高三一轮复习第2讲 化学计量在实验中的应用.docx
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高三一轮复习第2讲化学计量在实验中的应用
第二讲化学计量在实验中的应用
【考纲解读】 1.了解溶液的含义。
2.了解溶解度、饱和溶液的概念。
3.了解溶液的组成,理解溶液中溶质的质量分数的概念,并能进行有关计算。
4.了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法,能根据要求配制溶液。
【知识网络构建】
一、溶液中溶质的物质的量浓度
1.概念:
表示单位体积溶液里所含溶质的____________,符号为c。
2.表达式:
______,常用单位______或mol·L-1。
3.特点:
对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数________,但所含溶质的______、_______则因体积不同而改变。
注意事项:
1溶液的均一性:
溶液的浓度与所取溶液体积的大小无关。
如从100ml1mol/LNaCl溶液中取出10ml其物质大量浓度仍为1mol/L。
2描述物质大量浓度中的体积是指溶液的体积,而不是指溶剂的体积
3物质的量浓度相同、体积也相同的任何溶液,所含溶质的物质的量相同,但溶质的质量不一定相同,离子的物质的量不一定相同。
4溶质是溶液中的溶质,可以是化合物,也可以是离子或其它特性组合。
5溶质的量是用物质的量来表示的,而不是用物质的量来表示的。
气体溶于水,溶质是该气体与水反应生成的产物,如NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O,但以NH3计算。
气体溶于水,溶液的体积不是溶剂的体积,也不是气体体积和溶剂体积之和,不能用水的体积代替溶液体积,应根据V=
计算溶液的体积。
6若溶液中存在结晶水合物,溶质以无水盐为准,如胆矾溶于水,溶质是CuSO4
7溶质溶于水与水反应后生成新物质,溶质为新生成的物质,如Na、Na2O、Na2O2
NaOH,SO3
H2SO4等。
【课堂练习】
1.观察两个试剂瓶上的标签,回答下列问题。
(1)“5%硫酸铜溶液”中的5%是什么含义?
(2)0.4mol·L-1NaCl溶液中的0.4mol·L-1表示的含义是什么?
(3)从上述两种溶液中分别取出5mL,硫酸铜溶液的质量分数为__________,NaCl溶液的浓度为__________。
2.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)1L水中溶解5.85gNaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1mol·L-1( )
(2)将25gCuSO4·5H2O晶体溶于29g水中所得溶质的质量分数为25%( )
(3)在100mL的烧杯中,加入10g食盐,然后注入90mL的水,充分溶解后,所得溶质的质量分数为90%( )
(4)将40gSO3溶于60g水中所得溶质的质量分数为40%( )
(5)将62gNa2O溶于水中,配成1L溶液,所得溶质的物质的量浓度为1mol·L-1( )
(6)0.1mol/L的NaCl溶液表示的是1L溶剂中溶解0.1molNaCl的溶液( )
(7)将0.1mol氧化钠溶于水并配成1L溶液,则溶液的物质的量浓度为0.1mol/L( )
(8)将1molNaOH溶于500g水中,则溶液的质量分数为7.4%( )
(9)在标准状况下,将2.24LHCl通入水中并配成1L溶液所得溶液的物质的量浓度为0.1mol/L( )
(10)从100mL0.1mol/L的NaCl溶液中取出10mL,其浓度为0.01mol/L,含NaCl0.001mol( )
(11).1molNaCl晶体加入1L水中,得到NaCl的物质的量浓度为1mol/L( )
(12).一定温度下,1L0.5mol/LNH4Cl溶液与2L0.25mol/LNH4Cl溶液含NH4+物质的量相同( )
(13).标准状况下22.4LHCl溶于1L水,可得1mol·L-1盐酸( )
(14).25.0g胆矾溶于水后配成100mL溶液,得到1mol·L-1CuSO4溶液( )
(15).78gNa2O2溶于水配成1L溶液,可得到1mol·L-1NaOH溶液( )
(16).配制100g10%的CuSO4溶液,称取10g胆矾溶于90g水中( )
(17).中和等体积、等物质的量的浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等( )
(18).10mL质量分数为98%的H2SO4,用水稀释至100mL,H2SO4的质量分数为9.8%( )
(19).等体积、浓度均为1mol/L的磷酸和盐酸,电离出的氢离子数之比为3∶1( )
答案:
判断正误
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)√ (10)× (11)× (12)× (13)× (14)√ (15)× (16)× (17)√(18)× (19)×
二、物质的量浓度的有关计算
1.物质的量浓度的基本计算
(1)溶液的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算
以物质的量为桥梁进行转化计算,即
【例题1】.将10.6gNa2CO3溶于水配成1L溶液
(1)该溶液中Na2CO3的物质的量浓度为__________,溶液中Na+的物质的量浓度为__________。
(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体,使溶液中Na+的物质的量浓度为0.4mol·L-1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为__________,Cl-的物质的量浓度为__________________________。
(2)已知气体溶质的体积(标准状况)、水的体积和溶液的密度与质量,计算溶质的物质的量浓度
溶质的物质的量
溶液的体积
【例题2】在标准状况下,将VLA气体(摩尔质量为Mg·mol-1)溶于0.1L水中,所得溶液的密度为ρg·cm-3,则此溶液的物质的量浓度(mol·L-1)为( )
A.
