（新）2022届第04讲 一定物质的量浓度的溶液及其配制（精讲）（解析版）.doc

第4讲 一定物质的量浓度的溶液及其配制【核心素养分析】1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识物质的多样性，能根据溶液的体积和溶质的物质的量浓度计算溶质的物质的量、溶质的微粒数目。2. 科学探究与创新意识：能从问题和实际出发，确定探究目的，设计配制一定物质的量浓度溶液的实验方案，进行实验探究；在探究中学会合作与交流，能够正确分析实验过程中可能存在的误差问题。【知识梳理】知识点一、基本概念1物质的量浓度(1)概念：表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。(2)表达式：cB。(3)单位：mol·L1(或mol/L)。2溶质的质量分数(1)概念：以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量，一般用百分数表示。(2)表达式：w(B)×100%。3固体的溶解度(1)概念：在一定温度下，某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量，叫作这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为“g”。(2)表达式：固体物质溶解度(饱和溶液)S×100 g。(3)影响溶解度大小的因素内因：物质本身的性质(由结构决定)。外因a溶剂的影响(如NaCl易溶于水而不易溶于汽油)。b温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca(OH)2；温度对NaCl溶解度的影响不大。4溶解度曲线5利用溶解度受温度影响不同进行除杂的方法(1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法，如NaCl中含有KNO3，应采取加水溶解、蒸发结晶、趁热过滤的方法。(2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水的物质)采取加热浓缩、冷却结晶的方法，如KNO3中含有NaCl，应采取加水溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。6气体的溶解度通常指该气体(其压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1x。如NH3、HCl、SO2、CO2等气体在常温时的溶解度分别为1700、1500、140、11。气体溶解度的大小与温度和压强的关系：温度升高，溶解度减小；压强增大，溶解度增大。知识点二 物质的量浓度及相关计算1物质的量浓度、溶质的质量分数物理量物质的量浓度溶质的质量分数 定义表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量表达式cB(B)×100%单位mol·L1【易错警示】 (1)溶液中溶质的判断Na、Na2O、Na2O2NaOHCO2、SO2、SO3H2CO3、H2SO3、H2SO4NH3NH3·H2O(但仍按NH3进行计算)CuSO4·5H2OCuSO4，Na2CO3·10H2ONa2CO3(2)混淆溶液的体积和溶剂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和总质量进行计算：V。两溶液混合，溶液的体积并不是两液体体积的加和，应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化，则总体积可由混合前体积直接相加)知识点三 一定物质的量浓度溶液的配制1容量瓶的构造及使用方法在使用前首先要检查是否漏水，检查合格后，用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下：【特别提醒】容量瓶使用的四个“不能”不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；不能作为反应容器或用来长期贮存溶液；不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中，(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的)；不能配制任意体积的溶液，只能配制容量瓶上规定容积的溶液。2配制过程示意图3误差分析(1)分析依据：c，其中变量为m、V。(2)分析方法：结合实验操作判断是“m”还是“V”引起的误差。以配制NaOH溶液为例，具体分析如下：能引起误差的一些操作因变量c/(mol·L1)mV砝码与物品颠倒(使用游码)减小偏低用滤纸称NaOH减小向容量瓶注液时少量溅出减小 未洗涤烧杯和玻璃棒减小定容时，水多，用滴管吸出减小定容摇匀后液面下降再加水增大定容时仰视刻度线增大砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)增大偏高未冷却至室温就注入容量瓶定容减小定容时俯视刻度线减小定容后经振荡、摇匀，静置液面下降不变知识点四、有关物质的量浓度计算的四大类型类型一：标准状况下，气体溶于水所得溶液的溶质的物质的量浓度的计算 c类型二：溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算(1)计算公式：c(c为溶质的物质的量浓度，单位为mol·L1；为溶液的密度，单位为g·cm3；w为溶质的质量分数；M为溶质的摩尔质量，单位为g·mol1)。当溶液为饱和溶液时，因为w，可得c。(2)公式的推导(按溶液体积为V L推导)c或w。类型三：溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算(1)溶液稀释溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1m2w2。溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1c2V2。溶液质量守恒，即m(稀)m(浓)m(水)(体积一般不守恒)。