课时3 物质的量在化学实验中的应用
1．了解物质的量浓度的含义。
2．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。(重点) 3．知道容量瓶的特点、用途及注意事项。 4．掌握物质的量浓度的有关计算。(重点)
物质的量浓度及一定物质的量浓度溶液的配制 [基础·初探] 教材整理1 物质的量浓度
1．将20 g NaOH溶于水中形成1 L溶液，溶液的物质的量浓度c(NaOH)＝0.5_mol/L。 2．配制200 mL 0.5 mol/L的Na2CO3溶液，需Na2CO3的质量为13.25_g。 教材整理2 配制一定物质的量浓度的溶液 以配制100 mL 1.00 mol·L NaCl溶液为例。 1．主要仪器
(1)托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100 mL 容量瓶。 (2)容量瓶：
①结构：细颈、梨形、平底玻璃容器，带磨口玻璃塞；
??②标志：温度、容积和刻度线；
?③规格：100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等；??④用途：配制一定物质的量浓度的溶液。
2.实验步骤
－1
1
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 物质的量浓度的理解
(1)98 g H2SO4溶于1 L水中配成溶液即得到1 mol·L的H2SO4溶液，这句话正确吗？为什么？
【提示】 不正确。单位体积溶液强调的是溶液的体积。将98 g H2SO4(即1 mol)溶于1 L水后所得溶液体积不是1 L，故H2SO4的物质的量浓度不是1 mol·L。
(2)从500 mL 2 mol·L的NaCl溶液中，取出100 mL，则这100 mL溶液的物质的量浓度为多少？含有的NaCl为多少摩？
【提示】 2 mol·L
－1,
－1
－1
－1
0.2 mol。
(3)500 mL 1 mol·L的NaOH溶液中溶质的物质的量是多少？溶质的质量是多少？ 【提示】 0.5 mol,20 g。
(4)1 mol·L Na2SO4溶液中Na和SO4的物质的量浓度分别是多少？ 【提示】 c(Na)＝2 mol·L，c(SO4)＝1 mol·L。 探究2 物质的量浓度的配制
(1)若实验时需480 mL Na2CO3溶液，需选用什么容量瓶？ 【提示】 500 mL容量瓶。
(2)物质溶解或稀释能否在容量瓶中操作？ 【提示】 否。
(3)用浓H2SO4配制与用固体NaOH配制一定物质的量浓度的溶液所需仪器有何不同？ 【提示】 两种方法的不同之处在于称量时的不同，一种用量筒量取液体的体积，一种
2
＋
－1
2－
－1
－1
＋
2－
－1
用托盘天平称量固体的质量。用浓溶液配制时，不用托盘天平和药匙。
探究3 物质的量浓度配制过程中的误差分析
(1)定容加蒸馏水时不慎超过了刻度线或向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴掉在容量瓶外面，应如何处理？
【提示】 无法进行弥补处理，宣告实验失败，再重新配制。
(2)以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例，从配制过程方面来探究引起误差的情况(完成下列表格)。
能引起误差的一些操作 称好后的药品放入烧杯中时，有少量洒在烧杯外 搅拌时部分液体溅出 未冷却到室温就注入容量瓶定容 定容时，水加多了，用滴管吸出 定容时仰视刻度线 因变量 m ____ ____ ____ 减小 ____ V ____ ____ ____ 不变 ____ c/mol·L－1 ________ ________ ________ 偏小 ________ 【提示】 (从左到右、从上到下)减小 不变 偏小 减小 不变 偏小 不变 减小 偏大 不变 增大 偏小
[认知升华]
升华1 物质的量浓度的理解
(1)溶质用物质的量表示，而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等，应根据有关公式换算为物质的量。
(2)V表示溶液的体积，而不是溶剂的体积，单位一般用“L”，也可用其他单位，但要注意单位的换算和统一。
(3)对于一定物质的量浓度的溶液来说，从中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但其中所含溶质的物质的量与所取体积有关。
(4)整体与部分的关系：如0.1 mol·L AlCl3溶液中，c(Al)＝0.1 mol·L，c(Cl
－
－1
3＋
－1
)＝0.3 mol·L。
升华2 物质的量浓度的配制 (1)容量瓶的选择与使用
①容量瓶是配制物质的量浓度溶液的专用仪器，选择容量瓶应遵循“大而近”的原则：
－1
所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。
②使用容量瓶的第一步是：检查是否漏水。
