高中化学第三节 物质的量教学设计及反思
展开课时2.13 一定物质的量浓度溶液的配制
【学习目标】
1、掌握容量瓶的使用方法
2、掌握一定物质的量浓度的溶液的配制方法
3、学会一定物质的量浓度的溶液的配制的过程中的误差分析
【主干知识梳理】
一、一定物质的量浓度溶液的配制
1、配制一定物质的量浓度溶液专用仪器——容量瓶
(1)容量瓶的结构与规格
①结构:细颈、梨形、平底玻璃瓶,瓶口配有磨口塞或塑料塞 ②标志:温度、容量和刻度线 ③规格:100mL﹑250mL﹑500mL﹑1000mL ④用途:容量瓶是一种容积精密的仪器,常用于配制一定物质的量浓度的溶液 |
2、容量瓶的使用和注意事项
(1)使用容量瓶的第一步操作是检查是否漏水
①容量瓶的检漏方法:向容量瓶中注入一定量水,盖好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,观察是否漏水。如不漏水,将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧,再检查是否漏水。如不漏水,该容量瓶才能使用
②关键词:注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察
(2)选择容量瓶的原则——“大而近”原则
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
如:需用480 mL某溶液应选择500 mL容量瓶来配制溶液
(3)使用容量瓶注意“四不能”
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长期贮存溶液的容器;
③不能加入过冷或过热的液体; ④不能配制任意体积的溶液
【即学即练1】
1、在容量瓶上无需有标记的是( )
A.标线 B.温度 C.浓度 D.容量
2、下列关于容量瓶的构造和使用描述中不正确的是( )
A.用于配制一定体积、浓度准确的溶液 B.容量瓶不能加热,也不宜长时间贮存所配溶液
C.容量瓶上标有温度、容量和刻度线 D.为了便于操作,浓溶液稀释或固体溶解可直接在容量瓶中进行
3、下列关于“容量瓶及其使用”的叙述中正确的是( )
A.用蒸馏水洗涤后必须要将容量瓶烘干 B.使用前不需要检验容量瓶是否漏液
C.容量瓶可用来长期贮存溶液 D.容量瓶不能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器
二、溶液的配制过程——以“配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液”为例
1、基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用有关物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质
的质量或体积,在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制得溶液 (由固体配制溶液)、
(由浓溶液配制稀溶液)
2、主要仪器
(1)固体配制溶液 (配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液):
托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100ml容量瓶、胶头滴管、试剂瓶 (不需要量筒)
(2)浓溶液配制稀溶液 (18.4mol/L的浓H2SO4配制1 mol/L的稀H2SO4100 mL)
量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、100ml容量瓶、试剂瓶
3、配制过程示意图
4、配制步骤
①计算:根据配制要求计算出所用固体溶质的质量(或浓溶液的体积)
根据nB=cB·V可知n(NaCl)=________,则m(NaCl)=________ g
②称量(或量取):用托盘天平称量固体溶质的质量(或用量筒量取浓溶液的体积)
若用托盘天平可准确称取NaCl固体______ g
③溶解(或稀释):在烧杯中用蒸馏水将称出的固体溶解(或将浓溶液加水稀释),并用玻璃棒不断搅拌
④转移:待烧杯内溶液恢复室温后,用玻璃棒引流,将其缓缓注入100 ml容量瓶中
⑤洗涤:用蒸馏水将烧杯内壁和玻璃棒洗涤2~3次,并将洗涤液全部注入容量瓶里
⑥振荡:将容量瓶中的溶液振荡均匀,使溶液充分混合
⑦定容:先向容量瓶加入蒸馏水,至液面距刻线1cm~2cm处,再改用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水,直至
溶液的凹液面恰好与刻线相切
⑧摇匀:塞好瓶塞,用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反复倒转,使溶液混合均匀
⑨装瓶:将容量瓶中的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签,标明浓度
【微点拨】
①只能配制容量瓶上规定容积的溶液,不能配制任意体积的物质的量浓度的溶液。也即是一种容量瓶只能配
制一定体积的溶液。选用容量瓶时一定要注明规格(如100mL的容量瓶),容量瓶的选择要等于或者大于所配
溶液的体积。如:配制950 mL 1 mol·L-1NaCl溶液,需要用1 000 mL的容量瓶,计算NaCl的质量时也应按
1 000 mL溶液来计算
②腐蚀性药品(如NaOH)不能直接在垫纸的托盘天平上称量,应置于小烧杯中或表面皿中称量
③溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为溶质在烧杯内稀释或溶解时常有热效应
④定容至液面距刻线1~2cm时要改用胶头滴管加水,必须平视刻度线加水至凹液面最低点与刻度线相切
⑤如果加水定容时超过了刻度线,不能将超出的部分吸出,必须重新配制
⑥转移和定容时都要用玻璃棒引流,玻璃棒下端,必须放在刻度线以下部位
