2022年秋高中化學 初高中銜接 專題05 物質(zhì)的量在化學實驗中的應用學案

2022年秋高中化學 初高中銜接 專題05 物質(zhì)的量在化學實驗中的應用學案【知識回放】一、已知溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量求溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（1）溶液的質(zhì)量=溶質(zhì)的質(zhì)量+溶劑的質(zhì)量；（2）溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=溶質(zhì)的質(zhì)量/溶液的質(zhì)量×100%。二、配制一定質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液，所需溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量的計算（1）溶質(zhì)的質(zhì)量=溶液的質(zhì)量×溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；（2）溶劑的質(zhì)量=溶液的質(zhì)量溶質(zhì)的質(zhì)量。三、有關溶液稀釋的計算m（濃）×a%=m（?。?#215;b%，其中m（濃）、a%分別表示濃溶液的質(zhì)量及其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；m（稀）、b%分別表示稀溶液對應的量。四、溶解度與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的相互換算 飽和溶液中，溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=溶解度/（100g+溶解度）×100%。五、配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定的溶液時，一般分為以下三個步驟：（1）計算；（2）稱量；（3）溶解?！拘轮v】一、物質(zhì)的量濃度二、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制1.主要儀器(1)天平:應使用分析天平或電子天平,也可以用托盤天平。(2)容量瓶: (3)其他儀器:量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等。2.配制過程以配制100 mL 1.00 mol·L-1NaCl溶液為例。如圖所示:【科學探究】探究一 物質(zhì)的量濃度及有關計算問題導引1.若已知一定體積的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量,如何求溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度?提示c=2.同一溶質(zhì)的不同濃度的兩溶液混合,混合溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量(或質(zhì)量)與混合前兩溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量(或質(zhì)量)有何關系?提示 同一溶質(zhì)的不同濃度的兩溶液相混合,混合后,溶質(zhì)的總物質(zhì)的量(或總質(zhì)量)等于混合前兩溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量(或質(zhì)量)之和,即溶液混合存在的關系如下:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)探究二 一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制問題導引如圖是實驗室配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作過程:1.在上圖操作中,向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時玻璃棒的作用是什么?玻璃棒的下端為什么應靠在容量瓶刻度線以下的內(nèi)壁上?提示 向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時玻璃棒的作用是引流,以防止溶液外灑而造成損失。如果玻璃棒下端靠在容量瓶刻度線以上的內(nèi)壁上,刻度線以上的內(nèi)壁上附著的液體不能及時流下,定容后造成溶液體積偏大,所以玻璃棒的下端應靠在容量瓶刻度線以下的內(nèi)壁上。2.(1)定容加蒸餾水時不慎超過了刻度線,是否可用膠頭滴管將超過了刻度線的液體吸出?(2)向容量瓶轉(zhuǎn)移溶液時不慎有液滴灑在容量瓶外面,應如何處理?能否補加溶質(zhì)?提示 均不可以。(1)因超過了刻度線的液體不是多加入的蒸餾水,而是含有溶質(zhì)的溶液,用膠頭滴管將其吸出,溶質(zhì)會減少,也無其他方法進行彌補處理,實驗失敗,只能重新配制;(2)因為灑落在容量瓶外的溶質(zhì)的量無法確定,所以無法進行補加溶質(zhì),只能重新配制。【重點突破】 1.物質(zhì)的量濃度概念的理解(1)一個基本公式:進行物質(zhì)的量濃度的有關計算時,各種情況下最終落腳點是物質(zhì)的量濃度的定義式cB=,要充分利用有關物質(zhì)的量的各種計算公式,發(fā)揮物質(zhì)的量的橋梁作用。(2)兩點注意事項:以上公式中體積指的是溶液的體積,而不是指溶劑的體積。