初中化学有关溶液质量变化的归纳

2016-01-19马宏建

中学化学 2015年12期

关键词：饱和溶液溶质溶剂

马宏建

一、由溶质或溶剂的质量变化引起溶液质量的变化

1.溶液处于不饱和状态

（1）溶液由浓变稀（溶液的稀释）

加入溶剂，溶液的质量将增大。

（2）溶液由稀变浓

①加入溶质时，无论溶质是否含有结晶水，溶液的质量都将增大。 ②蒸发溶剂时，溶液的质量将减小（不一定有晶体析出）。 ③加入含同种溶质的浓溶液时，混合后溶液的质量等于混合前两溶液的质量之和。

2.溶液处于饱和状态

（1）不考虑温度变化的因素

①加入不能生成结晶水合物的同种固体溶质，溶液的质量不变。如向NaCl饱和溶液中加入NaCl固体。 ②加入含同种溶质的结晶水合物，溶液的质量不变。如向CuSO4饱和溶液中加入胆矾。 ③加入能生成结晶水合物的（含同种溶质的）无水物，溶液的质量将减小。如向CuSO4饱和溶液中加入无水CuSO4（在析出结晶水合物CuSO4·5H2O时，带出了部分饱和溶液）。 ④加入溶剂，溶液的质量将增大；蒸发溶剂，溶液的质量将减小（同时将析出晶体）。 ⑤加入一种或多种其它溶质，若它们相互间不发生反应，则溶液的质量将增大。如向NaCl饱和溶液中加入KNO3固体，原溶液对NaCl来说已饱和，但对加入的溶质KNO3来说未饱和，因此加入的KNO3会溶解。

（2）不考虑溶剂蒸发、溶质分解的因素

温度升高，溶液的质量不变[Ca（OH）2等例外，下同]；温度降低，溶液的质量将减少（有晶体析出）。

（3）当某饱和溶液与未溶解的溶质形成固——液混合物时，温度升高，溶液的质量将增大（固体溶质溶解）；温度降低，溶液的质量将减小（析出晶体）。例1 在下列情况下，溶液的质量将增大的是（ C），溶液的质量将减小的（ D）。 A.20℃时，向100 g NaCl饱和溶液中加入10 gNaCl B.将100 g饱和石灰水的温度从30℃降低到10℃ C.将剩有未溶解的KNO3固体的KNO3饱和溶液加热 D.保持温度不变，向100 g CuSO4饱和溶液中加入5 g无水CuSO4

二、敞放一段时间后溶液质量的变化

1.没有发生化学反应的情况

（1）有吸水性的物质，溶液的质量将增大。如浓H2SO4。

（2）有挥发性的物质，溶液的质量将减小。如浓HCl、浓HNO3、浓氨水等。

（3）既无吸水性，又无挥发性的物质，只要温度不改变，溶剂不蒸发，溶液的质量就不会发生变化。如NaCl、KNO3溶液。

（4）若溶剂蒸发，则溶液的质量将减小。

2.有化学反应发生的情况

（1）生成可溶物，溶液的质量将增大。如NaOH、KOH等溶液。

原因：它们会与空气中的CO2反应，同时其生成物又易溶于水，因此溶液的质量会增大（不考虑溶剂的蒸发）。

（2）生成不溶物，溶液的质量将减小。如Ca（OH）2、Ba（OH）2等溶液。

原因：它们与CO2反应后，生成的不溶物会从溶液中析出，因此溶液的质量会减小。例2如果温度不变化，溶剂也不蒸发，下列物质在空气中敞放一段时间后。溶液的质量减小的是（ A、D），溶液的质量增大的是（ B）。 A.浓盐酸 B.NaOH溶液 C.NaCl溶液 D.澄清的石灰水

三、发生置换反应时溶液质量的变化

1.活泼金属与非氧化性酸反应，活泼金属与水反应，溶液的质量都将增大

原因：进入溶液的是金属，从溶液中逸出的是H2，而无论哪种情况，参加反应的金属的质量都大于反应产生H2的质量。

为方便叙述，我们将溶液在化学反应前后的质量变化量用Δm来表示。

Δm=进入溶液的物质的质量-从溶液中分离出来的物质的质量。

说明：（1）进入溶液的物质包括进入溶液的气体、液体和固体，从溶液中分离出来的物质包括生成的沉淀和逸出的气体。

（2）通常用化学方程式中相应物质的相对分子质量的差值来确定Δm的值。若Δm>0，溶液的质量将增大；若Δm<0，溶液的质量将减小。如锌和稀硫酸反应：

Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑

Δm=65-2=63

钠和水反应

2Na+2H2O2NaOH+H2↑

Δm=23×2-2=44

上述两个反应的Δm都大于0，故溶液的质量均增大。

2.金属与盐溶液反应，溶液的质量有可能增大，也有可能减小

同理，溶液质量的变化主要决定于Δm的大小（即参加反应的金属单质与反应后生成的金属单质的质量差）。若Δm>0，溶液的质量将增大；如Zn和CuSO4溶液的反应，Δm=65-64=1。若Δm<0，溶液的质量将减小。如Cu和AgNO3溶液的反应，Δm=64-2×108=-152。例3在托盘天平的两端各放一个质量相等的烧杯，分别放入质量相等的过量的稀H2SO4，天平保持平衡。现在向左端的烧杯中加入16 g镁。若要使反应后天平仍保持平衡，应向右端的烧杯中加入 g铝。解析要使反应后天平仍保持平衡，必须满足的条件是左右烧杯中的溶液的质量增加量相等，即Δm相等。解设左端溶液增加的质量为X，右端加入的铝的质量为y。根据题意有： .

四、发生复分解反应时溶液质量的变化

1.酸与金属氧化物反应，溶液的质量一般增大

原因：金属氧化物溶于酸，且一般没有沉淀生成，故Δm>0。如CuO和稀H2SO4反应，Δm=80 g；MgO和稀HCl反应，Δm=40 g。（BaO和H2SO4反应例外，Δm=153 g-233 g=-80 g）。

2.酸和碱反应

（1）不溶性碱与酸反应，溶液的质量将增大。

原因：不溶性碱溶于酸，故Δm>0。如Fe（OH）3溶于稀盐酸中。

（2）碱溶液与酸反应，溶液的质量总和一般不变。

原因：反应后生成盐和水，且一般没有沉淀生成，故Δm>0。如NaOH溶液和稀H2SO4反应。[Ba（OH）2溶液与稀H2SO4反应例外，Δm=-233]。

3.酸和盐反应

（1）酸与固态碳酸盐反应，溶液的质量将增大。

原因：碳酸盐溶于酸，并逸出CO2。由于参加反应的碳酸盐的质量肯定大于反应产生的CO2的质量，故Δm>0。

如CaCO3和稀HCl反应。