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高考化学一轮总复习优化设计 第二单元 第2节 物质的量浓度及其计算课件PPT
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这是一份高考化学一轮总复习优化设计 第二单元 第2节 物质的量浓度及其计算课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了必备知识自主预诊，溶质的质量分数，关键能力考向突破，答案C，知识梳理1溶解度，网络构建，核心速记等内容，欢迎下载使用。
知识梳理1.物质的量浓度(1)含义。
(2)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数不变,但所含溶质的质量、物质的量因溶液体积不同而改变。
3.有关物质的量浓度的计算
(3)溶液中溶质的质量分数与溶质物质的量浓度的换算。换算公式:c= (c为溶质的物质的量浓度,单位是ml·L-1,ρ为溶液的密度,单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位是g· ml-1)。
(4)溶液稀释及不同浓度同种溶质的溶液混合的计算。①溶液稀释。a.溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。c.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。
(5)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。①等体积混合。a.当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数物质的溶液),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w> (a%+b%)。b.当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精溶液、氨水等),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w< (a%+b%)。
②等质量混合。两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数w= (a%+b%)。
微点拨 有关物质的量浓度计算的三个易错点(1)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:
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积①不能用溶剂的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水时,一般根据溶液的密度计算溶液的体积:V= 。②两溶液混合时,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度计算溶液的体积。
(3)部分与整体的关系溶质的浓度和离子的浓度不一定相同,要注意根据化学式具体分析。如1 ml·L-1Al2(SO4)3溶液中c(S )=3 ml·L-1,c(Al3+)等于2 ml·L-1(考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 ml·L-1)。
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)将1 ml NaCl溶于1 L水形成1 ml·L-1的NaCl溶液。( )(2)32.2 g Na2SO4·10H2O溶于67.8 g水中,w(Na2SO4)=32.2%。( )(3)31 g Na2O溶于水,配成1 L溶液,c(Na2O)=0.5 ml·L-1。( )(4)标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水,盐酸的物质的量浓度为1 ml·L-1。( )(5)将10 mL 1 ml·L-1的H2SO4溶液稀释成0.1 ml·L-1的H2SO4溶液,可向该溶液中加入100 mL水。( )(6)将标准状况下44.8 L HCl溶于100 mL水中,所得溶液的密度为1.384 g·mL-1,则其物质的量浓度为1.5 ml·L-1。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2.(1)1.204×1024个氯化氢分子溶于水配成1 L溶液,则溶液中溶质的物质的量浓度为 。 (2)0.3 L 2 ml·L-1的硫酸铝溶液中S 的物质的量为 ;其中的Al3+数 (填“>”“<”或“=”)1.2NA。 (3)2 ml·L-1 Mg(NO3)2溶液中含有0.4 ml N ,则溶液的体积为 mL。 (4)2 L 2 ml·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度 (填“>”“<”或“=”)1 L 2 ml·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度。 (5)10 g NaCl溶于40 g水形成的溶液,其溶质的质量分数为 ,从中取出5 g溶液,所含NaCl质量为 ,其溶质质量分数为 。
答案 (1)2 ml·L-1 (2)1.8 ml < (3)100 (4)= (5)20%1 g 20%
考向1 物质的量浓度概念的理解【典例1】 (2020湖北天门调研测试)下列关于物质的量浓度表述正确的是( )A.0.3 ml·L-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和S 的总物质的量为0.9 mlB.当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 ml·L-1,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 ml·L-1C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和S 的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同D.10 ℃时,0.35 ml·L-1的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 ml·L-1
答案 D 解析 A项未给出溶液体积,无法计算离子的物质的量,A项错误;B项未说明氨气的体积是标准状况下的体积,无法计算氨水的浓度,B项错误;C项,根据溶液中阴、阳离子电荷守恒,若Na+和S 的物质的量相等,则K+的物质的量浓度大于Cl-的物质的量浓度,C项错误;D项,KCl饱和溶液蒸发溶剂后析出了溶质,恢复到原来温度时溶解度不变,饱和溶液物质的量浓度不变,D项正确。
方法技巧 巧用电荷守恒求解离子浓度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溶液中的电荷守恒关系为3c(Al3+)+c(H+)=2c(S )+c(OH-),只要知道其中三种离子的浓度,即可求剩余一种离子的浓度。
