把30.0g乙醇((mathrm{C)}_(2)(mathrm{H)}_(5)mathrm(OH))溶于50.0g四氯化碳((mathrm{CCl)}_(4))，所配成的溶液其密度为1.28mathrm(g)cdot (mathrm{mL)}^-1。(1)乙醇的质量分数；(2)乙醇的摩尔分数；(3)乙醇的质量摩尔浓度；(4)乙醇的物质的量浓度。
把30.0g乙醇(${\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}\mathrm{OH}$)溶于50.0g四氯化碳(${\mathrm{CCl}}_{4}$)，所配成的溶液其密度为$1.28\mathrm{g}\cdot {\mathrm{mL}}^{-1}$。
(1)乙醇的质量分数；
(2)乙醇的摩尔分数；
(3)乙醇的质量摩尔浓度；
(4)乙醇的物质的量浓度。
题目解答
答案
【答案】
(1)37.5%
(2)66.7%
(3)13.04mol/kg
(4)10.43mol/L
【解析】
(1)根据$\mathrm{溶质的质量分数}=\dfrac{\mathrm{溶质质量}}{\mathrm{溶液质量}}\times 100\%=\dfrac{\mathrm{溶质质量}}{\mathrm{溶质质量}+\mathrm{溶剂质量}}\times 100\%$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的质量分数为$\dfrac{30.0\mathrm{g}}{30.0\mathrm{g}+50.0\mathrm{g}}\times 100\%=37.5\%$；
(2)根据$\mathrm{溶质的摩尔分数}=\dfrac{\mathrm{溶质的物质的量}}{\mathrm{溶质的物质的量}+\mathrm{溶剂的物质的量}}\times 100\%$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的摩尔分数为$\dfrac{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{mol}}}{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{mol}}+\dfrac{50.0\mathrm{g}}{154\mathrm{g}/\mathrm{mol}}}\times 100\%\approx 66.7\%$；
(3)根据$\mathrm{质量摩尔浓度}=\dfrac{\mathrm{溶质的物质的量}}{\mathrm{溶剂质量}}$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的质量摩尔分数为$\dfrac{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{mol}}}{0.05\mathrm{kg}}\approx 13.04\mathrm{mol}/\mathrm{kg}$；
(4)根据$\mathrm{\rho }=\dfrac{\mathrm{m}}{\mathrm{V}}$，乙醇的四氯化碳溶液的体积为$\dfrac{30.0\mathrm{g}+50.0\mathrm{g}}{1.28\mathrm{g}/\mathrm{mL}}=62.5\mathrm{mL}$；根据$\mathrm{c}=\dfrac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}}$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的物质的量浓度为$\dfrac{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}}{0.0625\mathrm{L}}\approx 10.43\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}/\mathrm{L}$。
解析
根据溶质的质量分数公式：$\mathrm{溶质的质量分数}=\dfrac{\mathrm{溶质质量}}{\mathrm{溶液质量}}\times 100\%=\dfrac{\mathrm{溶质质量}}{\mathrm{溶质质量}+\mathrm{溶剂质量}}\times 100\%$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的质量分数为$\dfrac{30.0\mathrm{g}}{30.0\mathrm{g}+50.0\mathrm{g}}\times 100\%=37.5\%$。
步骤 2：计算乙醇的摩尔分数
根据溶质的摩尔分数公式：$\mathrm{溶质的摩尔分数}=\dfrac{\mathrm{溶质的物质的量}}{\mathrm{溶质的物质的量}+\mathrm{溶剂的物质的量}}\times 100\%$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的摩尔分数为$\dfrac{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{mol}}}{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{mol}}+\dfrac{50.0\mathrm{g}}{154\mathrm{g}/\mathrm{mol}}}\times 100\%\approx 66.7\%$。
步骤 3：计算乙醇的质量摩尔浓度
根据质量摩尔浓度公式：$\mathrm{质量摩尔浓度}=\dfrac{\mathrm{溶质的物质的量}}{\mathrm{溶剂质量}}$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的质量摩尔分数为$\dfrac{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{mol}}}{0.05\mathrm{kg}}\approx 13.04\mathrm{mol}/\mathrm{kg}$。
步骤 4：计算乙醇的物质的量浓度
根据密度公式：$\mathrm{\rho }=\dfrac{\mathrm{m}}{\mathrm{V}}$，乙醇的四氯化碳溶液的体积为$\dfrac{30.0\mathrm{g}+50.0\mathrm{g}}{1.28\mathrm{g}/\mathrm{mL}}=62.5\mathrm{mL}$；根据物质的量浓度公式：$\mathrm{c}=\dfrac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}}$，乙醇的四氯化碳溶液中，乙醇的物质的量浓度为$\dfrac{\dfrac{30.0\mathrm{g}}{46\mathrm{g}/\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}}{0.0625\mathrm{L}}\approx 10.43\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}/\mathrm{L}$。