2-2 溶液組成的定量研究（原卷版）（蘇教版2019必修第一冊）

2.1溶液組成的定量研究【學習目標】1．掌握用物質的量濃度表示溶液組成的方法；2．了解容量瓶的特點、用途及使用注意事項，掌握配制一定物質的量濃度溶液的方法及操作，并學會誤差分析，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。【知識梳理】一、物質的量濃度1．溶質的質量分數(1)概念：溶液中的溶質質量與溶液質量之比。(2)表達式：w(溶質)＝eq\f(m溶質,m溶液)×100%。2．溶質的物質的量濃度(1)概念：表示單位溶液中所含溶質B的。(2)符號：，常用單位：，或mol·m－3，有時也用mmol·L－1。(3)表達式：。注意：公式cB＝eq\f(nB,V)中V指的是溶液的體積而不是溶劑的體積或“溶質的體積＋溶劑的體積”，V的單位為升(L)。[辨析]關于物質的量濃度計算的注意事項1.對于c(B)＝eq\f(n（B）,V)的理解(1)B表示溶液中的任意溶質，可以是分子、離子等。(2)溶質用物質的量表示，而不是質量，如給出溶質的質量或氣體的體積時，要換算成物質的量。(3)一定物質的量濃度的某溶液，其濃度不因所取溶液體積的不同而變化。(4)某些物質溶于水后與水反應生成了新的物質，此時溶質為反應后的生成物，如CaO溶于水后生成了Ca(OH)2，則Ca(OH)2為該溶液的溶質。(5)如果固體含有結晶水，則在稱量前計算溶質的質量時，應將結晶水考慮在內。(6)NH3溶于水后成分復雜，求算物質的量濃度時，仍按NH3為溶質進行計算。(7)若將氣體通入溶液中，則不能將氣體體積與溶劑體積進行簡單加和。例如：將1LHCl氣準確的體積需要通過計算求得。(8)溶液與溶液相混合，除特殊說明溶液體積可相加外，其他情況仍用公式V溶液＝eq\f(m溶液,ρ溶液)計算。2．理解物質的量濃度的兩個要點(1)溶液中溶質與構成微粒濃度的關系，如：(2)從一定物質的量濃度的溶液中取出任意體積的溶液，其物質的量濃度不發(fā)生變化，但所取出溶質的物質的量隨取出溶液的體積變化而改變?！灸芰_成】1．在2L0.1mol·L－1BaCl2溶液中，下列說法中正確的是()A．Cl－物質的量為0.1molB．Cl－物質的量濃度為0.2mol·L－1C．Ba2＋物質的量為0.1molD．Ba2＋物質的量濃度為0.2mol·L－12．下列說法正確的是()A．1mol·L－1NaCl溶液是指此溶液中含有1molNaClB．從100mL5mol·L－1H2SO4溶液中取出10mL，則取出的溶液中H＋的物質的量濃度為10mol·L－1C．用100mL水吸收0.1molHCl氣體所得溶液的物質的量濃度恰好是1mol·L－1D．0.5molNaCl溶解在1L水中得到0.5mol·L－1NaCl溶液3．濃度為2.00mol·L－1的鹽酸溶液1L，欲使其濃度變?yōu)?.00mol·L－1，下列方法可行的是()A．蒸發(fā)掉0.5L水B．標準狀況下通入44.8LHCl氣體C．將溶液加熱蒸發(fā)濃縮至0.5LD．加入10mol·L－1鹽酸0.6L，再將溶液稀釋至2L4．下列對1mol·L－1硫酸溶液的表述正確的是()A．1L水中含有1mol硫酸B．1L溶液中含有1molH＋C．將98g硫酸溶于1L水所配成的溶液D．從1L該溶液中取出500mL后，剩余溶液的濃度仍為1mol·L－15．下列溶液中的c(Cl－)與150mL1mol·L－1AlCl3溶液中的c(Cl－)相等的是()A．150mL1mol·L－1NaCl溶液B．25mL3mol·L－1NH4Cl溶液C．75mL2mol·L－1MgCl2溶液D．75mL2mol·L－1FeCl3溶液6．下列溶液中溶質的物質的量濃度為1mol·L－1的是()A．將40gNaOH固體溶于1L水中B．將22.4L氯化氫氣體溶于水配成1L溶液C．將1L10mol·L－1的濃鹽酸與9L水混合D．將10gNaOH固體溶解在水中配成250mL溶液7．物質的量濃度相同的NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液，當溶液體積比為3∶2∶1時，三種溶液中Cl－的物質的量之比為()A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．