有关溶质的质量分数的概念非常简单,计算公式也简洁明了.但实际计算却是初中化学中的一个难点,特别是发生化学变化时,更是学生容易搞混淆的,因而也是错的最多的,下面举几个例子介绍变化的几种情况.
一. 常见化学变化的计算.
常见发生化学变化的溶液中溶质质量分数的计算方法一般有两种(1)根据溶液的组成,求出溶质的质量和溶剂的质量,进而求出溶质的质量分数.(2)根据质量守恒,反应前后溶液的质量应保持不变.如有变化,是因生成了沉淀或气体,将原来溶液的质量减去沉淀或气体的质量即为反应后溶液的质量.现举例说明:
例题1:将16.9g碳酸钠与氯化钠的混合物加入到100g足量的7.3%的稀盐酸中,求完全反应后所得溶液中溶质的质量分数.
解法一,根据溶液的组成计算.
解:设反应中生成的NaCl的质量为x,CO2的质量为y.水的质量为z, Na2CO3的质量为m
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2 +H2O
106 73 117 44 18
m 7.3 x y z
解得x=11.7 y=4.4 z=1.8 m=10.6
溶质的质量=11.7+16.9-10.6=18g
溶剂的质量=100-7.3+1.8=94.5g
溶质的质量分数=18g/(94.5g+18g)×100%=16%
解法二,根据质量守恒来计算.
解:设反应中生成的NaCl的质量为x,CO2的质量为y, Na2CO3的质量为z
解得x=11.7 y=4.4 z=10.6
溶质的质量=11.7+16.9-10.6=18g
溶剂的质量=100+16.9-4.4g=112.5g
溶质的质量分数=18g/112.5×100%=16%
根据上题的解法来看,运用质量守恒进行计算,有时还要简单一些.同学们可应用书上习题多练习,就能熟练掌握.
二. 带有结晶水的物质溶解时溶质质量会发生变化.
在初中阶段,接触的带有结晶水的物质主要有Na2CO3·10H2O,CuSO4·5H2O KAl(SO4)2·12H2O,FeSO4·7H2O等.这些物质溶解到水中后,所带的结晶水不再是溶质,而变成了溶剂,从而溶质的质量减少.
例题2:将25g CuSO4·5H2O溶解到75g水中配成溶液,则所得溶液中溶质的质量分数为多少?
很多学生看到这个题时,都感觉这还不好做,用25g/(25g+75g)×100%不就出来了,等于25%嘛.但做得快,错得也快.没有注意到结晶水溶解到水中后,不再是溶质.因此,此题的解法是:
解:溶质的质量=25g×160/250×100%=16g
溶液的质量=25g+75g=100g
溶质的质量分数=16g/100g×100%=16%
练习:将14.3gNa2CO3·10H2O溶于35.7g水中,所得溶液中溶质的质量分数为多少?
三. 溶质与水反应导致质量变化.
很多物质溶液到水中时会发生化学变化,从而导致溶质的种类和质量都发生变化.这类物质主要有酸性氧化物和碱性氧化物.最常见的是Na2O、K2O、SO3等.
例题3:将6.2gNa2O溶于30g水中,所得溶液中溶质的质量分数为多少?
此题最常见的错误也是直接用Na2O的质量去除以溶液的质量而得出溶质的质量分数为17.1%.实际上,氧化钠溶于中会发生化学变化而使溶质变成了NaOH质量会增加.此题的解法应是:
解:设NaOH质量为x.
Na2O+H2O====2NaOH
62 80
6.2 X
X=8g
溶液质量=6.2g+30g=36.2g
溶质的质量分数为:
练习:将40g SO3溶于是120g水中,所得溶液中溶质的质量分数为多少?
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