2018届一轮复习人教版一定物质的量浓度的溶液及其配制学案(1) 16页

第二节 一定物质的量浓度的溶液及其配制 ‎ [高考导航]‎ ‎1．了解溶解度、饱和溶液的概念。‎ ‎2．了解物质的量浓度的含义。‎ ‎3．能按要求配制一定物质的量浓度的溶液，会进行有关误差分析。‎ ‎4．会根据物质的量与溶液的体积、溶液的物质的量浓度之间的相互关系进行有关计算。‎ 学案一　物质的量浓度及相关计算 ‎1．物质的量浓度 ‎(1)概念：表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量，符号为cB。‎ ‎(2)表达式：cB＝。‎ ‎(3)单位：mol·L－1或mol/L。‎ ‎(4)相同浓度溶液中某些物理量之间的关系 现有两种溶液：①1 mol·L－1KCl溶液、②1 mol·L－1 BaCl2溶液，请用“相同”或“不同”填写下表 取不同体积的KCl溶液 取相同体积的两种溶液 c(溶质)‎ 相同 相同 ρ(溶液)‎ 相同 不同 n(溶质)‎ 不同 相同 m(溶质)‎ 不同 不同 ‎2．溶解度 ‎(1)固体的溶解度(S)‎ 定义 在一定温度下，某固体物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解溶质的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度 关键词 ‎ ①条件：在一定温度下；②标准：100_g溶剂；‎ ‎③状态：饱和状态；④单位：g 影响 因素 ‎①内因：物质本身的性质(由结构决定)。‎ ‎②外因：a.溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)；b.温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca(OH)2；温度对NaCl的溶解度影响不大 ‎(2)气体的溶解度 通常指该气体(其压强为101 kPa)在一定温度下溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1∶x。如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。‎ 气体溶解度的大小与温度和压强有关，温度升高，溶解度减小，压强增大，溶解度增大。‎ ‎1．防范物质的量浓度相关计算的4个易错点 ‎(1)溶液中溶质判断错误 ‎①与水反应的物质，如SO3溶于水后变为H2SO4且水量减少。‎ ‎②含结晶水的物质，如CuSO4·5H2O溶于水，其溶质是CuSO4且水的量会增加。‎ ‎③溶质发生变化，如弱酸、弱碱和可水解的盐，溶质的离子组成会发生变化。‎ ‎(2)混淆溶液体积和溶剂体积 ‎①不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水。‎ ‎②溶液混合体积会发生变化。‎ ‎(3)一定物质的量浓度溶液的稀释与混合 ‎①溶液稀释定律(守恒观点)‎ a．溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。‎ b．溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。‎ c．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的溶液的混合计算 a．混合后溶液体积保持不变时，c1V1＋c2V2＝c混×(V1＋V2)。‎ b．混合后溶液体积发生改变时，c1V1＋c2V2＝c混V混，其中V混＝。‎ ‎(4)部分与整体的关系 溶质的浓度和离子的浓度不同，要注意根据化学式具体分析计算，如1 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中SO的物质的量浓度是 3_mol·L－1。‎ ‎[对点练习]‎ ‎1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)32.2 g Na2SO4·10H2O溶于67.8 g水中，w(Na2SO4)＝32.2%(　　)‎ ‎(2)31 g Na2O溶于水，配成1 L溶液，c(Na2O)＝0.5 mol·L－1(　　)‎ ‎(3)标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水，盐酸的物质的量浓度为1 mol·L－1(　　)‎ ‎(4)欲配制1.00 L 1.00 mol·L－1的NaCl溶液，可将 58.5 g NaCl溶于1.00 L水中(　　)‎ ‎(5)将10 mL 1 mol·L－1的H2SO4稀释成0.1 mol·L－1的H2SO4，可向该溶液中加入90 mL水(　　)‎ ‎(6)将1 mol·L－1的NaCl溶液和0.5 mol·L－1的BaCl2溶液等体积混合后，不考虑体积变化c(Cl－)＝0.75 mol·L－1(　　)‎ ‎(7)1 L 0.5 mol·L－1CaCl2溶液中，Ca2＋与Cl－的物质的量浓度都是0.5 mol·L－1(　　)‎ 解析：(1)溶质为Na2SO4，m(Na2SO4)＝×32.2 g＝14.2 g，w(Na2SO4)＝×100%＝×100%＝14.2%。(2)Na2O溶于水生成NaOH，溶质为NaOH，而不是Na2O。(3)HCl溶于水后，没指出溶液的密度，无法计算溶液的体积，无法求 c(HCl)。(4)加入水的体积是1 L，形成的NaCl溶液的体积不是1 L。(5)应该加入水形成100 mL溶液。