Question

12．某化學研究性學習小組需配制含有NH₄⁺、Cl^-、K⁺、SO₄^2-的植物培養(yǎng)液500mL，且使培養(yǎng)液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1．實驗室提供的藥品有：NH₄Cl、KCl、（NH₄）₂SO₄、K₂SO₄和蒸餾水．
回答下列問題：
（1）該植物培養(yǎng)液中，NH₄⁺的物質(zhì)的量濃度為0.8mol/L．
（2）甲同學用14.9gKCl和26.4g26.4（填化學式）兩種物質(zhì)進行配制，即可達到實驗要求．
（3）乙同學用（NH₄）SO₄、NH₄Cl和K₂SO₄（填化學式）三種物質(zhì)進行配制，也可達到實驗要求，其中（NH₄）SO₄的物質(zhì)的量濃度為0.1mol，NH₄Cl的質(zhì)量為0.2mol；若將該植物培養(yǎng)液加水稀釋至800mL，則稀釋后溶液中NH₄Cl的物質(zhì)的量濃度為0.25mol/L．

Answer 1

分析 （1）要求該培養(yǎng)液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1，依據(jù)電荷守恒計算溶液中銨根離子濃度；
（2）依據(jù)質(zhì)量守恒定律及m=cVM計算需要溶質(zhì)的質(zhì)量；
（3）依據(jù)溶液中所含離子成分及濃濃度關系判斷解答；稀釋過程中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，據(jù)此計算出稀釋后溶液中氯化銨的濃度．

解答 解：（1）所得溶液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1，依據(jù)溶液中電荷守恒規(guī)律可知：c（Cl^-）+2c（SO₄^2-）=c（K⁺）+c（NH₄⁺），即：0.4mol/L+2×0.4mol/L=0.4mol/L+c（NH₄⁺），解得：c（NH₄⁺）=0.8mol/L，
故答案為：0.8mol/L；
（2）要求該培養(yǎng)液中c（Cl^-）=c（K⁺）=0.4mol•L^-1，c（NH₄⁺）=0.8mol/L，則需要氯化鉀的物質(zhì)的量濃度為0.4mol/L，需要氯化鉀固體質(zhì)量為：m=0.4mol/L×0.5L×74.5g/mol=14.9g；
要使c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1，c（NH₄⁺）=0.8mol/L，則需要硫酸銨的物質(zhì)的量濃度為0.4mol/L，需要硫酸銨固體質(zhì)量為：m=0.4mol/L×0.5L×132g/mol=26.4g，
故答案為：26.4；
（3）配制含有NH₄⁺、Cl^-、K⁺、SO₄^2-的植物培養(yǎng)液500mL，且要求該培養(yǎng)液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1，c（NH₄⁺）=0.8mol/L，需要硫酸鉀的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{2}$×0.4mol/L×0.5L=0.1mol，需要硫酸銨的物質(zhì)的量為：0.4mol/L×0.5L-0.1mol=0.1mol，需要氯化銨的物質(zhì)的量為：0.8mol/L×0.5L-0.1mol×2=0.2mol；
稀釋過程中氯化銨的物質(zhì)的量不變，則稀釋后溶液中氯化銨的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.2mol}{0.8L}$=0.25mol/L，
故答案為：K₂SO₄；0.1mol；0.2mol；0.25mol/L．

點評 本題考查了物質(zhì)的量的計算，題目難度中等，明確物質(zhì)的量濃度的概念及表達式為解答關鍵，試題知識點較多，充分考查學生的分析能力及化學計算能力．