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1、化學計算專題三 ——溶液、溶解度、pH值的相關計算
[考點掃描]
1．有關物質(zhì)溶解度的計算。
2．有關溶液濃度(溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度)的計算。
3．掌握有關溶液pH與氫離子濃度、氫氧根離子濃度的簡單計算。
[知識指津]
1．有關物質(zhì)溶解度的計算
近年來高考的熱點有：固體、氣體溶解度與飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量濃度，溶液的pH等方面的轉(zhuǎn)化關系的計算；利用溶解平衡及化學平衡的移動原理來求解溶液中有關微粒的物質(zhì)的量濃度；根據(jù)溶解度曲線，判斷混合物的百分組成等。在進行溶解度計算時，一定要找出飽和溶液。
2．有關溶液濃度(溶質(zhì)的質(zhì)量分
2、數(shù)和物質(zhì)的量濃度)的計算
近年來高考的熱點有：溶液的配制和稀釋；有關溶液密度的估算；物質(zhì)的量濃度與其實用濃度表示方法之間的計算。近年來高考的主要特色之一是變換設問角度使得“陳題”出新意，在溶液的計算中考查思維的嚴密性和靈活性。
3．溶液濃度配制的計算
配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時，必須由溶質(zhì)的物質(zhì)的量，求出所需溶質(zhì)的質(zhì)量或體積，溶劑的體積不必求出，可由容量瓶的容積決定溶液的體積。若用結(jié)晶水合物來配制溶液時，必須將結(jié)晶水合物的質(zhì)量換算成無水物的質(zhì)量，而結(jié)晶水合物的物質(zhì)的量即為無水物的物質(zhì)的量。
4．同一溶質(zhì)的不同的濃度的溶液混合(包括溶液的稀釋)的計算
兩種
3、溶液的混合及某種溶液的稀釋過程中，溶質(zhì)的質(zhì)量、溶質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變。抓住這一關鍵，可列式進行計算。
溶液混合過程中，要注意溶液的體積一般不能相加(除非烯溶液體積相加與總體積變化不大可忽略)。混合液的總體積的計算方法是：兩種溶液的總質(zhì)量除以混合液的密度而得。
5．各種溶液濃度之間的換算
(1)質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度之間的換算
換算時要抓住溶液的密度這一橋梁，并注意單位的換算，因為物質(zhì)的量濃度的單位是mol·L-1，而溶液密度的單位是g·cm-3，為了統(tǒng)一，必須將密度單位換算成1000g·L-1。
(2)氣體溶解度與溶液的質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度的換算
4、
氣體溶解度是指1體積水最多可溶某氣體的體積數(shù)，若1體積為1L，則換算時要注意1L水不是溶液的體積，溶液的體積只能通過溶液的質(zhì)量與溶液的密度之比來求得，涉及到密度同樣要注意單位的統(tǒng)一。
[范例點擊]
例1 已知25％氨水的密度為0.91g·cm-3，5％氨水的密度為0.98g·cm-3，若將上述兩溶液等體積混合，所得氨水溶液的質(zhì)量分數(shù)是( )
A．等于15％
B．大于15％
C．小于15％
D．無法估算
解析
要弄清楚兩溶液等體積混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)，首先要知道兩溶液等質(zhì)量混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)。根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量守
5、衡可知，兩溶液等質(zhì)量混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)為兩溶液質(zhì)量分數(shù)分數(shù)之和的一半，也就是說若該題為等質(zhì)量混合則等于15％應選A；但由于5％氨水的密度為0.98g·cm-3大于25％氨水的密度0.91g·cm-3，所以等體積混合時，所用5％氨水的質(zhì)量實際大于25％氨水的質(zhì)量，故混合后的氨水質(zhì)量分數(shù)應該接近于質(zhì)量更大的5％氨水的質(zhì)量分數(shù)，因而小于15％。類似的情況還有乙醇溶液的等體積混合，但由于大多數(shù)溶液一般都是隨著溶液的質(zhì)量分數(shù)的增大，密度隨之增大，故常見的酸堿鹽溶液的等體積混合后的質(zhì)量分數(shù)一般大于其質(zhì)量分數(shù)之和的一半。
答案 C
例2 已知某鹽在不同溫度下的溶解度(見下表)：
6、T(℃)
0
10
20
30
40
S(g/100g水)
11.5
15.1
19.4
