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2021届高考化学一轮复习 第1章 从实验学化学 第4讲 物质的量浓度及其溶液的配制教案 新人教版

2021届高考化学一轮复习 第1章 从实验学化学 第4讲 物质的量浓度及其溶液的配制教案 新人教版

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第4讲　物质的量浓度及其溶液的配制
[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。
考点一　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。
2．溶质的质量分数
(1)概念：用溶质的质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量，一般用百分数表示。
(2)表达式：w(B)＝×100%。
3．有关物质的量浓度的计算
(1)标准状况下，气体溶液的物质的量浓度的计算
c＝
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
①计算公式：c＝ mol·L－1(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)。
②公式的推导(按溶液体积为1 L推导)
c＝＝＝ mol·L－1。

规避2个易错点
易错点1　溶液中溶质的判断
物质
入水后的溶质
水量变化
Na、Na2O、Na2O2
NaOH
减少
SO3
H2SO4
减少
CuSO4·5H2O
CuSO4
增多
NH3
入水的NH3
减少
易错点2　混淆溶液的体积与溶剂的体积
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

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)1 mol·L－1NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl(　　)
(2)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(　　)
(3)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(　　)
(4)将25 g CuSO4·5H2O晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%(　　)
(5)将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%(　　)
(6)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(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
2．0.1 mol·L－1的AlCl3溶液中：
(1)c(Cl－)＝______________。
(2)从中取出1 mL，其溶液的浓度为__________，n(Cl－)＝______________mol。
答案：　(1)0.3 mol·L－1　(2)0.1 mol·L－1　3×10－4

题组一　有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算
1．[2016·全国卷Ⅱ，36(5)节选]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。
解析：　假设溶液的体积为1 L，则1 L溶液中含H2O2的质量：
m＝1 000 mL×1.10 g·cm－3×27.5%＝1.10×275 g
c(H2O2)＝＝≈8.9 mol·L－1。
答案：　8.9
2．某氯化镁溶液的密度为1.18 g·cm－3，其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL该溶液中 Cl－的物质的量浓度为________。
解析：　300 mL溶液中n(Mg2＋)＝
≈0.75 mol，
依据MgCl2的化学式可知n(Cl－)＝0.75 mol×2＝1.5 mol，
c(Cl－)＝＝5 mol·L－1。
答案：　5 mol·L－1
3．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＝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
题组二　有关溶液稀释与混合的计算
4．V mL Al2(SO4)3溶液中含有m g Al3＋，取 mL该溶液用水稀释至4V mL，则SO物质的量浓度为(　　)
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
A　[ mL溶液中Al3＋的物质的量为＝ mol，稀释后溶液中Al3＋的物质的量浓度为c(Al3＋)＝＝ mol·L－1，c(SO)＝c(Al3＋)＝× mol·L－1＝ mol·L－1。]
5．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
C　[加热蒸发，HCl挥发，溶液浓度降低；溶液的体积不具有加和性；混合后溶液中的HCl为0.5 mol·L－1×V L＋10 mol·L－1×0.1V L＝1.5V mol，所以混合后HCl的浓度为＝1 mol·L－1，故C正确；通入氯化氢气体，溶液的体积发生变化，无法求出浓度。]
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________。
①q＝2p　②q>2p　③q<2p　④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＝2p　②q>2p　③q<2p　④无法确定
解析：　当等体积混合时，设浓溶液的密度为ρ1，稀溶液的密度为ρ2，体积各为1 L，则混合后w＝＝()×p%＝(1＋)p%
则当ρ1>ρ2时，如H2SO4溶液、HNO3溶液，w>2p%；
当ρ1<ρ2时，如氨水、酒精溶液，w<2p%。
答案：　(1)②　(2)③

溶液混合时常考的两个角度
1．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＝。
2．同溶质、质量分数不同两溶液混合的定律
同溶质、质量分数分别为a%和b%的两溶液混合。
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1 g·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1 g·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>1 g·cm－3还是ρ<1 g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)。
考点二　一定物质的量浓度溶液的配制

1．容量瓶的使用

(1)一条刻度线(瓶颈)。
(2)两个数据：标明“规格和使用温度”(瓶身)。如图：
(3)三步查漏
容量瓶使用前一定要检查是否漏水。操作顺序：装水盖塞、倒立→观察是否漏水→正立→玻璃塞旋转180°、倒立→观察是否漏水。
(4)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用来长期贮存溶液；
③不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中，因为容量瓶的容积是在瓶身所标的温度下确定的；
④不能配制任意体积的溶液，只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
2．配制过程
以配制500 mL 1.00 mol/L的NaOH溶液为例
(1)计算：需NaOH固体的质量为20.0 g。
(2)称量：通过托盘天平称量NaOH固体时，需将其放在小烧杯中。
(3)溶解：将称好的NaOH固体放入烧杯中，用适量水溶解。
(4)移液：待烧杯中的溶液冷却至室温后，用玻璃棒引流将溶液注入500 mL容量瓶。
(5)洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，洗涤液移入容量瓶中，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下1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面的凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
图示流程如下：

3．主要仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、500_mL容量瓶、胶头滴管。

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100 mL的烧杯中，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的水注入到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，并用玻璃棒不停搅拌。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)仪器的选用
①容量瓶在使用前要检查是否漏水 (　　)
②用固体NaCl配制0.5 mol·L－1的溶液，所用的仪器只有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 (　　)
③配制480 mL一定物质的量浓度溶液时，要选用500 mL的容量瓶 (　　)
④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 (　　)
⑤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) (　　)
⑥若量取7.2 mL溶液，应选用10 mL量筒(　　)
(2)溶液配制基本操作及注意事项
①如图A配制0.1 mol·L－1NaOH溶液(　　)
②如图B配制一定浓度的NaCl溶液(　　)
③用如图C装置配制溶液 (　　)