計算時要進行單位的換算,c的單位是mol·L-1,n的單位是mol,V的單位是L。2.物質(zhì)的量濃度計算的“四種類型”(1)物質(zhì)的量濃度的簡單計算:cB=。(2)溶液稀釋的有關計算:稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量和質(zhì)量都保持不變。c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀) m(濃)·w(濃)=m(稀)·w(稀)(3)溶液混合的計算:混合前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量或質(zhì)量不變。c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混) m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)(4)物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)之間的關系:c=(:g·mL-1)或c=(:g·L-1)w=(此式中的單位為g·mL-1)3.一定體積的氣體(標準狀況)溶于水后溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的計算方法(1)若已知溶液的體積:V(氣體)nc(2)若已知溶液的密度:假定氣體的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,V L(標準狀況)該氣體溶于1 L水中所得溶液的密度為 g·cm-3計算過程:先計算溶質(zhì)的物質(zhì)的量:n=mol再計算溶液的體積:V=×1×10-3 L·cm-3= L最后計算溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度:c=mol·L-14.容量瓶的使用和注意事項(1)容量瓶的查漏方法:使用容量瓶的第一步操作是檢查是否漏水:關鍵詞:注水蓋塞倒立觀察正立旋180°倒立觀察。準確描述:向容量瓶中注入一定量水,蓋好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,觀察是否漏水。如不漏水,將瓶正立并將塞子旋轉(zhuǎn)180°后塞緊,再檢查是否漏水。如不漏水,該容量瓶才能使用。(2)選擇容量瓶的原則“大而近”的原則:選擇容量瓶遵循“大而近”原則:所配溶液的體積等于或略小于容量瓶的容積。因為容量瓶的規(guī)格是固定的,配制溶液時要根據(jù)溶液的體積選擇匹配的容量瓶。(3)容量瓶使用時的注意事項:不能用容量瓶溶解固體;不能用容量瓶稀釋濃溶液;不能把容量瓶加熱;不能把容量瓶當作反應容器;不能用容量瓶長期存放溶液。5.誤差分析（1）原理依據(jù)公式法誤差分析的關鍵是抓住原理:cB=,c(NaOH)=其中M不變,不規(guī)范的操作過程會導致m(NaOH)和V的值發(fā)生變化,從而使所配制溶液的物質(zhì)的量濃度產(chǎn)生誤差。（2）仰視或俯視刻度線圖解a仰視刻度線(圖1)。由于操作時是以刻度線為基準加水,從下向上看,最先看見的是刻度線,刻度線低于液面的實際刻度,故加水量偏多,導致溶液體積偏大,結(jié)果偏低。b俯視刻度線(圖2)。恰好相反,刻度線高于液面的實際讀數(shù),使得加水量偏小,結(jié)果偏高?！镜漕}探究】典例1將190 g MgCl2溶于水配制成1 L溶液。(1)該溶液中MgCl2的物質(zhì)的量濃為,溶液中Cl-的物質(zhì)的量濃度為。 (2)配制1 mol·L-1的MgCl2溶液500 mL,需該溶液的體積為。 (3)向(2)中500 mL溶液中再通入一定量的HCl氣體后,溶液中Cl-的物質(zhì)的量濃度為3 mol·L-1(假設溶液體積不變),則溶液中H+的物質(zhì)的量濃度為,通入HCl氣體的體積(標準狀況下)為。 【答案】:(1)2 mol·L-14 mol·L-1(2)250 mL(3)1 mol·L-111.2 Ln(HCl)=1mol·L-1×0.5L=0.5mol,V(HCl)=0.5mol×22.4L·mol-1=11.2L。方法技巧(1)若遇到組成稍復雜的物質(zhì)時,要根據(jù)物質(zhì)組成的比例關系或電荷守恒進行求解。如Al2(SO4)3溶液中,c(S)=1mol·L-1時,求c(Al3+),此時易誤得c(Al3+)=mol·L-1,正確解法:,所以c(Al3+)=mol·L-1。(2)應用稀釋規(guī)律:c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀)時,溶液的體積V不必換算為L,只要V(濃)和V(稀)單位相同即可。(3)在列電荷守恒規(guī)律的關系式時,勿漏離子所帶的電荷。變式訓練1-1 0.5 L AlCl3溶液中含Cl-為9.03×1022個,則溶液中AlCl3的物質(zhì)的量濃度為()A.0.1 mol·L-1 B.1 mol·L-1 C.3 mol·L-1 D.1.5 mol·L-1【答案】:Ac=0.1mol·L-1。變式訓練1-2 1 mol·L-1 NaCl溶液表示()A.1 mol NaCl溶于1 L水中B.58.5 g NaCl溶于941.5 g水中C.溶液中含1 mol NaClD.1 L溶液里含NaCl 58.5 g【答案】:D【解析】:公式cB=中V指溶液的體積,非溶劑的體積,若水是1L,則溶液的體積不是1L,A錯誤;僅知道溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度,溶液的體積不確定,無法計算溶質(zhì)的物質(zhì)的量,C錯誤;n=c·V=1mol·L-1×1L=1mol,m=n·M=1mol×58.5g·mol-1=58.5g,D正確;B項,溶液的體積不確定,故無法計算溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度,錯誤。