版新教材高中化学第2章第3节第3课时物质的量浓度教案新人教版必修第一册4.docx

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版新教材高中化学第2章第3节第3课时物质的量浓度教案新人教版必修第一册4

第3课时　物质的量浓度

学业要求

核心素养对接

1.了解物质的量浓度的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。

2．能运用物质的量浓度进行简单计算。

3．学会配制一定物质的量浓度的溶液。

1.在微观与宏观转换中提升对物质的量浓度概念的理解。

2．通过分析、推理认识物质的量浓度的构成要素及其相互关系。

[知识梳理]

知识点一　物质的量浓度

生活中饮料与酒分别是用质量分数、体积分数来表示物质的浓度，化学实验室为了取用方便引进了一种新的表示溶液的浓度的方法——单位是mol/L，这是物质的量浓度，它是如何规定的？

请完成下面知识点：

提醒：

（1）在用公式计算物质的量浓度时体积指的是溶液的体积，而不是溶剂的体积；

（2）在一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，其浓度不变，即浓度不会随着体积的变化而变化，但所含溶质的物质的量或质量因体积的不同而不同。

知识点二　一定物质的量浓度溶液的配制

初中我们常用上图中的方法来配制一定质量分数的溶液，那么一定物质的量浓度的溶液如何配制？

请完成下列知识点：

1．主要仪器

（1）天平：

使用电子天平或托盘天平。

（2）容量瓶：

固体用天平量取，液体用量筒量取

（3）其他仪器：

量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。

2．配制过程

以配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液为例。

（1）计算、称量：

需要NaCl固体的质量为5.85g，实际用托盘天平称量的质量为5.9g。

（2）溶解：

溶解过程中玻璃棒的作用为搅拌，加速溶解。

（3）移液、振荡。

①移液前需将溶液冷却至室温。

②移液中玻璃棒的作用为引流。

③振荡前需进行的操作为用少量蒸馏水将烧杯和玻璃棒洗涤2～3次，并将洗涤液注入容量瓶中。

（4）定容。

①当液面离容量瓶颈刻度线下1～2cm时改用胶头滴管滴加蒸馏水。

②定容标准为：

溶液凹液面与刻度线相切。

（5）摇匀：

盖好瓶塞，反复上下颠倒。

（6）将配制好的溶液倒入试剂瓶中，并贴好标签。

提醒：

配制溶液时注意选择合适的容量瓶，如：

配制230mL、1mol/LNaCl溶液，就应该选择250mL的容量瓶，那么称量NaCl的质量就是14.6g，在这里还要注意有效数字的问题，因为天平的精确度为0.1g。

微判断

（1）1molNaCl溶于1L水所得溶液的物质的量浓度是1mol·L－1。

（　　）

（2）将25gCuSO4·5H2O溶解在1L水中，所得溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1。

（　　）

（3）把1molNH3通入水中得到1L溶液，其物质的量浓度为1mol·L－1。

溶质NH3（　　）

（4）将10gCaCO3粉末加水配成100mL溶液，CaCO3的物质的量浓度为1mol·L－1。

（　　）

（5）配制一定物质的量浓度的溶液时，若液面超过刻度线，应立即用胶头滴管吸出多余的部分。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√

