计算专题二溶质质量分数的计算.doc

溶液的组成及溶质质量分数的计算能力目标1、 准确理解溶质质量分数及密度的概念，能够根据它们与溶质质量、溶剂质量、溶液质量和溶液体积之间的关系，进行有关换算，培养综合计算能力。2、 能够正确分析溶液加水稀释或加溶质变浓过程，进行有关溶质质量分数变化的计算。培养分析和计算能力。3、 通过联系实际和实验的有关计算，体会溶质质量分数计算的意义。知识点1 溶液的概念、特征及组成知识疏理 对溶液的概念、组成、特征这一考点知识的理解，比较困难，是难点。掌握这一考点最根本的是溶液的均一性、稳定性。要学会对给定的生产、生活中的实例，判断其是否属于溶液；根据溶液的组成，判断溶液中溶质和溶剂的种类，以及分析溶质和溶剂的量的变化。考题经典题1 (2002南京市)海水淡化可采用膜分离技术。如下图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是( ) A 溶质质量增加 B 溶剂质量减少C 溶液质量不变 D 溶质质量分数减少思路点拨 此题以海水淡化为情境，考查对溶液组成中各种量变化的理解。溶液是由溶质和溶剂组成的混合物，海水中各种离子所形成的物质为溶质，水为溶剂。加压后，海水中水分子透过淡化膜进入淡水池，海水中溶剂质量减少，而海水中各种离子的质量(即溶质的质量)不变。但溶质的质量分数将增大。答案点击 B知识点2 饱和溶液、不饱和溶液及其相互转化知识疏理根据外界条件的变化分析饱和溶液和不饱和溶液及相互转化。根据饱和溶液、不饱和溶液的概念，判断溶液的饱和性；根据温度、溶质的量、溶剂的量的改变，选择相互转化的条件；将化学反应引入饱和溶液中各种量(溶质、溶剂的质量、溶质的质量分数、密度等)的分析。考题经典题1 (2002湛江市)室温下，向一定质量的NaCl溶液中加入10gNaCl固体，充分搅拌后，尚有部分固体未溶解，再加入10g水后，剩余固体全部溶解。下列判断正确的是( )A 加水前一定是饱和溶液B 加水前可能是饱和溶液C 加水后一定是饱和溶液D 加水后可能是饱和溶液思路点拨 此题要求判断溶液的饱和性，关键在于明了判断的标准。要确定某一溶液是否饱和，只要看在一定温度下，有没有不能继续溶解的剩余溶质存在，如有，且溶质的量不再减少，那么这种溶液就是饱和溶液。室温下，向一定质量的NaCl溶液中加入NaCl固体，有固体未溶，说明原溶液为不饱和溶液，现溶液为饱和溶液；再加入水后，剩余固体全部溶解，这时的溶解有两种可能：恰好为饱和溶液或不饱和溶液。答案点击 AD题2 (2001广州市)下述方法：加水；加硝酸钾；蒸发水；冷却；加热但保持溶液质量不变；加饱和硝酸钾溶液中，能使接近饱和的硝酸钾溶液由不饱和变为饱和的是( )A B C D 思路点拨 此题考查饱和溶液和不饱和溶液之间转化条件的选择。解题的关键要理解饱和溶液与不饱和溶液之间互换是有条件的，即从温度、溶质的量、溶剂的量来考虑采取措施。增加溶质的量、减少溶剂的量都可以使不饱和溶液转化为饱和溶液，而改变温度，要考虑溶质的性质。如K、Ca(OH)的溶解度随温度的上升，一个上升，一个下降，降温，能使接近饱和的硝酸钾溶液变为饱和溶液。答案点击 C题3 (2001天津市)下列有关溶液(固体溶质)的叙述，正确的是( )A 某物质的饱和溶液变为不饱和溶液，溶质的质量分数一定变小B 在一定温度下，同一物质的饱和溶液一定比不饱和溶液溶质的质量分数大C 任何物质的饱和溶液，当温度降低时一定会析出溶质D 饱和溶液析出晶体后，剩余溶液中溶质的质量分数一定变小思路点拨 此题为饱和溶液与不饱和溶液互换过程中，溶液中各种量变化的可能性分析。解题关键是要从温度、溶质和溶剂量的变化分析可能性。解题方法为反例否定法。