③使用容量瓶注意“五不”：不能溶解固体；不能稀释浓溶液；不能加热；不能作反应容器；不能长期贮存溶液。
3
(2)固体溶质和浓液稀释配制时所需的主要仪器
①固体：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等。 ②浓液：量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等。 升华3 一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析 (1)原理依据：根据cB＝＝nBm判断。其他不变时：
VM·V①凡是使m或nB增大的因素，使cB偏大。 ②凡是使m或nB减小的因素，使cB偏小。 ③凡是使V增大的因素，使cB偏小。 ④凡是使V减小的因素，使cB偏大。
(2)数据处理：托盘天平只能准确到0.1 g，电子天平可精确到0.01 g,10 mL量筒只能准确到0.1 mL，在描述容量瓶时一定注明规格。
(3)仰视或俯视刻度线图解
图1 图2
①仰视刻度线(图1)：加水量偏多，导致溶液体积偏大，使所配溶液浓度偏低。 ②俯视刻度线(图2)：加水量偏少，导致溶液体积偏小，使所配溶液浓度偏高。
[题组·冲关]
题组1 物质的量浓度的含义
1．对1 mol/L的Na2SO4溶液的叙述正确的是( ) A．溶液中含有1 mol Na2SO4 B．1 L溶液中含有142 g Na2SO4 C．1 mol Na2SO4溶于1 L水
D．从1 L该溶液中取出500 mL以后，剩余溶液的浓度为0.5 mol/L
【解析】 A项，溶液的体积未明确；B项，142 g Na2SO4的物质的量为1 mol，正确；C项，溶液的体积不是1 L；D项，剩余溶液的浓度仍为1 mol/L。
【答案】 B
2．下列所得溶液的物质的量浓度等于0.1 mol·L的是( ) A．将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中
B．将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合 C．将8 g三氧化硫溶于水并配成1 L溶液 D．将0.1 mol氧化钠溶于水并配成1 L溶液
－1
4
【解析】 A项溶液的体积不等于1 L；B项无法确定溶液的体积；D项0.1 mol Na2O溶于水，其溶质NaOH为0.2 mol。
【答案】 C
题组2 一定物质的量浓度溶液的配制与误差分析
3．精确配制250 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液，下列实验操作正确的是( ) A．选择仪器时，使用500 mL容量瓶
B．将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中，加入少量水溶解 C．在烧杯中溶解氢氧化钠固体后，立即将所得溶液注入容量瓶中 D．将烧杯中的氢氧化钠溶液注入未经干燥的洁净容量瓶中
【解析】 A项，应选250 mL容量瓶；B项，NaOH不能在容量瓶中溶解；C项，NaOH溶解时放热，应冷却至室温再注入容量瓶。
【答案】 D
4．实验室需配制250 mL 0.1 mol·L的Na2CO3溶液，填空并回答下列问题： (1)配制250 mL 0.1 mol·L的Na2CO3溶液。
实际应称Na2CO3质量/g 应选用容量瓶的规格/mL －1
－1
(2)配制时，其正确的操作顺序是(填字母，每个字母只能用一次)________________。 A．用30 mL水洗涤烧杯2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡 B．将准确称量的Na2CO3固体倒入烧杯中，再加适量水溶解 C．将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中 D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀
E．改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度线相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度线下1～2 cm处
(3)操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是__________________，溶液注入容量瓶前需恢复到室温，这是因为________________________。
(4)若出现如下情况，对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”) 若容量瓶中有少量蒸馏水________________________________________； 若定容时俯视刻度线_____________________________________________。 (5)若实验过程中出现如下情况，应如何处理？
