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2019-2020年高中化學(xué) 第1章 第2節(jié) 化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用 第4課時教案 新人教版必修1 三維目標 知識與技能 1.使學(xué)生理解物質(zhì)的量濃度的概念。 2.使學(xué)生掌握有關(guān)物質(zhì)的量濃度概念的計算。 3.使學(xué)生掌握溶液的質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度的換算。 4.使學(xué)生初步學(xué)會配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法。 過程與方法 1.在概念的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。 2.通過有關(guān)物質(zhì)的量濃度計算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計算能力。 3.通過配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和動手實驗?zāi)芰Α? 情感、態(tài)度與價值觀 1.與初中知識銜接，使學(xué)生感到獲取新知識、新方法的喜悅。 2.通過實驗激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實的科學(xué)作風(fēng)。 教學(xué)重點 物質(zhì)的量濃度的概念、有關(guān)物質(zhì)的量濃度概念的計算、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法 教學(xué)難點 1.溶液的物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)之間的換算 2.氣體溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的計算 3.正確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液 教具準備 燒杯、容量瓶、量筒、玻璃棒、膠頭滴管、托盤天平、藥匙、洗瓶、多媒體課件 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 師：我們知道溶液有濃、稀之分，那么如何定量地表示溶液的濃稀程度呢？ 生：用濃度，在初中學(xué)過用溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)表示溶液的濃度。 師：溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是如何定義的，你能寫出溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的表達式嗎？ 生：溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比，表達式： 溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=100% 師：質(zhì)量相同、溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)也相同的任何溶液里，含有溶質(zhì)的質(zhì)量相等，但是溶質(zhì)的物質(zhì)的量相同嗎？請舉例說明。 生：不同。例如100 g 20%的NaCl溶液中含有20 g NaCl，即含有0.342 mol NaCl，而同樣質(zhì)量分數(shù)的KNO3溶液中含有20 g KNO3，但溶質(zhì)的物質(zhì)的量卻為0.198 mol。 師：在使用溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)時有不便之處。例如：在科學(xué)實驗和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們在使用溶液時，一般都量取溶液的體積，而較少去稱量其質(zhì)量。此外物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)物的物質(zhì)的量之間有一定的比例關(guān)系，比質(zhì)量關(guān)系要簡單多了。所以有必要學(xué)習(xí)另外一種表示濃度的方法。是用溶液的體積和溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示的。