(6)二者 c(Cl－)是相等的，混合后不考虑体积变化，c(Cl－) 不变，仍为 1 mol·L－1。(7)Cl－的物质的量浓度是 1.0 mol·L－1。‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×‎ ‎2．溶解度及溶解度曲线的应用 ‎(1)溶解度曲线 ‎(2)利用溶解度受温度影响不同进行除杂的方法 ‎①溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法；若NaCl溶液中含有KNO3，应采取蒸发结晶，趁热过滤的方法。‎ ‎②溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法；若KNO3溶液中含有NaCl，应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。‎ ‎[对点练习]‎ ‎2．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)因为KNO3的溶解度大，故可以用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl(　　)‎ ‎(2)Ca(OH)2能制成澄清石灰水，可配制10 mol·L－1的Ca(OH)2溶液(　　)‎ ‎(3)向饱和Na2CO3溶液中加入Na2CO3固体后冷却至室温，其物质的量浓度变大(　　)‎ ‎(4)将36 g NaCl溶于100 g水中制成溶液，则NaCl的溶解度为36 g(　　)‎ ‎(5)20 ℃时，100 g NaCl饱和溶液中含有26.5 g NaCl，因此NaCl在20 ℃时的溶解度为26.5 g(　　)‎ ‎(6)在20 ℃时，100 g水中溶解36 g NaCl达到饱和状态，因此NaCl在20 ℃的溶解度为36 g(　　)‎ 解析：(1)用重结晶法除去KNO3中的NaCl利用了KNO3的溶解度随温度变化大、NaCl的溶解度随温度变化小的性质，这与KNO3的溶解度大没有必然联系。(2)由于 Ca(OH)2 是微溶物，故无法配制10 mol·L－1的Ca(OH)2溶液。(3)饱和溶液的浓度不发生变化，Na2CO3固体加入后会析出Na2CO3·10H2O晶体，但溶液仍为饱和溶液。(4)所得溶液不一定是饱和溶液。(5)溶解度应是达到饱和时100 g溶剂所溶解的溶质的质量。‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√‎ ‎3．已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体 B．将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体 C．Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯 D．可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2‎ 解析：选B　因为NaCl的溶解度受温度的影响不大，所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体，故A正确；因为MgCl2能够水解，水解产生Mg(OH)2‎ 和HCl，加热水解平衡正向移动，HCl易挥发，所以将MgCl2溶液蒸干可得固体 Mg(OH)2，故B错误；因为 Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大，NaCl的溶解度随温度升高而减小且受温度影响较小，所以 Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯，故C正确；反应MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl类似于侯德榜制碱法生成 NaHCO3的原理，因为NaCl溶解度小而从溶液中析出，使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行，故D正确。‎ ‎3．掌握物质的量浓度与其他量的换算 ‎(1)物质的量浓度和质量分数的关系 如图所示，体积为 V L，密度为ρ g·cm－3的溶液，含有摩尔质量为M g·mol－1的溶质m g，溶质的质量分数为w，则物质的量浓度c与质量分数w的关系是：c＝＝＝＝＝，w＝。‎ ‎(2)物质的量浓度与溶解度的换算 若某饱和溶液的密度为ρ g·cm－3，溶质的摩尔质量为 M g·mol－1，溶解度为S g，则溶解度S与物质的量浓度的关系是：c＝＝＝；S＝。‎ ‎[对点练习]‎ ‎4．(2017·江西六校联考)体积为V(mL)、密度为ρ(g·cm－3)的溶液，含有摩尔质量为M的溶质质量为m(g)，物质的量浓度为c，质量分数为w。下列表达式中不正确的是(　　)‎ A．c＝　　　　　　　 B．m＝V·ρ· ‎ ‎ C．w＝ D．c＝ 解析：选B　已知溶质摩尔质量、质量分数和溶液密度时，c＝的含义为1 L溶液中所含溶质的物质的量；若已知溶质摩尔质量、溶液的物质的量浓度和溶液密度时，可计算出溶质质量分数w＝，其含义为1 L溶液中，溶质占溶液的质量分数，故A、C选项正确；B选项中求溶质质量，应通过溶液体积、密度、质量分数三者相乘而得，即m＝V·ρ·w，故B选项错误；D选项是根据物质的量浓度的定义，由溶质质量、溶质摩尔质量和溶液体积计算而得，即c＝＝，故D选项正确。‎ ‎5．