第三单元 物质的量（3）

2015-11-02 15:50:18   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

第三单元    物质的量（3）

基础知识精析

五、重要实验：物质的量浓度溶液的配制

1.主要仪器：量筒、托盘天平(砝码)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶、洗瓶。

使用容量瓶的注意事项：

(1)据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶。如配950 mL某浓度溶液应选用1000 mL的容量瓶。

(2)容量瓶在使用前要检查是否漏水。

(3)容量瓶中不能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，不能用来长期贮存溶液。

(4)在容量瓶的使用过程中，移动容量瓶，手应握在瓶颈刻度线以上部位，以免瓶内溶液受热而发生体积变化，使溶液的浓度不准确。

(5)容量瓶上标有温度(20℃)、容量和标线(刻度线)。

2.方法步骤：

计算、称量、溶解、转移、洗涤、振荡、定容、摇匀。

【注意事项】

①只能配制容量瓶上规定容积的溶液，即不能配制任意体积的物质的量浓度溶液；

②不能用容量瓶溶解、稀释或久贮溶液，转入容量瓶中的溶液温度应在20℃左右；

③移液时，玻璃棒必须伸入到容量瓶的刻度线以下；拿容量瓶时，手指应持在瓶颈刻度上部分，以免手温影响，使配制的溶液浓度偏低；

④如果加水定容时超过了刻度线，不能将超出的部分再吸走，必须重新配制，否则会使配制的溶液浓度偏低；

⑤如果不小心(摇匀时)洒出几滴，不能再补加水到刻度，必须重新配制，否则会使配制的溶液浓度偏低；

⑥溶质溶解再转移至容量瓶后，必须用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻棒2～3次，并将洗液一并转入容量瓶中，否则会造成所配溶液的浓度偏低；

⑦在用移液管移取溶液时，将移液管洗净，移取液体之前应润洗移液管2～3次，否则会使所配溶液浓度偏低；

⑧用胶头滴管定容到凹液面正好与刻度线相切时，盖上瓶塞后振荡，出现液面低于刻度线时不要再加水。

深度思考

1．1 mol Na₂O溶于1 L水所形成的溶液中溶质的物质的量浓度是1 mol·L^－1吗？

答案　不是。1 mol Na₂O溶于水后与水反应生成2 mol NaOH，溶液中溶质是NaOH

而不是Na₂O，且反应后溶液体积不为1 L，故浓度一定不是1 mol·L^－1。

2．将10.6 g Na₂CO₃·10H₂O溶于水配成1 L溶液，物质的量浓度为0.1 mol·L^－1，对吗？

答案　不对。10.6 g Na₂CO₃·10H₂O中n(Na₂CO₃)<0.1 mol，故浓度小于0.1 mol·L^－1。

3．实验中需要2 mol·L^－1的Na₂CO₃溶液950 mL，配制时，你认为应该选用的容量瓶的规格和称取的碳酸钠质量分别是________、________。

答案　1 000 mL　212 g

解析：实验室中没有950 mL的容量瓶，只能选用1 000 mL的容量瓶。所需Na₂CO₃的质量为2 mol·L^－1×1 L×106 g·mol^－1＝212 g。

3．误差分析：

分析方法：依据公式C(B)=，分析某种操作会对V或n造成何种影响，进而得出对浓度带来的误差。

(1)若称量固体溶质时，操作无误，但所用砝码生锈，m偏大，结果偏高。

(2)若称量固体溶质时，左码右物，结果偏低。

(3)若没有洗涤烧杯内壁，使n减小，结果偏低。

(4)若移液时将少量液体洒在外面，使n减小，结果偏低。

(5)若未洗涤玻璃棒和小烧杯，使n减小，结果偏低。

(6)若容量瓶中有少量蒸馏水或定容后反复摇匀发现液面低于刻度，则对结果无影响。

(7)俯视、仰视对结果的影响：

①仰视刻度线：由于操作时以刻度线为基准加水，故加水量增多，导致溶液体积偏大，C偏小。

②当俯视刻度线：加水量减少，溶液体积偏小,C偏大。

仰视       俯视

[思考与交流]

