溶解度質(zhì)量分數(shù)物質(zhì)的量濃度的計算和換算

【知識要點】

一、溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)

溶液的濃稀、有色溶液的顏色都可以粗略的表示一定量的溶液中含有溶質(zhì)的多少，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)可以準確地表示一定量的溶液中含有溶質(zhì)的多少。

1.定義：溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比。

數(shù)學(xué)表達式：

特點：無單位、是個比值、一般不受溫度的影響等。

飽和溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算：

（其中S為該溫度下物質(zhì)的溶解度）

2．配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定的溶液

以配制100g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為5%的氯化鈉溶液為例分析：

（1）計算：計算配制100g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為5%的氯化鈉溶液所需氯化鈉和水的質(zhì)量。

（2）稱量：用托盤天平稱量所需的氯化鈉。

（3）量?。河昧客擦咳∷璧乃ㄋ拿芏冉瓶醋?g/cm3）。

（4）溶解：將量好的水倒入盛有稱量好氯化鈉的燒杯中，用玻璃棒攪拌，使氯化鈉溶解。

（5）裝瓶、貼簽：把配制好的溶液裝入試劑瓶中，蓋好瓶塞并貼上標簽，備用。

操作示意圖可簡單表示如下：

說明：如果用液體溶質(zhì)來配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定的溶液，其步驟為：計算→量取→溶解→裝瓶、貼簽。想一想，這是為什么？

二、關(guān)于溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算幾種類型

1．根據(jù)定義式的基本計算

（只要已知其中的兩個量，就可以求出第三個量）

例如：20克硝酸鉀完全溶解在60克水中，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少？

解：根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的定義可得

＝＝25%

注意：飽和溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算：

（其中S為該溫度下物質(zhì)的溶解度）

2．溶液的稀釋和濃縮問題的計算

根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變進行運算，無論是用水或用稀溶液來稀釋濃溶液，都可計算。

（1）用水稀釋濃溶液

設(shè)稀釋前濃溶液的質(zhì)量為m，其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為a%，稀釋時加入水的質(zhì)量為n，稀釋后溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為b%。則可得m×a%＝(m＋n)×b%

（2）用稀溶液稀釋濃溶液

設(shè)濃溶液的質(zhì)量為A，其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為a%，稀溶液的質(zhì)量為B，其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為b%，兩溶液混合后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為c%。則可得A×a%＋B×b%=（A＋B）×c%

（3）蒸發(fā)水進行濃縮

設(shè)濃縮前稀溶液的質(zhì)量為m，其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為a%，蒸發(fā)水的質(zhì)量為n，濃縮后溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為b%。則可得m×a%＝(m-n)×b%

說明：如果采用加入溶質(zhì)的方法使溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大，那么可以根據(jù)：

（1）后來溶液中溶質(zhì)的量=加入溶質(zhì)前溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量+加入溶質(zhì)的質(zhì)量；

（2）溶劑的質(zhì)量不變進行計算。

設(shè)加入溶質(zhì)前稀溶液的質(zhì)量為m，其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為a%，加入溶質(zhì)的質(zhì)量為n，加入溶質(zhì)后溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為b%。

則可得m×a%+n＝(m+n)×b%或者m×(1-a%)＝(m+n)×(1-b%)

課堂練習(xí)：1、農(nóng)業(yè)上通常使用16%的食鹽水來選取谷種，若用食鹽水加水配制50g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為16%的食鹽水，如何配制100克16%的選種液？（1）計算：需要食鹽＿＿＿＿g，水＿＿＿＿g。計算過程：解：（2）＿＿＿＿。用＿＿＿＿準確稱取＿＿＿＿食鹽，倒入＿＿＿＿中。（3）＿＿＿＿。把水的密度近似看做＿＿＿＿。用量筒量取＿＿＿＿mL水，倒入盛有食鹽的＿＿＿＿中，用＿＿＿＿攪拌，使氯化鈉溶解。（使用到的儀器有＿＿＿＿＿＿＿＿）（4）把配好的溶液＿＿＿＿＿，蓋好＿＿＿＿并＿＿＿＿＿＿。2、若要配制50g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為16%的選種液，需要水和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的食鹽水各多少克？所需食鹽水的體積為多少毫升？如何配制？（16%的食鹽水的密度大約為1.03g/L）（1）計算：需要水的質(zhì)量為

