新课标同步导学高一化学课件：第一章 从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用第3课时 物质的量在化学实验中的应用

新课标同步导学高一化学课件：第一章 从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用第3课时 物质的量在化学实验中的应用

第 3 课时　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 ．掌握物质的量浓度的有关计算。 3 ．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法。 4 ．掌握容量瓶的使用方法。 单位体积 物质的量 c (B) mol/L 或 mol·L － 1 使用物质的量浓度的注意事项 1 ．物质的量浓度概念中的体积是溶液的体积 ( 一般以升为单位 ) ，而不是溶剂的体积。 2 ．溶质的量是用物质的量表示，而不是用质量表示。 3 ．从一定的物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变。 4 ．若物质的量浓度相同，体积不同时，则所含溶质物质的量也不同。 1 ．下列溶液中物质的量浓度为 1 mol·L － 1 的是 ( 　　 ) A ．将 40 g NaOH 溶解在 1 L 水中 B ．将 22.4 L HCl 气体溶于水配成 1 L 溶液 C ．将 1 L 10 mol·L － 1 的浓盐酸加入 9 L 水中 D ．将 10 g NaOH 溶解在少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为 250 mL 答案：　 D 配制 100 mL 1.00 mol/L NaCl 溶液 1 ． 主要仪器 电子天平或 __________ 、 _____________ 、 _____ 、 _____ 、 _______ 、 __________ 等。 托盘天平 100 mL 容量瓶 量筒 烧杯 玻璃棒 胶头滴管 2 ．配制步骤 (1) 计算：根据 n B ＝ c B · V 可知 n (NaCl) ＝ ________ ，则 m (NaCl) ＝ _____ g 。 (2) 称量：若用托盘天平可准确称取 NaCl 固体 ____ g 。 (3) 溶解：将称好的 NaCl 固体放入 _____ 中， 用适量蒸馏水溶解，用 ________ 搅拌，并 冷却至室温。 0.1 mol 5.85 5.9 烧杯 玻璃棒 (4) 移液：将烧杯中的溶液用 _______ 引流转 移到 _____________ 中。 (5) 洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁 _______ 次，并将洗涤液都注入 ________ 中，轻轻 摇动 ________ ，使溶液混合均匀。 (6) 定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面 ______________________ 时，改用 ___________ 滴加蒸馏水至 _________________ 。 (7) 摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。 玻璃棒 100 mL 容量瓶 2 ～ 3 容量瓶 容量瓶 离容量瓶颈刻度 1 ～ 2 cm 胶头 液面与刻度线相切 滴管 如图所示： 容量瓶的使用 1 ． 检漏 往瓶内加入一定量水，塞好瓶塞。 用食指摁住瓶塞，另一只手托住 瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶塞 周围是否有水漏出。如果不漏水， 将瓶正立并将瓶塞旋转 180° 后塞 紧，仍把瓶倒立过来，再检查是 否漏水。 2 ． 冷却 溶液注入容量瓶前需恢复到常温，因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热，而容量瓶必须在常温下使用。 3 ． 加液 向容量瓶中注入液体时， 应沿细玻璃棒注入，且 玻璃棒下端应靠在容量 瓶刻度线以下的内壁上， 以防注入操作时液体流 出，造成溶质损失。 4 ． 定容 定容时，要平视刻度线，使刻度线与瓶内凹液面的最低处相切。 [ 温馨提示 ] 　 (1) 使用容量瓶注意 “ 五不 ” ：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。 (2) 选择容量瓶遵循 “ 大而近 ” 原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。