例3、将10.6 g Na2CO3溶于水配成1 L溶液。
(1)该溶液中Na2CO3的物质的量浓度为__________,溶液中Na+的物质的量浓度为__________。
(2)向该溶液中加入一定量NaCl固体,使溶液中Na+的物质的量浓度为0.4 mol·L-1(假设溶液体积不变)需加入NaCl的质量为__________,Cl-的物质的量浓度为___________________。
(3) 另取该浓度的Na2CO3溶液10 mL,向其中加入10 mL 0.4 mol·L-1的稀盐酸充分反应,忽略反应前后溶液体积的变化,则所得溶液中Na+的物质的量浓度为____________。
解析:(1)n(Na2CO3)=M(m)=106 g·mol-1(10.6 g)=0.1 mol,
c(Na2CO3)=V(n)=1 L(0.1 mol)=0.1 mol·L-1,
c(Na+)=2c(Na2CO3)=0.2 mol·L-1。
(2)根据电荷守恒(不考虑CO3(2-)的水解):
c(Na+)=c(Cl-)+2c(CO3(2-)),
c(Cl-)=c(Na+)-2c(CO3(2-))
=0.4 mol·L-1-2×0.1 mol·L-1=0.2 mol·L-1
n(NaCl)=n(Cl-)=0.2 mol·L-1×1 L=0.2 mol,
m(NaCl)=0.2 mol×58.5 g·mol-1=11.7 g。
(3)若不考虑反应前后体积的变化,反应后溶液的总体积为20 mL,即0.02 L。根据Na+守恒,n(Na+)=0.01 L×0.2 mol·L-1=0.002 mol。
c(Na+)=0.02 L(0.002 mol)=0.1 mol·L-1。
答案:(1)0.1 mol·L-1 0.2 mol·L-1
(2)11.7 g 0.2 mol·L-1
(3) 0.1 mol·L-1
(1)物质的量浓度中溶液体积的单位是L,根据密度计算溶液体积的单位一般是mL,要注意单位的换算。
(2)溶液稀释或混合时,溶液的体积一般不可直接相加,而是应根据溶液的质量和密度求算。
(3)应用物质的量浓度进行计算时,要注意质量守恒和电荷守恒的应用。
【举一反三】
已知25%的氨水密度为0.91 g·cm-3,5%的氨水密度为0.98 g·cm-3,若将上述两种溶液等体积混合,所得氨水的质量分数( )
A.等于15% B.大于15%
C.小于15% D.无法估算
答案:C