内容正文:
专题04 运用物质的量浓度进行简单计算
1.掌握物质的量浓度(cB = nB/V)的定义及单位(mol/L);
2.理解浓度计算中的“四要素”:溶质物质的量(n)、溶液体积(V)、溶质质量(m)、摩尔质量(M)的转换关系;
3.区分物质的量浓度与质量分数的物理意义及计算逻辑;
4.熟练运用稀释定律(c浓V浓 = c稀V稀)解决溶液配制问题
5.掌握混合溶液中离子浓度的计算方法(电荷守恒法)
6.规范书写计算过程,强化单位换算能力(如 mL→L、g/mol→mol)
一、物质的量浓度
1.概念:表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。
2.表达式:cB=。
3.单位:mol·L-1(或 mol/L)。
4.特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数相同,但所含溶质的质量、物质的量则因体积不同而改变。
【特别提醒】(1)溶质用物质的量表示,而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等,应根据有关公式换算为物质的量。
(2)表达式中的体积(V)指溶液的体积,不是溶剂,也不是溶剂和溶质的体积之和。
(3)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,c(Al3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。如a g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水得到V L溶液,其物质的量浓度为c(CuSO4)== mol·L-1。
(5)确定溶液中溶质的几种特殊情况:
①带有结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水时,其溶质是CuSO4,而不是CuSO4·5H2O。
②某些物质溶于水后与水发生反应生成了新物质,此时溶质为反应后的生成物,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,溶质为NaOH,SO3H2SO4,溶质为H2SO4。
③NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
二、溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
1.概念:以溶液里溶质质量与溶液质量的比值,表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。
2.表达式:w(B)=×100%,饱和溶液(溶质的溶解度用S表示)w=×100%。
3.溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
(1)换算公式:cB= mol·L-1
其中,M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
(2)推导方法:设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
三、有关物质的量浓度的计算
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,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
3.不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算
(1)明确各反应物、产物之间的物质的量之比。
(2)巧用电荷守恒思想:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
4.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%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
(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(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后,质量分数w>(a%+b%)。
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(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
5.标准状况下气体溶于水的计算
已知气体的体积
c=
V L(标准状况下)气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3
(假定气体的摩尔质量为M g·mol-1)
V=×1×10-3 L·mL-1= L
c== mol·L-1
【特别提醒】混合后溶液的体积
①若指出不考虑溶液体积改变,可认为是原溶液的体积之和。
②若给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算。
6.求算未知离子的浓度
①单一溶液中溶质组成计算
根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
②混合溶液中电荷守恒计算
根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
又如:CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
【易错提醒】注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
题型01关于物质的量浓度的计算
【典例】(23-24高一上·上海·期末)下列关于1mol·L-1Na2SO4溶液的叙述正确的是
①溶液中含有1molNa2SO4
②1L溶液中含有142gNa2SO4
③将1molNa2SO4溶于1L水中所得的溶液
④将322gNa2SO4·10H2O溶于水后再稀释成000mL所得的溶液
A.①③ B.②④ C.③④ D.②③
【变式】(24-25高一上·上海·期中)下列溶液中与溶液中相等的是
A.的溶液 B.的溶液
C.的溶液 D.的溶液
题型02溶液混合与稀释的计算
【典例】将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀释到300 mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为
A.0.3 mol·L-1 B.0.03 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1 D.0.04 mol·L-1
【变式】把100 g密度为1.22 g·mL-1的NaOH溶液蒸发浓缩,当余下溶液50 mL时,其物质的量浓度为8 mol·L-1,(蒸发时无固体析出),则原溶液浓度为
①2.44 mol·L-1 ②4% ③4.88 mol·L-1 ④16%
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
【思维建模】溶液稀释与混合的计算
溶液稀释
溶质的质量不变:m(浓)·w1(浓)=m2(稀)·w2(稀)
溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
溶液混合
溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)
溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混)
题型03物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
【典例】在环保、化工行业有一种溶液浓度的表示方法:质量—体积浓度,用单位体积溶液中所含的溶质质量来表示,单位为g·m-3或g·L-1。现有一种20 ℃时的饱和CuSO4溶液,密度为1.2 g·cm-3,质量—体积浓度为200 g·L-1,则对此溶液的说法错误的是( )
A.该溶液的质量分数为16.7%
B.该溶液的物质的量浓度为1.25 mol·L-1
C.在20 ℃时,硫酸铜的溶解度为20 g
