内容正文:
课题3 溶液的浓度
课标内容 学业内容
1.知道溶质质量分数可以表示浓度,认识溶质质量分数的含义。
2.学习计算溶质质量分数和配制一定溶质质量分数的溶液的基本方法,初步感受定量研究的意义。 1.能从定性和定量的视角,说明溶质质量分数的含义。
2.能进行溶质质量分数的简单 计算。
3.能根据需要配制一定溶质质量分数的溶液。
一、溶质的质量分数
1.概念
溶质的质量分数是 质量与 质量之比。
2.计算公式
溶质的质量分数= ×100%
其中溶液的质量= + =溶液体积×溶液密度
溶质
溶液
溶质质量
溶剂质量
3.与溶液的“浓”和“稀”的关系
溶质的质量分数是溶液浓度的定量表示,溶质的质量分数越 ,表示溶液越浓。
二、有关溶质的质量分数的计算
1.已知溶液的质量和溶质质量分数,求溶质和溶剂的质量
(1)溶质的质量=溶液的质量× 。
(2)溶剂的质量=溶液的质量-溶质的质量。
2.溶液稀释的相关计算
依据:稀释前后 不变。
大
溶质的质量分数
溶质的质量
温馨提示
(1)溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量的比值,而不是与溶剂质量的比值。
(2)溶液可以是饱和溶液,也可以是不饱和溶液。
(3)溶质的质量是指完全溶解的溶质的质量,没有溶解的不计算在内。
技巧点拨
溶质的质量分数(w)与溶液体积(V)、密度(ρ)的关系:
(1)m(溶液)=V×ρ。
思考拓展
(2)在一定温度下某固体溶质的水溶液中溶质的质量分数有最大值,为溶液在该温度下达到饱和状态时溶质的质量分数。
探究点一 溶液组成的表示方法
1.如图是过氧化氢溶液的标签。如何计算该过氧化氢溶液中所含溶质与溶剂的质量?
2.如何根据溶解度求饱和溶液的溶质质量分数?
[例1]向100 g 10%的NaCl溶液中加入12.5 g NaCl固体,完全溶解后,所得溶液中溶质的质量分数为( )
A.12.5% B.20%
C.22.5% D.25%
B
(1)溶质质量是指溶解在溶剂中的溶质质量,不包括未溶解或结晶析出的溶质质量。
(2)溶质质量分数不变的规律
①从一瓶溶液中不论取出多少,取出溶液及剩余溶液中溶质的质量分数均与原来溶液中溶质质量分数相等。
②一定温度时,向某物质的饱和溶液中加入该物质,所得溶液的溶质质量分数保持不变。
③对于溶解度随温度升高而增大的物质来说,将其饱和溶液升高温度,所得溶液的溶质质量分数不变;而对于溶解度随温度升高而减小的物质来 说,将其饱和溶液降低温度,所得溶液的溶质质量分数不变。
探究点二 溶质质量分数的相关计算
3.要使某不饱和溶液溶质的质量分数变大,可以采用哪些方法?
答案:可以向原溶液中加入溶质、蒸发溶剂或加入更浓的同种溶质的溶液。
4.将一定质量的某溶液的溶质质量分数减小至原来的一半,或增大至原来的 2倍时,需要加入或蒸发水的量各为多少?
答案:将一定质量的某溶液的溶质质量分数减小至原来的一半,需加入水的质量应等于原溶液的质量;当将溶质质量分数增大至原来的2倍时,若采取蒸发水分的方法,则蒸发掉水分的质量应等于原溶液质量的一半,而非原溶剂质量的一半。
5.对于反应后所得溶液质量,有哪些求法?
答案:(1)溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量,其中溶质一定是溶解的,若生成物中有水,溶剂中还要加上生成水的质量。
(2)质量守恒法:溶液质量=m(反应物)-m(沉淀)-m(气体),其中m(反应 物)代表反应前物质质量总和,m(沉淀)表示生成沉淀的质量,m(气体)表示生成气体的质量。
[例2] 过氧乙酸是一种常用的消毒剂,现有一种过氧乙酸溶液,其溶质的质量分数为15%,请填空。
(1)100 g该溶液中过氧乙酸的质量为 ,水的质量为 。
(2)若将100 g溶质质量分数为15%的过氧乙酸溶液配制成溶质质量分数为10%的过氧乙酸溶液,需加入蒸馏水 g。
15 g
85 g
50
知识点一 溶质质量分数的意义与基本计算
1.对“10%的氯化钠溶液”的含义解释错误的是( )
A.100 g水中溶解了10 g氯化钠
B.100 g氯化钠溶液中溶解有10 g氯化钠
C.将10 g氯化钠溶解在90 g水中所得到的溶液
D.该溶液中溶质与溶液的质量比为1∶10
A
2.(2022安徽)已知KNO3在20 ℃、30 ℃时的溶解度分别为31.6 g、45.8 g,某同学按如图所示步骤进行实验,下列说法正确的是( )
A.Ⅰ中KNO3的质量分数为10.0%
B.Ⅱ中溶液是30 ℃时KNO3的不饱和溶液
C.Ⅱ中KNO3的质量分数是Ⅰ中的2倍
D.Ⅲ中有KNO3晶体析出
3.用4 g酚酞与酒精配制溶质质量分数为4%的酚酞溶液,需要酒精的质量是 g,这些酒精的体积为 mL(酒精的密度为0.8 g/mL)。
B
96
120
知识点二 溶液稀释的计算
4.将100 g 98%的浓硫酸注入900 g水中,所得稀硫酸中溶质的质量分数为( )
A.9.8% B.10.0%
C.10.9% D.11.1%
A
5.实验室常用高锰酸钾(KMnO4)制取氧气,生活中常用0.1%的高锰酸钾溶液来消毒。
(1)高锰酸钾中钾、锰、氧三种元素的质量比为 。
(2)若要配制50 g质量分数为0.1%的高锰酸钾溶液,需要质量分数为1%的高锰酸钾溶液 g。
39∶55∶64
5
知识点三 溶质质量分数与化学方程式相结合的计算
6.为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取25 g该样品(杂质不参加反应也不溶于水),加入盛有146 g稀盐酸的烧杯中,恰好完全反应,气体全部逸出,反应后烧杯内物质的总质量为162.2 g。计算:
(1)生成二氧化碳的质量。
