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化学 · 课程

先换算溶液体积,再使用浓度

方程式配平了,比例也对,答案却大了一千倍。

本页内容
  1. 浓度如何联系摩尔数和体积?
  2. 步骤是什么?
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么?

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?

  1. 写下已知量,连同单位,包括质量或体积。
  2. 把每个溶液体积换成 dm³,即 cm³ 的数值除以 1000。
  3. 套用公式 摩尔数 = 浓度 × 体积,或移项使用。
  4. 使用方程式比例,如果题目转到另一种物质。
  5. 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。

常见问题

浓度用 mol/dm³ 时,为什么体积必须用 dm³?

浓度的单位是每立方分米的摩尔数,所以公式里的体积也必须是立方分米。如果体积是 cm³,先除以 1000。否则单位无法约掉,摩尔数会大 1000 倍。

mol/dm³ 和 g/dm³ 有什么区别?

两者都描述 1 dm³ 溶液里有多少溶质。mol/dm³ 用摩尔数计量,g/dm³ 用克计量质量。要把 mol/dm³ 换成 g/dm³,乘以溶质的相对分子质量。

如果我全程都用 cm³,还需要换算吗?

可以不换,但那样浓度也必须用每 cm³ 的摩尔数,这并不常见。更稳妥的习惯是一开始就把每个溶液体积换成 dm³,这样同一个公式每次都适用。

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