D.在20 ℃时把200 g CuSO4·5H2O溶解于1 L水中恰好得到饱和溶液
【变式】某结晶水合物分子式为,其相对分子质量为M,25℃时,ag晶体溶于bg水中即饱和,形成VmL密度为的溶液,下列不正确的是
A.饱和溶液的质量分数为
B.25℃,R的溶解度为
C.饱和溶液的密度为
D.饱和溶液物质的量浓度为
【思维建模】物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
换算公式:cB= mol·L-1
M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
推导方法:
设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
题型04溶液中离子浓度的计算
【典例】某种促进植物生长的营养液中含有K+、、、四种离子,其中K+、、的浓度分别为0.2mol·L-1、0.3mol·L-1、0.1mol·L-1,则的物质的量浓度为
A.0.1mol·L-1 B.0.2mol·L-1 C.0.05mol·L-1 D.0.3mol·L-1
【变式】无土培植中,需配制含0.50 mol·L-1 NH、0.64 mol·L-1 K+、0.66 mol·L-1 Cl-、0.24 mol·L-1 SO42-的营养液。若用KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4三种固体配制1 L营养液,需此三种固体的物质的量为
A
B
C
D
KCl
0.64 mol
0.40 mol
0.64 mol
0.64 mol
NH4Cl
0.05 mol
0.05 mol
0.02 mol
0.03 mol
(NH4)2SO4
0.24 mol
0.12 mol
0.24 mol
0.24 mol
【思维建模】溶液中离子浓度的计算可依据溶液中电荷守恒进行:阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
【巩固训练】
1.(24-25高一上·上海松江·期中)多份食谱中建议碱水配制时应加40gNaOH至1000mL水中,请问此时配制的氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
A. B. C. D.无法确定
2.(23-24高一上·上海·期中)下列叙述正确的是
A.将晶体溶入水中,制得的溶液
B.将无水溶于水制成溶液,其浓度为
C.将的盐酸和等体积的水混合后,得到的盐酸
D.将1体积的硫酸用水稀释为5体积,稀溶液的浓度为
3.(23-24高一上·上海·期中)关于1mol·L-1 K2SO4溶液的下列说法正确的是
A.溶液中含有174g K2SO4 B.1mol K2SO4溶于1L水中所形成的溶液
C.溶液中c(K+)=2mol·L-1 D.溶液中含2mol K+
4.(23-24高一上·上海·期中)将10mL1.00mol·L-1的NaCl溶液与10mL2.00mol·L-1的CaCl2溶液相混合,则混合溶液中Cl-的物质的量浓度为多少(忽略混合前后溶液体积的变化)
A.2.0mol·L-1 B.2.5mol·L-1 C.3.0mol·L-1 D.3.5mol·L-1
5.将的溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
6.(24-25高一上·福建泉州·期中)某溶液中仅含有、、、四种离子其物质的量浓度之比为,若浓度为。则的浓度为
A.0.2mol/L B.0.3mol/L C.0.5mol/L D.0.8mol/L
【答案】C
7.(24-25高一上·广西梧州·期中)下列溶液中的浓度与溶液中的浓度相同的是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
8.(24-25高一上·云南曲靖·月考)现有四种溶液:①400mL2.5HCl溶液;②250mL4.0HCl溶液;③200mL2.0溶液;④600mL1.0溶液。下列说法正确的是
A.溶液的导电能力:①=②
B.的物质的量:③>④
C.标准状况下,将22.4L HCl溶于400mL水中可得①
D.②④中分别加入足量的铁粉,消耗的Fe的质量之比为5:3
9.(24-25高一上·四川南充·月考)在一定温度下,某氢氧化钠溶液体积为VmL,溶液密度为dg·cm−3,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L−1,溶液中含氢氧化钠的质量为mg。下列叙述错误的是
A.该溶液中氢氧化钠的质量数值(m)为 B.溶液的密度数值(d)为
C.溶液中溶质的物质的量浓度数值(c)为25dw D.溶液中溶质的质量分数(w)为
10.(2025高一下·全国·期中)将溶于水配成1L溶液。
(1)该溶液中,的物质的量浓度为 ,溶液中的物质的量浓度为 。
(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体,使溶液中的物质的量浓度为(假设溶液体积不变),需加入NaCl的质量为 ,的物质的量浓度为 。
【强化训练】
1.(2024·湖南·高三联考)相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的质量分数为w%,物质的量浓度为c mol·L-1,密度为ρ g·cm-3,则下列说法正确的是
A.溶液密度ρ可表示为 B.物质的量浓度c可表示为
C.溶液的质量分数w%可表示为 D.相对分子质量Mr可表示为
2.(24-25高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.1L水中溶解了,所得溶液中的物质的量浓度为
B.将溶液加水稀释至500mL,则稀释后溶液中为
C.将4.48LHCl溶于水配成500mL溶液,所得溶液中HCl的物质的量浓度为
D.溶液与溶液混合后,所得150mL溶液中为(忽略溶液体积变化)
3.(24-25高一上·吉林长春·期中)在由、、组成的混合溶液中,部分离子浓度如下表所示。下列说法正确的是
离子
物质的量浓度
1
0.5
3
A.该混合液中溶质的质量为17.55g
B.该混合液中溶质的物质的量为
C.该混合液中的物质的量浓度为
D.可选用容量瓶将0.1L该混合液稀释至1L
4.(24-25高一上·河南郑州·期中)标准状况下,将充满HCl气体的圆底烧瓶倒置于水槽中使气体充分溶解(溶质不扩散),所得溶液的质量分数为的密度为,下列说法正确的是
A.该温度下HCl的溶解度
B.溶液的密度
C.取VmL溶液加入等体积的
D.取VmL溶液加入等质量的
5.(24-25高一上·河南安阳·期末)某同学配制的植物营养液中有4种离子,其中所含的、K+、的物质的量浓度分别为0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.4 mol·L-1,则Zn2+的物质的量浓度是
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1 C.0.3 mol·L-1 D.0.9 mol·L-1
6.(23-24高一上·浙江湖州·期末)如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此,下列说法正确的是
硫酸化学纯
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需用量筒取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.从该硫酸中取出,则浓度变为原来的1/5
7.(23-24高一上·山东菏泽·期末)某无土栽培所用营养液中含有三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示,取样品加水稀释,测得的浓度随溶液体积的变化如图乙所示,下列判断正确的是
A.图甲中是
B.营养液中与的物质的量之比为
C.将和按一定配比溶解也能得到该营养液
D.营养液中的浓度是
8.(23-24高一上·宁夏银川·期末)下列说法不正确的是
A.某硝酸密度为1.42 g/cm3,质量分数为63%,此硝酸物质的量浓度为14.2 mol/L
B.40 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释到50 mL,所得溶液的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