（4）×　（5）×

微训练

1．1mol·L－1硫酸溶液的含义是（　　）

A．1L水中含有1mol硫酸

B．1L溶液中含1molH＋

C．将98g硫酸溶于1L水所配成的溶液98gH2SO4＋1L水≠1L溶液

D．从1L溶液中取出500mL后，剩余溶液的浓度仍为1mol·L－1

答案　D

2．将190gMgCl2溶于水配制成1L溶液。

（1）该溶液中MgCl2的物质的量浓度为________，溶液中Cl－的物质的量浓度为________。

（2）从1L该溶液中取出10mL，10mL溶液中物质的量浓度为________，溶质的物质的量为________。

答案　

（1）2mol/L　4mol/L

（2）2mol/L　0.02mol

微思考

1．知识点二中配制NaCl溶液所需的NaCl的质量是怎样算出来的？

提示　n＝cV＝1.00mol/L×0.1L＝0.1mol。

m＝n·M＝0.1mol×58.5g/mol＝5.85g

又因托盘天平最小量程为0.1g，故托盘天平称取的质量为5.9g。

2．若改为用1mol·L－1的盐酸配制100mL0.1mol·L－1的HCl呢？

提示　根据稀释前后溶质的物质的量不变进行计算：

c1V1＝c2V2

1mol·L－1·V1＝0.1mol·L－1×100mL

V1＝10.0mL

则用量筒量取10.0mL的1mol·L－1的盐酸

学习任务1　物质的量浓度概念的理解

下图是某同学学习物质的量浓度时，绘制的概念关系图：

1．若已知一定体积的溶液中溶质的质量，如何求溶质的物质的量浓度？

10.6gNa2CO3溶于水配成1L溶液，其物质的量浓度是多少？

提示　c＝

＝

＝

。

n＝

＝0.1mol，c＝

＝

＝0.1mol·L－1。

2．已知在AlCl3溶液中Al3＋的物质的量浓度为1mol·L－1，则Cl－的物质的量浓度是多少？

提示　在溶液中，阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中离子个数之比，据此可根据已知一种离子的浓度求算其他离子浓度，所以c（Cl－）＝3c（Al3＋）＝3mol·L－1。

3．将3mol·L－1的NaCl溶液稀释到原来的3倍，稀释后的溶液的浓度是多少？

提示　1mol·L－1。

1．物质的量浓度计算的“四种类型”

（1）物质的量浓度的简单计算：

c＝

。

（2）溶液稀释的有关计算：

稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。

c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀）

m（浓）·w（浓）＝m（稀）·w（稀）

（3）溶液混合（溶质相同）的计算：

混合前后溶质的物质的量或质量不变。

c1·V1＋c2·V2＝c（混）·V（混）

m1·w1＋m2·w2＝m（混）·w（混）

（4）物质的量浓度和溶质质量分数之间的关系：

c＝

（ρ：

g·mL－1）或c＝

（ρ：

g·L－1）

w＝

（ρ：

g·mL－1）

2．物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数、溶解度的比较：

内容

物质的量浓度

质量分数

溶解度

定义

以1L溶液中含有溶质B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分数

在一定温度下，某物质溶解于100g水中达到饱和状态时所能溶解的质量

溶质的

单位

mol

g

g

溶液的

单位

L

g

g

计算

公式

c＝

w＝

×100%

S＝

×100g

三者的

关系

c＝

，w＝

，w＝

×100%（饱和溶液）

【例题1】　将20gNaOH固体溶于水配成100mL溶液，其密度为1.185g·mL－1。

　　注意公式应用

（1）该溶液中NaOH的物质的量浓度为________。

（2）该溶液中NaOH的质量分数为________。

（3）从该溶液中取出10mL，其中NaOH的物质的量浓度为________，含NaOH的物质的量为________。

（4）将取出的10mL溶液加水稀释，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为1mol·L－1，稀释后溶液体积为________mL。

解析　

（1）20gNaOH物质的量是

＝0.5mol，其物质的量浓度为

＝5mol·L－1。

（2）该溶液的质量为100mL×1.185g·mL－1＝118.5g，该溶液中NaOH的质量分数为20g÷118.5g×100%＝16.9%。

（3）溶液取出以后其浓度不发生变化，其物质的量发生变化，是5mol·L－1×0.01L＝0.05mol。

（4）据稀释规律c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀），则有5mol·L－1×0.01L＝1mol·L－1·V，则V＝0.05L，即50mL。

答案　

（1）5mol·L－1　

（2）16.9%　（3）5mol·L－1　0.05mol　（4）50

变式训练1　关于1mol·L－1K2SO4溶液的下列说法正确的是（　　）

A．溶液的体积越大，浓度越大

B．含0.1molK2SO4的溶液的体积是1L

C．溶液中c（K＋）＝2mol·L－1

D．1L溶液中含2molK＋，2molSO

解析　一定浓度的溶液，体积改变，浓度不发生变化，A错误；含0.1molK2SO4的溶液的体积是0.1L，B错误；K2SO4溶液的浓度是1mol·L－1，c（K＋）＝2mol·L－1，C正确；1L溶液中K2SO4的物质的量是1mol，含2molK＋，1molSO