因为容量瓶的规格是固定的，配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。 (3) 容量瓶常用规格有： 50 mL 、 100 mL 、 250 mL 、 500 mL 、 1 000 mL( 如图 ) 。 2 ．配制 100 mL 1 mol/L 的氢氧化钠溶液，下列操作错误的是 ( 　　 ) ①在托盘天平上放两片大小相同的纸，然后将氢氧化钠放在纸上称取 ②把称得的氢氧化钠放入盛有适量蒸馏水的烧杯中，溶解、冷却，再把溶液沿玻璃棒转入容量瓶中 ③用蒸馏水洗涤烧杯、玻璃棒 2 ～ 3 次，洗涤液也移入容量瓶中 ④沿着玻璃棒往容量瓶中加蒸馏水，直至溶液凹液面的最低处与刻度线相切 A ．①②　　 B ．③④ C ．②③ D ．①④ 解析：　 将 NaOH 放在小烧杯中称取，①错；定容过程中当加蒸馏水至刻度线 1 ～ 2 cm 时，应改用胶头滴管定容，④错。 答案： 　 D 配制物质的量浓度溶液的误差分析 1 ． 误差分析 ( 以配制一定浓度的 NaOH 溶液为例 ) 过程分析 称量过程误差分析 可能引起误差的一些操作 m V 对 c 的 影响 称量时间过长 减小 － 偏低 用滤纸称 NaOH 减小 － 偏低 移液前容量瓶内有少量水 不变 不变 不变 过程分析 称量过程误差分析 向容量瓶转移液体时少量流出 减小 － 偏低 未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 － 偏低 未冷却至室温就注入定容 － 减小 偏高 过程分析 称量过程误差分析 定容时，水加多后用滴管吸出 减小 － 偏低 定容摇匀时液面下降再加水 － 增大 偏低 定容时俯视读刻度 － 减小 偏高 定容时仰视读刻度 － 增大 偏低 2. 仰视或俯视刻度线图解 (1) 仰视刻度线 ( 图 1) 。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看见的是刻度线，刻度线低于液面的实际刻度，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，结果偏低。 (2) 俯视刻度线 ( 图 2) 。恰好相反，刻度线高于液面的实际读数，使得加水量偏小，结果偏高。 3 ．配制 100 mL 1.0 mol·L － 1 的 Na 2 CO 3 溶液，下列情况会导致溶液浓度偏高的是 ( 　　 ) A ．容量瓶使用前用 1.0 mol·L － 1 的 Na 2 CO 3 溶液润洗 B ．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 C ．仰视确定凹液面与刻度线相切 D ．用敞开容器称量 Na 2 CO 3 且时间过长 解析： 　 A 项，润洗过程中增加了 Na 2 CO 3 的量，使浓度偏高； B 项，配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，溶质损失，结果偏低； C 项仰视确定凹液面与刻度线相切，结果是加水多，溶液的体积大于 100 mL ，浓度偏低； D 项用敞开容器称量 Na 2 CO 3 且时间过长，吸收空气中的 CO 2 ，结果偏低。 答案： 　 A 使用胆矾配制 1 L 0.1 mol·L － 1 的 CuSO 4 溶液，正确的做法是 ( 　　 ) A ．将胆矾加热除去结晶水后，称取 16 g 溶于 1 L 水中 B ．称取胆矾 25 g 溶于 1 L 水中 C ．将 25 g 胆矾溶于少量水，然后将溶液稀释到 1 L D ．将 16 g 胆矾溶于少量水，然后将此溶液稀释至 1 L 答案： 　 C [ 思考感悟 ] 　在理解物质的量浓度时要注意以下几点： (1) 溶液的体积不是指溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积和。 (2) “ 物质的量 ” 是指溶液中溶质的物质的量，尤其是配制溶液时所选药品是否与溶液中最终的溶质一致，如用 Na 2 CO 3 ·10H 2 O 配制 Na 2 CO 3 溶液。 (3) 物质的量浓度的大小与溶液的体积无关。 (4) 溶液取出后其物质的量浓度不变，但因溶液的体积不同而导致溶质的物质的量不同。 (5) 讨论离子浓度时还应注意物质的化学组成。如 1 mol/L 的 AlCl 3 中 c (Cl － ) ＝ 3 mol/L 。 