内容正文:
专题7 溶液
课题3 学会定量表示溶液的组成
第1课时 溶液组成的定量表示
教学目标
1.认识溶质质量分数的含义;
2.能用溶质质量分数定量表示常见溶液的组成;
3.了解溶质质量分数与化学方程式结合的计算。
重点和难点
重点:溶质质量分数的计算;
难点:溶质质量分数与化学方程式的计算。
◆知识点一 溶质质量分数
1.判断溶液浓稀程度的方法
(1)粗略判断:
①在等量的水中分别加入一勺蔗糖和两勺蔗糖,蔗糖完全溶解后,加两勺糖的水 ,浓度 。判断依据是 。
②实验探究:比较硫酸铜溶液的浓稀程度
实验操作
在室温下,向A 、B 、C 三个烧杯中各加入10mL 、20mL 、20mL 水,然后分别加入1.0g 、1.0g 、2.0g 无水硫酸铜,搅拌,使硫酸铜全部溶解
图示
溶液浓稀程度的比较
判断依据
结论
对有色溶液而言,根据溶液 进行粗略的定性判断。溶液颜色越 浓度越 ,颜色越 浓度越 。
③粗略判断的缺点: 准确表示一定量溶液里含多少溶质。
(2)精确判断:根据溶液 进行定量判断。溶液的浓度 准确表示溶液中溶质的含量。
2.溶液浓度的表示方法有很多,如 、体积分数等。
3.溶质质量分数
(1)溶质质量分数是 与 之比,用 表示(也可用分数或小数表示)。
(2)溶质质量分数意义:每100份质量的溶液中含溶质的质量。
“98%的硫酸” 意义:每100g硫酸溶液中含有 硫酸。
“5%的葡萄糖注射液” 意义:每100g葡萄糖注射液中含有 葡萄糖。
(3)溶质质量分数越大,说明溶液中溶质含量越高。
(4)溶质质量分数计算公式:
溶质质量分数 = =
公式变形:
溶质质量 =
溶液的质量 =
4.溶液发生变化时,溶质质量分数的变化
①从溶液中取出部分溶液,取出不论多少,取出溶液和剩余溶液中溶质质量分数均与原来溶液中溶质质量分数 。
②一定温度时,向某物质的饱和溶液中加入该物质,溶液的溶质质量分数 。
③一定温度时,对某饱和溶液恒温蒸发溶剂,溶液的溶质质量分数 。
④对于溶解度随温度升高而增大的物质来说,将其恰好饱和的溶液升高温度,溶质质量分数保持 ,变成 溶液;降低温度,有溶质析出,溶质质量分数 。
对于溶解度随温度升高而减少的物质来说,将其恰好饱和溶液降低温度,所得溶液的溶质质量分数保持 ,变成 溶液。
特别提醒:
1.计算溶质质量分数时溶质、溶剂、溶液的单位要统一。
2.溶质质量是指溶解在溶液中的溶质的质量,没溶解的固体或析出的固体不计算在内。故解题时需判断加入的固体溶质是否全部溶解。
3.溶质与溶液的单位要一致。
4.溶液的质量等于溶剂的质量加所有溶质的质量,若溶质的种类不止一种,需要将所有溶质都计算在内。
5.溶质质量分数与温度、压强、溶液是否饱和无关,只与溶质和溶剂的质量有关
即学即练
1. 市售5%的葡萄糖溶液可用于补充人体所需能量,“5%”表示
A.葡萄糖的质量分数 B.每100g水中含5g葡萄糖
C.葡萄糖的溶解度为5g/100g水 D.葡萄糖与水的质量比为5:95
2. 如图所示存放的氯化钾溶液。说法错误的是
A.该溶液中溶剂水是100g
B.该溶液的溶质质量分数为6%
C.配制100g该溶液需要6gKCl
D.该溶液取出部分,溶质质量分数还是6%
◆知识点二 溶质质量分数与溶解度的关系
1.概念
溶解度(S)是指在一定温度下,某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量(单位)。
溶质质量分数(ω)是溶质质量与溶液质量的百分比,计算公式为:ω = × 100%
2.两者关系
饱和溶液中溶质质量分数ω和溶解度S存在以下定量关系:
ω= ×100%; S =
3.饱和溶液中溶质质量分数的计算方法
(1)根据溶质和溶液的 进行计算,溶质质量分数 = ×100%
(2)已知溶解度时,直接根据 进行计算:ω=×100%;
特别提醒:
在饱和溶液中,溶质质量分数与溶解度分别对应100克的溶液和100克的溶剂,故ω比S的数值小。
即学即练
1. Na2CO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。下列叙述中,不正确的是
A.t1℃时,NaCl饱和溶液的溶质质量分数约为26.5%
B.将t1℃时Na2CO3的饱和溶液升温到t2℃时,溶液的溶质质量分数变大
C.t1℃时,将10g Na2CO3固体放入50g水中,充分溶解后得到溶液的质量为60g
D.当Na2CO3中混有少量NaCl时,可采用冷却热饱和溶液的方法提纯Na2CO3
2.