24.4
37.6
若把質(zhì)量分數(shù)為22％的該鹽溶液由60℃逐漸冷卻，則開始析出晶體的溫度應在( )
A．0℃—10℃
B．10℃—20℃
C．20℃—30℃
D．30℃—40℃
解析
該鹽溶液溫度由60℃逐漸冷卻至開始析出晶體時所得溶液為飽和溶液，利用飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與溶解度的換算公式即可求得開始析出晶體時溶質(zhì)的溶解度S＝×100g＝28.2g，通過題目中提供的表格可查出相應的溫度范圍為30℃和40℃。
7、 答案 D
例3 用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定0.1mol·L-1鹽酸，如達到滴定的終點時不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的體積約為0.05mL)，繼續(xù)加水至50mL，所得溶液的pH是( )
A．4
B．7.2
C．10
D．11.3
解析
該題看似中和反應計算，實際可將其轉(zhuǎn)換為稀釋型計算：1滴NaOH溶液(0.05mL)被稀釋為50mL的氯化鈉(中性)和氫氧化鈉的混合溶液，氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度被稀釋了1000倍，故其pH降低3，由原來的pH等于13變成10。由此看出轉(zhuǎn)換思維在轉(zhuǎn)換問題的難度及過程方面很值得同
8、學去探討。
答案 C
例4 標準狀況下，用一定量的水吸收氨氣后制得濃度為12.0mol·L-1、密度為0.915g·cm-3的氨水。試計算1體積水吸收多少體積的氨氣可制得上述氨水。(本題中氨的式量以17.0計，水的密度以1.00g·cm-3計)
解析
取1.00L該氨水進行計算：
即1體積水吸收378體積NH3氣(標準狀況)。
答案 378
[變式操練]
1．將100g濃度為18mol·L-1密度為ρ(g·cm-3)的濃硫酸加入到一定量的水中稀釋成9mol·L-1的硫酸，則需水的體積為( )
A．小
9、于100mL
B．等于100mL
C．大于100mL D．等于100/ρmL
答案 A
2．將1mol·L-1H2SO4溶液100mL與質(zhì)量分數(shù)為10％的NaOH溶液50g混合均勻后，滴入甲基橙指示劑，此時溶液的顏色是( )
A．淺紫色
B．黃色
C．紅色
D．無色
答案 C
3．將標準狀況下的aLHCl(氣)溶于1000g水中，得到的鹽酸的密度為bg·cm-3，則該鹽酸的物質(zhì)的量的濃度是( )
A． mol·L-1
B． mol·L-1
C． mol·L-1
10、
D． mol·L-1
答案 D
4．t℃時CuSO4在水中的溶解度為25g，將32gCuSO4白色粉末加入mg水中形成飽和CuSO4溶液并有CuSO4·5H2O晶體析出，則m的取值范圍是( )
A．18g8≤m≤128g
B．36g
11、
100℃
175
246
39.1
56.6
(計算時假定：①鹽類共存時不影響各自的溶解度；②過濾晶體時，溶劑損耗忽略不計。)
(1)取23.4gNaCl和40.4gKNO3，加70.0gH2O，加熱溶解。在100℃時蒸發(fā)掉50.0gH2O，維持該溫度，過濾析出晶體，計算所得晶體的質(zhì)量m(高溫)。將濾液冷卻至10℃，待充分結(jié)晶后，過濾。計算所得晶體的質(zhì)量m(低溫)。
(2)另取34.0gNaNO3和29.8gKCl，同樣進行如上實驗。10℃時析出的晶體是(寫化學式)。100℃和10℃得到的晶體質(zhì)量m′(高溫)和m′(低溫)分別是多少?
答案
12、
(1)m(高溫)＝23.4g-7.82g＝15.6g；m(低溫)＝0.68g+36.2g＝36.9g
(2)KNO3和NaClm(高溫)＝m(高溫)＝15.6g；m(低溫)＝m(低溫)＝36.9g
[配套練習]
一、選擇題
1．一定溫度下，向質(zhì)量分數(shù)為a的乙腈(CH3CN)溶液中加入等體積的水，所得溶液中乙腈的質(zhì)量分數(shù)為0.4a，若乙腈的密度為ρ1，水的密度為ρ2，則下列說法正確的是( )
A．ρ1>ρ2
B．ρ1<ρ2
C．ρ1＝ρ2
D．無法確定
答案 B
2．某溫度下，在100g水中加入mg C
13、uSO4或加入ng CuSO4·5H2O，均可使溶液恰好達到飽和，則m與n的關系符合( )
A．m＝
B．m＝
C．m＝
D．m＝
答案 B
3．用0.01mol·L-1H2SO4滴定0.01mol·L-1NaOH溶液，中和后加水至100mL。若滴定時終點判斷有誤差：①多加了1滴H2SO4； ②少加了1滴H2SO4(設1滴為0.05mL)。則①和②c(H+)之比的值是( )
A．10
B．50
C．5×103
D．104
答案 C
4．已知：t℃，某物質(zhì)的不飽和溶液ag中含溶
14、質(zhì)mg。若該溶液蒸發(fā)bg水并恢復到t℃時，析出溶質(zhì)m1g。若原溶液蒸發(fā)cg水并恢復到t℃時，則析出溶質(zhì)m2g。用S表示該物質(zhì)在t℃時的溶解度，下式中正確的是( )