已知某饱和NaCl溶液的体积为V mL，密度为ρ g·cm－3，质量分数为w，物质的量浓度为 c mol·L－1，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、ρ表示溶液的物质的量浓度__________________________________。‎ ‎(3)用c、ρ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·L－1。‎ ‎(2)c＝＝ mol·L－1。‎ ‎(3)w＝×100%＝‎ ×100%。‎ ‎(4)＝，S＝ g。‎ 答案：(1) mol·L－1　(2) mol·L－1‎ ‎(3)×100%　(4) g ‎[学案验收·块块过]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．若20 g密度为ρ g·cm－3 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(　　)‎ A. mol·L－1　　　　　　B. mol·L－1‎ C. mol·L－1 D. mol·L－1‎ 解析：选C　Ca(NO3)2的物质的量浓度为＝ mol·L－1，NO的物质的量浓度为 mol·L－1。‎ ‎2．V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO，取此溶液 0.5V L，用水稀释至2V L，则稀释后溶液中Fe3＋的物质的量浓度为(　　)‎ A. mol·L－1 B. mol·L－1‎ C. mol·L－1 D. mol·L－1‎ 解析：选A　依题意知，c(SO)＝ mol·L－1，c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1，故有×0.5V＝2V×cB，cB＝ mol·L－1。‎ ‎3．将标准状况下的a L氯化氢气体溶于100 g水中，得到的盐酸的密度为b g·mL－1，则该盐酸的物质的量浓度(mol·L－1)是(　　)‎ A. B. C. D. 解析：选C　根据c＝进行计算，n＝ mol，V＝，可知C正确。‎ ‎4．质量分数为a的某物质的溶液m g与质量分数为b的该物质的溶液n ‎ g混合后，蒸发掉p g 水，得到的溶液密度为q g·cm－3(此过程中无溶质析出)，物质的量浓度为c mol·L－1。则溶质的相对分子质量为(　　)‎ A. B. C. D. 解析：选C　溶质的摩尔质量M＝＝＝＝ g·mol－1，相对分子质量在数值上与摩尔质量相等。‎ ‎5．(2017·豫南九校联考)t ℃时，CuSO4在水中溶解度为25 g，将32 g CuSO4白色粉末加入到m g水中，形成饱和CuSO4溶液，并有CuSO4·5H2O晶体析出，则m的取值范围是(　　)‎ A．18 g≤m≤128 g B．36 g”、“<”或“＝”)0.1 mol·L－1；‎ ‎③若NaOH固体溶解后立即移入容量瓶→洗烧杯→洗涤液移入容量瓶→定容，则所得溶液浓度________(填“>”、“<”或“＝”)0.1 mol·L－1。‎ ‎(3)在配制硫酸溶液时：‎ ‎①所需质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸的体积为________(计算结果保留一位小数)mL；‎ ‎②如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL量筒，应选用______mL量筒最好；‎ ‎③配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释，稀释时操作方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)配制溶液需要五种玻璃仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。‎ ‎(2)①因无450 mL的容量瓶，配制NaOH溶液要用500 mL的容量瓶，m(NaOH)＝c·V·M＝0.1 mol·L－1×0.5 L×40 g·mol－1＝2.0 g；③NaOH 溶于水放出大量热，应把它冷却至室温后再移入容量瓶中，否则定容后，溶液冷却到室温后，体积减小，浓度偏高。‎ ‎(3)①c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，即×V(浓)＝0.5×0.5，得V(浓)≈0.013 6 L＝13.6 mL；②选用15 mL量筒最好，误差小；③注意三点：酸入水、沿器壁、棒搅拌。‎ 答案：(1)AC　烧杯、玻璃棒　(2)①2.0　②<　③>‎ ‎(3)①13.6　②15　③将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌 ‎12．人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg·cm－3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用酸性KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2＋的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2＋的浓度。‎ ‎[配制酸性KMnO4标准溶液]如图是配制50 mL酸性KMnO4标准溶液的过程示意图。‎ ‎(1)请你观察图示判断其中不正确的操作有________(填序号)。