物理的量
C是物理量比热容。
比热容是指没有相变化和化学变化时,一定量均相物质温度升高1K所需的热量。
利用比热容的概念可以类推出表示1mol物质升高1K所需的热量的摩尔热容。而在等压条件下的摩尔热容Cp称为定压摩尔热容。
在等容条件下的摩尔热容Cv称为定容摩尔热容。通常将定压摩尔热容与温度的关系,关联成多项式。
(1)物理的量扩展阅读:
物质的比热容越大,相同质量和温升时,需要更多热能。以水和油为例,水和油的比热容分别约为4200 J/(kg·K)和2000 J/(kg·K),即把相同质量的水加热的热能比油多出约一倍。若以相同的热能分别把相同质量的水和油加热的话,油的温升将比水的温升大。
在实验过程中,液态水的定压比热容经常会被用来计算吸收或放出的热量,水作为最常见的物质,它的比热数据较易获得,当实验要求精度不高时,可近似认为常压下水的定压比热为4.2kJ/KG.℃。
2. 物理学中“H”所代表的物理量有哪些
h
是普兰克常数,6.62606876×10^(-34)
hυ表示的是,频率为υ的一粒光子的能量。
是对应于频率υ的最小能量。不可继续分割。
3. “量纲一的量”是什么意思
简单地说就是单位为1,长度的量纲是米,化学计量数的单位是1。
4. 初中物理测量长度的方法有几种
测量长度的方法:
1、用刻度尺直接测量物体的长度。
2、累积法 : 把多个相同的微小量放在一起进行测量,再将测量结果除以被测量的个数,得出被测量值。
3、替代法 : 测量某个与被测量相等的量,用以代替对被测量的直接测量。
4、平移法: 当物体的长度不能直接测量时(如球的直径,圆锥体的高等),就要想办法把它等值平移到物体的外部,再用刻度尺测量。
5、滚动法 : 先测出某个轮子的周长,让此轮子在被测曲线上滚动,记录滚动的圈数。然后用轮子周长乘以圈数就可得到曲线路径的长度。
5. 物理上的量度和度量分别是什么意思
量度是确定或估算二个数量之间的比例,这也是物理科学的标准。数量和量度二者互相定义,量化属性是指那些至少理论上可能被量测的量。
量度单位是约定俗成的,是由人们设定后,然后一社群有共识后开始使用。若不考虑少部份的量子常数,量度单位基本上可以任意选定。因此量度单位是约定俗成的,是由人们设定后,然后一社群有共识后开始使用。
度量是指用以计量物品的一些物理属性。
(5)物理的量扩展阅读:
在量测前,物体的波函数可表示其量测结果为不同值的机率,但量测后波函数塌缩,因此结果只有一个值。量测问题在量子力学中的意义是量子力学的基本未解问题之一。
公制系统会针对一些物理量订定基本单位,可由基本单位衍生出其他物理量的单位。除了时间以外的单位,其倍数及小数均以单位的十的乘幂来表示。
6. 物理学中的能量具体是什么
能量是物质运动转换的量度,简称“能”。世界万物是不断运动的,在物质的一切属性中,运动是最基本的属性,其他属性都是运动的具体表现。能量是表征物理系统做功的本领的量度。
对应于物质的各种运动形式,能量也有各种不同的形式,它们可以通过一定的方式互相转换。
在机械运动中表现为物体或体系整体的机械能,如动能、势能、声能等。在热现象中表现为系统的内能,它是系统内各分子无规则运动的动能、分子间相互作用的势能、原子和原子核内的能量的总和,但不包括系统整体运动的机械能。对于热运动能(热能),人们是通过它与机械能的相互转换而认识的(见热力学第一定律) 。
空间属性是物质运动的广延性体现;时间属性是物质运动的持续性体现;引力属性是物质在运动过程由于质量分布不均所引起的相互作用的体现;电磁属性是带电粒子在运动和变化过程中的外部表现,等等。物质的运动形式多种多样,每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式。
宏观物体的机械运动对应的能量形式是动能;分子运动对应的能量形式是热能;原子运动对应的能量形式是化学能;带电粒子的定向运动对应的能量形式是电能;光子运动对应的能量形式是光能,等等。除了这些,还有风能、潮汐能等。当运动形式相同时,物体的运动特性可以采用某些物理量或化学量来描述。物体的机械运动可以用速度、加速度、动量等物理量来描述;电流可以用电流强度、电压、功率等物理量来描述。但是,如果运动形式不相同,物质的运动特性唯一可以相互描述和比较的物理量就是能量,能量是一切运动着的物质的共同特性。
