2022高中化学专题1第二单元第三课时溶液的配制及分析讲义含解析苏教版必修1.doc

溶液的配制及分析

1．溶质质量分数(w)的计算公式是什么？
提示：溶质质量分数(w)＝×100%
2．如何配制一定质量分数的溶液？
提示：一定质量分数溶液的配制步骤：
①计算：计算出配制一定质量分数溶液所需溶质的质量和溶剂的质量。
②称量：称取溶质的质量，量取溶剂(水)的体积(将水的质量换算为水的体积)。
③溶解：将称取的溶质放入干净的烧杯中，加入量取的溶剂(水)，用玻璃棒搅拌使其溶解，即得一定质量分数的溶液。

[新知探究]
探究1　填写空白，认识物质的量浓度。
(1)概念：溶质B的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，符号为cB。
(2)单位：mol·L－1。
(3)表达式：cB＝。
探究2　物质的量浓度与溶质质量分数的比较。填写表中空白。
内容
物质的量浓度(c)
溶质质量分数(w)
定义
以单位体积溶液里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
特点
① 同一溶液中，各处的浓度完全相同，即溶液具有均一性
②溶液稀释或浓缩后，溶液的浓度发生变化，但是溶质的质量和物质的量不变化
计算
公式
c＝
w＝×100%
相互计算
c(mol·L－1)＝

[必记结论]
正确理解物质的量浓度
(1)以单位体积溶液作标准，即1 L溶液，不是1 L溶剂，也不是溶液的质量是1 000 g。
(2)以溶质的物质的量为标准，而不是溶质的质量。
(3)溶质可以是单质、化合物、离子或其他特定组合。
(4)从一定物质的量浓度的溶液中取出任一体积的溶液，其浓度不变，但所含溶质的物质的量或质量会因体积的不同而不同。
[成功体验]
1．下列说法中正确的是(　　)
A．1 L水中溶解1 mol NaCl所形成溶液的物质的量浓度是1 mol·L－1
B．标准状况下，22.4 L HCl溶于1 L水中形成溶液的体积是1 L
C．标准状况下，将33.6 L HCl溶于水形成1 L溶液所得溶液的物质的量浓度是
1.5 mol·L－1
D．1 mol BaCl2溶于水配成1 L溶液，所得溶液中c(Cl－)等于1 mol·L－1
解析：选C　此题是概念性选择题，应逐个分析每个选项。根据物质的量浓度定义和电解质在溶液中的存在关系可知A、B、D三项均错误。
2．(好题共享·选自人教版教材P17·T4)将30 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液加水稀释到
500 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为(　　)
A．0.3 mol·L－1　　　　B．0.03 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.04 mol·L－1
解析：选B　稀释后的浓度为c＝
＝0.03 mol·L－1。

[新知探究]
探究1　认识一种重要仪器——容量瓶。
(1)构造：

(2)用途：配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液，不能用作物质反应或溶解的容器。
探究2　实验室配制一定物质的量浓度溶液的仪器和步骤
(1)配制所用的仪器：
必需仪器：容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管；若用固体溶质，则还需要用到托盘天平、药匙，若用液体配制，则还需用量筒。
(2)配制步骤：
以配制100 mL、0.100 mol·L－1 Na2CO3溶液为例
①计算：需要的碳酸钠的质量为1.06 g；
②称量：准确称量碳酸钠的固体的质量；
③溶解：把碳酸钠固体转移到100 mL烧杯中，用适量的蒸馏水溶解，而后冷却到室温；
④转移：把冷却后的溶液用玻璃棒小心引流到100_mL容量瓶中，并洗涤烧杯内壁及玻璃棒2～3次，把洗涤液转移到容量瓶中，轻轻振荡容量瓶；
⑤定容：把蒸馏水注入容量瓶中，当液面接近容量瓶的刻度线1～2_cm处，改用胶头滴管加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切；
⑥摇匀：把瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。