g，溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的食鹽水為

mL。計算過程：（2）＿＿＿＿：用量筒量取水＿＿＿＿mL，倒入一只干凈的燒杯中.（3）＿＿＿＿：然后用量筒量取溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的食鹽水＿＿＿＿mL，加入燒杯中并用玻璃棒攪拌。（4）裝瓶，貼上標簽。3.化學(xué)實驗室現(xiàn)有98%的濃硫酸，但在實驗室常用較稀的硫酸。要把50g質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸稀釋為質(zhì)量分數(shù)為20%的硫酸，需要水的質(zhì)量為多少？如何配制？4.在一次探究活動中，小江同學(xué)收集到如下標簽：葡萄糖注射液規(guī)格：250mL內(nèi)含：12.5克葡萄糖5%若5%的葡萄糖溶液的密度為1.0g/mL。請你利用標簽中的數(shù)據(jù)設(shè)計一個簡單的關(guān)于溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算的題目，設(shè)計好后與同桌交換練習(xí)。完成后交由同桌批改。

3．溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)和化學(xué)方程式的綜合計算。

例如：將200g硫酸溶液恰好跟一定量的鋅反應(yīng)，生成氫氣0.4g，試求：

（1）參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量；

（2）硫酸溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)；

（3）將此硫酸溶液100g稀釋成5℅的硫酸溶液，需加水多少克？

（4）反應(yīng)后生成的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。

【分析】此題比較綜合的考查了“根據(jù)化學(xué)方程式進行計算”、“溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算”、“溶液的稀釋問題”等知識點。

設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為x，硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為y，生成硫酸鋅的質(zhì)量為z，

根據(jù)化學(xué)方程式計算出相關(guān)的量：

（1）參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為13g

（2）200g硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

ω(H2SO4)=

（3）設(shè)需要加入水的質(zhì)量為a，根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變可以列式：

100g×9.8%=（100g+a）×5%

∴a=96g

（4）反應(yīng)后得到的溶液為ZnSO4溶液，

首先溶質(zhì)ZnSO4的質(zhì)量為32.2g

而溶液的質(zhì)量的計算可以采用兩種方法：

方法一（采用質(zhì)量守恒）：

m（溶液）=（200g+13g）―0.4g=212.6g

方法二（通過計算溶劑的質(zhì)量進行計算）：

m（溶液）=m（溶質(zhì)）+m（溶劑）=32.2g+（200g―19.6g）=212.6g

則溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

ω(H2SO4)=

答：參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為13g；硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為9.8%；需要加入水的質(zhì)量為96g；最后所得溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為15.1%【同步練習(xí)】

一、選擇題（每小題只有一個正確答案）

1．25℃時，向100g質(zhì)量分數(shù)為26.5%的NaCl飽和溶液中加入5gNaCl粉末，溶液中NaCl的質(zhì)量分數(shù)將（）

A．增大B．不變C．減小D．無法判斷

2．現(xiàn)有W克溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為15%的A溶液，欲使其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增至30%，可采取的方法有（）

A．蒸發(fā)掉溶劑的二分之一B．蒸發(fā)掉0.5Wg溶劑

C．加入0.15WgAD．加入3gA

3．在溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為5%的氯化鈉溶液中，再加入5g氯化鈉和95g水，所得溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

A．5%B．15%C．20%D．無法判斷

4．將100g不飽和食鹽水恒溫蒸發(fā)水，直到有少量的晶體析出，在此過程中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（ω%）與時間（t）的變化關(guān)系，下列圖像中描述正確的是

5．某同學(xué)向一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的葡萄糖溶液中加入10g葡萄糖，完全溶解后，得到溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為20%的葡萄糖溶液100g，則原葡萄糖溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)約為