不同温度时的溶解度如下表所示。下列分析正确的是
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
溶解度/g
27.6
31.0
34.0
37.0
40.0
42.6
45.5
A.20℃时,的溶解度为34.0
B.30℃时,水中加入,所得溶液质量为
C.40℃时,饱和溶液的溶质质量分数为40%
D.将溶液由60℃冷却到50℃,可能有晶体析出
◆知识点三 溶质质量分数与化学方程式的计算
1.根据化学方程式计算依据是化学反应中各纯净物的质量之比,溶液是 , 质量不能直接用于化学方程式计算,需要用 的质量进行计算。
2.溶质判定:参加反应的是反应物溶液中的溶质,反应后所得溶液的溶质是生成的可溶性物质(或剩余的反应物溶液中溶质)
3.溶液质量的计算方法:
溶液质量求法:
溶液组成法:溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量(含新生成的水)
质量守恒法:溶液质量 = 反应前总质量-沉淀质量-气体质量-不溶杂质质量
(1)溶液组成法:
m(溶液)= ;
m(溶质)= ,其中溶质一定是 的;
m(溶剂)= 。
(2)质量守恒法:
m(溶液)= ,m(反应物)指反应前的物质质量总和。
若反应物中有固体不溶性杂质,m(溶液)= ;
特别提醒:
代入化学方程式计算的数据必须是溶液中溶质的质量,不能直接用溶液质量代入。
即学即练
1. 聪聪同学将稀硫酸加入到一定质量的金属锌中反应,测出放出气体的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示,(反应的化学方程式为)试求:
(1)所用稀硫酸的溶质的质量分数;
(2)若用98%的浓硫酸配制上述反应所需的稀硫酸,需98%浓硫酸的质量。
2. 现有50g氯化钙溶液与100g碳酸钠溶液恰好完全反应(反应为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl),将反应后的混合物过滤后得到溶液的质量为140g。计算:
(1)生成沉淀的质量 。
(2)碳酸钠溶液中溶质的质量分数 。
一、溶质质量分数的含义
以“5%的葡萄糖注射液”为例:
1.葡萄糖质量占整个注射液质量的5%;
2.每100g葡萄糖注射液中含有 葡萄糖。
3.每 葡萄糖溶于 水形成的溶液
4.该溶液中溶质:溶剂:溶液= 。
实践应用
1. 下列关于溶质质量分数为5%的食盐溶液的说法中,正确的是
A.每100g水中溶解5g食盐
B.每100g食盐溶液中含有5g食盐
C.食盐和水的质量比为1:20
D.食盐和溶液的质量比为1:21
2. 生理盐水用于人体输液, 一瓶生理盐水标签部分内容如图所示,下列说法正确的是
250mL 2.25g
0.9%氯化钠注射液
A.该盐水中含水250毫升
B.该盐水中含氯化钠2.25克
C.该盐水放置一段时间后会分层
D.使用一段时间后,该盐水的质量分数会小于0.9%
二、 溶质质量分数计算
1.溶质质量分数 = =
2.公式变形:
溶质质量 =
溶液的质量 =
实践应用
1. 下图是对某固体物质(不含结晶水)的溶液在一定温度下,进行恒温蒸发操作的实验记录。有关说法正确的是
A.该物质在当时温度下的溶解度为35g/100g水
B.乙中的溶液可能为不饱和溶液
C.丙中溶液溶质质量分数为20%
D.该物质的溶解度随温度升高而增大
2. 20℃时,向一定量水中分批加入KNO3 固体,充分搅拌并冷却至室温,现象如图所示:
