步步高全国版高考化学一轮复习第1章从实验学化学第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制讲义.docx
《步步高全国版高考化学一轮复习第1章从实验学化学第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制讲义.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《步步高全国版高考化学一轮复习第1章从实验学化学第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制讲义.docx(29页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
步步高全国版高考化学一轮复习第1章从实验学化学第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制讲义
第4讲一定物质的量浓度的溶液及其配制
考点一 物质的量浓度及相关计算
1.概念:
表示单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。
2.表达式:
cB=。
3.单位:
mol·L-1(或mol/L)。
易错警示
(1)c=中的V是溶液的体积,不是溶剂的体积,也不是溶质和溶剂的体积之和。
(2)将CuSO4·5H2O晶体溶于水,其溶质是CuSO4;将Na、Na2O、Na2O2溶于水,其溶质是NaOH;将SO3溶于水,所得溶液的溶质是H2SO4。
(3)在溶解度的概念中,“100”指的是100g溶剂(通常是H2O),而不是溶液。
深度思考
1.观察两个试剂瓶上的标签,回答下列问题。
(1)“5%硫酸铜溶液”中的5%是什么含义?
答案 5%表示硫酸铜溶液的质量分数,即100g硫酸铜溶液中含有5g硫酸铜溶质。
(2)从上述两种溶液中分别取出5mL,硫酸铜溶液的质量分数为__________,NaCl溶液的浓度为______________。
答案 5% 0.4mol·L-1
解析 溶液一旦配好,它的质量分数及浓度就不再改变;从中取出部分溶液,其质量分数及浓度也不变。
2.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)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( )
(2)将25gCuSO4·5H2O晶体溶于75g水中所得溶质的质量分数为25%( )
(3)将40gSO3溶于60g水中所得溶质的质量分数为40%( )
(4)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( )
(5)T℃时100g饱和食盐水中,含有NaCl的质量为mg,则该温度时,NaCl的溶解度是mg( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)×
题组一 根据cB=的计算
1.若20g密度为ρg·cm-3的Ca(NO3)2溶液中含有2gCa(NO3)2,则溶液中NO的物质的量浓度为( )
A.mol·L-1B.mol·L-1
C.mol·L-1D.mol·L-1
答案 C
解析 Ca(NO3)2的物质的量浓度为=mol·L-1,NO的物质的量浓度为mol·L-1。
2.在标准状况下,将VLA气体(摩尔质量为Mg·mol-1)溶于0.1L水中,所得溶液的密度为ρg·cm-3,则此溶液的物质的量浓度(mol·L-1)为( )
A.B.
C.D.1000VρM(MV+2240)
答案 B
解析 气体的物质的量为mol,所得溶液的质量为(×M+100)g,则此溶液的物质的量浓度为mol÷[(×M+100)g÷(1000ρg·L-1)]=mol·L-1。
题组二 关于物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算
3.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,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L-1,溶液中含氢氧化钠的质量为mg,该温度下NaOH的溶解度为S。
(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(w)为___________________________________。
(5)用S、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为______________________________。
答案
(1)g
(2)mol·L-1 (3)25dwmol·L-1 (4)% (5)mol·L-1
解析
(1)S=×100g(溶解度定义)
(2)c==mol·L-1
(3)c==25dwmol·L-1
(4)w=×100%=%
(5)c==mol·L-1
题组三 电荷守恒法在物质的量浓度计算中的应用
4.把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含amol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含bmol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-1B.10(2a-b)mol·L-1
C.10(b-a)mol·L-1D.10(b-2a)mol·L-1
答案 D
解析 根据题意,500mL溶液分成5等份,每份为100mL。
每份中n(Ba2+)=amol,n(Cl-)=bmol,根据电荷守恒关系得n(K+)=(b-2a)mol,则c(K+)==10(b-2a)mol·L-1。
5.把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含amolNaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含bmolBaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。
则原混合溶液中钾离子的浓度为( )
A.mol·L-1B.mol·L-1
C.mol·L-1D.mol·L-1
答案 D
解析 注意混合液分成两等份,由Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Ba2++SO===BaSO4↓可知原溶液中n(Mg2+)=mol=amol、n(SO)=2bmol,依据电荷守恒可知原溶液中n(K+)=2n(SO)-2n(Mg2+)=2(2b-a)mol。
题组四 溶液稀释与混合的计算
6.两种硫酸溶液,一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1,密度为ρ1;另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2,密度为ρ2,将它们等体积混合后,所得溶液的密度为ρ3,则混合后硫酸的物质的量浓度为( )
A.B.