因此可以对能量作出定义:
能量在古希腊语中意指“活动、操作”,是一个间接观察的物理量,被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力。功被定义为力在物体沿力的方向发生位移的空间积累效应,并且等于力与在力的方向上通过的位移的乘积。
一个物体所含的总能量奠基于其总质量,能量同质量一样既不会凭空产生,也不会凭空消灭。能量和质量一样都是标量。在国际单位制中,能量的单位是焦耳,但有时使用其他单位如千瓦·时和千卡,这些也是功的单位。能量是用以衡量所有物质运动规模的统一量度。
A系统可以借由简单的物质转移将能量传递到B系统中(因为物质的质量等价于能量)。如果能量不是借由物质转移而传递能量,而是由其他方式传递,会使B系统产生变化,因为A系统对B系统作功。功的效果如同一个力以一定的距离作用在接收能量的系统中。例如,A系统可以经过电磁辐射到B系统,使吸收辐射能量的B系统内部的粒子产生热运动。一个系统也可以通过碰撞传递能量,在这种情况下被碰撞的物体会在一段距离内受力并获得运动的能量,称为动能。热能的传递则可以由以上两个方法产生:热可以由辐射能转移能量,或者直接由系统间粒子的碰撞而转移动能。
能量可以不用表现为物质、动能或是电磁能的方式而储存在一个系统中。当粒子在与其有相互作用的一个场中移动一段距离(需借由一个外力来移动),此粒子移动到这个场的新的位置所需的能量便被储存了。当然粒子必须借由外力才能保持在新位置上,否则其所处在的场会借由推或者是拉的方式让粒子回到原来的状态。这种借由粒子在力场中改变位置而储存的能量就称为位能(势能)。一个简单的例子就是在重力场中往上提升一个物体到某一高度所需要做的功就是位能(势能)。
任何形式的能量可以转换成另一种形式。举例来说,当物体在力场中自由移动到不同的位置时,位能可以转化成动能。当能量是属于非热能的形式时,它转化成其他种类的能量的效率可以很高甚至是完美的转换,包括电力或者新的物质粒子的产生。然而如果是热能的话,则在转换成另一种形态时,就如同热力学第二定律所描述的,总会有转换效率的限制。
在所有能量转换的过程中,总能量保持不变,原因在于总系统的能量是在各系统间做能量的转移,当从某个系统间损失能量,必定会有另一个系统得到这损失的能量,导致失去和获得达成平衡,所以总能量不改变。这个能量守恒定律,是在19世纪初提出,并应用于任何一个孤立系统。根据诺特定理,能量守恒是由于物理定律不会随时间而改变所得到的自然结果。
虽然一个系统的总能量,不会随时间改变,但其能量的值,可能会因为参考系而有所不同。例如一个坐在飞机里的乘客,相对于飞机其动能为零;但是相对于地球来说,动能却不为零,也不能以单独动量去与地球相比较。
能量是物理学的基本概念之一,从经典力学到相对论、量子力学和宇宙学,能量总是一个核心概念。
在一般常用语或科普读物中能量是指一个系统能够释放出来的、或者可以从中获得的、可以相当于做一定量的功。比如说1千克汽油含12千瓦小时能量,是指假如将1千克的汽油中的化学能全部施放出来的话可以做12KWh的功。
能量是物理学中描写一个系统或一个过程的物理量。一个系统的能量可以被定义为从一个零能量的状态转换为该系统现状的功的总和。一个系统有多少能量在物理中并不是一个确定的值,它随着对这个系统的描写而变换。人体在生命活动过程中,一切生命活动都需要能量,如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等。而这些能量主要来源于食物。动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类:碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素,加上水为六大类。其中,碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。三者统称为“产能营养素”或“热源物质”。
