2023届新高考新教材化学鲁科版一轮学案-第1章第2讲　物质的量浓度及其溶液的配制.docx

第2讲物质的量浓度及其溶液的配制复习目标核心素养1.了解溶液的含义。了解溶解度、饱和溶液的概念。2了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。3掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。1.科学探究与创新意识：了解容量瓶的使用方法，通过配制一定物质的量浓度的溶液，体会定量实验的操作要点，归纳总结规范操作对实验结果的影响。2变化观念与平衡思想：能通过分析各物质的溶解度及溶解度曲线，寻找各种因素对物质溶解度的影响。考点一溶液的浓度及其计算一、掌握2个概念1物质的量浓度(1)概念：单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，符号为cB。(2)表达式：cB。(3)单位：mol·L1或mol/L。规避2个易错点易错点溶液中溶质的判断物质入水后的溶质水量变化Na、Na2O、Na2O2NaOH减少SO3H2SO4减少CuSO4·5H2OCuSO4增多NH3入水的NH3减少易错点混淆溶液的体积与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进行计算。2溶质的质量分数(1)概念：用溶质的质量与溶液质量的比值来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%。微思考0.1 mol·L1的AlCl3溶液中：(1)c(Cl) 。(2)从中取出1 mL，其溶液的浓度为 ，n(Cl) mol。提示：(1)0.3 mol·L1(2)0.1 mol·L13×104二、溶液混合时常考的两个角度1同溶质不同物质的量浓度溶液混合的计算(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。2同溶质不同质量分数溶液混合的计算同溶质、质量分数分别为a%和b%的两溶液混合。(1)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%)。(2)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%)。(1)1 mol·L1NaCl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·L1。()(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·L1。()(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)将62 g Na2O溶于水中，配成1 L溶液，所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L1。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)(6)×典例根据题目条件计算下列溶液的相关量。(1)2 mol·L1Mg(NO3)2溶液中含有0.4 mol NO，则溶液的体积为 mL。(2)在标准状况下，将V L HCl气体(摩尔质量为M g·mol1)溶于0.1 L水中，所得溶液的密度为 g·cm3，则此溶液的物质的量浓度为 mol·L1。(3)若20 g密度为 g·mL1的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2，则溶液中NO的物质的量浓度为 。解析(1)nMg(NO3)2n(NO)0.2 mol，V0.2 mol÷2 mol·L10.1 L100 mL。(2)气体的物质的量为 mol，所得溶液的质量为g，则此溶液的物质的量浓度为 mol÷×M100 g÷(1000 g·L1) mol·L1(3)溶质的物质的量n mol，溶液体积V×103 L·mL1 L，Ca(NO3)2的物质的量浓度：c mol·L1，NO的物质的量浓度为 mol·L1×2 mol·L1。答案(1)100(2)(3) mol·L1延伸探究(1)归纳“标准状况下，气体溶于水计算物质的量浓度的一般思路”。(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算公式为c mol·L1(c为溶质的物质的量浓度，单位mol·L1，为溶液密度，单位g·cm3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位g·mol1)。试写出公式的推导过程(按溶液体积为1 L推导)。提示：(1)c(2)cmol·L1。对点练1(物质的量浓度的含义及有关公式 cB 的计算)下列目的能达到的是()A将58.5 g NaCl溶于1 L水中可得1 mol/L的NaCl溶液B将标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水中可得1 mol/L 的盐酸C将25.0 g胆矾溶于水后配成100 mL溶液，所得溶液浓度为1 mol/LD将78 g Na2O2溶于水，配成1 L溶液可得到浓度为1 mol/L的溶液答案：C对点练2(溶液中相关物理量的换算)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： 。解析：(1)c mol·L1 mol·L1(2)c mol·L1。(3)w×100%×100%。(4)，S g。答案：(1) mol·L1(2) mol·L1(3)×100%(4) g对点练3(有关溶液稀释与混合的计算)现有V L 0.5 mol·L1的盐酸，欲将其浓度扩大一倍，以下方法中最宜采用的是()A加热浓缩到原来体积的一半B加入5 mol·L1的盐酸0.125V LC加入10 mol·L1的盐酸0.1V L，再稀释至1.5V LD标况下通入11.2 L氯化氢气体解析：C加热蒸发，HCl挥发，溶液浓度降低，故A错误；溶液的体积不具有加和性，故B错误；混合后溶液中的HCl为0.5 mol·L1×V L10 mol·L1×0.1V L1.5V mol，所以混合后HCl的浓度为1 mol·L1，故C正确；通入氯化氢气体，溶液的体积发生变化，无法求出浓度，故D错误。