苏教版高中化学溶液的配制及分析教案必修

目标与素养：１．了解物质的量浓度的概念、计算公式。（宏观辨识）２．学会一定物质的量浓度溶液的配制方法和误差分析。（科学探究与创新意识）３．物质的量浓度在化学反应计算中的应用。（证据推理与模型认知）

一、物质的量浓度

１．含义：用来表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量。符号为c B，常用单位为mol·L—１。

２．表达式：c B＝错误!。如１L溶液中含有１mol溶质，溶质的物质的量浓度就是１mol·L—１。

３．注意事项

（１）在c B＝错误!中，V是溶液的体积，而不是溶剂的体积，“B”表示溶液中的任意溶质，可以是分子，也可以是离子，以及一些特定的组合。

（２）从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度是相等的，但所含溶质的物质的量会因所取的溶液体积不同而不同。

（３）某些物质溶于水后与水发生反应生成了另一种物质，此时溶质为反应后的生成物，如CaO溶于水后形成Ca（OH）２的溶液，溶质为Ca（OH）２。

（４）含有结晶水的化合物溶于水时，其溶质不是结晶水合物。计算其“物质的量”时，用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量即可。例如：a g硫酸铜晶体（CuSO４·５H２O）溶于水后形成的溶液中，溶质是CuSO４而不是CuSO４·５H２O，n（CuSO４）＝错误!＝0．00４a mol。

二、一定物质的量浓度溶液的配制

１．容量瓶的选择与使用

注意事项：（１）使用容量瓶前一定要注意注明规格，如１00 mL容量瓶。

（２）选择容量瓶应遵循“大而近”的原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。

（３）使用容量瓶注意“六不”：１不能溶解固体；２不能稀释浓溶液；３不能加热；４不能作反应容器；５不能长期贮存溶液；⑥不能互换瓶塞。

（４）使用前要检验容量瓶是否漏水。

（５）定容时要使溶液的凹液面最低处正好与刻度线相切。

２．配制１00 mL 0．１00 mol·L—１Na２CO３溶液，请回答下列问题：

（１）完成该实验，除量筒、托盘天平、药匙、烧杯外，还需要的仪器有１00_mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管。

（２）计算：需要Na２CO３的质量是１．06_g；若用托盘天平称量，则应称量的质量是１．１_g。

（３）溶解：在烧杯中加适量蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌并冷却至室温。

（４）转移：用玻璃棒引流，将烧杯中的溶液转移到容量瓶中。

（５）洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒２～３次，并把洗涤液都转移到容量瓶中。注意溶解及洗涤所用水的总体积一定不能超过要配制溶液的体积。

（6）定容：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凹液面最低处正好与刻度线相切。

（7）振荡、摇匀：盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次。

（8）装瓶：把配好的溶液倒入预备好的干燥试剂瓶中，贴上标签。

３．配制流程图示为

１．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（１）将４0 g NaOH溶解在１L水中所得溶液的物质的量浓度是１mol·L—１（×）

（２）把１mol NH３通入水中得到１L溶液，其物质的量浓度为１mol·L—１（√）

（３）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）

（×）

（４）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的部分

（×）

２．实验室中需要配制２mol·L—１的NaOH溶液9５0 mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是（）

Ａ．9５0 mL,96．0 g Ｂ．５00 mL,80．0 g

Ｃ．１000 mL,80．0 g Ｄ．１000 mL,76．0 g

C [配制9５0 mL溶液需选用１000 mL的容量瓶，所需称取NaOH固体的质量为１L×２mol·L—１×４0 g·mol—１＝80．0 g。]

３．将１90 g MgCl２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１0 mL,１0 mL溶液中MgCl２的物质的量浓度为________，溶质的物质的量为________。

[解析] （１）根据表达式可以求出。（２）从溶液中取出部分液体，但其物质的量浓度不变。

[答案] （１）２mol·L—１４mol·L—１（２）２mol·L—１0．0２mol

溶液配制的误差分析

B B

２．误差分析：以配制一定浓度的NaOH溶液为例。

c（NaOH）＝错误!＝错误!

