2021高考化学一轮复习专题1第2讲物质的量在化学实验中的应用学案新人教版 18页

第2讲 物质的量在化学实验中的应用 ‎[考纲要求]‎ ‎1．了解溶液的含义。2.了解溶解度、饱和溶液的概念。3.了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。4.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。‎ 　物质的量浓度 知识梳理 ‎1.物质的量浓度 ‎(1)概念：表示________________________物质的量。‎ ‎(2)表达式：cB＝__________。‎ ‎(3)单位：__________(或mol/L)。‎ ‎2．物质的量浓度与溶质质量分数 内容 物质的量浓度 质量分数 定义 以单位体积溶液里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 ‎________‎ ‎__________‎ ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)1 mol·L－1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl(　　)‎ ‎(2)体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的粒子数一定相同(　　)‎ ‎(3)‎1 L 0.5 mol·L－1 CaCl2溶液中，Ca2＋与Cl－的物质的量浓度都是0.5 mol·L－1(　　)‎ ‎(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(　　)‎ ‎(5)‎1 L水中溶解‎5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L－1(　　)‎ ‎(6)将‎25 g CuSO4·5H2O晶体溶于‎75 g水中所得溶质的质量分数为25%(　　)‎ ‎(7)将‎40 g SO3溶于‎60 g水中所得溶质的质量分数为49%(　　)‎ ‎(8)将‎62 g Na2O溶于水中，配成‎1 L溶液，所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L－1(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ ‎1．准确计算溶液的体积 不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水，一般根据溶液的密度进行计算：‎ 18‎ V＝×10－‎3 L。‎ ‎2．注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系 溶质的浓度和离子浓度可能不同，要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液中c(SO)＝3 mol·L－1，c(Al3＋)＝2 mol·L－1(考虑Al3＋水解时，则其浓度小于2 mol·L－1)。‎ 对点速练 练点一　物质的量浓度的基本计算 ‎1．如图是实验室配制好的两瓶NaOH溶液的标签(14%的NaOH溶液的密度为‎1.14 g·cm－3)。‎ ‎14%的NaOH溶液的物质的量浓度及从瓶中取出20 mL该溶液中含有溶质的质量分别是(　　)‎ A．4.0 mol·L－1　‎3.2 g　B．2.0 mol·L－1　‎‎3.2 g C．4.0 mol·L－1　‎6.4 g D．2.0 mol·L－1　‎‎6.4 g ‎2．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 ‎3．在标准状况下，将V L氨气溶于‎0.1 L水中，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，则此氨水的物质的量浓度为__________mol·L－1。‎ ‎4．将‎32.2 g Na2SO4·10H2O溶于水配成‎1 L溶液。‎ ‎(1)该溶液中Na2SO4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0.4 mol·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________。‎ 方法总结 ‎1．标准状况下，气体溶解所得溶液的物质的量浓度的计算 18‎ c＝ ‎2．溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算 计算公式：c＝(c为溶质的物质的量浓度，单位mol·L－1，ρ为溶液密度，单位g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位g·mol－1)。‎ 练点二　溶液的稀释与混合计算 ‎5．如图是某溶液在稀释过程中溶质的物质的量浓度随溶液体积的变化曲线图，根据图中数据分析可计算出a值为(　　)‎ A．2 B．3‎ C．4 D．5‎ ‎6．现有V L 0.5 mol·L－1的盐酸，欲将其浓度扩大一倍，以下方法中最宜采用的是(　　)‎ A．加热浓缩到原来体积的一半 B．加入5 mol·L－1的盐酸0.125V L C．加入10 mol·L－1的盐酸0.1V L，再稀释至1.5V L D．标况下通入‎11.2 L氯化氢气体 ‎7．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 方法总结 溶液稀释和混合的计算原理 ‎(1)溶液稀释。‎ ‎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。‎ ‎③溶液质量守恒，m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。‎ ‎(2)溶液混合。‎ 18‎ 混合前后：c1V1＋c2V2＝c混V混，其中V混＝，据此可进行相关计算。‎ 　一定物质的量浓度溶液的配制 知识梳理 ‎1.主要仪器 天平、药匙、量筒、玻璃棒、____、______、________。‎ ‎2．容量瓶的构造及使用 ‎(1)容量瓶上标有________、________和________。