全国版2021高考化学一轮复习第2讲物质的量浓度及其溶液的配制课件

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化学计量在实验中的应用 第一章 第 2 讲　物质的量浓度及其溶液的配制 　 1. 了解溶液的含义。　 2. 了解溶解度、饱和溶液的概念。　 3. 了解溶液浓度的表示方法，理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。　 4. 掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度的方法。 栏 目 导 航 考点一　物质的量浓度及相关计算 　 考点二　一定物质的量浓度溶液的配制 微专题 2 　溶解度及溶解度曲线的应用 探究高考 · 明确考向 考点一　物质的量浓度及相关计算 单位体积溶液中所含溶质 B 的　 mol · L － 1 　 [ 判一判 ] (1)1 mol · L － 1 NaCl 溶液是指此溶液中含有 1 mol NaCl ( 　　 ) (2) 从 100 mL 5 mol · L － 1 H 2 SO 4 溶液中取出 10 mL ，所得硫酸的物质的量浓度为 0.5 mol · L － 1 ( 　　 ) (3) 用 100 mL 水吸收 0.1 mol HCl 气体所得溶液的物质的量浓度恰好是 1 mol · L － 1 ( 　　 ) (4)1 L 水中溶解 5.85 g NaCl 所形成的溶液的物质的量浓度是 0.1 mol · L － 1 ( 　　 ) (5) 将 25 g CuSO 4 · 5H 2 O 晶体溶于 75 g 水中所得溶质的质量分数为 25% ( 　　 ) (6) 将 40 g SO 3 溶于 60 g 水中所得溶质的质量分数为 40% ( 　　 ) (7) 将 62 g Na 2 O 溶于水中，配成 1 L 溶液，所得溶质的物质的量浓度为 1 mol · L － 1 ( 　　 ) × 　 × 　 × 　 × 　 × 　 × 　 × 　 D 　 答案　 C 题组二　关于物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算 3 ．某温度时，有 500 mL 饱和的硫酸镁溶液，它的密度是 1.20 g · cm － 3 ，其中镁离子的质量分数是 4.8% ，计算回答下列问题： (1) 溶质的质量分数： __________ 。 (2) 溶液的物质的量浓度： ________________ 。 (3) 溶质和溶剂的物质的量之比： _________ 。 (4) 硫酸根离子的质量分数： __________ 。 (5) 该温度下硫酸镁的溶解度： ____________ 。 24.0% 　 2.4 mol/L 　 1∶21 　 19.2% 　 31.6 g 　 题组三　溶液的稀释与混合 4 ． (2019 · 福建福州质检 ) 现有 V L 0.5 mol · L － 1 的盐酸，欲将其浓度扩大一倍，以下方法中最宜采用的是 ( 　　 ) A ．加热浓缩到原来体积的一半 B ．加入 5 mol · L － 1 的盐酸 0.125 V L C ．加入 10 mol · L － 1 的盐酸 0.1 V L ，再稀释至 1.5 V L D ．标况下通入 11.2 L 氯化氢气体 C 　 5 ．有 Al 2 (SO 4 ) 3 和 Na 2 SO 4 的混合溶液 V L ，将它均分成两份。一份滴加氨水，使 Al 3 ＋ 完全沉淀；另一份滴加 BaCl 2 溶液，使 SO 完全沉淀。反应中消耗 a mol NH 3 · H 2 O 、 b mol BaCl 2 。据此得知原混合溶液中的 c (Na ＋ )(mol · L － 1 ) 为 ( 　　 ) A ． (4 b － 2 a )/ V 　　　 B ． (2 b － 2 a )/ V C ． (2 b － a )/ V 　　　 D ． ( b － 2 a )/ V 解析　 根据题意 Al 3 ＋ 的物质的量为 a /3 mol ， SO 的物质的量为 b mol ，因 Na 2 SO 4 和 Al 2 (SO 4 ) 3 的混合溶液不显电性，设每份混合溶液中 Na ＋ 的物质的量为 x mol ，则根据电荷守恒可知， a /3 × 3 ＋ x × 1 ＝ b × 2 ， x ＝ 2 b － a ，原混合溶液中的 c (Na ＋ ) ＝ (4 b － 2 a )/ V mol · L － 1 。 A 　 1 ． 主要仪器 天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管。 (1) 托盘天平：称量前先调零，称量时药品放在 ________ ，砝码放在右盘，读数精确到 0.1 g 。 [ 填一填 ] 　称量 5.9 g NaCl 固体，若不慎将物品和砝码颠倒放置，则实际称量的 NaCl 质量为 _______ g 。 考点二　一定物质的量浓度溶液的配制 左盘　 4.1 　 (2) 容量瓶 ①构造及用途 刻度线　 100 mL 　 250 mL 　 500 mL 　 1 000 mL 　 [ 填一填 ] 　 ( 人教版必修 1 例题改编 ) 实验中需要 2 mol · L － 1 的 Na 2 CO 3 溶液 950 mL ，配制时，你认为应该选用容量瓶的规格和称取的碳酸钠质量分别是 ______________________ 、 _________ g 。 1 000 mL 容量瓶　 212.0 　 ② 查漏操作 容量瓶使用前一定要检查是否漏水。操作方法：向容量瓶中加入适量水，盖上瓶塞、倒立，观察是否漏水，若不漏水，然后将容量瓶正立过来，旋转玻璃塞 180° 、倒立，再观察是否漏水。 — 2 ． 配制过程 以配制 480 mL 1mol · L － 1 NaOH 溶液为例，所需容量瓶的规格： _____________ 。 (1) 配制过程示意图： 500 mL 　 移液　 定容　 摇匀　 (2) 配制步骤： ①计算 ( 填写计算过程与结果 ) ： m (NaOH) ＝ ____________________________________________________ 。 ②称量：根据计算结果，称量固体质量。 ③溶解：将称量好的固体放入烧杯中，加适量蒸馏水溶解，并用 __________ 搅拌；溶解过程中玻璃棒的作用为 __________________ 。 ④转移 ( 移液 ) ： a ．移液前需要将溶液冷却至室温。 b ．移液中玻璃棒的作用为 ________ 。 1 mol · L － 1 × 0.5 L × 40 g · mol － 1 ＝ 20.0 g 　 玻璃棒　 搅拌，加速溶解　 引流　 ⑤ 洗涤：用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤 ________ 次，洗涤液注入 __________ 中，并振荡容量瓶，使溶液混合均匀。 ⑥定容： a ．将蒸馏水注入容量瓶，在液面离容量瓶颈刻度线下 ______________ 时，改用胶头滴管滴加蒸馏水。 b ．定容时要平视刻度线，至凹液面最低处与刻度线 ________ 。 ⑦摇匀：盖好瓶塞，上下反复颠倒摇匀。 强调： 引流时玻璃棒的末端位于容量瓶刻度线以下并靠在容量瓶颈内壁上，注意应不要让玻璃棒其他部位触及容量瓶口将烧杯中的液体沿玻璃棒缓缓注入容量瓶中。 2 ～ 3 　 容量瓶　 1 ～ 2 cm 　 相切　 题组一　一定物质的量浓度溶液的配制步骤 1 ． (2019 · 辽宁鞍山一中检测 ) 实验室需要配制 0.50 mol · L － 1 NaCl 溶液 480 mL 。按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。 (1) 选择仪器。完成本实验必需用到的仪器有：托盘天平 ( 带砝码、最小砝码为 5 g) 、药匙、烧杯、 _____________ 、 __________ 、 ________ 以及等质量的两片滤纸。 (2) 计算。配制该溶液需取 NaCl 晶体 ________g 。 500 mL 容量瓶　 胶头滴管　 玻璃棒　 14.6 　 (3) 称量。 ①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置； ②称量过程中 NaCl 晶体应放于天平的 ________( 填 “ 左盘 ” 或 “ 右盘 ” ) 。 ③称量完毕，将药品倒入烧杯中。 左盘　 (4) 溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，目的是 ____________________ 。 (5) 转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯 2 ～ 3 次是为了 ________________________________ 。 (6) 定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线 __________ 处，改用 __________ 加水，使溶液凹液面与刻度线相切。 (7) 摇匀、装瓶。 搅拌，加速 NaCl 溶解　 保证溶质全部转入容量瓶中　 1 ～ 2 cm 　 胶头滴管　 解析　 配制 480 mL 0.50 mol · L － 1 的 NaCl 溶液，必须用 500 mL 的容量瓶。 m (NaCl) ＝ 0.50 mol · L － 1 × 0.5 L × 58.5 g · mol － 1 ≈14.6 g( 托盘天平精确到 0.1 g) 。