1．将标准状况下1 L氨气溶于1 L水中，得到的溶液是2 L吗？若不是，还需要哪些数据能求出该溶液的体积？

答案：不是，还要知道溶液的密度。

2．将一定物质的量浓度的溶液取出一部分，物质的量浓度变化吗？

答案：不变。

3．容量瓶使用前应用蒸馏水洗净是否还需要待配溶液润洗？

答案　不需要，若润洗，则加入的溶质偏多。

4．实验室需要480 mL某溶液，应选用多大规格容量瓶配制溶液？

答案　500 mL容量瓶。

5．为什么不能将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释？

答案　溶解时会有溶解热，造成溶液的体积有误差，配制的溶液浓度不准确，应先在烧杯中冷却后再转移至容量瓶中。

6．(1)若转移时，容量瓶中有残留的水，则对所配制溶液的浓度有何影响？

(2)若没有洗涤烧杯和玻璃棒，则对所配制溶液的浓度有何影响？

(3)加蒸馏水时不慎超过刻度线，则将如何操作？

答案　(1)无影响。　(2)偏低。　(3)重新配制。

7．如图所示，读数时同样是仰视，引起的读数误差相同吗？

【活学活用】

题组一　一定物质的量浓度溶液的配制过程

1．实验室用密度为1.25 g·mL^－1，质量分数为36.5%的浓盐酸配制240 mL 0.1 mol·L^－1的盐酸，请回答下列问题：

(1)浓盐酸的物质的量浓度为_________。

(2)配制240 mL 0.1 mol·L^－1的盐酸应量取浓盐酸体积______mL，应选用容量瓶的规格________mL。

(3)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______2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡

B．用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积，沿玻璃棒倒入烧杯中，再加入少量水(约30 mL)，用玻璃棒慢慢搅动，使其混合均匀

C．将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入容量瓶中

D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀

E．改用________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______处

(4)操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是__________________。

(5)若实验过程中出现如下情况如何处理？

①加蒸馏水时不慎超过了刻度线_____________________。

②向容量瓶中转移溶液时不慎有溶液溅出_____________。

答案　(1)12.5 mol·L^－1　(2)2　250

(3)BCAFED　烧杯内壁和玻璃棒　胶头滴管　1～2 cm

(4)保证溶质全部转入容量瓶

(5)①重新配制　②重新配制

解析　(1)c(HCl)＝＝12.5 mol·L^－1

(2)×0.1 mol·L^－1＝12.5 mol·L^－1·V   V＝0.002 L＝2 mL

2．实验室需要450 mL 0.1 mol·L^－1 NaOH溶液，根据溶液配制情况回答下列问题：

(1)实验中除了托盘天平、量筒、烧杯、药匙外还需要的其他仪器有_______。

(2)根据计算得知，所需NaOH的质量为________g。

(3)下图是某同学在实验室配制该NaOH溶液的过程示意图，其中有错误的是_____(填操作序号)。

答案　(1) 500 mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管　(2)2.0　(3)①③⑤

【方法指导】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。

④用玻璃棒引流时，玻璃棒的下端应在容量瓶刻度线的下方。

 

题组二　配制一定物质的量浓度溶液的实验误差分析

3．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)用Na₂CO₃·10H₂O晶体配制Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃晶体已部分失去结晶水。用该晶体所配Na₂CO₃溶液的物质的量浓度_______。

(4)配制NaOH溶液时，NaOH固体中含有Na₂O杂质________。

(5)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________。

(6)配制NaOH溶液时，NaOH固体放在烧杯中称量时间过长，________。

(7)天平砝码有锈蚀，其他均正确________。

(8)配制一定物质的量浓度NaOH溶液，需称量溶质4.4 g，称量时放置颠倒_。

(9)配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时，用不干燥的量筒量取浓硫酸，____。

(10)用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中，________。

(11)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数________。

(12)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________。

(13)转移到容量瓶的过程中，有少量的溶液溅出________。

(14)转移后，未洗涤小烧杯和玻璃棒，或者未将洗涤液一并转移至容量瓶中________。

(15)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_______。

(16)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线__________。

(17)定容时仰视刻度线________。

(18)称量溶质的小烧杯没有干燥________。

(19)配制前容量瓶中有水滴__________。

(20)定容摇匀后少量溶液外流________。

答案　(1)偏小　(2)偏小　(3)偏大　(4)偏大　(5)偏小　(6)偏小　(7)偏大　(8)偏小　(9)偏小　(10)偏大   (11)偏大　(12)偏大　(13)偏小　(14)偏小　(15)偏小　(16)偏小　(17)偏小　(18)无影响　(19)无影响　(20)无影响。

【方法指导】

　 1.误差分析的理论依据

根据c_B＝可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n_B和溶液的体积V引起的。误差分析时，关键要看溶液配制过程中引起了n_B和V怎样的变化。在配制一定物质的量浓度溶液时，若n_B比理论值小，或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若n_B比理论值大，或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。

2．俯视、仰视的分析

　

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．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)在50 mL量筒中配制0.100 0 mol·L^－1碳酸钠溶液  (×)(2012·福建理综)

解析：不能在量筒中直接配制溶液。

(2)用pH＝1的盐酸配制100 mL pH＝2的盐酸需要100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管        (×)(2012·安徽理综，10B)