对点演练1(2020湖南师范大学附属中学模拟)实验室有一瓶溶液,标签上标有“0.2 ml·L-1 BaCl2溶液”的字样,下面对该溶液的叙述正确的是( )A.配制500 mL该溶液,可将0.1 ml BaCl2溶于500 mL水中B.Ba2+和Cl-的物质的量浓度都是0.2 ml∙L-1C.将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,则所得溶液的c(Cl-)为0.2 ml∙L-1D.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度为0.1 ml∙L-1
答案 C 解析 配制500 mL 0.2 ml·L-1BaCl2溶液,应将0.1 ml BaCl2溶于水配制500 mL溶液,其浓度为0.2 ml·L-1,A项错误;由BaCl2的构成可知,Ba2+和Cl-的物质的量浓度分别为0.2 ml·L-1、0.4 ml·L-1,B项错误;由于Cl-的物质的量浓度为0.4 ml·L-1,稀释前后离子的物质的量不变,则将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,所得溶液的c(Cl-)为0.2 ml·L-1,C项正确;溶液具有均一性,则从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度仍为0.2 ml·L-1,D项错误。
考向2 物质的量浓度的有关计算【典例2】 下表所示甲、乙是实验室试剂标签上的部分内容,下列说法正确的是( )
A.氨水的物质的量浓度约为6.3 ml·L-1B.各取5 mL两种溶液与等质量的水混合后,c(H2SO4)<9.2 ml·L-1,c(NH3)>6.45 ml·L-1C.常温下铁不能与该硫酸反应D.各取10 mL两种溶液置于两烧杯中,再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸溶液和氨水
答案 B 解析 根据标签上的内容可计算该氨水的物质的量浓度约为 =12.9 ml·L-1,A项错误。由已知可得c(H2SO4)=18.4 ml·L-1,各取5 mL两种溶液与等质量的水混合后,对硫酸而言,硫酸浓度越大,密度越大,等质量的水和硫酸比较,水的体积大,所以c(H2SO4)<9.2 ml·L-1;对氨水来说,氨水浓度越大,密度越小,等质量的水和氨水比较,水的体积小,所以c(NH3)>6.45 ml·L-1,B项正确。由题意可知该硫酸为浓硫酸,常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,钝化是化学变化,C项错误。浓硫酸的密度比水大,且溶于水放出大量的热,稀释浓硫酸时,应在烧杯中加入水,再将浓硫酸慢慢倒入水中,边加边搅拌,D项错误。
易错警示 ①溶液稀释或混合时,溶液的体积一般不可直接相加,应根据溶液的质量和密度求算混合溶液的体积。溶液密度的单位一般是g·mL-1,而溶液体积的单位一般是L,要注意单位的换算。②应用物质的量浓度进行计算时,要注意质量守恒和电荷守恒的应用。
对点演练2(2020河北衡水中学七调)用密度为ρ1 g·cm-3、质量分数是w的浓盐酸与水按体积比为1∶4混合配制成密度为ρ2 g·cm-3的稀盐酸,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为( )
知识梳理1.配制一定物质的量浓度的溶液的目的(1)练习容量瓶的使用方法。(2)掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法。(3)加深对物质的量浓度概念的认识。
2.配制过程用到的实验用品烧杯、容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、托盘天平、溶质固体或浓溶液、蒸馏水。
3.容量瓶的构造及使用(1)容量瓶的构造及用途。
(2)使用容量瓶的注意事项。
微点拨 容量瓶是配制溶液的精密仪器,使用时要注意:①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;③不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
4.一定物质的量浓度溶液的配制(1)配制100 mL 1.00 ml·L-1 NaCl溶液。①计算溶质的质量。计算配制100 mL 1.00 ml·L-1 NaCl溶液所需NaCl固体的质量是5.85 g。 ②称量。在托盘天平上称量出5.9 gNaCl固体。
③配制溶液。把称好的NaCl固体放入烧杯中,再向烧杯中加入40 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体完全溶解并冷却至室温。将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100 mL容量瓶,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。④将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
(2)用1.00 ml·L-1NaCl溶液配制100 mL 0.50 ml·L-1NaCl溶液。①计算所需1.00 ml·L-1 NaCl溶液的体积。计算配制100 mL 0.50 ml·L-1NaCl溶液所需1.00 ml·L-1NaCl溶液的体积为 。 ②量取1.00 ml·L-1NaCl溶液的体积。用量筒量取所需体积的1.00 ml·L-1NaCl溶液并注入烧杯中。
③配制溶液。向盛有1.00 ml·L-1 NaCl溶液的烧杯中加入20 mL蒸馏水,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀并冷却到室温。将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶。用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm 时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。④将配制好的100 mL 0.50 ml·L-1 NaCl溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
微点拨 ①选用容量瓶的原则——“大而近”,如需配制90 mL溶液,应选用100 mL的容量瓶。②选用容量瓶时应指明其规格。③往容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒引流,玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。
5.误差分析(1)配制溶液过程中的误差分析(以配制NaOH溶液为例分析)。依据c= ,其中变量为m、V。因操作上的错误而导致实际溶质质量(或物质的量)比理论值m(或n)偏小,或溶液体积比理论值V偏大时,都会使所配溶液浓度偏低。反之偏高。具体分析如下:
(2)定容时仰视、俯视误差分析。
结果:仰视时,容量瓶内液面高于刻度线,所配溶液体积偏大,浓度偏低;俯视时,容量瓶内液面低于刻度线,所配溶液体积偏小,浓度偏高。