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算 → 称量 ( 或量取 ) → 溶解 ( 或稀释 ) 、冷却 → 转移、洗涤 → 定容、摇匀 → 装瓶贴签。 2 ．用 98% 的浓硫酸 (ρ ＝ 1.84g/cm 3 ) 配制 1mol/L 稀硫酸 100mL 。 (1) 实验操作： a ．用 100mL 量筒量取 98% 的浓硫酸 ________mL ； b ．选取对应规格的容量瓶，洗涤，检查是否漏液，将稀释并冷却至室温的硫酸溶液沿玻璃棒转移到此容量瓶中； c ．用少量蒸馏水洗涤小烧杯和玻璃棒 2 ～ 3 次，并将洗涤液转移到容量瓶中； d ．在小烧杯内稀释浓硫酸，稀释时要用玻璃棒不断搅拌； e ．向容量瓶中直接加蒸馏水至离刻度线 1 ～ 2cm 处； f ．盖上容量瓶瓶塞，摇匀； g ．用胶头滴管小心加蒸馏水至刻度线； h ．将配制好的溶液转移入含少量蒸馏水的试剂瓶中贮存备用。 5.4 　 (2) 实验分析： ① 正确的操作步骤是 __________( 填序号 ) 。 ② 此实验中玻璃棒的作用是 ______________ 。 ③ 实验操作中有两处错误，这两处错误是： Ⅰ .____________________________________________________ 。 Ⅱ .__________________________________________________ 。 adbcegfh 　 搅拌和引流　 量取硫酸的量筒量程太大，会造成较大误差　 试剂瓶未干燥，会使所配溶液变稀 　 题组二　全面突破误差分析 3 ．用 “ 偏大 ” 、 “ 偏小 ” 或 “ 无影响 ” 填空。 (1) 配制 450 mL 0.1 mol · L － 1 的 NaOH 溶液，用托盘天平称取 NaOH 固体 1.8 g ________ 。 (2) 配制 500 mL 0.1 mol · L － 1 的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾 8.0 g ________ 。 (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) 配制一定物质的量浓度的 NaOH 溶液，需称量溶质 4.4 g ，称量时物码放置颠倒 ________ 。 偏小　 偏小　 偏小　 偏小　 (5) 用量筒量取浓硫酸时，仰视读数 ________ 。 (6) 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 ________ 。 (7) 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 ________ 。 (8) 定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线 ________ 。 (9) 定容时仰视刻度线 ________ 。 (10) 定容摇匀后少量溶液外流 __________ 。 偏大　 偏大　 偏小　 偏小　 偏小　 无影响　 1 ． 误差分析的理论依据 2 ． 仰视、俯视的分析 结果：仰视时，容器内液面高于刻度线；俯视时，容器内液面低于刻度线。 　　　　　　溶解度及溶解度曲线的应用 (3) 影响因素 ①内因：物质本身的性质 ( 由结构决定 ) 。 ②外因： a ．溶剂的影响 ( 如 NaCl 易溶于水不易溶于汽油 ) 。 b ．温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如 Ca(OH) 2 ；温度对 NaCl 的溶解度影响不大。 2 ． 气体的溶解度 (1) 概念：通常指该气体 ( 其压强为 101 kPa) 在一定温度时溶解于 1 体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为 1∶ x 。 如 NH 3 、 HCl 、 SO 2 、 CO 2 等气体常温时的溶解度分别为 1∶700 、 1∶500 、 1∶40 、 1∶1 。 (2) 影响因素：气体溶解度的大小与温度和压强有关，温度升高，溶解度减小；压强增大，溶解度增大。 [ 想一想 ] 　在通常状况下， NH 3 在水中的溶解度为 1∶700 ，其中 “ 1∶700 ” 的含义是什么？ 提示： “ 1 ∶ 700 ” 指的是在常温常压下， 1 体积水溶解 700 体积的 NH 3 达到饱和状态。 3 ． 溶解度的表示方法 (1) 列表法 硝酸钾在不同温度时的溶解度： 温度 / ℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 溶解度 /g 13.3 20.9 31.6 45.8 63.9 85.5 110 138 168 202 246 (2) 曲线法 4 ． 