⑦用胶头滴管定容后再振荡摇匀,出现液面低于刻度线时不要再加水
⑧如果摇匀时不小心洒出几滴,不能再补加水到刻度线。因洒出的溶液中带走了一部分溶质,再补加水,
会使所配溶液浓度偏低
【即学即练2】
1、某同学用碳酸钠配制0.10 mol·L-1 碳酸钠溶液的过程如图所示。你认为该同学的错误有( )
A.①⑤⑥ B.②④⑦ C.①⑥⑦ D.⑤⑥⑦
2、实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取NaOH的质量分别是( )
A.950 mL 76.0 g B.1000 mL 76.0g
C.1000 mL 80.0 g D.任意规格的容量瓶 76.0 g
3、用98%的浓H2SO4(ρ=1.84 g/mL)配制1 mol/L的稀H2SO4100 mL,配制过程中可能用到下列仪器:①100 mL量筒 ②10 mL量筒 ③50 mL烧杯 ④托盘天平 ⑤100 mL容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦玻璃棒。按使用时出现的先后顺序排列正确的是( )
A.②⑥③⑦⑤ B.④③⑤⑦⑥ C.①③⑦⑤⑥ D.②⑤⑦⑥
4、配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液,下列操作正确的是( )
A.将氢氧化钠固体直接放在托盘天平的托盘上称量
B.将氢氧化钠固体加水溶解,待所得溶液冷却到室温后,再转移至容量瓶中
C.定容时如果加水超过了刻度线,用胶头滴管直接吸出多余部分
D.定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线
三、配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
1、误差的分析方法
(1)根据cB==可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小
(2)容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低
②俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高
2、常见的误差分析实例
能引起误差的一些操作 | 因变量 | c mol/L | |
n | V | ||
天平砝码沾有其他物质或已生锈(没有脱落) | 偏大 | 不变 | 偏大 |
用量筒量取需稀释的液体(浓溶液)时仰视度数 | 偏大 | 不变 | 偏大 |
定容时俯视容量瓶刻度线 | 不变 | 变小 | 偏大 |
溶液未冷却立即转入容量瓶进行定容 | 不变 | 变小 | 偏大 |
药品和砝码位置颠倒(使用游码) | 偏小 | 不变 | 偏小 |
砝码破损 | 偏小 | 不变 | 偏小 |
用量筒量取稀释的液体(浓溶液)时俯视度数 | 偏小 | 不变 | 偏小 |
定容时仰视容量瓶刻度线 | 不变 | 偏大 | 偏小 |
溶液转移后,玻璃棒或烧杯内壁未洗涤 | 偏小 | 不变 | 偏小 |
溶质中混有其他杂质 | 偏小 | 不变 | 偏小 |
定容摇匀后液面下降,再加水 | 不变 | 偏大 | 偏小 |
定容时水加多了用吸管吸出 | 偏小 | 不变 | 偏小 |
转移时有少量液体渗出容量瓶外 | 偏小 | 不变 | 偏小 |
用滤纸称量NaOH | 偏小 | 不变 | 偏小 |
称量NaOH时,时间过长 | 偏小 | 不变 | 偏小 |
称量NaOH时,称量前小烧杯中有水 | 不变 | 不变 | 无影响 |
容量瓶中原有少量蒸馏水 | 不变 | 不变 | 无影响 |
定容后摇匀,发现液面低于刻度线,未采取措施 | 不变 | 不变 | 无影响 |
【即学即练3】
1、配制500mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液时,下列哪些操作会使实验结果偏高____________;偏低__________;无影响______________
A.称量时,直接把氢氧化钠放在纸上称量,且称量时间过长
B.称量时,固体放在右盘,砝码放在左盘
C.称量时所用砝码生锈
D.原容量瓶用蒸馏水洗净后未干燥
E.移液后,未洗涤烧杯和玻璃棒
F.定容时,俯视刻度线
G.颠倒摇匀溶液后,发现液面低于刻度线,再补加水到刻度线
H.溶液尚未冷却到室温就注入容量瓶进行定容
2、实验室配制500 mL 0.2 mol/L的FeSO4溶液,实验操作步骤有:
①在天平上称出27.8 g绿矾,把它放在烧杯里,用适量的蒸馏水使它完全溶解
②把制得的溶液小心地注入500 mL容量瓶中
③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1~2 cm处。改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切
④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转入容量瓶,并轻轻摇匀
⑤将容量瓶塞塞紧,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有_______________________________
(3)某同学观察液面的情况如图所示,对所配溶液浓度有何影响?会________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
(4)若出现如下情况,所配溶液浓度将偏高还是偏低:
没有进行操作步骤④,会________;
加蒸馏水时不慎超过了刻度,会________
(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,应_______________________
向容量瓶中转移溶液时(实验步骤②)不慎有液滴掉在容量瓶外面,应______________