如A中反例：给饱和溶液升温，变为不饱和溶液，但溶质的质量分数不变；C中反例：给Ca(OH)饱和溶液降温，溶液从饱和变为不饱和，没有晶体析出；D中反例：恒温蒸发溶剂，析出晶体后，由于溶液还是该温度下的饱和溶液，溶质的质量分数不变。答案点击 B题4(2001厦门市)如图所示，在室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。 (1)现加入少量食盐晶体，充分搅拌和静置后，在温度不变的情况下，小球在液面沉浮情况有何变化，并简叙原因_; (2)若要在不用外力的情况下使小球略上浮，你准备采取的具体方法是_ 。思路点拨 此题为跨学科开放性试题，试题将饱和溶液的性质(饱和性、密度)与物理学科的浮力结合起来考查学生对溶液的概念、饱和溶液的形成的理解程度。在温度不变的情况下，在食盐饱和溶液中再加入食盐晶体，不能再溶解，溶液的密度不变，小球沉浮情况不变。若使小球上浮，即需增大溶液的密度，应从影响饱和溶液组成的因素去思考。改变溶质、溶剂的量和温度。答案点击 (1)沉浮情况不变；因为将氯化钠晶体投入氯化钠饱和溶液中，不会继续溶解，溶液密度不变，小球排开水的体积不变 (2)答案开放，可能的答案：A.可加入如等(不反应的其他晶体)晶体；B.可加入如AgNO等(反应但使溶液质量和密度增大)晶体；C.可升温后加入NaCl晶体，使溶液密度增大；D.可加入密度比饱和食盐水大的其他可与食盐水混溶的溶液。知识点3 溶解度、溶解度曲线知识疏理正确理解溶解度概念、溶解度曲线上点的意义。根据物质的溶解度，判断物质的溶解性(难溶、微溶、可溶、易溶)；正确描述物质溶解度的含义；根据不同物质的溶解度曲线，比较同一温度下溶解度的大小，或判断物质的溶解度随温度的变化趋势，确定从混合物中提纯物质的方法(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液)；根据给出一组数据，分析分离物质的最佳温度。考题经典题1(2002黄冈市)下图表示X、Y两种不含结晶水的固体物质的溶解度曲线。根据图示，判断下列说法中错误的是( ) A X、Y都是易溶物质B t时，X、Y的饱和溶液中溶质的质量分数相等C 将t时，X、Y的饱和溶液均分别降温到t，X溶液中析出晶体的质量比Y的多D 当X的饱和溶液中含有少量Y时，不能通过降温结晶的方法提纯X思路点拨 此题考查对溶解度曲线以及曲线上点的意义的理解。溶解度曲线是指饱和溶液中在100g水中溶解的溶质质量随温度的变化关系。一般在室温(20)下，溶解度大于10g，该物质为易溶物；两曲线的交叉点表示两物质在该温度下溶解度相等，则此温度下两饱和溶液中溶质的质量分数相等；由于物质的溶解度，不同的物质受温度的影响不同，当降温时，从饱和溶液中析出晶体的质量也不同，从溶解度曲线上分析XY，且如果X中含少量Y时，可以通过冷却X的热饱和溶液提纯X。答案点击 D题2 (2002天门市)氯化钠和碳酸钠晶体的溶解度(0)如下表所示： 温 度物 质0102030NaCl35.7g35.8g36.0g36.3gNa2CO310H2O7g12.5g21.5g38.8g根据上表分析下列几种说法：碳酸钠晶体的溶解度受温度影响较大将含水各100g的氯化钠与碳酸钠的饱和溶液，从30降至，析出晶体的质量相等氯化钠和碳酸钠晶体的溶解度相等时所对应的温度在2030之间若有氯化钠和碳酸钠晶体的混合物100g(其中NaCl的质量分数为5%)，则从中分离出碳酸钠晶体的最佳温度是0上述说法中，完全正确的一组是( )A B C D 思路点拨 此题给定不同温度下氯化钠、碳酸钠晶体的溶解度，分析温度改变时，饱和溶液中各种量的变化和物质分离方法选择。