A．9%B．11%C．15%D．18%

6．家用漂白水的主要成分是次氯酸鈉，其濃度大小直接影響漂白水殺滅病毒的效能。已知含5%次氯酸鈉的漂白水和水以1:99的比例稀釋后，用于家居消毒效果最佳。若某同學(xué)購買的漂白水中次氯酸鈉含量為2.5%，則此漂白水的最佳稀釋方案應(yīng)為（由于漂白水的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)很小，其密度可近似看成1g/cm3）

A．0.5:99B．0.5:99.5C．1:49D．1:49.5

7．NaCl和KNO3在不同溫度時的溶解度如下：溫度／℃0102030405060溶解度／gNaCl35.735.836.036.336.637.037.3KNO313.320.931.645.863.985.5110下列說法正確的是

A．10℃時，將40gNaCl固體加入l00g水中，可得到l40gNaCl溶液

B．KNO3和NaCl的溶解度受溫度的影響都很大

C．將30℃的KNO3飽和溶液升溫至60℃，會變成不飽和溶液

D．20℃時，NaCl飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為36％

二、填空題

1．發(fā)酵

葡萄糖（C6H12O6）經(jīng)過發(fā)酵生成乙醇，可以用此方法來釀酒。

（1）請完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式：C6H12O62C2H5OH+__________↑

（2）已知水和乙醇的密度分別為1.0g/cm3和0.8g/cm3，將30體積乙醇和70體積的水混合，即成為30℃的酒。則30℃的酒中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為___________________。

2．（2010福建南安）2010年4月14日，青海省玉樹縣發(fā)生大地震，某護士為在帳篷里的一位病人滴注500mL的生理鹽水（NaCl的質(zhì)量分數(shù)為0.9%，溶液的密度約為1g/mL）。計算500mL的生理鹽水中NaCl的質(zhì)量為________g，水的質(zhì)量為________g

三、計算題

1．（2010無錫）如圖是某醫(yī)用“葡萄糖氯化鈉注射液”的部分文字說明。

（1）該注射液中含有的陽離子的符號為_________。

（2）葡萄糖的化學(xué)式為C6H12O6，則葡萄糖的相對分子質(zhì)量為_________________，其中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為_____________

（3）在人體組織中，葡萄糖在酶的作用下經(jīng)緩慢氧化轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，同時放出能量請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________

（4）若該注射液的密度為1.0g／cm3，配制500mL該注射液需氯化鈉________g。某同學(xué)欲在實驗室中配制一定質(zhì)量的該溶液，需用到的玻璃儀器有：燒杯、量筒、膠頭滴管和________

2．將一定量的Na2CO3固體加足量的水溶解，配成59.2g溶液。向其中逐漸滴加溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的稀鹽酸，放出氣體的質(zhì)量與所滴入稀鹽酸的質(zhì)量關(guān)系如圖1所示（反應(yīng)后的溶液溫度為20℃）請根據(jù)題意回答下列問題。

查閱相關(guān)資料：不同溫度下氯化鈉的溶解度（見圖2）

圖2

（1）反應(yīng)完全時，放出氣體的總質(zhì)量為________g。

（2）當?shù)渭酉←}酸至圖中B點時，燒杯中溶液里的溶質(zhì)是________。

（3）當?shù)渭恿?3g稀鹽酸時，通過計算說明燒杯中的溶液是否為飽和溶液。

【參考答案】

一、選擇題題號1234567答案BBABBCC

二、填空題

1．（1）2CO2（2）25.5%

2．4.5495.5

三、計算題

1．

（1）Na+

（2）18040%

（3）6O2+C6H12O66CO2+6H20

（4）4.5g玻璃棒

2．

（1）8.8g

（2）NaClHCl

（3）該溫度下的不飽和溶液溶解度質(zhì)量分數(shù)物質(zhì)的量濃度的計算和換算溶解度質(zhì)量分數(shù)物質(zhì)的量濃度的計算和換算