对点练4(巧用电荷守恒求算离子浓度)由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其c(H)0.1 mol·L1，c(Al3)0.4 mol·L1，c(SO)0.8 mol·L1，则c(K)为()A0.15 mol·L1B0.2 mol·L1C0.3 mol·L1 D0.4 mol·L1解析：C根据溶液电荷守恒，溶液中存在3c(Al3)c(K)c(H)2c(SO)c(OH)，而溶液中c(OH)很小，可以忽略不计，则有3c(Al3)c(K)c(H)2c(SO)，所以c(K)2c(SO)3c(Al3)c(H)2×0.8 mol·L13×0.4 mol·L10.1 mol·L10.3 mol·L1。考点二溶液浓度的配制一、一定物质的量浓度溶液的配制1容量瓶的使用(1)构造及用途(2)查漏操作(3)注意事项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的温度下确定的；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主要仪器托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管。3配制过程以配制500 mL 1.0 mol/L的NaOH溶液为例(1)计算：需NaOH固体的质量为20.0 g。(2)称量：通过托盘天平称量NaOH固体时，需将其放在小烧杯中。(3)溶解：将称好的NaOH固体放入烧杯中，用适量水溶解。(4)移液：待烧杯中的溶液冷却至室温后，用玻璃棒引流将溶液注入500 mL容量瓶。(5)洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次，洗涤液移入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。(6)定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线下12 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面的凹液面与刻度线相切。(7)摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。图示流程如下：4学会从2个角度分析误差(1)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)配制450 mL 0.1 mol·L1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8 g：偏小。配制500 mL 0.1 mol·L1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾8.0 g：偏小。配制NaOH溶液时，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：偏小。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：偏小。用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：偏大。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：偏小。未经洗涤烧杯及玻璃棒：偏小。(2)从溶液体积改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)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：偏大。定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：偏小。定容时仰视刻度线：偏小。定容摇匀后少量溶液外流：无影响。容量瓶中原有少量蒸馏水：无影响。微思考(1)定容时不小心使蒸馏水超过了刻度线，用胶头滴管立即吸出多余部分是否可以？(2)定容后，将容量瓶振荡摇匀，发现液面低于刻度线是否需再加水至刻度线？提示：(1)不可以。因会有少量溶质被吸出，使所配溶液浓度偏低。(2)不需要。静置一会以后，待上部溶液回流下来，又会与刻度线相切。二、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200 mL的烧杯中，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14的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入到100 mL的烧杯中，再用10.0 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，并用玻璃棒不停搅拌。 (1)容量瓶在使用前要检查是否漏水。()(2)配制950 mL 某浓度的溶液应选用950 mL的容量瓶。()(3)把0.585 g NaCl固体，放入100 mL容量瓶中，加水到刻度线处，配成0.1 mol·L1的NaCl溶液。()(4)摇匀后，液面位于刻度线以下，应再加水至刻度线。()(5)配制2 mol·L1 Na2CO3溶液950 mL时，应选1000 mL容量瓶，称取Na2CO3·10H2O 572.0 g。()答案：(1)(2)×(3)×(4)×(5)典例实验室需要配制0.50 mol·L1NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有：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，请在下图中用一根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23次是为了 。(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线 处，改用 加水，使溶液凹液面与刻度线相切。