加蒸馏水时不慎超过了刻度线_____________________________________； 向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴掉在容量瓶外面___________________。
【解析】 (1)称取固体 Na2CO3的质量为0.25 L×0.1 mol·L×106 g·mol≈2.7 g；配制250 mL 0.1 mol·L的Na2CO3溶液就用250 mL容量瓶。
(2)按十字方针“算、量、溶、冷、移、洗、振、定、摇、贴”排列实验步骤，确定为
－1
－1
－1
5
B→C→A→F→E→D。
(3)洗涤烧杯和玻璃棒的目的是保证溶质全部转入容量瓶。容量瓶盛放热溶液时，体积不准，故溶液注入容量瓶前需恢复到室温。
(4)若容量瓶中有少量蒸馏水，因定容时也需要加水，故对所配溶液无影响；若定容时俯视刻度线，则会使凹液面的最低点下移，所加水偏少，浓度偏高。
(5)若实验中加蒸馏水时超过了刻度线或移液时有液滴洒在外面，均要重新配制。 【答案】 (1)2.7 250 (2) B、C、A、F、E、D
(3)保证溶质全部转入容量瓶 容量瓶盛放热溶液时，体积不准 (4)无影响 偏高
(5)洗净容量瓶后重新配制 洗净容量瓶后重新配制
物质的量浓度的有关计算 [探究·升华] [思考探究]
物质的量浓度的综合计算
(1)在标准状况下，将3.36 L HCl通入1 L水中，则溶液的物质的浓度为多少？(溶液的密度为1.2 g·cm)
3.36
【提示】 n(HCl)＝ mol＝0.15 mol，
22.4
0.15 mol×36.5 g·mol＋1 000 mL×1 g·mL
V(溶液)＝≈838 mL≈0.838 L， －11.2 g·mL
－1
－1
－3
c(HCl)＝
0.15 mol－1
≈0.18 mol·L。
0.838 L
－3
(2)98% H2SO4溶液(ρ＝1.84 g·cm)的物质的量浓度为多少？ 1 000 cm×1.84 g·cm×98%
【提示】 c＝＝18.4 mol/L。 －11 L×98 g·mol(3)要配制250 mL 1 mol/L的浓HCl，需要5 mol/L的盐酸多少毫升？
【提示】 250 mL×1 mol/L＝V mL×5 mol/L，V＝50，则需要5 mol/L的盐酸50 mL。 (4)0.5 mol/L的Al2(SO4)3溶液中c(Al)、c(SO4)分别为多少？ 【提示】 c(Al)＝1 mol/L、c(SO4)＝1.5 mol/L。 [认知升华]
物质的量浓度的有关计算方法
(1)一定体积的气体(标准状况)溶于水后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：
3＋
2－
3＋
2－
3
－3
6
B→C→A→F→E→D。
(3)洗涤烧杯和玻璃棒的目的是保证溶质全部转入容量瓶。容量瓶盛放热溶液时，体积不准，故溶液注入容量瓶前需恢复到室温。
(4)若容量瓶中有少量蒸馏水，因定容时也需要加水，故对所配溶液无影响；若定容时俯视刻度线，则会使凹液面的最低点下移，所加水偏少，浓度偏高。
(5)若实验中加蒸馏水时超过了刻度线或移液时有液滴洒在外面，均要重新配制。 【答案】 (1)2.7 250 (2) B、C、A、F、E、D
(3)保证溶质全部转入容量瓶 容量瓶盛放热溶液时，体积不准 (4)无影响 偏高
(5)洗净容量瓶后重新配制 洗净容量瓶后重新配制
物质的量浓度的有关计算 [探究·升华] [思考探究]
物质的量浓度的综合计算
(1)在标准状况下，将3.36 L HCl通入1 L水中，则溶液的物质的浓度为多少？(溶液的密度为1.2 g·cm)
3.36
【提示】 n(HCl)＝ mol＝0.15 mol，
22.4
0.15 mol×36.5 g·mol＋1 000 mL×1 g·mL
V(溶液)＝≈838 mL≈0.838 L， －11.2 g·mL
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c(HCl)＝
0.15 mol－1
≈0.18 mol·L。
0.838 L
－3
(2)98% H2SO4溶液(ρ＝1.84 g·cm)的物质的量浓度为多少？ 1 000 cm×1.84 g·cm×98%
【提示】 c＝＝18.4 mol/L。 －11 L×98 g·mol(3)要配制250 mL 1 mol/L的浓HCl，需要5 mol/L的盐酸多少毫升？
【提示】 250 mL×1 mol/L＝V mL×5 mol/L，V＝50，则需要5 mol/L的盐酸50 mL。 (4)0.5 mol/L的Al2(SO4)3溶液中c(Al)、c(SO4)分别为多少？ 【提示】 c(Al)＝1 mol/L、c(SO4)＝1.5 mol/L。 [认知升华]
物质的量浓度的有关计算方法
(1)一定体积的气体(标准状况)溶于水后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：
3＋
2－
3＋
2－
3
－3
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