坐标图中,符合实验结果的描点可能是
A. B.
C. D.
三、溶质质量分数与溶解度的关系
1.只有 中溶质质量分数才可以根据 计算,不饱和溶液溶质质量分数与溶解度 。
2.饱和溶液中溶质质量分数与溶解度的关系为:
ω= ×100%; S =
实践应用
1. 在24℃时,100mL KCl饱和溶液的质量为116g,如将这些溶液蒸干,获得KCl晶体28.9g。
(1)24℃时KCl的溶解度(结果保留一位小数)。
(2)KCl饱和溶液中溶质的质量分数。
2.现有t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的饱和溶液,将其均降温到t1℃,对所得溶液的描述正确的是
A.溶质质量分数:乙>甲=丙 B.溶液质量:乙>甲>丙
C.溶剂质量:丙>乙=甲 D.溶解度:乙>甲=丙
四、溶质质量分数与化学方程式的计算
1.溶质判定:参加反应的是反应物溶液中的溶质,生成的可溶性物质为所得溶液的溶质
2.溶液质量求法:
(1)溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量(溶剂质量包括原溶液的溶剂和反应生成的水)
(2)质量守恒法:溶液质量=反应前总质量-沉淀质量-气体质量-不溶杂质质量
3.解题步骤
(1)正确书写化学方程式,标注各物质质量关系
(2)明确反应后溶质(通常为生成的可溶性物质)
(3)计算溶质质量:
①若溶质为生成物,通过化学方程式计算
②若溶质剩余,需减去反应消耗部分
(4)代入公式:溶质质量分数 = ×100%
实践应用
1.硫酸亚铁在工农业生产中有重要作用。在实验室里,某化学兴趣小组同学取100g稀硫酸于烧杯中,加入8g铁屑,恰好完全反应,测得烧杯中物质的质量为107.8g。计算:
(1)反应结束时,生成氢气的质量为 g。
(2)计算所用稀硫酸的溶质质量分数。(写出具体计算过程)
2.将100g碳酸钠溶液与100g氯化钙溶液充分混合,恰好完全反应后,过滤,称得滤液(不饱和溶液)的质量为190g。(过滤时滤液的损失忽略不计),该反应的化学方程式为,请计算:
(1)反应生成沉淀的总质量为 g。
(2)求碳酸钠溶液的溶质质量分数。
考点一 溶质质量分数的含义
【例1】 某氯化钠溶液的溶质质量分数为5%,下列叙述中错误的是
A.在190 g水中溶解了10 g氯化钠
B.在95 g水中溶解了5 g氯化钠
C.在100 g氯化钠溶液中含有5 g氯化钠
D.在100 mL氯化钠溶液中含有5 g氯化钠
解题要点
(1)溶质质量分数表示一定量溶液中所含溶质质量的多少,反映溶液浓度的大小。
(2)质量分数越大,说明溶液中溶质含量越高。例如质量分数10%的氯化钠溶液比5%的溶液浓度更高。
(3)溶质质量分数与温度、压强、溶液是否饱和无关,只与溶质和溶剂的质量有关。
(4)计算结果必须用百分数表示
(5)计算时溶质质量仅指被溶解部分,未溶解的不计入
(6)浓溶液质量分数大但不一定饱和,稀溶液质量分数小但不一定不饱和
【变式1-1】 关于100g溶质质量分数15%的硝酸钾溶液,下列叙述正确的是
A.100g水中溶有15g硝酸钾
B.溶液中硝酸钾与水的质量比是17:3
C.溶液中硝酸钾与水的质量比是3:20
D.将15g硝酸钾溶于85g水中,可制得该溶液
【变式1-2】 现有溶质质量分数为的葡萄糖溶液,关于此溶液的说法不正确的是
A.溶质是葡萄糖,溶剂是水 B.将葡萄糖溶于水中,可制得该溶液
C.溶质与溶剂的质量比为 D.取出此溶液,其溶质质量分数为
考点二 溶质质量分数公式的计算
【例2】 把100克20℃时KNO3的饱和溶液蒸干,得到24克KNO3。则:
(1)若配制350克20℃的KNO3的饱和溶液,需KNO3 克和H2O 克?
