专题13 物质的量浓度的应用-【题高分】2022-2023学年高一化学同步教学专题讲义(人教版2019必修第一册).docx
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- 题高分 专题13 物质的量浓度的应用-【题高分】2022-2023学年高一化学同步教学专题讲义人教版2019必修第一册 专题 13 物质 浓度 应用 高分 2022 2023 学年 高一化学 同步
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1、v 溶液稀释定律v 溶液混合规律v 配制一定物质的量浓度的溶液的实验原理和实验步骤v 配制一定物质的量浓度的溶液的实验误差分析知识点一 溶液稀释定律1抓住稀释前后溶质的物质的量不变,列方程式:c1V1=c2V2(1)如果忽略溶液体积变化,则c1V1+c2V2=c混(V1+V2)。(2)如果考虑溶液混合体积改变,则c1V1+c2V2=c混V混,其中V混。2. 依据稀释前后溶质的质量不变可得:V111= V222,据此计算有关的物理量。【典例1】将5 molL1盐酸10 mL稀释到200 mL,再取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度是()A0.05 molL1 B0.25 molL1 C0.
2、1 molL1 D0.5 molL1【答案】B【解析】根据稀释定律,c(浓溶液)V(浓溶液)c(稀溶液)V(稀溶液):5 molL110 mLc(稀溶液)200 mL,解得c(稀溶液)0.25 molL1,从中取出5 mL溶液,其浓度不变。【典例2】常温下,欲配制密度为1.1 gcm3、浓度为6 molL1的稀盐酸,在体积为100 mL、密度为1.19 gcm3、浓度为12 molL1的浓盐酸中需加蒸馏水()A200 mL B100 mL C101 mL D120 mL【答案】C【解析】设加水x mL可配制成V mL 6 molL1稀盐酸,则100 mL12 molL16 molL1 V mL
3、,V200。体积不能直接加合,可利用质量守恒:200 mL1.1 gmL1100 mL 1.19 gmL1x mL1 gmL1,x101,即需加蒸馏水101 mL。【训练1】将溶质的质量分数为14%的氢氧化钾溶液加热蒸发掉100 g水后,得到溶质的质量分数为28%的溶液80 mL,此时溶液的物质的量浓度为()A5 molL1 B6.25 molL1 C7 molL1 D6.75 molL1【答案】B【解析】设蒸发浓缩后溶液物质的量浓度为x,根据蒸发前后溶质质量守恒: (100 g)14%0.08 Lx56 gmol1, x6.25 molL1。【训练2】将100 mL 0.1 molL1的氯化
4、钡溶液与50 mL 0.2 molL1的氯化钠溶液混合,若不考虑溶液混合时体积的变化,则混合溶液中氯离子浓度是()A0.2 molL1 B0.01 molL1C0.1 molL1 D0.02 molL1 【答案】A【解析】混合前后溶质的物质的量不变,混合溶液中氯离子浓度为(100 mL20.1 molL150 mL0.2 molL1)(100 mL50 mL)0.2 molL1。知识点二 溶液混合规律1溶质相同、质量分数不同的两溶液混合问题同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合:若两溶液等质量混合,则混合后溶液中溶质的质量分数等于.2若两溶液等体积混合(1)若溶液的密度小于1g.cm-
5、3,溶质的质量分数越大,密度越小,如氨水、乙醇等,等体积混合后所得溶液中溶质的质量分数小于(2)若溶液的密度大于1g.cm-3,溶液的质量分数越大,密度越大,如常见的酸(稀H2SO4)、碱(NaOH溶液)、盐(NaCl溶液)等,等体积混合后所得溶液中溶质的质量分数大于【典例1】常温下,将20.0 g 14%的NaCl溶液跟30.0 g 24%的NaCl溶液混合,得到密度为1.17 gcm3的混合溶液。(1)该混合溶液中NaCl的质量分数为_。(2)该混合溶液中NaCl的物质的量浓度为_ molL1。(3)在1 000 g水中需加入_ mol(保留1位小数)氯化钠,才能使其浓度恰好与上述混合溶液
6、浓度相等。【答案】(1)20%(2)4.0(3)4.3【解析】(1)混合溶液的质量为20.0 g30.0 g50.0 g,混合溶液中溶质的质量为20.0 g14%30.0 g24%10.0 g,混合溶液中溶质的质量分数为100%20%。(2)n(NaCl),V(溶液),c(NaCl)4.0 molL1(3)100%20%n(NaCl)4.3 mol。【典例2】有A、B两种乙醇溶液,A溶液乙醇的质量分数为5a%,B溶液乙醇的质量分数为a%,将A、B两溶液等体积混合后,所得乙醇溶液中硫酸的质量分数为()A小于3a% B等于3a% C大于3a% D无法确定 【答案】A【解析】因为(乙醇)1,所以等体