B.
C.
D.1000VρM(MV+2240)
2.物质的量浓度(c)与溶质质量分数(w)的换算
已知溶质的质量分数w,溶液的密度为ρg·cm-3,溶质的摩尔质量为Mg·mol-1,求物质的量浓度c。
则有以下关系
c=
=
=
或w=
=
若ρ的单位为g·L-1,则没有1000
【例题3】.在一定温度下,某饱和氢氧化钠溶液体积为VmL,溶液密度为dg·cm-3,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L-1,溶液中含氢氧化钠的质量为mg,该温度下NaOH的溶解度为S。
(1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为______________________________。
(2)用c、d来表示该温度下NaOH的溶解度(S)为_____________________________。
(3)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为____________________________。
(4)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为_____________________________。
(5)用c、d表示溶液中溶质的质量分数(w)为_________________________________。
(6)用S表示溶液中溶质的质量分数(w)为____________________________________。
(7)用S、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为_____________________________。
三、溶液的稀释和混合的计算
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m1w1=m2w2。
(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。
【例题】配制500mL3.6mol/L的稀H2SO4所需18mol/L的浓H2SO4的体积为________mL。
(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,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=
。
【例题4】.两种硫酸溶液,一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1,密度为ρ1;另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2,密度为ρ2,将它们等体积混合后,所得溶液的密度为ρ3,则混合后硫酸的物质的量浓度为( )
A.c
B.
C.
D.
【例题5】向50g浓度为cmol·L-1,密度为ρg·cm-3的氨水中加入一定量的水,将其稀释至
0.5cmol·L-1,则加入水的体积( )
A.小于50mLB.等于50mL
C.大于50mLD.等于50/ρmL
3.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1g·cm-3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%)。
②当溶液密度小于1g·cm-3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ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数w=
(a%+b%)。
【例题6】
(1)将3p%的硫酸与同体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸,则p、q的关系正确的是________(填序号,下同)。
①q=2p②q>2p
③q<2p④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________。
①q=2p②q>2p
③q<2p④无法确定
4.电荷守恒:
在应用物质的量浓度进行计算时,要注意溶质的质量、物质的量后很及电荷守恒。
如含K+、Na+、SO42-的溶液中存在关系:
c(K+)+c(Na+)=2c(SO42-)
【例题7】常温下,将0.1mol/L的NH4Cl溶液与0.1mol/L的氨水溶液等体积混合,所得混合液的pH=7,则c(NH
)=________mol/L,c(Cl-)=________mol/L。
3.(2014·大连市高三质检)36.5gHCl溶解在1L水中(水的密度近似为1g/mL),所得溶液的密度为ρg/mL,质量分数为w,物质的量浓度为c,NA表示阿伏加德罗常数,则下列叙述中正确的是( )
A.所得溶液的物质的量浓度c=1mol/L
B.所得溶液中含有NA个HCl分子
C.36.5gHCl气体占有的体积为22.4L
D.所得溶液的质量分数w=
7.3g镁铝合金与100mL稀硫酸恰好完全反应,将反应后的溶液加热蒸干,得到无水硫酸盐17.4g,则原硫酸的物质的量浓度为( )
A.1mol·L-1B.1.5mol·L-1
C.2mol·L-1D.2.5mol·L-1
8.等质量的CuO和MgO粉末分别溶于相同体积的硝酸中完全溶解,得到的Cu(NO3)2和Mg(NO3)2溶液的浓度分别为amol·L-1和bmol·L-1,则a与b的关系为( )
A.a=bB.a=2bC.2a=bD.a=5b
2.(2010·四川理综,12)标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g·mL-1),所得溶液的密度为ρg·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L-1,则下列关系中不正确的是( )
A.ρ=(17V+22400)/(22.4+22.4V)
B.w=17c/(1000ρ)
C.w=17V/(17V+22400)
D.c=1000Vρ/(17V+22400)
4.(2010·海南,4)把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含amolNaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含bmolBaCl2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-1B.
