2023统考版高考化学一轮第一章化学计量在实验中的应用第2讲物质的量在化学实验中的应用课件

第2讲　物质的量在化学实验中的应用\n考点一考点二真题演练·素养通关\n考纲要求1.了解溶液的含义。2.了解溶解度、饱和溶液的概念。3.了解溶液浓度的表示方法。理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。4.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。\n考点一\n基础梳理·自我排查1.物质的量浓度(1)概念：表示_______________________物质的量。(2)表达式：cB＝__________。(3)单位：__________(或mol·L－1)。单位体积溶液中所含溶质B的mol·L－1\n2．物质的量浓度与溶质质量分数内容物质的量浓度质量分数定义以单位体积溶液里所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溶质的单位molg溶液的单位Lg计算公式___________________________c＝w＝×100%\n[思考]在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为VmL，溶液密度为dg·cm－3，溶质质量分数为w，物质的量浓度为，溶液中含氢氧化钠的质量为mg。(1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为__________。(2)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为__________。(3)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为___________。(4)用c、d表示溶液中溶质的质量分数为________。×100gmol·L－125dwmol·L－1%\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)1mol·L－1NaCl溶液是指此溶液中含有1molNaCl()(2)体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的粒子数一定相同()(3)1L0.5mol·L－1CaCl2溶液中，Ca2＋与Cl－的物质的量浓度都是0.5mol·L－1()(4)用100mL水吸收0.1molHCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1mol·L－1()×√××\n(5)1L水中溶解5.85gNaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1mol·L－1()(6)将25gCuSO4·5H2O晶体溶于75g水中所得溶质的质量分数为25%()(7)将40gSO3溶于60g水中所得溶质的质量分数为49%()(8)将62gNa2O溶于水中，配成1L溶液，所得溶质的物质的量浓度为1mol·L－1()××√×\n微点拨微点拨1．准确计算溶液的体积不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水，一般根据溶液的密度进行计算：V＝×10－3L。2．注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系溶质的浓度和离子浓度可能不同，要注意根据化学式具体分析。如1mol·L－1Al2(SO4)3溶液中)＝，c(Al3＋)＝2mol·L－1(考虑Al3＋水解时，则其浓度小于)。\n练点一物质的量浓度的基本计算1．根据题目条件计算下列溶液的相关量：(1)2mol·L－1Mg(NO3)2溶液中含有，则溶液的体积为________mL。(2)在标准状况下，将VL氨气溶于0.1L水中，所得溶液的密度为ρg·cm－3，则此氨水的物质的量浓度为__________mol·L－1。(3)若20g密度为ρg·cm－3的Ca(NO3)2溶液中含有2gCa(NO3)2，则溶液中的物质的量浓度为__________。100mol·L－1\n解析：(2)n(NH3)＝mol，溶液体积：V＝×10－3Lc＝mol·L－1＝mol·L－1。(3)Ca(NO3)2的物质的量浓度为＝，N的物质的量浓度为mol·L－1。\n2．将32.2gNa2SO4·10H2O溶于水配成1L溶液。(1)该溶液中Na2SO4的物质的量浓度为__________，溶液中Na＋的物质的量浓度为__________。(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体，使溶液中Na＋的物质的量浓度为0.4mol·L－1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为________，Cl－的物质的量浓度为__________。0.1mol·L－10.2mol·L－111.7g0.2mol·L－1解析：(1)n(Na2SO4)＝n(Na2SO4·10H2O)＝＝0.1mol，c(Na2SO4)＝0.1mol·L－1，c(Na＋)＝0.2mol·L－1。(2)n(Na＋)＝0.4mol·L－1×1L＝0.4mol，则加入n(NaCl)＝0.4mol－0.2mol＝0.2mol，m(NaCl)＝0.2mol×58.5g·mol－1＝11.7g，c(Cl－)＝＝0.2mol·L－1。\n方法总结1．标准状况下，气体溶解所得溶液的物质的量浓度的计算c＝2．溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算计算公式：c＝(c为溶质的物质的量浓度，单位mol·L－1，ρ为溶液密度，单位g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位g·mol－1)。\n练点二溶液的稀释与混合计算3．如图是某溶液在稀释过程中溶质的物质的量浓度随溶液体积的变化曲线图，根据图中数据分析可计算出a值为()A．2B．3C．4D．