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2021高考化学一轮复习 第二章 物质的量 第8讲 物质的量浓度学案

2021高考化学一轮复习 第二章 物质的量 第8讲 物质的量浓度学案

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- 12 -

第8讲　物质的量浓度

一、物质的量浓度

二、物质的量浓度与溶质质量分数的比较
内容
物质的量浓度
溶质质量分数
定义
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成的物理量
溶质的
单位
mol
g
溶液的单位
L
g
计算公式
c＝
w＝×100%
三、一定物质的量浓度溶液的配制
1．主要仪器
(1)托盘天平：称量前先调零，称量时药品放在左盘，砝码放在右盘，读数精确到0.1 g。
(2)容量瓶
①构造及三标记

②容量瓶使用前要先查漏后洗净。
(3)其他仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
2．配制过程
以配制480 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液为例，所需容量瓶的规格：500_mL。
(1)配制流程如下图所示：

(2)配制步骤
①计算(填写计算过程与结果)
m(NaOH)＝0.5_L×1_mol·L－1×40_g·mol－1＝20.0_g。
②称量：根据计算结果，称量固体质量。
③溶解：将称量好的固体放入烧杯中，加适量水溶解，并用玻璃棒搅拌；溶解过程中玻璃棒的作用为加速溶解。
④转移(移液)
移液前需要将溶液冷却至室温，然后用玻璃棒引流至500 ml容量瓶中。
⑤洗涤：用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2～3次，洗涤液也都注入容量瓶中，并振荡容量瓶，使溶液混合均匀。
⑥定容
将蒸馏水注入容量瓶，待液面离容量瓶颈刻度线下1～2_cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面最低处与刻度线水平相切。
⑦摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
⑧装瓶、贴签。
3．误差分析

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl。(×)
错因：1_mol·L－1_NaCl溶液是指1_L该溶液中含1_mol_NaCl。
(2)从100 mL 5 mol·L－1 H2SO4溶液中取出了10 mL，所得硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L－1。(×)
错因：溶液的物质的量浓度与溶液的体积大小无关。
(3)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为40%。(×)
错因：SO3溶于水后溶质为H2SO4，其质量分数为×98 g·mol－1÷100 g＝49%。
(4)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。(×)
错因：100_mL水吸收0.1_mol_HCl后，体积不等于100_mL，故浓度不等于1_mol·L－1。
(5)配制稀硫酸时，先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。(×)
错因：稀释浓硫酸时，应把浓H2SO4倒入水中。
(6)称取2.0 g NaOH固体，可先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体。(×)
错因：称取NaOH、KOH等易潮解，腐蚀性强的物质时要用小烧杯(不用滤纸)。
(7)按照下图操作，配制一定浓度的NaCl溶液。(×)
错因：定容时要平视，不能俯视(或仰视)。

(8)按照上图操作，配制0.10 mol·L－1 NaOH溶液。(×)
错因：容量瓶不能用来溶解固体，也不能用于稀释浓溶液。
2．教材改编题
(据人教必修一P17T4)将50 mL 0.3 mol/L的NaOH溶液加水稀释到300 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量为________，浓度为________。
答案　0.015 mol　0.05 mol/L

考点　物质的量浓度及其计算

[解析]　n(HCl)＝ mol，m(溶液)＝ g，V(溶液)＝ g÷(b g·mL－1×1000 mL·L－1)，则该盐酸的物质的量浓度＝＝ mol·L－1。
[答案]　C

物质的量浓度有关计算的一般方法
1．由定义出发，运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式：c＝、溶质质量分数＝×100%进行推理，注意密度的桥梁作用，不要死记公式。
2．气体溶于水，溶质是该气体与水反应生成的物质，NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O，但以NH3计算。
3．气体溶于水，溶液的体积不是溶剂的体积更不是气体体积与溶剂体积之和，应根据V＝进行计算。

1．(2019·洛阳模拟)下列溶液中Cl－的物质的量浓度最大的是(　　)
A．200 mL 2.5 mol·L－1 MgCl2溶液
B．1000 mL 2.5 mol·L－1 NaCl溶液
C．250 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液
D．300 mL 5 mol·L－1 KClO3溶液
答案　A
2．把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为(　　)
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
答案　D
解析　设每份中镁离子的物质的量为x，硫酸根离子的物质的量为y，则由
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓可知，
1 2
x a mol
＝，解得x＝0.5a mol，
由Ba2＋＋SO===BaSO4↓可知，
1 1
b mol y
＝，解得y＝b mol，
忽略溶液中的H＋和OH－，由电荷守恒知，b×2＝n(K＋)＋0.5a×2，溶液中K＋的物质的量为(2b－a) mol，又由于混合溶液分成两等份，则原溶液中的K＋的物质的量为2(2b－a) mol，则原混合溶液中钾离子的浓度为＝ mol·L－1。
考点　一定物质的量浓度溶液的配制

[解析]　解答本题时需注意以下两点：①在计算所需溶质的物质的量或质量时，要按容量瓶的容积进行计算。②用容量瓶不能配制任意体积的溶液，只能按照实验室中现有规格的容量瓶进行配制。
(1)实验室中有500 mL的容量瓶，进行配制时应配制500 mL溶液，另外还缺少胶头滴管。
(2)m(NaOH)＝0.5 mol·L－1×0.5 L×40.0 g·mol－1＝10.0 g。
[答案]　(1)胶头滴管　500 mL容量瓶　(2)10.0 g　(3)左盘　
(4)搅拌，加速溶解　(5)玻璃棒　保证溶质全部转移至容量瓶中
(6)向容量瓶中加入蒸馏水至距刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液体的凹液面最低处和刻度线在同一水平面上