(7)摇匀、装瓶。解析配制480 mL 0.50 mol·L1的NaCl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、洗涤定容、摇匀装瓶贴签。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)保证溶质全部转移入容量瓶中(6)12 cm胶头滴管延伸探究(1)典例中，若称取14.6 g NaCl晶体时，将砝码放在托盘天平的左盘，NaCl放在托盘天平的右盘，实际称取NaCl的质量为多少？(写出计算过程)(2)转移NaCl溶液时，玻璃棒的下端应放在什么位置？提示：(1)m(NaCl) 4.6 g10 g，m(NaCl)5.4 g(2)玻璃棒的下端应放在刻度线以下某个位置练后归纳简答题规范答题指导1考生答卷案例找错纠错2解决方案与规范指导配制一定物质的量浓度溶液时应注意：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；容量瓶的规格，常见的有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL；所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。 对点练用98%的浓硫酸(1.84 g·cm3)配制220 mL 1 mol·L1稀硫酸。有人设计了以下操作，请填写空白处。(1)量取98%的浓硫酸 mL，应选用 mL量筒。选取 mL的容量瓶，洗涤，检查是否漏液，将稀释并 后的H2SO4沿玻璃棒转移到此容量瓶中。用少量蒸馏水洗涤小烧杯和玻璃棒23次，并将洗涤液转移到容量瓶中。在小烧杯内稀释浓硫酸，稀释时用玻璃棒不断搅拌。向容量瓶中直接加蒸馏水至离刻度线12 cm处。盖上容量瓶塞子，摇匀。用胶头滴管小心加蒸馏水至液面与刻度线相切。将配制好的溶液转入已洗涤但尚未干燥的试剂瓶中贮存备用。(2)正确的操作步骤是(填序号) 。(3)此实验中玻璃棒的作用是 。(4)实验操作中有一处错误，该处错误是 。(5)下列操作会使所配溶液浓度偏高、偏低还是无影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)?转移硫酸后，小烧杯未洗涤 ；定容时俯视容量瓶刻度线 。解析：(1)配制220 mL 1 mol·L1稀硫酸，应选250 mL的容量瓶，98%的浓硫酸(密度1.84 g·cm3)的c mol·L118.4 mol·L1，根据稀释前后溶质的物质的量不变，得：V(浓硫酸)×18.4 mol·L10.250 L×1 mol·L1，V(浓硫酸)13.6 mL，量筒的规格有5 mL、10 mL、25 mL、50 mL、100 mL、250 mL，所以应选25 mL的量筒。选250 mL的容量瓶，将浓硫酸稀释并冷却至室温后，沿玻璃棒转移到此容量瓶中。(2)配制一定物质的量浓度的溶液的一般操作步骤是计算、称量或量取、溶解或稀释、冷却、转移、洗涤、振荡、定容、摇匀、装瓶贴签，正确的操作步骤是。(3)此实验中玻璃棒的作用是溶解时搅拌加快物质的溶解速率，转移溶液时引流。(4)实验操作中有一处错误是试剂瓶未干燥，会使所配溶液变稀。(5)转移硫酸后，小烧杯未洗涤，溶质的量减少，所配溶液浓度偏低；定容时俯视容量瓶刻度线，溶液体积偏小，浓度偏高。答案：(1)13.625250冷却至室温(2)(3)搅拌和引流(4)试剂瓶未干燥，会使所配溶液变稀(5)偏低偏高反思归纳误差分析的理论依据由c可知，分析c的变化最终落脚到分析nB、V是如何变化的。(1)若nB比理论值小或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小。(2)若nB比理论值大或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。 命题分析关系式是表示两种或多种物质之间量的关系的一种简化的式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间量的关系表示出来，将多步计算简化为一步计算。高考题量大、时间紧，对于涉及多步计算问题，如滴定实验的有关计算，巧妙运用关系式法，可大大缩短答题时间。建立关系式的三种常用方法方法1.叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)由木炭、水蒸气制取NH3的关系为：3C4NH3。方法2.原子守恒法4NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3HNO3。方法 3.电子转移守恒法NH3HNO3，O22由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH32O2。典例BaCrO4常用于制备颜料、陶瓷、玻璃、安全火柴等。为了测定某铬酸钡样品中BaCrO4的含量，进行如下实验：w g样品I2、Cr3、Ba2、Cl终点已知：杂质不参与反应；滴定反应为I22S2O=2IS4O。(1)写出BaCrO4与过量HI溶液反应的离子方程式： 。(2)BaCrO4的摩尔质量为M g·mol1，则样品中BaCrO4的质量分数为 %(用代数式表示)。解题导引解析根据题示信息，BaCrO4中6价Cr元素被还原成Cr3，HI中I被氧化成I2，根据得失电子守恒配平离子方程式2BaCrO46I16H=2Ba22Cr33I28H2O，由滴定反应知， 2BaCrO43I26Na2S2O3，3n(BaCrO4)n(Na2S2O3)，则样品中BaCrO4的质量分数为×100%。答案(1)2BaCrO46I16H=2Ba22Cr33I28H2O(2)1测定K3Fe(C2O4)3·3H2O(三草酸合铁酸钾)中铁的含量。称取m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L1 KMnO4溶液滴定至终点。向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为 。解析：KMnO4能将样品溶液中Fe2氧化成Fe3，将C2O氧化成CO2。