C.D.
思路点拨
(1)在进行有关物质的量浓度的计算时,要充分应用溶质的物质的量、质量及溶液中的电荷守恒。
(2)溶液稀释混合时,溶液的体积一般不可直接相加,应用溶液的总质量和密度来计算。
答案 A
解析 根据混合后n(H2SO4)=n1(H2SO4)+n2(H2SO4),设取混合前两硫酸溶液的体积均为VmL,则有c===,故选答案A。
7.用溶质质量分数为98%的浓硫酸和溶质质量分数为18%的稀硫酸配制500g溶质质量分数为28%的硫酸,需要浓硫酸和稀硫酸的质量分别为( )
A.62.5g 437.5gB.71.4g 428.6g
C.437.5g 62.5gD.428.6g 71.4g
答案 A
解析 设需要浓硫酸和稀硫酸的质量分别为x、y。
由题意得
解得:
故答案选A。
题组五 溶液稀释与混合的判断技巧
8.
(1)将3p%的硫酸与同体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸,则p、q的关系正确的是________(填序号,下同)。
①q=2p②q>2p
③q<2p④无法确定
(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸,则p、q的关系是________。
①q=2p②q>2p
③q<2p④无法确定
答案
(1)②
(2)③
解析 当等体积混合时,设浓溶液的密度为ρ1,稀溶液的密度为ρ2,体积各为1L,则混合后
w==×p%
=(1+)p%
则当ρ1>ρ2时,如H2SO4溶液、HNO3溶液,w>2p%;
当ρ1<ρ2时,如氨水、酒精溶液,w<2p%。
9.
(1)在100g物质的量浓度为cmol·L-1,密度为ρg·cm-3的硫酸中加入一定量的水稀释成mol·L-1的硫酸,则加入水的体积________(填“=”、“>”或“<”,下同)100mL。
(2)若把
(1)中的H2SO4改成氨水,应加入水的体积______100mL。
(3)若把
(1)
(2)中的物质的量的浓度均改为溶质的质量分数,则加入水的体积________100mL。
答案
(1)<
(2)> (3)=
解析
(1)·c=·
V水=-100
由于ρ′<ρ,所以V水<100mL。
(2)由于ρ′>ρ,所以V水>100mL。
(3)根据质量分数=×100%知,溶质不变,质量分数减半,则溶液质量加倍,所以均应加入100mL水。
1.有关物质的量浓度计算的一般方法
(1)由定义出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式c=、质量分数=×100%进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
(2)在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时,除利用上述方法外,我们还可以运用假设法,使问题简单化。
例如:
已知溶质的质量分数w,溶液的密度为ρg·cm-3,溶质的摩尔质量为Mg·mol-1,求物质的量浓度c。
我们可以假设溶液为1L,所以溶液质量为1×1000×ρg,溶质的质量为1×1000×ρ×wg,溶质的物质的量为mol,这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c=mol·L-1。
2.溶液稀释定律(守恒观点)
(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)。
3.同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算
(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
4.溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。
(1)等体积混合
①当溶液密度大于1g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后质量分数w>(a%+b%)。
②当溶液密度小于1g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
(2)等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),则混合后溶液中溶质的质量分数w=(a%+b%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
考点二 一定物质的量浓度溶液的配制
1.主要仪器
天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管。
2.容量瓶的构造及使用
(1)容量瓶上标有温度、规格和刻度线。
常用规格有50mL、100mL、250mL、1000mL等。
(2)容量瓶在使用前要检查是否漏水,其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转180°→倒立。
3.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5.9g。
(2)称量:
用托盘天平称量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。
(4)移液:
待烧杯中的溶液冷却至室温后,用玻璃棒引流将溶液注入100mL容量瓶。
(5)洗涤:
用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液全部注入容量瓶。
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1~2cm时,改用胶头滴管,滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀:
盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
配制流程如下图所示:
深度思考
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)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( )
(2)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)( )
(3)若量取7.2mL溶液,应选用10mL量筒( )