本節(jié)就學(xué)習(xí)這種表示溶液組成的物理量——物質(zhì)的量濃度。 ［板書］三、物質(zhì)的量濃度 推進新課 師：什么是物質(zhì)的量濃度呢?請同學(xué)們閱讀課本上的有關(guān)內(nèi)容。 生：閱讀P15有關(guān)物質(zhì)的量濃度的定義。 ［板書］定義：以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示的溶液組成的物理量，叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。用符號cB表示，單位molL-1（或mol/L）。 表達式：cB= 師：請同學(xué)們討論，如果將1 mol NaCl溶于1 L水中所得溶液的物質(zhì)的量濃度是1 molL-1嗎？ 生：不是。因為將1 mol NaCl溶于1 L水后，所得溶液的體積不是1 L。 師：1 L 58.5 g NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度是不是1 molL-1？ 生：不是。因為58.5 g NaCl溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不是1 mol。 師：從1 molL-1NaOH溶液中取出100 mL，取出的溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度是多少？哪些量變了，哪些量沒變？ 生：還是1 molL-1。因為溶液是均一的。溶液的物質(zhì)的量濃度沒變，但溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少了。 師：若兩種不同溶質(zhì)的溶液，體積相同，物質(zhì)的量濃度也相同，溶質(zhì)的物質(zhì)的量如何？質(zhì)量如何？例如：1 L 1 molL-1的氯化鈉溶液與同體積同物質(zhì)的量濃度的鹽酸。 生：溶質(zhì)的物質(zhì)的量相同，而質(zhì)量不同。 師：對于這個新概念，我們要注意其中的幾個要點： 1.溶質(zhì)是用物質(zhì)的量而不是用質(zhì)量表示。 2.是溶液的體積，并非溶劑的體積。 3.單位：molL-1或mol/L。 4.從某溶液取出任意體積的溶液，其物質(zhì)的量濃度都相同，但所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量因體積不同而不同。（溶液是均一、穩(wěn)定的） ［多媒體展示］ 溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù) 物質(zhì)的量濃度 定義 用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液質(zhì)量的百分比表示的濃度 以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度 表達式 溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（w）=100% 物質(zhì)的量濃度（cB）=cB= 特點 溶液的質(zhì)量相同，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)也相同的任何溶液里，含有溶質(zhì)的質(zhì)量都相同，但是溶質(zhì)的物質(zhì)的量不相同 溶液體積相同，物質(zhì)的量濃度也相同的任何溶液里，含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量都相同，但是溶質(zhì)的質(zhì)量不同 實例 某溶液的濃度為10％，指在100 g溶液中，含有溶質(zhì)10 g 某溶液物質(zhì)的量濃度為10 molL-1，指在1 L溶液中，含有溶質(zhì)10 mol 師：我們已經(jīng)掌握了物質(zhì)的量濃度的定義，下面我們再用練習(xí)加強對這個概念的理解。 ［多媒體展示］ 練習(xí)： 1.用40 g NaOH配成2 L溶液，其物質(zhì)的量濃度_______molL-1。 2.58.5 g NaCl配成500 mL溶液，其物質(zhì)的量濃度_______molL-1。 3.2 mol NaOH配成200 mL溶液，其物質(zhì)的量濃度為_______molL-1。 4.物質(zhì)的量濃度為2 molL-1的硫酸溶液250 mL，含硫酸的物質(zhì)的量為_______mol。 