C.200 mL 0.5 mol/L NaCl溶液和100mL 0.1 mol/L MgCl2溶液,Cl-的物质的量不同
D.VL Al2(SO4)3溶液中含Al3+m g,则溶液中的SO物质的量浓度为
9.(2010·全国·高考真题)把500有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为
A. B.
C. D.
10.(23-24高一上·上海普陀·期中)化学学科的发展经历了从定性到定量的过程。在生产和科学实验中,我们经常用到一定浓度的溶液。
I.某无土栽培用的营养液中含有三种溶质,测得该营养液中部分离子的浓度柱状图如图所示:
(1)该营养液中的物质的量浓度为 ;(2)已知,若要使该份溶液中的完全反应,需加入的溶液 mL。
(3)将该营养液加水稀释,稀释过程中的浓度(c)随溶液体积(V)变化的曲线如图所示,则 。
II.在标准状况下,一定体积的氯化氢溶解在的水(设此温度下水的密度为)中,形成密度为的溶液,经测定该盐酸的质量分数为。
(4)此溶液的物质的量浓度为 。
(5)该条件下,此水中溶解的氯化氢的体积为 L(保留一位小数)。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题04 运用物质的量浓度进行简单计算
1.掌握物质的量浓度(cB = nB/V)的定义及单位(mol/L);
2.理解浓度计算中的“四要素”:溶质物质的量(n)、溶液体积(V)、溶质质量(m)、摩尔质量(M)的转换关系;
3.区分物质的量浓度与质量分数的物理意义及计算逻辑;
4.熟练运用稀释定律(c浓V浓 = c稀V稀)解决溶液配制问题
5.掌握混合溶液中离子浓度的计算方法(电荷守恒法)
6.规范书写计算过程,强化单位换算能力(如 mL→L、g/mol→mol)
一、物质的量浓度
1.概念:表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。
2.表达式:cB=。
3.单位:mol·L-1(或 mol/L)。
4.特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数相同,但所含溶质的质量、物质的量则因体积不同而改变。
【特别提醒】(1)溶质用物质的量表示,而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等,应根据有关公式换算为物质的量。
(2)表达式中的体积(V)指溶液的体积,不是溶剂,也不是溶剂和溶质的体积之和。
(3)整体与部分的关系:如0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,c(Al3+)=0.1 mol·L-1,c(Cl-)=0.3 mol·L-1。
(4)带有结晶水的物质作为溶质时,其“物质的量”的计算:用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。如a g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水得到V L溶液,其物质的量浓度为c(CuSO4)== mol·L-1。
(5)确定溶液中溶质的几种特殊情况:
①带有结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水时,其溶质是CuSO4,而不是CuSO4·5H2O。
②某些物质溶于水后与水发生反应生成了新物质,此时溶质为反应后的生成物,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,溶质为NaOH,SO3H2SO4,溶质为H2SO4。
③NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
二、溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
1.概念:以溶液里溶质质量与溶液质量的比值,表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。
2.表达式:w(B)=×100%,饱和溶液(溶质的溶解度用S表示)w=×100%。
3.溶质的质量分数与物质的量浓度的关系
(1)换算公式:cB= mol·L-1
其中,M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
(2)推导方法:设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
三、有关物质的量浓度的计算
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,c1V1+c2V2=c混×(V1+V2)。
(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=。
3.不同溶质溶液混合反应,有关物质浓度的计算
(1)明确各反应物、产物之间的物质的量之比。
(2)巧用电荷守恒思想:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
4.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%)。
以上规律概括为“计算推理有技巧,有大必有小,均值均在中间找,谁多向谁靠”。
(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(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液),等体积混合后,质量分数w>(a%+b%)。
