在溶液化學方程式計算中,計算反應後所得溶液的溶質質量分數怎麼算?

題目:

在溶液化學方程式計算中,計算反應後所得溶液的溶質質量分數怎麼算?
化學溶液計算在反應後所得溶液的溶質質量分數答題思路是什麼,水和沉澱還有氣體的質量怎樣加減

解答:

解題思路: 溶質的質量分數是溶質質量與溶液質量之比.它與溶解度既有區別,又有聯繫.
解題過程:
溶液質量分數的計算
【基礎知識精講】
溶液中溶質的質量分數
1.概念:溶質的質量分數是溶質質量與溶液質量之比.它與溶解度既有區別,又有聯繫.
2.一般計算公式:溶質的質量分數:
W%=×100%
3.飽和溶液中溶質質量分數(W%)和溶解度(S)的關係爲:
W%=×100%
S=×100(克) (S>ω)
【重點難點解析】
重點難點:
溶液組成的表示方法——溶質的質量分數.
溶液質量、體積、密度、溶質的質量分數之間的計算.
溶液的稀釋的計算.
溶質的質量分數與化學方程式相結合的綜合計算.
溶質的質量分數和溶解度的綜合計算.
1.溶質的質量分數和有關計算
(1)溶質的質量分數 溶液中溶質質量與溶液質量之比爲溶質的質量分數(W%).
溶質的質量分數W%=×100%=×100%
飽和溶液中溶質的質量分數:
W%=×100%
由飽和溶液中溶質的質量分數計算溶解度:
S=×100g
其理由是取100g飽和溶液,含溶質Wg,含溶劑(100-W)g.由於溶解度隨溫度一定而定,所以飽和溶液的質量分數也隨溫度一定而定.
(2)關於溶液的稀釋或蒸發濃縮的計算 這些計算一定要抓住溶液稀釋(或濃縮)後溶質質量不變的原則.可根據如下公式計算:
濃溶液質量×濃溶液中溶質的質量分數=稀溶液質量×稀溶液中溶質的質量分數=(濃溶液質量+增加溶劑質量)×稀溶液中溶質的質量分數.
(3)由於溶液的質量=溶液體積×密度,因此,溶質質量=溶液質量×溶質的質量分數=溶液體積×密度×溶質的質量分數.
(4)許多化學反應是在溶液中進行的.根據化學方程式的計算,必須根據溶液的質量分數算出溶質質量,用溶質質量進行化學方程式計算.
2.溶質的質量分數與溶解度的比較(見下表)
溶解度
溶質的質量分數
意義
表示物質溶解性大小的度量,受溫度等條件的影響
表示溶液中溶質的相對含量,不受外界條件限制
概念
在一定溫度下,某物質在100g溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量
溶質質量與溶液質量之比
條件
一定溫度、100g溶劑、飽和狀態
沒有條件要求
單位
克(g)
符號 %
表達式
S=×100g
W%=×100%
聯繫
S=×100g W%=×100% S>W
3.有關溶質的質量分數計算的注意事項
在解答關於溶質質量分數的計算題時,一定要弄清什麼物質是溶質,什麼物質是溶劑,溶質和溶劑的質量各是多少,溶液的總質量是多少,否則就不能正確地計算.具體注意如下幾點:
(1)當物質不與溶劑發生化學反應且全部溶解時,投入溶劑中的物質的質量就是溶質的質量,此時直接用有關公式計算.
(2)當物質不與溶劑反應但未全部溶解時,此時只有溶解了的物質的質量才是溶質的質量.例如20℃時NaCl的溶解度爲36g,在20℃時將20gNaCl投入50g水中溶解後,其溶質質量分數爲×100%=26.5%,而不是×100%.
(3)如果把某物質投入溶劑中,該物質與溶劑發生化學反應,則所得溶液中溶質爲反應所生成的物質.應先根據化學方程式求出溶質的質量,然後才能計算溶液中溶質的質量分數.
(4)當解答根據化學方程式計算和溶液中溶質的質量分數的計算的綜合題時,一定要注意到不溶的物質,如反應中生成的氣體或沉澱物的質量都不能計算在溶液的總質量之內.
(5)當把結晶水合物(如CuSO4·5H2O、Na2CO3·10H2O)溶於水時,溶質的質量不包括所含結晶水的質量.例如,將10gNa2CO3·10H2O溶於90g水中,所得溶液中溶質的質量分數不是10%,而是:
×100%
×100%=3.71%
例1 已知43g硝酸鈉溶液中含有18g硝酸鈉.(10℃時硝酸鈉的溶解度爲80g)
(1)要得到10℃時硝酸鈉的飽和溶液,應在上述溶液中加入多少克硝酸鈉?
(2)10℃時硝酸鈉飽和溶液里溶質的質量分數爲多少?
分析 先算出43g溶液中含水的質量,再根據水的質量和溶解度,算出製成飽和溶液應該溶解的硝酸鈉的質量,用此質量減去已溶解的18g爲還需加入的硝酸鈉的質量.根據溶解度和飽和溶液中溶質的質量分數之間關係直接算出溶質的質量分數.
解 43g溶液中含水的質量=43g-18g=25g
25g水能溶解硝酸鈉的質量=×25g=20g
還需加入的硝酸鈉的質量=20g-18g=2g
W%=×100%=×100%=44.4%
答 略.
例2 某溫度時,100g稀硫酸與足量的鋅充分反應,生成0.2g氫氣.過濾後,將所得硫酸鋅溶液加熱蒸發掉40.2g水,再冷卻到原來溫度時恰好成爲飽和溶液.計算:
(1)硫酸溶液中溶質的質量分數.這些硫酸溶液若用98%(密度爲1.84g/cm3)濃硫酸來稀釋,則需要濃硫酸和水各多少毫升?
(2)反應後所得硫酸鋅溶液中溶質的質量分數(未蒸發前).
(3)該溫度時硫酸鋅的溶解度和飽和溶液中溶質的質量分數.
分析 本題是綜合計算題,涉及四方面的計算.
(1)計算溶質質量分數,用概念中所列關係式進行計算.
(2)濃溶液的稀釋計算,用有關公式進行計算.
(3)溶解度與飽和溶液中溶質的質量分數之間換算,用有關關係式進行計算.
(4)有關溶質的質量分數與化學方程式相合的計算,各物質在化學方程式計算中的質量必須是純淨物的質量.
在確定溶液的質量有兩種方法:
(1)質量守恆法 反應後的硫酸鋅溶液的質量=參加反應的鋅的質量+稀硫酸的質量-生成的氫氣的質量
(2)定義法 溶液質量=溶質質量+溶劑質量,計算時可根據化學方程式算出硫酸鋅的質量和硫酸的質量,再算出100g稀硫酸中含水的質量,再求硫酸鋅的質量和水的質量之和即硫酸鋅溶液的質量.

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