師：我們知道了物質(zhì)的量與質(zhì)量的關(guān)系，以及用溶質(zhì)物質(zhì)的量和溶液體積來表示溶液的組成，就可以在實驗室配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液了。 ［多媒體展示］ (例1)配制500 mL 0.1 molL-1 NaOH溶液需要NaOH的質(zhì)量是多少？ 師：題中已知溶液的體積和物質(zhì)的量濃度，可以用公式：cB=求出溶質(zhì)的物質(zhì)的量，然后再用公式n=求出溶質(zhì)的質(zhì)量就可以了。 ［多媒體展示］ 解：500 mL 0.1 molL-1 NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量為： n(NaOH)=c(NaOH)V〔NaOH (aq)〕 aq表示某種物質(zhì)的水溶液 =0.1 molL-10.5 L=0.05 mol 0.05 mol NaOH的質(zhì)量為： m(NaOH)=n(NaOH)M(NaOH)=0.05 mol40 gmol-1=2 g 師：2 g的NaOH可以用天平來稱量，但是500 mL溶液的體積怎么量呢？ 生：將2 g NaOH溶于500 mL水中。不可以的。因為這樣所得溶液的體積就不是500 mL了?？蓪⑸倭縉aOH溶于水后，然后再將溶液的體積配成500 mL。 師：用什么儀器呢？燒杯行嗎？ 生：不行，燒杯是粗略測量體積的儀器。 師：要想準確量取溶液的體積，我們有一個較為精密的儀器叫容量瓶。下面請同學(xué)們分組觀察容量瓶，并查資料了解它的使用注意事項。 生：觀察容量瓶，查資料。 ［多媒體展示］ 容量瓶的使用 1.容量瓶的體積固定，有不同規(guī)格(100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等)。 2.使用前須檢驗容量瓶是否漏水。 3.溶液溫度與容量瓶上標定溫度一致時，所取液體的體積最標準。 4.溶液液面接近刻度線1～2 cm時，須用膠頭滴管加水至刻度線。 師：演示如何檢查容量瓶是否漏水。 師：能否直接在容量瓶中溶解？ 生：不能，NaOH溶于水后放熱，會引起測量溶液體積不準。 師：好了，有了這些知識準備，我們就可以配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液了。 ［多媒體展示］ 實驗15 配制100 mL 1.00 molL-1NaCl溶液。 （1）計算需要NaCl固體的質(zhì)量：____________g。 （2）根據(jù)計算結(jié)果，稱量NaCl固體。 （3）將稱好的NaCl固體放入燒杯中，用適量蒸餾水溶解。 （4）將燒杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁2~3次，洗滌液也都注入容量瓶。輕輕晃動容量瓶，使溶液混合均勻。 （5）將蒸餾水注入容量瓶，液面離容量瓶頸刻度線下1~2 cm時，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至液面與刻度相切。蓋好瓶塞，反復(fù)上下顛倒，搖勻。 生：分組實驗 [學(xué)與問] 1.為什么要用蒸餾水洗滌燒杯，并將洗滌液也注入容量瓶？ 2.如果將燒杯中的溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶時不慎灑到容量瓶外，最后配成的溶液中溶質(zhì)的實際濃度比所要求的大了還是小了？ 3.你是用什么儀器稱量NaCl固體的？如果是托盤天平，你稱量的質(zhì)量是多少？與計算量一致嗎？為什么？ [分組討論] 生：因為燒杯還有殘留的溶質(zhì)。小了。因為溶質(zhì)的物質(zhì)的量變小了。 師：實驗做完了，請同學(xué)們小結(jié)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的步驟好嗎？ 生：配制步驟：（1）計算，（2）稱量，（3）溶解，（4）移液，（5）洗滌，（6）定容，（7）搖勻。 ［板書］2.配制步驟：（1）計算，（2）稱量，（3）溶解，（4）移液，（5）洗滌，（6）定容，（7）搖勻。 師：以上我們分析了在配制過程中需注意的問題。若在配制操作中有以下行為，將會對配制結(jié)果造成什么樣的影響呢? ［板書］3.誤差分析 ［多媒體展示］ 配制步驟 錯誤操作 n V c ①計算 計算結(jié)果m=5.85 g，稱5.9 g ②稱量 砝碼生銹（沒有脫落） 少量NaCl沾在濾紙上 ③溶解 為促進NaCl溶解而加熱，將熱溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中 ④轉(zhuǎn)移 溶質(zhì)溶解放熱，溶液未冷 玻璃棒在刻度線上引流 ⑤洗滌 未洗滌或洗滌液未注入容量瓶 ⑥定容 仰視 超過刻度線，吸出一部分水 ⑦搖勻 搖勻后液面下降，補充水 ⑧裝瓶 試劑瓶剛用蒸餾水洗過 師：分析誤差時，要根據(jù)c＝，圍繞操作行為對n與V的影響來分析。 