气体溶于水或溶液的有关计算

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1、气体溶于水或溶液的有关计算文／廖银燕气体溶于水或溶液的有关计算是中学化学的重点内容，因其知识面广，综合度高，已成为各级考试的热点，现以典型习题为例作一归类分析，供读者参考。一、单一气体完全溶于水的计算单一气体完全溶于水的计算是这类题目的基本题型。其涉及的气体为溶解度极大的气体，如ＨＣｌ、ＮＨ３。在解答充有该气体的容器倒置于水中的有关计算时，要抓住进入容器内水的体积与溶于水的气体体积相等这一解题要点。例1标准状况下，用一只充满干燥ＨＣｌ气体的烧瓶倒置在足量的水中，请回答下列问题：（1）能观察到的实验现象是__________。

2、（2）若烧瓶中溶液未扩散，其物质的量浓度为__________。分析：（1）ＨＣｌ是一种极易溶于水的气体，当充满ＨＣｌ气体的烧瓶倒置在足量水中时，因ＨＣｌ气体溶于水，导致瓶内气压大幅度下降，在大气压的作用下我们将观察到水逐渐充满整个烧瓶。（2）设烧瓶的体积为ＶL，由（1）分析可知，ＨＣｌ气体和所得盐酸的体积均等于烧瓶的体积，故有：n（ＨＣｌ）＝（ＶＬ／22．4Ｌ／ｍｏｌ）＝（Ｖ／22．4）ｍｏｌ　　c（ＨＣｌ）＝（（Ｖ／22．4）mol／ＶＬ）＝0．045ｍｏｌ／Ｌ从题解中可以看出，只要所得溶液的体积等于原充入烧瓶的极易溶于

3、水的气体体积，在标准状况下溶液的物质的量浓度都约为0．045ｍｏｌ／Ｌ，而与充入烧瓶的气体体积大小无关。二、单一气体部分溶于水的计算气体部分溶于水的情况在中学化学中有两种，一是气体的溶解度不大（例如ＳＯ２等）；二是气体与水反应，生成另一种溶解度较小的气体（例如ＮＯ２等）。解答此类题时应认真审题，理解气体部分溶于水的原因后，再依据题意进行作答。例2已知：　4ＮＨ４ＮＯ３3Ｎ２↑＋2ＮＯ２↑＋8Ｈ２Ｏ↑现将ＮＨ４ＮＯ３加热并使其完全分解，再将气体产物通入一预先盛有100ｍＬＨ２Ｏ的锥形瓶中，若测得锥形瓶中溶液的密度为1．0ｇ／ｍＬ

4、,c（ＮＯ３－）＝0．1ｍｏｌ／Ｌ，求参加反应的ＮＨ４ＮＯ３的质量。分析：由题意知，溶液中的ＮＯ３－是ＮＨ４ＮＯ３的分解产物之一ＮＯ２和Ｈ２Ｏ反应的结果。依方程式3ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ=2ＨＮＯ３＋ＮＯ不难知悉，能转化为ＮＯ３－的ＮＯ２仅占其总体积的（2／3）。设参加反应的ＮＨ４ＮＯ３物质的量为ｘ。4ＮＨ４ＮＯ３3Ｎ２↑＋2ＮＯ２↑＋8Ｈ２Ｏ↑ｘ（ｘ／2）2ｘ溶液的总质量：100ｇ＋2ｘ×18ｇ／ｍｏｌ＋（ｘ／2）×46ｇ／ｍｏｌ－（1／3）×（ｘ／2）×30ｇ／ｍｏｌ＝100ｇ＋54ｘｇ／ｍｏｌ

5、溶液的总体积：　（100ｇ＋54ｘｇ／ｍｏｌ／1．0ｇ／ｍＬ）×10－３Ｌ／ｍＬ溶液中ＮＯ３－的物质的量：　ｎ（ＮＯ３－）＝（100ｇ＋54ｘｇ／ｍｏｌ／1．0ｇ／ｍＬ）×10－３Ｌ／ｍＬ×0．1ｍｏｌ／Ｌ＝（2／3）×（ｘ／2）解得：ｘ=0．031ｍｏｌ故参加反应的ＮＨ４ＮＯ３的质量为：0．031ｍｏｌ×80ｇ／ｍｏｌ＝2．48ｇ三、单一气体溶于有关溶液的计算有些气体在水中的溶解性不大（例如Ｃｌ２、ＣＯ２等），但却十分易溶于某些溶液（例如ＮａＯＨ溶液等），其原因是气体与溶液中的溶质发生了反应。解答这类题目时

6、应根据题意写出有关的化学方程式后，再结合题给数据列式计算。例3已知Ｃｌ２在60℃的ＮａＯＨ水溶液中能同时发生两个自身氧化还原反应，反应完全后测得溶液中ＮａＣｌＯ与ＮａＣｌＯ３的物质的量之比为5∶2。现将Ｃｌ２通入到足量的60℃的ＮａＯＨ溶液中，若反应中共有1．5ｍｏｌ电子发生转移且反应后溶液的体积为500ｍＬ。计算各生成物（除Ｈ２Ｏ外）的物质的量浓度。分析：常温下Ｃｌ２虽溶于水，但溶解度不大，故在实验室中一般选用ＮａＯＨ溶液吸收Ｃｌ２。这是因为ＮａＯＨ溶液能与Ｃｌ２反应，生成ＮａＣｌＯ、ＮａＣｌＯ３、ＮａＣｌ等物质，加大了Ｃｌ２在其中溶解

7、度的缘故。解答本题的关键是在审清题意的基础上写出有关的反应方程式：　11Ｃｌ２＋22ＮａＯＨ＝5ＮａＣｌＯ＋2ＮａＣｌＯ３＋15ＮａＣｌ＋11Ｈ２Ｏ因生成ＮａＣｌ物质的量等于反应中转移的电子的物质的量，根据以上方程式可得：ｃ（ＮａＣｌ）＝（1．5ｍｏｌ／0．5Ｌ）＝3ｍｏｌ／Ｌｃ（ＮａＣｌＯ）＝（0．5ｍｏｌ／0．5Ｌ）＝1ｍｏｌ／Ｌｃ（ＮａＣｌＯ３）＝（0．2ｍｏｌ／0．5Ｌ）＝0．4ｍｏｌ／Ｌ四、混合气体溶于水的计算将水中溶解度不大的数种气体混合后通入水中，若气体的溶解度显著增大，则可判断混合气体与水发生了

8、化学反应，且大多为氧化还原反应。这类题目将基本概念、元素化合物、化学计算等知识融为一体，综合性强，能力要求高，解答时宜采用