答案： 　 D (2010· 宜春高一检测 ) 实验室欲用 NaOH 固体配制 1.0 mol/L 的 NaOH 溶液 240 mL ： (1) 配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤： ①称量　②计算　③溶解　④摇匀　⑤转移　⑥洗涤　⑦定容　⑧冷却　⑨摇动 其正确的操作顺序为 _________________ 。本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、 ________ 。 (2) 某同学欲称量 NaOH 的质量，他先用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图所示。烧杯的实际质量为 ________g ，要完成本实验该同学应称出 ________g NaOH 。 (3) 使用容量瓶前必须进行的一步操作是 _______________________________ 。 (4) 在配制过程中，其他操作都是正确的，下列操作会引起误差偏高的是 ________ 。 A ．转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面 B ．定容时俯视刻度线 C ．未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容 D ．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面低于刻度线，再加水至刻度线 解析： 　 (1) 配制 1.0 mol/L NaOH 溶液的步骤为：计算所需 NaOH 固体的质量 → 用托盘天平称量 → 在烧杯中溶解 → 冷却至室温 → 向容量瓶中转移溶液 → 洗涤烧杯及玻璃棒 → 摇动容量瓶 → 向容量瓶中加水定容 → 上下颠倒摇动容量瓶。根据实验步骤即判断出所用仪器还有 250 mL 容量瓶和胶头滴管。 (2) 该同学将砝码与烧杯放反了，所以称得 NaOH 的质量为 (20 g ＋ 10 g) － 2.6 g ＝ 27.4 g ，应称 NaOH 质量为 1.0 mol/L × 0.25 L × 40 g/mol ＝ 10.0 g 。 (3) 使用容量瓶的第一步操作为查漏。 (4)A 使溶质物质的量减小，浓度偏低； B 、 C 使体积减小，浓度偏高； D 多加了水，体积偏大，浓度偏低。 答案： 　 (1) ②①③⑧⑤⑥⑨⑦④　 250 mL 容量瓶、胶头滴管 (2)27.4 　 10.0 　 (3) 查漏　 (4)B 、 C [ 思考感悟 ] 　 (1) 配制一定物质的量浓度的溶液的实验过程可用十个字表达： 算 ( 计算 ) → 量 ( 称量或量取 ) → 溶 ( 溶解 ) → 冷 ( 冷却 ) → 移 ( 移液 ) → 洗 ( 洗涤 ) → 摇 ( 摇动 ) → 定 ( 定容 ) → 摇 ( 摇匀 ) → 贴 ( 转入试剂瓶，贴标签 ) (2) 有关误差分析： ①用滤纸称 NaOH 使所配溶液浓度偏低的原因是部分 NaOH 沾附在了滤纸上，造成 NaOH 的物质的量减少。 ②未冷却的 NaOH 溶液转移至容量瓶中，由于热的 NaOH 溶液体积膨胀，使最终加水的体积减少，所配溶液浓度偏高。 ③在配制一定物质的量浓度的溶液时，转移溶液时若有液体遗失，要重新配制；定容时加蒸馏水，一旦超过刻度线，也要重新配制。 ④配制时完全不需要计算水的用量，因此容量瓶不必是干燥的，有少量蒸馏水不影响结果。 ⑤定容后必须反复摇匀，静置后液面下降是由于一部分溶液附在了管壁和塞子上而浓度是固定的，不需要再加入蒸馏水，否则浓度偏低。 (3) 将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入盛水的烧杯中，并不断搅拌的目的是 __________ ，若搅拌过程中有液体溅出，结果会使浓度 ________ 。 (4) 在转入容量瓶前烧杯中的液体应 __________ ，否则会使浓度 ________ ；并洗涤烧杯 2 ～ 3 次，洗涤液也要转入容量瓶，否则会使浓度 ________ 。 (5) 定容时必须使溶液凹液面与刻度线相平，若仰视则使浓度 ________ 。 解析：　 答案： 　 (1)13.6 　 (2)15 　偏低　 (3) 防止暴沸，迅速散热　低　 (4) 静置冷却至室温　偏高　偏低　 (5) 偏低 热点实验　一定物质的量浓度的溶液配制 [ 探究举例 ] 　 (2009· 运城高一检测 ) 某同学帮助水质检测站配制 480 mL 0.5 mol·L － 1 NaOH 溶液以备使用。 (1) 该同学应选择 ________ mL 的容量瓶。 (2) 其操作步骤如右图所示，则如图操作应在下图中的 __________( 填选项字母 ) 之间。 A ．②与③　　　　 B ．①与②　　　　 C ．