(2)若将78克KNO3配成20℃时的饱和溶液,需H2O多少克?
解题要点
溶质质量分数是指溶质质量与溶液质量之比,计算公式为:ω = × 100%。其中m(溶质)为溶质质量,m(溶液)为溶质与溶剂质量之和。
【变式2-1】按照下图进行实验,各步操作均已充分溶解,忽略实验过程中溶剂的挥发。说法正确的是 。
A.烧杯a和b内,溶液中溶质质量分数:a<b
B.烧杯a和d内,溶剂质量:a<d
C.烧杯c和f内,上层清液中溶质质量分数:c=f
D.烧杯c和f内,剩余固体质量:c>f
【变式2-2】 t℃时,向100g、50%的硝酸钾溶液中加入甲(不与水或硝酸钾反应),溶液中硝酸钾的质量分数随加入甲的质量变化情况如图所示。下列分析正确的是
A.甲可以是氯化钠溶液
B.甲可以是浓度小于25%的硝酸钾溶液
C.溶液中硝酸钾的质量可能变大
D.溶液中水的质量可能不变
考点三 溶质质量分数与溶解度的关系
【例3】 甲、乙两种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线如图所示,请回答下列问题:
时,向一定量质量分数为10%的甲溶液中加入ag甲物质,充分溶解后所得溶液中溶质的质量分数可能为(物质溶解时溶液的温度变化忽略不计)
A.10% B.16.1% C.20% D.25%
解题要点
对于同一溶质的饱和溶液,溶解度和溶质质量分数存在以下定量关系:
ω = × 100% S =
【变式3-1】现有t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的饱和溶液,将其均降温到t1℃,对所得溶液的描述正确的是
A.溶质质量分数:乙>甲=丙
B.溶液质量:乙>甲>丙
C.溶剂质量:丙>乙>甲
D.溶解度:乙>甲=丙
【变式3-2】物质X在40℃、80℃时的溶解度分别为60g/100g水、90g/100g水。甲、乙、丙、丁四个烧杯中均盛有100g水,对应温度下加入X的质量如图,充分溶解后,对所得溶液说法正确的是
A.甲、乙中的溶液含有相同质量的溶质
B.甲、丙中的溶液溶质的质量分数相等
C.乙中溶液升温至80℃,溶质质量分数增大
D.丁中溶液降温至40℃,析出X的质量为60g
考点四 根据反应图像计算溶液中溶质质量分数
【例4】 (2025·内蒙古呼伦贝尔·二模)黄铜(铜和锌的合金)是一种重要的金属材料,常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜,某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末32.5g,放入烧杯中,然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。
试计算:恰好完全反应时,溶液质量为100g;此时,所得溶液的溶质质量分数是多少?