能量守恒定律表明能量不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一种形式转化为另一种形式,而能的总量保持不变。能量是标量,不是矢量,没有方向。至于正物质与反物质并不是说质量有正负,而是原子核的电性相反,相遇后质量转化为能量。任何运动都需要能量。能量的形式有许多种,例如光能、声能、热能、电能,机械能、化学能、核能等。举一个例子,观察一个质量为1Kg的固体的能量:
在经典力学中,其能量就是从静止加速到现有速度所作的功的总和。
在经典热学中,其能量就是从绝对零度加热现有温度所作的功的总和。
在物理化学中,其能量就是合成这个固体时对原料加入的功的总和。
在原子物理中,其能量就是从原子能为零的状态对它做功达到现有状态的功的总和。
还可以用相反的方法来定义这个固体所含的能量。举两个例子:
该固体的内能是将它冷却到绝对零度所释放出来的功的总和。
该固体的原子能是将其结合能在原子核裂变或聚变反应中释放出来变成反应产物的动能。
能量虽然是一个常用和基本的物理概念,同时也是一个抽象的物理概念。事实上,物理学家一直到19世纪中才真正理解能量概念,在此之前常常与力、动量等概念混淆。
能量有很多,比如:
化学能
物质发生化学变化(化学反应)时释放或吸收的能量。如干电池和蓄电池的放电是化学能转变成电能;给电池充电则是电能转变成化学能 。其本质是原子的外层电子变动,导致电子结合能改变而放出的能量。正负电子对湮没成光子,就是电子的静能转换成光子的能量 。
热能
物质内部原子分子热运动的动能,温度愈高的物质所包含的热能愈大。热机是膨胀的水蒸气把它的热能变成了热机的动能。
电能
正负电荷之间由于电力作用所具有的(电)势能,可以用电场强度表达出来。真空中的电能密度(单位体积内的电能)即电场能量密度w=E2/2;介质中的电能密度w=E·D/2,式中D是电位移矢量,E是电场强度。电能的提取就是将电势能变成带电粒子的动能,如导体中的电流或加速器中的荷电粒子束。磁能是指磁场能,磁能密度w=H·B/2,式中H是磁场强度,B是磁感应强度。电能密度与磁能密度之和为电磁能密度(电磁场能量密度)w=(E·D+H·B)/2 。
辐射能
指光和电磁波的能量(光子的能量)。
核能
原子核内核子的结合能,它可以在原子核裂变或聚变反应中释放出来变成反应产物的动能 。根据狭义相对论,物体的质量m和能量E之间存在着质能关系E=mс2(с为真空中的光速)。因此,当物体静止时也具有能量。物质的能量、质量这二者是密切相关的。原子核的质量比组成它的核子的总质量小,即自由核子结合成原子核时有能量释放出来,这能量称为原子核的结合能。比结合能(原子核中平均每核子的结合能)低的重核裂变成比结合能高的较轻核,或几个比结合能低的轻核聚合成一个比结合能高的较重核,所释放的能量就是原子能。
7. 物理中标量与矢量的定义
有些物理量,既要由数值大小(包括有关的单位),又要由方向才能完全确定。这些量之间的运算并不遵循一般的代数法则,而遵循特殊的运算法则。这样的量叫做物理矢量。有些物理量,只具有数值大小(包括有关的单位),而不具有方向性。这些量之间的运算遵循一般的代数法则。这样的量叫做物理标量。
简单理解就是只有大小的物理量是标量,比如体积和质量,有大小又有方向的物理量是矢量,比如速度和力。
8. 在物理学里的M、c、r、G、F、E、m分别表示什么物理量
M为力矩、c为比热容、r为半径(长度)、G为重力、F为力、E为能量、m为质量
再看看别人怎么说的。
9. 物理量是什么
物理量,是用来度量物体及其性质的,举个例子你就明白了,一条路有多长,首先回要确定答基本单位,古人有的以胳膊的长度为单位,有的以腿的长度为单位,有的以一步的步幅为单位,因为这些单位人们非常熟悉,容易让人们取得感性的认识,好比说一条路有三十步,或者三十个胳膊的长度,你就很容易有了距离感,并能在心目中粗略估计这段路到底有多远这就是物理学中的物理量的最本质含义
10. 物质的量 公式总结
“物质的量”的复习指导
一、理清物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数三者的关系
