的实质是物质在互不相溶的两种溶剂中的分配差异。
萃取过程是物质在两相中溶解过程的竞争,服从相似相溶原理。
萃取分离的主要仪器是分液漏斗。
具体操作如下:将试液(水溶液)置于60 ~ 125mL的梨形分液漏斗中,加入萃取溶剂后立即震荡,使溶质充分转移至萃取溶剂中。
静置分层,然后将两相分开。
在实际工作中,常用萃取百分率E来表示萃取的完全程度。
萃取百分率是物质被萃取到有机相中的比率。
E =被萃取物质的总量的总量被萃取物质在有机相中×100% 萃取时,为提高萃取效率,通常采用“少量多次”的方法。