3∶4∶3D．3∶2∶1【知識梳理】二、配制一定物質的量濃度的溶液1．配制一定物質的量濃度溶液專用儀器——容量瓶(1)容量瓶的結構與規(guī)格(2)容量瓶的使用注意事項①使用前要檢驗容量瓶是否漏水。檢驗程序：加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋轉180°→倒立→查漏。②容量瓶是配制一定物質的量濃度溶液的專用儀器，選擇容量瓶應遵循“大而近”的原則：所配溶液的體積等于或略小于容量瓶的容積。例如，配制450mL0.1mol·L－1的NaCl溶液，需選擇500mL容量瓶。③使用容量瓶注意“五不”：不能溶解固體；不能稀釋濃溶液；不能加熱；不能做反應容器；不能長期貯存溶液。④使用后應將容量瓶洗凈、晾干。配制100mL0.100mol·L－1的Na2CO3溶液配制100mL0.100mol·L－1Na2CO3溶液，除量筒、托盤天平、藥匙、燒杯外，還需要的儀器有。配制過程為：(1)計算、稱量：需要Na2CO3的質量是；若用托盤天平稱量，則應稱量的質量是。(2)溶解：在中加適量蒸餾水溶解，用玻璃棒攪拌并冷卻至室溫。(3)轉移：用引流，將燒杯中的溶液用玻璃棒小心轉移到中。(4)洗滌：用蒸餾水洗滌及玻璃棒2～3次，并把都注入中。注意溶解及洗滌所用水的總體積一定不能超過要配制溶液的體積。(5)定容：將注入容量瓶中，液面離容量瓶頸刻度線下時，改用滴加蒸餾水至凹液面正好與刻度線，蓋好瓶塞，用食指頂住瓶塞，另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒轉和搖動多次。(6)裝瓶：把配好的溶液倒入預備好的干燥試劑瓶中，貼上標簽。3、配制一定物質的量濃度溶液的誤差分析（1）誤差原理依據根據cB＝eq\f(nB,V)＝eq\f(mB,MBV)分析，其中MB(溶質的摩爾質量)是定值。其他條件不變時：A、使mB或nB增大(或減小)的因素，導致cB偏大(或偏小)。B、使V增大(或減小)的因素，導致cB偏小(或偏大)。（2）誤差具體分析實例(以配制220mL1.00mol·L－1NaOH溶液為例)注：選取容量瓶的規(guī)格為250mL，計算溶質質量時應用250mL，而非220mL。操作步驟引起誤差的操作影響因素對cB的影響mB(或nB)V①計算計算結果m(NaOH)＝0.22L×1.00mol·L－1×40g·mol－1＝8.8g—②稱量砝碼生銹或粘有其他物質(沒有脫落)—砝碼與物品顛倒(使用游碼)—稱量時間過長—③溶解有少量液體濺出—④轉移容量瓶內有少量水⑤洗滌未洗滌或洗滌液未注入容量瓶—⑥定容未冷卻至室溫就進行定容—仰視讀數—俯視讀數—液面超出刻度線后用膠頭滴管吸出一部分溶液—⑦搖勻搖勻后液面下降，補充水—⑧裝瓶試劑瓶剛用蒸餾水洗過—[辨析]仰視、俯視對結果的影響(1)仰視刻度線(如圖a)：加水量高于基準線(刻度線)，溶液體積偏大，c偏小。(2)俯視刻度線(如圖b)：加水量低于基準線(刻度線)，溶液體積偏小，c偏大。【能力達成】1．在使用容量瓶配制溶液時，下列操作正確的是()A．使用容量瓶前必須檢查容量瓶是否漏水B．容量瓶用蒸餾水洗凈后，再用待配溶液潤洗C．稱好的固體試樣需用紙條小心地送入容量瓶中D．搖勻后發(fā)現凹液面下降，再加水至刻度線2．配制一定物質的量濃度的溶液是一個重要的定量實驗，下列有關說法正確的是()A．容量瓶用蒸餾水洗凈后，可不經干燥直接用于配制溶液B．配制一定物質的量濃度的稀鹽酸時，用量筒量取9.82mL濃鹽酸C．配制1L0.1mol·L－1的NaCl溶液時，用托盤天平稱量5.85gNaCl固體D．定容時，為防止液滴飛濺，膠頭滴管緊貼容量瓶內壁3．用36.5%的濃鹽酸(ρ＝1.2g·cm－3)配1mol·L－1的稀鹽酸100mL，配制過程需要用到哪些儀器，且先后順序正確的是()①100mL量筒②10mL量筒③50mL燒杯④托盤天平⑤100mL容量瓶⑥膠頭滴管⑦玻璃棒A．①③⑤⑥⑦B．②③⑦⑤⑥C．③⑤⑦⑥①D．④③⑦⑤⑥4．下圖是配制一定物質的量濃度溶液的過程示意圖。下列說法錯誤的是()A．所配制的Na2CO3溶液的物質的量濃度為1.0mol·L－1B．