加入过量锌粉能将溶液中Fe3还原成Fe2，酸化后，Fe2与KMnO4溶液反应，根据化合价变化可找出关系式为5Fe2MnO，根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe2)c mol·L1×V×103 L×55×103cV mol，则该晶体中铁元素的质量分数为×100%或×100%。答案：×100%2KMnO4是一种用途广泛的氧化剂，可由软锰矿(主要成分为MnO2)通过下列方法制备：a软锰矿与过量KOH、KClO3固体熔融生成K2MnO4；b溶解、过滤后将滤液酸化，使K2MnO4完全转化为MnO2和KMnO4；c滤去MnO2，将滤液浓缩、结晶得到深紫色的KMnO4产品。测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。(1)配制250 mL 0.100 mol·L1标准Na2S2O3溶液，需准确称取Na2S2O3固体的质量为 g；(2)取上述制得的KMnO4产品0.6000 g，酸化后用0.100 mol·L1标准Na2S2O3溶液进行滴定，滴定至终点消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。计算该KMnO4产品的纯度(写出计算过程)。(有关离子方程式为MnOS2OHSOMn2H2O未配平)解析：由滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4，则反应为3MnO4H=MnO22MnO2H2O。(1)ncV0.100 mol·L1×0.250 L0.025 mol，mnM0.025 mol×158 g·mol13.950 g；(2)由化学方程式：8MnO5S2O14H=10SO8Mn27H2O，设样品中KMnO4物质的量为n mol，可知8 KMnO4 5S2On 0.100 mol·L1×20.00 mL×103 L所以n(KMnO4)×0.100 mol·L1×20.00 mL×103 L3.2×103 mol所以m(KMnO4)nM3.2×103 mol×158 g·mol10.5056 g，KMnO4产品的纯度为×100%84.27%。答案：(1)3.950(2)84.27%1正误判断，正确的打“”，错误的打“×”。(1)(2020·天津卷，5A)用下列实验仪器或装置，配制50.00 mL 0.1000 mol·L1Na2CO3溶液()(2)(经典高考题)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 mol·L1NaOH溶液()(3)(经典高考题)称取4.0 g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250 mL容量瓶中定容，配制0.4000 mol·L1的NaOH溶液()(4)(经典高考题)称取KMnO4固体0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，就能配得浓度为0.010 mol·L1的KMnO4溶液()(5)(经典高考题)容量瓶和滴定管使用前均需要检漏()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)2(2021·山东卷，11A改编)为完成实验，从“所选玻璃仪器和试剂均准确、完整(不考虑存放试剂的容器)”的角度判断正误。配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液，需要的玻璃仪器有100 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒；需要的试剂有蒸馏水、NaCl固体()答案：3(2021·浙江1月选考，27)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应：3S6KOH2K2SK2SO33H2O(x1)SK2SK2Sx(x26)SK2SO3K2S2O3请计算：(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V 。(2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x 。(写出计算过程)解析：(1)根据方程式3S6KOH2K2SK2SO33H2O可知，3 mol S可以和6 mol KOH反应，0.48 g S的物质的量n0.015 mol，则需要消耗KOH的物质的量n2n(S)0.03 mol，故需要KOH溶液的体积V(KOH)0.03 L30.0 mL；(2)若S与KOH溶液反应生成K2Sx和K2S2O3，则反应的化学方程式为(2x2)S6KOH2K2SxK2S2O33H2O，根据反应方程式有(2x2)S 6KOH2K2SxK2S2O33H2O2x2 6 0.060 L×1.00 mol/L可列比例式：，解得x3。答案：(1)30.0 mL(2)342020·全国卷，27(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)。答案：烧杯、量筒、托盘天平5(经典高考题节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M248 g·mol1)可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。溶液配制：称取1.2000 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在 中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的 中，加蒸馏水至 。解析：配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100 mL的容量瓶中，加水至距刻度线12 cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。答案：烧杯容量瓶液面与刻度线相切