物质的量在国际单位制(SI)中是七个最基本的物理量之一,用于表示微观粒子(或这些粒子的特定组合)的数量,我们在计量物质的多少时通常就是用质量、体积、物质的量;摩尔(mol)是物质的量的SI单位;而阿伏加德罗常数NA则是mol这个计量单位的计量标准,此计量标准(注意:它不是单位)等于0.012Kg12C中所含碳原子的数量,根据定义,阿伏加德罗常数本身是一个实验值,其最新实验数据NA=6.0220943×1023mol—1。如氧气分子的数量为此数的两倍,就可以记为2molO2。
二、识记两种物质的量浓度溶液的配制
1.由固体配制溶液
步骤:①计算②称量③溶解④转移⑤洗涤⑥定容、摇匀
仪器:容量瓶、托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
2.由浓溶液配制稀溶液
步骤:①计算②量取③稀释④转移⑤洗涤⑥定容、摇匀
仪器:容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
三、理解三个公式
1.物质的量计算的万能公式:n=m/M=V(g)/Vm=N/NA=c*V=xs/[m*(100+s)]
式中n为物质的量,单位为mol;m为物质质量,单位为g;M为摩尔质量,单位为g•mol-1;V(g)为气体体积,单位为L;Vm为气体摩尔体积,单位为L•mol-1;N为粒子个数,NA为阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1; c为物质的量浓度,单位为mol•L-1;V(aq)为溶液体积,单位为L;x为饱和溶液的质量,单位为g;S为溶解度,单位为g。
解答阿伏加德罗常数(NA)问题的试题时,必须注意下列一些细微的知识点:
①标准状况下非气体物质:水、溴、SO3、CCl4、苯、辛烷、CHCl3等不能用Vm=22.4L/mol将体积转化为物质的量。
②分子中原子个数问题:氧气、氮气、氟气等是双原子的分子,稀有气体(单原子分子)、白磷(P4)、臭氧(O3)。
③较复杂的氧化还原反应中转移的电子数:Na2O2与H2O、Cl2与NaOH、KClO3与盐酸、铜与硫、电解AgNO3等。
2.一定质量分数溶液的稀释
ω1•m1=ω2•m2(稀释前后溶质的质量守恒)
ω1为稀释前溶液的质量分数,m1为稀释前溶液的质量;ω2为稀释后溶液的质量分数,m2为稀释后溶液的质量。
3.一定物质的量浓度溶液的稀释
c1稀释前浓溶液的物质的量浓度,c2为稀释后溶液的物质的量浓度;V1为稀释前溶液的体积,V2为稀释后溶液的体积。
四、掌握阿伏加德罗定律的四条推论
阿伏加德罗定律(四同定律):同温、同压、同体积的任何气体所含分子数相同或气体物质的量相同。气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
1.推论一:同温同压下,气体的体积比等于物质的量之比,等于分子数之比(V1:V2=n1:n2=N1:N2)
2.推论二:同温同压下,气体的密度比等于其相对分子质量之比(ρ1:ρ2=M1:M2)
3.推论三:同温同压下,同质量气体的体积比与相对分子质量成反比(V1:V2=M2:M1)
4.推论四:同温同容下,气体的压强比等于物质的量比(P1:P2=n1:n2)
以上阿伏加德罗定律及推论必须理解记忆,学会由理想气体状态方程(PV=nRT=m/M *RT)自己推导。
五、辨别五个概念
1.摩尔:如果在一定量的粒子的集体中所含有的粒子数目与0.012Kg12C中所含的原子数目相同,则该集体的量值为1mol。
2.物质的量:这个物理量表示的意义,实质上就是含有一定数目粒子的集体。
3.摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。
4.气体摩尔体积:单位物质的量的气体所占的体积叫做摩尔质量。
5.物质的量浓度:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示的溶液的组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。
巧解溶液的浓度计算
