高中化學:物質的量濃度的計算

2021-01-14 高中數學高中物理高中化學

一、注意溶質是什麼

溶液中的溶質是什麼,是運用物質的量濃度表達式進行計算時首先要考慮的,對有些特殊情況,如、等溶於水後所得溶質及氨水中溶質是什麼等,要注意辨別。


例1、標準狀況下,用一定量的水吸收氨氣後製得物質的量濃度為、密度為的氨水。試計算1體積水吸收多少體積的氨氣可製得上述氨水。(本題中氨的相對分子質量為17.0,水的密度為

解析:很多同學認為氨水中的溶質為,導致計算出錯。其實,我們習慣認為氨水中的溶質為。設水的體積為1L,根據物質的量濃度表達式可得:

解得,故1體積水吸收378體積的氨氣可製得上述氨水。


二、注意溶液的體積

主要注意兩點:一是不能用水的體積代替溶液的體積;二是當題設未給出溶液的密度時,可將各溶液(一般為稀溶液)的體積相加(如溶液混合、稀釋),認為其和為溶液的總體積;當給出密度後則需通過密度進行換算求溶液的體積。


例2、在100g濃度為、密度為的濃硫酸中加入一定量的水稀釋成的硫酸,則加入水的體積(    )

A.小於100mL

B.等於100mL

C.大於100mL

D.等於

解析:一些同學未考慮濃硫酸加水稀釋後,溶液的密度會發生變化(減小),而直接將溶液和水的質量加和求體積。設加入水的體積為x mL,則,解得x=100,導致錯選B項。

設加入水的體積為ymL,由得:

,化簡得,即y<100。故答案為A項。


三、注意單位運算

在概念理解及應用中,要注意各物理量的單位,一是各物理量的單位要相互匹配;二是注意從單位運算入手,能簡化解題思路,快捷求解。


例3、標準狀況下,1體積水大約溶解560體積氨。求:(1)所得氨水中溶質的質量分數?(2)若測得上述氨水的密度為,則此氨水的物質的量濃度為多少?(3)取此氨水10mL,加水稀釋到1L,所得稀氨水的物質的量濃度為多少?

解析:(1)注意單位量及比例關係。設取用水的體積為1L(水的質量為1000g),則溶解標準狀況下氨氣的體積為560L,即所得到氨水中溶質的質量分數:

×100%=29.8%。

(2)可用不同公式解答:

(3)要注意將mL轉化為L。根據公式,解得

四、注意溶解度的影響

第一,物質的量濃度適合於表示不飽和及飽和溶液中溶質與溶劑的關係,不適合於過飽和溶液(溶質未溶解完全);第二,注意一些典型問題,如的溶解度情況及氣體物質在溶液中的溶解問題等。


例4、將12.6g無水亞硫酸鈉固體加入100mL 的硫酸中以製取氣體,反應完全後,若溶液中+4價硫元素的物質的量濃度為,假定溶液的體積不變,忽略溶液及導管中的氣體體積。求:(1)溶液中硫元素的質量。(2)收集到氣體的體積。(3)溶液中的物質的量濃度(不考慮弱電解質的電離)。

解析:本題涉及氣體在溶液中的溶解問題,只有在水中溶解量達到飽和後,才有氣體逸出,因此,在計算收集到的氣體體積時要減除溶解量。根據題意有以下關係量:

0.1mol  0.8mol(過量)    0.02mol(溶解量)

(1)

(2)

(3)


五、注意密度變化規律

在溶液混合和溶液稀釋等問題中,在注意溶液體積變化的同時,還要考慮溶液密度的變化對溶液物質的量濃度的影響。如強酸、強鹼、鹽等溶液的密度隨濃度增大而增大;氨水、乙醇等溶液的密度隨濃度增大而減小。


例5、若以分別表示濃度為氨水的質量分數,且知2a=b,則下列推斷正確的是(氨水的密度比純水小)(    )

A.

B.

C.

D.

解析:設溶液的體積為VL,密度為,溶質的摩爾質量為M g·,質量分數為w,物質的量濃度為。根據溶液物質的量濃度的表達方式不同,但其溶質的量不變,有V L×103 mL·,即。依題意有,因2a=b,所以有,又由於氨水的密度比純水小,且濃度越大,密度越小,即,代入上式。故答案為C項。


六、注意實驗情景

在計算溶液配製或溶液稀釋等問題中溶液物質的量濃度時,一要注意不能把水的體積當作溶液的體積;二是在配製溶液時,要注意容量瓶規格與實際配製溶液體積的關係。


例6、實驗室需用480mL 的硫酸銅溶液,現選取500mL容量瓶進行配製,以下操作正確的是(    )

A.稱取7.68g硫酸銅,加入500mL水

B.稱取12.0g膽礬配成500mL溶液

C.稱取8.0g硫酸銅,加入500mL水

D.稱取12.5g膽礬配成500mL溶液

解析:一些同學通過計算,得溶質的質量

,選A項;也有一些同學選C項,這裡包含兩個錯誤:一是用500mL容量瓶進行配製時,溶質的質量應滿足500mL容量瓶的需求;二是錯把溶劑的體積當作溶液的體積,正確情況應該是「稱取8.0g硫酸銅(或12.5g膽礬),加水至500mL。」故答案為D項。


七、注意物質與其組成微粒的關係

物質與其組成微粒的物質的量、物質的量濃度之間的關係可以通過電離方程式進行分析。組成微粒的某量=對應物質的某量×物質組成中該微粒的數目。此類問題在近幾年高考中出現頻率較高,需引起注意。


例7、今有300mL 溶液、溶液和 溶液,這三種溶液中的濃度之比為(  )

A.1:1:1

B.3:2:1

C.3:2:3

D.1:1:3

解析:本題易錯選A項或C項,錯選A項是對物質與其組成微粒的關係把握不準造成的;錯選C項是因為審題不仔細,有些同學看到濃度、體積就想到求物質的量,將題設數據分別相乘,再比較得到C項,而未細看題目要求。本題是要計算的濃度之比,審題仔細後,很容易得到答案為D項。

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