第三课时 物质的量在化学实验中的应用
教学设计(一) 整体设计
三维目标 1．知识与技能
理解物质的量浓度的基本含义，掌握物质的量浓度的简单计算和溶液稀释时有关的计算。
初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能，初步学会容量瓶的使用方法和技能。
2．过程与方法
通过概念的学习和溶液的配制，培养理论联系实际的学习自然科学的思想。从概念的应用中，培养逻辑思维和抽象概括的能力。
通过实验的教学培养仔细观察实验现象，发现问题的本质以及独立探讨解决问题的方法。
3．情感态度与价值观
通过溶液配制实验，体验化学实验的严谨性，学会反思、评价实验情况，提高实验探究和自主学习化学的能力，在合作与交流中培养合作精神，提高实践能力。
培养学习自然科学的学习兴趣以及严谨求实的学习态度。在实验探究中体验探究的乐趣，培养学生基本的科学素养。
教学重点
物质的量浓度的概念，一定物质的量浓度溶液的配制方法。 教学难点
物质的量浓度的概念，一定物质的量浓度溶液的配制方法。 教学准备
实验仪器：100 mL的容量瓶，玻璃棒，烧杯，胶头滴管，托盘天平，量筒，两张大小相同的纸片。
所需药品：氯化钠固体，蒸馏水。
教学过程
导入新课
我们在初中学习过溶液中溶质的质量分数，应用这种表示溶液浓度的方法，可以计算一定质量的溶液中所含溶质的质量。
[讨论]如何配制100 g质量分数为20%的NaCl溶液？如何从该溶液中取出含0.1 mol NaCl的溶液？
[分析]配制溶液：先称取20 g NaCl放入烧杯中，再加入80 g蒸馏水，用玻璃棒搅拌
均匀。先算出100 g质量分数为20%的NaCl溶液中含有NaCl的物质的量，然后换算出含0.1 mol NaCl的溶液的质量，最后用托盘天平称出相应质量的溶液。
推进新课
显然上述过程较为繁琐，由此可见溶质的质量分数在实际使用时有很多不便之处。很多化学反应都在溶液中进行，对于溶液我们通常不称其质量，而是量它的体积。同时，在化学反应中，反应物与生成物物质的量相互间有一定的关系。能不能通过量取一定体积的溶液就知道其中含有多少摩尔溶质呢？为此我们要引入一个新的表示溶液浓度的物理量。
三、物质的量在化学实验中的作用
[探究]如何设置一个物理量，使溶质物质的量和溶液的体积联系起来。注意以下几点： 1．我们量取一定体积时通过这个物理量就可以很快地知道溶质的物质的量。 2．我们要取若干物质的量的溶质时，通过这个物理量就可以知道要量取多少体积的溶液。
[分析]为了达到上述取液目的，我们只要知道一定体积的溶液里含有多少摩尔溶质即可，这在化学上叫做物质的量浓度。
[阅读]课本上物质的量浓度的概念及其表示方法、单位。 1．物质的量浓度(cB)
(1)定义：单位体积溶液里所含溶质B的物质的量，称为B的物质的量浓度 (2)单位：mol·L (3)关系式：cB＝nB/V
[分析]物质的量浓度的单位用mol·L。如果1 L溶液中含有1 mol的溶质，则这种溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L。这儿需要同学们注意的是：V是指溶液的体积而非溶剂的体积。
[练习]1.1 mol·L NaOH溶液的含义是什么？
2．将0.5 mol NaOH配成2 L溶液，该溶液的物质的量浓度是多少？
3．100 mL 1 mol·L NaOH溶液中，NaOH的物质的量是多少？从该溶液中倾倒出20 mL，此20 mL NaOH溶液的物质的量浓度还是1 mol·L吗？为什么？
4．将10 g NaOH溶解在250 mL水中，所得溶液的物质的量浓度是1 mol·L吗？ 5．配制500 mL 0.1 mol·L NaOH溶液需要NaOH的质量是多少？ 分析：1.1 mol·L NaOH溶液的含义是在1 L溶液中含有1 mol NaOH。
2．根据关系式cB＝nB/V可以求出氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.25 mol·L。 3．根据关系式cB＝nB/V的变形公式nB＝cB×V可以求出NaOH的物质的量是0.1 mol。从中倾倒出20 mL的NaOH溶液的物质的量浓度还是1 mol·L。因为溶液具有均一性和稳定性，溶液中每一部分的性质都相同。
4．不是。因为10 g NaOH的物质的量为0.25 mol，NaOH溶解在250 mL水中，溶液的
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1－1
－1
－1
－1
体积不是水的体积，所以不能用0.25 mol/0.25 L来进行计算物质的量浓度。
5．n(NaOH)＝c(NaOH)·V〔NaOH(aq)〕＝0.1 mol·L×0.5 L＝0.05 mol
－1
m(NaOH)＝n(NaOH)·M(NaOH)＝0.05 mol×40 g·mol－1＝2 g
[过渡]物质的量浓度是生产上和科学实验上常用的一种表示溶液组成的重要方法。因此，我们要学会配制一定物质的量浓度的溶液。
2．一定物质的量浓度溶液的配制
[分析]下面我们以“用NaCl固体和蒸馏水为原料配制100 mL 1.00 mol·L NaCl溶液”为例进行研究。
[设问]我们要用什么仪器来配制溶液呢？
[分析]配制一定物质的量浓度的溶液，主要使用天平和一种容积精确的仪器——容量瓶。容量瓶只能用于配制溶液，不能用作反应容器，也不能用作溶液的盛装仪器；不能用容量瓶来溶解固体物质或进行浓溶液的稀释。容量瓶有各种不同规格，常用的有100 mL、250 mL、500 mL、和1 000 mL等几种。
[展示]几种规格的容量瓶
－1
[分析]容量瓶上的瓶盖和瓶身是匹配的，缺一不可。容量瓶上只标有一根刻度线，还有温度和容积。配制一定物质的量浓度的溶液，要选用合适的容量瓶，例如，要配制100 mL溶液就不能选用250 mL的容量瓶，只能选用100 mL的容量瓶。标有温度，说明配制溶液要在一定温度下进行操作。容量瓶在使用之前要检查是否漏水。