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(如酒精、氨水溶液),等体积混合后,质量分数w<(a%+b%)。
5.标准状况下气体溶于水的计算
已知气体的体积
c=
V L(标准状况下)气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3
(假定气体的摩尔质量为M g·mol-1)
V=×1×10-3 L·mL-1= L
c== mol·L-1
【特别提醒】混合后溶液的体积
①若指出不考虑溶液体积改变,可认为是原溶液的体积之和。
②若给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算。
6.求算未知离子的浓度
①单一溶液中溶质组成计算
根据组成规律求算:在溶液中,阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
如K2SO4溶液中:c(K+)=2c(SO)=2c(K2SO4)。
②混合溶液中电荷守恒计算
根据电荷守恒,溶质所有阳离子带正电荷总数与阴离子带负电荷总数相等。
如在Na2SO4、NaCl混合溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(Cl-),c(Na+)、c(Cl-)分别为7 mol/L、3 mol/L,则c(SO)= mol/L=2 mol/L。
又如:CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
【易错提醒】注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系
溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。如1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中c(SO)=3 mol·L-1,c(Al3+)=2 mol·L-1(当考虑Al3+水解时,则其浓度小于2 mol·L-1)。
题型01关于物质的量浓度的计算
【典例】(23-24高一上·上海·期末)下列关于1mol·L-1Na2SO4溶液的叙述正确的是
①溶液中含有1molNa2SO4
②1L溶液中含有142gNa2SO4
③将1molNa2SO4溶于1L水中所得的溶液
④将322gNa2SO4·10H2O溶于水后再稀释成000mL所得的溶液
A.①③ B.②④ C.③④ D.②③
【答案】B
【解析】①溶液体积未知,Na2SO4物质的量无法计算,故①错误;②1L 1mol·L-1Na2SO4溶液,由公式n=c·V得Na2SO4的物质的量为1mol,由m=n·M得Na2SO4的质量为142g,故②正确;③将1molNa2SO4溶于水配成1L溶液时浓度为1mol·L-1,故③错误;④322gNa2SO4·10H2O的物质的量为1mol,故稀释成1000mL溶液浓度为1mol·L-1,故④正确;故选B。
【变式】(24-25高一上·上海·期中)下列溶液中与溶液中相等的是
A.的溶液 B.的溶液
C.的溶液 D.的溶液
【答案】C
【分析】50ml、1mol/L的 溶液中c(Cl-)=1mol/L×2=2mol/L,据此计算;
【解析】A.150ml、1mol/L NaCl溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,A错误;B.的溶液,中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,B错误;C.150ml 2mol•L-1 KCl溶液中c(Cl-)=2mol/L×1=2mol/L,C正确;D.75ml、1mol/L 溶液中c(Cl-)=1mol/L×3=3mol/L,D错误; 故选C。
题型02溶液混合与稀释的计算
【典例】将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀释到300 mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为
A.0.3 mol·L-1 B.0.03 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1 D.0.04 mol·L-1
【答案】C
【解析】根据溶液稀释时溶质的物质的量不变,c==0.05 mol·L-1,答案为C项。
【变式】把100 g密度为1.22 g·mL-1的NaOH溶液蒸发浓缩,当余下溶液50 mL时,其物质的量浓度为8 mol·L-1,(蒸发时无固体析出),则原溶液浓度为
①2.44 mol·L-1 ②4% ③4.88 mol·L-1 ④16%
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
【答案】A
【解析】由题意知,溶质不变,则溶液中溶质的质量m(NaOH)=8 mol·L-1×0.05 L×40 g·mol-1=16 g,原来溶液的质量分数ω=×100%=16%,原来NaOH溶液的c===4.88 mol·L-1,即③④正确,A选项符合题意。
【思维建模】溶液稀释与混合的计算
溶液稀释
溶质的质量不变:m(浓)·w1(浓)=m2(稀)·w2(稀)
溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
溶液混合
溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)
溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混)
题型03物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
【典例】在环保、化工行业有一种溶液浓度的表示方法:质量—体积浓度,用单位体积溶液中所含的溶质质量来表示,单位为g·m-3或g·L-1。现有一种20 ℃时的饱和CuSO4溶液,密度为1.2 g·cm-3,质量—体积浓度为200 g·L-1,则对此溶液的说法错误的是( )
A.该溶液的质量分数为16.7%
B.该溶液的物质的量浓度为1.25 mol·L-1
C.在20 ℃时,硫酸铜的溶解度为20 g
D.在20 ℃时把200 g CuSO4·5H2O溶解于1 L水中恰好得到饱和溶液
【答案】D
【解析】根据质量—体积浓度为200 g·L-1,即1 L溶液中含200 g溶质,1 L溶液的质量是1000 mL×1.2 g·cm-3=1200 g,该溶液的质量分数为×100%≈16.7%,A正确;1 L溶液中含200 g(即1.25 mol)溶质,该溶液的物质的量浓度为1.25 mol·L-1,B正确;S∶100 g=200 g∶(1000 mL×1.2 g·cm-3-200 g),S=20 g,C正确;CuSO4·5H2O溶于水后得到CuSO4溶液,其溶质为CuSO4,质量为200 g×=128 g,质量分数=×100%≈10.7%,此值小于16.7%,不是饱和溶液,D错误。
【变式】某结晶水合物分子式为,其相对分子质量为M,25℃时,ag晶体溶于bg水中即饱和,形成VmL密度为的溶液,下列不正确的是
A.饱和溶液的质量分数为
B.25℃,R的溶解度为
C.饱和溶液的密度为
D.饱和溶液物质的量浓度为
【答案】B
【解析】A.溶质的质量=,所以饱和溶液的质量分数=,故A正确;B.溶质的质量=,溶剂的质量=,所以其溶解度=,故B错误;C.溶液的质量=(a+b)g,溶液体积为VmL,则溶液的密度=,故C正确;D.溶质的物质的量=,溶液的物质的量浓度=,故D正确;故选B。
【思维建模】物质的量浓度与溶质的质量分数的换算
换算公式:cB= mol·L-1
M:溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ:溶液密度(单位:g·mL-1);w:溶质的质量分数。
推导方法:
设溶液体积为1 L,则cB=== mol·L-1。
题型04溶液中离子浓度的计算
【典例】某种促进植物生长的营养液中含有K+、、、四种离子,其中K+、、的浓度分别为0.2mol·L-1、0.3mol·L-1、0.1mol·L-1,则的物质的量浓度为
A.0.1mol·L-1 B.0.2mol·L-1 C.0.05mol·L-1 D.0.3mol·L-1
【答案】B
【解析】假设,根据电荷守恒可知,,则0.2+0.3=0.1×3+x,则x=0.2,所以,故选B。
【变式】无土培植中,需配制含0.50 mol·L-1 NH、0.64 mol·L-1 K+、0.66 mol·L-1 Cl-、0.24 mol·L-1 SO42-的营养液。若用KCl、NH4Cl、(NH4)2SO4三种固体配制1 L营养液,需此三种固体的物质的量为
A
B
C
D
KCl
0.64 mol
0.40 mol
0.64 mol
0.64 mol
NH4Cl
0.05 mol
0.05 mol
0.02 mol
0.03 mol
(NH4)2SO4
0.24 mol
0.12 mol
0.24 mol
0.24 mol
【答案】C
【解析】需配制含0.50 mol·L-1 NH、0.64 mol·L-1 K+、0.66 mol·L-1Cl-、0.24 mol·L-1 SO42-的营养液1 L,则需0.50 mol NH、0.64 mol K+、0.66 mol Cl-、0.24 mol SO42-,由电荷守恒可知,需要KCl的物质的量为0.64 mol,需NH4Cl的物质的量为0.66 mol-0.64 mol=0.02 mol,需(NH4)2SO4的物质的量为0.24 mol;故选C项。
【思维建模】溶液中离子浓度的计算可依据溶液中电荷守恒进行:阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
【巩固训练】
1.(24-25高一上·上海松江·期中)多份食谱中建议碱水配制时应加40gNaOH至1000mL水中,请问此时配制的氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
A. B. C. D.无法确定
【答案】D
【解析】40gNaOH的物质的量为1mol,溶于1L水中,但最终溶液的体积未知,不能计算氢氧化钠的物质的量浓度,答案选D。
2.(23-24高一上·上海·期中)下列叙述正确的是
A.将晶体溶入水中,制得的溶液
B.将无水溶于水制成溶液,其浓度为
C.将的盐酸和等体积的水混合后,得到的盐酸
D.将1体积的硫酸用水稀释为5体积,稀溶液的浓度为
【答案】D
【解析】A.不能将100mL水的体积当成溶液的体积,故A错误;B.25g无水CuSO4物质的量为≈0.156mol,溶于水制成100mL溶液,其物质的量浓度为=1.56mol/L>1mol/L,故B错误;C.盐酸与水的密度不同,等体积混合溶液体积不等于原体积2倍,所以将0.2mol/L的盐酸和等体积的水混合后,得到盐酸浓度不是原来的一半,故C错误;D.溶液稀释前后溶质的物质的量不变,所以稀溶液物质的量浓度==,故D正确;答案选D。
3.(23-24高一上·上海·期中)关于1mol·L-1 K2SO4溶液的下列说法正确的是
