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高一化学—物质的量浓度
 作者： 三原学校  文章来源： 三原 点击数：  更新时间：2007-11-5 11:05:53 
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●教学目标
1.使学生理解物质的量浓度的概念。
2.使学生掌握有关物质的量浓度的计算。
3.使学生掌握一定物质的量浓度的溶液加水稀释的计算。
4.掌握物质的量浓度与溶质质量分数的换算。
5.使学生初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。学会容量瓶的使用方法。
●教学重点
物质的量浓度的概念；有关物质的量浓度概念的计算；一定物质的量浓度的溶液的配制方法。
●教学难点
正确配制一定物质的量浓度的溶液。
●课时安排
第一课时：物质的量浓度的概念及其运算。
第二课时：一定物质的量浓度溶液加水稀释的计算与物质的量浓度与溶质质量分数的换算。
第三课时：配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
●教学用具
投影仪、容量瓶(500 mL)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙、托盘天平、滤纸、NaCl、蒸馏水。
●教学过程
第一课时
［引言］在生产和科学实验中，我们经常要使用溶液。溶液的浓稀程度我们用浓度来表示。表示溶液浓度的方法有多种，在初中，我们学过的溶液的溶质质量分数便是其中的一种。今天，我们来学习另一种表示溶液浓度的物理量——物质的量浓度。
［板书］一、物质的量浓度
［设问］什么是物质的量浓度呢?请同学们阅读课本上的有关内容。
［学生看书后，得出结论］
［板书］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，叫做溶质B的物质的量浓度。(其中，B表示各种溶质)
符号：c(B)
表达式：c(B)＝
单位：mol·L－1或mol·m－3
［过渡］下面，我们根据物质的量浓度的概念进行以下练习。
［投影］例1.将23.4 g NaCl溶于水中，配成250 mL溶液，计算所得溶液中溶质的物质的量浓度。
［分析］此题已知溶液的体积V＝250 ｍL＝0.25 L，据ｃ(NaCl)= 还须知道n(NaCl)，这就需要根据n(NaCl)= 来算出NaCl的物质的量。
解：23.4 g NaCl的物质的量为
n(NaCl)＝ ＝0.4 mol
因此，可算出NaCl溶液的物质的量浓度：
c(NaCl)＝ ＝1.6 mol·L－1
答：所配溶液中溶质的物质的量浓度为1.6 mol·L－1。
例2.配制500 mL，0.1 mol·L－1的NaOH溶液，需NaOH物质的量是多少?质量是多少?
［分析］略
解：依题意：n(NaOH)＝c(NaOH)·V［NaOH(aq)］＝0.1 mol·L－1×0.5 L＝0.05 mol
0.05 mol NaOH的质量为
m(NaOH)＝n(NaOH)·M(NaOH)＝0.05 mol×40 g·mol－1＝2 g
答：配制500 mL 0.1 mol的NaOH溶液需NaOH的物质的量为0.05 mol，质量为2 g。
练习：配制500 mL 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液，需Na2CO3多少 g?
［思考讨论］1.将342 g C12H22O11(蔗糖，相对分子质量为342)溶解在1 L水中，所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1 mol·L－1?
2.从1 L 1 mol·L－1的C12H22O11溶液中取出100 mL，取出的溶液中C12H22O11的物质的量浓度是多少?
［教师根据讨论结果总结］1.溶液的体积不等于溶剂的体积，且不同物质(尤其是不同状态的物质)的体积是没有加和性的。
2.溶液的物质的量浓度与所取溶液的体积大小无关。(可比喻从一坛醋中取一勺，其酸度是相同的)
［承转］既然物质的量浓度和溶质的质量分数都是用来表示溶液组成的物理量，那么，他们之间又有什么样的区别和联系呢?
