内容正文:
第3讲 物质的量浓度及溶液的配制
(基础课)
1.了解溶液浓度的表示方法。 2.理解溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度的概念,并能进行有关计算。 3.掌握配制一定质量分数的溶液和物质的量浓度的溶液的方法。
物质的量浓度
1.物质的量浓度
(1)概念:表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
(2)表达式:cB=,单位:mol·L-1(或mol/L)。
2.溶质的质量分数
(1)概念:用溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液中溶质与溶液的质量关系的物理量,一般用百分数表示。
(2)表达式:ω(B)=×100%。
溶液中溶质的确定
①溶液中实际存在的物质才是溶质,即溶于水不与水反应的物质即为溶质,如果是溶于水并与水发生反应的物质,应当是与水反应后生成的物质是溶质。
例如:Na、Na2O、Na2O2NaOH;SO3H2SO4;NO2HNO3。
②特殊物质:氨气溶于水时会部分与水反应生成一水合氨,但在计算氨水浓度时仍将NH3看作为溶质。
③含结晶水的物质:带有结晶水的盐溶于水后得到的溶液中溶质即为盐本身。如CuSO4·5H2O―→CuSO4;Na2CO3·10H2O―→Na2CO3。
3.物质的量浓度的有关计算
(1)标准状况下,气体溶于水所得溶液的物质的量浓度的计算
c=
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
推导过程(以1 L溶液为标准):1 L(1 000 mL)溶液中溶质质量m(溶质)=1_000ρ×ω g⇒n(溶质)=mol⇒溶质的物质的量浓度c=
mol·L-1(c为溶质的物质的量浓度,单位:mol·L-1,ρ为溶液的密度,单位:g·cm-3,ω为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位:g·mol-1)。
4.溶液中的电荷守恒
任何溶液都呈电中性。因此任何电解质溶于水后的溶液中阴离子的电荷总数与阳离子的电荷总数一定相等,我们称其为电荷守恒。电荷守恒式书写时,需要列出溶液中所有的阴离子和阳离子,所有阴离子物质的量分别乘以它们所带电荷数后的加和一定等于所有阳离子物质的量分别乘以它们所带电荷数后的加和。其表达式为∑[n(阴离子)×阴离子所带电荷总数]=∑[n(阳离子)×阳离子所带电荷数]。又因为所有阴、阳离子处于同一溶液中,体积是相同的,因此溶液中电荷式还可以写为∑[c(阴离子)×阴离子所带电荷数]=∑[c(阳离子)×阳离子所带电荷数]。如Na2SO4溶液的电荷守恒式的书写,首先列出溶液中所有离子:Na+、H+、SO、OH-,其中H+和OH-来自水的电离,而水是等量电离出H+和OH-,则其电荷守恒式为n(Na+)+n(H+)=2n(SO)+n(OH-)或者简写为n(Na+)=2n(SO);也可以用浓度表示而写为c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)或者简写为c(Na+)=2c(SO)。
下列说法正确的是________(填序号)。
①将58.5 g NaCl溶于1 L水中得到1 mol·L-1的NaCl溶液
②将31 g Na2O和39 g Na2O2分别投入水中,配成1 L溶液所得溶液的物质的量浓度均为1 mol·L-1
③25 ℃,pH=1的H2SO4溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
④1 mol·L-1的CaCl2溶液中Cl-的浓度为2 mol·L-1
⑤从100 mL 0.4 mol·L-1的MgCl2溶液中取出10 mL溶液,其浓度为0.04 mol·L-1
[答案] ②④
物质的量浓度的基本计算
1.科学家研发了环境友好、安全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10 mL Na2R溶液含Na+的数目为N,该Na2R溶液的物质的量浓度为( )
A.N×10-2 mol·L-1
B. mol·L-1
C. mol·L-1
D. mol·L-1
B [10 mL该Na2R溶液中含Na+的数目为N,则Na2R的物质的量为 mol,Na2R的物质的量浓度为= mol·L-1。]
2.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%
C [由Mg2+的质量分数知MgSO4的质量分数为×4.8%=24.0%,其物质的量浓度为c==2.4 mol·L-1,溶质与溶剂的物质的量之比为∶≈1∶21,SO的质量分数为×4.8%=19.2%。]
3.标准状况下,V L氨气溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g·m