由一道化学计算题想到的
2008-06-16李亚博
中学生数理化·教与学 2008年1期
李亚博
有这样一道题:将20℃时的饱和CuSO 4溶液200 g蒸发掉50 g水后,再降温到20 ℃,析出的CuSO4·5H2O晶体是多少克?(20 ℃时CuSO4的溶解度为20 g)
先看下面两种解法:
第一种:设析出的CuSO4·5H2O的质量为x.
答:析出的CuSO4·5H2O晶体是17.6 g.
两种解法似乎都有道理,但认真分析一下,第一种解法是错误的.这种解法沿用了以前所用的“蒸发溶剂析出溶质只与溶剂有关”的列比例法,先求出CuSO4的析出量,再求出相对应的CuSO4·5H2O晶体的量,错误的原因是忽略了结晶水合物中所含的结晶水的量.脱离溶液的溶剂的量应含两个方面:第一,蒸发掉的水;第二,结晶水合物中的水,这些结晶水合物中的水在溶液中起溶剂作用,析出时却变成了固态.题中蒸发掉的50 g水,仅是由溶剂(水)变成蒸气的量,不含结晶水的量,这与过去所用的析出溶质不含结晶水的运算是不能混用的.第二种解法中100 g-(31.3 g-20 g)=88.7 g才相当于溶解度概念中100 g水的溶剂量.
我们可以探索其他的解题方法.像上题蒸发溶剂析出晶体的运算,应列为另一类运算.它既不同于一般减少溶剂析出溶质的方法,也不同于降低温度析出晶体那样先求出溶液析出的溶质,再根据化学方程式换算成相应的结晶水合物的方法.这类题的运算,关键是先明确溶剂量(蒸发掉的量和结晶水的量)和溶质及结晶水在结晶水合物中的质量分数,然后按照适当的运算方法得到正确答案.当然,用数学方法同样可使问题得以解决.
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