5解析：明确图像中坐标的含义，根据稀释前后溶质的物质的量不变，则有1L×2mol·L－1＝，解得a＝4。答案：C\n4．现有VL0.5mol·L－1的盐酸，欲将其浓度扩大一倍，以下方法中最宜采用的是()A．加热浓缩到原来体积的一半B．加入5mol·L－1的盐酸0.125VLC．加入10mol·L－1的盐酸0.1VL，再稀释至1.5VLD．标况下通入11.2L氯化氢气体答案：C解析：加热蒸发，HCl挥发，溶液浓度降低，故A错误；溶液的体积不具有加和性，故B错误；混合后溶液中的HCl为0.5mol·L－1×VL＋10mol·L－1×0.1VL＝1.5Vmol，所以混合后HCl的浓度为＝1mol·L－1，故C正确；通入氯化氢气体，溶液的体积发生变化，无法求出浓度，故D错误。\n5．VLFe2(SO4)3溶液中含有，取此溶液0.5VL，用水稀释至2VL，则稀释后溶液中Fe3＋的物质的量浓度为()A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1解析：依题意知，c(S)＝mol·L－1，c(Fe3＋)＝＝mol·L－1，故有×0.5V＝2V×cB，cB＝mol·L－1。答案：A\n方法总结溶液稀释和混合的计算原理(1)溶液稀释。①溶质的质量在稀释前后保持不变，即m1w1＝m2w2。②溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c1V1＝c2V2。③溶液质量守恒，m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。(2)溶液混合。混合前后：c1V1＋c2V2＝c混V混，其中V混＝，据此可进行相关计算。\n考点二\n基础梳理·自我排查1．主要仪器天平、药匙、量筒、玻璃棒、_______、_________、__________。2．容量瓶的构造及使用(1)容量瓶上标有________、________和________。常用规格有100mL、250mL、500mL、1000mL等。(2)容量瓶在使用前要____________，其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。烧杯容量瓶胶头滴管温度规格刻度线检查是否漏水\n3．配制过程以配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液为例。(1)计算：需NaCl固体的质量为____g。(2)称量：用________称量NaCl固体。(3)溶解：将称量好的NaCl固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解，并用玻璃棒搅拌。(4)移液：待烧杯中的溶液____________，用玻璃棒引流将溶液注入____mL容量瓶。(5)洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒______次，洗涤液______________。轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。(6)定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线______cm时，改用________，滴加蒸馏水至_________________。5.9托盘天平冷却至室温后1002～3全部注入容量瓶1～2胶头滴管凹液面与刻度线相切\n(7)摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。配制流程如图所示：\n4．质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制(1)配制100g10%的NaCl溶液用托盘天平称取________gNaCl固体，放入烧杯中，再用100mL量筒量取________mL的水注入烧杯中，然后用玻璃棒搅拌使之溶解。(2)用浓硫酸配制1∶4的稀硫酸50mL用50mL的量筒量取________mL的水注入100mL的烧杯中，再用10mL的量筒量取________mL浓硫酸，然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中，并用玻璃棒不停地搅拌。10.090.040.010.0\n[思考]用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是________。②\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)配制1mol·L－1NaCl溶液1L，其方法是：将58.5gNaCl溶于1L水中即可()(2)用固体NaCl配制0.5mol·L－1的溶液所选实验器材(规格和数量不限)为烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶()(3)配制0.1000mol·L－1氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流()(4)在50mL量筒中配制0.1000mol·L－1碳酸钠溶液()××√×\n(5)使用托盘天平称量药品，都不能直接放在托盘中，均应放在两张相同的纸片上()(6)为了配制方便，可将固体或浓溶液直接在容量瓶(或量筒)中进行溶解(或稀释)()(7)若量取7.2mL溶液，应选用10mL量筒()(8)下列配制0.5000mol·L－1NaOH溶液的操作均不正确()××√√\n微点拨容量瓶使用中的“四个不能”(1)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。(2)不能作为反应容器或长期贮存溶液。(3)容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的，因而不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中。(4)只能配制容量瓶上规定容积的溶液，不能配制任意体积的溶液。\n考点专练·层级突破练点一配制过程与仪器的使用1．某实验需要1.84mol·L－1的稀硫酸450mL，回答下列问题：(1)配制时需要98%密度为1.84g·cm－3的浓硫酸________mL。