3、配制480 mL 0.5 mol·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、称量:需称量NaOH固体的质量为________
(3)溶解、冷却:该步实验中需要使用玻璃棒,作用是_____________
(4)转移、洗涤:洗涤烧杯2~3次是为了_______________
(5)定容、摇匀:定容的具体操作是_________________________________________________
(6)不规范的实验操作会导致实验结果的误差,下列使所配制溶液的物质的量浓度偏高的是________,偏低的是________
①在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外
②定容时俯视刻度线
③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
④定容后,将容量瓶振荡摇匀后,静置发现液面低于刻度线,于是又加入少量水至刻度线
【课后作业】
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)配制1 L 0.1 mol·L-1硫酸铜溶液,需要25 g CuSO4·5H2O( )
(2)容量瓶在使用前应检查是否漏液( )
(3)用固体配制溶液时,可直接将固体在容量瓶中进行溶解( )
(4)实验室需要950 mL 0.1 mol·L-1氯化钠溶液,配制时应选用1 000 mL容量瓶( )
(5)配制一定物质的量浓度溶液时,两次使用玻璃棒,其作用分别是搅拌和引流( )
(6)若移液前容量瓶内有少量水,会使所配制溶液浓度偏低( )
(7)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏高( )
2、配制一定物质的量浓度的硫酸溶液,不需用的仪器是( )
3、实验室中需要配制0.2 mol·L-1的硫酸铜溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取的胆矾的质量分别是( )
A.950 mL;30.4 g B.950 mL;47.5 g C.1 000 mL;50.0 g D.1 000 mL;32.0 g
4、配制一定物质的量浓度的氢氧化钾溶液时,导致浓度偏低的原因可能是( )
A.用敞口容器称量氢氧化钾且时间过长 B.配制前先向容量瓶中加入少量蒸馏水
C.容量瓶盛过氢氧化钾溶液,使用前未洗涤 D.溶解后快速转移到容量瓶,然后加足量蒸馏水,定容
5、假若你是卫生防疫人员,需要配制0.01 mol·L-1的KMnO4消毒液,下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是( )
A.取KMnO4样品时不慎在表面沾了点蒸馏水 B.溶解搅拌时有液体飞溅
C.定容时俯视容量瓶刻度线 D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
6、使用容量瓶配制溶液时,由于操作不当,会引起误差。下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用天平称量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
④定容时,仰视容量瓶的刻度线
⑤定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
A.①②⑤ B.②④⑤ C.③④⑤ D.①②④⑤
7、用氢氧化钠固体配制1.0 mol·L-1的溶液220 mL,下列说法正确的是( )
A.需先称取氢氧化钠固体8.8 g
B.氢氧化钠在烧杯中溶解后,要立即转移至容量瓶
C.溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒用蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液转移至容量瓶
D.定容后将溶液振荡摇匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加水至刻度线
8、下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.配制烧碱溶液时,没有洗涤溶解烧碱的烧杯和玻璃棒
D.配制烧碱溶液时,烧碱溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
9、下列配制的溶液浓度偏大的是( )
A.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线
B.配制稀盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4.0 g NaOH固体配制0.1 mol/L NaOH溶液1000 mL时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并加水至刻度线
10、某学生欲配制0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液100 mL,下列操作会造成实际浓度偏高的是( )
A.空盘时天平指针指向左边 B.把烧碱放在滤纸上称量
C.定容时俯视刻度线 D.使用部分变质的烧碱
11、下列对实验操作分析错误的是( )
A.配制0.1 mol·L-1 NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则所得溶液物质的量浓度偏低
B.NH4NO3溶解吸热,若配制0.5 mol·L-1NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则所得溶液的物质的量浓度偏高