操作2是將溶解并放置至室溫的Na2CO3溶液轉移到容量瓶中C．操作4如果仰視，會使配得的溶液的濃度偏低D．操作5中，定容搖勻后發(fā)現液面低于刻度線，繼續(xù)加水至液面與刻度線相切5．下列配制的溶液濃度偏大的是()A．配制鹽酸用量筒量取鹽酸時俯視刻度線B．配制鹽酸定容時，仰視容量瓶刻度線C．配制燒堿溶液時，沒有洗滌溶解燒堿的燒杯和玻璃棒D．配制燒堿溶液時，燒堿溶解后未經冷卻至室溫即注入容量瓶并加水至刻度線6．配制一定體積、一定物質的量濃度的溶液，下列操作對實驗結果不會產生影響的是()A．容量瓶中原有少量蒸餾水B．溶解所用的燒杯未洗滌C．所用砝碼生銹了D．定容時俯視觀察液面7．實驗室欲用NaOH固體配制1.0mol·L－1的NaOH溶液240mL，下列敘述不正確的是()A．某同學欲稱量一定量的NaOH固體，他先用托盤天平稱量燒杯的質量，天平平衡后的狀態(tài)如圖，則燒杯的實際質量為27.4gB．要完成本實驗該同學應稱取10.0gNaOHC．NaOH固體溶解后必須恢復至室溫再進行轉移D．容量瓶使用前需洗滌、并保持干燥8．實驗室需要480mL1mol·L－1的NaOH溶液，根據溶液配制情況回答下列問題：(1)實驗中除需要托盤天平(帶砝碼)、藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒、試劑瓶外，還需要的玻璃儀器有_____________________________________________________。(2)如圖所示是某同學在實驗室配制該NaOH溶液的過程示意圖，其中有錯誤的是________(填序號)。(3)稱取NaOH固體時，所需砝碼的質量為________(填標號)。A．19.2gB．20gC．19.2～20gD．大于20g(4)在此溶液的配制過程中，有以下基本實驗步驟，其中只需進行一次的操作是________(填序號)。①稱量②溶解③轉移④洗滌⑤定容⑥搖勻(5)下列操作會導致所配溶液的物質的量濃度偏高的是________(填標號)。A．NaOH固體長期暴露在空氣中B．用蒸餾水溶解NaOH固體后，立即轉入容量瓶中C.稱量NaOH固體時，將藥品和砝碼放反D．定容后發(fā)現溶液的凹液面最低點高于刻度線，用膠頭滴管將多余的液體吸出E．定容時俯視刻度線9.現用質量分數為98%、密度為1.84g·cm－3的濃硫酸來配制500mL0.2mol·L－1的稀H2SO4?？晒┻x擇的儀器有：①玻璃棒、②燒瓶、③燒杯、④膠頭滴管、⑤量筒、⑥容量瓶、⑦托盤天平、⑧藥匙。請回答下列問題：(1)上述儀器中，在配制稀H2SO4時不需使用的有________(填代號)。(2)在配制過程中，下列操作錯誤的是________(填代號，下同)，能引起結果偏高的有________。①洗滌量取濃硫酸的量筒，并將洗滌液轉移到容量瓶中。②稀釋后的H2SO4溶液未等冷卻至室溫就轉移到容量瓶中。③將濃硫酸直接倒入燒杯，再向燒杯中注入蒸餾水來稀釋濃硫酸。④定容時，加蒸餾水超過刻度線，又用膠頭滴管吸出。⑤轉移前，容量瓶中含有少量蒸餾水。⑥定容搖勻后，發(fā)現液面低于刻度線，又用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線。⑦定容時，俯視刻度線?！局R梳理】三、物質的量濃度相關計算1.已知溶質的質量求物質的量濃度(溶液體積已知)2．已知溶液中某種粒子的數目求物質的量濃度(溶液體積已知)3．標準狀況下，氣體溶質的物質的量濃度的計算(1)已知溶液的體積(2)已知溶液的密度標準狀況下，V1L氣體(摩爾質量為Mg·mol－1)溶于V2L水中，所得溶液密度為ρg·cm－3，則：①氣體的物質的量：n＝eq\f(V1L,22.4L·mol－1)②溶液體積：V(溶液)＝eq\f(m（溶液）g,ρg·cm－3)×10－3L·mL－1③溶液質量：m(溶液)＝m(溶質)＋m(溶劑)＝Mg·mol－1×eq\f(V1L,22.4L·mol－1)＋V2L×1000mL·L－1×1.0g·cm－3④再根據c＝eq\f(n,V（溶液）)知，c＝eq\f(1000ρV1,MV1＋22400V2)mol·L－14．物質的量濃度與溶質的質量分數的換算(1)換算公式cB＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－1。