常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等。‎ ‎(2)容量瓶在使用前要______________，其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。‎ ‎3．配制过程 以配制100 mL 1.00 mol·L－1 NaCl溶液为例。‎ ‎(1)计算：需NaCl固体的质量为____ g。‎ ‎(2)称量：用________称量NaCl固体。‎ ‎(3)溶解：将称量好的NaCl固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解，并用玻璃棒搅拌。‎ ‎(4)移液：待烧杯中的溶液____________，用玻璃棒引流将溶液注入____ mL容量瓶。‎ ‎(5)洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒______次，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______ cm时，改用________，滴加蒸馏水至________________。‎ ‎(7)摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。‎ 配制流程如下图所示：‎ 18‎ ‎4．质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制 ‎(1)配制‎100 g 10%的NaCl溶液。用托盘天平称取‎10.0 g NaCl固体，放入烧杯中，再用100 mL量筒量取90.0 mL的水注入烧杯中，然后用玻璃棒搅拌使之溶解。‎ ‎(2)用浓硫酸配制1:4的稀硫酸50 mL。用50 mL的量筒量取40.0 mL的水注入100 mL的烧杯中，再用10 mL的量筒量取10.0 mL浓硫酸，然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中，并用玻璃棒不停地搅拌。‎ ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)配制1 mol·L－1 NaCl溶液‎1 L，其方法是：将‎58.5 g NaCl溶于‎1 L水中即可(　　)‎ ‎(2)用固体NaCl配制0.5 mol·L－1的溶液所选实验器材(规格和数量不限)为烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶(　　)‎ ‎(3)配制0.100 0 mol·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(　　)‎ ‎(4)在50 mL量筒中配制0.100 0 mol·L－1碳酸钠溶液(　　)‎ ‎(5)使用托盘天平称量药品，都不能直接放在托盘中，均应放在两张相同的纸片上(　　)‎ ‎(6)为了配制方便，可将固体或浓溶液直接在容量瓶(或量筒)中进行溶解(或稀释)(　　)‎ ‎(7)若量取7.2 mL溶液，应选用10 mL量筒(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ ‎　容量瓶使用中的“四个不能”‎ ‎(1)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。‎ ‎(2)不能作为反应容器或长期贮存溶液。‎ ‎(3)容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的，因而不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中。‎ ‎(4)只能配制容量瓶上规定容积的溶液，不能配制任意体积的溶液。‎ 对点速练 练点一　配制过程与仪器的使用 ‎1．(1)配制100 mL 1.0 mol·L－1的H2SO4溶液，需要18 mol·L－1‎ 18‎ 的浓硫酸的体积是________，该实验过程中所需要的玻璃仪器有______________________。‎ ‎(2)配制0.2 mol·L－1的Na2CO3溶液50 mL，计算出需要称取固体Na2CO3的质量是________，用托盘天平称取固体Na2CO3的质量是________。‎ ‎2．实验室需要配制0.50 mol·L－1 NaCl溶液480 mL。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(带砝码、最小砝码为‎5 g)、药匙、烧杯、__________、____________、________以及等质量的两片同种纸片。‎ ‎(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。‎ 练点二　不当操作与实验误差 ‎3．用NaOH固体配制1.0 mol·L－1的NaOH溶液220 mL，下列说法正确的是(　　)‎ A．首先称取NaOH固体‎8.8 g B．定容时仰视刻度线会使所配制的溶液浓度偏高 C．定容后将溶液振荡均匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加少量水至刻度线 D．容量瓶中原有少量蒸馏水没有影响 ‎4．下列操作是否正确，对实验结果的影响请用“偏大”“偏小”或“无影响”表示。‎ 18‎ ‎(1)配制450 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体‎1.8 g：__________。‎ ‎(2)配制500 mL 0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾‎8.0 g：__________。‎ ‎(3)配制NaOH溶液时，天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片，其他操作均正确：__________。‎ ‎(4)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质‎4.4 g，称量时物码放置颠倒：__________。‎ ‎(5)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：__________。