(2)配制时，必须使用的仪器有________(填代号)，还缺少的仪器是________。①烧杯②50mL量筒③100mL量筒④1000mL容量瓶⑤500mL容量瓶⑥托盘天平(带砝码)⑦玻璃棒(3)配制时，该实验两次用到玻璃棒，其作用分别是________、________。50①②⑤⑦胶头滴管搅拌引流\n解析：(1)98%密度为1.84g·cm－3的浓硫酸的物质的量浓度是mol·L－1＝18.4mol·L－1，根据稀释规律得1.84mol·L－1×0.5L÷18.4mol·L－1＝0.05L＝50mL；(2)配制500mL的溶液，需要的仪器是：50mL量筒量取浓硫酸、烧杯用于稀释浓硫酸、500mL的容量瓶、玻璃棒用于搅拌，定容时还缺少胶头滴管；(3)第一次用到玻璃棒是稀释浓硫酸时用于搅拌，第二次用玻璃棒是在移液时起到引流作用。\n(4)下列操作的顺序是(用字母表示)___________。A．冷却B．量取C．洗涤两次D．定容E．稀释F．摇匀G．转移(5)下列操作中，容量瓶所不具备的功能有________(填序号)。A．配制一定体积准确浓度的标准溶液B．长期贮存溶液C．用来加热溶解固体溶质D．作为反应容器BEAGCGDFBCD解析：(4)根据溶液配制的一般步骤，先量取浓硫酸，然后在烧杯中稀释、冷却后将溶液移入容量瓶中，洗涤烧杯、玻璃棒两次，也把洗涤液移入容量瓶中，然后定容、摇匀，所以答案是BEAGCGDF；(5)容量瓶只能用来配制一定浓度、一定体积的溶液，不能用来长期贮存溶液、作反应容器和加热容器，所以答案选BCD。\n2．实验室需要配制0.50mol·L－1NaCl溶液480mL。按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。(1)选择仪器完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(带砝码、最小砝码为5g)、药匙、烧杯、____________、________、________以及等质量的两片同种纸片。(2)计算配制该溶液需取NaCl晶体________g。500mL容量瓶胶头滴管玻璃棒14.6g\n(3)称量①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置：②称量过程中NaCl晶体应放于天平的______(填“左盘”或“右盘”)。③称量完毕，将药品倒入烧杯中。左盘\n(4)溶解、冷却该步实验中需要使用玻璃棒，目的是__________________。(5)转移、洗涤在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了______________________。(6)定容向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处，改用________加水，使溶液凹液面与刻度线相切。(7)摇匀、装瓶搅拌，加速NaCl溶解保证溶质全部转入容量瓶中1～2cm胶头滴管\n解析：配制480mL0.50mol·L－1的NaCl溶液，必须用500mL的容量瓶。m(NaCl)＝×0.5L×58.5g·mol－1≈14.6g(托盘天平精确到0.1g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。\n练点二不当操作与实验误差3．用NaOH固体配制1.0mol·L－1的NaOH溶液220mL，下列说法正确的是()A．首先称取NaOH固体8.8gB．定容时仰视刻度线会使所配制的溶液浓度偏高C．定容后将溶液振荡均匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加少量水至刻度线D．容量瓶中原有少量蒸馏水没有影响解析：依题意，配制1.0mol·L－1的NaOH溶液220mL，要用250mL容量瓶来配制，则需要NaOH固体10.0g，A错误；B、C项中的操作都会使配制的溶液浓度偏低，B、C错误。答案：D\n4．下列操作是否正确，对实验结果的影响请用“偏大”“偏小”或“无影响”表示。(1)配制450mL0.1mol·L－1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8g：__________。(2)配制500mL0.1mol·L－1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾8.0g：__________。(3)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：__________。(4)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质4.4g，称量时物码放置颠倒：__________。偏小偏小偏小偏小\n(5)用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：__________。(6)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：__________。(7)未洗涤烧杯及玻璃棒：__________。(8)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：__________。(9)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：__________。(10)定容时仰视刻度线：__________。(11)定容摇匀后少量溶液外流：__________。(12)容量瓶中原有少量蒸馏水：__________。偏大偏小偏小偏大偏小偏小无影响无影响\n方法总结1．溶液配制过程中误差分析的依据\n2．仰视、俯视的读数分析法结果：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。\n真题演练·素养通关\n1.[2021·广东卷，7]测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括：①量取一定量的浓硫酸，稀释；②转移定容得待测液；③移取20.00mL待测液，用0.1000mol·L－1的NaOH溶液滴定。