由数据分析知，NaCl的溶解度受温度的影响很小，而Na10的溶解度随温度升高，增加的程度较大，这就说明如果冷却含水100g的NaCl和Na的饱和溶液，析出晶体的质量：Na2CO310H2O (38.8g-7g)NaCl(36.3g-g)。通过冷却热饱和溶液的方法，可以从含少量NaCl的Na2CO310H2O固体混合物中提纯NaNa2CO310H2O，且溶解度差值越大的温度最适宜。由表中数据，也可知NaCl和Na2CO310H2O的溶解度相等的温度应在20之间。答案点击 C题3 (2002杭州市)人们在日常生活中经常饮用雪碧，下列有关雪碧的叙述正确的是( )A 在饮用雪碧后的一段时间内，人体内血液的pH将上升B 夏天饮用冰雪碧，喝后不久打嗝主要是因为雪碧受热，溶于雪碧中的CO溶解度变小，放出大量气体C 往雪碧中滴入酚酞指示剂，雪碧变红色D 喝雪碧后打嗝是一种热辐射过程思路点拨 此题是有关气体物质的溶质的溶解度和外界条件(压强、温度)的相关知识。雪碧汽水中含有碳酸水，呈弱酸性，饮用后，人体内血液的pH将下降；碳酸水能使紫色石蕊试液变红，而不能使酚酞指示剂变色。气体的溶解度随温度升高而减小，通过打嗝放出气体，同时带走体内部分热量，起降温作用。答案点击 B知识点4 溶液中溶质质量分数的计算知识疏理溶液中溶质质量分数的计算关键在于理解概念的含义和数学表达式及分式变换，分析溶液中溶质、溶剂及溶液的质量或加入物质与水发生反应后所得溶液中溶质、溶剂及其相关量。包括通过实验数据计算，或通过化学反应，判断生成物溶液中溶质的种类及其质量，或给溶液中某种元素的质量分数(或溶液中某种离子与水分子的个数比等形式)计算溶质的质量分数。考题经典题1 (2001绍兴市)15.4gNaCl完全溶解在图甲所示的水中，将完全溶解后所得溶液全部倒入原量筒中，液面位置如图乙，则所得NaCl溶液的密度为_，溶质的质量分数为_。 思路点拨 此题通过溶液配制的实验计算溶液的密度和溶质的质量分数。溶液的密度(溶质+溶剂)的质量溶液的体积溶质的质量分数溶质质量溶液质量100%由题意，溶质质量为15.4g，通过甲图知水的体积为60.0mL，因水的密度一般为1g/cm，所以溶剂的质量为60.0mLg/cm60.0g。如图乙，知溶液体积为74.0mL，则所配NaCl溶液的密度为。溶质的质量分数为。答案点击 1.02kg/m 20.4%题2 (2001南京市)现有100mL的硫酸溶液，其密度为1.14g/cm，下列说法正确的是( )A 该溶液含溶质20gB 该溶液中，溶质质量溶液质量C 该溶液中，溶质质量溶剂质量15D 该溶液中，溶液质量溶剂质量54思路点拨 此题要求深刻理解溶质质量分数的含义。溶质的质量分数溶质质量/溶液质量溶质质量/(溶质+溶剂)质量溶质质量/密度体积公式变形为：溶质质量溶液质量溶质质量分数溶液密度体积溶质质量分数所以，本题中溶质质量为：100mL1.14g/cm22.8g。同时，本题中溶质质量分数为20%，可以理解为答案点击 D知识点5 溶液浓缩与稀释的计算知识疏理溶液浓缩与稀释计算的关键在于把握住稀释前后溶质质量保持不变，掌握:配制溶液的方法。对溶液浓缩、稀释过程的加以理解以及综合运用溶质质量分数、密度等概念进行分析计算的能力。从不同角度出发配制一定溶质质量分数的溶液方法的选择。考题经典题1 (2002常州市)工人师傅要用98%的浓硫酸(1.84g/cm3)稀释成15%的稀硫酸来清洗钢铁表面的铁锈(水的密度约为1g/cm)。问：(1)500mL溶质质量分数为98%的浓硫酸的质量为_g，其中溶质的质量为_g；(2)将500mL的浓硫酸稀释成15%的稀硫酸，约需加水_mL(计算结果保留1位小数)；(3)稀释浓硫酸的操作方法为_。思路点拨 此题关于溶液稀释的计算。