【知识点详解】
1. 物质的量与摩尔质量:在化学中,物质的量是衡量物质含有微观粒子数量的物理量,单位是摩尔(mol)。微粒数(N)与物质的量(n)的关系是 n = N/NA,其中NA是阿伏伽德罗常数,大约等于6.022 × 10^23。质量(m)与物质的量(n)的关系是 m = nM,M是摩尔质量,即单位摩尔物质的质量。
2. 气体体积与物质的量:在标准状况下(0℃,1大气压),1摩尔任何气体的体积约为22.4升,即Vm=22.4 L/mol。所以,气体的物质的量可以通过气体的体积和Vm计算。
3. 物质的量浓度:物质的量浓度(C)是一种表示溶液中溶质B的浓度的方式,定义为单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。公式为 C(B) = n(B)/V,单位是mol/L。例如,1mol/L的NaCl溶液意味着每升溶液中含有1摩尔的氯化钠。
4. 计算物质的量浓度:可以通过已知的溶质物质的量和溶液总体积来计算物质的量浓度,如示例中的C(HCl) = n(HCl)/V = 2mol/4L = 0.5mol/L。
5. 溶液配制:配制一定物质的量浓度的溶液通常包括称量、溶解、转移、洗涤、定容和摇匀等步骤。以配制100mL 1.00mol/L NaCl溶液为例,需要称取NaCl的质量,然后在水中溶解,转移到100mL容量瓶中,洗涤烧杯并将洗涤液加入容量瓶,最后定容至刻度线。
6. 实验仪器:配制过程中使用的仪器包括托盘天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管。
7. 实验注意事项:
- 称量时,腐蚀性或易潮解的物质不能直接放在托盘上,如NaOH需放在称量纸上或烧杯中。
- 溶解时,水量不宜过多,以免影响最终浓度。
- 转移液体时要避免损失,洗涤烧杯以确保所有溶质进入容量瓶。
- 定容时,不能用烧杯直接加水到刻度线,应用胶头滴管逐滴滴加。
- 摇匀后若液面低于刻度线,不需再加水,因为定容时已经保证了正确体积。
8. 错误案例分析:将1mol NaOH溶于1L水,所得溶液的体积不是1L,因此浓度不是1mol/L;将22.4L HCl溶于1L水中,未指明是标准状况,所以无法直接计算浓度。
9. 实验练习:涉及到的问题包括判断溶液浓度的正误,以及根据气体体积计算HCl的物质的量浓度,还有配制Na2SO4溶液所需的仪器选择。
通过这些知识点的学习,学生可以理解并掌握物质的量浓度的基本概念,学会进行相关的计算,并熟悉配制溶液的实验操作流程。