④与⑤ (3) 该同学应称取 NaOH 固体 ________g ，用质量为 23.1 g 的烧杯放在托盘天平上称取所需 NaOH 固体时，请在附表中选取所需的砝码大小 ________( 填字母 ) ，并在下图中选出能正确表示游码位置的选项 ________( 填字母 ) 。 附表　砝码规格 a b c d e 砝码大小 /g 100 50 20 10 5 (4) 下列操作对所配溶液的浓度大小有何影响？ ①转移完溶液后未洗涤玻璃棒和烧杯，浓度会 ________( 填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同 ) 。 ②容量瓶中原来有少量蒸馏水，浓度会 _____________________________________ ___________________________________ 。 解析：　 本题主要考查了一定物质的量浓度的配制过程及操作注意事项。称量 23.1 g( 烧杯 ) ＋ 10.0 g(NaOH 固体 ) 共 33.1 g 的质量，直接可以取砝码 20 g ＋ 10 g ，另外移动游码至 3.1 g 处即可。玻璃棒和烧杯内仍有一部分溶质，故浓度偏小。容量瓶中原有少量水没有影响，因为配制过程中需加水至刻度线。 答案：　 (1)500 　 (2)C 　 (3)10.0 　 c 、 d 　 c 　 (4) ①偏小　②无影响 答案： 　 C 2 ．配制 250 mL 0.5 mol·L － 1 NaOH 溶液，在下列仪器中 ①托盘天平　②量筒　③烧杯　④玻璃棒　⑤漏斗　⑥ 500 mL 容量瓶　⑦药匙　⑧ 250 mL 容量瓶　⑨胶头滴管　⑩坩埚，需要用到的仪器有 ( 　　 ) A ．①③④⑥⑨⑩　 B ．①④⑦⑧⑨⑩ C ．①③④⑦⑧⑨ D ．①②④⑤⑧⑨ 解析： 　 因溶质 (NaOH) 为固体，故需要托盘天平；容量瓶必须注明规格 ——250 mL 容量瓶，此外需烧杯、药匙、玻璃棒、胶头滴管，故选 C 。 答案： 　 C 3 ．配制 100 mL 1.0 mol/L Na 2 CO 3 溶液，下列操作正确的是 ( 　　 ) A ．称取 10.6 g 无水碳酸钠，放入 100 mL 容量瓶中，加水溶解、定容 B ．称取 10.6 g 无水碳酸钠，加入 100 mL 蒸馏水，搅拌、溶解 C ．转移 Na 2 CO 3 溶液时，未用玻璃棒引流，直接倒入容量瓶中 D ．定容后，塞好瓶塞，反复倒转、摇匀 解析： 　 10.6 g 无水碳酸钠应放入烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌使其溶解，不能直接加入到 100 mL 容量瓶中。溶解后的溶液要用玻璃棒引流转移到容量瓶中，然后用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2 ～ 3 次，并把洗涤液都转移到容量瓶中；溶解及洗涤所用水的总体积不能超过 100 mL 。 答案： 　 D 答案： 　 B 5 ．实验室配制 500 mL 0.2 mol/L 的 Na 2 SO 4 溶液，实验操作步骤有： A ．在天平上称出 14.2 g 硫酸钠固体，把它放在烧杯中，用适量的蒸馏水使它完全溶解并冷却至室温。 B ．把制得的溶液小心地转移到容量瓶中。 C ．继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线 1 ～ 2 cm 处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹面底部与刻度线相切。 D ．用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2 ～ 3 次，每次洗涤的液体都小心注入容量瓶，并轻轻振荡。 E ．将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀。 请填写下列空白： (1) 操作步骤的正确顺序为 ( 填序号 ) __________________________________ 。 (2) 本实验用到的基本仪器已有烧杯、天平 ( 带砝码、镊子 ) 、玻璃棒，还缺少的仪器是 ________ 、 ________ 、 ________ 。 (3) 下列情况会使所配溶液浓度偏高的是 ( 填序号 )________ 。 a ．某同学观察液面的情况如右图所示 b ．没有进行上述的操作步骤 D c ．加蒸馏水时，不慎超过了刻度线 d ．砝码上沾有杂质 e ．容量瓶使用前内壁沾有水珠 答案： 　 (1)ABDCE (2) 量筒　胶头滴管　 500 mL 容量瓶　 (3)ad 练规范、练技能、练速度