课题：第二节 化学计量在实验中的应用(三) ------物质的量浓度及溶液的配制 课 时 5 《物质的量在化学实验中的应用》选自人教版《化学·必修1》第一章第二节第三课时。“配制一定物质的量浓度的溶液“是第二节的最终目标，也是学生掌握的第一个定量研究实验。掌握配制一定物质的量浓度溶液，为将来进行实验和科学研究垫定基础。物质教材 教法 分析 的量浓度的配制是高中阶段化学实验教学的一个定量实验，由于初中学生掌握了质量百分比浓度的配制，对于实施操作并不是很困难。但这个教学内容可以延伸帮助学生认识到定量实验原理的由来，操作步骤的设置的目的性，以及实验仪器的实用性。在介绍一定物质的量浓度的配制方法之前，先介绍物质的量浓度的概念，让学生理解概念和对概念进行应用，并了解物质的量浓度的好处，以及溶液中溶质的质量分数的区别等。一定物质的量浓度溶液的配制方法的介绍可采用边讲边演示的方法，然后总结配制的步骤要点，有利于学生掌握。 物质的量浓度概念中溶质的物质的量、溶液的体积学生易在具体问题中出错,学生自主阅读总结后教师要重点强调,提高学生对重点知识的把握能力。 学情 分析 配制一定物质的量浓度溶液实验步骤学生易漏掉，排序时易排错；实验仪器选用不完整；误差分析易出错。主要是学生没有弄清每一步骤设计的原因和产生的影响。教师先引导学生分析实验配制原理，然后指导学生讨论设计实验步骤，在讨论总结的过程中教师针对实际情况不断追问学生修正设计方案。实验步骤弄清楚了那么实验仪器的选用、误差的分析必然水到渠成。 知识 与 技能 教 学 目 过程 与 理解物质的是浓度的概念，运用物质的量浓度的概念进行简单的计算，学会配制物质的量浓度溶液的方法和技能。 从概念的应用中，培养学生实验能力和思维能力，培养学生发现问题和解决问题的能力。 1、通过概念的学习和溶液的配制，培养学生理论联系实际的学习自然科学的思想。 2、培养学生学习自然科学的学习兴趣以及严谨求实的学习方法 标 情感 态度 价值观 态度。 重 点 一定物质的量浓度的溶液的配制方法 难 点 溶液配制的实验操作及误差分析 三、物质的量在化学实验中的应用 (一) 物质的量浓度 1、定义： 以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫溶液B的物质的量浓度，符号c(B) 2、公式 c(B)= 3、单位：国际单位：mol/m3 常用单位 mol/L 知 ［例1］配制500 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液需要NaOH的质量是多少？ 识 解：n(NaOH)==c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=0.1 mol/L *0.5L=0.05 mol 结 m(NaOH)==n( 构 与 板 书 设 计 === =0.2 mol c (Na2SO4)= NaOH)·M(NaOH)=0.05 mol*40g/ mol=2g 4、一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目 ［例2］将28.4 g Na2SO4溶于水配成250 mL溶液，计算溶液中溶质的物质的量浓度，并求出溶液中Na+和SO42― 的物质的量浓度。 解：n (Na2SO4)= ==0.8 mol/L Na2SO4==2 Na＋+SO42― c(Na＋)==2c(Na2SO4)==2*0.8=1.6 mol/L c(SO42― )==c(Na2SO4)==0.8mol/L 5、c= 6、稀释定律：c（浓溶 液）×V（浓溶液） = c（稀溶液）×V（稀溶液） (二) 一定物质的量浓度溶液的配制 1、仪器：(1)天平(2)容量瓶 2、步骤：1、计算 2、称量或量取 3、溶解或稀释 4、移液 5、 洗涤 6、 定容 7、摇匀 8、装瓶 3、配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析 误差分析依据的原理： CB= 由m、V决定实验误差 教学过程 教学步骤、内容 [引入]：化学试剂瓶的标签上一般都有试剂含量的数据，化工产品和药品的说明书中一般都标明主要成分的含量。