，D错误。

答案　C

学习任务2　必做实验——配制一定物质的量浓度的溶液

【实验准备】

1．物质的量浓度

以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。

它是用物质的量表示溶液组成的物理量，单位是mol/L，数学表达式为cB＝nB/V。

溶液体积不是溶剂的体积，也不等于浓溶液（固体、气体）与溶剂体积之和。

2．容量瓶（volumetlricflask）

（1）容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃瓶（如图所示），瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞。

瓶塞必须妥为保护，最好用绳把它系在瓶颈上，以防跌碎或与其他容量瓶搞混。

（2）容量瓶上标有：

温度、容积、刻度线，表示在所指温度下，液体的凹液面与容量瓶颈部的刻度相切时，溶液体积恰好与瓶上标注的容积相等。

（3）容量瓶常用于配制一定体积、一定浓度的溶液。

（4）常用的容量瓶有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等多种。

3．使用容量瓶之前，要先进行以下两项检查：

（1）容量瓶容积与所要求的是否一致。

（2）使用前，除洗涤外还应检查容量瓶是否漏液。

检漏时，先注入少量水，一只手托住容量瓶的底部，另一只手握住瓶口食指压住玻璃塞倒置（约半分钟），看是否漏水；如果不漏，再把塞子旋转180°再倒置，检查是否漏水。

两次检验不漏水后才可使用。

4．使用容量瓶时应注意以下几点：

（1）容量瓶只能用于配制溶液，不能在容量瓶里进行溶质的溶解，也不能用来储存溶液，更不能用作反应容器。

（2）用于洗涤烧杯的溶剂总量不能超过容量瓶的刻度线。

（3）容量瓶必须在常温下使用，不能注入热溶液，更不能进行加热。

如果溶质在溶解过程中放热，要待溶液冷却至室温再进行转移。

（4）用容量瓶不能配制任意体积的溶液，配制时可根据所需溶液的体积选择合适的容量瓶。

（5）向容量瓶注入液体时，应沿细玻璃棒注入，以防液体流出而损失。

（6）容量瓶上只有一个刻度线，正确读数时，要使视线、容量瓶刻度线和瓶内液面的最低点相切。

（7）容量瓶用毕应及时洗涤干净，塞上瓶塞，并在塞子与瓶口之间夹一条纸条，防止瓶塞与瓶口粘连。

【高效预习】

回顾初中阶段学习的“天平的使用”，预习教材“一定物质的量浓度的溶液的配制”以及[实验准备]栏目的内容，回答下列问题：

（1）配制100mL1.00mol/L的NaCl溶液，需要NaCl固体________mol，质量为________g。

称量时要用________。

所选的容量瓶的规格应为________mL。

（2）使用托盘天平时首先要________________，称量时应把________放在左盘，把________放在右盘。

取用砝码应按由________到________的顺序，即先取较________砝码，依次加入较________的砝码。

（3）配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的步骤依次为：

________、________、________、________、________、________、________、________、________。

（4）将烧杯里的溶液转移到容量瓶中后，为什么要用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液也全部转移到容量瓶中？

______________________________________________________。

（5）为什么当加蒸馏水至液面离容量瓶颈刻度线下1～2cm处改用胶头滴管加蒸馏水，而不直接加蒸馏水至刻度线处？

________________________________

________________________________________________________________。

【合作探究】

[实验目的]

（1）加深对物质的量浓度概念的理解。

（2）认识容量瓶，并掌握容量瓶的使用方法。

（3）配制100mL1.00mol·L－1的NaCl溶液。

[实验用品]

（1）试剂：

___________________________________________。

（2）仪器：

____________________________________________。

[实验原理]　物质的量浓度的概念，即：

cB＝nB/V或c1V1＝c2V2（即c2＝c1V1/V2）。

[实验方案]

实验操作步骤

结论、解释及注意事项

（1）计算

（1）计算所需的NaCl固体的质量为________g。

（2）称量

（2）根据计算结果，用________称量NaCl固体。

（3）溶解

（3）将称好的NaCl固体放入________中，用适量蒸馏水溶解。

溶解时，用________不断搅拌，目的是________________________。

（4）移液

（4）将恢复至室温的溶液全部转移到容量瓶中。

烧杯内的液体向容量瓶内倾倒时，要用________将液体引流至瓶颈内刻度线以下。

（5）洗涤

（5）每次用蒸馏水约5mL将溶解溶质用过的烧杯内壁洗涤2～3次，每次的洗涤液都沿玻璃棒转入________中。

（6）摇匀

（6）轻轻摇动容量瓶，使溶液________。

（7）定容

（7）当液面离刻度线1～2cm处时，改用________加蒸馏水至液面与刻度线________。

（8）振荡

（8）塞好瓶塞，双手持容量瓶，将容量瓶反复________、________。

（9）装瓶贴签

（9）把容量瓶内的溶液倒入洁净、干燥的________内，盖好瓶盖，在瓶体上贴好写明溶液________、________的标签。

[注意事项]

