第二节 化学计量在实验中的应用（5）

2015-10-14 21:44:07   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

第二节   化学计量在实验中的应用（5）

【引言】我们知道了物质的量浓度的概念及其与质量分数的区别，本节课我们来学习物质的量浓度与溶质的质量分数之间的联系及有关溶液稀释的计算。

5、溶液的稀释

引导学生分析：

（1）含义：溶液的稀释就是向溶液中加入一定量的溶剂，使溶液浓度变小的操作。

（2）实质：溶剂增加，浓度变小，溶质不变。

（3）规律：稀释前后，溶质的质量和物质的量保持不变。

溶液稀释规律：c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)

【板书】6、关于物质的量浓度的计算

【预备知识】

①质量分数：用溶质的质量与溶液质量之比来表示溶液的浓度叫做质量分数。

②溶解度：在一定温度下，某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做该物质在这种溶剂里的溶解度。

③物质的量浓度：

④溶液的体积：

v 特别提示：液体的密度单位通常是g/mL,而物质的量浓度计算中的体积单位是L。

【学法指导】逆向思维分析法：

在一些教复杂问题中，已知条件和题目所要求解决的问题之间没有直接联系。如果直接从已知条件正向分析推理，寻找解决问题的办法，往往由于目标不明确，可能导致使问题复杂化，有时候还会掉入命题人设置的陷阱中，误入歧途。

如果从要解决的问题入手，逆向分析，步步为营，即可顺利找到解决问题的办法。解题时，再将思路理顺，然后去解决，就可以顺利解决问题，能起到事半功倍的效果。

（1）利用物质的量浓度概念直接计算

例题1：配制500mL0.2mol•L^–1的NaCl溶液，需要NaCl的质量是多少？

　例2：将28.4gNa₂SO₄溶于水配成250ml溶液，计算溶液中溶质的物质的量浓度，并求出溶液中钠离子和硫酸根离子的物质的量浓度。

【强调】①在运用物质的量浓度的定义式进行计算时，体积是溶液的体积而不是溶剂的体积。

②在计算时要注意被溶解的物质是否能与溶剂反应，真正的溶质是什么。

［练习］

1、把4gNaOH溶于水配成500 ml溶液，求溶液的物质的量浓度。

2、把6.2gNa₂O溶于水配成500ml溶液，求所的溶液的物质的量浓度。

3、把5.6gCaO溶于水配成500ml溶液，求所得溶液的物质的量浓度。

4、把4gCuSO₄溶于水配成500 ml溶液，求溶液的物质的量浓度。

5、把4gCuSO₄•5H₂O溶于水配成500ml溶液，求所得溶液的物质的量浓度。

（2）一定物质的量浓度溶液的稀释：

［过渡］在实际生产中，对一定物质的量浓度的浓溶液，还往往需要稀释后才能使用。如喷洒农药时，须把市售农药稀释到一定浓度才能施用，实验室所用一定浓度的稀H₂SO₄也均由浓H₂SO₄稀释而来，这就需要我们掌握有关溶液稀释的计算。

　       溶液稀释规律：c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)

例3.配制250 mL 1 mol/L的HCl溶液，需要12 mol/L HCl溶液的体积是多少?

例4：配制250mL1mol•L^–1的硫酸溶液，需要18.4mol•L^–1的浓硫酸的体积是多少？

 (3) 溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算

【过渡】从上节课的知识我们知道，溶质的质量分数和物质的量浓度都可用来表示溶液的组成。因此，二者之间必定可以通过一定的关系进行换算。

例4.已知37%的H₂SO₄溶液的密度为1.28 g·cm^－3，求其物质的量浓度。

［思考题］

现有溶质的质量分数为ｗ，溶液的密度为ρg/mL，溶质的摩尔质量为M g/mol的某溶质的溶液，推出其溶质的物质的量浓度的表示式。

【说明】不能依赖公式，应根据题目实际选择合适的方法。

［过渡］如果已知溶液中溶质的物质的量浓度及溶液的密度，又怎样求其质量分数呢?

例4.已知75 mL 2 mol·L^－1 NaOH溶液的质量为80克，计算溶液中溶质的质量分数。

【牛刀小试】

1、市售浓H₂SO₄中，溶质的质量分数为98%，密度为1.84 g·cm^－3。计算市售浓H₂SO₄的物质的量浓度。

2、实验室有一瓶4 mol·L^－1 的NaOH溶液，密度为1.2 g·cm^－3，求NaOH溶液中溶质的质量分数为多少？

3、现有一瓶溶质的质量分数为49%的磷酸溶液（H₃PO₄），密度为1.12 g·cm^－3，其物质的量浓度是多少？

（4）溶液混合后溶质的物质的量浓度计算

①同种溶液混合

【说明】一般在计算中，没有特别说明，可以认为混合后的体积等于混合前的体积之和。若已知混合后的溶液密度，则一般要用总质量除以密度计算体积。

例1、将300mL2 mol/L 的HCl溶液和200mL4 mol/L的HCl溶液后，所得的溶液的物质的量浓度是多少？

例2、将2 mol/L的NaOH溶液和4 mol/L的NaOH溶液等体积混合，所得混合溶液中，NaOH的物质的量浓度是多少？

②互不反应的两种溶液混合

例3、将300mL2 mol/L 的NaCl溶液和200mL4 mol/LMgCl₂的溶液混合，求混合后的溶液中NaCl的物质的量浓度和Cl^—。

【牛刀小试】

1、将100mL3mol/L 的NaOH溶液和150mL4 mol/L的NaOH溶液后，所得的溶液的物质的量浓度是多少？

2、将400mL2 mol/L 的Na₂SO₄溶液和100ML2 mol/LAl₂(SO₄)₃的溶液混合，求混合后的溶液中Na^＋、Al^3＋、SO₄^2－的物质的量浓度。

3、将448LHCl气体(标况)溶于1L水中，得到的盐酸溶液的密度为1.25g/mL，求该溶液的物质的量浓度和质量分数。

四、物质的量应用于化学方程式计算

1、计算依据:

参加化学反应的各物质的物质的量之比，等于其在化学方程式中的系数之比。  m A + nB  =  pC + qD   n(A)：n(B)：n(C)：n(D)= m： n： p：q

2、解题思路:

①求什么；②已知什么；③怎么求。

3、解题方法：

先根据已知条件求出相关物质的物质的量；再利用化学方程式列比例，求出所需物质的物质的量；最后利用有关公式，求出题目要求的量。

4、典型例题

例1、现有250mL 0.8mol/L 的H₂SO₄溶液，用2 mol/L NaOH溶液中和，使溶液显中性，求需要NaOH溶液多少mL？

例2、现有250mL2Na₂CO₃ mol/L溶液，向其中加入足量的5mol/L HCl溶液使其充分反应，求参加反应的HCl溶液的体积和反应生成的CO₂的体积（标准状况）。

〖活学活用〗

1、现有100g含杂质的Zn使其与盐酸充分反应,收集到标况5.6LH₂，求Zn的纯度。

2、现有200gCaCO₃,使其与盐酸充分反应,并将生成的CO₂与足量的NaOH溶液制取Na₂CO₃, 求可以制得Na₂CO₃多少g?

［小结］表示溶液组成的溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数之间可通过一定的关系进行换算。解有关溶液稀释的问题，遵循的原则是：稀释前后溶质的量不变。

 [作业]P₁₇   1、2、3、4（要求有计算过程）

板书设计：5、关于物质的量浓度的计算

（1）关于物质的量浓度概念的计算

（2）溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算

（3）一定物质的量浓度溶液的稀释计算

〖教后记〗