请同学们根据学过的知识，填写下表。
［投影］
物质的量浓度
溶质质量分数
溶质单位
mol
g
溶液单位
L
g
表达式
C(B)＝
W= ×100%
特点
体积相同，物质的量浓度相同的溶液中，所含溶质的物质的量 ，溶质质量 。
(填相同或不同)
质量相同，溶质质量分数相同的溶液中，溶质质量 ，物质的量 。
［讲解］溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度除了有上面我们所分析的区别外，它们在使用范围上也有较大的差别。因为我们在许多场合取用溶液时，一般不去称它的质量，而是要量取它的体积。物质在发生化学反应时，反应物的物质的量之间存在着一定的关系。而且，化学反应中各物质之间的物质的量的关系要比它们的质量关系简单得多。因此，物质的量浓度是比质量分数应用更广泛的一种物理量。
［悬念］那么，在物质的量浓度和溶质的质量分数之间有着什么样的联系呢?下一节课，我们将解开这个谜。
［小结］物质的量浓度的概念；溶质的物质的量浓度与质量分数之间是有区别的。
［作业］请你们自己尝试找出物质的量浓度与质量分数之间的关系。
［板书设计］ 第三节 物质的量浓度
一、物质的量浓度
以单位体积中所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。符号：c(B)
表达式：c(B)＝
单位：mol·L－1或mol·ｍ－3
［附］溶质的质量分数
溶质质量与溶液质量之比，
表达式：w＝ ×100%
［教学说明］计算溶质的物质的量浓度，就要求出每升溶液中溶质的物质的量。教师在授课过程中要注意对学生的思维活动进行有意识的引导，使他们努力向此目标趋近，而不是盲目、机械地套用公式。
第二课时
［复习巩固］
［投影］1.已知某1 L H2SO4溶液中含有250 mL浓H2SO4，可以算出这种溶液的物质的量浓度吗?(不能)
2.已知每100克H2SO4溶液中含有37克H2SO4，可以算出这种溶液的物质的量浓度吗?(不能)
［设问］那么，要算出溶液中溶质的物质的量浓度，必须从哪方面着手呢?
［结论］必须设法找出溶液的体积和溶液中溶质的物质的量。
［教师］请大家根据刚才的分析，做如下练习。
［投影］3.将质量为m，相对分子质量为Mr的物质溶解于水，得到体积为V的溶液，此溶液中溶质的物质的量浓度为 (ｃ＝ )
［引言］上节课我们知道了物质的量浓度的概念及其与质量分数的区别，本节课我们来学习物质的量浓度与溶质的质量分数之间的联系及有关溶液稀释的计算。
［板书］二、溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
［投影］例1.已知37%的H2SO4溶液的密度为1.28 g·cm－3，求其物质的量浓度。
［分析］从上节课的知识我们知道，溶质的质量分数和物质的量浓度都可用来表示溶液的组成。因此，二者之间必定可以通过一定的关系进行换算。根据我们刚才的讨论分析可知，要算出物质的量浓度，必须设法找出所取溶液的体积及其中所含溶质的物质的量。由于浓度是与所取溶液的多少无关的物理量，所以，我们既可取一定质量的溶液来计算，也可取一定体积的溶液来计算，为此，我们可以采用以下两种方法。
解法一：
取100 g溶液来计算
ｍ(H2SO4)＝100 g×37％＝37 g
n(H2SO4)= =0.37 mol
V(液)= =78.12 ｍL=0.078 L
c(H2SO4)= =4.8 mol·L－1
答：37%的H2SO4溶液的物质的量浓度为4.8 mol·L－1。
解法二：
取1 L溶液来计算
V(液)=1 L
ｍ(H2SO4)＝V［H2SO4(aq)］·ρ·ｗ＝1000 mL×1.28 g·cm－3×37％＝473.6 g
n(H2SO4)= =4.8 mol
c(H2SO4)= =4.8 mol·L－1
答：37%的H2SO4溶液的物质的量浓度为4.8 mol·L－1。
［思考题］对于溶质质量分数为ｗ，密度为ρ的某溶质的溶液，其物质的量浓度的表示式为：
［同学们思考后］
［板书］c＝
［练习］市售浓H2SO4中，溶质的质量分数为98%，密度为1.84 g·cm－3。计算市售浓H2SO4中，H2SO4的物质的量浓度。(c= =18.4 mol·L－1)
［设问过渡］如果已知溶液中溶质的物质的量浓度ｃ及溶液的密度ρ，又怎样求其质量分数呢?
