浓度题贯穿整个酸、碱与盐一章,以及随后的每一次滴定。SPM 用两种单位表示浓度,g dm⁻³ 和 mol dm⁻³,而最常见的错误根本不是化学,是忘了体积通常以 cm³ 给出,浓度却是按每 dm³ 量度的。
这份指南把两种单位、它们之间的换算,以及那个体积陷阱都摆出来,并把每种题型做一遍。
两种单位,并排来看
浓度是溶质的量除以溶液的体积。 两种单位的差别只在于它们怎么量度「量」:
- g dm⁻³ 的浓度以克量度溶质:浓度 = 溶质质量 (g) ÷ 溶液体积 (dm³)。
- mol dm⁻³ 的浓度,也叫摩尔浓度,以摩尔量度溶质:浓度 = 溶质摩尔数 ÷ 溶液体积 (dm³)。
两者都是除以以 dm³ 为单位的体积,而这正是学生栽跟头的地方。
体积陷阱:cm³ 到 dm³
一升和一立方分米是同一样东西,1 dm³ = 1000 cm³。实验室的体积通常以 cm³ 报出(25.0 cm³ 酸、500 cm³ 溶液),所以在你相除之前必须换算:
以 dm³ 为单位的体积 = 以 cm³ 为单位的体积 ÷ 1000
漏了这一步,每个浓度就会算成小一千倍或大一千倍。把换算体积当成你自动的第一个动作。
算例一:g dm⁻³ 的浓度
**把 20 g 氢氧化钠溶于水配成 500 cm³ 溶液。求以 g dm⁻³ 为单位的浓度。
**
- 换算体积:500 cm³ ÷ 1000 = 0.5 dm³。
- 浓度 = 质量 ÷ 体积 = 20 ÷ 0.5 = 40 g dm⁻³。
算例二:mol dm⁻³ 的浓度
求同一溶液以 mol dm⁻³ 为单位的浓度。(NaOH 的摩尔质量 = 40 g mol⁻¹)
- NaOH 的摩尔数 = 质量 ÷ 摩尔质量 = 20 ÷ 40 = 0.5 mol。
- 浓度 = 摩尔数 ÷ 体积 = 0.5 ÷ 0.5 = 1.0 mol dm⁻³。
留意两个答案描述的是同一溶液,40 g dm⁻³ 和 1.0 mol dm⁻³ 是同一件事的两种说法。这正是你能在它们之间换算的原因。
在两种单位间直接换算
你并不总需要回到质量和摩尔。两个浓度由摩尔质量联系:
浓度 (g dm⁻³) = 浓度 (mol dm⁻³) × 摩尔质量
变形后,
浓度 (mol dm⁻³) = 浓度 (g dm⁻³) ÷ 摩尔质量
拿 NaOH 的结果核对:1.0 mol dm⁻³ × 40 g mol⁻¹ = 40 g dm⁻³。一致。
在浓度单位换算里练习这个转换。
算例三:mol dm⁻³ 到 g dm⁻³
**一份硫酸溶液的浓度为 0.1 mol dm⁻³。用 g dm⁻³ 表示。
**(H₂SO₄ 的摩尔质量 = 2 + 32 + 64 = 98 g mol⁻¹)
- 浓度 (g dm⁻³) = 0.1 × 98 = 9.8 g dm⁻³。
算例四:g dm⁻³ 到 mol dm⁻³
**一份氯化钠溶液的浓度为 11.7 g dm⁻³。用 mol dm⁻³ 表示。
**(NaCl 的摩尔质量 = 23 + 35.5 = 58.5 g mol⁻¹)
- 浓度 (mol dm⁻³) = 11.7 ÷ 58.5 = 0.2 mol dm⁻³。
这两个例子互为镜像:一个方向乘以摩尔质量,另一个方向除以它。只要你能看出摩尔质量往哪个方向走,就永远不必把两条公式分开来背。
关于稀释的一句话
通过加水改变溶液浓度,是一项相关但独立的技能,用到的是溶质摩尔数在体积增大时保持不变这一关系。它自成一个课题,等这里的两种单位都稳固之后,你可以用我们的摩尔浓度与稀释计算器来演练。
守住你的分数
三个习惯让浓度运算保持干净。第一,先把体积换成 dm³ 再做别的,把「÷ 1000」写成第一行,这样它永远不会被跳过。
第二,判断题目要哪种单位并选对应的公式;g dm⁻³ 的答案要用质量,mol dm⁻³ 的答案要用摩尔。第三,把单位带过每一行,好在你圈出答案之前就发现单位错了。
把运算清楚地排开,即使有一个数字出错也能拿到方法分。
浓度是滴定计算的基础,所以花在这里的时间会在整个大纲的定量部分得到回报。在摩尔浓度与浓度里操练一套混合题。
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