C.配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则所得溶液的物质的量浓度偏高
D.配制一定物质的量浓度溶液时,若定容中不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则所得溶液的物质的量浓度偏低
12、某实验需要0.2 mol NaOH固体,用托盘天平称取固体时,天平读数(游码及砝码)将( )
A.等于8.0g B.等于8.00g C.大于8.0g D.等于0.2g
13、利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)来配制0.5 mol/L的Na2CO3溶液1 000 mL,假如其他操作均是准确无误的,下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是( )
A.称取碳酸钠晶体100 g
B.定容时,俯视观察刻度线
C.移液时,对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗
D.定容后,将容量瓶振荡均匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加入少量水至刻度线
14、实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO4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,用适量蒸馏水使它完全溶解并冷却至室温;
B.把制得的溶液小心转移至容量瓶中;
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凹液面与刻度线相切;
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________(填字母)
(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________(填字母)
a.某同学观察液面的情况如图所示 b.没有进行上述操作步骤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
15、在用固体Na2CO3配制500 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液时,下列因素使配成的溶液浓度与指定配制的浓度相比会:①偏高 ②偏低 ③无影响,请回答下列问题:
(1)称量时当砝码总和为5 g,游码读数为0.3 g时,天平达到平衡,配制完成后发现砝码和药品放颠倒了,则所配溶液的浓度________(填序号,下同)
(2)转移溶液时,未洗涤溶解Na2CO3的烧杯,则所配溶液的浓度________
(3)容量瓶用蒸馏水洗净后未经干燥马上用来配制溶液,则所配溶液的浓度________
(4)定容时俯视刻度线,则所配溶液的浓度________
16、实验室用Na2CO3·10H2O晶体配制460 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液。现有下列仪器:
A.烧杯 B.500 mL容量瓶 C.药匙 D.玻璃棒 E.托盘天平(带砝码)
请回答下列问题:
(1)配制时,使用的仪器有________(填字母),还缺少的仪器是________
(2)应用托盘天平称取Na2CO3·10H2O晶体的质量为________,若定容时加蒸馏水不慎超过刻度线,处理的方法是______________
(3)若实验时遇到下列情况,所配溶液浓度偏大的是________
A.溶解后未冷却至室温便进行定容
B.摇匀后发现液面低于刻度线,滴加蒸馏水至刻度线再摇匀
C.定容时俯视容量瓶的刻度线
D.容量瓶内壁附有水珠而未进行干燥
E.称取的Na2CO3·10H2O晶体失去了部分结晶水
(4)若取50.0 mL上述已配好的溶液,与150 mL 0.200 mol·L-1的Na2CO3溶液混合,最后得到的溶液的物质的量浓度为____________(溶液的体积变化忽略不计)
17、某学生计划用12 mol·L-1的浓盐酸配制0.10 mol·L-1的稀盐酸450 mL,回答下列问题:
(1)实验过程中,不必使用的是________
A.托盘天平 B.量筒 C.容量瓶
D.250 mL烧杯 E.胶头滴管 F.500 mL试剂瓶
(2)除上述仪器可使用外,还缺少的仪器是________
(3)量取浓盐酸的体积为______ mL,应选用的量筒规格为________
(4)配制时应选用的容量瓶规格为______________
18、实验室配制500 mL 0.5 mol·L-1的氯化钠溶液,有如下操作步骤:
①把称量的氯化钠晶体放入小烧杯中,加适量蒸馏水溶解
②把①所得溶液小心转入500 mL容量瓶中
③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度
线相切
④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转入容量瓶,并轻轻摇匀
⑤将容量瓶塞塞紧,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)本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、__________________。
(3)某同学观察液面的情况如图所示,对所配溶液浓度将有何影响?__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(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”)
没有进行操作步骤④________;加蒸馏水时不慎超过了刻度__________
(5)若实验过程中出现如下情况应如何处理?