‎ ‎(6)定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线：__________。‎ ‎(7)未洗涤烧杯及玻璃棒：__________。‎ ‎(8)配制NaOH溶液时，将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容：__________。‎ ‎(9)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：__________。‎ ‎(10)定容时仰视刻度线：__________。‎ ‎(11)定容摇匀后少量溶液外流：__________。‎ ‎(12)容量瓶中原有少量蒸馏水：__________。‎ 方法总结 ‎1．溶液配制过程中误差分析的依据 ‎2．仰视、俯视的读数分析法 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。‎ ‎1.[2019·天津卷，4]下列实验操作或装置能达到目的的是(　　)‎ 18‎ A B C D 混合浓硫 酸和乙醇 配制一定 浓度的溶液 收集NO2气体 证明乙炔可 使溴水褪色 ‎2.[2018·全国卷Ⅱ]下列实验过程可以达到实验目的的是(　　)‎ 编号 实验目的 实验过程 A 配制0.400 0 mol·L－1的NaOH溶液 称取‎4.0 g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250 mL容量瓶中定容 B 探究维生素C的还原性 向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化 C 制取并纯化氢气 向稀盐酸中加入锌粒，将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液 D 探究浓度对反应速率的影响 向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液，观察实验现象 ‎3.[2017·全国卷Ⅲ]下列实验操作规范且能达到目的的是(　　)‎ 目的 ‎ 操作 A ‎ 取20.00 mL盐酸 ‎ 在50 mL酸式滴定管中装入盐酸，调整初始读数为30.00 mL后，将剩余盐酸放入锥形瓶 B ‎ 清洗碘升华实验所用试管 ‎ 先用酒精清洗，再用水清洗 C ‎ 测定醋酸钠溶液pH ‎ 用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上 D ‎ 配制浓度为0.010 mol·L－1的KMnO4溶液 ‎ 称取KMnO4固体‎0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度 ‎4.(1)[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。‎ 18‎ ‎(2)[2016·江苏高考]向滤液中加入稍过量的KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为‎100 g·L－1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)[2015·山东卷]实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的________。‎ a．烧杯　　b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管 ‎5．[2013·江苏卷，5]用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是(　　)‎ 化学计算中的快捷解题方法 一、守恒法 常见的守恒关系 ‎1．质量守恒：m(反应物)＝m(生成物)‎ ‎2．元素守恒：反应过程中，同一元素原子的物质的量不变 ‎3．电荷守恒：在电解质溶液中，N(正电荷)＝N(负电荷)，例如在KCl和Na2SO4的混合溶液中，存在关系：‎ c(K＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋‎2c(SO)‎ ‎4．电子守恒：在氧化还原反应中，n(失电子)＝n(得电子)‎ 18‎ ‎[例1]　碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解‎28.4 g上述混合物，消耗1 mol·L－1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是(　　)‎ A．‎35 g　B．‎‎30 g C．‎20 g D．‎‎15 g ‎[练1]　某溶液中仅含有Na＋、Mg2＋、SO、Cl－四种离子，其物质的量浓度比为c(Na＋):c(Mg2＋):c(Cl－)＝3:5:5，若Na＋浓度为3 mol·L－1，则SO的浓度为(　　)‎ A．2 mol·L－1 B．3 mol·L－1‎ C．4 mol·L－1 D．8 mol·L－1‎ ‎[练2]　有‎14 g Na2O2、Na2O、NaOH的混合物与‎100 g质量分数为15%的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得固体质量为(　　)‎ A．‎20.40 g B．‎‎28.60 g C．‎24.04 g D．无法计算 二、差量法 使用差量法的三点注意 ‎1．所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。‎ ‎2．有关物质的物理量及其单位都要正确地使用，即“上下一致，左右相当”。‎ ‎3．对于固体、液体，差量可以是质量差、微粒个数之差；对于气体，差量还可以是同温、同压下的体积差。‎ ‎[例2]　为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w‎1 g样品加热，其质量变为w‎2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)‎ A. B. C. D. ‎[练3]　将‎11.5 g Na投入到过量的m‎1 g水中得到a溶液，将‎12 g Mg投入到过量的m‎2 g盐酸中得到b溶液。若m1＝m2，则a、b溶液的质量关系是(　　)‎ A．a>b　B．a