一、知識概要（一）有關(guān)溶解度的計算在一定溫度下的飽和溶液中，溶質(zhì)、溶劑、溶液間有一定量的關(guān)系。由此可進行以下計算：（1）根據(jù)飽和溶液溶質(zhì)、溶劑的量推算溶解度；（2）根據(jù)溶解度求算飽和溶液所含的溶劑和溶質(zhì)量；（3）根據(jù)溶解度求算飽和溶液在蒸發(fā)掉一定量溶劑后析出的結(jié)晶量；（4）由于物質(zhì)在不同溫度下溶解度不同，可以根據(jù)不同溫度下的溶解度求算出一定量飽和溶液由于溫度改變（或同時有溶劑量改變），析出結(jié)晶的量。（5）飽和溶液中溶解度與溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的換算。一定溫度下，某飽和溶液溶質(zhì)的溶解度：

解題時要熟練運用下列比列關(guān)系：飽和溶液中

（二）有關(guān)質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量濃度的計算有關(guān)質(zhì)量分數(shù)的計算比較簡單，但注意兩點：一是含結(jié)晶水化合物的濃度均按無水物含量計算；二是有些溶質(zhì)溶解后與水發(fā)生了反應(yīng)，其不能直接按原物質(zhì)的量表示，如SO3、Na2O2溶于水，溶液濃度按H2SO4、NaOH含量計算。與物質(zhì)的量濃度有關(guān)的計算有：（1）配制一定物質(zhì)的量濃度所需溶質(zhì)、溶劑量或濃溶液稀釋用量的計算；（2）根據(jù)所溶溶質(zhì)的量求算物質(zhì)的量濃度、離子物質(zhì)的量濃度；（3）物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分數(shù)的換算。二、例題分析例1已知某飽和氯化鈉溶液體積為VmL溶液密度為dg/cm3，質(zhì)量分數(shù)為w％，物質(zhì)的量濃度為Cmol/L，溶液中含NaCl的質(zhì)量為mg。（1）用w表示在該溫度下NaCl的溶解度是____。（2）用m、V表示溶液的物質(zhì)的量濃度是____。（3）用w、d表示溶液的物質(zhì)的量濃度是____。（4）用c、d表示溶液的質(zhì)量分數(shù)是____。解析：本題沒有給出具體數(shù)值，只給出抽象符號。解題關(guān)鍵是：一要準確把握飽和溶液溶解度、質(zhì)量分數(shù)的本質(zhì)區(qū)別和相互聯(lián)系，二要理解密度是質(zhì)量分數(shù)與物質(zhì)的量濃度相互換算的橋梁。（1）要求把飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)換算為溶解度：（2）要求用VmL溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量m來表示物質(zhì)的量濃度：（3）要求把質(zhì)量分數(shù)（W％）換算為物質(zhì)的量濃度：