A.溶液中含有174g K2SO4 B.1mol K2SO4溶于1L水中所形成的溶液
C.溶液中c(K+)=2mol·L-1 D.溶液中含2mol K+
【答案】C
【解析】A.溶液的体积未知,无法计算硫酸钾的质量,故A错误;B.1molK2SO4溶于水配成1L溶液,浓度为1mol/L,溶液的体积为1L,不是溶剂的体积为1L,故B错误;C.硫酸钾完全电离,根据硫酸钾的化学式可知,1L 1mol/L K2SO4溶液中钾离子浓度为2mol/L,故C正确;D.1mol/L K2SO4溶液中钾离子浓度为2mol/L,溶液体积不知不能计算钾离子物质的量,故D错误;答案选C。
4.(23-24高一上·上海·期中)将10mL1.00mol·L-1的NaCl溶液与10mL2.00mol·L-1的CaCl2溶液相混合,则混合溶液中Cl-的物质的量浓度为多少(忽略混合前后溶液体积的变化)
A.2.0mol·L-1 B.2.5mol·L-1 C.3.0mol·L-1 D.3.5mol·L-1
【答案】B
【解析】将10mL1.00mol·L-1的NaCl溶液与10mL2.00mol·L-1的CaCl2溶液相混合,则混合溶液中Cl-的物质的量浓度为,故选B。
5.将的溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】原溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为:c()=5mol/L×2=10mol/L,硝酸根离子不发生水解,所以稀释过程中硝酸根离子的物质的量不变,设稀释后溶液中硝酸根离子浓度为c,则:10mol/L×a×10-3L=b×10-3L×c,解得c=mol/L。答案选B。
6.(24-25高一上·福建泉州·期中)某溶液中仅含有、、、四种离子其物质的量浓度之比为,若浓度为。则的浓度为
A.0.2mol/L B.0.3mol/L C.0.5mol/L D.0.8mol/L
【答案】C
【解析】根据电荷守恒可得关系式:c(Na+)+3c()=2c()+c(Cl-)。由于,假设公比为x,则c(Na+)=3xmol/L,c()=4xmol/L,c(Cl-)=5xmol/L,若Na+浓度为0.3mol/L,则x=0.1mol/L,c()=0.4mol/L,c(Cl-)=0.5mol/L,带入电荷守恒公式,0.3mol/L+3×0.4mol/L=2c()+0.5mol/L,因此c()=0.5mol/L,故选C。
7.(24-25高一上·广西梧州·期中)下列溶液中的浓度与溶液中的浓度相同的是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
【答案】D
【分析】100mL 0.5mol/L 溶液中,Cl⁻浓度为:;【解析】A.50mL 1mol/L 溶液,Cl⁻浓度为:,与体积无关,A不符合题意;B.100mL 1mol/L 溶液中,氯酸钾电离方程式:,故溶液中无Cl⁻,B不符合题意;C.10mL 5mol/L NaCl溶液,Cl⁻浓度为5mol/L,与体积无关,C不符合题意;D.5mL 1mol/L KCl,Cl⁻浓度为1mol/L,与原溶液相同,D符合题意;故选D。
8.(24-25高一上·云南曲靖·月考)现有四种溶液:①400mL2.5HCl溶液;②250mL4.0HCl溶液;③200mL2.0溶液;④600mL1.0溶液。下列说法正确的是
A.溶液的导电能力:①=②
B.的物质的量:③>④
C.标准状况下,将22.4L HCl溶于400mL水中可得①
D.②④中分别加入足量的铁粉,消耗的Fe的质量之比为5:3
【答案】D
【解析】A.盐酸溶液的导电性与离子浓度有关,与体积无关,故导电性:①<②,A错误;
B.③中、④中,的物质的量:④>③,B错误;C.标准状况下,将22.4L HCl(为1mol)溶于水配成400mL溶液可得①,而不是溶于400mL水,C错误;D.②中,反应为,最多消耗0.5mol铁粉,④中,反应为,最多消耗0.3mol铁粉,故消耗的Fe的质量之比为5:3,D正确;故选D。
9.(24-25高一上·四川南充·月考)在一定温度下,某氢氧化钠溶液体积为VmL,溶液密度为dg·cm−3,质量分数为w,物质的量浓度为cmol·L−1,溶液中含氢氧化钠的质量为mg。下列叙述错误的是
A.该溶液中氢氧化钠的质量数值(m)为 B.溶液的密度数值(d)为
C.溶液中溶质的物质的量浓度数值(c)为25dw D.溶液中溶质的质量分数(w)为
【答案】D
【解析】A.利用,该溶液中氢氧化钠的质量为m=VmL×10-3L/mL×cmol/L×40g/mol=4.0cv×10-3g或者为g,故A说法正确;B.溶液的质量为g,根据溶液密度的定义,则该溶液的密度为g/mL,故B说法正确;C.利用c=,代入数值,该溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=25dwmol/L,故C说法正确;D.利用c=,代入数值,该溶液的质量分数为,故D说法错误;答案为D。
10.(2025高一下·全国·期中)将溶于水配成1L溶液。
(1)该溶液中,的物质的量浓度为 ,溶液中的物质的量浓度为 。
(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体,使溶液中的物质的量浓度为(假设溶液体积不变),需加入NaCl的质量为 ,的物质的量浓度为 。
【答案】(1)
(2)11.7g
【解析】(1)该溶液中含有的,,。
(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体,使溶液中的物质的量浓度为(假设溶液体积不变),则该溶液中含有的,则应加入的,则,。