考点动向:溶液的浓度计算是高考的必考题。主要考查:①溶液物质的量的浓度、溶质的物质的量(或质量或气体标准状况下的)的之间的换算;②物质的量浓度、溶质的质量分数和溶解度之间的换算;③两种溶液混合(包括反应和不反应两种情况)后,溶液浓度的计算;④溶解度的综合计算。物质的量浓度计算的题型有选择题、填空题、计算题,溶解度的计算以选择题为主。
方法范例:
例1.(2005•天津)根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 -① - - -
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 -
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
①>35℃NH4HCO3会有分解
请回答:(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则 ,若低于30℃,则 ;为控制此温度范围,采取的加热方法为 。
(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质(以化学式表示)。
(3)过滤所得的母液中含有 (以化学式表示),需加入 ,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。
(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点),所用HCl溶液体积为V1mL,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=
解析:侯德榜制碱法利用一定条件下NaHCO3溶解度相对较小的特点,在饱和食盐水先后通入NH3、CO2,获得NaHCO3后灼烧生成Na2CO3。
根据表格,40℃以上NH4HCO3溶解度不再给出,因为35℃以上NH4HCO3开始分解。在35℃以下尽量提高温度可以让反应速率加快,有利于提高单位时间产率。反应液中存在NH4+、Na+、HCO3—、Cl—,参照30℃时各物质溶解度可知,此时溶解度最小的NaHCO3最先析出。30℃时,NaHCO3的溶解度为11.1g,说明Na+、HCO3—不可能完全沉淀。最终得到的母液中同时存在NH4+、Na+、HCO3—、Cl—,向其中加入HCl,可使NaCl溶液循环使用,并能回收NH4Cl。
在测定过程中,Na2CO3发生两步反应:
Na2CO3 + HCl = NaHCO3+ NaCl
cV1/1000 cV1/1000
NaHCO3 + HCl= NaCl+H2O+CO2↑
cV1/1000 cV1/1000
Na2CO3消耗的HCl共2cV1/1000,则NaHCO3消耗的HC l为:
(cV2/1000—2cV1/1000)mol,
样品中NaHCO3的纯度为: 。
答案:(1)NH4HCO3分解 反应速率降低 水浴加热
(2)使反应充分进行 NaHCO3的溶解度最小 NaCl NH4Cl NH4HCO3
(3)NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 HCl
(4)
规律小结:有关溶解度的计算除注重概念的理解外,还要加强分析推理:
①一种物质的饱和溶液不影响另一物质的溶解;
②对混合溶液降温或蒸发溶剂时,率先达到饱和的是溶解度最小的,该物质的析出使得与该物质有相同离子的物质不再满足析出条件。
例2.(2005•上海)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3→NaNO3+NaNO3+CO2↑ ①
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ②
⑴根据反应①,每产生22.4L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加 g。
⑵配制1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3•10H2O多少克?
