物質的量濃度計算是高考的重點和熱點,是兩綱要求學生必須掌握的知識點。物質的量濃度計算題型較多,F歸類如下:
一、應用類
1.概念的直接應用
表達式:
例1.3.22g溶于水,配成500mL溶液,求。
解析:根據物質的量濃度概念表達式直接求出,即
因是強電解質,根據電離方程式:,得出。
點評:(1)根據定義直接計算是基本思想和常見方法,計算時必須找準分子是溶質的物質的量,分母是溶液的體積,不是溶劑的體積。
。2)因強電解質在水中完全電離,離子物質的量濃度還與電離方程式有關,如物質的量濃度為型強電解質溶液,,。弱電解質在水中部分電離,溶液中既存在弱電解質分子又存在離子,物質的量濃度與弱電解質的電離程度有關,一般離子物質的量濃度小于溶質分子物質的量濃度。絕大多數非電解質,如蔗糖、酒精等,溶質分子物質的量濃度通過上述表達式可以直接求出。
2.規(guī)律的間接應用
規(guī)律1:密度大于水的溶液,溶液的質量分數越大,密度越大,溶質物質的量濃度就越大,如鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液。
規(guī)律2:同種溶質兩種不同濃度的溶液[溶質的質量分數分別為,混合溶液的密度為]。
(1)等質量混合
混合后的質量分數為:,物質的量濃度為:。
(2)等體積混合
若g/mL,如硫酸、硝酸溶液,混合后的質量分數大于,物質的量濃度大于。
若g/mL,如氨水、乙醇溶液,混合后的質量分數小于,物質的量濃度小于。
例2.3a%的硫酸溶液與a%的硫酸溶液等體積混合,若混合物的密度為,則混合物的物質的量濃度為()
A.等于B.小于
C.大于D.無法確定
解析:硫酸溶液密度大于水,且是等體積混合,直接應用規(guī)律(2),得出混合物的物質的量濃度:c(混)>,選C。
點評:應用規(guī)律時必須注意前提條件、隱含條件及使用范圍,要理解規(guī)律的實質和內涵,不可生搬硬套。
二、換算類
1.與質量分數之間的換算
關系式:為溶液的密度(g/mL),ω為溶質的質量分數。
例2.已知某鹽酸溶液中HCl的質量分數為36.5%,溶液的密度為1.19g/mL,求此溶液的物質的量濃度?
解析:直接利用物質的量濃度與質量分數的換算關系式,代入數據后解得:
點評:(1)物質的量濃度常用單位是mol/L,如果溶液密度的單位是g/L,此時換算公式應為:。
(2)該求解過程與溶液的體積無關。
2.與溶解度之間的換算
關系式:,為溶液的密度(g/mL),S為一定溫度下的溶解度(g)。
例3.的溶解度很小,25℃時為0.836g。
。1)25℃時,在燒杯中放入6.24g固體,加200g水,充分溶解后,所得飽和溶液的體積仍為200mL,計算溶液中。
(2)若在上述燒杯中加入50mL0.0268mol/L的溶液,充分攪拌后,則溶液中是多少?
解析:(1)由于的溶解度較小,溶液的質量即為水的質量,溶液的密度約為水的密度,根據關系式,得出
是強電解質,由電離方程式:,得出:
。2)設與反應消耗掉的為xg。
列式解得:,說明是過量的,此時仍是的飽和溶液,溶質的濃度與(1)相同,即。
點評:(1)該換算公式應用的前提必須是飽和溶液。
。2)對于溶解度較小的飽和溶液,該換算公式可進一步簡化為(例3可用該簡化公式計算)。
三、稀釋(或濃縮)類
1.直接稀釋(或濃縮)
關系式:c(濃)×V(濃)=c(。罺(稀)
例4.18.4mol/L的濃硫酸10mL,加水稀釋到50mL,求稀釋后硫酸物質的量濃度?
解析:稀釋后硫酸物質的量濃度為:
點評:溶液稀釋或濃縮前后,溶質的質量、物質的量保持不變。
2.按體積比稀釋
關系式:,是原溶液的密度,ω質量分數,(混)(g/mL)是混合溶液的密度。a:b是該溶液與水的體積比。
例5.1:4的硫酸(98%,密度為1.84g/mL)的密度g/mL,求稀釋后。
解析:直接應用關系式,代入數據后解得:
點評:按一定的體積比稀釋,與體積大小無關。
四、混合類
1.相同溶質不反應的物質混合
關系式:c(混)
例6.把100mL1mol/L溶液與50mL2mol/L溶液、50mL4mol/L溶液均勻混合,求混合后氯化鈉物質的量濃度?(設混合后總體積是各部分溶液體積之和)。
解析:本題是三種相同溶質()的混合,依據關系式,得出混合后氯化鈉物質的量濃度為:
點評:只有當溶質相同,且濃度也相同時,V(總)=,只要有一項不同(如溶質、濃度),則V(總)≠,除非題目中特別強調了混合后溶液的總體積等于各部分體積之和,否則V(總)一定要通過來計算。
2.不同溶質之間不反應的物質混合
關系式是混合前物質的量濃度,是混合后物質的量濃度。
例7.10mL1mol/L與10mL1mol/LHCl均勻混合后,求混合后、?(設混合后體積是各部分溶液體積之和)
解析:來源于HCl,混合后應等于混合后,即
來源于和,混合后
點評:不同溶質之間不反應的物質混合相當于原溶液中的溶質加水稀釋,可用稀釋關系式直接求解。若不同溶質某種成分(離子)相同時,該成分物質的量濃度不能按上述關系式計算,如例7中的計算。
3.溶質之間相互反應的物質混合
關系式:c(過量的溶質)
例8.向20mL2mol/L溶液中加入10mL1mol/L溶液,充分反應后,求混合后溶液中?(設混合后總體積是各部分溶液體積之和)
解析:設反應消耗物質的量為x
列式解得:
即是過量的,剩余,混合后(過量的)。
點評:(1)先考慮兩溶質之間的反應,然后依化學方程式計算生成物、剩余反應物的物質的量以及反應后溶液的體積,再按照上述關系式計算溶液中各溶質的物質的量濃度。
(2)反應完全的溶質物質的量濃度很小,近似為0。
五、溶解類
關系式:,(混)為混合溶液的密度(g/mL),V(g)是標準狀況下氣體體積(L)。
例9.將標準狀況下的aLHCl氣體溶于1L水中,得到的鹽酸密度為bg/mL,則該鹽酸的物質的量濃度是()
A.B.
C.D.
解析:根據氣體溶解類的關系式,化簡后解得:
答案為D項。
點評:(1)V(混)≠
。2)確定溶質時要注意與水發(fā)生的化學變化,如:
;有些氣體與水會發(fā)生化學反應,如,因而溶質也隨著變化,而有些氣體,既使與水反應,溶質仍視為自身,如溶于水后,溶質仍為,不是。
可見,物質的量濃度計算關鍵是:(1)分析該溶液的“形成”過程;(2)正確判斷溶液中溶質是“誰”;(3)能夠準確計算出溶液的體積。抓住了關鍵,靈活的應用以上關系式,無論題型如何變化,都能準確快捷的解題。
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