其中M（NaOH）不变，不规范的操作过程会导致m（NaOH）和V的值发生变化，从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。具体情况如下：

利用碳酸钠晶体（Na２CO３·１0H２O）来配制0．５mol·L—１的Na２CO３溶液１000 mL，假如其他操作均是准确无误的，下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是（）

Ａ．称取碳酸钠晶体１00 g

Ｂ．定容时，俯视观察刻度线

Ｃ．移液时，对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行洗涤

Ｄ．定容后，将容量瓶振荡均匀，静置时发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线

B [本题考查一定物质的量浓度溶液的配制过程及误差分析。A项极易出错，以为0．５mol·L—１×１L＝0．５mol是Na２CO３的物质的量，所以１00 g>５３g视为偏高。实际上应是Na２CO３·１0H

O的质量，应为２86 g·mol—１×0．５mol＝１４３g。所以A项应偏低；B项平视时，凹液面的最低２

点与刻度线刚好相平，俯视时液面的最低点低于刻度线，即实际加水量少于应加水量，因此可导致浓度偏

高；C项对用于稀释或溶解的烧杯，如不洗涤２～３次并将洗涤液也转入容量瓶，会使溶质损失，使所配

制的溶液浓度偏低；D项定容后，振荡、静置，发现液面低于刻度线，这是由于液体沾在瓶壁和磨口等处

所致，不会造成偏差，若加水，则使所配溶液浓度偏低。]

方法技巧

仰视或俯视刻度线产生的误差图解

图１图２

１．用“偏大”“偏小”或“无影响”填空。

（１）配制５00 mL １mol·L—１的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾80．0 g：________。

（２）用Na２CO３·１0H２O晶体配制Na２CO３溶液，Na２CO３晶体已部分失去结晶水，用该晶体所

配Na２CO３溶液的物质的量浓度：________。

（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NaOH溶液时，NaOH固体放在烧杯中称量时间过长：________。

（５）配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质４．４g，称量时砝码和药品放置颠倒（１

g以下用游码）：________。

（6）用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中：________。

（7）用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：________。

（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）转移后，未洗涤小烧杯和玻璃棒，或者未将洗涤液一并转移至容量瓶中：________。

（１0）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：________。

[解析] （１）应称取胆矾质量为１２５．0 g。（２）相当于所取溶质Na２CO３质量偏大。（３）NaOH 腐蚀纸片，会沾在纸片上。（４）称量时间过长NaOH会潮解。（５）相当于所称NaOH质量为３．6 g。（6）量筒不能用蒸馏水洗涤，否则相当于所取硫酸的量变大。（7）仰视时所取浓硫酸体积偏大。（8）相当于所配溶液体积减小。（9）溶质未全部转移到容量瓶中。（１0）溶质偏小。

[答案] （１）偏小（２）偏大（３）偏小（４）偏小

（５）偏小（6）偏大（7）偏大（8）偏大（9）偏小（１0）偏小

物质的量浓度及其相关计算

（１）若已知溶质质量

（２）若已知溶液中某粒子的个数

２．标准状况下，一定体积的气体溶于水形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法

（１）若已知溶液的体积

（２）若已知溶液的密度

标准状况下，V L气体溶于V（H２O）L中，所得溶液密度为ρ（g·mL—１），则：

１气体的物质的量：n＝错误!

２溶液体积：V＝错误!×１0—３L·mL—１

m溶液＝V（H２O）L×１000 mL·L—１×１g·mL—１＋错误!×M g·mol—１

３再根据c＝错误!知，c＝错误!＝错误!

＝错误!

＝错误!