7、积混合后,溶液中溶质的质量分数小于=3a%【训练1】将溶质的质量分数为a、物质的量浓度为c1mol/L的稀硫酸加热蒸发掉一定量的水使溶质的质量分数变为2a,此时硫酸的物质的量浓度为c2mol/L则c1和c2的关系为()Ac1c2 Bc1c2 C2c1c2 D2c1c2 【答案】C【解析】质量分数由a2a%,即蒸发的水的质量为原溶液的一半,设原溶液1L,则n(H2SO4)=1Lc1mol/L=c1mol,设溶液的质量为10001,蒸发掉水后,溶液质量为,故溶液的体积为,所以,而,则.所以C选项是正确的.解析:溶质的质量分数变为,则溶液的质量减小一半,硫酸溶液的浓度越大,密度越大,则蒸发后溶液的体
8、积小于原来的一半,根据溶液蒸发前后溶质的物质的量不变计算.【训练2】将一质量分数为的KOH溶液蒸发掉m g水后,质量分数恰好变为3,体积为VL(溶液中无晶体析出),则浓缩后溶液的物质的量浓度为()A molL-1 BmolL-1 CmolL-1 DmolL-1【答案】C【解析】设浓缩后溶液的质量是x。蒸发过程中溶质是不变的,所以有(xm)x3,解得x0.5m。所以浓缩后溶液中溶质的物质的量是1.5m56mol,则浓度是molL-1,答案选C。知识点三 配制一定物质的量浓度的溶液的实验原理和实验步骤1. 配制一定物质的量浓度溶液专用仪器容量瓶(1)容量瓶的结构与规格(2)容量瓶的选择与使用1)容
9、量瓶是配制物质的量浓度溶液的专用仪器,选择容量瓶应遵循“大而近”的原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。2)使用前要检验容量瓶是否漏水,再用蒸馏水洗涤干净。检验程序:加水塞瓶塞倒立查漏正立,瓶塞旋转180倒立查漏。(往容量瓶内加入一定量水,塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立过来,如果无水渗出,将瓶正立并将瓶塞旋转180后塞紧,仍把瓶倒立过来,再检查是否有水渗出。如果均无水渗出,则证明容量瓶不漏水。)3)向容量瓶中注入液体时,应沿玻璃棒注入(玻璃棒下端在刻度线下),以防注入操作时液体流出,造成溶质损失。4)容量瓶必须在常温下使用,溶液注入容量瓶前需要恢复到常温(因为溶质
10、在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热)5)定容时,要使视线、刻度线以及瓶内凹液面的最低处保持水平。6)使用容量瓶注意“五不”:不能溶解固体;不能稀释浓溶液;不能加热;不能作反应容器;不能长期贮存溶液。2. 配制100 mL 1.00 molL1 氯化钠溶液【典例1】精确配制250 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液,下列实验操作正确的是()A选择仪器时,使用500 mL容量瓶B将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中,加入少量水溶解C在烧杯中溶解氢氧化钠后,立即将所得溶液注入容量瓶中D将烧杯中的氢氧化钠溶液注入未经干燥的洁净容量瓶中【答案】D【解析】解析A项,应选用250 mL容量瓶。B项,容量瓶不能用
11、作溶解的仪器,应在烧杯中溶解。C项,应将溶解NaOH后的溶液恢复到室温后再向容量瓶中转移。D项容量瓶未干燥对所配溶液浓度无影响,正确。【典例2】某同学用碳酸钠配制0.10 molL1 碳酸钠溶液的过程如图所示。你认为该同学的错误有()A B C D【答案】C【解析】称量碳酸钠固体时,应将被称量物放在托盘天平的左盘,砝码放在右盘,错误;定容时,视线应与凹液面最低处相切,错误;摇匀时,应将容量瓶反复上下颠倒而不是左右摇,错误,故C项正确。【训练1】实验室中需要配制0.2 molL1的硫酸铜溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的胆矾的质量分别是()A950 mL;30.4 g B950
12、 mL;47.5 g C1 000 mL;50.0 g D1 000 mL;32.0 g【答案】C【解析】容量瓶的规格主要有:100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。容量瓶的选择原则是“近而大”,无950 mL容量瓶,应选择1 000 mL的容量瓶。需胆矾的质量0.2 molL1 1 L250 gmol150.0 g。 【训练2】下列关于容量瓶的构造和使用描述中不正确的是()A用于配制一定体积、浓度准确的溶液B容量瓶不能加热,也不宜长时间贮存所配溶液C容量瓶上标有温度、容量和刻度线D用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗【答案】D【解析】容量瓶不需要润洗。知识点四 配制一定物质的
13、量浓度的溶液的实验误差分析1误差的分析方法(1)根据cB可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小。(2)容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低。俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高。2配制100 mL 1.00 molL1 氯化钠溶液常出现的误差实验操作nVc计算结果m5.85 g,称5.9 g偏大不变偏大砝码生锈(没有脱落)或者砝码