[解析]　定容时俯视刻度线，溶液体积偏小，浓度偏高，A正确；NaOH溶解放热，未冷却即转移，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高，B错误；容量瓶不干燥，不影响溶液浓度，C错误；摇匀后液面降低，但浓度不受影响，D错误。
[答案]　A

1．溶液配制过程中的“四个数据”
数据
要求或解释
药品的质量
实验室中一般用托盘天平称量药品，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
(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”
续表
数据
要求或解释
洗涤烧杯和玻璃棒
2～3次
移液时洗涤烧杯和玻璃棒2～3次是为了确保溶质全部转移入容量瓶中，否则会导致溶液浓度偏低
液面离容
量瓶刻度
线下1～2 cm
定容时，当液面离容量瓶刻度线1～2 cm时，应该改用胶头滴管滴加，否则容易导致液体体积超过刻度线，导致溶液浓度偏低
2．溶液配制过程中的误差分析
(1)分析方法

如配制一定物质的量浓度溶液时，未洗涤烧杯和玻璃棒就定容，会造成溶质的量减小，故浓度偏低。
(2)俯视、仰视对实验造成误差的分析方法

3．(2020·郑州一中月考)某学生配制了100 mL 1 mol·L－1的硫酸，然后对溶液浓度做精确测定，且测定过程中一切操作都正确，但测得溶液的物质的量浓度小于1 mol·L－1。则在配制过程中，下列操作可能导致溶液浓度偏低的是(　　)
①量筒用蒸馏水洗净后立即用来量取浓硫酸　②将浓硫酸在烧杯中稀释，转移到100 mL的容量瓶中后，没有洗涤烧杯　③在转移过程中用玻璃棒引流，因操作不慎有少量溶液流到了容量瓶外面　④最后定容时，加水超过了刻度线，马上用胶头滴管吸去多余的水，使溶液凹液面刚好与刻度线相切
A．只有②③④ B．只有③④
C．只有①②③ D．①②③④
答案　D
解析　①量筒内壁有水，量取的浓H2SO4比已知的浓硫酸的浓度低了，故偏低；②③都会造成所取溶质(H2SO4)没有完全转移到100 mL容量瓶中，即n(H2SO4)偏小，所以浓度小于1 mol·L－1；④使得所配硫酸的体积偏大，故c(H2SO4)<1 mol·L－1。
4．某同学在实验室欲配制物质的量浓度为1.0 mol·L－1的NaOH溶液450 mL。提供的试剂是：NaOH固体和蒸馏水。

(1)请你观察图示，判断其中不正确的操作有________(填序号)。
(2)应用托盘天平称量NaOH固体________g。
(3)在配制上述溶液的实验中，下列操作引起结果偏低的有________(填字母序号)。
A．称量NaOH固体时，将砝码和药品的位置颠倒
B．在烧杯中溶解搅拌时，溅出少量溶液
C．没有用蒸馏水洗涤烧杯2～3次
D．容量瓶中原来存有少量蒸馏水
E．用胶头滴管加水定容时俯视刻度线
答案　(1)①②⑤　(2)20.0　(3)BC
解析　 (3)A项，称量NaOH固体时，将砝码和药品的位置颠倒，因为是称量20.0 g固体，不需要使用游码，所以对实验结果无影响，不符合题目要求；B项，在烧杯中溶解搅拌时，溅出少量溶液，造成溶质质量减少，所配溶液的浓度偏低，符合题目要求；C项，没有用蒸馏水洗涤烧杯2～3次，造成溶质质量减少，所配溶液的浓度偏低，符合题目要求；D项，容量瓶中原来存有少量蒸馏水，对结果无影响，不符合题目要求；E项，用胶头滴管加水定容时俯视刻度线，造成所配溶液的体积偏小，溶液的浓度偏高，不符合题目要求。

表示溶液浓度的物理量的换算

物质的量浓度c，溶质质量分数w和溶解度S的转化关系(1)c与w的转换：c＝，w＝(ρ单位为g/cm3)。
(2)w与S换算：w＝，S＝。
(3)c与S换算：c＝，S＝。

[解析]　从①c＝可推出B正确。
m(NH3)＝ mol×17 g·mol－1＝ g
m(溶液)＝m(NH3)＋m(水)＝ g
②w＝＝＝，C正确。把②代入①，得c＝，D正确。
A项中，把式子变形得：＝，显然是把溶液的体积按(1＋V)来计算的，所以错误。
[答案]　A
[体验1]　用密度为ρ1 g/cm3，质量分数是w的浓盐酸，与水配制成体积比为1∶4、密度为ρ2 g/cm3的稀盐酸，则所配制稀盐酸的物质的量浓度为(　　)
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
答案　C
解析　浓盐酸与水配制成体积比为1∶4的稀盐酸，设体积分别为V L、4V L，则浓盐酸的质量为：ρ1V×1000 g，HCl的质量为1000ρ1Vw g，n(HCl)＝ mol；稀盐酸的质量为：(1000ρ1V＋4000V) g，稀释后溶液的体积为：，所配制稀盐酸的物质的量浓度为＝ mol/L。
[体验2]　(2016·全国卷Ⅱ)一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10 g·cm－3)，其浓度为________mol·L－1。
答案　8.9