2022届高三化学一轮复习讲义：一定物质的量浓度溶液的配制　溶解度的应用

第 4 讲 一定物质的量浓度溶液的配制 溶解度的应用 复习目标 1.掌握配制一定溶质质量分数溶液和物质的量浓度溶液的方法。2.了解溶解度、 饱和溶液的概念；掌握溶解度曲线在物质分离、提纯中的应用。 考点一 一定物质的量浓度溶液的配制 1．容量瓶的构造及使用 (1)容量瓶上标有温度、规格和刻度线。常用规格有 100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL 等。 (2) 容量瓶在使用前要检查是否漏水，其操作顺序为装水盖塞→倒立→正立→玻璃塞旋转 180°→ 倒立。 2．配制过程 以配制 500 mL 1.0 mol·L－1 NaCl 溶液为例： 特别提醒：(回顾对比) 质量百分比浓度、体积比浓度溶液的配制 (1)配制 100 g 10%的 NaCl 溶液。用托盘天平称取 10.0 g NaCl 固体，放入烧杯中，再用 100 mL 量筒量取 90.0 mL 的水注入烧杯中，然后用玻璃棒搅拌使之溶解。 (2)用浓硫酸配制 1∶4 的稀硫酸 50 mL。用 50 mL 的量筒量取 40.0 mL 的水注入 100 mL 的烧 杯中，再用 10 mL 的量筒量取 10.0 mL 浓硫酸，然后沿烧杯内壁缓缓注入烧杯中，并用玻璃 棒不停地搅拌。 (1)容量瓶在使用前要检查是否漏水(√) (2)用固体 NaCl 配制 0.5 mol·L－1 的溶液，所用的仪器只有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量 瓶(×) 错因：必须用托盘天平。 (3)向容量瓶转移液体时，引流用的玻璃棒可以接触容量瓶内壁(√) (4)用量筒量取 20 mL 0.500 0 mol·L－1 H2SO4 溶液于烧杯中，加水 80 mL，配制成 0.100 0 mol·L－1 H2SO4 溶液(×) 错因：所得混合液的体积小于 100 mL。 (5)NaOH 在烧杯里刚完全溶解时，立即将溶液转移到容量瓶(×) 错因：应恢复至室温后再转移到容量瓶中。 (6)配制 480 mL 1 mol·L－1 的 NaOH 溶液，应用托盘天平称量 NaOH 固体 19.2 g，选用 500 mL 容量瓶(×) 错因：应称量 NaOH 固体 20.0 g。 (1)选用容量瓶的原则——“大而近”，如需 90 mL 溶液，则选用 100 mL 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，用玻璃棒引流，玻璃棒末端应在容量瓶刻度线以下。 题组一 配制一定物质的量浓度溶液的规范操作 1．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 2．用质量分数为 36.5%的浓盐酸(密度为 1.16 g·cm－3)配制成 1 mol·L－1 的稀盐酸。现实验室 需这种盐酸 220 mL，试回答下列问题： (1)配制稀盐酸时，应选用 mL 的容量瓶。 (2)经计算需要 mL 浓盐酸，在量取时宜选用 (填字母)量筒。 A．5 mL B．10 mL C．25 mL D．50 mL (3)在量取浓盐酸后，进行了下列操作： ①等稀释的盐酸的温度与室温一致后，沿玻璃棒注入容量瓶中。 ②往容量瓶中小心加蒸馏水至液面距容量瓶刻度线 1～2 cm 时，改用胶头滴管加蒸馏水，使 溶液的液面与瓶颈的刻度线相切。 ③在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水，并用玻璃棒搅拌，使其混合均匀。 ④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2～3 次，并将洗涤液全部注入容量瓶。 上述操作中，正确的顺序是 (填序号)。 答案 (1)250 (2)21.6 C (3)③①④② 解析 (2)c(HCl)＝1 000ρw M ＝1 000 mL·L－1×1.16 g·mL－1×36.5% 36.5 g·mol－1 ＝11.6 mol·L－1。 加水稀释前后 HCl 的物质的量不变，所以 11.6 mol·L－1×V(HCl)＝250 mL×1 mol·L－1，解得 V(HCl)≈21.6 mL，应该选择 25 mL 的量筒量取。 配制一定物质的量浓度溶液时注意事项 (1)做需要补充仪器的实验题时，要学会“有序思考”——按照实验的先后顺序、步骤，思考 每一步所需仪器，然后与已知仪器对比，就一定不会漏写某种仪器。 (2)容量瓶的规格，常见的有 100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。 (3)所用定量仪器量筒、托盘天平的精确度。 题组二 学会从 2 个角度分析误差的原因 3．从溶质改变角度分析产生的误差(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 溶液用托盘天平称量 NaOH 时，托盘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： 。 (5)配制稀 H2SO4 溶液用量筒量取浓硫酸时，仰视读数： 。 (6)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： 。 (7)未经洗涤烧杯及玻璃棒： 。 答案 (1)偏小 (2)偏小 (3)偏小 (4)偏小 (5)偏大 (6)偏小 (7)偏小 解析 (2)胆矾的摩尔质量为 250 g·mol－1，所需质量为 0.5 L×0.1 mol·L－1×250 g·mol－1＝12.5 g。 (3)NaOH 易吸水潮解。 (4)实际称量质量为 4 g－0.4 g＝3.6 g。 4．从溶液改变角度分析产生的误差(用“偏大”“偏小”或“无影响”填空)。 (1)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： 。 (2)定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线： 。 (3)定容时仰视刻度线： 。 (4)定容摇匀后少量溶液外流： 。 (5)容量瓶中原有少量蒸馏水： 。 答案 (1)偏大 (2)偏小 (3)偏小 (4)无影响 (5)无影响 解析 (1)NaOH 溶于水放热，溶液的体积比室温时大，应恢复至室温后再移液、定容。 误差判断分析技巧 (1)误差分析的思维流程 (2)视线引起误差的分析方法 ①仰视容量瓶刻度线[图(a)]，导致溶液体积偏大，结果偏低。 ②俯视容量瓶刻度线[图(b)]，导致溶液体积偏小，结果偏高。 考点二 溶解度 溶解度曲线 1．溶解度 固体物质 溶解度 概念：在一定温度下，某固体物质在 100 g 溶剂(通常是水)里达到饱和 状态时所溶解的质量，叫做这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为 “g/100 g 溶剂” 公式：S 固体＝m 溶质 m 溶剂 ×100 g 影响因素：①溶剂的影响，如 NaCl 易溶于水不易溶于汽油。 ②温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数固体物质的 溶解度减小，如 Ca(OH)2 气体物质 溶解度 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 NH3、HCl、SO2、CO2 等气体常温时的溶解度分别为 1∶700、1∶500、1∶40、1∶1 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 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不同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有相同的溶解度。 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．利用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(如 NaCl)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。 1．工业上常用氨碱法制取碳酸钠(将氨和二氧化碳分别先后通入饱和食盐水中而析出小苏打， 再经过滤、焙烧得纯碱)，却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中( ) A．KHCO3 溶解度较大 B．KHCO3 溶解度较小 C．K2CO3 溶解度较大 D．K2CO3 溶解度较小 答案 A 2．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 3．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： 步骤①的主要反应为： FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3――→高温 Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2 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 (填字母)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 。 答案 d 复分解反应 1．[2020·全国卷Ⅰ，27(1)]由 FeSO4·7H2O 固体配制 0.10 mol·L－1 FeSO4 溶液，需要的仪器有 药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)。 答案 烧杯、量筒、托盘天平 解析 根据用固体物质配制一定物质的量浓度溶液的配制方法可知，题图给出的仪器中还需 要烧杯、量筒和托盘天平。 2．(2019·浙江 4 月选考，3 改编)下列图示表示一定物质的量浓度溶液配制的是 。 答案 BD 3．下列实验过程不可以达到实验目的的是 。 