微点拨 配制一定物质的量浓度溶液时应注意的地方(1)做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已给出的仪器对比,就不会漏写某种仪器。(2)要注意所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)容量瓶在使用前要检查是否漏水。( )(2)配制950 mL某浓度的溶液应选用950 mL的容量瓶。( )(3)把0.585 g NaCl固体放入100 mL容量瓶中,加水到刻度线处,配成0.1 ml·L-1的NaCl溶液。( )(4)摇匀后,液面位于刻度线以下,应再加水至刻度线。( )(5)配制950 mL 2 ml·L-1Na2CO3溶液时,应选1 000 mL容量瓶,称取572.0 g Na2CO3·10H2O。( )
(6)用固体NaCl配制0.5 ml·L-1NaCl溶液,所用的仪器只有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。( )(7)向如图装置中加入一定量Na2CO3固体直接配制0.5 ml·L-1的Na2CO3溶液。( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
2.下图所示是配制一定物质的量浓度溶液过程中的几步,回答下列问题:
(1)图示几个步骤正确的先后顺序应是 。 A.①②③④B.③④②①C.③②④①D.③④①②(2)其中①对应的操作方法为 。
答案 (1)B (2)将蒸馏水缓缓注入容量瓶中,当液面离容量瓶颈部刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切
考向1 一定物质的量浓度溶液的配制过程【典例1】 配制480 mL 0.5 ml·L-1的NaOH溶液,试回答下列问题。(1)选择仪器:完成本实验所必需的仪器有托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、 、 等。 (2)计算:需要NaOH固体的质量为 。
(3)称量:①称量过程中NaOH固体应放于小烧杯中并放在天平的 (填“左盘”或“右盘”)。
②某学生先用托盘天平称量一个小烧杯的质量,称量前把游码放在标尺的零刻度处,天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置,说明此时左边质量 (填“大于”或“小于”)右边。假定最终称得小烧杯的质量为 (填“32.6 g”或“32.61 g”),请用“↓”表示在托盘上放上砝码,“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程,并在下图中标尺上画出游码的位置(画“△”表示)。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,作用是 。 (5)转移、洗涤。在转移时应使用 引流,洗涤烧杯2~3次是为了 。 (6)定容、摇匀。定容的操作是 。
答案 (1)胶头滴管 500 mL容量瓶 (2)10.0 g (3)①左盘 ②小于 32.6 g
(4)搅拌,加速溶解(5)玻璃棒 保证溶质全部转移至容量瓶中(6)向容量瓶中加入蒸馏水至距离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液体的凹液面最低处和刻度线在同一水平面上
解析 解答本题时需注意以下两点:①在计算所需溶质的物质的量或质量时,要按容量瓶的容积进行计算。②用容量瓶不能配制任意体积的溶液,只能按照实验室中现有规格的容量瓶进行配制。(1)实验室中有500 mL的容量瓶,需要480 mL的溶液,配制时应配制500 mL溶液,另外还缺少胶头滴管。(2)m(NaOH)=0.5 ml·L-1×0.5 L×40.0 g·ml-1=10.0 g。(3)用托盘天平称量时,物品放在左盘,托盘天平可精确到0.1 g。在称量时,取砝码的顺序为先大后小,然后移动游码。
易错警示 溶液配制过程的“四个数据”溶液配制过程中有“四个数据”在高考中经常考查。
对点演练1下列说法正确的是( )A.现需480 mL 0.1 ml·L-1硫酸铜溶液,则使用容量瓶配制溶液需要7.68 g硫酸铜固体B.配制1 ml·L-1NaOH溶液100 mL,用托盘天平称量4 g NaOH固体放入100 mL容量瓶中溶解C.制备Fe(OH)3胶体,可向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色D.使用量筒量取一定体积的浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸,将浓硫酸转移至烧杯后需用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液一并转移至烧杯
答案 C 解析 实验室没有480 mL的容量瓶,应选择500 mL的容量瓶,配制500 mL 0.1 ml·L-1硫酸铜溶液需要硫酸铜的质量为0.5 L×0.1 ml·L-1×160 g·ml-1=8.0 g,A错误;氢氧化钠固体应该在烧杯中溶解,冷却后再转移至容量瓶,B错误;制备Fe(OH)3胶体时,向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色即可得到氢氧化铁胶体,C正确;量筒是量出式仪器,量取的液体倒出的量就是所读的量,不用洗涤,如果洗涤并将洗涤液一并转移至烧杯,实际量取浓硫酸的体积会偏大,所配溶液的浓度偏高,D错误。
考向2 溶液配制的误差分析【典例2】 (2020安徽桐城中学模拟)在配制溶液过程中正确的是( )A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时量筒必须先润洗B.配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度C.定容时观察液面俯视会造成所配溶液浓度偏低D.浓硫酸稀释后即可注入容量瓶进行配制
答案 B 解析 量筒量取溶液时不应润洗,否则所取溶液偏多,A错误;因配制过程中需要用蒸馏水定容,故配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度,B正确;定容时观察液面俯视,则所加蒸馏水偏少,会造成所配溶液浓度偏高,C错误;浓硫酸稀释后必须冷却至室温再注入容量瓶配制,D错误。
方法技巧 误差分析的思维流程
对点演练2(2020江西临川一中适应性考试)下列情况会使所配溶液浓度偏低或其他测量值偏低的是( )①用稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应测定中和热的绝对值;②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;③酸碱中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积;④在用标准溶液(已知浓度)滴定未知浓度的溶液时,盛标准液的滴定管水洗后未润洗;⑤配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线 A.①③⑤B.①②⑤C.②③④D.③④⑤