[必记结论]
1．容量瓶使用的注意事项
(1)根据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶。原则是“大而近”如配950 mL某浓度的溶液，应选用1000 mL的容量瓶；
(2)容量瓶在使用前要检查是否漏水；
(3)不能用容量瓶将固体或浓溶液直接溶解或稀释，容量瓶也不能作为反应容器，不能用来长期存放溶液；
(4)容量瓶上标有温度20 ℃及容量和标线(刻度线)，因此物质在烧杯中溶解后应恢复到室温才能转入容量瓶，否则溶解时的热效应不仅会影响容量瓶的精确度，还会影响溶液的体积；
(5)使用完毕后要将容量瓶洗净，在塞子和瓶口间夹上纸条，以防下次使用时打不开瓶塞。
2．配制一定物质的量浓度溶液的注意事项
(1)往容量瓶转移液体时，要用玻璃棒引流，液体不可外溅或漏液。
(2)必须用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2～3次，并将洗涤液转移至容量瓶中。
(3)不可将洗涤量筒内壁的溶液转移到容量瓶中。
(4)摇匀时洒出一些液体，不可补水。
(5)定容时加水超过刻度线，不能将超出部分吸走，必须重新配制溶液。
[成功体验]
3．要配制500 mL 0.2 mol·L－1的FeSO4溶液，实验操作步骤有：
①在天平上称取a g绿矾(FeSO4·7H2O)，将它放在烧杯中，用适量蒸馏水使其完全溶解。
②将所得溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶中。
③继续向容量瓶中加水至液面距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管加蒸馏水至液面底部与刻度线相切。
④用少量水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗液都转入容量瓶。
⑤将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀。
填写下列空白：
(1)a g绿矾的实际质量为________ g。
(2)上述操作步骤的正确顺序为________。
(3)若配制时遗漏步骤④，会使所配溶液的浓度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析：(1)绿矾质量为：
0．2 mol·L－1×0.5 L×278 g·mol－1＝27.8 g。
(2)配制溶液的步骤为：计算→称量→溶解→洗涤→定容→摇匀。
(3)若没洗涤烧杯和玻璃棒，溶质损失，浓度偏低。
答案：(1)27.8　(2)①→②→④→③→⑤　(3)偏低
———————————————[关键语句小结]————————————————

1．溶液溶质B的物质的量浓度的计算式为cB＝，其中V为溶液的体积，不是溶剂的体积。
2．配制一定物质的量浓度的溶液的实验步骤：①计算；②称量；③溶解；④转移(洗涤)；⑤定容(摇匀)。
3．容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液所需的最主要仪器。配制溶液时要选择与其体积相适应的容量瓶，容量瓶常见规格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL等。

1.物质的量浓度的简单计算：c＝。
2．溶液稀释的有关计算：
稀释前后溶质的质量或物质的量不变：
m1w1＝m2w2或c1V1＝c2V2。
3．溶液混合的计算：
混合前后溶质的质量或物质的量不变：
m1w1＋m2w2＝m混w混或c1V1＋c2V2＝c混V混。
4．物质的量浓度和溶质的质量分数之间的关系：
c＝，w＝(ρ单位：g/mL)。
5．气体溶于水后物质的量浓度的计算：
气体溶于水所得溶液的体积跟水的体积不相同，溶液的体积也不等于气体的体积和水的体积之和。必须依据公式V＝来计算溶液的体积。
[例1]　将标准状况下的 a L HCl(g)溶于1 000 g水中，得到的溶液密度为 b g· cm－3，则该盐酸的物质的量浓度是(　　)
A. mol·L－1
B. mol· L－1
C. mol·L－1
D. mol·L－1
解析：选D　要求溶液的物质的量浓度，需知溶液的体积和溶质(HCl)的物质的量。
溶液的体积：V＝×10－3 L·mL－1[注意溶液的体积≠V(溶质)＋V(溶剂)]，
溶质的物质的量： n(HCl)＝，
则c(HCl)＝＝ mol·L－1。

计算气体溶于水所得溶液的物质的量浓度时关键是要熟练运用c＝，n＝、n＝及V＝等基本计算公式。

1．V mL Al2(SO4)3溶液中含有a g Al3＋，取 mL溶液稀释到4V mL，则稀释后溶液中SO的物质的量浓度是(　　)
A. mol·L－1　　　　　B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：选C　稀释后c(SO)＝＝＝＝ mol·L－1。

