在高考化学复习中,物质的量浓度是一个非常重要的概念,它不仅贯穿于整个化学学科的学习过程中,也是解决实际问题的关键工具。本专题将围绕物质的量浓度展开深入探讨,并通过实例帮助大家掌握其相关计算方法。
一、物质的量浓度的基本概念
物质的量浓度(C)是指单位体积溶液中所含溶质的物质的量(n),通常以摩尔每升(mol/L)为单位表示。公式如下:
\[ C = \frac{n}{V} \]
其中:
- \( C \) 表示物质的量浓度;
- \( n \) 表示溶质的物质的量,单位为摩尔(mol);
- \( V \) 表示溶液的体积,单位为升(L)。
二、常见类型的问题及解题思路
类型1:已知溶质质量和溶液体积求物质的量浓度
例题:将20g NaOH固体溶解于500mL水中,求所得溶液的物质的量浓度。
解析步骤:
1. 计算NaOH的物质的量 \( n \),利用公式 \( n = \frac{m}{M} \),其中 \( m \) 是质量,\( M \) 是摩尔质量。
- \( m = 20g \),\( M_{NaOH} = 40g/mol \)
- \( n = \frac{20}{40} = 0.5mol \)
2. 利用公式 \( C = \frac{n}{V} \) 计算浓度。
- \( V = 500mL = 0.5L \)
- \( C = \frac{0.5}{0.5} = 1mol/L \)
答案:该溶液的物质的量浓度为 \( 1mol/L \)。
类型2:稀释问题
例题:将100mL 2mol/L的HCl溶液稀释至500mL,求稀释后溶液的物质的量浓度。
解析步骤:
1. 根据稀释前后溶质的物质的量不变原则,计算稀释前溶质的物质的量 \( n_1 \)。
- \( n_1 = C_1 \times V_1 = 2 \times 0.1 = 0.2mol \)
2. 稀释后的体积 \( V_2 = 500mL = 0.5L \),利用公式 \( C_2 = \frac{n_1}{V_2} \) 求出稀释后的浓度。
- \( C_2 = \frac{0.2}{0.5} = 0.4mol/L \)
答案:稀释后溶液的物质的量浓度为 \( 0.4mol/L \)。
类型3:混合溶液问题
例题:将200mL 1mol/L的NaCl溶液与300mL 2mol/L的NaCl溶液混合,求混合后溶液的物质的量浓度。
解析步骤:
1. 分别计算两种溶液中溶质的物质的量 \( n_1 \) 和 \( n_2 \)。
- \( n_1 = C_1 \times V_1 = 1 \times 0.2 = 0.2mol \)
- \( n_2 = C_2 \times V_2 = 2 \times 0.3 = 0.6mol \)
2. 混合后溶质的总物质的量 \( n_{\text{总}} = n_1 + n_2 = 0.2 + 0.6 = 0.8mol \)。
3. 混合后溶液的总体积 \( V_{\text{总}} = V_1 + V_2 = 0.2 + 0.3 = 0.5L \)。
4. 利用公式 \( C_{\text{混}} = \frac{n_{\text{总}}}{V_{\text{总}}} \) 计算混合后溶液的浓度。
- \( C_{\text{混}} = \frac{0.8}{0.5} = 1.6mol/L \)
答案:混合后溶液的物质的量浓度为 \( 1.6mol/L \)。
三、注意事项
1. 在进行计算时,务必注意单位的一致性,特别是体积单位必须统一为升(L)。
2. 对于稀释问题,牢记稀释前后溶质的物质的量不变这一基本原则。
3. 混合溶液问题中,要注意溶质是否发生反应或变化,避免直接相加。
通过以上三个典型例题的分析,我们可以看到,物质的量浓度的计算虽然看似简单,但在实际应用中需要仔细审题并灵活运用相关知识。希望大家在复习过程中能够多加练习,熟练掌握这些基本技能,为高考取得优异成绩打下坚实基础!
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