Question

4．（1）某Al₂（SO₄）₃溶液VmL中含有ag Al³⁺，取$\frac{V}{4}$mL的溶液稀释到4VmL，SO₄^-的物质的量浓度为$\frac{125a}{36V}$mol/L
（2）在标准状况下，CO和CO₂的混合气体共33.6L，质量为62g，则其中CO₂为1.25mol，CO占总体积的比例为1：6．
（3）将6.5g锌放入足量的稀硫酸中充分反应，得到80ml密度为1.25g/mL的溶液．试计算所得溶液中ZnSO₄的物质的量浓度和质量分数各是多少？（写出解题过程）

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$计算ag Al³⁺的物质的量，进而计算$\frac{V}{4}$mL溶液中Al³⁺的物质的量，根据电荷守恒可知2n（SO₄^2-）=3n（Al³⁺），据此计算$\frac{V}{4}$mL溶液中SO₄^2-的物质的量，稀释为4VmL，溶液中SO₄^2-的物质的量不变，再根据c=$\frac{n}{4}$计算稀释后溶液SO₄^2-的物质的量浓度．
（2）根据n=$\frac{V}{Vm}$计算物质的量，根据总质量和总物质的量列式计算可得CO和CO₂的物质的量，进而计算CO占总体积的比例；
（3）根据n=$\frac{m}{M}$计算6.5gZn的物质的量，根据Zn元素计算生成的n（ZnSO₄），根据c=$\frac{n}{V}$计算ZnSO₄的物质的量浓度；
根据m=nM计算ZnSO₄的质量，根据m=ρV计算溶液的质量，根据溶质质量分数=$\frac{m（溶质）}{m（溶液）}$×100%计算所得反应中硫酸锌的质量分数．

解答 （1）解：ag Al³⁺的物质的量为$\frac{ag}{27g/mol}$=$\frac{a}{27}$mol，故$\frac{V}{4}$mL溶液中Al³⁺的物质的量为$\frac{a}{27}$mol×$\frac{1}{4}$=$\frac{a}{108}$mol，

根据电荷守恒可知2n（SO₄^2-）=3n（Al³⁺），故$\frac{V}{4}$mL溶液中SO₄^2-的物质的量为$\frac{a}{108}$mol×$\frac{3}{2}$=$\frac{a}{72}$mol，
取$\frac{V}{4}$mL溶液稀释到4V mL，则稀释后溶液SO₄^2-的物质的量浓度为$\frac{\frac{a}{72}mol}{4V×10{\;}^{-3}L}$=$\frac{125a}{36V}$mol/L，
故答案为：$\frac{125a}{36V}$mol/L；
（2）标准状况下，Vm=22.4L/mol，n=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，两种气体总的物质的量为1.5mol；设CO的物质的量为x，CO₂的物质的量为y，
则有：x+y=1.5，28x+44y=62，解之得：x=0.25mol，y=1.25mol，$\frac{0.25}{1.25}$=$\frac{1}{6}$；
故答案为：1.25mol；1：6；
（3）解：6.5gZn的物质的量为$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol，根据Zn元素可知生成的n（ZnSO₄）=0.1mol，故Z所得溶液中ZnSO₄的物质的量浓度为$\frac{0.1mol}{0.08L}$=1.25mol/L；
ZnSO₄的质量为0.1mol×161g/mol=16.1g，溶液的质量为80mL×1.25g/mL=100g，故所得反应中硫酸锌的质量分数为$\frac{16.1g}{100g}$×100%=16.1%，
答：所得溶液中硫酸锌的物质的量浓度为1.25mol/L，溶质质量分数为16.1%．

点评 本题考查物质的量浓度的有关计算，明确物质的量浓度概念及有关物质的量为核心的计算公式是解题关键，题目难度中等．