VmLAl 2(SO4)3溶液中含有 ^3+mg, 取 dfrac (v)(4)mL 该溶液-|||-用水稀释至4V mL,则 (S{O)_(4)}^2- 物质的量浓度为 ()-|||-A. dfrac (125m)(36V)molcdot (L)^-1 B. dfrac (125m)(9V)molcdot (L)^-1-|||-C. dfrac (125m)(54v)molcdot (L)^-1 D. dfrac (125m)(18V)molcdot (L)^-1
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查溶液中离子浓度的计算,涉及溶液的稀释、溶质的电离关系以及物质的量浓度的计算。
解题核心思路:
- 确定原始溶液中铝离子的物质的量:根据题目给出的铝离子质量,结合摩尔质量计算。
- 计算取出溶液中铝离子的物质的量:根据取液比例(V/4 mL占原溶液VmL的比例)计算。
- 稀释后铝离子的浓度:利用物质的量不变,体积变化后的浓度公式计算。
- 硫酸根离子的浓度关系:根据Al₂(SO₄)₃的电离关系(SO₄²⁻与Al³+的物质的量比为3:2),推导硫酸根离子的浓度。
破题关键点:
- 电离关系:明确Al₂(SO₄)₃解离后,SO₄²⁻与Al³+的物质的量比为3:2。
- 稀释定律:稀释过程中溶质的物质的量不变,但浓度随体积变化。
步骤1:计算原溶液中铝离子的总物质的量
铝离子的质量为$m$g,摩尔质量为$27\ \text{g/mol}$,因此总物质的量为:
$n(\text{Al}^{3+}) = \frac{m}{27}\ \text{mol}.$
步骤2:计算取出溶液中铝离子的物质的量
取出溶液的体积为$\frac{V}{4}\ \text{mL}$,占原溶液体积$\frac{V}{4} \div V = \frac{1}{4}$,因此取出的铝离子物质的量为:
$n_{\text{取}}(\text{Al}^{3+}) = \frac{1}{4} \cdot \frac{m}{27} = \frac{m}{108}\ \text{mol}.$
步骤3:稀释后铝离子的浓度
稀释后溶液体积为$4V\ \text{mL} = 4V \times 10^{-3}\ \text{L}$,因此铝离子的浓度为:
$c(\text{Al}^{3+}) = \frac{\frac{m}{108}}{4V \times 10^{-3}} = \frac{250m}{108V}\ \text{mol/L}.$
步骤4:硫酸根离子的浓度
根据电离关系$\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 \rightarrow 2\text{Al}^{3+} + 3\text{SO}_4^{2-}$,硫酸根离子的浓度是铝离子的$\frac{3}{2}$倍:
$c(\text{SO}_4^{2-}) = \frac{3}{2} \cdot \frac{250m}{108V} = \frac{125m}{36V}\ \text{mol/L}.$