變式訓練1-3.0.1 L某溶液中含有0.1 mol KCl和0.1 mol CaCl2,此溶液中Cl-的物質(zhì)的量濃度是()A.3 mol·L-1B.0.2 mol·L-1C.0.3 mol·L-1D.0.1 mol·L-1【答案】:A【解析】:溶液中Cl-的總物質(zhì)的量為0.1mol+0.1mol×2=0.3mol,故其物質(zhì)的量濃度為=3mol·L-1。典例2 實驗室需配制250 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液,填空并回答下列問題:（1）)配制250 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液實際應稱Na2CO3質(zhì)量/g應選用容量瓶的規(guī)格/mL（2）配制時,其正確的操作順序是(用字母表示,每個字母只能用一次)。 A.用30 mL水洗滌燒杯23次,洗滌液均注入容量瓶,并輕輕搖勻B.將準確稱量的Na2CO3固體倒入燒杯中,再加適量水溶解C.將已冷卻的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度線相切F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度線12 cm處（3）操作A中,將洗滌液都移入容量瓶,其目的是  , 溶液注入容量瓶前需恢復到室溫,這是因為_（4）若出現(xiàn)如下情況,對所配溶液濃度將有何影響?(填“偏高”“偏低”或“無影響”)若容量瓶中有少量蒸餾水 ; 若定容時俯視刻度線 。 【答案】:(1)2.7250(2)B、C、A、F、E、D(3)保證溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)入容量瓶容量瓶盛放熱溶液時,體積不準(4)無影響偏高 (3)洗滌燒杯和玻璃棒的目的是保證溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)入容量瓶。容量瓶盛放熱溶液時,體積不準,故溶液注入容量瓶前需恢復到室溫。(4)若容量瓶中有少量蒸餾水,因定容時也需要加水,故對所配溶液無影響;若定容時俯視刻度線,則會使凹液面的最低點下移,所加水偏少,濃度偏高。方法技巧配制溶液時大致分為6步,各步操作及所用儀器如下:變式訓練2-1甲、乙兩人分別用不同的方法配制100 mL 3.6 mol·L-1的稀硫酸。(1)甲:量取20 mL 18 mol·L-1濃硫酸,小心地倒入盛有少量水的燒杯中,攪拌均勻,待冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移到100 mL 容量瓶中,用少量的水將燒杯等儀器洗滌23次,每次洗滌液也轉(zhuǎn)移到容量瓶中,然后小心地向容量瓶加入水至刻度線定容,塞好瓶塞,反復上下顛倒搖勻。實驗所用的玻璃儀器除燒杯和容量瓶外,還有; 將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中的正確操作是; 定容的正確操作是。 (2)乙:用100 mL量筒量取20 mL濃硫酸,并向其中小心地加入少量水,攪拌均勻,待冷卻至室溫后,再加入水至100 mL刻度線,再攪拌均勻。你認為此法是否正確?若不正確,指出其中錯誤之處。【答案】:(1)量筒、玻璃棒、膠頭滴管將玻璃棒插入容量瓶刻度線以下,使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中加水至離刻度線12 cm時,改用膠頭滴管滴加水至凹液面與刻度線相切(2)不正確。不能用量筒配制溶液;不能將水加入到濃硫酸中。變式訓練2-2 精確配制250mL一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液,下列實驗操作正確的是()A.選擇儀器時,使用500mL容量瓶B.將稱量好的氫氧化鈉固體放入容量瓶中,加入少量水溶解C.在燒杯中溶解氫氧化鈉后,立即將所得溶液注入容量瓶中D.將燒杯中的氫氧化鈉溶液冷卻后注入未經(jīng)干燥的潔凈容量瓶中【答案】:D【解析】:A項,應選用250mL容量瓶;B項,容量瓶不能用作溶解的儀器,應在燒杯中溶解;C項,應將溶解NaOH后的溶液恢復到室溫后再向容量瓶中轉(zhuǎn)移;D項容量瓶未干燥對所配溶液濃度無影響,正確。變式訓練2-3.實驗中需0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液950 mL,用容量瓶配制時應稱取Na2CO3粉末的質(zhì)量為()A.10.6 gB.10.1 gC.10.07 gD.12.0 g【答案】:A變式訓練2-4.某學生用12 mol·L-1的濃鹽酸配制0.10 mol·L-1的稀鹽酸500 mL?；卮鹣铝袉栴}:(1)量取濃鹽酸的體積為 mL,應選用的量筒規(guī)格為。 (2)配制時應選用的容量瓶規(guī)格為。 (3)配制時(除容量瓶外)還需選用的儀器主要有量筒、和試劑瓶。 【答案】:(1)4.210 mL(2)500 mL(3)燒杯玻璃棒膠頭滴管【解析】:設量取濃鹽酸的體積為V,根據(jù)稀釋前后HCl的物質(zhì)的量守恒建立關系式:12mol·L-1×V=0.10mol·L-1×500mL,V4.2mL;所以應選取10mL量筒;結(jié)合配制步驟選取儀器。