A．s＝
B．s＝
C．s＝
D．s＝
答案 C
5．300mL某濃度的NaOH溶液中含有60g溶質(zhì)?，F(xiàn)欲配制lmol·L-1NaOH溶液，應取原溶液與蒸餾水的體積比約為( )
A．1:4
B．1:5
C．2:1
D．2:3
答案 A
6．已知95％(溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù))酒精溶液的物質(zhì)的量濃度為16.52mol/L，試判
15、斷47.5％酒精溶液的物質(zhì)的量濃度為( )
A．大于8.26mol/L
B．等于8.26mol/L
C．小于8.26mol/L
D．無法判斷
答案 A
7．某溫度時，化合物甲的飽和溶液mg中含有溶質(zhì)ag，化合物乙的飽和溶液mg中含有溶質(zhì)bg。則在此溫度時，甲、乙兩化合物的溶解度之比是( )
A．a(chǎn)/b
B．(am-b)/(bm-a)
C．a(chǎn)(m-a)/b(m-b)
D．a(chǎn)(m-b)/b(m-a)
答案 D
8．某硫酸鹽RSO4在t℃時溶解度為31.75g，在t℃時取足
16、量RSO4的飽和溶液，向其中加入8.00g無水RSO4后，析出24.6gRSO4·7H2O晶體，則R為( )
A．Zn
B．Cu
C．Fe
D．Mg
答案 D
9．甲、乙兩位同學各取相同的硝酸鉀溶液90g，甲加熱蒸發(fā)掉20g水后，冷卻到20℃析出晶體4g；乙蒸發(fā)掉25g水后，冷卻到相同的溫度析出晶體5.68，如果兩人實驗無誤，則原硝酸鉀溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為( )
A．32％
B．24.2％
C．22.2％
D．16.7％
答案 A
10．將硫酸鉀、硫酸鋁、硫酸鋁鉀三種鹽混合溶于用硫酸
17、酸化的水中，測得c(SO42-)＝0.105mol·L-1、c(A13+)＝0.055mol·L-1，溶液的pH＝2.0(假設溶液中H2SO4完全電離為H+和SO42-)，則c(K+)為( )
A．0.045mol·L-1 B．0.035mol·L-1 C．0.055mol·L-1 D．0.040mol·L-1
答案 B
二、計算題
11．將某溫度下的KNO3溶液200g蒸發(fā)掉10g水，恢復到原溫度，或向其中加入10gKNO3固體，均可使溶液達到飽和。試計算：
(1)該溫度下KNO3的溶解度。
(2)原未飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。
18、答案 (1)100g (2)47.5％
12．將a克Na投入到b克H2O中(足量)，計算并回答下列問題：
(1)求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。
(2)求出溶液中Na+離子與H2O分子的個數(shù)比。
(3)能否求溶液物質(zhì)的量濃度?為什么?
答案
(1)×100％
(2)18a:(23b-18a)
(3)不能，缺溶液密度
13．t℃時，飽和石灰水的密度為ag·cm-3，溶液的pH＝12，若已知該溶液中Ca(OH)2是完全電離的，求此溫度下氫氧化鈣的溶解度。
答案
14．現(xiàn)有0.300LH2SO4和Na
19、2SO4的混合溶液，其中H2SO4的物質(zhì)的量濃度的1.00mol·L-1，Na2SO4的物質(zhì)的量濃度為0.800mol·L-1。欲使H2SO4的濃度變?yōu)?.00mol·L-1，Na2SO4的濃度變?yōu)?.500mol·L-1，應向原溶液中加入98%(ρ＝1.84g·cm-3)的濃硫酸多少毫升?再加水將溶液稀釋至多少毫升?
答案
35.9mL，480mL
15．某工廠用氨氧化法可制得質(zhì)量分數(shù)為50%的硝酸，脫水后進一步得到90％的硝酸。若以17t液氨為原料生產(chǎn)硝酸(假設反應及脫水過程中各反應和生成物均無損耗)。試填寫下列空白：
(1)若該工廠只生產(chǎn)50%的硝酸，計算理論
20、上需要水的質(zhì)量為___________t；
(2)若該工廠只生產(chǎn)90%的硝酸，計算理論上需要水的質(zhì)量為___________t；
(3)若該工廠同時生產(chǎn)50%和90％兩種硝酸，它們的質(zhì)量比為X＝m1/m2(m1、m2分別為50%的硝酸和90％的硝酸的質(zhì)量)。
?、賹懗隼碚撍杷縴與質(zhì)量比x的函數(shù)關系式y(tǒng)＝______________；
?、诋斶M出水量保持平衡時，x＝______________，此時兩種產(chǎn)品的總質(zhì)量為___________t，寫出計算過程：
答案
(1)45t
(2)11t(即脫水)
(3)①y＝
②，81t
北京四中網(wǎng)校2013年高考化學一輪復習 化學計算 專題三 溶液、溶解度、pH值的相關計算知識導學