答案 B 解析 醋酸为弱电解质,其电离过程为吸热过程,因此稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应测定的中和热的绝对值偏小,故①符合题意;溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会造成容量瓶中溶质的物质的量减少,即最终配制溶液的物质的量浓度偏低,故②符合题意;中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积偏大,故③不符合题意;未用标准溶液润洗滴定管,标准液的浓度降低,消耗标准液的体积增大,即测的未知溶液的浓度将偏大,故④不符合题意;配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线,所得溶液体积偏大,浓度偏小,故⑤符合题意;综上所述,偏低的是①②⑤。
2.溶解度曲线(1)常见物质的溶解度曲线。
(2)溶解度曲线的含义。①同一物质在各温度时的溶解度不同。②两曲线交点的含义:表示两物质在某温度时的溶解度相同。③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小。④能反映出溶解度随温度变化的趋势。
3.根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法(1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,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KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度变为0。( )(2)某物质的溶解性为难溶,则该物质的溶解度为0。( )(3)一般来说,溶解度小的难溶物容易转化为溶解度大的难溶物。( )(4)沉淀的生成、溶解和转化其实质都是沉淀发生了溶解平衡的移动。( )(5)通过沉淀反应能将大部分杂质离子沉淀。( )(6)重结晶的步骤为:加热溶解、冷却过滤、结晶。( )(7)利用重结晶提纯的物质的溶解度随温度变化大。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√
2.下列现象或操作与溶解度或溶解度的变化无关的是( )A.液溴保存时用水封B.合成氨工业中将N2、H2和NH3中的氨分离C.将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊D.重结晶法分离氯化钠和氯化钾
答案 B 解析 液溴具有挥发性,在水中的溶解度较小,所以保存液溴通常采用水封的方法,与溶解度有关,A不符合题意;合成氨中氨的分离利用了氨气容易液化的性质,与溶解度无关,B符合题意;苯酚在冷水中溶解度较小,易溶于热水,所以将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊,该变化与溶解度有关,C不符合题意;重结晶法分离氯化钠和氯化钾,是因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,而氯化钾的溶解度受温度影响较大,与溶解度大小相关,D不符合题意。
考向1 溶解度曲线的理解【典例1】 如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线,下列说法中正确的是( )A.a的溶解度大于b的溶解度B.在t ℃时,a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同C.当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯aD.在t ℃时,将a、b的饱和溶液升温后,溶质的质量分数:a>b
答案 C 解析 由溶解度曲线可知,当温度小于t ℃时,a的溶解度小于b的溶解度,当温度等于t ℃时,a的溶解度等于b的溶解度,当温度大于t ℃时,a的溶解度大于b的溶解度,A错误;在t ℃时,a、b两物质的溶解度相等,所以在t ℃时,a、b饱和溶液中溶质的质量分数相同,但溶液的密度、溶质的摩尔质量不一定相等,B错误;由图可知,b的溶解度随温度的升高变化较小,a的溶解度随温度的升高变化较大,所以当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯a,C正确;在t ℃时,a、b两物质的溶解度相等,即在t ℃时,a、b饱和溶液中的溶质质量分数相同,将a、b的饱和溶液升温后,溶液由饱和变为不饱和,但溶质的质量分数仍相等,D错误。
对点演练1已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示,下列说法不正确的是( )A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
答案 B 解析 因NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,A正确;因MgCl2能够水解,水解产生了氢氧化镁和氯化氢,加热使水解平衡正向移动,氯化氢易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干得到的固体为氢氧化镁,B错误;因Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,C正确;反应MgCl2+2NaClO3==Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯氏制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,D正确。
考向2 根据溶解度曲线进行分离提纯【典例2】 (2017全国3,27节选)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:已知:(1)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到 (填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃步骤⑤的反应类型是 。
(2)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为 。
解析 (1)根据题意温度越低,K2Cr2O7的溶解度越小,所以冷却至10 ℃时,得到K2Cr2O7固体产品最多。步骤⑤的反应为Na2Cr2O7+2KCl==K2Cr2O7↓+2NaCl,该反应属于复分解反应。(2)由关系式:Cr2O3 ~ K2Cr2O7 152 294 0.4 m1 x
对点演练2如表是四种盐在不同温度下的溶解度(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):
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
答案 C 解析 ①涉及蒸发浓缩,②涉及冷却结晶,均需要控制温度,A正确;①实验分离出NaCl,操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤,B正确;②实验操作为冷却结晶,C错误;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,D正确。