解:(1)生成二氧化碳的质量为
25 g+146 g-162.2 g=8.8 g
答:(1)生成二氧化碳的质量为8.8 g;
(2)石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数。(结果精确至0.1%)
1.已知甲物质在水中的溶解度随温度的升高而增大。20 ℃时,将甲固体物质加入盛有10 g水的试管中,充分溶解后,观察到试管中有剩余的甲。下列操作一定会改变溶质的质量分数的是( )
A.再加入少量的水
B.再蒸发一部分溶剂,恢复到20 ℃
C.升高温度到40 ℃
D.加40 ℃甲的饱和溶液,恢复到20 ℃
C
2.要将100 kg质量分数为10%的过氧乙酸消毒液的溶质质量分数变为25%,需要蒸发水分的质量是( )
A.40 kg B.60 kg
C.80 kg D.25 kg
3.在某一温度下,某物质的溶解度为a g,它的饱和溶液的溶质质量分数为b%,则a和b的关系是( )
A.a=b B.a>b
C.a<b D.无法比较
B
B
4.一定温度下,向图甲烧杯中加入一定量的水,如图乙所示,所得溶液与原溶液相比,下列判断一定正确的是( )
A.所得溶液是饱和溶液
B.溶质的质量分数变大
C.溶质的质量增加
D.溶质的溶解度变大
C
5.(2022云南)为探究硝酸钾的溶解性,进行了如图实验。
结合硝酸钾在不同温度下的溶解度,判断下列说法不正确的是( )
温度/℃ 10 20 30 40 50 60
KNO3溶解度/g 20.9 31.6 45.8 63.9 85.5 110.0
D
A.①③中的溶液均为不饱和溶液
B.②③中溶液的质量:③>②
C.②③④中溶液的溶质质量分数:③>②>④
D.④中析出晶体的质量是0.9 g
6.(2022内江)我国航天员在太空演示“冰雪”实验时用到了过饱和醋酸钠溶液。如图是醋酸钠的溶解度曲线,下列说法正确的是( )
A.常温下,醋酸钠属于微溶物质
B.图中P点表示的醋酸钠溶液是不饱和的
C.40 ℃时,饱和醋酸钠溶液的溶质质量分数是65.6%
D.将A点的饱和溶液降温至20 ℃,溶质质量分数增大
B
7.(2022株洲)图甲为KNO3和NaCl两种固体的溶解度曲线,请回答下列 问题。
(1)a点处KNO3和NaCl两种溶液中溶质的质量分数 (填“相等”或“不相等”)。
(2)c点处KNO3溶液中溶质的质量分数为 (结果精确到0.1%); d点处的KNO3溶液 (填“是”或“不是”)饱和溶液。
相等
44.4%
不是
(3)图乙中“某一步操作”前后的溶液状态变化过程可以在图甲表示为
(填字母)。
A.d点→c点 B.d点→b点
C.c点→b点 D.c点→d点
B
1.(分析计算题)二氧化氯消毒液能够迅速彻底地杀灭各种细菌和病毒。某校决定放学后对全校教室进行全面消毒。小陈观察到瓶上的标签如下表所示。
二氧化氯消毒液(ClO2)1 000 mL
溶质的质量分数 80%
密度 1.2 g/cm3
相对分子质量 67.5
强腐蚀性,阴冷、密封储藏
(1)这1 000 mL二氧化氯消毒液含溶质二氧化氯 g。
(2)欲配制30 kg质量分数为20%的稀二氧化氯消毒液用来消毒,需要多少千克水?
答案:(1)960
(2)解:设需要二氧化氯消毒液的质量为x。
30 kg×20%=x×80%
x=7.5 kg
需要水的质量为30 kg-7.5 kg=22.5 kg
答:需要水的质量为22.5 kg。
2.(探究创新题)请你仔细分析如图所示的实验过程和提供的数据,并进行计算。
(1)生成氢气的质量。
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程)
谢谢观赏!
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(2)m(溶液) m(溶质)。
(3)w=×100%。
(1)饱和溶液溶质的质量分数=×100%。
答案:根据溶质的质量分数=×100%,可将公式变形为溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数。溶液质量=500 mL×1.1 g/mL= 550 g,则溶质质量=550 g×30%=165 g;再根据溶液质量=溶质质量+溶剂质量,溶剂质量=溶液质量-溶质质量=550 g-165 g=385 g。
答案:饱和溶液中,溶质的质量分数=×100%,溶质质量分数达到该条件下的最大值。
解:(2)设25 g石灰石样品中碳酸钙的质量为x,反应生成氯化钙的质量为y。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
x y 8.8 g
= x=20 g = y=22.2 g
石灰石样品中碳酸钙的质量分数为×100%=80%
答:(2)石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%;
解:(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数为
×100%=14.1%
答:(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数为14.1%。
解:设消耗11.2 g铁粉生成氯化亚铁的质量为x,生成氢气的质量为y。
Fe+2HClFeCl2+H2↑
56 127 2
11.2 g x y
= x=25.4 g = y=0.4 g
反应后所得溶液中溶质的质量分数是×100%=12.7%
答:(1)生成氢气的质量为0.4 g;
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数是12.7%。
$$