你知道这些数据是如何得到的吗？ ［讲解］许多化学反应都是在溶液中进行的，生产和科学研究 中经常要对溶液进行定量分析、定量计算，必定需要一个表示溶液组成的物理量。在初中化学中我们学过溶液的质量分数，溶液的质量分数是一个表示溶液组成的物理量，可用来直接计算溶质、溶剂、溶液的质量。但是在化学研究中，更需要一个可以直接计算溶质的“n（溶质）”的物理量。 教学方法、手段、师生活动 学生设想、学生讨论后总结找到一个新的物理量----物质的量浓度，可以用来进行“V（溶液）”、［过渡］下面我们就来学习一种与溶液体积有关的表示溶液浓度的物理量-----物质“n（溶质）”之的量浓度。 ［板书］三、物质的量在化学实验中的应用 (一) 物质的量浓度 ［问］物质的量和溶液的浓度有什么关系？什么是物质的是浓度？请大家阅读教材P15前两段，请大家用准确的语言叙述物质的量浓度的概念，并说出它的符号是什么？ ［板书］1、定义： 以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫溶液B的物质的量浓度，符号c(B) ［小结］注意： 1、单位体积的溶液不是溶剂 2、溶质是物质的量，不是质量 3、B不但表示溶液中所含溶质的分子还可表示溶液中所含溶质电离出的离子 ［讲解］物质的量浓度的概念，我们也可以简化为一个代数式，应怎样表示？ (物质的量浓度c(B)等于溶液中所含溶质B的物质的量n(B)与溶液的体积V的比值) ［板书］2、公式 c(B)= 间的换算。 学生阅读，自学，总结定义和公式 由公式推出单位 学生计算： 1 mol/L 0.5 mol/L 此题反映的是溶液的体积、质量、溶质的物质的 量浓度之间的换算，只要熟悉特别是之间的关系，此种类型题便可轻易得解 学生计算： 2 mol/L 0.008 mol ; 0.004mol 3、单位：国际单位：mol/m3 常用单位 mol/L ［过］下面，我们根据物质的量浓度的概念来进行计算。 ［例1］配制500 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液需要NaOH的质量是多少？ 解：n(NaOH)==c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=0.1 mol/L *0.5L=0.05 mol m(NaOH)==n(NaOH)·M(NaOH)=0.05 mol*40g/ mol==2g ［练习］ 1、1L溶液中含1molNaCl,则NaCl的物质的量浓度___________ 2、1L溶液中含有0.5mol NaCl,则NaCl的物质的是浓度______________ ［板书］4、一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目 [思考]1、1mol/L蔗糖溶液与1mol/L酒精水溶液中溶质微粒浓度是否相等？ (相等) 2、1mol/LHCl和1mol/LH2SO 4中，c(H+)是否相等？c(SO42-)和c(Cl-)是否相等？ (否 是) 3、1mol/L HCl和1mol/LHAc中，氢离子物质的量浓度是否相同？ (是) ［小结］溶质的微粒个数比等于微粒的物质的量浓度之比： 1、溶质是难电离的物质时，溶质在溶液中以分子的形式存在。 2、对于易电离的物质，如AaBb的溶液浓度为 c mol/L，在溶液中AaBb的电离方程式为AaBb==a Ab+ +b Ba- ；则溶液中 Ab+ 的浓度为ac mol/L,Ba-溶液为bc mol/L mol ［例2］将28.4 g Na2SO4溶于水配成250 mL溶液，计算溶液中溶质的物质的量浓度，并求出溶液中Na+和SO42― 的物质的量浓度。 解：n (Na2SO4)= g 0.2mol/L 1.125mol/L n=1*0.1=0.1 m=0.1*40=4 为了与容量=== =0.2 mol c (Na2SO4)= 瓶的精度相匹配，本实验称量固体时，应使用分析天平(或电子天平)。