［同学们对上式推导后得出］
［板书］ｗ=
［投影］例2.已知75 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液的质量为80克，计算溶液中溶质的质量分数。
［分析］在已知溶液质量的情况下，要求溶质的质量分数还须算出溶液中溶质的质量，依题意，
我们可进行如下计算：
解：75 mL 2mol·L－1 NaOH溶液中溶质的物质的量为：
n＝c(NaOH)·V［NaOH·(aq)］＝2 mol·L－1×0.075 L＝0.15 mol
m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)＝0.15 mol×40 g·mol－1＝6 g
w(NaOH)= ×100％＝ ×100％＝7.5％
答：溶液中溶质的质量分数为7.5%。
［教师］根据以上的计算，请同学们找出下列各量之间的关系。
［板书］
溶质的质量 溶质的物质的量
溶液的质量 溶液的体积
［学生们完成上述关系后］
［过渡］在实际生产中，对一定物质的量浓度的浓溶液，还往往需要稀释后才能使用。如喷洒农药时，须把市售农药稀释到一定浓度才能施用，实验室所用一定浓度的稀H2SO4也均由浓H2SO4稀释而来，这就需要我们掌握有关溶液稀释的计算。
［板书］三、有关溶液稀释的计算
［设问］溶液在稀释前后，遵循什么样的规律呢?请同学们根据初中学过的一定质量分数的溶液稀释时所遵循的规则来分析稀释一定物质的量浓度的溶液所遵循的规律。
［大家思考，学生回答］
［教师总结］稀释浓溶液时，溶液的体积要发生变化，但溶质的量(质量或物质的量)均不变。为此，在用一定物质的量浓度的浓溶液配制稀溶液时，我们常用下面的式子来进行有关计算：
［板书］c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
［投影］例3.配制250 mL 1 mol·L－1的HCl溶液，需要12 mol·L－1 HCl溶液的体积是多少?
［分析］本题可依据上式进行计算
解：设配制250 mL(V1)·1 mol·L－1(ｃ1)HCl溶液，需要12 mol·L－1(ｃ2)HCl溶液的体积为V2
c1·V1＝c2·V2
V2= =0.021 L＝21 ｍL
答：配制250 mL 1 mol·L－1的HCl溶液，需要12 mol·L－1 HCl溶液21 mL。
［小结］表示溶液组成的溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数之间可通过一定的关系进行换算。解有关溶液稀释的问题，遵循的原则是：稀释前后溶质的量不变。
［板书设计］二、溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算
×M
c＝
÷M
溶质的物质的量==============溶质的质量
三、有关溶液稀释的计算
c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)
［布置作业］重温实验基本操作中“容量瓶的使用”的内容，并预习下节课。
［教学说明］有关物质的量浓度的计算，由于涉及概念较多，一般学生，特别是思考和分析问题能力较差的学生，要熟练掌握这些内容是有困难的，这需要在以后的学习中进行多次相关的训练才能切实掌握。
知识的归纳、整理是常用的科学方法。学生只有知道知识的来龙去脉，参与有关知识网、包括公式等的整理工作，克服单纯的模仿和套用公式的毛病，才能真正掌握它。让学生参与其中，有利于发展和提高他们的思维能力、分析问题和解决问题的能力。
第三课时
［复习］在实际生产和科学实验中，固体往往要配成溶液才能使用，浓溶液也常常须稀释到一定浓度才能满足需要，有关溶液的配制在初中我们就已学习过，即一定质量分数的溶液的配制，请大家回忆有关知识后，思考并回答以下问题。
［投影］配制200 g 5%的NaCl溶液，需要哪些实验用品和进行什么样的操作?
［学生考虑并回答］
［投影列出答案］
［仪器］天平(含滤纸)、药匙、玻璃棒、小烧杯、量筒、胶头滴管
步骤：1.计算，2.称量，3.溶解。
［导入］物质的量浓度和溶质的质量分数一样，也是用来表示溶液组成的。如果我们要配制一定物质的量浓度的溶液，所需容器和步骤是否和配制一定质量分数的溶液一样呢?这就是我们本节课所要解决的问题。
［板书］四、配制一定物质的量浓度的溶液
［教师］下面，我们以配制500 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液为例来分析配制一定物质的量浓度的溶液所需的仪器和步骤。
［讲解］溶液是由溶质和溶剂组成的，要配制一定浓度的溶液，首先需要算出溶质和溶液的量。此题需要的原料是Na2CO3和水。
［请同学们计算出所用Na2CO3的质量］
m(Na2CO3)=n(Na2CO3)·M(Na2CO3)＝c(Na2CO3)·V［Na2CO3(aq)］·M(Na2CO3)
=0.1 mol·L－1×0.5 L×106 g·mol－1＝5.3 g
［板书］配制步骤：1.计算
［设问］我们用什么仪器来取用5.3 g的Na2CO3呢?