其中M為溶質B的摩爾質量，ρ為溶液的密度(g·cm－3)，w為溶質的質量分數。(2)推導方法設溶液體積為1L，則①溶質的質量：m＝1L×1000mL·L－1×ρg·cm－3(溶液的密度)×w(溶質的質量分數)＝1000ρwg②溶質的物質的量：n＝eq\f(m,M)＝eq\f(1000ρw,M)mol③溶質的物質的量濃度：c＝eq\f(n,V)＝eq\f(\f(1000ρw,M)mol,1L)＝eq\f(1000ρw,M)mol·L－15．溶液稀釋與混合的計算(1)濃溶液的稀釋溶質的物質的量不變：c(濃)·V(濃)＝c(稀)·V(稀)溶質的質量不變：m(濃)·w(濃)＝m(稀)·w(稀)溶液的質量守恒：m(稀)＝m(濃)＋m(水)(溶液體積一般不守恒)(2)含相同溶質的兩溶液混合溶質的物質的量不變：c1V1＋c2V2＝c(混)·V(混)溶質的質量不變：m1w1＋m2w2＝m(混)·w(混)5.化學方程式中化學計量數與其他各物理量的關系例如：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑化學計量數之比2221擴大NA倍2NA2NA2NANA物質的量之比2mol2mol2mol1mol質量之比46g36g80g2g結論：化學方程式中各物質的化學計量數之比＝各物質的粒子數之比＝各物質的物質的量之比＝同一條件下氣體體積之比。解題步驟[辨析]同一溶質、不同濃度的溶液混合，在混合前后溶質的質量、物質的量保持守恒，溶液的質量保持守恒，但溶液的體積一般不守恒。混合后溶液的體積：①若指出不考慮溶液體積改變，可認為是原溶液的體積之和；②若給出混合后溶液的密度，應根據V混＝eq\f(m混,ρ混)＝eq\f(ρ1V1＋ρ2V2,ρ混)來計算。【能力達成】1．100mL溶液中溶有0.1molHCl和0.1molAlCl3，則該溶液中Cl－的物質的量濃度為()A．0.3mol·L－1 B．0.4mol·L－1C．3.0mol·L－1 D．4.0mol·L－12．取100mL0.3mol·L－1和300mL0.25mol·L－1的硫酸注入500mL容量瓶中，加水稀釋至刻度線，該混合溶液中H＋的物質的量濃度是()A．0.21mol·L－1B．0.42mol·L－1C．0.56mol·L－1D．0.26mol·L－13．在0.2L由NaCl、MgCl2、CaCl2組成的混合液中，部分離子濃度大小如圖所示，則溶液中Ca2＋的物質的量濃度為()A．0.5mol·L－1B．1mol·L－1C．1.5mol·L－1D．無法計算4．常溫下，欲配制密度為1.1g·cm－3、濃度為6mol·L－1的稀鹽酸，在體積為100mL、密度為1.19g·cm－3、濃度為12mol·L－1的濃鹽酸中需加蒸餾水()A．200mLB．100mLC．101mLD．120mL5．VmLAl2(SO4)3溶液中含有Al3＋ag，取eq\f(1,4)VmL溶液稀釋到4VmL，則稀釋后溶液中SOeq\o\al(2－,4)的物質的量濃度是()A．eq\f(125a,9V)mol·L－1B．eq\f(125a,10V)mol·L－1C．eq\f(125a,36V)mol·L－1D．eq\f(a,22.4)mol·L－16．某10%NaOH溶液，加熱蒸發(fā)掉100g水后得到80mL20%的溶液，則該20%NaOH溶液的物質的量濃度為()A．12.5mol·L－1B．7mol·L－1C．7.5mol·L－1D．6.25mol·L－17．某鹽的混合物中含有Na＋、Mg2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)離子，測得Na＋、Mg2＋、Cl－的物質的量濃度分別為0.2mol·L－1、0.4mol·L－1、0.4mol·L－1，則SOeq\o\al(2－,4)的物質的量濃度為()A．0.1mol·L－1 B．0.2mol·L－1C．0.3mol·L－1 D．0.4mol·L－18．VLFe2(SO4)3溶液中含有agSOeq\o\al(2－,4)，取此溶液0.5VL，用水稀釋至2VL，則稀釋后溶液中Fe3＋的物質的量濃度為()A．