1.浓度计算的2个公式(1)溶质B的浓度(cB),溶质B的物质的量(nB)和溶液的体积(V)之间的关系为
(2)溶质物质的量浓度(c),溶质的质量分数(w),溶质的摩尔质量(M)和溶液的密度(ρ)之间的关系为
2.配制一定物质的量浓度溶液时误差分析的2个关键
(2)分析不当操作导致溶质质量m或溶液体积V发生的变化,然后进一步分析导致浓度的变化。
知识梳理1.物质的量浓度(1)含义。
(2)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数不变,但所含溶质的质量、物质的量因溶液体积不同而改变。
3.有关物质的量浓度的计算
(3)溶液中溶质的质量分数与溶质物质的量浓度的换算。换算公式:c= (c为溶质的物质的量浓度,单位是ml·L-1,ρ为溶液的密度,单位是g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位是g· ml-1)。
(4)溶液稀释及不同浓度同种溶质的溶液混合的计算。①溶液稀释。a.溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。c.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。
(5)同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。①等体积混合。a.当溶液密度大于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数物质的溶液),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w> (a%+b%)。b.当溶液密度小于1 g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越小(如酒精溶液、氨水等),等体积混合后,溶液中溶质质量分数w< (a%+b%)。
②等质量混合。两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm-3还是ρ<1 g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数w= (a%+b%)。
微点拨 有关物质的量浓度计算的三个易错点(1)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:
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积①不能用溶剂的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水时,一般根据溶液的密度计算溶液的体积:V= 。②两溶液混合时,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度计算溶液的体积。
(3)部分与整体的关系溶质的浓度和离子的浓度不一定相同,要注意根据化学式具体分析。如1 ml·L-1Al2(SO4)3溶液中c(S )=3 ml·L-1,c(Al3+)等于2 ml·L-1(考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 ml·L-1)。
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)将1 ml NaCl溶于1 L水形成1 ml·L-1的NaCl溶液。( )(2)32.2 g Na2SO4·10H2O溶于67.8 g水中,w(Na2SO4)=32.2%。( )(3)31 g Na2O溶于水,配成1 L溶液,c(Na2O)=0.5 ml·L-1。( )(4)标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水,盐酸的物质的量浓度为1 ml·L-1。( )(5)将10 mL 1 ml·L-1的H2SO4溶液稀释成0.1 ml·L-1的H2SO4溶液,可向该溶液中加入100 mL水。( )(6)将标准状况下44.8 L HCl溶于100 mL水中,所得溶液的密度为1.384 g·mL-1,则其物质的量浓度为1.5 ml·L-1。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2.(1)1.204×1024个氯化氢分子溶于水配成1 L溶液,则溶液中溶质的物质的量浓度为 。 (2)0.3 L 2 ml·L-1的硫酸铝溶液中S 的物质的量为 ;其中的Al3+数 (填“>”“<”或“=”)1.2NA。 (3)2 ml·L-1 Mg(NO3)2溶液中含有0.4 ml N ,则溶液的体积为 mL。 (4)2 L 2 ml·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度 (填“>”“<”或“=”)1 L 2 ml·L-1的Na2SO4溶液中Na+的浓度。 (5)10 g NaCl溶于40 g水形成的溶液,其溶质的质量分数为 ,从中取出5 g溶液,所含NaCl质量为 ,其溶质质量分数为 。
答案 (1)2 ml·L-1 (2)1.8 ml < (3)100 (4)= (5)20%1 g 20%
考向1 物质的量浓度概念的理解【典例1】 (2020湖北天门调研测试)下列关于物质的量浓度表述正确的是( )A.0.3 ml·L-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和S 的总物质的量为0.9 mlB.当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 ml·L-1,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 ml·L-1C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和S 的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同D.10 ℃时,0.35 ml·L-1的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 ml·L-1
答案 D 解析 A项未给出溶液体积,无法计算离子的物质的量,A项错误;B项未说明氨气的体积是标准状况下的体积,无法计算氨水的浓度,B项错误;C项,根据溶液中阴、阳离子电荷守恒,若Na+和S 的物质的量相等,则K+的物质的量浓度大于Cl-的物质的量浓度,C项错误;D项,KCl饱和溶液蒸发溶剂后析出了溶质,恢复到原来温度时溶解度不变,饱和溶液物质的量浓度不变,D项正确。
方法技巧 巧用电荷守恒求解离子浓度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溶液中的电荷守恒关系为3c(Al3+)+c(H+)=2c(S )+c(OH-),只要知道其中三种离子的浓度,即可求剩余一种离子的浓度。