(2)同种溶质不同物质的量浓度的溶液混合混合前后溶质的质量保持不变，即m1w1m2w2m混w混。混合前后溶质的物质的量保持不变，即c1V1c2V2c混V混。类型四：应用电荷守恒式求算未知离子的浓度溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。例如：CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在c(CH3COO)c(OH)c(Na)c(H)。【易错警示】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、Na2O2NaOH；SO3H2SO4；NO2HNO3。(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：CuSO4·5H2OCuSO4；Na2CO3·10H2ONa2CO3。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×103 L。注意：溶液稀释或混合时，若题中注明“忽略混合后溶液体积变化”，则溶液的总体积一般按相加计算。3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·L1Al2(SO4)3溶液中c(SO)3 mol·L1，c(Al3)2 mol·L1(当考虑Al3水解时，则其浓度小于2 mol·L1)。 【典例剖析】高频考点一 气体溶于水、溶液稀释或混合的组成计算例1、（2020·河北冀州中学模拟） (1)若标准状况下设定水的密度为1 g·cm3，HCl的溶解度为560(1体积水里达到饱和状态时的气体体积)，所得溶液密度为1.09 g·cm3，则HCl溶液的物质的量浓度为_。(2)V mL Al2(SO4)3溶液中含有Al3 m g，取 mL该溶液用水稀释至4V mL，则SO物质的量浓度为_。(3)100 mL 0.3 mol·L1 Na2SO4溶液和50 mL 0.2 mol·L1 Al2(SO4)3溶液混合后(溶液体积保持不变)，溶液中SO的物质的量浓度为_。(4)将质量分数为10%和30%的氨水分别进行等体积混合和等质量混合，所得溶液中溶质的质量分数分别为a和b；将质量分数为10%和30%的硫酸分别进行等体积和等质量混合，所得溶液中溶质的质量分数分别为d和e。则a、b、d、e的大小关系是_。【答案】 (1)14.3 mol·L1(2) mol·L1 (3)0.4 mol·L1(4)d>be>a【解析】(1)c(HCl)14.3 mol·L1。(2)根据题干信息，可求得c(Al3) mol·L1，由Al2(SO4)3的化学式知，c(SO)c(Al3) mol·L1，取 mL Al2(SO4)3溶液稀释至4V mL，则此时c(SO)稀× mol·L1 mol·L1。(3)混合后c(SO)0.4 mol·L1。(4)氨水<1 g·cm3，硫酸>1 g·cm3，由溶液混合规律知，a<20%，b20%，d>20%，e20%，所以d>be>a。【方法技巧】1气体溶于水时物质的量浓度的计算气体溶于水，求溶液中溶质的物质的量浓度的一般思维：(设气体体积为V1，溶液体积为V2)2溶液稀释定律(守恒观点)(1)溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1m2w2。(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1c2V2。(3)溶液质量守恒，m(稀)m(浓)m(水)(体积一般不守恒)。3同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算(1)混合后溶液体积保持不变时，c1V1c2V2c混·(V1V2)。(2)混合后溶液体积发生改变时，c1V1c2V2c混V混，其中V混。4溶质相同、质量分数不同的两溶液混合规律同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。等体积混合当溶液密度大于1 g·cm3时，必然是溶液浓度越大，密度越大，等体积混合后，质量分数w(a%b%)(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)。当溶液密度小于1 g·cm3时，必然是溶液越浓，密度越小，等体积混合后，质量分数w(a%b%)(如酒精、氨水溶液)等质量混合两溶液等质量混合时(无论1 g·cm3还是1 g·cm3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w(a%b%)【变式探究】（2020·辽宁阜新实验中学模拟）在t时，将agNH3完全溶于水，得到V mL溶液，假设该溶液的密度为g/cm-3，质量分数为，其中含NH4+的物质的量为b moL下列叙述中正确的是（）A溶质的物质的量浓度c=1000a/35Vmol/LB溶质的质量分数为=a /(V-a)×100%C溶液中c（OH-）=1000b/Vmol/L+c（H+）D上述溶液中再加入VmL水后，所得溶液的质量分数大于0.5【答案】C【解析】a g NH3的物质的量为ag17g/mol=a17mol，溶液体积为VmL，所以溶液的物质的量浓度为a17molV×10-3L=1000a17Vmol/L，A错误；氨水溶液溶质为氨气，该溶液的密度为 gcm-3，体积为VmL，所以溶液质量为Vg，溶质氨气的质量为ag，溶质的质量分数为agVg×100%=aV×100%， B错误；溶液OH-来源于一水合氨、水的电离，NH4+的浓度为bmolV×10-3L=1000bVmol/L，一水合氨电离NH3H2ONH4+OH-，由溶液中的电荷守恒可知：c（OH-）=c（NH4+）+c（H+）=1000b/Vmol/L+c（H+），C正确；水的密度比氨水的密度大，相等体积的氨水与水，水的质量大，等体积混合后溶液的质量大于原氨水的2倍，溶液中氨气的质量相同，等体积混合所得溶液溶质的质量分数小于05w，D错误。