第三节物质的量
第3课时物质的量浓度、一定物质的量浓度溶液的配制
教学目标与核心素养:
1、宏观辨识与微观探析:通过对物质的量浓度的学习,从微观上理解溶液的组成,深化对物质的量浓度的概念的理解。
2、证据推理与模型认知:建立溶液组成的简单模型,通过对溶质的质量分数与物质的量浓度的对比,提高运用比较、归纳、推理的能力。
3、科学精神与社会责任:结合物质的量浓度的公式,通过探究配制一定物质的量浓度溶液的方案,认识精确配制溶液浓度的操作步骤的依据,发展“科学探究与创新意识”的学科核心素养。
学习重点:
物质的量浓度的相关计算,一定物质的量浓度的溶液的配制方法及误差分析。
学习难点:
物质的量浓度的相关计算,溶液配制的实验操作及误差分析。
教学过程:
一、导入新课
[引入]初中我们学习了溶质的质量分数,在这种情况下,只要知道溶液的质量,就很容易计算出其中溶质的质量。
但是在化学实验和实际生产中取用溶液时,人们会感到量取液体的体积比其称量质量更方便,因此,在实验时一般不是称量它的质量,而是量取它的体积。
如果知道一定体积的溶液中溶质的物质的量,对于计算化学反应中各物质之间量的关系是非常便利的。
这就需要建立一种新的度量溶液浓度的单位,即物质的量浓度。
这就是我们本节课所需要解决的问题。
二、新课讲解
教学环节一:物质的量浓度
[过渡]浓度一般是指溶质与溶液之间的量的关系,比如我们初中学过的溶质的质量分数。
溶质的质量分数是通过溶质与溶液的质量关系来表示溶液的组成。
请同学们回顾什么是溶质的质量分数?它是如何表示的?
[学生活动]主动积极回答
[教师总结]溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。
其表示式为:溶质的质
量分数=溶质质量/溶液质量×100%。
[提问]请说出20%NaCl溶液的含义?如何从100g 20%NaCl溶液中取出含0.1molNaCl的溶液?
[学生活动]思考讨论回答
[教师点评]为此我们要引入一个新的表示溶液浓度的物理量,即物质的量浓度。
那么什么是物质的量浓度呢?请同学们阅读教材P15。
回答该问题。
[学生活动]阅读思考回答。
[教师总结]为了达到上述取液目的,我们只要知道一定体积的溶液里含有多少摩尔溶质即可,这在化学上叫做溶质的物质的量浓度。
[板书]一、物质的量浓度
1.概念:用单位体积溶液里所含溶质B的物质的量称为B的物质的量浓度。
2.符号及单位:符号为c B;常用的单位为mol/L 或mol·L-1。
3.表达式为:c B=n B/V。
[问题]根据以上的分析我们在理解物质的量浓度时应该注意什么问题呢?
[学生活动]分组讨论回答
[教师点评并板书]
4.物质的量浓度概念中的注意事项:
①V是溶液的体积,并非溶剂的体积。
②溶质是用物质的量表示而不是质量。
③溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或某种特定组合。
④从某溶液取出任意体积的溶液,其浓度都相同,但所含溶质的量因所取溶液体积的不同而不同。
(溶液是均一、稳定的)
[问题]我们知道在溶液中溶质可以是单质、化合物,也可以是离子或某种特定组合。
通过初中的学习我们知道NaOH溶液之所以导电,原因是NaOH在溶液中可以发生电离,即:NaOH=Na++OH-,那么在1mol/L NaOH溶液中Na+和OH-的物质的量浓度分别为多少呢?在0.5mol/L的Na2SO4溶液中Na+和SO42-的物质的量浓度又分别为多少呢?
[学生活动]思考讨论回答
[教师点评]由NaOH的电离方程式知1molNaOH可以电离出1molNa+和1molOH-,因
此二者的物质的量浓度均为1mol/L。
而由Na
2SO
4
=2Na++SO
4
2-可知:1molNa
2
SO
4
可以电离出2moNa+l和1molSO
4
2-,因此Na+的物质的量浓度为:2×0.5mol/L=
1mol/L,而SO
4
2-的物质的量浓度则为0.5mol/L。
[教师引导] 根据以上的分析,我们应该如何理解一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目呢?