①加蒸馏水时不慎超过了刻度线________;
②向容量瓶中转移溶液时(操作步骤②)溶液流到容量瓶外面______。
19、某同学帮助水质检测站配制480 mL 0.5 mol·L-1NaOH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,则该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高低有何影响?
①转移完溶液后未洗涤玻璃棒和烧杯,浓度会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同)
②容量瓶中原来有少量蒸馏水,浓度会________
20、一位同学欲配制6 mol·L-1的H2SO4溶液。他找来了三种不同浓度的硫酸:①240 mL 1 mol·L-1的硫酸;②150 mL 25%的硫酸(ρ=1.18 g·mL-1);③足量的18 mol·L-1的浓硫酸。另外,他找来了三种规格的容量瓶:250 mL容量瓶;500 mL容量瓶;1 000 mL容量瓶。这位同学希望将①②两种硫酸全部用完,不足部分再由③补充。请通过计算,帮助这位同学确定选用哪种规格的容量瓶,以及需要浓硫酸的体积是多少。
【一定物质的量浓度溶液的配制】答案
【即学即练1】
1、C
2、D
3、D。解析:容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器,不能用来加热,不能用作反应器,不能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器,不宜贮存溶液;容量瓶用蒸馏水洗净后,不需要烘干,容量瓶使用前需要检查是否漏液。
【即学即练2】
1、C。解析:称量碳酸钠固体时,应将被称量物放在托盘天平的左盘,砝码放在右盘,①错误;定容时,视线应与凹液面最低处相切,⑥错误;摇匀时,应将容量瓶反复上下颠倒而不是左右摇,⑦错误,故C项正确。
2、C。解析:配制溶液一定要选择合适的容量瓶,一般容量瓶的规格有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL,通常选择大于等于溶液体积的容量瓶,即题给实验中选择1000 mL的容量瓶。m(NaOH)=c·V·M=2 mol/L×1 L×40 g/mol=80 g,托盘天平的精确度为0.1 g,故应称量80.0 g。
3、A
4、B。解析:选项A中,氢氧化钠固体易潮解、具有腐蚀性,不能直接放在托盘天平的托盘上称量,应放在烧杯中称量;选项C中,定容时如果加水超过了刻度线,应重新配制;选项D中,定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线,所配溶液的浓度偏低。
【即学即练3】
1、C、F、H;A、E、G;B、D
2、(1)①②④③⑤ (2)天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管 (3)偏高
(4)偏低 偏低 (5)宣告实验失败,从头重新做 宣告实验失败,从头重做
3、(1)胶头滴管 500 mL容量瓶
(2)10.0 g (3)搅拌、加速溶解
(4)保证溶质全部转移至容量瓶中
(5)向容量瓶中加入蒸馏水至距刻度线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相切
(6)②③ ①④
解析:配制480 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,没有规格为480 mL的容量瓶,配制时需要选用500 mL容量瓶,实际上配制的是500 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,需NaOH的质量=0.5 mol·L-1×0.5 L×40 g·mol-1=10.0 g;配制步骤为:计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤并转移、定容、摇匀等,需要使用的仪器有:托盘天平、玻璃棒、烧杯、药匙、500 mL容量瓶、胶头滴管等;溶解物质使用玻璃棒可以加快溶解速率;移液时为防止液体流出,应用玻璃棒引流;洗涤烧杯2~3次是为了保证溶质全部转移至容量瓶中;分析不规范操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响,根据c=进行误差分析。
