Question

12．某化学研究性学习小组需配制含有NH₄⁺、Cl^-、K⁺、SO₄^2-的植物培养液500mL，且使培养液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1．实验室提供的药品有：NH₄Cl、KCl、（NH₄）₂SO₄、K₂SO₄和蒸馏水．
回答下列问题：
（1）该植物培养液中，NH₄⁺的物质的量浓度为0.8mol/L．
（2）甲同学用14.9gKCl和26.4g26.4（填化学式）两种物质进行配制，即可达到实验要求．
（3）乙同学用（NH₄）SO₄、NH₄Cl和K₂SO₄（填化学式）三种物质进行配制，也可达到实验要求，其中（NH₄）SO₄的物质的量浓度为0.1mol，NH₄Cl的质量为0.2mol；若将该植物培养液加水稀释至800mL，则稀释后溶液中NH₄Cl的物质的量浓度为0.25mol/L．

Answer 1

分析 （1）要求该培养液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1，依据电荷守恒计算溶液中铵根离子浓度；
（2）依据质量守恒定律及m=cVM计算需要溶质的质量；
（3）依据溶液中所含离子成分及浓浓度关系判断解答；稀释过程中溶质的物质的量不变，据此计算出稀释后溶液中氯化铵的浓度．

解答 解：（1）所得溶液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1，依据溶液中电荷守恒规律可知：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，
故答案为：0.8mol/L；
（2）要求该培养液中c（Cl^-）=c（K⁺）=0.4mol•L^-1，c（NH₄⁺）=0.8mol/L，则需要氯化钾的物质的量浓度为0.4mol/L，需要氯化钾固体质量为：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，则需要硫酸铵的物质的量浓度为0.4mol/L，需要硫酸铵固体质量为：m=0.4mol/L×0.5L×132g/mol=26.4g，
故答案为：26.4；
（3）配制含有NH₄⁺、Cl^-、K⁺、SO₄^2-的植物培养液500mL，且要求该培养液中c（Cl^-）=c（K⁺）=c（SO₄^2-）=0.4mol•L^-1，c（NH₄⁺）=0.8mol/L，需要硫酸钾的物质的量为：$\frac{1}{2}$×0.4mol/L×0.5L=0.1mol，需要硫酸铵的物质的量为：0.4mol/L×0.5L-0.1mol=0.1mol，需要氯化铵的物质的量为：0.8mol/L×0.5L-0.1mol×2=0.2mol；
稀释过程中氯化铵的物质的量不变，则稀释后溶液中氯化铵的物质的量浓度为：$\frac{0.2mol}{0.8L}$=0.25mol/L，
故答案为：K₂SO₄；0.1mol；0.2mol；0.25mol/L．

点评 本题考查了物质的量的计算，题目难度中等，明确物质的量浓度的概念及表达式为解答关键，试题知识点较多，充分考查学生的分析能力及化学计算能力．