師：我們在實驗室做化學(xué)實驗或進行科學(xué)研究時，需要根據(jù)不同的情況選擇不同濃度的溶液進行實驗。所以，在實驗室不僅用固體物質(zhì)來配制溶液，還經(jīng)常要將濃溶液稀釋成不同濃度的稀溶液。 ［思考與交流］ 1.以硫酸為例，討論不同濃度的溶液在性質(zhì)上可能會出現(xiàn)什么差異。 2.如果將5 mL濃硫酸稀釋為20 mL的稀硫酸，得到的稀硫酸與原濃硫酸中所含H2SO4的物質(zhì)的量相等嗎？能說出你的理由嗎？ 師：在用濃溶液配制稀溶液時，常用下面的式子計算有關(guān)的量： ［板書］c(濃溶液)V(濃溶液)=c(稀溶液)V(稀溶液) 師：請同學(xué)們思考，如何用18 molL-1濃硫酸配制100 mL 1 molL-1稀硫酸溶液？ 生：先求出濃硫酸的體積。利用稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變可求出濃硫酸的體積為5.6 mL。 師：小結(jié)實驗中注意事項 ①計算濃H2SO4的體積V。 ②濃H2SO4的正確稀釋方法。 ③向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時，要待溶液冷卻后再進行。 ［課堂小結(jié)］ 配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，最主要的儀器是容量瓶，其配制步驟與所需儀器與配制一定質(zhì)量分數(shù)的溶液是不同的。 板書設(shè)計 物質(zhì)的量濃度 1.定義：以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。用符號cb表示，單位mol/L（或molL-1） 表達式：cB= 2.配制步驟：（1）計算，（2）稱量，（3）溶解，（4）移液，（5）洗滌，（6）定容，（7）搖勻。 3.誤差分析 活動與探究 體積可以簡單加和嗎？ 我們做這樣兩個實驗：（1）取一支100 mL量筒，精確量取蒸餾水50 mL，另取一支50 mL量筒，精確量取無水酒精50 mL，然后把50 mL無水酒精倒入盛有50 mL水的100 mL的量筒中，混合均勻再讀數(shù)，結(jié)果并不正好是100 mL，而只是96.7 mL。顯然，在形成混合溶液時，總體積減少了，這里是50+50＜100。 能夠相互混溶的兩種液體的體積不具有加和性，這是物質(zhì)分子間具有空隙的有力證明。當酒精和水混合后，這兩種分子互相鉆入對方分子的空隙里。另外，物質(zhì)分子之間總是有相互作用的。由于水分子與酒精分子的作用力不同于水分子間的作用力和酒精分子間的作用力，也會使分子與分子間的空隙發(fā)生改變。因而，總體積的減小，絕不是有一部分水分子或酒精分子消失了。 實驗（2）：在盛有50 mL冰醋酸的燒杯里，慢慢加入50 mL苯。冰醋酸的密度1.05 gcm-3，苯的密度是0.879 gcm-3，冰醋酸比苯重，所以冰醋酸在下層，苯在上層，用彩筆在燒杯外壁做一記號，以標出混合前液面的高度?；旌暇鶆蚝罂傮w積比它們混合之前體積之和還要大。也就是說，在這里，50+50＞100。 這又是什么原因呢?這是由于苯和冰醋酸混合后，苯分子與醋酸分子之間的吸引力，比苯分子間的吸引力和醋酸分子間的吸引力都要弱，導(dǎo)致苯與冰醋酸分子間距加大。 為此，在溶液的計算中，不能簡單地采取V＋V=2V，即把混合后溶液的體積當作混合前兩種溶液體積之和，因為混合后溶液的密度發(fā)生了變化。除非：(1)題目中說明體積不變；(2)相同溶劑的稀溶液混合；(3)如果是濃溶液則應(yīng)是溶劑和溶質(zhì)相同且濃度相近的溶液。除此之外，都應(yīng)通過溶液的質(zhì)量和密度求出體積。 說明：有條件的學(xué)?？梢园堰@兩個實驗讓學(xué)生操作練習(xí)，作為知識的進一步加深和拓展。 隨堂練習(xí) 一、選擇題 1.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，造成濃度偏高的操作是（ ） A.溶解后的溶液未冷卻至室溫就轉(zhuǎn)入容量瓶中 B.定容時，眼睛俯視刻度線 C.洗滌燒杯和玻璃棒的溶液未轉(zhuǎn)入容量瓶中 D.定容時，眼睛仰視刻度線 答案:AB 2.將物質(zhì)的量濃度相同、體積相同的NaCl、CaCl2、AlCl3溶液分別與同濃度的AgNO3溶液恰好完全反應(yīng)，則所需AgNO3溶液的體積比是（ ） A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.1∶1∶1 D.6∶3∶2 答案:A 3.