物質(zhì)的量濃度及相關(guān)計(jì)算大掃描

蔡沐虎

物質(zhì)的量濃度是中學(xué)化學(xué)中重要的物理量，也是化學(xué)命題中重要的考點(diǎn)，它不僅可以考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力，更能考查學(xué)生的計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。

一、物質(zhì)的量濃度與其它物理量之間的關(guān)系（如圖1所示）

圖1

例1關(guān)于0.1 mol/L Na2CO3溶液的敘述錯(cuò)誤的是（ ）。

A.0.5 L該溶液中鈉離子的物質(zhì)的量濃度為0.2 mol/L

B.1 L該溶液中含有Na2CO3的質(zhì)量為10.6 g

C.從100 mL該溶液中取出10 mL，則其物質(zhì)的量濃度為0.01 mol/L

D.取該溶液10mL，加水稀釋至1000 mL后，Na2CO3的物質(zhì)的量濃度為0.001 mol/L

解析溶液的濃度與所取溶液的體積無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

答案：C。

二、物質(zhì)的量濃度概念的理解和辨析

物質(zhì)的量濃度是以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來(lái)表示溶液組成的物理量。符號(hào)用cB表示。

表達(dá)式：cB=nV，cB單位常用mol/L或mol/m3。

注意：①體積V為溶液的體積，不是溶劑的體積。

②n表示溶質(zhì)的物質(zhì)的量。

例2山東省某一中學(xué)化學(xué)興趣小組的同學(xué)配制了一瓶氯化鎂溶液，其密度為d g/cm3，其中鎂離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w，a mL該溶液中Cl-的物質(zhì)的量為。

解析由鎂離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w可知，氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95w24，故該溶液的物質(zhì)的量濃度為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、濃度的計(jì)算與換算

1.溶液稀釋定律

（1） 依據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量稀釋前后不變，即：

m（濃）·w（濃）=m（稀）·w（?。?/p>

（2） 依據(jù)溶質(zhì)的物質(zhì)的量稀釋前后不變，即：c（濃）·V（濃）=c（稀）·V（?。?/p>

2.物質(zhì)的量濃度c與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w之間的換算（ρ為溶液的密度）

c（mol·L-1）=1000（mL）×ρ（g·cm-3）×w÷溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量（g·mol-1）/1 L溶液

3.溶解度s與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)w的換算w=s100 g+s

4.溶解度s與物質(zhì)的量濃度c的換算

c=nV=

sMs+100g1000ρ=1000ρsM（100 g+s）

其中ρ的單位為：g/mL。

5.氣體的溶解

假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 L水中溶解某種氣體的體積為V L，所得溶液的密度為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（溶質(zhì)）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（水的密度近似為1 g·mL-1） 溶解標(biāo)準(zhǔn)狀況下V L氨，所得溶液的密度為ρ g·mL-1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w，物質(zhì)的量濃度為c mol·L-1，則下列關(guān)系中不正確的是（ ）。

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，溶液質(zhì)量=

17V22.4+1000。w=溶質(zhì)質(zhì)量溶液質(zhì)量，A選項(xiàng)中溶液體積、溶液質(zhì)量均錯(cuò)誤；

B選項(xiàng)，假設(shè)溶液體積為1 L，所以溶質(zhì)的物質(zhì)的量為c，溶質(zhì)質(zhì)量為17c，溶液的質(zhì)量為1000ρ，依w=溶質(zhì)質(zhì)量溶液質(zhì)量可知B選項(xiàng)正確；

C選項(xiàng)w=

17V22.417V22.4+1000=17V17V+22400，C選項(xiàng)正確；c=V22.4溶液質(zhì)量/1000ρ=

V22.4（17V22.4+1000）/1000ρ

=1000Vρ/（17V+22400），D正確。答案：A。

四、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制

1.主要儀器：容量瓶（一般有100 mL、250 mL、500 mL和1000 mL等幾種規(guī)格）。

2.步驟：可總結(jié)為：算、取、溶、冷，移、洗、定容，搖勻、裝瓶。

①算——計(jì)算：計(jì)算配制溶液所需固體溶質(zhì)的質(zhì)量或液體溶質(zhì)的體積。

②取——稱取或量?。汗腆w溶質(zhì)用托盤天平稱取質(zhì)量；液體用量筒量取體積。

③溶——溶解：將溶質(zhì)加入小燒杯中，加適量水用玻璃棒攪拌溶解。

④冷——將溶液冷卻到室溫。

⑤移——移液：將已溶解而且冷卻到室溫的溶液用玻璃棒引流轉(zhuǎn)移到容量瓶中。

⑥洗——洗滌：洗滌燒杯和玻璃棒2次～3次，并且將洗滌液也要轉(zhuǎn)移到容量瓶中。

⑦定容：向容量瓶中緩緩注入蒸餾水，直到容量瓶液面接近刻度線1cm～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至溶液的凹液面正好與刻度線相切。

⑧搖勻：蓋好瓶塞，反復(fù)上下顛倒，將溶液搖勻。

⑨裝瓶：將配制好的溶液，裝入試劑瓶中，備用。

例4配制500 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液，下列說(shuō)法或操作正確的是（ ）。

A.用托盤天平準(zhǔn)確稱量干燥的NaCl固體2.925 g

B.準(zhǔn)確稱量2.9 g NaCl固體溶于500 mL蒸餾水

C.在燒杯中用蒸餾水溶解NaCl，冷卻至室溫后移入500 mL容量瓶，然后加蒸餾水至刻度線

D.正確稱量2.9 g混有KCl的NaCl固體，其他操作均正確，配好后的溶液中c（Cl-）偏高

解析托盤天平只能精確到0.1 g，故A錯(cuò)；B項(xiàng)，所配制溶液的體積為500 mL而不是水的體積，B錯(cuò)；D項(xiàng)，因KCl的摩爾質(zhì)量大于NaCl的摩爾質(zhì)量，故在其他操作均正確時(shí)，配好后的溶液中c（Cl-）應(yīng)偏低，D錯(cuò)。答案：C。

（收稿日期：2016-01-15）endprint