高中化学【一定物质的量浓度的溶液及其配制】

一定物质的量浓度的溶液及其配制 目标要求 1.学会溶液配制的基本技能。2.能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。

1．物质的量浓度

(1)定义：单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，叫溶质B的物质的量浓度。

(2)表达式：cB＝nBV。

(3)单位：mol·L－1或mol/L。

2．溶质的质量分数

(1)定义：用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量。

(2)计算公式：w＝m溶质m溶液×100%。

3．对物质的量浓度表达式的理解

(1)正确判断溶液的溶质并计算其物质的量

①与水发生反应生成新的物质，如Na、Na2O、Na2O2――→水NaOH，SO3――→水H2SO4，NO2――→水HNO3。

②特殊物质：如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质。

③含结晶水的物质：CuSO4·5H2O→CuSO4，Na2CO3·10H2O→Na2CO3。

(2)准确计算溶液的体积

c＝nV中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和，不能用水的体积代替溶液的体积，应根据V＝mρ计算。

(1)1 mol·L－1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl( )

(2)用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L－1( )

(3)1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L－1( )

(4)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%( )

(5)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%( ) (6)31 g Na2O溶于水，配成1 L溶液，c(Na2O)＝0.5 mol·L－1( )

(7)同浓度的三种溶液：Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3，其体积比为3∶2∶1，则SO2－4浓度之比为3∶2∶3( )

(8)0.5 mol·L－1的稀H2SO4溶液中[H＋]为1.0 mol·L－1( )

答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√

1．(1)1.204×1024个氯化氢分子溶于水配成1 L溶液，则溶液中溶质的物质的量浓度为__________。

(2)0.3 L 2 mol·L－1的硫酸铝溶液中SO2－4的物质的量为____________；其Al3＋数__________(填“>”“<”或“＝”)1.2NA。

(3)2 mol·L－1Mg(NO3)2溶液中含有0.4 mol NO－3，则溶液的体积为__________mL。

(4)2 L 2 mol·L－1的Na2SO4溶液中Na＋的浓度____________(填“>”“<”或“＝”)1 L

2 mol·L－1的Na2SO4溶液中Na＋的浓度。

(5)10 g NaCl溶于40 g水形成的溶液，其溶质的质量分数为________，从中取出5 g溶液，所含NaCl质量为__________，其溶质质量分数为________。

答案 (1)2 mol·L－1 (2)1.8 mol < (3)100 (4)＝ (5)20% 1 g 20%

2．若20 g密度为ρ g·cm－3的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2，则溶液中NO－3的物质的量浓度为________________________________________________________________________。

答案 50ρ41 mol·L－1

解析 Ca(NO3)2的物质的量浓度为2 g164 g·mol－120 g1 000ρ g·L－1

＝25ρ41 mol·L－1，NO－3的物质的量浓度为50ρ41 mol·L－1。

3．在标准状况下，将V L氨气溶于0.1 L水中，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，则此氨水的物质的量浓度为____________ mol·L－1。

答案 1 000Vρ17V＋2 240

解析 n(NH3)＝V22.4 mol，

溶液体积：V＝V22.4×17＋100ρ×10－3 L c＝V22.4V22.4×17＋100ρ×10－3 mol·L－1

＝1 000Vρ17V＋2 240 mol·L－1。

1．注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系

溶质的浓度和离子浓度可能不同，要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液中c(SO2－4)＝3 mol·L－1，c(Al3＋)＝2 mol·L－1(考虑Al3＋水解时，则其浓度小于2 mol·L－1)。

2．准确计算溶液的体积

不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水，一般根据溶液的密度进行计算：

V＝m气体或固体＋m溶剂ρ×10－3 L。

1．容量瓶的构造及使用

(1)容量瓶上标有温度、规格和刻度线。常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等。

(2) 容量瓶在使用前要检查是否漏水，其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。

2．配制过程

以配制500 mL 1.0 mol·L－1 NaCl溶液为例：

特别提醒：(回顾对比)

质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制

(1)配制100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取10.0 g NaCl固体，放入烧杯中，再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中，然后用玻璃棒搅拌使之溶解。

(2)用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入100 mL的烧杯中，再用10 mL 的量筒量取10.0 mL浓硫酸，然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中，并用玻璃棒不停地搅拌。

