第二单元 物质的量（2）

2015-11-02 15:49:29   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

第二单元    物质的量（2）

基础知识精析

四、物质的量浓度及相关计算

1．将10.6 g Na₂CO₃溶于水配成1 L溶液

(1)该溶液中Na₂CO₃的物质的量浓度为_____，溶液中Na^＋的物质的量浓度为_______。

(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体，使溶液中Na^＋的物质的量浓度为0.4 mol·L^－1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为________，Cl^－的物质的量浓度为__________。

答案　(1)0.1 mol·L^－1　0.2 mol·L^－1(2)11.7 g　0.2 mol·L^－1

解析　(1)n(Na₂CO₃)＝＝＝0.1 mol

c(Na₂CO₃)＝＝＝0.1 mol·L^－1

c(Na^＋)＝2c(Na₂CO₃)＝0.2 mol·L^－1

(2)根据电荷守恒(不考虑CO的水解)

c(Na^＋)＝c(Cl^－)＋2c(CO)

c(Cl^－)＝c(Na^＋)－2c(CO)

＝0.4 mol·L^－1－2×0.1 mol·L^－1＝0.2 mol·L^－1

n(NaCl)＝n(Cl^－)＝0.2 mol·L^－1×1 L＝0.2 mol

m(NaCl)＝0.2 mol×58.5 g·mol^－1＝11.7 g。

2．在80 g密度为d g·cm^－3的硫酸铁溶液中，含有2.8 g Fe^3＋，则此溶液中SO的物质的量浓度(mol·L^－1)为 (　　)

A.d          B.d        C.d                            D.d

答案　A

解析　n(Fe^3＋)＝0.05 mol，n[Fe₂(SO₄)₃]＝0.025 mol，n(SO)＝0.075 mol，V(溶液)＝L，c(SO)＝。

3．在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL，溶液密度为d g·cm^－3，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L^－1，溶液中含氢氧化钠的质量为m g。

(1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为________________。

(2)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为________ ______。

(3)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为_______________。

(4)用c、d表示溶液中溶质的质量分数为_____________________。

答案　(1)×100 g   (2) mol·L^－1　(3)25dw mol·L^－1　(4)%

解析　(1)S＝×100 g(溶解度定义)

(2)c＝1 000 mL·L^－1××＝ mol·L^－1

(3)c＝＝25dw mol·L^－1

(4)w＝×100%＝%

4．有硫酸镁溶液500 mL，它的密度是1.20 g·cm^－3，其中镁离子的质量分数是4.8%，则有关该溶液的说法不正确的是              (　　)

A．溶质的质量分数是24.0%

B．溶液的物质的量浓度是2.4 mol·L^－1

C．溶质和溶剂的物质的量之比是1∶40

D．硫酸根离子的质量分数是19.2%

答案　C

解析　c(Mg^2＋)＝＝2.4 mol·L^－1＝c(MgSO₄)，溶液中溶质的质量分数为4.8%×＝24.0%，SO的质量分数＝24.0%－4.8%＝19.2%。溶质与溶剂的物质的量之比是∶＝9∶190＝1∶21.1。

【思维建模】物质的量浓度有关计算的一般方法

(1)由定义出发，运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式：c＝、质量分数＝×100%进行推理，注意密度的桥梁作用，不要死记公式。

(2)在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时，除利用上述方法外，我们还可以运用假设法，使问题简单化。

例如已知溶质的质量分数w，溶液的密度为ρ g·cm^－3，溶质的摩尔质量为M g·mol^－1，求物质的量浓度c。

我们可以假设溶液为1 L，所以溶液质量为1×1 000×ρ g，溶质的质量为1×

1 000×ρ×w g，溶质的物质的量为 mol，这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c＝ mol·L^－1。

5．在标准状况下，将V L A气体(摩尔质量为M g·mol^－1)溶于0.1 L水中，所得溶液的密度为ρ g·cm^－3，则此溶液的物质的量浓度(mol·L^－1)为              (　　)

A.                              B.

C.                             D．1 000 VρM(MV＋2 240)

答案　B

解析　气体的物质的量为mol，所得溶液的质量为(×M＋100)g，则此溶液的物质的量浓度为mol÷[(×M＋100)g÷(1 000ρ g·L^－1)]＝ mol·L^－1。

6．在t ℃时，将a g NH₃完全溶于水，得到V mL溶液，假设该溶液的密度为ρ g·mL^－1，质量分数为w，其中含有NH的物质的量是b mol，下列叙述正确的是   (　　)

A．溶质的质量分数w＝×100%

B．溶质的物质的量浓度c＝mol·L^－1

C．溶液中c(OH^－)＝mol·L^－1＋c(H^＋)

