第1章 第2节 化学计量在实验中的应用 第4课时

第4课时

教学设计

三维目标 知识与技能

1.使学生理解物质的量浓度的概念。

2.使学生掌握有关物质的量浓度概念的计算。

3.使学生掌握溶液的质量分数和物质的量浓度的换算。

4.使学生初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法。 过程与方法

1.在概念的教学中，培养学生的思维能力。

2.通过有关物质的量浓度计算的教学，培养学生的计算能力。

3.通过配制一定物质的量浓度溶液的教学，培养学生的观察和动手实验能力。 情感、态度与价值观

1.与初中知识衔接，使学生感到获取新知识、新方法的喜悦。

2.通过实验激发学生学习化学的兴趣，培养学生严谨求实的科学作风。 教学重点

物质的量浓度的概念、有关物质的量浓度概念的计算、一定物质的量浓度溶液的配制方法 教学难点

1.溶液的物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算

2.气体溶质的物质的量浓度的计算

3.正确配制一定物质的量浓度的溶液 教具准备

烧杯、容量瓶、量筒、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙、洗瓶、多媒体课件 教学过程 导入新课

师：我们知道溶液有浓、稀之分，那么如何定量地表示溶液的浓稀程度呢？ 生：用浓度，在初中学过用溶质的质量分数表示溶液的浓度。

师：溶质的质量分数是如何定义的，你能写出溶质质量分数的表达式吗？ 生：溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比，表达式： 溶质的质量分数=

溶液的质量

溶质的质量

×100%

师：质量相同、溶质的质量分数也相同的任何溶液里，含有溶质的质量相等，但是溶质的物质的量相同吗？请举例说明。

生：不同。例如100 g 20%的NaCl 溶液中含有20 g NaCl ，即含有0.342 mol NaCl ，而同样质量分数的KNO 3溶液中含有20 g KNO 3，但溶质的物质的量却为0.198 mol 。

师：在使用溶质的质量分数时有不便之处。例如：在科学实验和工农业生产中，人们在使用溶液时，一般都量取溶液的体积，而较少去称量其质量。此外物质在发生化学反应时，反应物的物质的量之间有一定的比例关系，比质量关系要简单多了。所以有必要学习另外一种表示浓度的方法。是用溶液的体积和溶质的物质的量表示的。本节就学习这种表示溶液组成的物理量——物质的量浓度。 ［板书］三、物质的量浓度

推进新课

师：什么是物质的量浓度呢?请同学们阅读课本上的有关内容。 生：阅读P 15有关物质的量浓度的定义。

［板书］定义：以单位体积溶液里所含溶质B 的物质的量来表示的溶液组成的物理量，叫做溶质B 的物质的量浓度。用符号c B 表示，单位mol·L -1（或mol/L ）。 表达式：c B =

V

n B

师：请同学们讨论，如果将1 mol NaCl 溶于1 L 水中所得溶液的物质的量浓度是1 mol·L -1吗？ 生：不是。因为将1 mol NaCl 溶于1 L 水后，所得溶液的体积不是1 L 。 师：1 L 58.5 g NaCl 溶液的物质的量浓度是不是1 mol·L -1？

生：不是。因为58.5 g NaCl 溶液中溶质的物质的量不是1 mol 。 师：从1 mol·L -1NaOH 溶液中取出100 mL ，取出的溶液中NaOH 的物质的量浓度是多少？哪些量变了，哪些量没变？ 生：还是1 mol·L -1。因为溶液是均一的。溶液的物质的量浓度没变，但溶质的物质的量减少了。 师：若两种不同溶质的溶液，体积相同，物质的量浓度也相同，溶质的物质的量如何？质量如何？例如：1 L 1 mol·L -1的氯化钠溶液与同体积同物质的量浓度的盐酸。 生：溶质的物质的量相同，而质量不同。

师：对于这个新概念，我们要注意其中的几个要点： 1.溶质是用物质的量而不是用质量表示。 2.是溶液的体积，并非溶剂的体积。 3.单位：mol·L -1或mol/L 。

4.从某溶液取出任意体积的溶液，其物质的量浓度都相同，但所含溶质的物质的量因体积不同而不同。（溶液是均一、稳定的） ［多媒体展示］

溶质的质量分数 物质的量浓度

定义 用溶质的质量占溶液质量的

百分比表示的浓度

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

表达式

溶质的质量分数（w ）=

)

()