(1)容量瓶在使用前要检查是否漏水( )

(2)用固体NaCl配制0.5 mol·L－1的溶液，所用的仪器只有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶( ) (3)向容量瓶转移液体时，导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁( )(2016·海南，8D)

(4)用量筒量取20 mL 0.500 0 mol·L－1 H2SO4溶液于烧杯中，加水80 mL，配制成0.100 0 mol·L－1

H2SO4溶液( )

(5)如图A配制0.1 mol·L－1NaOH溶液( )

(6)如图B配制一定浓度的NaCl溶液( )

(7)用如图C装置配制溶液( )

(8)NaOH在烧杯里刚完全溶解时，立即将溶液转移到容量瓶( )

答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×

解析 (2)必须用托盘天平。(5)不能在容量瓶中直接溶解固体。(6)应平视刻度线。(7)接近刻度线时应用胶头滴管定容。(8)应恢复至室温后再定容。

(1)选用容量瓶的原则——“大而近”，如需90 mL溶液，则选用100 mL容量瓶。

(2)选用容量瓶时，应指明其规格。

(3)往容量瓶中转移液体时，用玻璃棒引流，玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。

题组一 配制一定物质的量浓度溶液的规范操作

1．用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是( )

答案 B

2．用质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.16 g·cm－3)配制成1 mol·L－1的稀盐酸。现实验室需这种盐酸220 mL，试回答下列问题： (1)配制稀盐酸时，应选用________ mL的容量瓶。

(2)经计算需要________ mL浓盐酸，在量取时宜选用________(填字母)量筒。

A．5 mL B．10 mL C．25 mL D．50 mL

(3)在量取浓盐酸后，进行了下列操作：

①等稀释的盐酸的温度与室温一致后，沿玻璃棒注入容量瓶中。

②往容量瓶中小心加蒸馏水至液面距容量瓶刻度线1～2 cm 时，改用胶头滴管加蒸馏水，使溶液的液面与瓶颈的刻度线相切。

③在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水，并用玻璃棒搅拌，使其混合均匀。

④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部注入容量瓶。

上述操作中，正确的顺序是________(填序号)。

答案 (1)250 (2)21.6 C (3)③①④②

解析 (2)c(HCl)＝1 000ρ×wM

＝1 000 mL·L－1×1.16 g·mL－1×36.5%36.5 g·mol－1

＝11.6 mol·L－1。

加水稀释前后HCl的物质的量不变，所以11.6 mol·L－1×V(HCl)＝250 mL×1 mol·L－1，解得V(HCl)≈21.6 mL，应该选择25 mL的量筒量取。

配制一定物质的量浓度溶液时应注意：

(1)做需要补充仪器的实验题时，要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤，思考每一步所需仪器，然后与已知仪器对比，就一定不会漏写某种仪器。

(2)容量瓶的规格，常见的有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。

(3)所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。

题组二 学会从2个角度分析误差的原因

3．从溶质改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。

(1)配制450 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8 g：________。

(2)配制500 mL 0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾8.0 g：________。

(3)配制NaOH溶液时，托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片，其他操作均正确：________。 (4)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质4.4 g，称量时物码放置颠倒：________。

(5)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：________。

(6)定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线：________。

(7)未经洗涤烧杯及玻璃棒：________。

答案 (1)偏小 (2)偏小 (3)偏小 (4)偏小 (5)偏大 (6)偏小 (7)偏小

解析 (2)胆矾的摩尔质量为250 g·mol－1，所需质量为0.5 L×0.1 mol·L－1×250 g·mol－1＝12.5 g。

(3)NaOH易吸水潮解。

(4)实际称量质量为4 g－0.4 g＝3.6 g。

4．从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。

(1)配制NaOH溶液时，将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容：________。

(2)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：________。

(3)定容时仰视刻度线：________。

(4)定容摇匀后少量溶液外流：________。

(5)容量瓶中原有少量蒸馏水：________。

答案 (1)偏大 (2)偏小 (3)偏小 (4)无影响 (5)无影响

解析 (1)NaOH溶于水放热，溶液的体积比室温时大，应恢复至室温后再移液、定容。

(2)溶液的总体积超出了刻度线。

误差判断分析技巧

(1)误差分析的思维流程