⑶现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44g。
①计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。
②1000g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水)
解析:本题综合考查了有关化学方程式、物质的量及溶解度的计算等知识,检查学生的综合应用能力。
⑴2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑ △m
106g 69g 85g 22.4L 48g
22.4L m
m=48g
⑵根据Na2CO3质量守恒有:100g×21.2%=m(Na2CO3•10H2O)•
m(Na2CO3•10H2O)=572g
⑶①2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑△m=48g
②NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑△m=32g
设由NO2与纯碱反应产生的CO2为amol,由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol
n(NaNO2):n(NaNO3)=5:3
②设生成的n(NaNO2)为5xmol,n(NaNO3)为3xmol
据Na+守恒:5x+3x=8x=0.5
m(NaNO2)=2.5mol×69g/mol=172.5g,
m(H2O)余=1000g×(1—21.2%)—688g=100g
析出:m(NaNO2)(最大)=172.5g-71.2g=101.3g
答案:⑴48
⑵m(Na2CO3•10H2O)=572g
⑶①n(NaNO2):n(NaNO3)=5:3
②m(NaNO2)(最大)=101.3g
规律小结:化学计算中的常用技巧:
1.差量法:根据化学反应前后的有关物理量发生的变化,找出所需“理论差量”,如反应前后的质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热量变化等,该差量的大小与反应物质的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变的计算题。解题方法思路的关键是根据题意确定“理论差量”,再依题目提供的“实际差量”,列出比例式,求出答案。
2.守恒法:有关溶液的计算,守恒定律运用越来越平常。解题关键是找出“守恒量”:
①稀释前后溶质的守恒:c1V1=c2V2(稀释前后溶质的物质的量守恒);ω1•m1=ω2•m2(稀释前后溶质的质量守恒)
②溶液中粒子之间电荷守恒:溶液呈电中性,即溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等
③物料守恒:反应前后元素原子的物质的量不变
④得失电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得到电子数等于还原剂失去电子数
考点误区分析:
①溶质问题:溶质可以是非电解质,电解质(离子或特定组合),分析溶质时要注意有关的化学变化(如SO3、Na2O等溶于水后溶质是H2SO4、NaOH;氨水、氯水的成分复杂,溶质为NH3、Cl2;溶解带有结晶水的物质时,溶质是无水物,在确定溶质物质的量时,用结晶水合物质量除以结晶水合物的摩尔质量)。
②溶液的体积问题:计算气体溶质对应溶液的物质的量浓度时,不能把水的体积当成溶液的体积,只能用溶液质量和密度计算溶液体积,且要注意换算为L做单位。
③溶解度的计算:抓住“一定温度”和“饱和溶液”两个关键条件,有时需理想化地分割出饱和溶液,根据溶解度定量比例,确立定量关系,列式计算,同时注意单位的统一。计算析出含有结晶水的晶体时可用守恒法:原溶液中溶质质量=析晶后饱和溶液中溶质质量+晶体中的溶质质量
同步训练:
1、(2003•江苏)若以ω1和ω2分别表示浓度为amol/L和bmol/L氨水的质量分数,且已知b=2a,则下列推断正确的是(氨水的密度比纯水的小)( )
A、2ω1=ω2 B、ω1=2ω2 C、ω2>2ω1 D、ω1<ω2<2ω1
2、在标准状况下,盛满HCl和N2混合气体的烧瓶,用喷泉实验的方法充水至喷泉结束,所得烧瓶内盐酸的物质的量浓度为
A、0.045mol/L B、0.45mol/L C、0.5mol/L D、无法计算
3、(2003•江苏)在一定温度下,某无水盐R在水中溶解度为23g,向R的饱和溶液中加入Bg该无水盐,保持温度不变,析出R的结晶水合物Wg,从原饱和溶液中析出溶质R的质量为( )
A、(W—B) g B、(W—B) g C、(W—B) g D、(W— B)g
4、有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol•L-1,含硝酸的浓度为1mol•L-1,现向其中加入0.96g铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到标况下的气体的体积为( D )
A、89.6mL B、112mL C、168mL D、224mL
5、t℃时,在V mL密度为dg•cm-3的FeCl3(相对分子质量为M)饱和溶液中,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤(假设滤液无损失),在滤液中加入适量硝酸使溶液呈中性后,再加入4 mL1.0 mol•L-1的AgNO3溶液恰好完全反应,则t℃时FeCl3的溶解度为
A、 B、 C、 D、
6、20℃时食盐的溶解度为36g,取一定量该温度下的饱和食盐水用惰性电极进行电解,当阳极析出11.2L(标准状况)气体时,食盐完全电解,所得溶液密度为1.20g/mL,试计算
(1)电解前,饱和食盐水的质量是多少?