（4）要求把物質(zhì)的量濃度換算為質(zhì)量分數(shù)，實質(zhì)是（3）小題的逆運算：例2用Na2SO3和硫粉在水溶液中加熱反應(yīng)，可制得Na2S2O3。10℃和70℃時，Na2S2O3在100g水中的溶解度分別為60.0g和212g。常溫下，從溶液中析出的晶體是Na2S2O3·5H2O。Na2S2O3在酸性溶液中立即完全分解：Na2S2O3+2HCl=S↓+SO2↑+H2O+2NaCl?，F(xiàn)取15.1gNa2SO3，溶于80.0mL水，另取5.00g硫粉，用少許乙醇潤濕后（以便硫能被水浸潤），加到上述溶液中。用小火加熱至微沸，反應(yīng)約1h后過濾。濾液在100℃經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻至10℃后析出Na2S2O3·5H2O晶體。（1）若加入的硫粉不用乙醇潤濕，對反應(yīng)的影響是______。（填寫選項字母）A．會降低反應(yīng)速率B．需要提高反應(yīng)溫度C．將增大反應(yīng)體系的pHD．會減少產(chǎn)量（2）反應(yīng)1h后過濾，其目的是_______。（3）濾液中除Na2S2O3和可能未反應(yīng)完全的Na2SO3外，最可能存在的無機雜質(zhì)是_______。它是由_______產(chǎn)生的。如果濾液中該雜質(zhì)的含量不很低，其檢測的方法是：______。（4）設(shè)Na2SO3跟硫粉完全反應(yīng)，當將濾液蒸發(fā)濃縮后，冷卻至70℃，溶液的體積約30mL，該溶液是否達到飽和？試通過計算說明（70℃時，Na2S2O3飽和溶液的密度為1.17g/cm3）。（5）若要計算在100℃下將溶液蒸發(fā)至體積為30.0mL，再冷卻至10℃時所能得到的Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量，你認為_______。（填寫一個選項的字母）A．前面提供的數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠B．還需要提供100℃時溶液的密度（1.14g/cm3）C．還需要提供結(jié)晶后剩余溶液的體積（10.0mL）（6）根據(jù)第（5）小題你的選擇（如選A則直接計算，如選B或C則可選用其數(shù)據(jù)），計算從10℃，30.0mL溶液中結(jié)晶而出的Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量。解析：（1）硫不溶于水，微溶于酒精。題給信息“用乙醇潤濕后的硫能被水浸潤”，若不用乙醇潤濕硫粉，則硫必然與水溶液中的Na2SO3“接觸不良”而降低反應(yīng)速率，并會減少產(chǎn)量，答案應(yīng)選A、D。（2）Na2SO3+S=Na2S2O3n(S)=5/32=0.16(mol)，n(Na2SO3)=15.1/126=0.12(mol)硫粉過量。反應(yīng)1h后過濾，其目的是除去過量的硫粉。（3）由于Na2SO3不穩(wěn)定，在敞開容器中于100℃溶液中保持沸騰下反應(yīng)長達1h，很容易被空氣氧化成Na2SO4。

都不溶于水，但BaSO3溶于酸而BaSO4不溶于酸，加稀HCl即可檢測出。

S，再加BaCl2溶液。（4）（解法一）計算生成的Na2S2O3在70℃時飽和溶液應(yīng)有的體積，將它跟題設(shè)30mL相比較。若反應(yīng)得到的Na2S2O3在70℃時配成飽和溶液，其體積為x，則因23.8mL＜30mL所以蒸發(fā)后的溶液尚未達到飽和。（解法二）計算70℃時30mL飽和溶液中應(yīng)含Na2S2O3的質(zhì)量，將它跟反應(yīng)得到的Na2S2O3的質(zhì)量相比較。若該溶液是飽和溶液，其所含Na2S2O3的質(zhì)量為x，則

18.9g＜24g，溶液尚未達到飽和。（5）前題中已知生成的Na2S2O3的質(zhì)量為18.9g，如果要求得10℃時30mL溶液所析出的Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量，還應(yīng)該知道溶液中水的質(zhì)量，而溶液中水的質(zhì)量=溶液質(zhì)量－Na2S2O3的質(zhì)量，溶液的質(zhì)量=溶液的體積（30mL）×溶液的密度。因此，還需要知道100℃時溶液的密度，應(yīng)選B項。（6）設(shè)反應(yīng)得到的Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量為x，則x中Na2S2O3

溶液中水的質(zhì)量=30×1.14-18.9=15.3(g)根據(jù)10℃時的溶解度，析出晶體后的溶液一定是飽和溶液，則有

解得：x=23.2（g）三、練習(xí)與檢測1．t℃時，Na2CO3的溶解度為Ag，現(xiàn)有飽和Na2CO3溶液（100+A）g，其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為a％，向溶液中投入無水Na2CO3固體Ag，靜置后析出少量晶體（Na2CO3·10H2O），加水使晶體全部溶解，所得溶液仍為飽和溶液，加入的水是[]A．100gB．(100+A)g2．有X、Y、Z三種鹽，已知：（1）25℃時，X飽和溶液其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15％；（2）25℃時，在100g質(zhì)量分數(shù)為10％的Y溶液中加入5gY（無水鹽）后，恰好達到飽和；（3）25℃時，將一定量Z溶液蒸發(fā)掉5.75g水再恢復(fù)到25℃，或保持在25℃向其中加入6.3gZ的結(jié)晶水合物（Z·9H2O，摩爾質(zhì)量=240），都恰好形成飽和溶液。則25