(4)将10.6gNa2CO3·10H2O溶于水配成1L溶液,物质的量浓度为0.1mol·L-1( )
答案
(1)×
(2)× (3)√ (4)×
2.称量5.9gNaCl固体,若不慎将物品和砝码颠倒放置,则实际称量的NaCl质量为________g。
答案 4.1
3.实验中需要2mol·L-1的Na2CO3溶液950mL,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 1000mL 212g
解析 实验室中没有950mL的容量瓶,只能选用1000mL的容量瓶。
所需Na2CO3的质量为2mol·L-1×1L×106g·mol-1=212g。
4.怎样向容量瓶中转移液体?
答案 玻璃棒的末端位于容量瓶刻度线以下并靠在容量瓶颈内壁上(注意:
不要让玻璃棒其他部位触及容量瓶口),然后将烧杯中的液体沿玻璃棒缓缓注入容量瓶中。
题组一 一定物质的量浓度溶液的配制
1.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。
完成本实验所必需用到的仪器有:
托盘天平(带砝码、最小砝码为5g)、药匙、烧杯、____________、_____________、____________以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。
配制该溶液需取NaCl晶体______g。
(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。
(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。
答案
(1)500mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒
(2)14.6
(3)①
②左盘
(4)搅拌,加速NaCl溶解
(5)保证溶质全部转入容量瓶中
(6)1~2cm 胶头滴管
解析 配制480mL0.50mol·L-1的NaCl溶液,必须用500mL的容量瓶。
m(NaCl)=0.50mol·L-1×0.5L×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。
题组二 误差分析“10”例
2.用“偏大”、“偏小”或“无影响”填空。
(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________。
(5)用量筒量取浓硫酸时,仰视读数________。
(6)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________。
(7)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________。
(8)定容摇匀后,发现液面下降,继续加水至刻度线______________________。
(9)定容时仰视刻度线________。
(10)定容摇匀后少量溶液外流________。
答案
(1)偏小
(2)偏小 (3)偏小 (4)偏小
(5)偏大 (6)偏大 (7)偏小 (8)偏小 (9)偏小 (10)无影响
1.质量百分比浓度、体积比浓度的配制
(1)配制100g10%的NaCl溶液。
用托盘天平称取10gNaCl固体,放入100mL的烧杯中,再用100mL量筒量取90mL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40mL的水注入到100mL的烧杯中,再用10mL的量筒量取10.0mL浓硫酸,然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中,并用玻璃棒不停搅拌。
2.误差分析的理论依据
根据cB=可知,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nB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nB和V怎样的变化。
在配制一定物质的量浓度溶液时,若nB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nB比理论值大,或V比理论值小时,都会使所配溶液浓度偏大。
3.仰视、俯视的分析
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。
考点三 溶解度及其曲线
1.固体的溶解度
在一定温度下,某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。
固体物质溶解度(饱和溶液)S=×100g。
影响溶解度大小的因素
(1)内因:
物质本身的性质(由结构决定)。
(2)外因:
①溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)。
②温度的影响:
升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl的溶解度影响不大。
2.气体的溶解度
通常指该气体(其压强为101kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积,常记为1∶x。
如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。
气体溶解度的大小与温度和压强有关,温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。
3.溶解度的表示方法
(1)列表法
硝酸钾在不同温度时的溶解度:
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
溶解度/g
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110
138
168
202
246
(2)曲线法
4.利用溶解度受温度影响不同除杂的方法
(1)溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶,趁热过滤的方法。
(2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法;若KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
深度思考
1.在通常状况下,NH3在水中的溶解度为1∶700,其中“1∶700”的含义是什么?