14、沾有其他物质偏大不变偏大少量氯化钠沾在滤纸上偏小不变偏小有少量液体溅出偏小不变偏小容量瓶内有少量水不变不变不变未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤液未注入容量瓶偏小不变偏小试剂瓶刚用蒸馏水洗过不变偏大偏小称量时砝码与物品颠倒放置(使用游码)偏小不变偏小称量时间过长(氢氧化钠)偏小不变偏小用滤纸称量氢氧化钠偏小不变偏小定容时用滴管吸出超过刻度线的水偏小不变偏小定容后经振荡、摇匀,静置液面下降不变不变不变称量前小烧杯内有水不变不变不变未冷却室温就注入容量瓶定容不变减小偏大定容时仰视刻度线不变增大偏小定容时俯视刻度不变减小偏大定容后摇匀时液面下降再加水不变增大偏小【典例1】使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会
15、引起误差。下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是()用天平称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水定容时,仰视容量瓶的刻度线定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线A B C D【答案】B【解析】天平称量时使用游码,被称量物与砝码的位置放颠倒了,物质的质量砝码的质量游码的质量,质量偏小,浓度偏低,若不使用游码,物质的质量砝码的质量,对质量无影响,浓度不变;定容时,仰视容量瓶的刻度线,体积偏大,浓度偏低;定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,体积偏大,浓度偏低。【典例2】实验室需配制250 mL
16、 0.1 molL1的Na2CO3溶液,填空并回答下列问题:(1)配制250 mL 0.1 molL1的Na2CO3溶液:实际应称Na2CO3质量/g应选用容量瓶的规格/mL(2)配制时,其正确的操作顺序是_(用字母表示,每个字母只能用一次)。A用30 mL水洗涤烧杯23次,洗涤液均注入容量瓶,振荡B将准确称量的Na2CO3固体倒入烧杯中,再加适量水溶解C将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中D将容量瓶盖紧,振荡,摇匀E改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切F继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线12 cm处(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是_。溶液注入容量瓶前需恢复到室温
17、,这是因为_。(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响?(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)若容量瓶中有少量蒸馏水_;若定容时俯视刻度线_。(5)若实验过程中出现如下情况如何处理?加蒸馏水时不慎超过了刻度_;向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴掉在容量瓶外面_。【答案】(1)2.7250(2)B、C、A、F、E、D (3)保证溶质全部转入容量瓶不冷却就转移到容量瓶并定容,冷却至室温后会使溶液的体积偏小,浓度偏高(4)无影响偏高(5)洗净容量瓶后重新配制洗净容量瓶后重新配制【训练1】假若你是卫生防疫人员,需要配制0.01 molL1的KMnO4消毒液,下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是()A取K
18、MnO4样品时不慎在表面沾了点蒸馏水B溶解搅拌时有液体飞溅C定容时俯视容量瓶刻度线D摇匀后见液面下降,再加水至刻度线【答案】C【解析】选项A中的操作使取得样品的质量偏小,溶液浓度偏低;选项B中液体溅出,溶质减少,溶液浓度偏低;选项D中加水量偏多,溶液浓度偏低。【训练2】现需要配制500 mL 1 molL1硫酸溶液,(1)需用质量分数为98%、密度为1.84 gcm3的浓硫酸_mL。(2)容量瓶使用前检验漏水的方法是_。(3)若实验遇到下列情况,对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响(填写“偏大”、“偏小”或“不变”)?稀释的硫酸转移到容量瓶中后未洗涤烧杯:_。趁热将溶液注入容量瓶中并定容:_。摇匀
19、后发现液面低于刻度线于是又加水:_。容量瓶中原有少量蒸馏水:_。定容时俯视液面:_。【答案】(1)27.2 (2)往容量瓶中加入适量的水,塞好瓶塞,用左手食指顶住瓶塞,用右手的五指托住瓶底,把瓶倒立过来,如不漏水,将其放正,把瓶塞旋转180后塞紧,再把瓶倒立过来,若不漏水,才能使用(3)偏小偏大偏小不变偏大【解析】 (1)求需要的浓硫酸的体积,根据稀释前后溶质的质量不变来计算,设需浓硫酸的体积为x,则:0.5 L1 molL198 gmol1x1.84 gcm398%,解得x27.2 mL。(3)误差分析根据c(H2SO4)来分析,中稀释硫酸的烧杯未洗涤使得n(H2SO4)减少,c(H2SO4
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