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三类典型溶质质量分数易错计算题

       溶液中溶质的质量分数是指溶质的质量与溶液的质量之比,溶质的质量分数可用小数或百分数来表示(以前把溶液中溶质的质量分数称作溶液的百分比浓度)。计算难度一般不大,但有时往往会疏忽而导致错误的发生,以下三类是最容易发生错误的溶质质量分数的计算。

    1、能与溶剂发生化学反应的计算 

             例1把6.2克氧化钠溶于93.8克水中,求所得溶液的溶质质量分数。

                    错解:溶液的质量=6.2克+93.8克=100克 ,溶质质量=6.2克 。所得溶液中溶质的质量分数为6.2%。

                  错解原因:没有考虑到氧化钠溶于水时,能与水发生化学反应生成了氢氧化钠。氧化钠溶于水后,溶质不再是氧化钠,而是转变成了氢氧化钠了。

                  正解:溶液的质量为6.2克+93.8克=100克

          设氧化钠溶于水生成氢氧化钠的质量为X

              Na2O + 2 H2O== 2 NaOH
                            62       80    
                            6.2克        X 

                           62:80=6.2克:X   
X=8克 

                             
           所得溶液的溶质质量分数=质量的质量/溶液的质量=8克/100克=8%。

 结论:一些能与水化学反应的物质,在水里会生成新的物质,因此,溶质不再是原来的物质了,在计算溶质的质量分数时,一定先要通过化学方程式的计算求出溶液的溶质质量,然后利用溶液中溶质的质量分数计算的公式计算溶质的质量分数。常见的能与水发生反应的物质有氧化钠、氧化钾K2O+2H2O =2KOH)、氧化钙(2CaO+ H2O=Ca(OH)2)、三氧化硫(SO3+ H2O=H2SO4)、二氧化碳、二氧化硫(SO2+ H2O=H2SO3)、五氧二磷(P2O5 +3H2O=2H3PO4)。



       2、结晶水合物溶解后的计算 

             例2把25克硫酸铜晶体完全溶于75克水中,求所得溶液的溶质质量分数。

                    错解:溶液的质量=25克+75克=100克 ,溶质质量=25克 ,所得溶液的溶质质量分数为25%。

                 错解原因:没有考虑到结晶水合物溶于水后,原来的结合水变成了自由水,使溶质产生了变化。硫酸铜晶体(CuSO4.5H2O)溶于水后,溶质不再是五水硫酸铜,而是转变成了硫酸铜。

                 正解:溶液的质量=25克+75克=100克

      溶质质量=25克×CuSO4/ CuSO4.5H2O=25克×160/ 250=16克

              所得溶液的溶质质量分数=质量的质量/溶液的质量=16克/100克=16%。

 结论:含有结晶水的物质溶解在水中后,由于原来的结合水变成了自由水,为此溶质的质量要减小,溶剂的质量变多了,计算此类溶液的溶质质量分数时,要考虑这个事实。 



      3、溶解形成了饱和溶液的计算 

          例320℃时,食盐的溶解度是36克,在20℃把30克食盐溶于70克水中,求所得溶液的溶质质量分数。 

                       错解:溶液的质量=30克+70克=100克  ,溶质质量=30克 ,所得溶液的溶质质量分数为30%。

                  错解原因:没有考虑到30克食盐溶于70克水后,形成了过饱和溶液,也就是说30克食盐没有被完全溶解,因此溶质质量不足30克,溶液的质量也不到100克。

                  正解:设在20℃时,70克水中最多可溶解食盐的质量为X

                X:70克=36克:100克    X=25.2克

              溶液的质量=25.2克+70克=95.2克 

                       溶液的溶质质量分数=质量的质量/溶液的质量=25.2克/95.2克=26.5%。

           另解:设在20℃时,30克食盐在X(克)水中溶解达到饱和

             30克:X=36克:100克   

                         X=83.3克>70克(即形成了饱和溶液)

    溶液的溶质质量分数=溶解度/(100克+溶解度)=36克/(100克+36克)=26.5%。

 结论:在已知溶解度的溶质质量分数计算时,首先要判断是否形成饱和溶液。如果没有形成饱和溶液,则按常规的方法进行计算;如果形成了饱和溶液,则可用“已知溶解度求溶液的质量分数的公式”进行计算,也可先计算出实际溶解的溶质质量再进行计算。

来源:初中科学名师工作室

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