以 mol/dm³ 表示的浓度,说明每 1 dm³ 溶液里溶解了多少摩尔溶质。使用它之前,凡是以 cm³ 给出的体积,都要除以 1000 换成 dm³。
这项技能是浓度、气体与产率计算中几乎每道溶液题的第一步,也是时间紧张时最容易被跳过的一步。
浓度如何联系摩尔数和体积?
关系式是 摩尔数 = 浓度 × 体积,浓度单位为 mol/dm³,体积单位为 dm³。移项后,浓度 = 摩尔数 ÷ 体积,体积 = 摩尔数 ÷ 浓度。
1 dm³ 等于 1000 cm³。所以 25.0 cm³ 就是 25.0 ÷ 1000 = 0.0250 dm³。可以想成把小数点向左移三位。
步骤是什么?
- 写下已知量,连同单位,包括质量或体积。
- 把每个溶液体积换成 dm³,即 cm³ 的数值除以 1000。
- 套用公式 摩尔数 = 浓度 × 体积,或移项使用。
- 使用方程式比例,如果题目转到另一种物质。
- 检查答案的大小。 几十 cm³ 的常见浓度溶液,摩尔数通常在 0.001 到 0.05 左右,不会是整数。
例题
数字为练习而虚构。 把 2.00 g 氢氧化钠 NaOH 溶于水,配成 250 cm³ 溶液。求其浓度,分别以 mol/dm³ 和 g/dm³ 表示。
步骤 1,相对分子质量: NaOH 的 Mᵣ = 23 + 16 + 1 = 40。
步骤 2,摩尔数: 2.00 ÷ 40 = 0.0500 mol。
步骤 3,换算体积: 250 cm³ ÷ 1000 = 0.250 dm³。
步骤 4,以 mol/dm³ 表示的浓度: 0.0500 ÷ 0.250 = 0.200 mol/dm³。
步骤 5,以 g/dm³ 表示的浓度: 0.200 × 40 = 8.0 g/dm³。
检查: 2.00 g 在 0.250 dm³ 中,即 2.00 ÷ 0.250 = 8.0 g/dm³。两条路线的结果一致。
要留意的错误
常见的失误是把 cm³ 的数字直接代入公式。
错误做法: 25.0 cm³ 浓度 0.200 mol/dm³ 溶液中 NaOH 的摩尔数 = 0.200 × 25.0 = 5.00 mol
学生忘了 25.0 cm³ 是 0.0250 dm³,所以答案大了 1000 倍。
正确做法是 0.200 × 0.0250 = 0.00500 mol。快速的合理性检查就能发现:一小份溶液不可能含有 5.00 mol 氢氧化钠,那相当于 200 g。
自我检测
先不用计算器试试,再打开每个答案。
1. 50.0 cm³ 浓度 0.100 mol/dm³ 的盐酸含有多少摩尔氯化氢?
显示答案
体积 = 50.0 ÷ 1000 = 0.0500 dm³。摩尔数 = 0.100 × 0.0500 = 0.00500 mol。
2. 浓度 0.500 mol/dm³ 的溶液,多少 cm³ 含有 0.0125 mol 溶质?
显示答案
体积 = 0.0125 ÷ 0.500 = 0.0250 dm³。乘以 1000 得 25.0 cm³。
3. 某溶液浓度为 0.250 mol/dm³,溶质的 Mᵣ = 98。求以 g/dm³ 表示的浓度。
显示答案
0.250 × 98 = 24.5 g/dm³。
接下来学什么?
掌握溶液之后,接着学联系气体的量与体积,同样的“先求摩尔数”思路用在气体上。摩尔与方程式比例辅导工具会带单位展示每一步,帮你看清换算应该放在哪里。
如果你懂公式,却在长题里仍然漏掉换算,这是习惯问题,老师在一对一线上化学补习中很快就能看出来。