考虑到学校的实际 ==0.8 mol/L Na2SO4==2 Na＋+SO42― c(Na＋)==2c(Na2SO4)==2*0.8=1.6 mol/L c(SO42― )==c(Na2SO4)==0.8mol/L 答：略 [练习] 1、1mol/LMgCl2溶液，c（Cl-）=__________ 2、2mLMgCl2溶液,已知其物质的量浓度为2mol/L，则n(Cl-)=___,n(Mg2+)=___ 3、0．1mol/LAl2(SO4)3中，Al3+的物质的量浓度为__________ ⑤⑦④②⑥⑧⑨； 析 27.2； 情况，可用托盘天平代替。 引导学生分4、已知2LAl2(SO4)3溶液，Al3+的个数为9.03*1023个，则SO42-的物质的量浓度_____ ［过渡］物质的量浓度与溶质的质量分数同是表示溶液组成的物理量，之间存在联系也有差别，完成下列对比： 溶质的物理量和单位 溶液的物理量和单位 计算公式 物质的量浓度相同、溶液体积也相同特点 ［板书］5、c= 的不同溶液里，含有溶质的物质的量相同 体积 L m3 质量 g 物质的量 mol 质量 g kg 物质的量浓度 溶质的质量分数 往容量瓶里加适量水，塞好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一支手的五指托住瓶底，把瓶倒立过来，如不漏水，把瓶塞180°旋转后塞紧，再把瓶倒立过来，若不漏水，才能使用。 偏低； 偏高； 质量相同、质量分数也相同的不同溶 液里，含有溶质的质量也相同 不变； 偏高； 偏低； ［问］那么物质的量浓度与溶质的质量分数之间有什么联系呢？ ［例3］市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%，密度为1.84g/cm3，计算市售浓硫酸的物质的量浓度? 解： C＝（1000ml×1.84g/cm3×98%）/（98g/mol×1L）＝18.4mol/L [过渡]在初三时我们已经学过如何来稀释溶液，在稀释的过程中，保证前后溶质的质量应该是不变的，也就有了 m（浓溶液）×ψ（浓溶液）= m（稀溶液）×ψ（稀溶液）,那么将溶液用水稀释或去水浓缩的时候，溶液体积发生变化，但溶质质量不变，即溶液稀释或浓缩前后，溶液中溶质的物质的量是相等的。对此，可用怎样的公式来表示呢？ ［板书］6、稀释定律： c（浓溶液）×V（浓溶液）= c（稀溶液）×V（稀溶液） ［例4］将250ml质量分数为98%，密度为1.84g/cm3的浓硫酸稀释到600ml，此时溶液中硫酸的物质的量浓度是多少？ 解：C＝（250ml×1.84g/cm3×98%/（98g/mol×0.6L）＝7.67mol/L ［讲解］在稀释浓溶液时，溶液的体积发生了变化，但溶液中溶质的物质的量不变，即在溶液稀释前后，溶液中溶质的物质的量相等。我们若知道上述四个量中的三个量，就可以解决稀释问题。 ［过渡］我们学习了物质的量浓度，下面就让我们来配制一定物质的量浓度的溶液。 实验1-5 配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液 ［讲渡］ 首先让我们先来认识一下本实验所需的仪器。 ［板书］(二) 一定物质的量浓度溶液的配制 1、仪器 (1)天平 ［复习］天平的使用方法： 1、称量前先把游码拨到标尺的零刻度处，检查天平左右摆动是否平衡。若未达到平衡，可调节左右平衡螺母，使天平平衡。 2、左物右码。药品不可直接放在托盘里。砝码用镊子夹取。 ［讲解］下面让我们来介绍一下主要的容量瓶： ［板书］(2)容量瓶 ［讲解］容量瓶是配制准确物质的量浓度溶液的仪器。容量瓶有各种不同规格，常用的有100 mL、250 mL、500mL和1000mL等几种。容量瓶颈部有标线、瓶上标有温度和容量。容量瓶只能配对应体积的溶液。因此，在选择时，要使容量瓶的容积等于或略小于所配溶液体积。容量瓶的使用要有一定温度限制，容量瓶不能作为盛放液体的容器或反应容器使用，也不能加热。 ［小结］容量瓶使用前 a、检查是否漏水 方法：往瓶内加水，塞好瓶塞。用手指顶住瓶塞。另一手托住瓶底，把瓶倒立。观察瓶塞周围是否漏水，若不漏水，旋转180°，仍把瓶倒立过来，再检验 是否漏水。 b、用蒸馏水洗涤容量瓶。 ［小结］注意事项： 1、向容量瓶转移溶液或加入水，用玻璃棒引流并且玻璃棒的下端要靠在刻度线以下的内壁上，玻璃棒身要在瓶中央位置。 