(g g 溶液的质量溶质的质量×100%

物质的量浓度（c B ）

=

)()(L mol 溶液的体积溶质的物质的量c B =V

m

B

特点

溶液的质量相同，溶质的质量

分数也相同的任何溶液里，含有溶质的质量都相同，但是溶质的物质的量不相同

溶液体积相同，物质的量浓度也相同的任何溶液里，含有溶质的物质的量都相同，但是溶质的质量不同

实例 某溶液的浓度为10％，指在

100 g 溶液中，含有溶质10 g

某溶液物质的量浓度为10

mol·L -1，指在1 L 溶液中，含有溶

质10 mol

师：我们已经掌握了物质的量浓度的定义，下面我们再用练习加强对这个概念的理解。

［多媒体展示］ 练习：

1.用40 g NaOH 配成2 L 溶液，其物质的量浓度_______mol ·L -1。

2.58.5 g NaCl 配成500 mL 溶液，其物质的量浓度_______mol ·L -1。

3.2 mol NaOH 配成200 mL 溶液，其物质的量浓度为_______mol ·L -1。

4.物质的量浓度为2 mol ·L -1的硫酸溶液250 mL ，含硫酸的物质的量为_______mol 。

师：我们知道了物质的量与质量的关系，以及用溶质物质的量和溶液体积来表示溶液的组成，就可以在实验室配制一定物质的量浓度的溶液了。 ［多媒体展示］

(例1)配制500 mL 0.1 mol·L -1 NaOH 溶液需要NaOH 的质量是多少？ 师：题中已知溶液的体积和物质的量浓度，可以用公式：c B =V

m B

求出溶质的物质的量，然后再用公式n=

M

m

求出溶质的质量就可以了。 ［多媒体展示］ 解：500 mL 0.1 mol·L -1 NaOH 溶液中NaOH 的物质的量为： n(NaOH)=c(NaOH)·V 〔NaOH (aq)〕 aq 表示某种物质的水溶液 =0.1 mol·L -1×0.5 L=0.05 mol 0.05 mol NaOH 的质量为： m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)=0.05 mol×40 g·mol -1=2 g

师：2 g 的NaOH 可以用天平来称量，但是500 mL 溶液的体积怎么量呢？

生：将2 g NaOH 溶于500 mL 水中。不可以的。因为这样所得溶液的体积就不是500 mL 了。可将少量NaOH 溶于水后，然后再将溶液的体积配成500 mL 。 师：用什么仪器呢？烧杯行吗？

生：不行，烧杯是粗略测量体积的仪器。 师：要想准确量取溶液的体积，我们有一个较为精密的仪器叫容量瓶。下面请同学们分组观察容量瓶，并查资料了解它的使用注意事项。 生：观察容量瓶，查资料。 ［多媒体展示］ 容量瓶的使用

1.容量瓶的体积固定，有不同规格(100 mL 、250 mL 、500 mL 、1 000 mL 等)。

2.使用前须检验容量瓶是否漏水。

3.溶液温度与容量瓶上标定温度一致时，所取液体的体积最标准。

4.溶液液面接近刻度线1～2 cm 时，须用胶头滴管加水至刻度线。 师：演示如何检查容量瓶是否漏水。 师：能否直接在容量瓶中溶解？

生：不能，NaOH 溶于水后放热，会引起测量溶液体积不准。

师：好了，有了这些知识准备，我们就可以配制一定物质的量浓度的溶液了。 ［多媒体展示］ 实验15

配制100 mL 1.00 mol·L -1NaCl 溶液。

（1）计算需要NaCl固体的质量：____________g。

（2）根据计算结果，称量NaCl固体。

（3）将称好的NaCl固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解。

（4）将烧杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次，洗涤液也都注入容量瓶。轻轻晃动容量瓶，使溶液混合均匀。

（5）将蒸馏水注入容量瓶，液面离容量瓶颈刻度线下1~2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度相切。盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。

生：分组实验

[学与问]

1.为什么要用蒸馏水洗涤烧杯，并将洗涤液也注入容量瓶？

2.如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，最后配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的大了还是小了？

3.你是用什么仪器称量NaCl固体的？如果是托盘天平，你称量的质量是多少？与计算量一致吗？为什么？[分组讨论]

生：因为烧杯还有残留的溶质。小了。因为溶质的物质的量变小了。

师：实验做完了，请同学们小结配制一定物质的量浓度溶液的步骤好吗？

生：配制步骤：（1）计算，（2）称量，（3）溶解，（4）移液，（5）洗涤，（6）定容，（7）摇匀。［板书］2.配制步骤：（1）计算，（2）称量，（3）溶解，（4）移液，（5）洗涤，（6）定容，（7）摇匀。

师：以上我们分析了在配制过程中需注意的问题。若在配制操作中有以下行为，将会对配制结果造成什么样的影响呢?

