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1、2022年高三化學(xué) 物質(zhì)的量濃度講義 新人教版必修1
[考試目標(biāo)]
1.了解物質(zhì)的量濃度的含義。
2.了解溶液體積、物質(zhì)的量的濃度和溶質(zhì)的物質(zhì)的量之間的關(guān)系。
3.了解配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度溶液的方法。
[要點精析]
一、物質(zhì)的量濃度(CB)
以單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量,叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。
表達(dá)式:
單位:mol·L-1或mol·m -3
注意:
1.溶質(zhì)可以是單質(zhì)、化合物,如C(Cl2)=0.1mol·L-1,C(NaCl)=3.1mol·L-1;也可以是離子或其他特定組合,如C(Al3+)=2.6mo
2、l·L-1,C(SO42-)=0.3mol·L-1。
2.帶有結(jié)晶水的物質(zhì)作為“溶質(zhì)”時,溶質(zhì)是不含結(jié)晶水的化合物;NH3、Cl2等溶于水后成分復(fù)雜,求算濃度時仍以溶解前的NH3、Cl2為溶質(zhì)。
3.V是溶液體積,不是溶劑體積。
4.在一定濃度的溶液里取出任意體積的溶液,其濃度大小不變,所含溶質(zhì)的質(zhì)量改變。
二、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制
1. 所需實驗儀器
托盤天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管,若溶質(zhì)為液體或濃溶液,上述儀器中的托盤天平、鑰匙改為量筒。
2.配制步驟
(1)計算:根據(jù)配制要求計算出所需固體溶質(zhì)的質(zhì)量或所需濃溶液的體積
(2)稱量:用托盤天平稱量
3、固體溶質(zhì)的質(zhì)量或用量筒量取溶質(zhì)的體積
(3)溶解:將稱量或量取的溶質(zhì)放入燒杯中再加入適量的蒸餾水,用玻璃棒攪拌使之溶解。
(4)轉(zhuǎn)移:將溶解的溶液冷卻至室溫,沿玻璃棒注入準(zhǔn)備好的容量瓶里,并用適量蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒2-3次,并將洗滌液轉(zhuǎn)移至容量瓶中。
(5)定容:往容量瓶中繼續(xù)緩慢地加入蒸餾水至距刻度1-2cm處,改用膠頭滴管逐滴加入蒸餾水直到凹液面最低點與刻度線水平相切,蓋好容量瓶塞,顛倒搖勻,然后將配好的溶液裝入干凈試劑瓶中,貼上標(biāo)簽,注明名稱、濃度、配制日期。
注意事項:(1)容量瓶在使用前必須檢查是否漏水,其程序為加水→倒立、觀察→正立,瓶塞旋轉(zhuǎn)180°→倒立觀察。(2
4、)不能用容量瓶溶解、稀釋,也不能作反應(yīng)容器,更不能用作試劑瓶(即不能久貯溶液)。(3)定容時,視線、液面凹面、刻度線三點處于同一水平。
3.誤差分析
原理:cB = nB/V=m/MV(M-溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量,配制某種溶液時是定值)
(1)稱量或量取時所引起的誤差
使所配溶液的物質(zhì)的量濃度偏高的主要原因:
①天平的砝碼沾有其他物質(zhì)或已銹蝕,導(dǎo)致稱量物質(zhì)的實際值是大于稱量值;
②稱量時游碼忘記歸零;
③調(diào)整天平零點時,游碼放在了刻度線的右端;
④用滴定管量取液體時,開始時平視讀數(shù),結(jié)束時俯視讀數(shù),使所量取的液體的體積偏大,等等。
使所配溶液的物質(zhì)的量濃度偏低的主要原因:
①直接稱
5、熱的物質(zhì),含有水份,稱的重,實際質(zhì)量卻?。?