　　[例2]　(1)用18 mol·L－1的硫酸配制100 mL 1.0 mol·L－1的硫酸，若实验仪器有
A．100 mL量筒　　　　　　B．托盘天平
C．玻璃棒 D．50 mL容量瓶
E．10 mL量筒 F．胶头滴管
G．50 mL烧杯 H．100 mL容量瓶
实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号)________。(仪器不能重复使用)。
(2)在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是________。(填写标号)。
A．使用容量瓶前检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水到接近刻度线1～2 cm处，用胶头滴管滴加蒸馏水到刻度线
D．配制溶液时，如果试样是液体，用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水到接近标刻度线1～2 cm处，用胶头滴管滴加蒸馏水到刻度线
E．盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次
(3)在定容时，俯视刻度线，会导致配制的溶液浓度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析：(1)配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为：计算、称量、溶解、转移、定容、摇匀。量筒选择量程稍大于所需溶液的体积，选择10 mL量筒。溶液在50 mL烧杯中稀释，同时利用玻璃棒搅拌，转移液体时用于引流，容量瓶选择所需配制溶液体积相同的量程，最后加水接近刻度线2～3 cm时用胶头滴管定容。
(2)容量瓶不能润洗，否则配制浓度偏高；C项和D项，容量瓶不能用于溶解固体和稀释液体，在此过程中含有温度的变化，易造成容量瓶破坏或不准确。
(3)定容时俯视刻度线，实际液体还未达到刻度线，体积变小，溶液浓度偏高。
答案：(1)EGCHF　(2)B、C、D　(3)偏高

误差分析原理及方法
分析配制一定物质的量浓度溶液所产生的误差时，要紧扣公式cB＝，若nB偏小，V值准确，则cB偏小；若nB偏大，V值准确，则cB偏大；若nB准确，V值偏小，则cB偏大；若nB准确，V值偏大，则cB偏小。具体见下表：
操作
m
V
c
称量前小烧杯内有水
不变
不变
无影响
称量时所用天平的砝码沾有其他物质
增大
不变
偏大
称量时所用天平的砝码有残缺
减小
不变
偏小
向容量瓶注液时有少量液体流出
减小
不变
偏小
未洗涤烧杯和玻璃棒或未将洗涤液转至容量瓶中
减小
不变
偏小
溶液未冷却至室温就注入容量瓶并定容
不变
减小
偏大
定容时水加多了，用滴管吸出
减小
不变
偏小
定容摇匀时，液面下降，再加水
不变
增大
偏小
定容后，经振荡、摇匀、静置，液面下降
不变
不变
无影响
定容时，俯视刻度线
不变
减小
偏大
定容时，仰视刻度线
不变
增大
偏小

2．在配制一定物质的量浓度的溶液时，下列操作将使得到的溶液浓度怎样变化(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
(1)用量筒量取液态溶质，读数时俯视量筒，所配溶液的浓度________。
(2)将取样品所用的药匙用水洗涤，并将洗涤液倒入容量瓶，所配溶液的浓度________。
(3)定容摇匀后，有少量溶液损失，所配溶液的浓度_________。
(4)用胶头滴管定容时，仰视刻度线，所配溶液的浓度____________。
解析：(1)正确的读数方法为平视，俯视将使量取液体的体积偏小，从而导致所配溶液的浓度偏低。(2)药匙上的药品未被称量，洗涤后转入容量瓶，将使溶液中溶质的量增大，导致溶液的浓度偏高。(3)定容摇匀后，溶液的配制已结束，溶液虽损失，但浓度不会改变。(4)定容时仰视刻度线，使溶液的体积增大，所得溶液的浓度偏低。
答案：(1)偏低　(2)偏高　(3)无影响　(4)偏低

[课堂双基落实]