‎ ‎(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是_______________________________(填名称)。‎ ‎(3)如果按照图示的操作所配制的溶液进行实验，在其他操作均正确的情况下，所测得的实验结果将______(填“偏大”或“偏小”)。‎ ‎ [测定血液样品中Ca2＋的浓度]抽取血样20.00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL酸性KMnO4溶液。‎ ‎(4)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，‎ 则式中的x＝______________。‎ ‎(5)滴定时，根据现象__________________________________________________，‎ 即可确定反应达到终点。‎ ‎(6)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为________mg·cm－3。‎ 解析：(1)量筒不能用于溶解固体，视线应该与凹液面的最低点相平读数，所以②⑤操作错误。(2)配制50 mL一定物质的量浓度的酸性KMnO4标准溶液需要50 mL的容量瓶。(3)仰视定容时，所加的水超过刻度线，体积偏大，所以浓度偏小，滴定草酸消耗体积大，所以会使实验结果偏大。(4)～(6)血样处理过程中发生反应的离子方程式依次是：①Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓；②CaC2O4＋2H＋===Ca2＋＋H2C2O4；③2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，由此可得如下关系式：5Ca2＋～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnO，所以n(Ca2＋)＝n(MnO)＝×0.012 00 L×0.020 mol·L－1＝6.0×10－4 mol，血液样品中Ca2＋的浓度＝＝1.2×10－3 g·cm－3＝1.2 mg·cm－3。对于反应③根据电荷守恒，2×(－1)＋6×(＋1)＝2×(＋x)，则x＝2。草酸溶液无色，当反应正好完全进行的时候，多加一滴酸性 KMnO4 溶液，溶液恰好由无色变为紫红色。‎ 答案：(1)②⑤　(2)50 mL容量瓶　(3)偏大　(4)2‎ ‎(5)溶液由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色　(6)1.2‎ ‎13.已知某“84消毒液”瓶体部分标签如图所示，该“84消毒液”通常稀释100倍(体积之比)后使用。请回答下列问题： ‎(1)该“84消毒液”的物质的量浓度约为________ mol·L－1。‎ ‎(2)某同学取100 mL该“84消毒液”，稀释100倍后用于消毒，稀释后的溶液中c(Na＋)＝________ mol·L－1。‎ ‎(3)该同学参阅该“84消毒液”的配方，欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO质量分数为25%的消毒液。下列说法正确的是________(填字母)。‎ A．如图所示的仪器中，有三种是不需要的，还需要一种玻璃仪器 B．容量瓶用蒸馏水洗净后，应烘干后才能用于溶液配制 C．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒可能导致结果偏低 D．需要称量NaClO固体的质量为143.0 g ‎(4)“84消毒液”与稀硫酸混合使用可增强消毒能力，某消毒小组人员用98%(密度为1.84 g·cm－3)的浓硫酸配制2 L 2.3 mol·L－1的稀硫酸用于增强“84消毒液”的消毒能力。‎ ‎①所配制的稀硫酸中，H＋的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ ‎②需用浓硫酸的体积为________mL。‎ 解析：(1)由c＝得，c(NaClO)＝≈4.0 mol·L－1。(2)稀释前后溶液中NaClO的物质的量不变，则有：100 mL×10－3 L·mL－1×4.0 mol·L－1＝100 mL×100×10－3 L·mL－1×c(NaClO)，解得稀释后c(NaClO)＝0.04 mol·L－1，c(Na＋)＝c(NaClO)＝0.04 mol·L－1。(3)选项A，需用托盘天平称量NaClO固体，需用烧杯来溶解NaClO，需用玻璃棒进行搅拌和引流，需用容量瓶和胶头滴管来定容，图示的A、B不需要，但还需要玻璃棒和胶头滴管；选项B，配制过程中需要加水，所以经洗涤干净的容量瓶不必烘干后再使用；选项C，未洗涤烧杯和玻璃棒将导致配制的溶液中溶质的物质的量减小，结果偏低。选项D，应选取500 mL的容量瓶进行配制，然后取出480 mL即可，所以需要NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L－1×74.5 g·mol－1＝149.0 g。(4)①根据H2SO4的组成可知，溶液中c(H＋)＝2c(H2SO4)＝4.6 mol·L－1。②2 L 2.3 mol·L－1的稀硫酸中溶质的物质的量为2 L×2.3 mol·L－1＝4.6 mol，设需要98%(密度为1.84 g·cm－3)的浓硫酸的体积为V mL，则有＝4.6 mol，解得V＝250。‎ 答案：(1)4.0　(2)0.04　(3)C　(4)①4.6　②250‎