(2)电解后溶液中NaOH的物质的量浓度是多少?
(3)要使溶液恢复原状态,需加入多少克什么物质?
7、(2006•江苏)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl
2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑
⑴CuCl制备过程中需要配置质量分数为20.0%的CuSO4溶液,试计算配置该溶液所需的CuSO4•5H2O与H2O的质量之比。
⑵准确称取所配置的0.2500gCuCl样品置于一定量的0.5mol•L-1FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol•L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有关反化学反应为
Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl— Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+
通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。
8.(2005•广东)某研究性学习小组欲用化学方法测量一个不规则容器的体积。把35.1gNaCl放入500mL烧杯中,加入150mL蒸馏水。待NaCl完全溶解后,将溶液全部转移到容器中,用蒸馏水稀释至完全充满容器。从中取出溶液100mL,该溶液恰好与20mL0.100mol•L—1AgNO3溶液完全反应。试计算该容器的体积。
参考答案:
1、C.[提示]设两种氨水溶液的密度分别为ρ1、ρ2,则依物质的量浓度与质量分数的关系有, , ,且b=2a,所以有2ρ1ω1=ρ2ω2,又由于氨水的密度比纯水小,且浓度越大,密度越小即ρ1>ρ2,代入上式得:ω2>2ω1。
2、A.[提示]N2不溶于水,所以盐酸的体积就是原HCl气体的体积,设为VL,有: 。
3、A.[提示]析出R的结晶水合物的质量为Wg,加入无水盐R的质量为Bg,从原溶液被带出(析出)的饱和溶液的质量为(W-B)g,析出的溶液的质量乘以该溶液中R的质量分数即得析出溶质R的质量。
4、D.[提示]铜与硝酸与硫酸的混酸溶液反应时,因为NO3—在酸性条件下还有强氧化性,所以只能用离子方程式计算,不能用化学方程式计算。
n(Cu)=0.96g/64g•mol—1=0.015mol,n(NO3—)=0.02L×1 mol•L-1=0.02mol
n(H+)=0.02L×1 mol•L-1×1+0.02L×2 mol•L-1×2=0.10mol
3Cu + 2NO3— + 8H+=3Cu2++2NO+4H2O
3mol 2mol 8mol 44.8L
0.015mol 0.02mol 0.1mol VL
讨论知H+、NO3—有过剩,以Cu的物质的量代入计算有V=224mL。
5、D.[提示]VmL密度为dg•cm–3的FeCl3中氯化铁的质量为:
m(FeCl3)=n(FeCl3)×M= ×M= ,
溶解度为S有:
解得:S= 。
6、解析:(1)设饱和溶液中NaCl的质量为x,溶液的质量为w
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
2×58.5g 22.4L
xg 11.2L.
x=58.5g ∵溶液的溶解度为36g
W=221g
(2)根据方程式,电解后生成NaOH的物质的量为1mol,同时得到氢气11.2L。
据质量守恒定律,电解后溶液的质量为:W—m(H2)—m(O2)
=221g—(0.5mol×2g/mol+0.5mol×71g/mol)=184.5g
∴NaOH的物质的量浓度为
(3)要使溶液恢复原状态,需加入的物质就是从溶液中出去的物质,生成的氢气和氯气能合成1mol的盐酸,所以要加入含36.5g氯化氢的盐酸。
答案:(1)221g,(2)6.5mol/L,(3)加入含36.5g氯化氢的盐酸
7、解析:(1)设需要CuSO4•5H2O的质量为x, 的质量为y
CuSO4•5H2O的相对分子质量为250, 的相对分子质量为160
解得:x∶y=5∶11
(2)设样品中 的质量为
由化学反应方程式可知:CuCl~Fe2+~Ce4+
解得:x=0.2448g
97.92%>96.50%
答案:⑴5∶11,⑵样品中 的质量分数符合标准。
8、解析:AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
n(AgNO3)=0.100mol•L—1×0.02L=0.002mol
m (NaCl)=0.002mol×58.5g•mol—1=0.117g
V(容器)=
答案:30L