（1）容量瓶使用前先检查是否漏水，其容积与欲配溶液的体积是否相等。

（2）拿容量瓶时手指应持在瓶颈刻度线以上部分。

（3）转移溶液时，用玻璃棒引流注入容量瓶中。

（4）烧杯和玻璃棒要洗涤2～3次，洗涤液要全部注入容量瓶中。

（5）液面距刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水，必须使液面最低点与刻度线相切。

（6）容量瓶不能长时间盛放溶液，配制好后溶液要转入试剂瓶中保存。

（7）加溶液到刻度线时，观察液面要平视刻度线，使凹液面（最低点）与刻度线相切。

（8）容量瓶使用完毕，应洗净、晾干。

[讨论分析]

（1）你是用什么仪器称量NaCl固体的？

如果是托盘天平，称量的质量是多少？

与计算量一致吗？

为什么？

______________________________________________________________。

（2）配制溶液时能否将容量瓶先用试剂润洗？

______________________________________________________________。

（3）在使用容量瓶配制溶液时，为什么必须要等溶液的温度恢复到室温后再将溶液转移到容量瓶中？

______________________________________________________________。

（4）在用容量瓶配制溶液时，如果加水超过了刻度线，倒出一些溶液，再重新加水到刻度线，这种做法对吗？

如果不对，会引起什么误差？

______________________________________________________________。

（5）如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的偏大还是偏小？

______________________________________________________________

______________________________________________________________。

（6）在定容时，俯视、仰视和平视得到的数据有什么差异？

______________________________________________________________

______________________________________________________________。

（7）假如配制一定浓度的氢氧化钠溶液，应怎样称量氢氧化钠固体？

______________________________________________________________。

【参考答案】

【高效预习】

（1）0.1　5.85　托盘天平　100

（2）调节天平平衡　被称量物质（或NaCl固体）　砝码　大　小　大　小

（3）计算　称量　溶解　移液　洗涤　摇匀　定容　振荡　装瓶贴签

（4）因为烧杯内壁和玻璃棒上还有一些NaCl溶液，如果不洗或洗涤液不注入容量瓶，所配制的溶液里所应有NaCl的物质的量就偏小，导致配制的NaCl物质的量浓度偏小

（5）直接加蒸馏水不容易控制，很容易使溶液体积超过所要配制的溶液体积，导致溶液浓度偏小

【合作探究】

[实验用品]

（1）试剂：

氯化钠、蒸馏水。

（2）仪器：

托盘天平（带砝码）、药匙、100mL容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。

[实验方案]

（1）5.85　

（2）托盘天平　（3）烧杯　玻璃棒　加速NaCl固体溶解且使NaCl溶液恢复至室温　（4）玻璃棒　（5）容量瓶　（6）混合均匀　（7）胶头滴管　相切　（8）颠倒　摇匀　（9）试剂瓶　名称　物质的量浓度

[讨论分析]

（1）是用托盘天平称量NaCl的质量。

用托盘天平称量的NaCl的质量是5.9g，而计算出的NaCl的质量为5.85g，两者不同。

因为托盘天平的精确度只有0.1g，对0.05g它不能显示。

对5.85g用四舍五入法处理，即5.9g。

（2）不能。

这样会改变溶液的浓度。

但可以用蒸馏水润洗。

（3）如果待配制溶液的温度过高或过低，都会影响所配制溶液浓度的准确性。

（4）不对。

这样会导致一部分溶质流失，使得配制的溶液的物质的量浓度偏小。

（5）如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，导致部分溶质流失，使配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的偏小。