３．溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算，溶液的密度是必不可少的条件。将c换算成w时，可运用公式：n＝错误!算出溶液中所含溶质的物质的量。将w换算成c时，可从溶液出发，运用公式：c＝错误!，求出w＝错误!×１00%。请时刻注意：此运算过程中ρ以g·mL—１为单位，c以mol·L—１为单位。

４．溶液的稀释或混合计算

（１）将浓溶液加水稀释，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）

（２）同一溶质不同浓度的两溶液相混合，混合后，溶质的总物质的量（或总质量）等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和（或质量之和）。

c１·V１＋c２·V２＝c（混）·V（混）

m１·w１＋m２·w２＝m（混）·w（混）

（３）混合后溶液的体积：１若题目中指出不考虑溶液体积的改变，可认为是原两溶液的体积之和；２若题目中给出混合后溶液的密度，应根据V（混）＝错误!＝错误!来计算。

５．溶液中离子浓度的有关计算

（１）单一溶质溶液中溶质组成计算

根据组成规律求算：在溶液中，阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。如K

SO４溶液中：c（K＋）＝２c（SO错误!）＝２c（K２SO４）。

２

（２）混合溶液中电荷守恒计算

根据电荷守恒，溶质中所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。

如在Na２SO４、NaCl混合溶液中，c（Na＋）＝２c（SO错误!）＋c（Cl—），c（Na＋）、c（Cl—）分别为7 mol·L—１、３mol·L—１，则c（SO错误!）＝错误!mol·L—１＝２mol·L—１。

将２５℃ １0１kPa条件下的氯化氢（HCl）气体４9．6 L，通入４9２mL水中，（已知水的密度为：１．00 g·mL—１），得到密度为１．１３g·mL—１的盐酸（即氯化氢的水溶液）。注：２５℃ １0１kPa条件下气体摩尔体积为２４．8 L·mol—１。

（１）此盐酸的质量分数为________（计算结果至0．１%）。

（２）此盐酸中HCl的物质的量浓度为________（计算结果保留一位小数）。

（３）0．１00 mol·L—１的稀盐酸５00 mL中含有的Cl—的数目为________（代入N A的近似值计算，结果保留三位有效数字）。

[解析] （１）２５℃ １0１kPa条件下的氯化氢（HCl）气体４9．6 L的物质的量是２mol，质量为7３g，水的质量为４9２g，则溶液的质量为：7３g＋４9２g＝５6５g，盐酸的质量分数＝氯化氢的质量/溶液质量×１00%＝7３/５6５×１00%≈１２．9%。

（２）根据：c＝１000 ρω/M，盐酸的物质的量浓度为c＝（１000×１．１３×１２．9%/３6．５）mol·L—１≈４．0 mol·L—１。

（３）0．１00 mol·L—１的稀盐酸中c（Cl—）为0．１00 mol·L—１,５00 mL中n（Cl—）＝0．１00 mol·L—１×0．５L＝0．0５mol，含有的Cl—的数目为N（Cl—）＝0．0５mol×6．0２×１0２３mol—１＝３．0１×１0２２。

[答案] （１）１２．9% （２）４．0 mol·L—１（３）３．0１×１0２２

２．（１）用１４．２g无水硫酸钠配制成５00 mL溶液，其物质的量浓度为________ mol·L—１。

（２）若从中取出５0 mL，其物质的量浓度为______mol·L—１；溶质的质量为________g。

（３）若将这５0 mL溶液用水稀释到１00 mL，所得溶液中Na＋的物质的量浓度为________mol·L—１，SO错误!的物质的量浓度为________mol·L—１。

[解析] （１）n（Na２SO４）＝错误!＝0．１mol，c（Na２SO４）＝错误!＝0．２mol·L—１。

（２）从中取出５0 mL溶液，浓度仍为0．２mol·L—１。

溶质的质量为m＝n·M＝c·V·M＝0．２mol·L—１×0．0５L×１４２g·mol—１＝１．４２g。

（３）５0 mL溶液用水稀释到１00 mL，据c（浓）·V（浓）＝c（稀）·V（稀），Na２SO４的浓度变为原来的错误!，即0．１mol·L—１，故Na＋浓度为0．２mol·L—１，SO错误!浓度为0．１mol·L—１。