解题关键在于运用稀释前后溶液中溶质保持不变，即稀释前溶质的质量稀释后溶质的质量，如用m、v、w%分别表示稀释前溶液的质量、体积、密度、溶质质量分数，用m、v、w%分别表示稀释后溶液的质量、体积、密度、溶质质量分数。则有如下数学表达式：mwmw% mv，mv， vwvw%本题(1)问500mL浓硫酸溶液质量mv500mL1.84g/cm920g，其中含H质量为mw%920g98%901.6g。(2)问中溶质质量稀释前后保持不变，mwmw，即500mL1.84g/cm98%m15%，m6010.7g，加水的质量为：6010.7g - 920g5090.7g。答案点击 (1)920 901.6 (2)5090.7 (3)把500Ml 的浓硫酸慢慢倒入5090.7mL水中，并不断搅动题2 (2002龙岩市)为了增强水的导电性，现采用100g的NaOH溶液来进行电解水的实验(化学方程式为2H通电)。通电一段时间后，测得NaOH溶液中溶质的质量分数为5%。计算电解水生成的氢气是( )A g B gC g D g思路点拨 此题电解NaOH溶液实质上是电解水，所以溶质质量分数变大。本题为溶液浓缩的计算。浓缩前后溶质质量保持不变。即设电解水的质量为x，则100g4%(100g-x)5%，x20g，20g水完全分解产生H的质量为20g100%2.22g。答案点击 B题3 (2002杭州市)某工厂在装备一件设备时，不小心把一个用镁合金制造的精密空心小球掉到一个又深、又小的坚固水泥小洞中了，用各种工具都取不出来，有人提出往小洞中倒入某种溶液使小球浮起的方法。现有三种物质的溶解度数据：溶解度/g 温度/ 0C物 质20406080100硝酸铜125.1159.8178.8207.8239.6硝酸钾31.664.0110.0169.0246.0氯化钾34.040.045.051.156.7注：水的密度为1g/cm，溶质溶于水后，溶液的体积变化忽略不计。保证不损坏小球的前提下，理论上可以用上表中_物质配制成溶液，倒入小洞中使小球浮起，该溶液的最低温度应保持在以上(已知该小球的密度为1.64g/cm)。在以上计算所得的最低温度时，该饱和溶液溶质的质量分数是_ ；若小洞的容积为4 000mL，要配制4 000mL上述饱和溶液理论上至少需溶质_g。思路点拨 此题运用溶液的知识去解决实际问题。从题意不损坏镁合金小球，使小球浮起，得条件是所选溶液不能与镁发生反应，且溶液的密度大于金属小球的密度(1.64g/cm)，由此，镁与硝酸铜溶液能发生反应不能选用；由氯化钾溶解度在100时，最大为56.7g，其饱和溶液的密度为(56.7g+100g)/100mL100%1.57g/cm3，小于金属小球的密度(1.64g/cm)也不能选用；根据饱和溶液的密度，求溶解度。设在100g(100mL)水中达到饱和状态时最多溶解KNO质量为x。则溶液的密度溶液质量/溶液体积(x+100g)/100mL1.64g/cm，xg。查溶解度数据确定最低温度为40。则溶质质量分数为64.0g/(64.0g+100g)100%39.0%。要配制4 000mL 时的饱和溶液，需KNO：4 000mL1.64g/cm39.0%2 559g。答案点击 硝酸钾 40 39% 2 559题4 (2002北京市东城区)现有24%的硝酸钾溶液、2%的硝酸钾溶液、硝酸钾固体和水。请选用上述不同物质配制10%的硝酸钾溶液，将用量的最简整数比填入下表中相应的位置。24%硝酸钾溶液2%硝酸钾溶液硝酸钾固体水示例47方案1方案2方案3思路点拨 此题为溶液配制的方法归纳题：要配制10%的KNO溶液，可选用的方法有：(1)KNO固体和水(设质量分别为x、y)x(x+y)10% xy(2)24% KNO溶液加水(设质量分别为x、y)x24%（x+y）10% xy5(3)24%KNO和2% KNO混合(设质量比分别为x、y)x24%+y2%(x+y)10% xy(4)KNO固体加入到2% KNO溶液中(设质量分别为x、y)，则x+y2%(x+y)10%，xy445。