解析：还应有量筒(或酸式滴定管)。

(3)欲配制1.00 L 1.00 mol·L^－1的NaCl溶液，可将58.5 g NaCl溶于1.00 L水中(×) (2011·新课标全国卷，7C)

解析：58.5 g NaCl的物质的量为1 mol，溶于1 L水中得溶液的体积不是1 L。

(4)称取19.0 g SnCl₂，用100 mL蒸馏水溶解，配制1.0 mol·L^－1 SnCl₂溶液  (×)(2008·广东，4C)

解析：溶液的体积不为100 mL。

(5)配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出    (×) (2010·山东理综，14B)

解析：应重新配制。

(6)转移液体完后，直接改用胶头滴管定容(×)(2010·安徽理综，8B)

解析：容量瓶定容时，直到容量瓶中液面接近刻度线1～2 cm处时，再改用胶头滴管滴加。

(7)用量筒量取20 mL 0.500 0 mol·L^－1 H₂SO₄溶液于烧杯中，加水80 mL，配制成0.100 0 mol·L^－1 H₂SO₄溶液             (×)(2011·江苏，7B)

解析：不能直接在量筒中配制溶液，且液体混合后体积小于混合前两液体体积之和。

2．(2010·课标全国卷，10)把500 mL含有BaCl₂和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为       (　　)

A．0.1(b－2a)  mol·L^－1         B．10(2a－b) mol·L^－1

C．10(b－a)  mol·L^－1               D．10(b－2a) mol·L^－1

答案　D

解析：把500 mL混合溶液分成5等份，每份100 mL , 向一份中加入含a mol硫酸钠的溶液使钡离子完全沉淀时，可知原溶液中c(Ba^2＋)为10a mol·L^－1，同理知原溶液中c(Cl^－)为10b mol·L^－1，根据电荷守恒原理，求出c(K^＋)＝10(b－2a) mol·L^－1。

3．(2010四川理综，12)标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL^－1)，所得溶液的密度为ρ g·mL^－1，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L^－1，则下列关系中不正确的是             (　　)

A．ρ＝(17V＋22 400)/(22.4＋22.4V)   B．w＝17c/(1 000ρ)

C．w＝17V/(17V＋22 400)           D．c＝1 000Vρ/(17V＋22 400)

答案　A

解析：由c＝＝ ＝ mol·L^－1

由上可推知：ρ＝

设溶液的体积为1 L

由c＝可得w＝＝

w＝＝＝。

因此只有A项不正确。

4．(2008·四川理综，13)在a L Al₂(SO₄)₃和(NH₄)₂SO₄的混合溶液中加入b mol BaCl₂，恰好使溶液中的SO完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH₃，则原溶液中的Al^3＋物质的量浓度(mol·L^－1)为             (　　)

A.          B.             C.             D.

答案　C

解析：由于产生c mol NH₃，则必定有NHc mol，使SO完全沉淀需Ba^2＋b mol，因此SO有b mol。根据电荷守恒：2c(SO)＝c(NH)＋3c(Al^3＋)，则：3c(Al^3＋)＝ mol·L^－1

c(Al^3＋)＝ mol·L^－1。

5．填空、判断

(1)[2010·天津理综]配制NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是__；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的_____(填字母代号)。

答案：抑制NH₄Fe(SO₄)₂水解　ac

(2)选用配制100 mL 0.10 mol·L^－ K₂Cr₂O₇溶液(×)(2012·天津理综)

解析：缺少容量瓶。

(3)将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度，配制成一定物质的量浓度的溶液   (×) (2009·重庆理综，7A)

解析：应将固体在烧杯中溶解，冷却到室温后，再转移到容量瓶中。

6．[2009·广东，24(2)]NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的相对分子质量为453。欲配制100 mL pH为2、浓度约为0.1 mol·L^－1的NH₄Al(SO₄)₂溶液，配制过程为：

①用托盘天平称量NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O固体_____________________g；

②将上述固体置于烧杯中，____________________________________。

答案　①4.5　②称量→溶解→移液→洗涤→定容

解析：由物质的量浓度的定义公式可计算：

m[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]＝n·M[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]＝c·V·M[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]

＝0.1 mol·L^－1×100 mL×10^－3 L·mL^－1×453 g·mol^－1＝4.53 g，由于托盘天平的精确度为0.1 g，故为4.5 g。

 

〖板书设计〗           基础知识精析

一、基本概念

二、基本关系

1.物质的量与离子数目：  n=

2.物质的量与质量：    n=

3.物质的量与气体体积：   n=

4.物质的量浓度：   C(B)=

三、基本规律

四、重要实验：物质的量浓度溶液的配制

〖教后记〗