高频考点二 物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算例2、 (2020·江西省吉安一中诊断)有硫酸镁溶液500 mL，密度是1.20 g·cm3，其中镁离子的质量分数是4.8%，则有关该溶液的说法不正确的是()A溶质的质量分数是24.0%B溶液的物质的量浓度是2.4 mol·L1C溶质和溶剂的物质的量之比是140D硫酸根离子的质量分数是19.2%【答案】C【解析】由关系式Mg2SO42-MgSO4求(SO)、(MgSO4)，由(MgSO4)求n(MgSO4)n(H2O)，由c(MgSO4)c(Mg2)。【方法技巧】1物质的量浓度与溶质质量分数的换算体积为V mL，密度为 g·cm3的溶液，含有摩尔质量为M g·mol1的溶质m g，溶质的质量分数为w，则溶质的物质的量浓度c与溶质的质量分数w的关系是：c，反之，w。2物质的量浓度(c)与溶解度(S)的换算若某饱和溶液的密度为 g/cm3，溶质的摩尔质量为M g·mol1，溶解度为S g，则溶解度与物质的量浓度的表达式分别为：S，c。【变式探究】（2020·福建仙游一中模拟）已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL，密度为 g·cm3，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L1，溶液中含NaCl的质量为m g。(1)用m、V表示溶液的物质的量浓度：_。(2)用w、表示溶液的物质的量浓度：_。(3)用c、表示溶质的质量分数：_。(4)用w表示该温度下NaCl的溶解度：_。【答案】(1) mol·L1(2) mol·L1(3)×100%(4) g【解析】(1)c mol·L1 mol·L1(2)c mol·L1。(3)w×100%×100%。(4)，S g。高频考点三 溶液的稀释与混合例3、（2020·陕西西安市第一中学模拟）(1)在100 g物质的量浓度为c mol·L1，密度为 g·cm3的硫酸中加入一定量的水稀释成 mol·L1的硫酸，则加入水的体积_(填“”“”或“”，下同)100 mL。(2)若把(1)中的H2SO4改成氨水，应加入水的体积_ 100 mL。(3)若把(1)(2)中的物质的量的浓度均改为溶质的质量分数，则加入水的体积_ 100 mL。【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)·c·V水100由于，所以V水100 mL。(2)由于，所以V水100 mL。(3)根据质量分数×100%知，溶质不变，质量分数减半，则溶液质量加倍，所以均应加入100 mL水。【方法技巧】1.溶液稀释定律(守恒观点)(1)溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1m2w2。(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1c2V2。(3)溶液质量守恒，m(稀)m(浓)m(水)(体积一般不守恒)。2.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算(1)混合后溶液体积保持不变时，c1V1c2V2c混×(V1V2)。(2)混合后溶液体积发生改变时，c1V1c2V2c混V混，其中V混。3.不同溶质溶液混合反应，有关物质浓度的计算(1)明确各反应物、产物之间的物质的量之比。(2)巧用电荷守恒思想：电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。4.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律(教师用书独具)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。(1)等质量混合两溶液等质量混合时(无论>1 g·cm3还是1 g·cm3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w(a%b%)。以上规律概括为“计算推理有技巧，有大必有小，均值均在中间找，谁多向谁靠”。(2)等体积混合当溶液密度大于1 g·cm3时，必然是溶液浓度越大，密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)，等体积混合后，质量分数w>(a%b%)。当溶液密度小于1 g·cm3时，必然是溶液浓度越大，密度越小(如酒精、氨水溶液)，等体积混合后，质量分数w(a%b%)。【变式探究】（2020·四川雅安中学模拟）(1)将3p%的硫酸与等体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸，则p、q的关系正确的是_。q2p q>2pq<2p 无法确定(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸，则p、q的关系是_。q2p q>2pq<2p 无法确定【答案】(1)(2)【解析】当两者等体积混合时，设浓溶液的密度为1，稀溶液的密度为2，体积各为1 L，则混合后w()×p%(1)p%，当1>2时，如H2SO4溶液、HNO3溶液，w>2p%；当1<2时，如氨水、酒精溶液，w <2p%。高频考点四 一定物质的量浓度溶液配制例4、（2020·湖北荆州中学模拟 实验室需要配制0.50 mol·L1 NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填写适当的文字，以使整个操作完整。(1)选择仪器。完成本实验所必须用到的仪器有托盘天平(带砝码，最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、_、_、_以及等质量的两片滤纸。(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体_g。(3)称量。天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一条竖线标出游码左边缘所处的位置：称量过程中NaCl晶体应放于天平的_(填“左盘”或“右盘”)。称量完毕，将药品倒入烧杯中。(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，目的是_。