【课后作业】
1、(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√
2、C。解析:实验室配制一定物质的量浓度的溶液,一定要用到的仪器是容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管;若溶质为固体还需要托盘天平、药匙等仪器,若溶质为液体(或浓溶液)还需要量筒(或滴定管、移液管)等仪器。
3、C。解析:容量瓶的规格主要有:100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。容量瓶的选择原则是“近而大”,无950 mL容量瓶,应选择1 000 mL的容量瓶。需胆矾的质量=0.2 mol·L-1×1 L×250 g·mol-1=50.0 g。
4、A。解析:选项A中称量时间过长会有部分氢氧化钾变质,结果偏低;选项B中容量瓶中先加入蒸馏水对配制溶液的浓度无影响;选项C中溶质物质的量偏大,溶液浓度偏高;选项D中恢复室温后溶液液面低于刻度线,溶液浓度偏高。
5、C。解析:选项A中的操作使取得样品的质量偏小,溶液浓度偏低;选项B中液体溅出,溶质减少,溶液浓度偏低;选项D中加水量偏多,溶液浓度偏低。
6、B。解析:天平称量时使用游码,被称量物与砝码的位置放颠倒了,物质的质量=砝码的质量-游码的质量,质量偏小,浓度偏低,若不使用游码,物质的质量=砝码的质量,对质量无影响,浓度不变;定容时,仰视容量瓶的刻度线,体积偏大,浓度偏低;定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,体积偏大,浓度偏低。
7、C。解析:根据“大而近”的原则,应选用250 mL容量瓶进行配制,需要称取10.0 g氢氧化钠固体;氢氧化钠溶解时放热,要冷却后再转移至容量瓶。
8、D。解析:A项,俯视刻度线,将会使量得的盐酸体积小于计算值,导致浓度偏低;B项,定容时仰视容量瓶刻度线,导致加水量增多,溶液浓度偏低;C项,未洗涤烧杯、玻璃棒,导致溶质减少,溶液浓度偏低;D项,溶液在容量瓶中冷却后液面低于刻度线,溶液体积减小,溶液浓度偏高。
9、D。解析:A项俯视量筒刻度线,将会使量取盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏小;B项定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;C项由于所称NaOH固体的质量为整数,不需要移动游码,故称得NaOH质量不产生误差,对所配溶液的浓度无影响;D项,NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶,冷却至室温后溶液体积变小,导致所配溶液浓度偏大,故D正确。
10、C。解析:选项A、B中的操作都会导致所称量的氢氧化钠偏少,使配制溶液浓度偏低;选项C中的操作会导致溶液体积减小,使配制溶液浓度偏高;选项D中氢氧化钠的质量减小,使配制溶液浓度偏低。
11、B。解析:A项,配制0.1 mol·L-1 NaCl溶液时,若没有洗涤烧杯和玻璃棒,则溶质的物质的量减少,所得溶液物质的量浓度偏低,正确;B项,NH4NO3溶解吸热,若配制NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中,则根据热胀冷缩可知所得溶液的体积偏大,因此物质的量浓度偏低,错误;C项,配制一定物质的量浓度溶液时,若所用砝码已经生锈,则砝码质量增加,溶质的质量偏大,因此所得溶液的物质的量浓度偏高,正确;D项,配制一定物质的量浓度溶液时,若定容时不小心加水超过刻度线,立刻将超出的水吸出,则溶质的物质的量减少,所得溶液的物质的量浓度偏低,正确。
12、C
13、B
14、(1)ABDCE (2)药匙 胶头滴管 500 mL容量瓶 (3)ad
解析:(1)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。
(2)配制一定物质的量浓度溶液使用的仪器有一定规格的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙。
(3)根据c==进行判断。a.俯视使V减小,故使c偏高;b.未进行洗涤,使n减小,故使c偏低;c.V增大,故使c偏低;d.m增大,故使c偏高;e.无影响。
15、(1)② (2)② (3)③ (4)①
解析:(1)实际称取的Na2CO3的质量为4.7 g,故所配溶液的浓度偏低。