上述操作中，不需要用到的仪器为()解析：该实验操作中涉及溶液的配制，需要用到容量瓶；移取待测液，用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定，需要用到锥形瓶和碱式滴定管，不需要用到分液漏斗，故选B。答案：B\n2．[2019·天津卷，4]下列实验操作或装置能达到目的的是()ABCD混合浓硫酸和乙醇配制一定浓度的溶液收集NO2气体证明乙炔可使溴水褪色答案：B\n解析：A项，浓硫酸密度较大，与乙醇混合时应向乙醇中慢慢倒入浓硫酸，边加边搅拌，故错误；B项，用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，液面接近刻度线1～2cm时改用胶头滴管定容，平视液面，直至凹液面最低点与刻度线相切，故正确；C项，NO2气体密度比空气大，收集时气体应“长进短出”，故错误；D项，电石中含有含硫元素的杂质，与水反应生成还原性气体H2S(H2S也能使溴水褪色)，干扰乙炔的检验，故错误。\n3.[全国卷Ⅱ]下列实验过程可以达到实验目的的是()编号实验目的实验过程A配制0.4000mol·L－1的NaOH溶液称取4.0g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250mL容量瓶中定容B探究维生素C的还原性向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化C制取并纯化氢气向稀盐酸中加入锌粒，将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液D探究浓度对反应速率的影响向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察实验现象答案：B\n解析：NaOH固体溶解后需冷却至室温才能转移至250mL容量瓶中，且需用蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯内壁2～3次，洗涤液一并倒入容量瓶，然后定容，A项不能达到实验目的；实验中若观察到FeCl3溶液的黄色逐渐褪去，且溶液变成浅绿色，说明维生素C具有还原性，B项能达到实验目的；通过NaOH溶液可除去H2中混有的少量HCl杂质，再经浓硫酸干燥即可得到H2，没有必要经过KMnO4溶液，C项不能达到实验目的；NaHSO3溶液与H2O2溶液的反应没有明显实验现象，无法判断反应进行的快慢，D项不能达到实验目的。\n4.[全国卷Ⅲ]下列实验操作规范且能达到目的的是()目的操作A取20.00mL盐酸在50mL酸式滴定管中装入盐酸，调整初始读数为30.00mL后，将剩余盐酸放入锥形瓶B清洗碘升华实验所用试管先用酒精清洗，再用水清洗C测定醋酸钠溶液pH用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上D配制浓度为0.010mol·L－1的KMnO4溶液称取KMnO4固体0.158g，放入100mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度答案：B\n解析：A项，滴定管最大刻度至尖嘴部分液体不在刻度内，若把30mL刻度处的液体全部放出，其放出液体体积大于20mL，错误；B项，碘易溶于酒精，故可用酒精清洗碘升华实验所用的试管，正确；C项，pH试纸测定溶液pH时不能用水润湿，否则溶液被稀释，导致测定结果不准确，错误；D项，配制一定体积一定物质的量浓度溶液时，应在烧杯中溶解固体，不能直接把固体放在容量瓶中溶解，错误。\n5.[2020·浙江1月，27]为测定FeC2O4·2H2O(M＝180g·mol－1)样品的纯度，用硫酸溶解6.300g样品，定容至250mL。取25.00mL溶液，用标准溶液滴定至终点。重复实验，数据如下：已知：＋5FeC2O4·2H2O＋24H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋10CO2↑＋22H2O，假设杂质不参加反应。该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是____%(保留至小数点后一位)；写出简要计算过程：___________________________________________________________。序号滴定前读数/mL滴定终点读数/mL10.0019.9821.2622.4031.5421.5695.2×100%≈95.2%\n解析：题给表格中有3组实验数据，分别消耗KMnO4标准溶液的体积为19.98mL、21.14mL、20.02mL，其中第2组误差大，舍去，第1组和第3组数据平均值为20.00mL。25.00mL溶液中消耗高锰酸钾的物质的量为0.1000mol·L－1×20.00×10－3L＝2×10－3mol，由题给已知反应知草酸亚铁晶体的物质的量为×2×10－3mol，所以样品中FeC2O4·2H2O的质量分数为×100%≈95.2%。\n6．(1)[全国卷Ⅱ]一种双氧水的质量分数为27.5%，(密度为1.10g·cm－3)，其浓度为_____mol·L－1。(2)[江苏高考]向滤液中加入稍过量的KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100g·L－1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是_________________。(3)[山东卷]实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的________。a.烧杯b．容量瓶c．玻璃棒d．滴定管8.9蒸发浓缩、冷却结晶ac\n解析：(1)根据物质的量浓度与质量分数的换算公式，得c＝＝＝。(2)根据溶解度曲线，KClO3的溶解度受温度影响较大，可采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体。(3)配制一定质量分数的溶液不需使用容量瓶和滴定管。