④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 (　　)
⑤NaOH在烧杯里刚完全溶解时，立即将溶液转移到容量瓶 (　　)
⑥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 (　　)
⑦转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水会使所配溶液浓度偏低 (　　)
答案：　(1)①√　②×　③√　④×　⑤×　⑥√
(2)①×　②×　③×　④×　⑤×　⑥√　⑦×
2．实验室需用480 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，选用容量瓶的规格是________；需要称量蓝矾的质量是________g。
答案：　500 mL容量瓶　12.5
3．下图是配制一定物质的量浓度溶液过程示意图中的几步，回答下列问题：

(1)图示中几步正确的先后顺序应是________。
A．①②③④ B．③④②①
C．③②④① D．③④①②
(2)其中第①步表示的操作方法为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：　(1)B　(2)将蒸馏水缓缓注入容量瓶中，液面离容量瓶颈刻度线下1～2 cm时，改用胶头滴管，滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切

题组一　物质的量浓度配制题的规范书写
1．实验室需要配制0.50 mol·L－1NaCl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。
解析：　配制480 mL 0.50 mol·L－1的NaCl溶液，必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)＝0.50 mol·L－1×0.5 L×58.5 g·mol－1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。
答案：　(1)500 mL容量瓶　胶头滴管　玻璃棒
(2)14.6
(3)①

②左盘
(4)搅拌，加速NaCl溶解
(5)保证溶质全部转入容量瓶中
(6)1～2 cm　胶头滴管

仪器规格、汉字使用问题简答要规范
1．考生答卷案例——找错纠错

2．失分原因分析
(1)问中虽然熟悉某一规格的容量瓶只能配制一定体积的溶液，但未指明所选容量瓶的规格。
(2)问中，[案例1]没有注意体现托盘天平的精确度；
[案例2]不熟悉常用容量瓶的规格。
(3)问中②不按要求作答。
(4)汉字使用错误。
(5)回答问题不完整、太笼统。
(6)未写单位，汉字使用错误。
3．解决方案与规范指导
配制一定物质的量浓度溶液时应注意：①做需要补充仪器的实验题时，要学会“有序思考” ——即按照实验的先后顺序、步骤，思考每一步所需仪器，然后与已知仪器对比，就一定不会漏写某种仪器；②容量瓶的规格，常见的有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL；③所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
题组二　误差分析
2．从溶质改变角度分析产生的误差(用偏大、偏小或无影响填空)
(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)未经洗涤烧杯及玻璃棒：____________。
答案：　 (1)偏小　(2)偏小　(3)偏小　(4)偏小　(5)偏大
(6)偏小　(7)偏小
3．从溶液改变角度分析产生的误差(用偏大、偏小或无影响填空)
(1)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：________。
(2)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：________。
(3)定容时仰视刻度线：________。
(4)定容摇匀后少量溶液外流：________。
(5)容量瓶中原有少量蒸馏水：________。
答案：　(1)偏大　(2)偏小　(3)偏小　(4)无影响
(5)无影响

误差分析的理论依据
　由c＝可知，分析c的变化最终落脚到分析nB、V是如何变化的。
(1)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。
(2)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。

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 mol·L－1NaOH溶液(2019·江苏·5B)(×)
(2)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，配制0.400 0 mol·L－1的NaOH溶液(2018·全国卷Ⅱ，13A)(×)
(3)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，就能配得浓度为0.010 mol·L－1的KMnO4溶液(2017·全国卷Ⅲ，9D)(×)
(4)容量瓶和滴定管使用前均需要检漏(2017·海南，12B)(√)
(5)为准确配制一定物质的量浓度的溶液，定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时，改用滴管滴加蒸馏水至刻度线(2016·浙江理综，8D)(√)
(6)配制稀硫酸时，先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水(2016·课标全国Ⅲ，9A) (×)

(7)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(2015·福建理综，8A)(×)
(8)按照下图操作，配制一定浓度的NaCl溶液(2015·四川理综，3A)(×)
2．(2013·江苏，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(　　)

B　[A项，托盘天平使用时应“左物右码”，图为“左码右物”，错误；C项，移液时不能将烧杯中的溶液直接倒入容量瓶，应用玻璃棒引流，错误；D项，胶头滴管应在容量瓶口垂直正上方，不能伸入瓶口，错误。]
3．(1)(2019·北京高考卷)用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1KBrO3标准溶液，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和________。
(2)(2015·山东高考卷)实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需要用下列仪器中的________。
a．烧杯 b．容量瓶　c．玻璃棒　d．滴定管
答案：　(1)容量瓶　(2)ac
4．[2016·天津理综，7(6)]铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由下表中两种元素组成，气体的相对分子质量都小于50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1 L 2.2 mol·L－1 NaOH溶液和1 mol O2，则两种气体的分子式及物质的量分别为__________，生成硫酸铜的物质的量为 __________。
碳
氮
Y

X

硫
Z
解析：　铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2，相对分子质量都小于50，符合题意，1 mol O2参与反应转移电子的物质的量为4 mol。设NO2的物质的量为x，NO的物质的量为y，则x＋y＝2.2 mol，x＋3y＝4 mol，解得x＝1.3 mol，y＝0.9 mol。根据转移电子守恒知，参与反应的铜的物质的量为 mol＝2 mol，因此生成硫酸铜物质的量为2 mol。
答案：　NO：0.9 mol，NO2：1.3 mol　2 mol
5．[2018·全国卷Ⅲ，26(2)①]硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。
溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的________中，加蒸馏水至________。
解析：　配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100 mL的容量瓶中，加水至距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。
答案：　烧杯　容量瓶　液面与刻度线相切