标题 | 物质的量浓度及相关计算大扫描 |
范文 | 蔡沐虎 物质的量浓度是中学化学中重要的物理量,也是化学命题中重要的考点,它不仅可以考查学生对知识的理解能力,更能考查学生的计算能力和实验操作能力。 一、物质的量浓度与其它物理量之间的关系(如图1所示) 图1 例1关于0.1 mol/L Na2CO3溶液的叙述错误的是( )。 A.0.5 L该溶液中钠离子的物质的量浓度为0.2 mol/L B.1 L该溶液中含有Na2CO3的质量为10.6 g C.从100 mL该溶液中取出10 mL,则其物质的量浓度为0.01 mol/L D.取该溶液10mL,加水稀释至1000 mL后,Na2CO3的物质的量浓度为0.001 mol/L 解析溶液的浓度与所取溶液的体积无关,选项C错误。 答案:C。 二、物质的量浓度概念的理解和辨析 物质的量浓度是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。符号用cB表示。 表达式:cB=nV,cB单位常用mol/L或mol/m3。 注意:①体积V为溶液的体积,不是溶剂的体积。 ②n表示溶质的物质的量。 例2山东省某一中学化学兴趣小组的同学配制了一瓶氯化镁溶液,其密度为d g/cm3,其中镁离子的质量分数为w,a mL该溶液中Cl-的物质的量为。 解析由镁离子的质量分数为w可知,氯化镁的质量分数为95w24,故该溶液的物质的量浓度为c=1000d×95w2495,故c(Cl-)=2c(MgCl2)=2×1000d×95w2495,故 n(Cl-)=2a/1000×1000d×95w2495=a×d×w12 mol。 答案:a×d×w12 mol 三、浓度的计算与换算 1.溶液稀释定律 (1) 依据溶质的质量稀释前后不变,即: m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀) (2) 依据溶质的物质的量稀释前后不变,即:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀) 2.物质的量浓度c与溶质的质量分数w之间的换算(ρ为溶液的密度) c(mol·L-1)=1000(mL)×ρ(g·cm-3)×w÷溶质的摩尔质量(g·mol-1)/1 L溶液 3.溶解度s与溶质质量分数w的换算w=s100 g+s 4.溶解度s与物质的量浓度c的换算 c=nV= sMs+100g1000ρ=1000ρsM(100 g+s) 其中ρ的单位为:g/mL。 5.气体的溶解 假设在标准状况下,1 L水中溶解某种气体的体积为V L,所得溶液的密度为ρg/mL: c=n(mol)V(溶液)(L) =V(L)22.4(L·mol-1) 1000(mL)×1(g·cm-3)+V(L)22.4(L·mol-1)×M(g·mol-1)1000(mL·L-1)×ρ(g·cm-1) =1000ρV22400+MV(mol·L-1) w=m(溶质)m(溶液) = V(L)22.4(L·mol-1)·M(g·mol-1)1000(mL)×1(g·cm-3)+V(L)22.4(L·mol-1)×M(g·mol-1) =MV22400+MV 例3在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1) 溶解标准状况下V L氨,所得溶液的密度为ρ g·mL-1,质量分数为w,物质的量浓度为c mol·L-1,则下列关系中不正确的是( )。 A.ρ=17V+2240022.4+22.4V B.w=17c1000ρ C.w=17V17V+22400 D.c=1000Vρ17V+22400 解析n(NH3)= V22.4 ,m(NH3)=17V22.4,m(H2O)=1000,溶液质量= 17V22.4+1000。w=溶质质量溶液质量,A选项中溶液体积、溶液质量均错误; B选项,假设溶液体积为1 L,所以溶质的物质的量为c,溶质质量为17c,溶液的质量为1000ρ,依w=溶质质量溶液质量可知B选项正确; C选项w= 17V22.417V22.4+1000=17V17V+22400,C选项正确;c=V22.4溶液质量/1000ρ= V22.4(17V22.4+1000)/1000ρ =1000Vρ/(17V+22400),D正确。答案:A。 四、一定物质的量浓度溶液的配制 1.主要仪器:容量瓶(一般有100 mL、250 mL、500 mL和1000 mL等几种规格)。 2.步骤:可总结为:算、取、溶、冷,移、洗、定容,摇匀、装瓶。 ①算——计算:计算配制溶液所需固体溶质的质量或液体溶质的体积。 ②取——称取或量取:固体溶质用托盘天平称取质量;液体用量筒量取体积。 ③溶——溶解:将溶质加入小烧杯中,加适量水用玻璃棒搅拌溶解。 ④冷——将溶液冷却到室温。 ⑤移——移液:将已溶解而且冷却到室温的溶液用玻璃棒引流转移到容量瓶中。 ⑥洗——洗涤:洗涤烧杯和玻璃棒2次~3次,并且将洗涤液也要转移到容量瓶中。 ⑦定容:向容量瓶中缓缓注入蒸馏水,直到容量瓶液面接近刻度线1cm~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切。 ⑧摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,将溶液摇匀。 ⑨装瓶:将配制好的溶液,装入试剂瓶中,备用。 例4配制500 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液,下列说法或操作正确的是( )。 A.用托盘天平准确称量干燥的NaCl固体2.925 g B.准确称量2.9 g NaCl固体溶于500 mL蒸馏水 C.在烧杯中用蒸馏水溶解NaCl,冷却至室温后移入500 mL容量瓶,然后加蒸馏水至刻度线 D.正确称量2.9 g混有KCl的NaCl固体,其他操作均正确,配好后的溶液中c(Cl-)偏高 解析托盘天平只能精确到0.1 g,故A错;B项,所配制溶液的体积为500 mL而不是水的体积,B错;D项,因KCl的摩尔质量大于NaCl的摩尔质量,故在其他操作均正确时,配好后的溶液中c(Cl-)应偏低,D错。答案:C。 (收稿日期:2016-01-15) |
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