相同體積的Na2SO4溶液（濃度為M1）和Al2(SO4)3溶液（濃度為M2），若其中的的物質(zhì)的量濃度相同，則M1和M2的關(guān)系是（ ） A.M1=M2 B.M1=3M2 C.M2=3M1 D.無法確定 答案:B 4.下列物質(zhì)中，含有6.021023個分子的是（ ） A.常溫、常壓下，22.4 L HCl氣體 B.標準狀況下，22.4 L的水 C.28 g的CO D.1 molL-1的蔗糖溶液 答案:C 5.標準狀況下，1體積的水溶解700體積的氨氣，所得氨水的密度為0.8 gmL-1，則氨水的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.163 molL-1 B.31.25 molL-1 C.0.045 molL-1 D.4.7 molL-1 答案:A 6.下列關(guān)于0.1 molL-1硝酸鉀溶液的敘述，正確的是（ ） A.1 L該溶液中含有硝酸鉀101 g B.從1 L該溶液中取出500 mL溶液后，余下溶液的濃度為0.05 molL-1 C.該溶液中K+的濃度為0.1 molL-1 D.在1 L水中溶解0.1 mol硝酸鉀即可配得該溶液 答案:C 7.從濃度為98%，密度為1.84 gcm-3的濃硫酸試劑瓶中取出10 mL的濃硫酸，然后稀釋至1 L，則所得稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1.84 molL-1 B.18.4 molL-1 C.0.184 molL-1 D.0.018 4 molL-1 答案:C 二、填空題 8.實驗室用ρ=1.84 gcm-3、98.3%的濃H2SO4配制200 mL濃度為0.46 molL-1的稀H2SO4溶液。下列是有關(guān)實驗操作，請按順序把操作步驟填入括號內(nèi)。 A.將容量瓶中的溶液倒入試劑瓶并貼上標簽； B.將濃H2SO4沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入盛有80 mL蒸餾水的燒杯中，并小心攪拌； C.用量筒量取一定量的濃H2SO4； D.把已冷卻的H2SO4溶液沿玻璃棒小心注入容量瓶中，并用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次，且洗液都注入容量瓶中，搖勻； （E）用膠頭滴管加蒸餾水到凹面正好與刻度線相切； （F）加蓋反復(fù)顛倒搖勻； （G）繼續(xù)往容量瓶中加蒸餾水直到離刻度線1~2 cm處。 正確的操作順序為（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→（ ） 答案:CBDGEFA 習(xí)題詳解 1.答案：D 點撥:從單位可以看出表示的是物質(zhì)的量濃度。 2~4.答案：（1）B （2）B （3）B 點撥:（1）Na2SO4中Na+的數(shù)目是Na2SO4的2倍，Na2SO4有0.5 mol,所以Na+有1 mol，合6.021023個。 （2）同溫同壓下氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比。CH4與O2的物質(zhì)的量之比為：∶=1∶2。 (3)溶液的濃度等于溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積。稀釋前后，溶液的物質(zhì)的量并沒有改變，稀釋后其物質(zhì)的量濃度為： =0.03 molL-1。 5.答案：此人的血糖值為5.11 mmolL-1，正常。 點撥:將92 mgdL-1換算成mmolL-1，并與標準值相對照，即可得出答案。 6.答案：這種做法不對，會造成結(jié)果偏低。 點撥:這是因為倒出的部分溶液中含有溶質(zhì)，結(jié)果導(dǎo)致容量瓶內(nèi)的溶質(zhì)減少，即容量瓶內(nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度也減小。 7.答案：14 mL 點撥:考查配制溶液的第一步計算。n（H2SO4）=c1V1=1.0 molL-1250 mL10-3 LmL-1=0.25 mol；再由n（H2SO4）=c2V2得： V2==0.014 L。 8.答案：224∶140∶35∶2 點撥:四種元素的物質(zhì)的量之比為∶∶∶ =224∶140∶35∶2。 9.答案：（1）2 mol （2）2 mol （3）4 mol 點撥:n（CuCl2)==2 mol n（Cu2+）=n（CuCl2）=2 mol n（Cl-）=2n（CuCl2）=22 mol=4 mol 10.答案：40 點撥:相對分子質(zhì)量在數(shù)值上等于其摩爾質(zhì)量。該氣體的摩爾質(zhì)量為：=40 gmol-1，所以其相對分子質(zhì)量為40。