（6）在定容时，如果眼睛的位置偏高、偏低或容量瓶放置歪斜，所观察到的刻度会有较大的误差。

仰视时，溶液体积比平视偏大，造成所配制溶液浓度偏小；俯视时，溶液体积比平视偏小，造成所配制溶液浓度偏大。

（7）氢氧化钠在空气中易吸水，且具有较强的腐蚀性，因此称量时放在小烧杯中称量。

学习任务3　一定物质的量浓度溶液的配制与误差分析

如图是实验室配制一定物质的量浓度溶液的操作过程：

1．在上图操作中，向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是什么？

玻璃棒的下端为什么应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上？

提示　向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是引流，以防止溶液外洒而造成损失。

如果玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以上的内壁上，刻度线以上的内壁上附着的液体不能及时流下，定容后造成溶液体积偏大，所以玻璃棒的下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上。

2．定容加蒸馏水时不慎超过了刻度线，是否可用胶头滴管将超过了刻度线的液体吸出？

向容量瓶转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面，应如何处理？

能否补加溶质？

提示　均不可以。

因超过了刻度线的液体不是多加入的蒸馏水，而是含有溶质的溶液，用胶头滴管将其吸出，溶质会减少，也无其他方法进行弥补处理，实验失败，只能重新配制；因为洒落在容量瓶外的溶质的量无法确定，所以无法进行补加溶质，只能重新配制。

3．用量筒量取5.8mL浓硫酸倒入100mL容量瓶，然后加水定容，配制一定浓度的硫酸溶液，这样操作可以吗？

提示　不可以，不能直接在容量瓶中稀释浓溶液，应在烧杯中进行。

4．配制一定浓度的氢氧化钠溶液时，氢氧化钠在烧杯中刚好溶解，即把溶液转移到容量瓶，这样可以吗？

若不可以，这样所配溶液的浓度如何变化？

提示　不可以，溶液未冷却，液体膨胀，故向容量瓶中所加的水偏少，这样所配溶液浓度偏高。

1．一定物质的量浓度溶液配制操作步骤及所用仪器

2．容量瓶的使用注意事项

（1）使用前用蒸馏水洗净。

（2）用玻璃棒引流时，玻璃棒与容量瓶的接触点应在刻度线以下。

（3）定容时要平视刻度线，使凹液面最低点与刻度线相切。

（4）在容量瓶上标有一个刻度，两个数据（温度和体积）。

在选择容量瓶时，应选用与所配溶液体积相等或稍大规格的容量瓶。

（5）使用容量瓶的“五不”：

不能进行加热；不能进行溶解；不能进行稀释；不能作为反应容器；不能久贮溶液，尤其是碱液。

3．误差分析

（1）根据c＝

＝

，m偏大，c偏大；V偏大，c偏小。

（2）注意事项：

①在配制一定物质的量浓度的溶液时，定容时加蒸馏水，一旦超过刻度线，应洗净容量瓶，重配。

②配制时完全不需要计算水的用量，因此容量瓶不必是干燥的，有少量蒸馏水不影响实验结果。

③定容时俯视、仰视对结果的影响

仰视刻度线（图1），导致溶液体积偏大，所配浓度偏小。

俯视刻度线（图2），导致溶液体积偏小，所配浓度偏大。

【例题2】　实验室需配制250mL0.1mol·L－1的Na2CO3溶液，填空并回答下列问题：

容量瓶规格：

50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL

（1）配制250mL0.1mol·L－1的Na2CO3溶液

实际应称Na2CO3质量/g

应选用容量瓶的规格/mL

（2）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30mL水洗涤烧杯2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡

B．将准确称量的Na2CO3固体倒入烧杯中，再加适量水溶解

C．将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中

D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀

E．改用胶头滴管加水，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1cm～2cm处

（3）操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是______________________________，溶液注入容量瓶前需恢复到室温，这是因为__________________________；热胀冷缩

（4）若出现如下情况，对所配溶液浓度将有何影响？

（填“偏高“偏低”或“无影响”　）

若容量瓶中有少量蒸馏水____________；

若定容时俯视刻度线____________。

（5）若实验过程中出现如下情况如何处理？

加蒸馏水时不慎超过了刻度____________________；向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面__________________。

解析　

（1）称取固体Na2CO3的质量为0.25L×0.1mol·L－1×106g·mol－1≈2.7g；配制250mL0.1mol·L－1的Na2CO3溶液就用250mL容