利用溶解度受温度影响不同除杂的方法 (1) 溶解度受温度影响较小的物质 ( 如 NaCl) 采取蒸发结晶的方法；若 NaCl 溶液中含有 KNO 3 ，应采取蒸发结晶，趁热过滤的方法。 (2) 溶解度受温度影响较大的物质 ( 或带有结晶水 ) 采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法；若 KNO 3 溶液中含有 NaCl ，应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。 题组一　对溶解度及溶解度曲线的理解 1 ．将 80 ℃ 饱和 KNO 3 溶液冷却至 10 ℃ ，有 KNO 3 固体析出。该过程中保持不变的是 ( 　　 ) A ．溶剂的质量　　　 B ．溶质的质量分数 C ． KNO 3 的溶解度　　　 D ．溶液中 K ＋ 的数目 解析　 硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小， KNO 3 晶体不带结晶水，当降低温度晶体析出时，溶液只会减少溶质的质量而溶剂的质量不会改变。 A 　 2 ． (2019 · 河北唐山检测 ) 如图是 MgSO 4 、 NaCl 的溶解度曲线。下列说法正确的是 ( 　　 ) A ． MgSO 4 的溶解度随温度升高而增大 B ． NaCl 的溶解度比 MgSO 4 的溶解度大 C ．在 t 2 ℃ 时， MgSO 4 饱和溶液的溶质质量分数最大 C 　 D ．把 MgSO 4 饱和溶液的温度从 t 3 ℃ 降至 t 2 ℃ 时，有晶体析出 题组二　根据溶解度及溶解度曲线特点选择结晶方法 3 ．如图是 X 、 Y 、 Z 三种固体物质的溶解度曲线。按要求回答下列问题： (1) 若 X 溶液中混有少量 Y ，提纯 X 的方法是 ____________________________ 。 (2) 若 Y 溶液中混有少量的 X ，提纯 Y 的方法是 ______________________ 。 加热浓缩，冷却结晶，过滤　 蒸发结晶，趁热过滤　 4 ． (2019 · 重庆一中一模 ) 下表是四种盐在不同温度下的溶解度 (g/100 g 水 ) ： ( 假设：盐类共存时不影响各自的溶解度，分离晶体时，溶剂的损耗忽略不计 ) NaNO 3 KNO 3 NaCl KCl 10 ℃ 80.5 21.2 35.7 31.0 100 ℃ 175 246 39.1 56.6 用物质的量之比为 1∶1 的硝酸钠和氯化钾为原料，制取硝酸钾晶体，其流程如图所示 以下说法错误的是 ( 　　 ) A ．①和②的实验过程中，都需要控制温度 B ．①实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤 C ．②实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤 D ．用 95% 的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好 解析　 A 项，①为蒸发浓缩，②为冷却结晶，均需要控制温度，正确； B 项，①实验分离出 NaCl ，操作依次为加水溶解、蒸发浓缩、趁热过滤，正确； C 项，②实验操作为冷却结晶，错误； D 项，用 95% 的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好，可减少硝酸钾的溶解，正确。 C 　 物质结晶的常见方法 (1) 溶解度受温度影响较小的物质 ( 如 NaCl) 常采用蒸发结晶的方法。 (2) 溶解度受温度影响较大的物质 ( 如带有结晶水 ) 常采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。 题组三　溶解度的特点和物质分离方法的关系在解答化工流程题中的应用 5 ．高氯酸铵可用于火箭推进剂，实验室可由 NaClO 3 等原料制取 ( 部分物质溶解度如图 ) ，其实验流程如下： (1)80 ℃ 时浸取液冷却至 0 ℃ 过滤，滤渣的主要成分为 __________( 写化学式 ) 。 (2) 反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为 ______________________________________________ 。 NaClO 4 　 6 ． (2019 · 安徽安庆模拟 ) 以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下： 氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题： (1) 欲制备 10.7 g NH 4 Cl ，理论上需 NaCl________g 。 (2) 实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 __________ 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。 (3) “ 冷却结晶 ” 过程中，析出 NH 4 Cl 晶体的合适温度为 __________________ 。 (4) 不用其他试剂，检查 NH 4 Cl 产品是否纯净的方法及操作是 _______________ ______________________________________________________________________ 。 (5) 若 NH 4 Cl 产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是 ___________ 。 11.7 　 蒸发皿　 35 ℃(33 ～ 40 ℃ 都可以 ) 　 重结晶 　 加热法：取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净　 解析　 根据氯元素守恒可列关系求 m (NaCl) ＝ 10.7 g × 58.5 g · mol － 1 ÷53.5 g · mol － 1 ＝ 11.7 g 。氯化铵的溶解度随温度变化较大，而硫酸钠在 30 ～ 100 ℃ 变化不大，故可用冷却结晶法。但温度不能太低以防硫酸钠析出。所以应大约在 33 ～ 40 ℃ 。 1 ．判断正误，正确的划 “ √ ” ，错误的划 “ × ” 。 (1) (2018 · 全国卷 Ⅱ ， 7A) 称取 4.0g 固体 NaOH 于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至 250 mL 容量瓶中定容，即可配制 0.400 0 mol · L － 1 的 NaOH 溶液。 ( 　　 ) (2) (2017 · 全国卷 Ⅲ ， 9D) 称取 KMnO 4 固体 0.158 g ，放入 100 mL 容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，即可配制浓度为 0.010 mol · L － 1 的 KMnO 4 溶液 ( 　　 ) 探究高考 · 明确考向 × 　 × 　 (3) (2016 · 浙江卷 ) 为准确配制一定物质的量浓度的溶液，定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时，改用滴管滴加蒸馏水至刻度线 ( 　　 ) (4) (2016 · 海南卷 ) 向容量瓶转移液体时，导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁 ( 　　 ) (5) (2015 · 福建卷， 8A) 称取 2.0 g NaOH 固体，可以先在托盘上各放 1 张滤纸，然后在右盘上添加 2 g 砝码，左盘上添加 NaOH 固体 ( 　　 ) √ 　 √ 　 × 　 2 ． (2015 · 江苏卷 ) 如图可以看出，从 MnSO 4 和 MgSO 4 混合溶液中结晶 MnSO 4 · H 2 O 晶体，需控制的结晶温度范围为 ______________ 。 高于 60 ℃ 　 解析 　 由图可知，要从 MnSO 4 和 MgSO 4 混合溶液中结晶出 MnSO 4 · H 2 O 晶体，温度应大于 60 ℃ ，其原因是此时 MgSO 4 · 6H 2 O 的溶解度大于 MnSO 4 · H 2 O 的溶解度，有利于 MnSO 4 · H 2 O 晶体析出， MgSO 4 · 6H 2 O 晶体不易析出。 3 ． ( 浙江卷， T28 节选 ) 用重铬酸钾法 ( 一种氧化还原滴定法 ) 可测定产物 Fe 3 O 4 中的二价铁含量。若需配制浓度为 0.010 00 mol · L － 1 的 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液 250 mL ，应准确称取 ________ g K 2 Cr 2 O 7 ( 保留 4 位有效数字，已知 M K 2 Cr 2 O 7 ＝ 294.0 g · mol － 1 ) 。配制该标准溶液时，下列仪器中不必要用到的有 ________( 用编号表示 ) 。 ①电子天平　②烧杯　③量筒　④玻璃棒　⑤容量瓶　⑥胶头滴管　⑦移液管 0.735 0 　 ③⑦ 　 4 ． ( 江苏卷 ) 用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是 ( 　　 ) 答案　 B