(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯和玻璃棒23次，目的是_。(6)振荡。轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。(7)定容。将蒸馏水注入容量瓶至液面接近刻度线_处，改用_滴加，使溶液凹液面与刻度线相切。(8)摇匀、装瓶。【答案】(1)500 mL容量瓶胶头滴管玻璃棒(2)14.6(3) 左盘(4)搅拌，加速NaCl溶解(5)保证溶质全部转入容量瓶中(7)12 cm胶头滴管【解析】配制480 mL 0.50 mol·L1NaCl溶液，必须用500 mL 的容量瓶，m(NaCl)0.50 mol·L1×0.5 L×58.5 g·mol114.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算称量(或量取)溶解、冷却转移、洗涤振荡定容、摇匀装瓶、贴签。【方法技巧】 溶液配制过程中的“四个数据”准确应用数据要求或解释药品的质量(保留小数点后一位)实验室中一般用托盘天平称量固体药品，而托盘天平只能精确到0.1 g，所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如所需NaCl的质量为14.6 g，不能写为14.60 g容量瓶的规格(1)选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大，如需用480 mL某溶液，则应该选择500 mL容量瓶，计算所用溶质的量时，一定要以容量瓶总体积500 mL为依据。(2)回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格，如回答“500 mL容量瓶”时，不能只回答“容量瓶”洗涤烧杯(23次)移液时洗涤烧杯23次是为了确保溶质全部转移到容量瓶中，否则会导致溶液浓度偏低液面离容量瓶颈刻度线(12 cm)定容时，当液面离容量瓶颈刻度线12 cm时，改用胶头滴管加蒸馏水，否则容易导致液体体积超过刻度线，溶液浓度偏低【变式探究】（2020·安徽涡阳四中质检）实验室需要0.1 mol·L1 NaOH溶液450 mL和0.5 mol·L1硫酸溶液500 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题：(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是_(填字母)，配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是_(填仪器名称)。(2)在配制NaOH溶液时：根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为_g；若NaOH溶液在转移至容量瓶时，洒落了少许，则所得溶液浓度_(填“>”“<”或“”)0.1 mol·L1；若NaOH固体溶解后立即移入容量瓶洗烧杯洗涤液移入容量瓶定容，则所得溶液浓度_(填“>”“<”或“”)0.1 mol·L1。(3)在配制硫酸溶液时：所需质量分数为98%、密度为1.84 g·cm3的浓硫酸的体积为_(计算结果保留一位小数)mL；如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒，应选用_mL量筒最好；配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释，稀释时操作方法是_。【答案】(1)AC烧杯、玻璃棒(2)2.0(3)13.615将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌【解析】(1)配制溶液需要五种玻璃仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。(2)因无450 mL的容量瓶，配制NaOH溶液要用500 mL的容量瓶，m(NaOH)c·V·M0.1 mol·L1×0.5 L×40 g·mol12.0 g；NaOH溶于水放出大量热，应把它冷却至室温后再移入容量瓶中，否则定容后，溶液冷却到室温后，体积减小，浓度偏高。(3)c(浓)·V(浓)c(稀)·V(稀)，即×V(浓)0.5×0.5，得V(浓)0.0136 L13.6 mL；选用15 mL量筒最好，误差小；注意三点：酸入水、沿器壁、棒搅拌。高频考点五 配制溶液的误差分析技巧例5、（2020·浙江台州中学二模）配制100 mL 1.0 mol·L1的NaOH溶液时，下列实验操作会使溶液浓度偏高的是（ ）A称量时用滤纸盛放氢氧化钠固体B转移溶液时，发现容量瓶中有水C摇匀后，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度D在容量瓶中定容时俯视刻度线【答案】D【解析】称量时用滤纸盛放氢氧化钠固体，由于氢氧化钠易潮解，所以转移至容量瓶中的氢氧化钠减少，结果偏低，故A偏低；转移溶液时，发现容量瓶中有水，对所配溶液浓度无影响，故B不会偏高；摇匀后，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度，相当于稀释原溶液，结果偏低，故C偏低；在容量瓶中定容时俯视刻度线，所读取的液体体积小于容量瓶的规格，即溶液体积偏小，结果偏高，故D偏高。【方法技巧】配制溶液的误差分析技巧(1)误差分析的思维流程(2)定容时视线引起误差的分析方法仰视刻度线图(a)，导致溶液体积偏大，结果偏低。俯视刻度线图(b)，导致溶液体积偏小，结果偏高。【变式探究】（2020·吉林东北师大附中模拟）下列关于实验误差的分析正确的是（ ）A用容量瓶配制溶液，定容时俯视刻度线，所配溶液浓度偏小B第一次读数时滴定管尖嘴处有气泡，第二次读数时气泡消失，所读液体体积偏小C测定中和热时，将盐酸慢慢加入氢氧化钠溶液中，所测中和热数值偏小D用润湿的pH试纸测稀硫酸溶液的pH，测定值偏低【答案】C【解析】俯视刻度线导致所加水偏少，所配溶液浓度偏大，故A项错误；溶液读数偏大，所测体积偏大，故B项错误；将盐酸慢慢加入氢氧化钠溶液中导致热量损失较多，所测温度值偏小，故C项正确；湿润的pH试纸使得酸液被稀释，pH值偏大，故D项错误。