1．下列溶液中，溶质的物质的量浓度为1 mol·L－1的是(　　)
A．将40 g NaOH溶于1 L水所得的溶液
B．将22.4 L HCl溶于水配成1 L溶液
C．1 L含2 mol K＋的K2SO4溶液
D．将0.5 mol·L－1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水后的溶液
解析：选C　A不正确，因为只知溶剂体积而不知溶液体积；B不正确，22.4 L HCl不一定是在标准状况下；C正确，因 c(K＋)＝2 mol·L－1，而1 mol K2SO4可电离生成2 mol K＋，c(K2SO4)＝1 mol·L－1；D不正确，因为不知加热蒸发后溶液的体积。
2．下列配制的溶液浓度偏高的是(　　)
A．配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B．配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线
C．称量4.0 g NaOH配制0.1 mol·L－1NaOH溶液1 000 mL时，砝码错放左盘
D．NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并定容至刻度线
解析：选D　A项俯视刻度线，将会使量得盐酸的体积小于计算值，导致浓度偏低；B项定容时仰视容量瓶刻度线，将会导致加水量增多，使溶液浓度偏小；C项由于所称NaOH固体的质量为整数，不需移动游码，故称得固体NaOH的质量是准确的，不会影响到配制溶液的浓度；D项因热胀冷缩之故，会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线，导致所配溶液浓度偏高。
3．下列溶液中，Na＋数目最多的是(　　)
A．1 mol·L－1 Na2SO4溶液100 mL
B．0.9 mol·L－1 Na3PO4溶液10 mL
C．2.5 mol·L－1 NaOH溶液50 mL
D．1 mol·L－1 NaHCO3 溶液100 mL
解析：选A　比较Na＋数目的多少，就是比较Na＋的物质的量，在溶液中n(Na＋)＝
c(Na＋)·V，与所取溶液的体积有关。根据以上公式计算各项中的n(Na＋)。A项，n(Na＋)＝0.2 mol，B项，n(Na＋)＝0.027 mol，C项，n(Na＋)＝0.125 mol，D项，n(Na＋)＝0.1 mol。
4．下列操作中对实验结果没有影响的是(　　)
A．在烧杯中稀释浓硫酸后，立即转移到容量瓶中去
B．在转移溶液过程中，不慎有少量液体洒在容量瓶外，可忽略不计继续进行操作
C．向容量瓶中加入蒸馏水至刻度线以下1～2 cm时，改用胶头滴管加水至凹液面最低处恰好与刻度线相切
D．用胶头滴管加水后，发现凹液面超过了刻度线，赶紧用滴管将多余的溶液吸出
解析：选C　如果药品在溶解或稀释过程中放热，必须待溶液冷却至室温后再进行转移，否则溶液体积发生变化，A有影响；如果在转移过程中有液体洒落，则有一部分溶质就未进入容量瓶，影响实验结果，B有影响；C属于正确的定容方法；加水时，凹液面超过了刻度线，溶液体积变大，若将多余的溶液吸出，则溶质减少，D有影响。
5．甲乙两位同学分别用不同的方法配制100 mL 3.6 mol·L－1的稀硫酸。
(1)若采用18 mol·L－1的浓硫酸配制溶液，需要用到浓硫酸的体积为________。
(2)甲学生：量取浓硫酸，小心地倒入盛有少量水的烧杯中，搅拌均匀，待冷却至室温后转移到100 mL容量瓶中，用少量的水将烧杯等仪器洗涤2～3次，每次洗涤液也转移到容量瓶中，然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀。
①将溶液转移到容量瓶中的正确操作是
________________________________________________________________________。
②洗涤操作中，将洗涤烧杯后的洗液也注入容量瓶，其目的是________________________________________________________________________。
③定容的正确操作是
________________________________________________________________________。
④用胶头滴管往容量瓶中加水时，不小心液面超过了刻度，处理的方法是________(填序号)。
A．吸出多余液体，使凹液面与刻度线相切
B．小心加热容量瓶，经蒸发后，使凹液面与刻度线相切
C．经计算加入一定量的浓盐酸
D．重新配制
(3)乙学生：用100 mL量筒量取浓硫酸，并向其中小心地加入少量水，搅拌均匀，待冷却至室温后，再加入水至100 mL刻度线，再搅拌均匀，你认为此法是否正确？若不正确，指出其中错误之处。
解析：(1)假设取用的浓硫酸的体积为V，根据稀释前后溶质的物质的量不变有：
V×18 mol·L－1＝100 mL×3.6 mol·L－1，
V＝20.0 mL。
(2)④在溶液配制过程中，如不慎损失了溶质或最后定容时用胶头滴管往容量瓶中加水时不慎超过了刻度，都是无法补救的，得重新配制。
答案：(1)20.0 mL　(2)①将玻璃棒插入容量瓶刻度线以下，使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中　②使溶质完全转移到容量瓶中　③加水至离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加水至凹液面与刻度线相切　④D
(3)不正确；不能用量筒配制溶液，不能将水加入到浓硫酸中。