【强化训练】
1.(2024·湖南·高三联考)相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的质量分数为w%,物质的量浓度为c mol·L-1,密度为ρ g·cm-3,则下列说法正确的是
A.溶液密度ρ可表示为 B.物质的量浓度c可表示为
C.溶液的质量分数w%可表示为 D.相对分子质量Mr可表示为
【答案】D
【解析】A.根据c= 可得ρ=,故A错误;B.V L标准状况下的该气体的物质的量为,该气体的质量为,溶液的质量为m g+,形成溶液的体积为 ,该溶液的物质的量浓度为,故B错误;C.由B项的分析可知,溶液中溶质的质量分数w%=,故C错误;D.由溶质的质量分数w%=整理得该气体的相对分子质量为 ,故D正确;故选D。
2.(24-25高一上·福建泉州·期中)下列说法正确的是
A.1L水中溶解了,所得溶液中的物质的量浓度为
B.将溶液加水稀释至500mL,则稀释后溶液中为
C.将4.48LHCl溶于水配成500mL溶液,所得溶液中HCl的物质的量浓度为
D.溶液与溶液混合后,所得150mL溶液中为(忽略溶液体积变化)
【答案】D
【解析】A.1L水中溶解了,n(CuSO4∙5H2O)==0.1mol,但溶剂的体积为1L,而溶液的体积不确定,所以无法求出所得溶液中的物质的量浓度,A不正确;B.将溶液加水稀释至500mL,则稀释后溶液中为=0.18mol/L,B不正确;C.未指明4.48LHCl所处环境的温度和压强,不能利用22.4L/mol进行计算,无法求出其物质的量,也就无法求出溶于水配成500mL溶液中HCl的物质的量浓度,C不正确;D.溶液与溶液混合后,所得150mL溶液中==(忽略溶液体积变化),D正确;故选D。
3.(24-25高一上·吉林长春·期中)在由、、组成的混合溶液中,部分离子浓度如下表所示。下列说法正确的是
离子
物质的量浓度
1
0.5
3
A.该混合液中溶质的质量为17.55g
B.该混合液中溶质的物质的量为
C.该混合液中的物质的量浓度为
D.可选用容量瓶将0.1L该混合液稀释至1L
【答案】D
【分析】在由、、组成的混合溶液中c()=1mol/L、c()=0.5mol/L、c()=3mol/L,根据电荷守恒,c(Ca2+)=0.5mol/L,则n()=0.05mol、n()=0.05mol、n()=0.1mol。
【解析】A.根据以上分析,该混合液中溶质的物质的量为0.1mol,质量为5.85g,故A错误;B.根据以上分析,该混合液中溶质的物质的量为0.05mol,故B错误;;C.根据以上分析,c(Ca2+)=0.5mol/L,则混合液中的物质的量浓度为0.5mol/L,故C错误;D.的容量瓶可配制溶液,可选用容量瓶将0.1L该混合液稀释至1L,故D正确;选D。
4.(24-25高一上·河南郑州·期中)标准状况下,将充满HCl气体的圆底烧瓶倒置于水槽中使气体充分溶解(溶质不扩散),所得溶液的质量分数为的密度为,下列说法正确的是
A.该温度下HCl的溶解度
B.溶液的密度
C.取VmL溶液加入等体积的
D.取VmL溶液加入等质量的
【答案】B
【分析】设烧瓶的体积为aL,则n(HCl)=mol,m(HCl)=g,m(溶液)=g。
【解析】A.题干中并未说明此时溶液为饱和溶液,无法计算该温度下HCl的溶解度,A错误;B.设烧瓶总体积为a×103mL,则溶液的总质量为m(溶液)=g,则密度,B正确;C.假设VmL溶液的质量为mg,此时溶液中溶质的质量为mwg,加入等体积的水,等体积的水的质量一定小于VmL溶液的质量,则加水后溶液的总质量小于2mg,则此时w(HCl)一定大于,C错误;D.w=,将代入解得c=mol/L,则VmL溶液的浓度为mol/L,加入等质量的水,溶质的物质的量不变,等质量的水体积大于VmL,则c(HCl)<mol/L,D错误;故答案选B。
5.(24-25高一上·河南安阳·期末)某同学配制的植物营养液中有4种离子,其中所含的、K+、的物质的量浓度分别为0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.4 mol·L-1,则Zn2+的物质的量浓度是
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1 C.0.3 mol·L-1 D.0.9 mol·L-1
【答案】C
【解析】已知、K+、的物质的量浓度分别为0.2mol·L-1、0.4mol·L-1、0.4mol·L-1由电荷守恒可得:,故0.3mol·L-1,答案为C。
6.(23-24高一上·浙江湖州·期末)如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此,下列说法正确的是
硫酸化学纯
化学式:
相对分子质量:98
密度:
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度为
B.配制的稀硫酸需用量筒取该硫酸
C.该硫酸与等体积水混合后质量分数变为49%
D.从该硫酸中取出,则浓度变为原来的1/5
【答案】B
【解析】A.硫酸的物质的量浓度为,A错误;B.根据稀释定律,稀释前后溶质的物质的量不变,来计算浓硫酸的体积,设浓硫酸的体积为VmL,则VmL ×18.4mol/L =250mL×2.0mol/L,解得:,所以应量取的浓硫酸体积是,B正确;C.水的密度小于硫酸的密度,等体积混合所得溶液质量小于原硫酸溶液的2倍,稀释后溶质硫酸不变,根据质量分数=×100%,可知混合后溶液质量分数大于49%,C错误;D.溶液具有均一性,取该硫酸100 mL,浓度不变,D错误;故答案选B。
