第二节 物质的量在化学实验中的应用
考纲定位 1.了解物质的量浓度(c)的含义并能进行有关计算。 2.理解溶液中溶质的质量分数的概念并能进行有关计算。 3.掌握配制一定溶质质量分数和物质的量浓度溶液的方法,会进行有关误差分析。 4.了解溶解度、饱和溶液的概念。 5.能根据化学(或离子)方程式进行有关计算。 要点网络
物质的量浓度及其计算
1.物质的量浓度
(1)概念: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cB。 (2)表达式:cB=,单位:mol·L或mol/L。 2.溶质的质量分数
(1)概念:用溶质的质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。
(2)表达式:w(B)=
nB
V-1
m溶质
×100%。
m溶液
3.有关物质的量浓度的计算
(1)标准状况下,气体溶于水所得溶液的物质的量浓度的计算
V溶质的物质的量n=??22.4 L·mol?mm+m溶液的体积V==??ρρ气体
气体
水
-1
??n? c=V ??
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算 推导过程(以1 L溶液为标准)
1
1 000ρw1 L(1 000 mL)溶液中溶质质量m(溶质)=1_000ρ×w g?n(溶质)= mol?溶
M1 000ρw-1-1
质的物质的量浓度c= mol·L。(c为溶质的物质的量浓度,单位:mol·L,
M-3ρ为溶液的密度,单位:g·cm,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位:g·mol-1
)
4.溶液稀释、同种溶质的溶液混合的计算 (1)溶液稀释
①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。 ②溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。 ③溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。 (2)溶液混合:混合前后溶质的物质的量保持不变,
即c1V1+c2V2=c混V混。(若稀溶液混合后体积不变V混=V1+V2;若混合后体积变化V混
=
V1ρ1+V2ρ2
)
ρ混
5.溶液中的电荷守恒
任何电解质溶液中均存在电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负
电荷总数。如Al2(SO4)3溶液中的电荷守恒式为3c(Al)+c(H)=2c(SO4)+c(OH),知其中三种离子的浓度,即可求剩余一种离子的浓度。
[补短板]
(1)物质的量浓度中的体积是指溶液的体积,而不是指溶剂的体积。 (2)溶液中溶质的判断
①与水发生反应的物质,溶质发生变化,水量减少,如:
水Na、Na2O、Na2O2――→NaOH 水CO2、SO2、SO3――→H2CO3、H2SO3、H2SO4 对应H2ONH3――→NH3·H2O(但仍按溶于水的NH3进行计算) ②结晶水合物,溶质不变但水量增多,如 水水
CuSO4·5H2O――→CuSO4,FeSO4·7H2O――→FeSO4。
(3)在进行物质的量浓度与溶质质量分数换算时需要溶液密度(ρ g·cm),同时注意单位的换算。
(4)溶液混合时,溶液质量可以加和;而溶液体积一般不能加和,当溶液很稀或浓度相近时可近似加和计算体积。
-3
3++2--
2
[基础判断]
(1)10.6 g Na2CO3与28.6 g Na2CO3·10H2O分别投入1 L水中完全溶解所得溶液浓度均为0.1 mol·L。( )
(2)将62 g Na2O或78 g Na2O2分别溶于水中,各配成 1 L 溶液,所得溶液的物质的量浓度均为2 mol·L。( )
(3)500 mL 0.2 mol·L的稀盐酸加水稀释为1 000 mL,所得溶液浓度为0.1 mol·L
-1
-1
-1
-1
。( )
(4)25 ℃,pH=1的H2SO4溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L。( )
(5)0.1 mol·L的NaCl溶液与0.1 mol·L的BaCl2溶液的导电性相同。( ) [答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× [知识应用]
25 ℃时,将0.1 mol·L NH4Cl溶液与a mol·L的NaOH溶液等体积混合(溶液体积
-1
-1
-1
-1
-1
保持不变),所得溶液的pH=7,则溶液中
+
c(Cl-)=________,c(NH+4)=________,c(Na)=________,c(NH3·H2O)=________。
0.1a--1-1+
[解析] 等体积混合后c(Cl)= mol·L=0.05 mol·L,c(Na)=
22mol·L,根据电荷守恒知c(Na)+c(H)+c(NH4)=c(Cl)+c(OH),又pH=7,c(H)=c(OH),故c(NH4)=c(Cl)-c(Na)=(0.05-) mol·L。根据物料守恒知
2
-
+
-
+
-1
+
+
+
-
-
+
a-1
c(NH+4)+c(NH3·H2O)=
mol·L。
-1
0.1aa-1-1
mol·L,故c(NH3·H2O)=(0.05-0.05+)mol·L= 222
[答案] 0.05 mol·L (0.05-) mol·L
2
-1
a-1
a mol·L mol·L 22
命题点1 物质的量浓度的含义和基本计算
1.(2019·邯郸模拟)下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.0.3 mol·L的Na2SO4溶液中含有的Na和SO4的总物质的量为0.9 mol
B.当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol·L,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 mol·L
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na和SO4的物质的量相等,则K和Cl
-
+
2-
+
-1
-1
-1
+
2-
-1
a-1
的物质的量浓度一定相同
D.10 ℃时,0.35 mol·L的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,
-1
3