[演示]教师动手演示检查容量瓶是否漏水的方法。 [思考](1)溶质溶解后是否可马上转移到容量瓶中呢？ (2)为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中，应如何处理？ (3)容量瓶摇匀的操作具有特殊性，那么应如何操作呢？
[分析](1)溶质溶解后不可以马上转移到容量瓶中。像氢氧化钠固体溶于水要放出热量，刚溶解时溶液的温度高于20 ℃，若立即转入容量瓶的话，会造成实验误差。
(2)为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中，将烧杯中的液体沿玻璃棒小心地注入容量瓶，不要让溶液洒在容量瓶外，也不要让溶液在刻度线上面沿瓶壁流下。最后还要将洗涤液全部转入容量瓶。
(3)容量瓶摇匀的操作：一只手的食指抵住瓶塞，大拇指和中指夹住瓶颈，另一只手的
五指抵住瓶底，上下摇匀。
[投影]配制溶液的全过程(以配制500 mL 0.4 mol·L NaCl溶液为例)
－1
[探究]学生分组做实验
教师巡视，注意观察学生的基本操作：胶头滴管的使用、溶解操作、玻璃棒引流、容量瓶的使用、定容、视线。
[思考]1．配制一定物质的量浓度溶液的实验中用到哪些仪器？ 2．配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤有哪些？
[总结]1．在配制100 mL 1.00 mol·L溶液中用到的仪器有：100 mL的容量瓶、托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管。
2．实验步骤有：(1)计算出所需溶质的质量或溶液的体积。(2)将溶质固体或浓溶液放入小烧杯中加水溶解。(3)将小烧杯中的溶液转移至容量瓶中。(4)将小烧杯和玻璃棒洗涤2～3次，并把洗涤液转移到容量瓶中。(5)将蒸馏水加入容量瓶中，液面离容量瓶颈刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。(6)盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
所需仪器：容量瓶、托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管
实验步骤：①计算 ②称量 ③溶解 ④静置 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧摇匀[思考]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是大了还是小了？
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？
[分析]1．配制一定物质的量浓度的溶液时，烧杯中的溶液转移到容量瓶后，烧杯的内
－1
壁上还沾有少量溶液，若不用蒸馏水洗涤烧杯，容量瓶中的溶质就会减少，即容量瓶内溶质的物质的量减少，导致所配溶液中溶质的浓度偏低。为了减少溶质的损失，应用蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2～3次，并将洗涤后的溶液也转移到容量瓶中。
2．如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶中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小。因为洒出的溶液中含有溶质，所以转移到容量瓶内的溶质比称量时少，即容量瓶内溶质的物质的量减少。
3．配制100 mL 1.00 mol·L NaCl溶液需要NaCl固体5.85 g。用托盘天平称量时，托盘天平的最小刻度为0.1 g，所以不能称出5.85 g固体。如要比较准确地配制100 mL 1.00 mol·L NaCl溶液，应用分析天平进行称量。分析天平的精度比托盘天平高。
[讨论]由上述问题可以看出，在实验过程中由于操作不当或技术不熟练就会带来实验误差。下列哪些操作会产生误差？对实验结果产生怎样的影响？
1．用纸片来称量氢氧化钠固体。
2．定容后摇匀，发现液面低于刻度线，不施加措施。 3．定容时加水高于刻度线，将多余液体吸出。 4．定容时俯视刻度线。
[结论]1．此操作会产生误差。氢氧化钠固体容易潮解，若用纸片来称量必定会有一部分的氢氧化钠留在纸片上，使得溶质少了，最后所配得溶液的浓度偏低。
2．此操作是正确的。对结果无影响。
3．此操作是错误的。将多余液体吸出，吸出的溶液中含有溶质，所以遗留在容量瓶内的溶质比称量时少，即容量瓶内溶质的物质的量减少。所以所配得溶液的浓度偏低。
4．此操作是错误的。俯视刻度线就会使得在定容时溶液凹面最低点低于刻度线，溶液的体积偏小，所以所配的溶液的浓度偏高。
[过渡]不同的物质具有不同的性质，同一物质的溶液浓度不同时，有时在某些性质上也会表现出差异。我们在实验室做实验时常常根据不同的情况选择不同浓度的溶液进行实验。因此，我们不仅会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]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H2SO4
的物质的量相等吗？为什么？
[分析]1．浓硫酸和稀硫酸在性质上有比较大的差异。例如，浓硫酸的密度比稀硫酸的大；浓硫酸稀释时会放出大量的热，而稀硫酸稀释时放出的热量不大；浓硫酸露置在空气中会变稀，稀硫酸露置在空气中浓度变化不大等。
2．将5 mL浓硫酸稀释为20 mL稀硫酸，得到的稀硫酸与原浓硫酸中所含H2SO4的物质的量相等。这是因为稀释前与稀释后溶质H2SO4的质量是不变的，变化的是水的量，所以两种溶液中H2SO4的物质的量相等。
－1
－1