7.(23-24高一上·山东菏泽·期末)某无土栽培所用营养液中含有三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示,取样品加水稀释,测得的浓度随溶液体积的变化如图乙所示,下列判断正确的是
A.图甲中是
B.营养液中与的物质的量之比为
C.将和按一定配比溶解也能得到该营养液
D.营养液中的浓度是
【答案】C
【分析】由稀释定律可知,稀释前后溶质的物质的量不变,则由图乙可知,200mL样品中铵根离子的浓度为=8.0mol/L;由图甲可知,200mL样品中X离子的浓度为4.0mol/L,由溶液呈电中性可知,X为硫酸根离子。
【解析】A.由分析可知,X为硫酸根离子,故A错误;B.由分析可知,200mL样品中铵根离子的浓度为8.0mol/L、硫酸根离子浓度为4.0mol/L,则营养液中硫酸钾与氯化铵的物质的量之比为1∶2,故B错误;C.由分析可知,200mL样品中钾离子、氯离子、铵根离子和硫酸根离子浓度分别为9.0mol/L、9.0mol/L、8.0mol/L和4.0mol/L,则将物质的量之比为4:9的硫酸铵和氯化钾溶于水也能得到该营养液,故C正确;D.由分析可知,200mL样品中氯离子、铵根离子的浓度为9.0mol/L、8.0mol/L,则由氯原子个数守恒可知,氯化钾的浓度为9.0mol/L-8.0mol/L=1.0mol/L,故D错误;故选C。
8.(23-24高一上·宁夏银川·期末)下列说法不正确的是
A.某硝酸密度为1.42 g/cm3,质量分数为63%,此硝酸物质的量浓度为14.2 mol/L
B.40 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释到50 mL,所得溶液的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
C.200 mL 0.5 mol/L NaCl溶液和100mL 0.1 mol/L MgCl2溶液,Cl-的物质的量不同
D.VL Al2(SO4)3溶液中含Al3+m g,则溶液中的SO物质的量浓度为
【答案】B
【解析】A.根据物质的量浓度与质量分数换算式可得其物质的量浓度为c=,A正确;B.40 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释到50 mL,所得溶液的物质的量浓度为,B错误;C.200 mL0.5 mol/L NaCl溶液中含有Cl-的物质的量n(Cl-)=0.2 L×0.5 mol/L=0.1 mol;在100 mL 0.1 mol/LMgCl2溶液中含有Cl-的物质的量n(Cl-)=0.1 L×2×0.1 mol/L=0.02 mol,Cl-的物质的量不同,C正确;D.V LAl2(SO4)3溶液中含Al3+m g,则n(Al3+)=,根据盐的组成可知溶液中含有的物质的量为n()=n(Al3+)=,由于溶液体积是V L,故溶液中的物质的量浓度为c()=,D正确;故选B。
9.(2010·全国·高考真题)把500有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由Ba2++SO42-═BaSO4↓、Ag++Cl-═AgCl↓计算离子的物质的量,由混合溶液分成5等份,则确定原溶液中钡离子和氯离子的浓度,再利用溶液不显电性来计算原混合溶液中钾离子物质的量浓度。
【解析】取一份加入含amol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀,则
Ba2++SO42-═BaSO4↓
1 1
amol amol
另取一份加入含bmol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀,则
Ag++Cl-═AgCl↓
1 1
bmol bmol
由混合溶液分成5等份,则原溶液中钡离子的浓度为=10amol/L,
氯离子的浓度为=10bmol/L,
根据溶液不显电性,设原混合溶液中钾离子物质的量浓度为x,则10amol/L×2+x×1=10bmol/L×1,解得x=10(b-2a)mol/L,答案选D。
10.(23-24高一上·上海普陀·期中)化学学科的发展经历了从定性到定量的过程。在生产和科学实验中,我们经常用到一定浓度的溶液。
I.某无土栽培用的营养液中含有三种溶质,测得该营养液中部分离子的浓度柱状图如图所示:
(1)该营养液中的物质的量浓度为 ;(2)已知,若要使该份溶液中的完全反应,需加入的溶液 mL。
(3)将该营养液加水稀释,稀释过程中的浓度(c)随溶液体积(V)变化的曲线如图所示,则 。
II.在标准状况下,一定体积的氯化氢溶解在的水(设此温度下水的密度为)中,形成密度为的溶液,经测定该盐酸的质量分数为。
(4)此溶液的物质的量浓度为 。
(5)该条件下,此水中溶解的氯化氢的体积为 L(保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)351.5
【解析】(1)该营养液中中的物质的量浓度为则的物质的量浓度为;
(2)溶液中消耗的钾离子浓度为,剩余已知钾离子浓度为则溶液中氯化钾的浓度为,其消耗氯离子浓度为,溶液中氯离子总浓度为,则溶液中氯化铵浓度为,溶液0.3L则氯化铵的物质的量为2.4mol,,若要使该份溶液中的完全反应,则需要氢氧化钠的物质的量为2.4mol,需加入的溶液;
(3)将该营养液加水稀释,稀释过程中的浓度(c)随溶液体积(V)由变为 ,
(4)在标准状况下,一定体积的氯化氢溶解在的水(设此温度下水的密度为)中,形成密度为的溶液,经测定该盐酸的质量分数为,;(5)该条件下,溶液质量为m,溶液体积为V,
此水中溶解的氯化氢的体积为;
/
学科网(北京)股份有限公司
$$