eq\f(a,576V)mol·L－1B．eq\f(125a,36V)mol·L－1C．eq\f(250a,36V)mol·L－1 D．eq\f(125a,48V)mol·L－19．取50.0mLNa2CO3和Na2SO4的混合液，加入過量BaCl2溶液后得到14.51g沉淀，用過量稀硝酸處理后沉淀量減少到4.66g，同時溶液中有氣泡產生?；卮鹣铝袉栴}：(1)原混合溶液中Na2CO3、Na2SO4的物質的量濃度分別為________、________。(2)產生的氣體在標準狀況下的體積為________?！緦W習效果】1．50mL0.6mol·L－1氫氧化鈉溶液含氫氧化鈉的質量為()A．1.2gB．1.6gC．2.0g D．2.4g2．將14.2g硫酸鈉溶于水中，配制成500mL溶液，下列說法正確的是()A．硫酸鈉溶液中溶質的物質的量濃度為1mol·L－1B．硫酸根離子的物質的量濃度為2mol·L－1C．鈉離子的物質的量濃度為0.4mol·L－1D．硫酸鈉溶液中溶質的物質的量濃度為2mol·L－13．標準狀況下，500體積的氯化氫氣體溶于水形成1體積的鹽酸，則鹽酸中溶質的物質的量濃度是()A．500mol·L－1B.eq\f(500,22.4)mol·L－1C．5mol·L－1 D．無法計算4．下列各溶液中，Na＋的物質的量濃度最大的是()A．4L0.5mol·L－1的NaCl溶液B．1L0.3mol·L－1的Na2SO4溶液C．0.8L0.4mol·L－1的NaOH溶液D．2L0.15mol·L－1的Na3PO4溶液5.在0.5L某濃度的NaCl溶液中含有0.5molNa＋，下列對該溶液的說法中不正確的是()A．該溶液中溶質的物質的量濃度為1mol·L－1B．該溶液中含有58.5gNaClC．配制100mL該溶液需用5.85gNaClD．量取100mL該溶液倒入燒杯中，燒杯中Na＋的物質的量為0.1mol6．在t℃時，將agNH3完全溶于水，得到VmL溶液，該溶液的密度為ρg·cm－3，質量分數為w，其中含NHeq\o\al(＋,4)的物質的量為bmol。下列敘述正確的是()A．溶質的質量分數w＝eq\f(a,Vρ－a)×100%B．溶質的物質的量濃度c＝eq\f(1000a,17V)mol·L－1C．溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＝eq\f(b,V)mol·L－1D．上述溶液中再加入VmL水，所得溶液溶質的質量分數大于0.5w7.將15mL2mol·L－1Na2CO3溶液逐滴加入40mL0.5mol·L－1MCln溶液中，恰好將溶液中的Mn＋完全沉淀為碳酸鹽，則MCln中n的值是()A．4B．3C．2D．18．下列關于物質的量濃度表述正確的是()A．0.3mol·L－1的Na2SO4溶液中含有Na＋和SOeq\o\al(2－,4)的總物質的量為0.9molB．當22.4LNH3完全溶于水制得1L氨水時，其濃度是1mol·L－1C．在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中，若Na＋和SOeq\o\al(2－,4)的物質的量相等，則K＋的濃度必定大于Cl－的濃度D．10℃時，100mL0.35mol·L－1的KCl飽和溶液蒸發(fā)掉5g水，冷卻到10℃時，其體積小于100mL，它的物質的量濃度大于0.35mol·L－19．下圖是配制一定物質的量濃度溶液的過程示意圖。下列說法錯誤的是()A．所配制的Na2CO3溶液的物質的量濃度為1.0mol·L－1B．操作2是將溶解并放置至室溫的Na2CO3溶液轉移到容量瓶中C．操作4如果仰視，會使配得的溶液的濃度偏低D．操作5中，定容搖勻后發(fā)現液面低于刻度線，繼續(xù)加水至液面與刻度線相切10．實驗室欲用NaOH固體配制1.0mol·L－1的NaOH溶液240mL，下列敘述不正確的是()A．某同學欲稱量一定量的NaOH固體，他先用托盤天平稱量燒杯的質量，天平平衡后的狀態(tài)如圖，則燒杯的實際質量為27.4gB．要完成本實驗該同學應稱取10.0gNaOHC．NaOH固體溶解后必須恢復至室溫再進行轉移D．容量瓶使用前需洗滌、并保持干燥11．在0.4L由NaCl、MgCl2、CaCl2