②砝碼有殘缺;
③在敞口容器中稱量易吸收空氣中其他成分或易于揮發(fā)的物質(zhì)時的動作過慢而變質(zhì);
④用滴定管量取液體時,開始時平視讀數(shù),結(jié)束時仰視讀數(shù),使所量取的液體的體積偏小,等等。
(2)用于溶解稀釋溶液的燒杯未用蒸餾水洗滌,使溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少,致使溶液的濃度偏低。
(3)轉(zhuǎn)移或攪拌溶液時有部分液體濺出,致使溶液濃度偏低。
(4)容量瓶內(nèi)溶液的溫度高于20℃,造成所量取的溶液的體積小于容量瓶上所標(biāo)注的液體的體積,致使溶液濃度偏高。
(5)在給容量瓶定容時,仰視讀數(shù)會使溶液的體積增大,致使溶液濃度偏低;俯視讀數(shù)會使溶液的體積減小,致使溶液
6、濃度偏高。
例1:利用硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)配制0.2 mol/L的CuSO4溶液500mL,假如其他操作均是準(zhǔn)確無誤的,下列情況會引起配制溶液的濃度偏低的是( )
A.定容時,俯視觀察刻度線
B.稱取25g的硫酸銅晶體
C.定容后搖勻,靜置時發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,于是又加水至刻度線
D.移液時,不小心將一滴液體濺出容量瓶。
解析:正確答案選CD。A項中俯視時液面的最低點低于刻度線,使得溶液的體積偏低,導(dǎo)致濃度偏高;B項是正確操作,不會影響濃度;C項搖勻后低于刻度線是由于液體沾在瓶壁和磨口處所致,不會引起誤差,若加水則使?jié)舛绕停籇項由于濺出液體,使得溶質(zhì)的
7、物質(zhì)的量偏小,導(dǎo)致濃度偏低。
三、有關(guān)物質(zhì)的量濃度的計算
1.有關(guān)概念的計算:利用“萬能恒等式”
例2:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,用充滿HCl氣體的燒瓶做噴泉實驗,最終水充滿燒瓶,則鹽酸的物質(zhì)的量濃度為( )
A.0.05 mol·L-1 B.0.01 mol·L-1 C.0.045 mol·L-1 D.無法計算
解析:正確答案選C。假設(shè)燒瓶的容積為V升,則HCl氣體的體積為V升,最后所得鹽酸溶液的體積也為V升,所以: cHCl=
2.有關(guān)離子濃度的計算,注意利用電荷守恒原理
例3:硫酸鉀和硫酸鋁的混合溶液,已知其中Al3+的濃度為0.4 mol·L-
8、1,硫酸根離子濃度為0.7 mol·L-1,則K+的物質(zhì)的量濃度為( )
A.0.1 mol·L-1 B.0.15 mol·L-1 C.0.3 mol·L-1 D.0.2 mol·L-1
解析:正確答案選D。假設(shè)燒瓶的容積為1L,則根據(jù)電荷守恒3nAl3++ nK+=2 nSO42-,得
K+的物質(zhì)的量濃度為0.2 mol·L-1。
3.溶液各種濃度的計算
(1)物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算公式:
(2)物質(zhì)的量濃度與溶解度的換算公式:
(3)不同物質(zhì)的量濃度溶液的混合計算
① 稀釋定律:C1V1=C2V2或m1W1=m2W2
②混合后溶液
9、體積不變
C1V1+C2V2=C混(V1+V2)
③混合后溶液體積改變
C1V1+C2V2=C混V混
V混=m混/ρ混
(4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下求氣體溶解于水中所得溶液的物質(zhì)的量濃度的計算
例6: 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1體積的水溶解700體積的氨氣,所得溶液的密度為0.9 g/cm3,則該溶液的物質(zhì)的量濃度為(水密度為1 g/cm3) ( )
A.18.4 mol·L-1 B.20.4 mol·L-1 C.31.25 mol·L-1 D.33.1 mol·L-1
解析:正確答案選A。水的體積和氨氣的體積必須單位相同,如果以“L”為單位,則分別求出溶質(zhì)的物
10、質(zhì)的量和溶液的體積,溶液物質(zhì)的量濃度為18.4 mol·L-1。
例7:體積為VmL,密度為dg/cm3的溶液,含有式量為M的溶質(zhì)mg,其濃度為C mol·L-1,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w%,下列表示式中正確的是( )
A.c=(w×100×d)/M B.m=V×d×
C.w%=(c×M)/(1000×d)% D.c=
解析: 正確答案為B、D。
對A應(yīng)為:c=(w%×1000×d)/M=(w×10×d)/M;對B溶質(zhì)的質(zhì)量為:m(溶質(zhì))=m(溶液)×ρ=(v×d)×w%;對C取1L溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:w%=[(c×M)/1000×d]×100%=[(c×M)/10×d]%;對D: mol·L-1。