物质的量与化学反应 专题2 物质的量浓度
【复习目标】
1.了解配制一定物质的量浓度溶液的方法。
2.掌握有关溶液浓度(溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度)的计算。 【考点过关】
1. 一定物质的量浓度溶液的配制
(1)主要仪器:托盘天平、钥匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,若溶质为液体或浓溶液,上述仪器中的托盘天平、钥匙改为量筒。
仪器 注意事项或作用 容量瓶上标有温度、规格和刻度线,常用规格有50 mL、100 mL、250 mL、1 000 mL等;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;不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀容量瓶 释;不能作为反应器或用来长期贮存溶液;不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的;不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液 量筒 托盘天平 点后1位 在溶液配制中的作用是搅拌、引流;搅拌勿碰烧杯内壁,引流注意玻璃棒下玻璃棒 端应在刻度线以下 (2)配制步骤:
不作反应器;不能将浓溶液直接在量筒中稀释;量取的液体倒出后不必洗涤 使用前调零;药品不能直接放在托盘上;左物右码,先大后小;读数至小数
步骤 计算 称量 溶解 注意事项 根据配制要求计算出所需固体溶质的质量或所需浓溶液的体积 用托盘天平称量固体溶质的质量或用量筒量取溶质的体积 将称量或量取的溶质放入烧杯中再加入适量的蒸馏水,用玻璃棒搅拌使之溶解 1
转移 洗涤 定容 将溶解的溶液冷却至室温,沿玻璃棒注入准备好的容量瓶里 用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次,并将洗涤液转移至容量瓶中 将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管,滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切 摇匀 装瓶 盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀 将配好的溶液装入干净试剂瓶中,贴上标签,注明名称、浓度、配制日期 (3)误差分析: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。
可能引起误差的一些操作 称量前小烧杯内有水 用滤纸称氢氧化钠 溶解或转移溶液时,使溶液漏洒 未洗涤烧杯和玻璃棒 溶液未冷却至室温就注入容量瓶并定容 定容摇匀后,液面下降,再加水 定容时,俯视刻度线 定容时,仰视刻度线 m 不变 减小 减小 减小 不变 不变 不变 不变 V 不变 不变 不变 不变 减小 增大 减小 增大 c 无影响 偏小 偏小 偏小 偏大 偏小 偏大 偏小 nBV用天平称量溶质时,若砝码生锈或沾有其他物质时,会多称量溶质(偏大) 其他 药品中含有杂质,会少称量溶质(偏小) 溶解时烧杯内有蒸馏水,未干燥(无影响) 定容时不慎超过刻度线(偏小),应重新配制 【巩固演练】下列说法正确的是。
①称取1.06g无水碳酸钠,加入100mL容量瓶中,加水溶解、定容配制100mL0.1mol·LNa2CO3溶液 ②欲用NaClO固体配制480 mL含NaClO 25%,密度为1.19 g/cm的消毒液,配制过程只需要三种仪器即可完成
3
-1
2
③从1L0.1mol·LH2SO4溶液中取出100mL,则取出溶液中H2SO4的物质的量浓度为0.01mol·L ④100 mL 0.5 mol·L MgCl2溶液跟100 mL 0.5 mol·L NaCl溶液所含的Cl物质的量浓度相同 ⑤配制Na2SO4溶液时,移液前,容量瓶中有少量蒸馏水会使结果偏高
⑥配制氯化铁溶液时,将一定量氯化铁溶解在较浓的盐酸中,再用水稀释到所需浓度
⑦准确称取25.0 g胆矾,溶于水,所得溶液恢复到室温,再转移至1000 mL容量瓶中,定容、摇匀配制1000 mL 0.1 mol·L的硫酸铜溶液
⑧配制溶液时,定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线 ⑨制成0.5L10mol·L的盐酸,需要氯化氢气体112L(标准状况)
-1
-1
-1
-1
-
-1-1
【答案】③⑥⑦⑨
2.有关物质的量浓度的计算
有关概念的计算 有关离子浓度的计算 运用“万能恒等式”n=CV=mV气 N==M22.4NA计算 根据溶质的电离方程式,算出离子的物质的量,注意利用电荷守恒原理计算 与质量分数的换算 稀释计算 C=运用公示ρM计算 溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2 溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2 溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒) 混合计算 混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2) 混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混= ρ混-1
m混【巩固演练】下列溶液中,溶质的物质的量浓度不是1 mol·L的是( ) A.10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液 B.将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液
3
C.将0.5 mol·L的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水的溶液 D.标况下,将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液
10 g80 g
-1-140 g·mol80 g·mol-1-1
【解析】A项,c(NaOH)==1 mol·L;B项,c(H2SO4)==1 mol·L;C项,蒸发
0.25 L1 L22.4 L
-1
22.4 L·mol-1
掉50 g水后,溶液的体积并不是50 mL,NaNO3的浓度也不是1 mol·L;D项,c(HCl)==1 mol·L
-1
1 L
-1
。【答案】C
三、化学计算的常用方法
某些错综复杂的化学变化是若干个变化的综合,若按常规解法,从发展的起源开 始,沿着化学变化的轨迹推理演算,根据化学方程式分步求解,显然是一种有着关系式法 繁杂的计算量的解法。但若抓住变化的起源和结果,即变化的始态和终态,找出两者的相关量关系,省略复杂的中间计算过程,即可使推理演算简洁而迅速,这种方法叫做关系式法 极值法也称为极端假设法,极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题 技巧。它是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应 物或生成物的量值,进行判断分析,求得结果。极值法解题的优点是将某些复杂极值法 的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题,使解题过程简化,解题思路清晰,把问题化繁为简,由难变易,从而提高了解题速度。极值法解题的关键是紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落点。极值法解题有三个基本思路:把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应;把混合物假设成纯净物;把平行反应分别假设成单一反应 平均值法解题的关键是要通过平均值确定范围,很多考题的平均值需要根据条件 先确定下来再作出判断。实际上它是极值法的延伸。若XA>XB,则XA>X>XB,X代平均值法 表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等 差量法是依据化学反应前后的某些“差量”(固体质量差、溶液质量差、气体体 积差、气体物质的量差等)与反应物或生成物的变化量成比例而建立的一种解题差量法 方法,此法也就是有关化学方程式计算的变形。将“差量”看作化学方程式右端的一项,将已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例。用差量法解题的关键是正确找出理论差量 4
【巩固演练】(1)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由下表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1 L 2.2 mol·L NaOH溶液和1 mol O2,则两种气体的分子式及物质的量分别为______________,生成硫酸铜的物质的量为________。
硫 X 氢 Y 硫 Z -1
(2)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置,加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I完全反应生成Mn和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下:
MnIS2O32-
O2――→MnO(OH)2――→I2――→S4O6
①写出O2将Mn氧化成MnO(OH)2的离子方程式:________________________________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水样的溶解氧,消耗0.010 00 mol·L
-1
2+
2+
-
2-
-
2+
Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(以mg·L表示),写出计算过程。
-1
(3)为确定碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]的组成,进行如下实验:①准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。②另取一定量样品在空气中加热,样品的固
?固体样品的剩余质量×100%?随温度的变化如下图所示(样品在270 ℃时已完全失去结晶水,
体残留率??
?固体样品的起始质量?
600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH
-
)∶n(CO3)。(写出计算过程)
2-
【解析】(1)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2,相对分子质量都小于50,符合题意,1 mol O2参与反应转移电子的物质的量为4 mol。设NO2的物质的量为x,NO的物质的量为y,则
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