［板书］3.误差分析

［多媒体展示］

配制步骤错误操作n V c

①计算计算结果m=5.85 g，称5.9 g

②称量砝码生锈（没有脱落）少量NaCl沾在滤纸上

③溶解为促进NaCl溶解而加热，将热溶液转移至容量瓶中

④转移溶质溶解放热，溶液未冷玻璃棒在刻度线上引流

⑤洗涤未洗涤或洗涤液未注入容量瓶

⑥定容

仰视

超过刻度线，吸出一部分水

⑦摇匀 摇匀后液面下降，补充水 ⑧装瓶 试剂瓶刚用蒸馏水洗过

师：分析误差时，要根据c ＝

V

n

，围绕操作行为对n 与V 的影响来分析。 师：我们在实验室做化学实验或进行科学研究时，需要根据不同的情况选择不同浓度的溶液进行实验。所以，在实验室不仅用固体物质来配制溶液，还经常要将浓溶液稀释成不同浓度的稀溶液。 ［思考与交流］

1.以硫酸为例，讨论不同浓度的溶液在性质上可能会出现什么差异。

2.如果将5 mL 浓硫酸稀释为20 mL 的稀硫酸，得到的稀硫酸与原浓硫酸中所含H 2SO 4的物质的量相等吗？能说出你的理由吗？

师：在用浓溶液配制稀溶液时，常用下面的式子计算有关的量： ［板书］c(浓溶液)·V(浓溶液)=c(稀溶液)·V(稀溶液) 师：请同学们思考，如何用18 mol·L -1浓硫酸配制100 mL 1 mol·L -1稀硫酸溶液？

生：先求出浓硫酸的体积。利用稀释前后溶质的物质的量不变可求出浓硫酸的体积为5.6 mL 。 师：小结实验中注意事项 ①计算浓H 2SO 4的体积V 。 ②浓H 2SO 4的正确稀释方法。

③向容量瓶中转移溶液时，要待溶液冷却后再进行。 ［课堂小结］

配制一定物质的量浓度的溶液，最主要的仪器是容量瓶，其配制步骤与所需仪器与配制一定质量分数的溶液是不同的。 板书设计 物质的量浓度 1.定义：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。用符号c b 表示，单位mol/L （或mol·L -1） 表达式：c B =

B

B

V n 2.配制步骤：（1）计算，（2）称量，（3）溶解，（4）移液，（5）洗涤，（6）定容，（7）摇匀。 3.误差分析 活动与探究

体积可以简单加和吗？

我们做这样两个实验：（1）取一支100 mL 量筒，精确量取蒸馏水50 mL ，另取一支50 mL 量筒，精确量取无水酒精50 mL ，然后把50 mL 无水酒精倒入盛有50 mL 水的100 mL 的量筒中，混合均匀再读数，结果并不正好是100 mL ，而只是96.7 mL 。显然，在形成混合溶液时，总体积减少了，这里是50+50＜100。

能够相互混溶的两种液体的体积不具有加和性，这是物质分子间具有空隙的有力证明。当酒精和水混合后，这两种分子互相钻入对方分子的空隙里。另外，物质分子之间总是有相互作用的。由于水分子与酒精分子的作用力不同于水分子间的作用力和酒精分子间的作用力，也会使分子与分子间的空隙发生改变。因而，总体积的减小，绝不是有一部分水分子或酒精分子消失了。 实验（2）：在盛有50 mL 冰醋酸的烧杯里，慢慢加入50 mL 苯。冰醋酸的密度1.05 g·cm -3，苯的密度是0.879 g·cm -3，冰醋酸比苯重，所以冰醋酸在下层，苯在上层，用彩笔在烧杯外壁做一记号，以标出混

合前液面的高度。混合均匀后总体积比它们混合之前体积之和还要大。也就是说，在这里，50+50＞100。

这又是什么原因呢?这是由于苯和冰醋酸混合后，苯分子与醋酸分子之间的吸引力，比苯分子间的吸引力和醋酸分子间的吸引力都要弱，导致苯与冰醋酸分子间距加大。

为此，在溶液的计算中，不能简单地采取V＋V=2V，即把混合后溶液的体积当作混合前两种溶液体积之和，因为混合后溶液的密度发生了变化。除非：(1)题目中说明体积不变；(2)相同溶剂的稀溶液混合；