对点演练1(2020湖南师范大学附属中学模拟)实验室有一瓶溶液,标签上标有“0.2 ml·L-1 BaCl2溶液”的字样,下面对该溶液的叙述正确的是( )A.配制500 mL该溶液,可将0.1 ml BaCl2溶于500 mL水中B.Ba2+和Cl-的物质的量浓度都是0.2 ml∙L-1C.将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,则所得溶液的c(Cl-)为0.2 ml∙L-1D.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度为0.1 ml∙L-1
答案 C 解析 配制500 mL 0.2 ml·L-1BaCl2溶液,应将0.1 ml BaCl2溶于水配制500 mL溶液,其浓度为0.2 ml·L-1,A项错误;由BaCl2的构成可知,Ba2+和Cl-的物质的量浓度分别为0.2 ml·L-1、0.4 ml·L-1,B项错误;由于Cl-的物质的量浓度为0.4 ml·L-1,稀释前后离子的物质的量不变,则将该瓶溶液稀释到体积为原来的2倍,所得溶液的c(Cl-)为0.2 ml·L-1,C项正确;溶液具有均一性,则从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度仍为0.2 ml·L-1,D项错误。
考向2 物质的量浓度的有关计算【典例2】 下表所示甲、乙是实验室试剂标签上的部分内容,下列说法正确的是( )
A.氨水的物质的量浓度约为6.3 ml·L-1B.各取5 mL两种溶液与等质量的水混合后,c(H2SO4)<9.2 ml·L-1,c(NH3)>6.45 ml·L-1C.常温下铁不能与该硫酸反应D.各取10 mL两种溶液置于两烧杯中,再分别加入一定量的水即可得到较稀的硫酸溶液和氨水
答案 B 解析 根据标签上的内容可计算该氨水的物质的量浓度约为 =12.9 ml·L-1,A项错误。由已知可得c(H2SO4)=18.4 ml·L-1,各取5 mL两种溶液与等质量的水混合后,对硫酸而言,硫酸浓度越大,密度越大,等质量的水和硫酸比较,水的体积大,所以c(H2SO4)<9.2 ml·L-1;对氨水来说,氨水浓度越大,密度越小,等质量的水和氨水比较,水的体积小,所以c(NH3)>6.45 ml·L-1,B项正确。由题意可知该硫酸为浓硫酸,常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,钝化是化学变化,C项错误。浓硫酸的密度比水大,且溶于水放出大量的热,稀释浓硫酸时,应在烧杯中加入水,再将浓硫酸慢慢倒入水中,边加边搅拌,D项错误。
易错警示 ①溶液稀释或混合时,溶液的体积一般不可直接相加,应根据溶液的质量和密度求算混合溶液的体积。溶液密度的单位一般是g·mL-1,而溶液体积的单位一般是L,要注意单位的换算。②应用物质的量浓度进行计算时,要注意质量守恒和电荷守恒的应用。
对点演练2(2020河北衡水中学七调)用密度为ρ1 g·cm-3、质量分数是w的浓盐酸与水按体积比为1∶4混合配制成密度为ρ2 g·cm-3的稀盐酸,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为( )
知识梳理1.配制一定物质的量浓度的溶液的目的(1)练习容量瓶的使用方法。(2)掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法。(3)加深对物质的量浓度概念的认识。
2.配制过程用到的实验用品烧杯、容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、托盘天平、溶质固体或浓溶液、蒸馏水。
3.容量瓶的构造及使用(1)容量瓶的构造及用途。
(2)使用容量瓶的注意事项。
微点拨 容量瓶是配制溶液的精密仪器,使用时要注意:①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;③不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。
4.一定物质的量浓度溶液的配制(1)配制100 mL 1.00 ml·L-1 NaCl溶液。①计算溶质的质量。计算配制100 mL 1.00 ml·L-1 NaCl溶液所需NaCl固体的质量是5.85 g。 ②称量。在托盘天平上称量出5.9 gNaCl固体。
③配制溶液。把称好的NaCl固体放入烧杯中,再向烧杯中加入40 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体完全溶解并冷却至室温。将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100 mL容量瓶,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。④将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
(2)用1.00 ml·L-1NaCl溶液配制100 mL 0.50 ml·L-1NaCl溶液。①计算所需1.00 ml·L-1 NaCl溶液的体积。计算配制100 mL 0.50 ml·L-1NaCl溶液所需1.00 ml·L-1NaCl溶液的体积为 。 ②量取1.00 ml·L-1NaCl溶液的体积。用量筒量取所需体积的1.00 ml·L-1NaCl溶液并注入烧杯中。
③配制溶液。向盛有1.00 ml·L-1 NaCl溶液的烧杯中加入20 mL蒸馏水,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀并冷却到室温。将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶。用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm 时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。④将配制好的100 mL 0.50 ml·L-1 NaCl溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。
微点拨 ①选用容量瓶的原则——“大而近”,如需配制90 mL溶液,应选用100 mL的容量瓶。②选用容量瓶时应指明其规格。③往容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒引流,玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。
5.误差分析(1)配制溶液过程中的误差分析(以配制NaOH溶液为例分析)。依据c= ,其中变量为m、V。因操作上的错误而导致实际溶质质量(或物质的量)比理论值m(或n)偏小,或溶液体积比理论值V偏大时,都会使所配溶液浓度偏低。反之偏高。具体分析如下:
(2)定容时仰视、俯视误差分析。
结果:仰视时,容量瓶内液面高于刻度线,所配溶液体积偏大,浓度偏低;俯视时,容量瓶内液面低于刻度线,所配溶液体积偏小,浓度偏高。
