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有关溶液中溶质质量分数的计算

2011-12-31王佩

成才之路 2011年30期

  一、知识要点
  1. 溶质的质量分数
  定义:溶质的质量分数是溶质的质量与溶液的质量之比。
  2. 常用计算公式
  (1)溶质质量分数=溶质质量/溶液质量×100%。
  注意:由多种溶质组成的混合溶液中溶质质量分数的计算。
  (2)溶液质量与体积之间的换算。
  溶液质量(克)=溶液体积(毫升)×溶液密度(克/毫升) 。
  (3)溶液的稀释:m浓溶液×a%=m浓溶液×b% (a>b) 。
  其中:m浓溶液=m浓溶液+m水。
  若用溶质质量分数不同(a%、b%)的溶液A、B,配制中间溶质质量分数的溶液(c%),则:mA×a%+mB×b%=(mA+mB)×c%。
  (4)不同溶液进行反应,涉及反应前后某溶液中溶质质量分数的计算:根据化学方程式进行有关溶液参加反应的计算,参加反应的及反应后生成的都指的是溶液中的溶质,所以必须以溶质的质量列比例式。
  二、方法引导
  1. 明确关系
  用水稀释浓溶液或同种溶质的溶液混合后,溶质的总质量不变。
  2. 掌握公式
  溶质质量分数=溶质质量/溶液质量×100%。
  3. 领会关键
  判断溶液是否饱和或者判断在发生变化的过程中,溶质和溶剂质量的变化。
  4. 切记要点
  (1)结晶水合物溶解时,准确判断溶质和溶剂的质量,所得溶液中的溶质是结晶水合物中的无水物。
  (2)配制溶液时,所加的物质能与水发生化学反应,那么首先应根据化学反应方程式判断溶质(即生成物)和溶质的质量,然后求出溶质的质量分数。
  (3)在有关溶质的质量分数与化学方程式的综合计算和溶液总质量的计算过程中,若反应中有沉淀或气体生成,在计算溶液的质量时,应减去生成沉淀或气体的质量。
  三、例题解析
  例1有100g10%的食盐溶液,欲将其质量分数增大到15%,需蒸发掉多少克水或加入多少克食盐。
  解析:该题是有关将一定溶质质量分数的溶液通过蒸发溶剂或增加溶质方法使其溶质的质量分数增大。
  解:(1)需蒸发掉x克水
  100×10%=(100- x) ×15%
  得:x=33.3克。
  (2)需加入y克含盐
  100+10%+y=(100+y)×15%
  得:y = 5.9克
  例2质量分数为5%的MgSO4溶液240克,若蒸发掉215.4克水,剩下的水刚好与溶质形成MgSO4·xH2O,试求x值。
  解析:该题是有关结晶水合物的计算问题,解题时应注意溶质和溶剂质量的判断。
  解:MgSO4的质量为:240×5%=12克
  H2O 的总质量为:240-12=228克
  结晶水的质量为:228-215.4=12.6克
  答:略。
  例3化学实验室现有98%的浓硫酸,但在实验中常用到较稀的硫酸。请把50克质量分数98%的浓硫酸,稀释为质量分数20%的硫酸。
  (1) 稀释后硫酸溶液溶质的质量为多少克。
  (2) 稀释时所需水的质量为多少克。
  解析:该题是有关溶液稀释的计算问题,解题时要注意溶液在稀释前后溶质的质量保持不变,据此可列关系式进行计算。
  (1) 稀释后溶质的质量=50g×98%=49g。
  (2) 设稀释时所需水的质量为x。
   50g×98%=(50+x) ×20%
   x=195g
  例4某班一次社会实践活动是到连云港碱厂参观,该厂主要产品之一是小苏打(碳酸氢钠)。参观结束,同学们带回一些化验室里废弃的小苏打样品,来测定其中碳酸氢钠的质量分数(假设该样品中只含有氯化钠一种杂质)。取样品9.3 g逐滴加入稀盐酸,生成CO2气体的质量与滴加稀盐酸的质量关系如下图所示,求(计算结果用百分数表示,保留到小数点后一位数字):
  (1)样品中碳酸氢钠的质量分数。
  (2)恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数。
  解析:该题主要通过化学反应的图像来考查学生根据化学方程式计算的能力。解答本题关键要读懂图像,拐点处说明9.3g样品中碳酸氢钠反应完了,再加稀盐酸也不会产生CO2,所以根据4.4gCO2的质量可以算出9.3g样品中碳酸氢钠的质量,同时也就得出9.3g样品中杂质氯化钠的质量。计算所得溶液中溶质的质量分数,所得溶液的质量采用整体法计算,利用反应前物质的总质量减去反应后生成的气体或沉淀的质量(9.3g+25.1g-4.