本文适宜初一到初三选考物理的中学生阅读。
碱液估算纵跨高、初中,而各地高考对滤液估算的要求普遍偏高,致使有些朋友直至初一、甚至中考前夕,关于碱液的一些概念仍然含糊不清,各物理量之间的换算关系摸不着边际。
关于碱液的估算,虽然只有4个基本定义式。
在把握这4个公式的前提下,用好溶质(或溶剂)质量(物质的量)守恒关系,就一切OK!
须要注意的是,关于碱液的估算中,容积通常是不守恒的。即溶剂容积不等于碱液容积、混合碱液容积不等于混和前两碱液容积之和。
4个基本定义式是:
ρ=m(碱液)/V(碱液)
这儿溶质质量单位是克(g),氨水容积单位是毫升(mL),密度单位g·mL-1;
②溶质质量分数:
ω=m(溶质)/m(碱液)
或
ω=m(溶质)/m(碱液)*100%;
③物质的量含量:
c=n(溶质)/V(碱液)
溶质的物质的量单位通常用摩尔(mol),氨水容积单位通常用升(L)。注意此处碱液容积单位跟公式①中不同,须要换算;
④溶解度(只适用于饱和碱液):
S=100m(溶质)/m(溶剂)g
=100m(溶质)/[m(碱液)-m(溶质)]g。
熟练把握了上述4个定义式,其它的换算关系都可以推论下来。
【例题1】已知98%的浓硝酸密度为1.84g·mL-1,求其物质的量含量。
解析:假定有1L浓硝酸,按照物质的量含量估算公式③可知,求出这1L浓硝酸中H2SO4的物质的量即可。
1L=1000mL,浓硝酸的质量:
m(碱液)=ρ·V=1.84g·mL-1*1000mL=1840g。
其中纯H2SO4的质量:
m(溶质)=m(碱液)·ω=ρ·V·ω=1840*98%g。
H2SO4的物质的量:
n(溶质)=m(溶质)/M=1840*98%g/98g·mol-1=18.4mol。
因假定的是1L氨水,故硝酸含量为18.4mol·L-1。
归纳上述推论和估算过程,可得由溶质质量分数ω、溶液密度ρ(单位g·mL-1)求算物质的量含量的公式:
c=1000ρω/M(单位:mol·L-1)
【练习1】
(1)实验室常用浓硫酸中HCl质量分数为37.5%,密度为1.19g·mL-1,求其物质的量含量。
(答案:12.2mol·L-1)
(2)某气温下,NaOH饱和碱液的含量为12mol·L-1,密度为ag·mL-1,求该气温下饱和二氯甲烷碱液中溶质的质量分数,并求该滤液中Na+与H2O的个数之比。
[答案:0.48/a;27:(125a-60)]
【例题2】标准状况下350LHCl二氧化碳溶于1L水,所得硫酸的密度为bg·mL-1,估算该硫酸中HCl的质量分数和氨水的物质的量含量。
解析:须要注意的是,350L二氧化碳溶质溶于1L水,所得碱液既不是1L,也不是351L。碱液的容积须要依照碱液总质量和密度估算。
1L水即1000mL,质量1000g。
溶质HCl的质量:
m(HCl)=(350L/22.4L/mol)*36.5g·mol-1=570.3g。
ω(HCl)=570.3g/(570.3g+1000g)
=0.3632=36.32%=36.3%
运用前面推导入的公式c=1000ρω/Mmol·L-1,代入有关数据氨水的密度怎么算,可直接估算出该滤液的物质的量含量:
c=1000b*0.3632/36.5mol·L-1=9.95bmol·L-1。
【练习2】
(3)已知氨水的密度怎么算,硝酸碱液的含量越大密度越大。将100g18mol·L-1(密度ρg·mL-1)的浓硝酸用水稀释成9mol·L-1,须要水的容积为
A.大于100mL
B.等于100mL
C.小于100mL
(答案:A)
(4)向密度为dg·mL-1的硫酸中滴加过量硫酸银碱液,生成沉淀的质量与原硫酸的质量相等,则原硫酸中溶质的物质的量含量为。
(答案:6.97dmol·L-1)
(5)标准状况下,用水吸收二氧化碳后制得含量为12.0mol•L-1的溶液(密度为0.915g•mL-1)。求1容积水吸收多少容积的气体可制得上述溶液。
(答案:378)