微点拨 配制一定物质的量浓度溶液时应注意的地方(1)做需要补充仪器的实验题时,要学会“有序思考”——即按照实验的先后顺序、步骤,思考每一步所需仪器,然后与已给出的仪器对比,就不会漏写某种仪器。(2)要注意所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)容量瓶在使用前要检查是否漏水。( )(2)配制950 mL某浓度的溶液应选用950 mL的容量瓶。( )(3)把0.585 g NaCl固体放入100 mL容量瓶中,加水到刻度线处,配成0.1 ml·L-1的NaCl溶液。( )(4)摇匀后,液面位于刻度线以下,应再加水至刻度线。( )(5)配制950 mL 2 ml·L-1Na2CO3溶液时,应选1 000 mL容量瓶,称取572.0 g Na2CO3·10H2O。( )
(6)用固体NaCl配制0.5 ml·L-1NaCl溶液,所用的仪器只有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶。( )(7)向如图装置中加入一定量Na2CO3固体直接配制0.5 ml·L-1的Na2CO3溶液。( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
2.下图所示是配制一定物质的量浓度溶液过程中的几步,回答下列问题:
(1)图示几个步骤正确的先后顺序应是 。 A.①②③④B.③④②①C.③②④①D.③④①②(2)其中①对应的操作方法为 。
答案 (1)B (2)将蒸馏水缓缓注入容量瓶中,当液面离容量瓶颈部刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切
考向1 一定物质的量浓度溶液的配制过程【典例1】 配制480 mL 0.5 ml·L-1的NaOH溶液,试回答下列问题。(1)选择仪器:完成本实验所必需的仪器有托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、 、 等。 (2)计算:需要NaOH固体的质量为 。
(3)称量:①称量过程中NaOH固体应放于小烧杯中并放在天平的 (填“左盘”或“右盘”)。
②某学生先用托盘天平称量一个小烧杯的质量,称量前把游码放在标尺的零刻度处,天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置,说明此时左边质量 (填“大于”或“小于”)右边。假定最终称得小烧杯的质量为 (填“32.6 g”或“32.61 g”),请用“↓”表示在托盘上放上砝码,“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程,并在下图中标尺上画出游码的位置(画“△”表示)。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒,作用是 。 (5)转移、洗涤。在转移时应使用 引流,洗涤烧杯2~3次是为了 。 (6)定容、摇匀。定容的操作是 。
答案 (1)胶头滴管 500 mL容量瓶 (2)10.0 g (3)①左盘 ②小于 32.6 g
(4)搅拌,加速溶解(5)玻璃棒 保证溶质全部转移至容量瓶中(6)向容量瓶中加入蒸馏水至距离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液体的凹液面最低处和刻度线在同一水平面上
解析 解答本题时需注意以下两点:①在计算所需溶质的物质的量或质量时,要按容量瓶的容积进行计算。②用容量瓶不能配制任意体积的溶液,只能按照实验室中现有规格的容量瓶进行配制。(1)实验室中有500 mL的容量瓶,需要480 mL的溶液,配制时应配制500 mL溶液,另外还缺少胶头滴管。(2)m(NaOH)=0.5 ml·L-1×0.5 L×40.0 g·ml-1=10.0 g。(3)用托盘天平称量时,物品放在左盘,托盘天平可精确到0.1 g。在称量时,取砝码的顺序为先大后小,然后移动游码。
易错警示 溶液配制过程的“四个数据”溶液配制过程中有“四个数据”在高考中经常考查。
对点演练1下列说法正确的是( )A.现需480 mL 0.1 ml·L-1硫酸铜溶液,则使用容量瓶配制溶液需要7.68 g硫酸铜固体B.配制1 ml·L-1NaOH溶液100 mL,用托盘天平称量4 g NaOH固体放入100 mL容量瓶中溶解C.制备Fe(OH)3胶体,可向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色D.使用量筒量取一定体积的浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸,将浓硫酸转移至烧杯后需用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液一并转移至烧杯
答案 C 解析 实验室没有480 mL的容量瓶,应选择500 mL的容量瓶,配制500 mL 0.1 ml·L-1硫酸铜溶液需要硫酸铜的质量为0.5 L×0.1 ml·L-1×160 g·ml-1=8.0 g,A错误;氢氧化钠固体应该在烧杯中溶解,冷却后再转移至容量瓶,B错误;制备Fe(OH)3胶体时,向沸水中滴加FeCl3饱和溶液并继续煮沸至液体呈红褐色即可得到氢氧化铁胶体,C正确;量筒是量出式仪器,量取的液体倒出的量就是所读的量,不用洗涤,如果洗涤并将洗涤液一并转移至烧杯,实际量取浓硫酸的体积会偏大,所配溶液的浓度偏高,D错误。
考向2 溶液配制的误差分析【典例2】 (2020安徽桐城中学模拟)在配制溶液过程中正确的是( )A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时量筒必须先润洗B.配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度C.定容时观察液面俯视会造成所配溶液浓度偏低D.浓硫酸稀释后即可注入容量瓶进行配制
答案 B 解析 量筒量取溶液时不应润洗,否则所取溶液偏多,A错误;因配制过程中需要用蒸馏水定容,故配制稀盐酸时,容量瓶中少量的水不影响最终的浓度,B正确;定容时观察液面俯视,则所加蒸馏水偏少,会造成所配溶液浓度偏高,C错误;浓硫酸稀释后必须冷却至室温再注入容量瓶配制,D错误。
方法技巧 误差分析的思维流程
对点演练2(2020江西临川一中适应性考试)下列情况会使所配溶液浓度偏低或其他测量值偏低的是( )①用稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应测定中和热的绝对值;②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;③酸碱中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积;④在用标准溶液(已知浓度)滴定未知浓度的溶液时,盛标准液的滴定管水洗后未润洗;⑤配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线 A.①③⑤B.①②⑤C.②③④D.③④⑤
答案 B 解析 醋酸为弱电解质,其电离过程为吸热过程,因此稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应测定的中和热的绝对值偏小,故①符合题意;溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,会造成容量瓶中溶质的物质的量减少,即最终配制溶液的物质的量浓度偏低,故②符合题意;中和滴定过程中,开始时平视读数,结束时仰视读数所得溶液的体积偏大,故③不符合题意;未用标准溶液润洗滴定管,标准液的浓度降低,消耗标准液的体积增大,即测的未知溶液的浓度将偏大,故④不符合题意;配制溶液定容时,仰视容量瓶的刻度线,所得溶液体积偏大,浓度偏小,故⑤符合题意;综上所述,偏低的是①②⑤。