(3)如果是浓溶液则应是溶剂和溶质相同且浓度相近的溶液。除此之外，都应通过溶液的质量和密度求出体积。

说明：有条件的学校可以把这两个实验让学生操作练习，作为知识的进一步加深和拓展。

随堂练习

一、选择题

1.配制一定物质的量浓度的溶液，造成浓度偏高的操作是（）

A.溶解后的溶液未冷却至室温就转入容量瓶中

B.定容时，眼睛俯视刻度线

C.洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中

D.定容时，眼睛仰视刻度线

答案:AB

2.将物质的量浓度相同、体积相同的NaCl、CaCl2、AlCl3溶液分别与同浓度的AgNO3溶液恰好完全反应，则所需AgNO3溶液的体积比是（）

A.1∶2∶3

B.3∶2∶1

C.1∶1∶1

D.6∶3∶2

答案:A

SO的物质的量浓度3.相同体积的Na2SO4溶液（浓度为M1）和Al2(SO4)3溶液（浓度为M2），若其中的 2

4

相同，则M1和M2的关系是（）

A.M1=M2

B.M1=3M2

C.M2=3M1

D.无法确定

答案:B

4.下列物质中，含有6.02×1023个分子的是（）

A.常温、常压下，22.4 L HCl气体

B.标准状况下，22.4 L的水

C.28 g的CO

D.1 mol·L-1的蔗糖溶液

答案:C

5.标准状况下，1体积的水溶解700体积的氨气，所得氨水的密度为0.8 g·mL-1，则氨水的物质的量浓度为（）

A.163 mol·L-1

B.31.25 mol·L-1

C.0.045 mol·L-1

D.4.7 mol·L-1

答案:A

6.下列关于0.1 mol·L-1硝酸钾溶液的叙述，正确的是（）

A.1 L该溶液中含有硝酸钾101 g

B.从1 L该溶液中取出500 mL溶液后，余下溶液的浓度为0.05 mol·L-1

C.该溶液中K+的浓度为0.1 mol·L-1

D.在1 L水中溶解0.1 mol硝酸钾即可配得该溶液

答案:C

7.从浓度为98%，密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸试剂瓶中取出10 mL的浓硫酸，然后稀释至1 L，则所得稀硫酸的物质的量浓度为（）

A.1.84 mol·L -1

B.18.4 mol·L -1

C.0.184 mol·L -1

D.0.018 4 mol·L -1 答案:C 二、填空题

8.实验室用ρ=1.84 g·cm -3、98.3%的浓H 2SO 4配制200 mL 浓度为0.46 mol·L -1的稀H 2SO 4溶液。下列是有关实验操作，请按顺序把操作步骤填入括号内。 A.将容量瓶中的溶液倒入试剂瓶并贴上标签；

B.将浓H 2SO 4沿烧杯内壁缓缓注入盛有80 mL 蒸馏水的烧杯中，并小心搅拌；

C.用量筒量取一定量的浓H 2SO 4；

D.把已冷却的H 2SO 4溶液沿玻璃棒小心注入容量瓶中，并用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次，且洗液都注入容量瓶中，摇匀；

（E ）用胶头滴管加蒸馏水到凹面正好与刻度线相切； （F ）加盖反复颠倒摇匀；

（G ）继续往容量瓶中加蒸馏水直到离刻度线1~2 cm 处。

正确的操作顺序为（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→（ ） 答案:CBDGEFA 习题详解 1.答案：D

点拨:从单位可以看出表示的是物质的量浓度。 2~4.答案：（1）B （2）B （3）B

点拨:（1）Na 2SO 4中Na +的数目是Na 2SO 4的2倍，Na 2SO 4有0.5 mol,所以Na +有1 mol ，合6.02×1023个。 （2）同温同压下气体的体积比等于其物质的量之比。CH 4与O 2的物质的量之比为：

1161-?mol g g ∶1

324-?mol g g

=1∶2。

(3)溶液的浓度等于溶液中所含溶质的物质的量除以溶液的体积。稀释前后，溶液的物质的量并没有改变，稀释后其物质的量浓度为：

L

L

L mol 5.003.05.01??-=0.03 mol·L -1。

5.答案：此人的血糖值为5.11 mmol·L -1，正常。 点拨:将92 mg·dL -1换算成mmol·L -1，并与标准值相对照，即可得出答案。

6.答案：这种做法不对，会造成结果偏低。 点拨:这是因为倒出的部分溶液中含有溶质，结果导致容量瓶内的溶质减少，即容量瓶内溶质的物质的量减少，溶质的物质的量浓度也减小。

7.答案：14 mL

点拨:考查配制溶液的第一步计算。n （H 2SO 4）=c 1V 1=1.0 mol·L -1×250 mL×10-3 L·mL -1=0.25 mol ；再由n （H 2SO 4）=c 2V 2得： V 2=

121825.0-?=L

mol mol c n =0.014 L 。 8.答案：224∶140∶35∶2

点拨:四种元素的物质的量之比为

1408.0-?mol g g ∶1243.0-?mol g g ∶1

642.0-?mol g g ∶

1

5601.0-?mol

g g

=224∶140∶35∶2。 9.答案：（1）2 mol （2）2 mol （3）4 mol

点拨:n （CuCl 2)=1

1313510%10270.0--????mol

g kg g kg =2 mol n （Cu 2+）=n （CuCl 2）=2 mol n （Cl -）=2n （CuCl 2）=2×2 mol=4 mol 10.答案：40

点拨:相对分子质量在数值上等于其摩尔质量。该气体的摩尔质量为：L

mol L g 1.04.22179.01

-??=40 g·mol -1，

所以其相对分子质量为40。