苏教版高中化学溶液的配制及分析教案必修
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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:________。