mol·L-1
C.
mol·L-1D.
mol·L-1
3.在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmolBaCl2,恰好使溶液中的SO
完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3,则原溶液中Al3+的浓度(mol·L-1)为( )
A.
B.
C.
D.
1.某结晶水合物的化学式为R·nH2O,其相对分子质量为M。
25℃时,将ag该晶体溶于
bg水中恰好可形成VmL饱和溶液。
下列关系正确的是( )
A.饱和溶液的物质的量浓度
c=
mol·L-1
B.饱和溶液中溶质的质量分数w=
%
C.25℃时R的溶解度S=
g
D.饱和溶液的密度ρ=
g·L-1
11.如图是硫酸的试剂标签上的部分内容。
某次学生实验需要
0.5mol·L-1H2SO4溶液480mL,若由你来配制所需溶液,请根据实验室已有的仪器和药品情况回答下列问题:
(1)容量瓶应如何检漏:
____________________________________
______________________________________________________。
(2)实验中除量筒、烧杯外还需要的其他仪器:
________________________________________________________________________。
(3)计算所需浓硫酸的体积约为________mL;若将该硫酸与等体积的水混合,所得溶液中溶质的质量分数____49%(填“<”、“=”或“>”)。
(4)配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释。
稀释的操作方法是________________________________________________________________________。
(5)下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是________(填字母)。
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视量筒的刻度
B.向容量瓶中转移时,有少量液体溅出
C.定容时仰视刻度线
D.定容后倒置摇匀后再正立时,发现液面低于刻度线
(6)温度计、量筒、滴定管的一部分如图所示,下述读数(虚线所指刻度)及说法正确的是________(填字母)。
A.①是量筒,读数为2.5mL
B.②是量筒,读数为2.5mL
C.③是滴定管,读数为2.5mL
D.①是温度计,读数为2.5℃
第二课时
一、一定物质的量浓度溶液的配制
1.实验仪器。
(1)当溶质为固体时,应选用药匙、__________、______、________、________、________、________。
其中量筒用来量取蒸馏水。
(注意:
若要求较高时,则用分析天平称量固体溶质质量)
(2)当溶质为液体时,应选用______、______、____、_______、______、________。
其中滴定管用来量取液体溶质。
若溶质的水溶液呈碱性,则选用________滴定管,若溶质的水溶液呈酸性或具有强氧化性,则选用________滴定管。
量筒用来量取蒸馏水。
(注意:
若要求不高,则可用量筒量取液体溶质体积)
(3)容量瓶的使用方法和注意事项。
①容量瓶上标有________、________和________,使用前要检查是否________。
②查漏。
检查方法:
______________________________________。
③使用容量瓶前用蒸馏水洗,但不能用待配溶液润洗。
④不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释,容量瓶也不能作为反应容器或用来长期贮存溶液。
2.配制过程。
以配制100mL1.00mol/LNaCl溶液为例。
(1)计算:
需NaCl固体的质量为________g(保留两位有效数字)。
(2)称量:
用________称量NaCl固体。
(3)溶解:
将称好的NaCl固体放入烧杯中,用适量______溶解。
(4)移液:
待烧杯中的溶液________后,用玻璃棒引流将溶液注入________mL容量瓶。
(5)洗涤:
用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒________次,将洗涤液____________,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1~2cm时,改用________滴加蒸馏水至________________。
(7)摇匀:
盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀(简记为“算、量、溶、转、洗、定、摇”)。
3.浓溶液配制稀溶液。
以18mol/LH2SO4溶液配制250mL1.0mol/LH2SO4溶液为例。
(1)计算:
需浓硫酸的体积为________mL(保留三位有效数字)。
(2)量取:
用________(“50mL”、“10mL”)量筒和________量取浓硫酸。
(3)溶解、冷却:
先向烧杯中倒入__________,再向其中倒入__________,用玻璃棒搅拌溶解,冷却至室温。
(4)移液:
用玻璃棒引流,将溶液注入________mL容量瓶。
(5)洗涤:
用少量蒸馏水洗涤____________及________内壁2~3次,将洗涤液都注入容量瓶。
(6)定容:
将蒸馏水注入容量瓶,液面离刻度线下1~2cm时,改用_______________滴加蒸馏水至_______________。