答案 “1∶700”指的是在常温常压下,1体积水溶解700体积的NH3,达到饱和状态。
2.请填写下列物质的结晶方法。
(1)氯化钠:
________________。
(2)硝酸钾:
________________。
(3)硫酸铜晶体:
______________。
(4)从FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O固体__________。
答案
(1)蒸发结晶
(2)蒸发浓缩,冷却结晶 (3)蒸发浓缩,冷却结晶 (4)在HCl气氛中加热,蒸发结晶
3.下图是X、Y、Z三种固体物质的溶解度曲线。
按要求回答下列问题:
(1)若X溶液中混有少量Y,怎样提纯X?
答案 加热浓缩,冷却结晶,过滤。
(2)若Y溶液中混有少量的X,怎样提纯Y?
答案 蒸发结晶,趁热过滤。
高氯酸铵可用于火箭推进剂,实验室可由NaClO3等原料制取(部分物质溶解度如图),其实验流程如下:
(已知氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠)
(1)80℃时浸取液冷却至0℃过滤,滤渣的主要成分为________(写化学式)。
(2)反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为___________________。
答案
(1)NaClO4
(2)NH+ClO===NH4ClO4↓
解析
(1)80℃时浸取液主要含有NaClO4和NaCl,NaClO4溶解度受温度影响较大,而NaCl受温度影响很小,当冷却至0℃时,NaClO4会因温度降低溶解度减小而析出,所以滤渣中主要物质是NaClO4。
(2)反应器中含有NaClO4,加入氯化铵饱和溶液后,根据不同物质的溶解度相对大小关系,可知溶解度最小的NH4ClO4首先结晶析出,发生反应的离子方程式为NH+ClO===NH4ClO4↓。
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)
配制0.10mol·L-1的NaOH溶液( )
(2015·安徽理综,8A)
(2)称取2.0gNaOH固体,可以先在托盘上各放1张滤纸,然后在右盘上添加2g砝码,左盘上添加NaOH固体( )
(2015·福建理综,8A)
(3)
( )
(2015·四川理综,3A)
(4)
( )
(2015·重庆理综,4B)
(5)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法( )
(2015·浙江理综,8D)
(6)用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体( )
(2014·新课标全国卷Ⅰ,12D)
(7)配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高( )
(2014·大纲全国卷,6C)
(8)因为KNO3的溶解度大,所以可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl( )
(2014·广东理综,9A)
(9)因为Ca(OH)2能制成澄清石灰水,所以可配制2.0mol·L-1的Ca(OH)2溶液( )
(2014·广东理综,9D)
(10)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( )
(2013·福建理综,10C)
(11)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小( )
(2013·天津理综,4B)
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)√ (11)×
2.[2015·山东理综,31
(1)]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
答案 ac
3.[2015·江苏,18(3)]如图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制的结晶温度范围为________________________。
答案 高于60℃
解析 由图可知,要从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶出MnSO4·H2O晶体,温度应大于60℃,其原因是此时MgSO4·6H2O的溶解度大于MnSO4·H2O的溶解度,有利于MnSO4·H2O晶体析出,MgSO4·6H2O晶体不易析出。
4.(2010·四川理综,12)标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g·mL-1),所得溶液的密度为ρg·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L-1,则下列关系中不正确的是( )
A.ρ=(17V+22400)/(22.4+22.