答案点击24%硝酸钾溶液2%硝酸钾溶液硝酸钾固体水方案119方案257方案3454知识点6 化学方程式与溶液的综合计算知识疏理化学方程式与溶液的综合计算，是中考必考知识。以混合物(杂质不参加反应，可能作为生成物列入计算溶液的溶质质量分数)与某溶液反应，根据产生的气体(有时运用质量守恒定律确定)或生成沉淀的质量来确定混合物中该物质的含量，并计算生成物溶液中溶质的质量分数； 考题经典题1 (2002曲靖市)向盛有100g质量分数为4.9%的硫酸的烧杯中逐渐滴入质量分数为4%的NaOH溶液，下列表示烧杯中溶液的pH、导电性及溶液中Na4的质量分数的变化情况图象中(注：图中横坐标均表示所加NaOH溶液的质量m)，正确的是( ) 思路点拨 此题为分析判断类计算题，涉及知识有酸、碱中和反应计算、溶液pH、导电性、生成物质量分数的变化，解答图象题的关键是看图象的“三点(起点、转折点、终点)、一趋势(曲线变化的走向、斜率)”，并采用转折点对应的数据加以验证。设100g质量分数为4.9%的硫酸与4%的NaOH溶液正好完全反应，需NaOH溶液质量为x，生成Na的质量为y，则H + 2NaOH = Na + 2H98 80 142100g4.9% x4% y98/(100g4.9%)80/(x4%)， xg98/(100g4.9%)142/y， y7.1g当向100g的稀硫酸中不断加入4%的NaOH溶液时，以100g为转折点，分析转折前后的各种量的变化。A.溶液pH： 溶液溶质由H Na4 NaOH，pH应从小于7 等于7 大于7；B.溶液导电性：溶液中能自由移动的离子所带电荷数量没有变化 导电性应不变；C、D.Na质量分数：当正好反应时，质量分数为7.1g/（100g+100g）100%3.55%，且随NaOH溶液的不断加入，Na的质量分数应从坐标原点不断增大等于3.35%逐渐减小。答案点击 D题2 (2001河北省)某氯化钙样品中可能混有氯化铁、氯化镁、氯化钠和碳酸钠中的某些物质。取该样品11.1g溶于适量水中，得到澄清的无色溶液；然后向其中加入足量的硝酸银溶液，得到29.7g白色沉淀，则该样品组分的下列推断中，正确的是( )A 既无氯化铁，也无碳酸钠B 只有氯化镁，没有氯化钠C 肯定有氯化镁，可能有氯化钠D 肯定有氯化镁，也有氯化钠思路点拨 此题为分析推断类计算题。氯化钙样品溶于水得无色澄清溶液，则样品不含氯化铁(形成黄色溶液)、碳酸钠(与氯化钙反应生成沉淀)；然后计算推测氯化镁和氯化钠存在的可能性。解题方法是极端假设法和平均值法。即假设11.1g为纯净物氯化钙，计算与硝酸银溶液反应，生成氯化银沉淀的质量。设生成氯化银质量为x。CaCl + 2AgNO = a(NO) gCl111 28711.1 gxx28711.1g/11128.7g29.7g说明氯化钙样品中含有氯元素质量分数较CaCl中氯要高的物质。将物质化学式变形：CaCl MgCl NaCl CaCl MgCl 2NaCl观察除氯元素外其他部分，要使含氯量较CaCl高，则相对分子质量应小于CaCl，所以一定含MgCl。但也可能含NaCl。答案点击 AC题3 (2002湛江市)有一种只含SiO杂质(SiO不溶于水，也不与盐酸反应)的石灰石样品。某学生想测定该样品中碳酸钙的质量分数，他取用2g样品，把16g稀盐酸平均分4次加入，充分反应后剩余固体的质量依次记录于下表：稀盐酸的用量剩余固体的质量第一次加入4g1.4g第二次加入4g0.8g第三次加入4g0.5g第四次加入4g0.5g计算：(1)样品中碳酸钙的质量分数。(2)2