(7)摇匀:
盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
三、一定溶质质量分数溶液的配制
1.用固体粗略配制一定质量分数的溶液。
(1)所需的实验仪器有:
________、烧杯、玻璃棒、________、________。
(2)配制步骤:
计算→________→________→溶解。
(3)流程图:
如下图所示。
2.用浓溶液粗略配制一定质量分数的稀溶液。
(1)所需的实验仪器有:
________、烧杯、玻璃棒。
稀释浓硫酸时,一定要把___________,并用________________。
(2)配制步骤:
计算→量取→溶解。
3.误差分析
1.误差分析的理论依据
根据cB=
可得,一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量nB和溶液的体积V引起的。
误差分析时,关键要看溶液配制过程中引起了nB和V怎样的变化。
在配制一定物质的量浓度溶液时,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;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。
2.俯视、仰视的分析
结果:
仰视时,容器内液面高于刻度线;俯视时,容器内液面低于刻度线。
【高考考向】
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)配制0.1000mol·L-1氯化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流( )
(2013·福建理综,10C)
(2)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小( )
(2013·天津理综,4B)
(3)用固体NaCl配制0.5mol·L-1的溶液,所用的仪器有:
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶( )
(2013·山东理综,11C)
(4)用
配制100mL0.1000mol·L-1K2Cr2O7溶液( )
(2012·天津理综,4D)
(5)在50mL量筒中配制0.1000mol·L-1碳酸钠溶液( )
(2012·福建理综,6C)
(6)用100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和pH=1的盐酸配制100mLpH=2的盐酸( )
(2012·安徽理综,10B改编)
(7)用量筒量取20mL0.5000mol·L-1H2SO4溶液于烧杯中,加水80mL,配制成
0.1000mol·L-1H2SO4溶液( )
(2011·江苏,7B)
(8)
定容操作( )
(2010·安徽理综,8B)
(9)配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,应用胶头滴管将多余溶液吸出( )
(2010·山东理综,14B)
(10)(2014·山东理综化学卷,T10)下列配置溶液的实验操作是否正确( )
(11)(2014·广东理综化学卷,T9)下列叙述是否正确:
Ca(OH)2能制成澄清石灰水,可配制2.0mol∙L-1的Ca(OH)2溶液()
2.(2014·全国大纲版理综化学卷,T6)下列叙述正确的是
A.锥形瓶可用作加热的反应器
B.室温下,不能将浓硫酸盛放在铁桶中
C.配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高
D.用蒸馏水润湿
的试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低
3.(2014·全国理综I化学卷,T12)下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是()
A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗
C.酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差
D.用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
4.实验室需要配制0.50mol·L-1NaCl溶液480mL。
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、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。
①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:
②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。
③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2~3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。
5.用“偏大”“偏小”或“无影响”填空
(1)配制450mL0.1mol·L-1的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体1.8g________。
(2)配制500mL0.1mol·L-1的硫酸铜溶液,用托盘天平称取胆矾8.0g________。
(3)用Na2CO3·10H2O晶体配制Na2CO3溶液,Na2CO3
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