［学生回答］
［板书］仪器
1.天平(含滤纸)2.药匙
［设问］所需溶质的质量有了，那么，所需溶剂即水的量呢?我们能否算出它的质量或体积呢?
［学生思考并讨论］
［教师］显然，我们根据题中条件无法算出水的量。即我们不能通过用一定量的水和Na2CO3混合来配出所需的Na2CO3溶液。那么，是不是就没有其他办法了呢?
［教师］展示500 mL的容量瓶
［教师］这种仪器可以帮助我们达到目的。请大家回忆实验基本操作中容量瓶的使用方法。
［投影］容量瓶的使用
1.容量瓶的体积固定，有不同规格(100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等)。
2.使用前须检验容量瓶是否漏水。
3.溶液温度与容量瓶上标定温度一致时，所取液体的体积最标准。
4.溶液液面接近刻度线1 cm～2 cm时，须用胶头滴管加水至刻度线。
［教师］下面，老师演示配制溶液的过程，大家请注意观察我所用到的仪器和操作步骤。
［教师演示］
［教师和学生一同总结出以下的内容并板书］
［板书］配制步骤
2.称量，3.溶解，4.移液，5.洗涤，6.定容，7.摇匀。
［仪器］3.容量瓶，4.烧杯，5.玻璃棒，6.胶头滴管。
［教师］在熟悉了配制步骤和所用仪器后，请大家思考回答下列问题。
［投影］1.为什么要用蒸馏水洗涤烧杯内壁?
2.为什么要将洗涤后的溶液注入到容量瓶中?
3.为什么不直接在容量瓶中溶解固体?
(大多数物质溶解时都会伴随着吸热或放热过程的发生，引起温度升降，从而影响到溶液体积)
4.转移溶液时，玻棒为何必须靠在容量瓶刻度线下?
5.为什么要轻轻振荡容量瓶，使容量瓶中的溶液充分混合?
［过渡］以上我们分析了在配制过程中需注意的问题。若在配制操作中有以下行为，将会对配制结果造成什么样的影响呢?
［投影］1.称量时，物体与砝码的位置颠倒。
2.容量瓶内壁存有水珠。
3.定容时仰视读数。
4.未用蒸馏水洗涤烧杯内壁。
5.溶质溶解后，没有恢复至室温转移。
6.用量筒量取液体时，俯视读数，使所读溶液体积偏小。
7.天平的砝码沾有其他物质或已生锈。
［总结］分析误差时，要根据c＝ 围绕操作行为对n与V的影响来分析。
［思考练习题］若用98%的浓H2SO4(ρ＝1.84 g·cm－3)配制1000 mL物质的量浓度为0.1 mol·
L－1的溶液，需怎样配制?
［注意］①计算浓H2SO4的体积V
②浓H2SO4的正确稀释方法
③向容量瓶中转移溶液时，要待溶液冷却后再进行
［小结］配制一定物质的量浓度的溶液，最主要的仪器是容量瓶，其配制步骤与所需仪器与配制一定质量分数的溶液是不同的。
［板书设计］四、配制一定物质的量浓度的溶液
配制步骤：1.计算，2.称量，3.溶解，4.移液，5.洗涤，6.定容，7.摇匀。
所用仪器：1.天平，2.滤纸，3.药匙，4.容量瓶，5.烧杯，6.玻璃棒，7.胶头滴管。
［教学说明］配制一定物质的量浓度的溶液，是高中阶段最重要的实验之一，除了要掌握正确的配制步骤及仪器的使用方法外，还要能准确地分析实验误差，以利于学生思维能力及分析问题能力的提高。
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