(2)溶解Na2CO3的烧杯一定要用蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液注入容量瓶中,否则会因损失部分溶质而使所配溶液的浓度偏低。
(3)因为配制中还需加水,故未干燥用蒸馏水洗净的容量瓶对所配溶液的浓度无影响。
(4)定容时视线对实验结果的影响:
①仰视刻度线,加蒸馏水的量增加,导致溶液体积偏大,浓度偏低。
②俯视刻度线,加蒸馏水的量偏少,溶液体积偏小,浓度偏高。
16、(1)ABCDE 胶头滴管
(2)14.3 g 重新配制
(3)ACE
(4)0.175 mol·L-1
解析:(1)称量需要用托盘天平、药匙,溶解需要用烧杯、玻璃棒,转移溶液需要用500 mL容量瓶、玻璃棒,定容时需要用胶头滴管。(2)所需溶质质量为m(Na2CO3·10H2O)=n×M=0.05 mol×286 g·mol-1=14.3 g。(3)A项,溶液未冷却至室温便进行定容,待恢复室温后液面低于刻度线,造成所配溶液浓度偏大;C项,定容时俯视容量瓶的刻度线,导致所配溶液体积偏小,浓度偏大;E项,Na2CO3·10H2O晶体失去了部分结晶水时,所称的晶体中Na2CO3的质量偏大,造成所配溶液浓度偏大。
(4)c(Na2CO3)==0.175 mol·L-1。
17、(1)A (2)玻璃棒 (3)4.2 10 mL (4)500 mL
解析:用浓溶液配制稀溶液时,应选用量筒而不用托盘天平;配制稀盐酸450 mL,由于没有此种规格的容量瓶,所以用500 mL的容量瓶。设量取浓盐酸的体积为V,根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系式:12 mol·L-1×V=0.10 mol·L-1×500 mL,V≈4.2 mL;根据量筒的规格选取10 mL量筒;结合配制步骤选取仪器。
18、(1)①②④③⑤ (2)500 mL容量瓶、胶头滴管 (3)偏高 (4)偏低 偏低 (5)①重新配制 ②重新配制
解析:(2)为防止仪器的遗漏,可根据步骤进行选取。(3)根据c=,V偏小,c偏高。(5)加蒸馏水超过刻度线,V偏大,c偏低,这种情况下配制的溶液浓度不是0.5 mol·L-1,需要重新配制。
19、(1)500 (2)C (3)10.0 cd c (4)①偏低 ②无影响
解析:容量瓶选取应遵循“大而近”的原则,故应选择500 mL容量瓶;配制1.0 mol·L-1NaOH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→摇动容量瓶→洗涤烧杯及玻璃棒→向容量瓶中加水定容→反复上下颠倒,摇动容量瓶。根据实验步骤即判断出图示为“定容”操作,应在④~⑤之间;n(NaOH)=c·V=0.5 mol·L-1·0.5 L=0.25 mol
m(NaOH)=n·M=0.25 mol×40 g·mol-1=10.0 g 再加上烧杯的质量共33.1 g,应选择30 g砝码。
20、用1 000 mL容量瓶,需要295 mL浓硫酸
解析:由找来的三种规格的容量瓶决定了所配制的6 mol·L-1的硫酸的体积只能在250 mL、500 mL、1 000 mL中选择,因此,首先必须通过试探确定出配制的6 mol·L-1的硫酸的体积是多少。
150 mL 25% H2SO4溶液的物质的量浓度:c==3 mol·L-1
确定配制6 mol·L-1H2SO4溶液的体积:
因为①②两种硫酸体积和为240 mL+150 mL=390 mL,而它们的浓度又都小于6 mol·L-1,所以不能选用250 mL的容量瓶。
设配制500 mL溶液,并设所需浓硫酸的体积为x。
0.5 L×6 mol·L-1=0.24 L×1 mol·L-1+0.15 L×3 mol·L-1+x×18 mol·L-1
x=0.128 3L=128.3 mL
因为128.3 mL+240 mL+150 mL=518.3 mL>500 mL,所以500 mL的容量瓶也不能选用。
设配制1 000 mL,并设需浓硫酸的体积为y。
1 L×6 mol·L-1=0.24 L×1 mol·L-1+0.15 L×3 mol·L-1+y×18 mol·L-1
y=0.295 L=295 mL
因为295 mL+240 mL+150 mL=685 mL<1 000 mL,所以可以选用1 000 mL的容量瓶。
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