2.溶解度曲线(1)常见物质的溶解度曲线。
(2)溶解度曲线的含义。①同一物质在各温度时的溶解度不同。②两曲线交点的含义:表示两物质在某温度时的溶解度相同。③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小。④能反映出溶解度随温度变化的趋势。
3.根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法(1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,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KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度变为0。( )(2)某物质的溶解性为难溶,则该物质的溶解度为0。( )(3)一般来说,溶解度小的难溶物容易转化为溶解度大的难溶物。( )(4)沉淀的生成、溶解和转化其实质都是沉淀发生了溶解平衡的移动。( )(5)通过沉淀反应能将大部分杂质离子沉淀。( )(6)重结晶的步骤为:加热溶解、冷却过滤、结晶。( )(7)利用重结晶提纯的物质的溶解度随温度变化大。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√
2.下列现象或操作与溶解度或溶解度的变化无关的是( )A.液溴保存时用水封B.合成氨工业中将N2、H2和NH3中的氨分离C.将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊D.重结晶法分离氯化钠和氯化钾
答案 B 解析 液溴具有挥发性,在水中的溶解度较小,所以保存液溴通常采用水封的方法,与溶解度有关,A不符合题意;合成氨中氨的分离利用了氨气容易液化的性质,与溶解度无关,B符合题意;苯酚在冷水中溶解度较小,易溶于热水,所以将苯酚溶液置于冰水浴中变浑浊,该变化与溶解度有关,C不符合题意;重结晶法分离氯化钠和氯化钾,是因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,而氯化钾的溶解度受温度影响较大,与溶解度大小相关,D不符合题意。
考向1 溶解度曲线的理解【典例1】 如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线,下列说法中正确的是( )A.a的溶解度大于b的溶解度B.在t ℃时,a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同C.当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯aD.在t ℃时,将a、b的饱和溶液升温后,溶质的质量分数:a>b
答案 C 解析 由溶解度曲线可知,当温度小于t ℃时,a的溶解度小于b的溶解度,当温度等于t ℃时,a的溶解度等于b的溶解度,当温度大于t ℃时,a的溶解度大于b的溶解度,A错误;在t ℃时,a、b两物质的溶解度相等,所以在t ℃时,a、b饱和溶液中溶质的质量分数相同,但溶液的密度、溶质的摩尔质量不一定相等,B错误;由图可知,b的溶解度随温度的升高变化较小,a的溶解度随温度的升高变化较大,所以当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯a,C正确;在t ℃时,a、b两物质的溶解度相等,即在t ℃时,a、b饱和溶液中的溶质质量分数相同,将a、b的饱和溶液升温后,溶液由饱和变为不饱和,但溶质的质量分数仍相等,D错误。
对点演练1已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示,下列说法不正确的是( )A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
答案 B 解析 因NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,A正确;因MgCl2能够水解,水解产生了氢氧化镁和氯化氢,加热使水解平衡正向移动,氯化氢易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干得到的固体为氢氧化镁,B错误;因Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,C正确;反应MgCl2+2NaClO3==Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯氏制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,D正确。
考向2 根据溶解度曲线进行分离提纯【典例2】 (2017全国3,27节选)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:已知:(1)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到 (填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃步骤⑤的反应类型是 。
(2)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为 。
解析 (1)根据题意温度越低,K2Cr2O7的溶解度越小,所以冷却至10 ℃时,得到K2Cr2O7固体产品最多。步骤⑤的反应为Na2Cr2O7+2KCl==K2Cr2O7↓+2NaCl,该反应属于复分解反应。(2)由关系式:Cr2O3 ~ K2Cr2O7 152 294 0.4 m1 x
对点演练2如表是四种盐在不同温度下的溶解度(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):
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
答案 C 解析 ①涉及蒸发浓缩,②涉及冷却结晶,均需要控制温度,A正确;①实验分离出NaCl,操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤,B正确;②实验操作为冷却结晶,C错误;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,D正确。
1.浓度计算的2个公式(1)溶质B的浓度(cB),溶质B的物质的量(nB)和溶液的体积(V)之间的关系为
(2)溶质物质的量浓度(c),溶质的质量分数(w),溶质的摩尔质量(M)和溶液的密度(ρ)之间的关系为
2.配制一定物质的量浓度溶液时误差分析的2个关键
(2)分析不当操作导致溶质质量m或溶液体积V发生的变化,然后进一步分析导致浓度的变化。
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