[学生活动]思考讨论回答
[教师总结]一定物质的量浓度的溶液中溶质的微粒数目:在溶液中有些溶质是以分子形式存在,如:酒精和蔗糖等不导电的物质;有些则以离子形式存在,如:溶于水可导电的物质(例如NaOH、NaCl等等)。
①对于溶于水不导电的物质说,体积相同的同物质的量浓度的溶液都含有相同的溶质分子数。
②对于溶于水可以完全电离的物质来说,溶液中某离子的浓度=溶质的物质的量浓度×角标。
[过渡]由于物质的量浓度在生产和科学研究中具有重要的意义,因此我们必须掌握有关物质的量浓度的计算。
教学环节二:物质的量浓度的计算
[板书]二、物质的量浓度的计算
1.基本计算:直接套用定义式。
[教师强调]在进
行有关计算时应注
摩尔质量、离子数、阿伏加德
罗常数、气体摩尔
体积等的联系。
要特别注意公式间的换算以及单位的统一。
这类试题的基本公式为:c=n/V;n=m/M;V m =V(气体)/n(气体);n=N/N A。
[板书]2.有关溶液稀释的计算
[问题]溶液在稀释过程中什么是不变的?
[学生活动]思考回答
[教师总结]将溶液用水稀释或去水浓缩时,溶液的体积发生变化,但溶质的质量不变,因此溶质的物质的量也不变。
即:c(溶质)
浓•V(溶质)
浓
= c(溶质)
稀
•V(溶液)
稀
[板书]稀释关系式:c(溶质)浓•V(溶质)浓= c(溶质)稀•V(溶液)稀
例:将0.01L2 mol/L的硫酸溶液加水稀释到0.5mol/L,其体积为多少L?
解:0.01L×2mol/L=V[H2SO4(aq)]×0.5mol/L
V[H2SO4(aq)]=0.04L
[过渡]在实验室,我们可以直接用固体或液体试剂来配制一定物质的量浓度的溶液。
请同学们认真阅读教材P55实验2-10,并回答下列问题:操作步骤(以配制100ml1.00mol·L-的NaCl溶液为例)
①计算:所需NaCl固体的质量为5.85g;
②称量:准确称量NaCl固体;
③溶解:将称量好的NaCl固体放入烧杯中,然后用适量蒸馏水溶解,该步操作用到的仪器有烧杯、玻璃棒;
④冷却:将烧杯中的溶液冷却至室温;
⑤转移:将烧杯中的溶液沿玻璃棒缓缓注入100ml容量瓶中;
⑥洗涤:用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液也注入烧杯中;
⑦振荡:用手轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀;
⑧定容:把蒸馏水沿着玻璃棒缓缓注入容量瓶中,当液面距离容量瓶颈刻度线下1~2 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面的最低处与刻度线相切视线要保持水平)。
⑨摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀;
⑩装瓶:配好的溶液应及时转入试剂瓶中。
[学生活动]阅读思考并填空。
[教师活动]教师巡视并答疑
教学环节三:溶液的配制
[板书]1.容量瓶在使用前的注意事项:①检查是否漏水;②用蒸馏水洗涤容量瓶 [讨论](1)容量瓶上边标有温度。
体积的刻度线只有一条。
这说明了什么? (2)能否用容量瓶来溶解固体物质?
(3)溶质溶解后是否可马上转移到容量瓶中呢?
(4)为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中,应如何处理? (5)容量瓶摇匀的操作具有特殊性,那么应如何操作呢? (6)容量瓶能否长期存放溶液? [学生活动]讨论回答
[学生活动]学生四人一组分别进行实验。
[教师活动]教师巡视并指导和答疑。
[教师总结]根据学生实验过程中暴露出来的问题进行总结。
实验流程为:教材P55
[板书]2.主要仪器:容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平。
3.主要步骤(以配制100ml1.00mol ·L -的NaCl 溶液为例)
①计算;②称量或量取;③溶解;④冷却;⑤转移;⑥洗涤;⑦振荡;⑧定容;⑨摇匀;⑩装瓶。
[过渡]在配制过程中由于操作不当,会引起误差,那么这些错误当操作会对实验结果有什么影响呢?请同学们认真思考教材P56《思考与交流》。
[教师小结并板书]4.误差分析 根据c B =V
n B =
MV
m
判断。
其它正常时,凡是使m 或n 增大的因素,使c B 偏大;凡
是使m 或n 减小的因素,使c B 偏小;凡是使V 增大的因素,使c B 偏小;凡是使V 减小的因素,使c B 偏大。
[学生活动]思考讨论回答 [教师总结]误差分析结果 教学环节四:布置作业;略[。