D．向上述溶液中加入V mL水，所得溶液的质量分数大于0.5w

答案　C

解析　溶质的质量分数w＝×100%，A项错误；氨水中的溶质在计算时以NH₃为准，而不是以NH₃·H₂O为准，将w＝×100%代入公式c＝，化简可得c＝mol·L^－1，B项错误；氨水中含有的阳离子为H^＋和NH，含有的阴离子只有OH^－，结合电荷守恒可知C项正确；由于氨水的密度小于水的密度，与水等体积混合所得稀氨水的质量大于原氨水质量的2倍，故其质量分数小于0.5w，D项错误。

【易错警示】规避两个易错点

(1)气体溶于水，溶质是该气体与水反应生成的物质，NH₃溶于水后主要溶质是NH₃·H₂O，但以NH₃计算。

(2)气体溶于水，溶液的体积不是溶剂的体积更不是气体体积与溶剂体积之和，应根据V＝进行计算。

7．两种硫酸溶液，一种硫酸溶液的物质的量浓度为c₁，密度为ρ₁；另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c₂，密度为ρ₂，将它们等体积混合后，所得溶液的密度为ρ₃，则混合后硫酸的物质的量浓度为            (　　)

A.                B.    C.         D.

思路点拨　(1)在进行有关物质的量浓度计算时，要充分应用溶质的物质的量、质量及溶液中的电荷守恒。(2)溶液稀释混合时，溶液的体积一般不可直接相加，应用溶液的总质量和密度来计算。

答案：A

解析：据混合后n(H₂SO₄)＝n₁(H₂SO₄)＋n₂(H₂SO₄)，设取混合前两硫酸溶液的体积为V mL，则有c＝＝＝，应选答案A。

8．(1)将3p%的硫酸与同体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸，则p、q的关系正确的是________。

①q＝2p             ②q>2p                ③q<2p              ④无法确定

(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸，则p、q的关系是________。

①q＝2p             ②q>2p                ③q<2p                ④无法确定

答案　(1)②　(2)③

解析：当等体积混合时，设浓溶液的密度为ρ₁，稀溶液的密度为ρ₂，体积各为1 L，则混合后

w＝＝()×p% ＝(1＋)p%

则当ρ₁>ρ₂时，如H₂SO₄溶液、HNO₃溶液，w>2p%；

当ρ₁<ρ₂时，如氨水、酒精溶液，w<2p%。

【方法与技巧】

1．溶液稀释定律(守恒观点)

(1)溶质的质量在稀释前后保持不变，即m₁w₁＝m₂w₂。

(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变，即c₁V₁＝c₂V₂。

(3)溶液质量守恒，m(稀)＝m(浓)＋m(水)(体积一般不守恒)。

2．同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算

(1)混合后溶液体积保持不变时：c_混＝（c₁V₁＋c₂V₂）/ (V₁＋V₂)。

(2)混合后溶液体积发生改变时：c_混＝（c₁V₁＋c₂V₂）/ V_混，其中V_混＝。

3．溶质相同、质量分数不同的两溶液混合定律

同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。

(1)等质量混合

两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm^－3还是ρ<1 g·cm^－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数w＝(a%＋b%)。

 (2)等体积混合

①当溶液密度大于1 g·cm^－3时，必然是溶液浓度越大，密度越大，等体积混合后质量分数w>(a%＋b%)。(如H₂SO₄、HNO₃、HCl、NaOH等多数溶液)

②当溶液密度小于1 g·cm^－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小，等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)。(如酒精、氨水溶液)

4．溶质相同、物质的量浓度不同的两溶液混合定律

同一溶质、物质的量分别为c₁、c₂的两溶液混合。

(1)等体积混合

两溶液等体积混合时(假设混合后的体积等于混合前体积之和)，则混合后溶液中溶质的物质的量浓度c＝( c₁+c₂)。

 (2)等质量混合(假设混合后的体积等于混合前体积之和)

①当溶液密度大于1 g·cm^－3时，等质量混合前，溶液浓度越大，密度越大，体积越小，等质量混合后物质的量浓度c<( c₁+c₂)。(假如H₂SO₄、HNO₃、HCl、NaOH等多数溶液)

②当溶液密度小于1 g·cm^－3时，等质量混合前，溶液浓度越大，密度越小，等质量混合后，则物质的量浓度c>( c₁+c₂)。(例如酒精、氨水溶液)

〖板书设计〗           基础知识精析

一、基本概念

二、基本关系

1.物质的量与离子数目：  n=

2.物质的量与质量：    n=

3.物质的量与气体体积：   n=

4.物质的量浓度：   C(B)=

三、基本规律

〖教后记〗