编号 实验目的 实验过程 A (2018·全国卷Ⅱ，13A)配制 0.400 0 mol·L－1 的 NaOH 溶液 称取 4.0 g 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 B (2017·全国卷Ⅲ，9D)配制浓度为 0.010 mol ·L－1 的 KMnO4 溶液 称取 KMnO4 固体 0.158 g，放入 100 mL 容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度 C (2018·全国卷Ⅱ，13C)制取并纯化氢气 向稀盐酸中加入锌粒，将生成的气体依 次通过 NaOH 溶液、浓硫酸和 KMnO4 溶液 D (2016·全国卷Ⅲ，9A)配制稀硫酸 先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水 答案 ABCD 解析 称取 4.0 g NaOH 固体于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，冷却后转移至 250 mL 容量瓶 中，洗涤烧杯和玻璃棒并将洗涤液转移至容量瓶中，然后定容，A 项错误；不能在容量瓶中 直接溶解固体，B 项错误；锌粒与稀盐酸反应生成的 H2 中混有挥发出的 HCl，要先通过 NaOH 溶液除去 HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气即可，不需要通过 KMnO4 溶液，C 项错误；稀释浓 硫酸时应将浓硫酸慢慢加入水中，并不断搅拌使产生的热量迅速扩散，以防液体溅出，D 项 错误。 4．(2014·全国卷Ⅰ，11)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的 是( ) A．溴酸银的溶解是放热过程 B．温度升高时溴酸银溶解速度加快 C．60 ℃时溴酸银的 Ksp 约等于 6×10－4 D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 答案 A 解析 A 项，由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此 AgBrO3 的溶解 是吸热过程；B 项，由图像曲线可知，温度升高曲线斜率增大，因此 AgBrO3 的溶解速度加 快；C 项，由溶解度曲线可知，60 ℃时，AgBrO3 的溶解度约为 0.6 g，则 c(AgBrO3)＝c(Ag＋) ＝c(BrO－ 3 )＝ 1 000×1× 0.6 100＋0.6 236 mol·L－1≈0.025 mol·L－1，AgBrO3 的 Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO－ 3 )＝ 0.025×0.025≈6×10－4；D 项，若 KNO3 中含有少量 AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到 KNO3 的 饱和溶液，再冷却结晶获得 KNO3 晶体，而 AgBrO3 留在母液中。 5．[2018·全国卷Ⅲ，26(2)]硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、 还原剂。回答下列问题： 利用 K2Cr2O7 标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下： ①溶液配制：称取 1.200 0 g 某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在 中 溶解，完全溶解后，全部转移至 100 mL 的 中，加蒸馏水至 。 ②滴定：取 0.009 50 mol·L－1 的 K2Cr2O7 标准溶液 20.00 mL，硫酸酸化后加入过量 KI，发生 反应：Cr2O2－ 7 ＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿 色，发生反应：I2＋2S2O2－ 3 ===S4O2－ 6 ＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶 液 ，即为终点。平行滴定 3 次，样品溶液的平均用量为 24.80 mL，则样品纯度 为 %(保留 1 位小数)。 答案 ①烧杯 容量瓶 溶液的凹液面最低处与刻度线相切 ②蓝色褪去 95.0 解析 ①配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至 100 mL 的容量瓶中，加水至距刻度线 1～2 cm 处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度 线相切。 ②加入淀粉溶液作指示剂，淀粉遇 I2 变蓝色，加入的 Na2S2O3 样品与 I2 反应，当 I2 消耗完后， 溶液蓝色褪去，即为滴定终点。 由反应 Cr2O2－ 7 ＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O I2＋2S2O2－ 3 ===S4O2－ 6 ＋2I－ 得关系式：Cr2O2－ 7 ～ 3I2 ～ 6S2O2－ 3 1 6 0．009 50 mol·L－1×0.02 L 0.009 50 mol·L－1×0.02 L×6 硫代硫酸钠样品溶液的浓度＝0.009 50 mol·L－1×0.02 L×6 0.024 8 L ， 样品的纯度为 0.009 50 mol·L－1×0.02 L×6 0.024 8 L ×0.1 L×248 g·mol－1 1.200 0 g ×100%＝95.0%。