[答案] （１）0．２（２）0．２１．４２（３）0．２0．１

１．容量瓶上需标有以下六项中的（）

１温度２浓度３容量４压强５刻度线⑥酸式或碱式

Ａ．１３５Ｂ．３５⑥

Ｃ．１２４Ｄ．２４⑥

A [容量瓶上标有温度、容量、刻度线。]

２．下列溶液中Cl—浓度由大到小的顺序是（）

１２00 mL ２mol·L—１MgCl２溶液２１000 mL ２．５mol·L—１NaCl溶液３２５0 mL １mol·L—１FeCl３溶液

Ａ．２１３Ｂ．３１２

Ｃ．１３２Ｄ．１２３

C [溶液中离子浓度＝该物质的浓度×该离子的个数，与溶液的体积无关，１中c（Cl—）＝２mol· L—１×２＝４mol· L—１；２c（Cl—）＝２．５mol· L—１；３c（Cl—）＝１mol· L—１×３＝３mol· L—１。]３．N A表示阿伏加德罗常数的值，下列关于0．２mol· L—１K２SO４溶液的说法正确的是（）Ａ．１000 mL水中所含K＋、SO错误!总数为0．３N A

Ｂ．５00 mL溶液中含有0．３N A个K＋

Ｃ．１L溶液中K＋的浓度为0．４mol· L—１

Ｄ．１L溶液中SO错误!的浓度是0．４mol· L—１

C [物质的量浓度溶液中体积指溶液的体积，不是溶剂的体积，A错误；５00 mL溶液中n（K２SO

）＝0．２mol· L—１×0．５L＝0．１mol，含有0．２mol K＋，即0．２N A个K＋，B错误；c ４

（K＋）＝0．４mol· L—１，C正确；c（SO错误!）＝0．２mol· L—１，D错误。]４．下列溶液中物质的量浓度为１mol·L—１的是（）

Ａ．将４0 g NaOH溶解在１L水中

Ｂ．将２２．４L HCl气体溶于水配成１L溶液

Ｃ．将１L １0 mol·L—１浓盐酸加入9 L水中

Ｄ．将１0 g NaOH溶解在少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为２５0 mL

D [根据公式c＝错误!，n为溶质的物质的量，V为溶液的体积。A项溶液的体积不等于１L；B项２２．４L HCl的物质的量不一定是１mol；C项，盐酸与水混合后，溶液体积不是１0 L；D项n（NaOH）

＝0．２５mol，V[NaOH（aq）]＝0．２５L，c（NaOH）＝１mol·L—１。]

５．某同学帮助水质检测站配制４80 mL 0．５mol·L—１NaOH溶液以备使用，请回答下列问题。

（１）配制过程中需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、________。

（２）该同学应用托盘天平称取NaOH固体的质量为________g。

（３）使用容量瓶前需检查是否漏液，检查的方法是

_______________________________________________________

_____________________________________________________。

用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，该容量瓶必须是________（填字母）。

Ａ．干燥的Ｂ．不漏液的

Ｃ．用欲配制的溶液润洗过的

[解析] （１）没有４80 mL的容量瓶，需要配制５00 mL溶液，要选用５00 mL容量瓶。（２）按配制５00 mL溶液计算NaOH的质量，即m（NaOH）＝0．５L×0．５mol·L—１×４0 g·mol—１＝１0．0 g。（３）容量瓶需洗涤干净，不用干燥，保证不漏液即可。若用欲配制的溶液润洗容量瓶，会导致配制的溶液的浓度偏大。

[答案] （１）５00 mL容量瓶（２）１0．0 （３）向容量瓶中加入适量蒸馏水，塞紧瓶塞，倒置容量瓶检查是否漏水，若不漏水，将容量瓶正放，旋转瓶塞１80°，再次倒置，检查是否漏水，若两次检查均不漏水，则说明容量瓶不漏水B