2、加水到刻度线1-2㎝处改用胶头滴管。 3、视线与刻度线平行。当液体凹液面与容量瓶的刻度线恰好相切时，停止加水。 ［讲解］容量瓶的使用时，要将烧杯中的液体沿玻璃棒小心地注入容量瓶时，不要让溶液洒在容量瓶外，也不要让溶液在刻度线上面沿瓶壁流下。配制一定物质的量 浓度的溶液的过程： ［板书］2、步骤 ［投影实验］实验1-5 配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液 (1)计算：需要固体NaCl 的质量______ (2)称量或量取：用托盘天平称取固体质量或量筒量体积。 (3)溶解或稀释：在小烧杯中溶解固体，用适量蒸馏水溶解或稀释，冷却至室温。 ［思考］溶液注入容量瓶前为什么要冷却？ (稀释或溶解总有一定的热效应。容量瓶在使用前有一定的温度指数，只标明一定温度下的正确体积(20℃，250mL)，其含义是，只有当液体的温度与容量瓶上标出温度相同时，体积才是准确值。 (4)移液：将小烧杯中液体沿玻璃棒小心转入一定体积的容量瓶中，若不慎洒出，必须重新配制。 (5)洗涤：溶液转移容量瓶时，必须用蒸馏水将烧杯内壁及玻璃棒洗涤2-3次，并将洗涤液一并倒入容量瓶中。 ［学与问］ 1、为什么要用蒸馏水洗涤烧杯，并将洗涤液也注入容量瓶？ (配制一定物质的量浓度的溶液时，烧杯中的溶液转移到容量瓶后，烧杯的内壁上还沾有少量溶液，若不用蒸馏水洗涤烧杯，容量瓶中的溶质就会减少，即容量瓶内容质的物质的量减少，导致所配溶液中溶质的浓度会偏低。为了减少溶质的损失，应用 蒸馏水洗涤烧杯2-3次，并将洗涤后的溶液也转移到容量瓶中。) 2、若将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，最后配成的溶液中溶质的浓度比所要求的大？ (配成的溶液中溶质的实际浓度比要求小) (6)定容：向容量瓶中加水至离刻度线1-2㎝处，改用胶头滴管加水至刻度线，塞好瓶塞，摇匀，用食指顶住瓶塞，另一支手托住瓶底 ，倒转过来，摇动多次，使溶液混合均匀。 ［思考］定容后，反复振荡，液面低于刻度线，为什么？能否再加水？ (容量瓶属容纳式玻璃仪器。振荡后液面低，是因为极少量溶液在润湿磨口处损耗了。刻度是以容纳量为依据，所以不再加水至刻度，否则，溶液浓度偏低) (7)摇匀：反复颠倒摇匀。 (8)装瓶。 ［板书］3、配制一定物质的量浓度溶液的误差分析 误差分析依据的原理： C= 由m、V决定实验误差 步骤 具体情况 砝码有油污或生锈 砝码残缺或放在了左盘（且使用了游码） 称 或 量 俯视量筒刻度 仰视量筒刻度 吸水性,挥发性,药品长时间暴露 溶解 搅拌及转移时有液体溅出,未洗涤烧杯及玻璃棒 溶液未冷却就倒入容量瓶中；定容时俯视刻度 定容 定容时仰视刻度 偏低 偏低 偏高 偏低 偏低 偏高 量筒内有水（量取液体溶质时） 影响 偏高 偏低 偏低 ［总结］ (1)称量时所引起的误差 若砝码锈蚀、试剂砝码左右颠倒、游码放在右端、量筒量取液体时仰视读数所读体积偏大时，CB变大。 若砝码有残缺或俯视读数，使体积偏小，CB变 小。 (2)用于溶解固体或稀释溶液的烧杯和玻璃棒未用蒸馏水洗涤，使溶质的物质的量减少，致使液体浓度偏低。 (3)转移或搅拌时有部分溅出，致使浓度偏小。 (4)定容时，仰视体积变大，浓度偏低，俯视则相反。 ［自我评价］ 有下列化学仪器：①托盘天平；②玻璃棒；③药匙；④烧杯；⑤量筒；⑥容量瓶；⑦胶头滴管；⑧细口试剂瓶；⑨标签纸。 (1) 现需要配制500 mL 1 mol/L硫酸溶液，需用质量分数为98%、密度为1.84g/㎝3的浓硫酸______ mL。 (2) 从上述仪器中，按实验使用的先后顺序，其编 号排列是________ (3) 容量瓶使用前检验漏水的方法是____________ (4)若实验 遇到下列情况，对所配制硫酸溶液的物质的量浓度有何影响(填“偏高”、“偏低”或“不变”)？ ① 用以稀释硫酸的烧杯未洗涤__________ ② 未经冷却趋热将溶液注入容量瓶中____________ ③ 摇匀后发现液面低于刻度线再加水_____________ ④ 容量瓶中原有少量蒸馏水_____________ ⑤ 定容时俯视观察液面__________________