解题要点
(1)图像分析要点
坐标识别:明确横纵坐标含义
关键点判断:
起点:确定初始溶质状态
拐点:反应结束点,此时溶质质量最大
变化趋势:溶质溶解阶段质量分数上升,饱和后保持不变
(2)解题步骤
通过图像确定溶质质量:利用质量差计算(反应前总质量 - 剩余质量 = 气体质量)
计算溶液质量:反应后溶液质量 = 反应物总质量 - 气体/沉淀质量
【变式4-1】(2025·湖北武汉·三模)课外实验小组的同学们在实验室里整理药品时,发现一瓶失去部分标签的过氧化氢溶液,为了测定这瓶溶液的溶质质量分数,他们取了68g该溶液与1g二氧化锰混合充分反应,测得产生气体的质量与反应时间的关系如图所示。
(1)在化学反应前后二氧化锰的 不变。
(2)请计算这瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数 。
【变式4-2】向盛有一定质量稀盐酸的烧杯中逐渐加入石灰石,产生气体质量与石灰石质量的关系如图所示。恰好完全反应后称的烧杯中剩余物质的质量为108.1g,根据关系图分析并计算:
(1)稀盐酸完全反应时,产生CO2气体的质量为_______。
(2)该稀盐酸溶质的质量分数为_________。(写出计算过程)。
考点五 溶质质量分数与化学方程式的综合计算
【例5】现有105.8g氯化镁溶液与100g氢氧化钠溶液恰好完全反应,反应后过滤,得到滤液200g。已知:。
请计算:
(1)反应后生成沉淀的质量为 g。
(2)所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
解题要点
(1)反应物与溶质的关系:参加反应的物质是溶液中的溶质,需代入溶质的质量进行计算,而非溶液质量或体积。
(2)生成物与溶质的判断:反应后所得溶液的溶质为生成物中的可溶性物质(如生成的盐、酸或碱)。若生成物中有沉淀或气体,需从溶液总质量中扣除。
(3)反应后溶液质量的计算方法
溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量,溶剂质量包括原溶液的溶剂和反应生成的水(若有)。质量守恒法:m溶液质量=m(反应物总质量)-m(沉淀)-m(气体),适用于所有反应类型。
【变式5-1】 (2025·黑龙江佳木斯·二模)某五金加工厂承接了一批特殊零件的生产订单,零件需要特定比例的铁和铜制成,为调配原料,工人从仓库取出一包铁粉和铜粉的混合物。现称取该混合物10g于烧杯中进行成分分析实验,请同学们根据图中实验过程及数据进行计算。
(1)混合物中铁粉的质量为 g。
(2)计算最终所得溶液中溶质的质量分数是多少。
【变式5-2】氢气作为燃料具有热值高无污染的优点,但制备成本高,可用废旧黄铜(铜锌合金)和100g稀硫酸反应制取氢气,如图1,恰好完全反应。天平的示数随反应时间变化如图2(仪器质量不计算在内),请计算:
(1)生成氢气的质量为 g。
(2)该废旧黄铜中锌的质量是多少?(写出计算过程)
(3)所用稀硫酸的溶质质量分数 (填“大于”或“小于”或“等于”)9.8%。
基础达标
1. 关于10%硝酸钾溶液的说法正确的是
A.由硝酸钾溶于水配制而成
B.表示每溶液中含硝酸钾
C.降低温度,溶质的质量分数变小
D.该溶液中加入硝酸钾充分溶解后,其溶质质量分数变为
2.(2024·上海·中考真题)甲、乙、丙分别是质量分数为2%、4%、6%的溶液,下列说法正确的是
A.乙是饱和溶液
B.甲乙混合后溶质质量分数为6%
C.100g丙与200g水混合后溶质质量分数为2%
D.相同质量的甲乙丙三份溶液中,甲的水最多
3. 一定能改变某溶液溶质质量分数的方法是
A.降温 B.恒温蒸发 C.加入该种溶质 D.加水
4.(2025·上海长宁·二模)已知胆矾的化学式为(式量为250),能配制100g16%硫酸铜溶液的组合是
A.胆矾和75g水 B.25g胆矾和75g水
C.胆矾和84g水 D.25g胆矾和84g水
5.(2024·宁夏·中考真题)几种固体物质的溶解度曲线如图所示,下列分析正确的是
A.40℃时,KNO3溶液的溶质质量分数大于KCl溶液的溶质质量分数
B.60℃时,KNO3和KCl各30g分别加入50g水中都能形成饱和溶液
C.20℃时,Ca(OH)2的饱和溶液升温至40℃,溶液的溶质质量分数保持不变
D.在0℃至100℃之间,不能配得溶质质量分数相等的KCl和Ca(OH)2的饱和溶液
6. 已知 A、B、C 三种物质的溶解度随温度的变化情况如图所示,现将 a gA、b gB、c gC 分别在 10℃。20℃、30℃时加入 100g 水中,下列分析正确的是
A.a、b、c 三点表示的溶液均为饱和溶液
B.三种溶液中溶质质量分数最大的是A
C.c 点恰好形成无色、均一、稳定的溶液
D.升温至 30℃时,三种溶液的溶质质量分数关系为:A=C>B
7.(2025·上海松江·二模)已知氯化钾溶解度在20℃时为34.0克/100克水,60℃时为45.5克/100克水。20℃时,向盛有10.0g水的烧杯中加入5g氯化钾固体,充分溶解后,有固体不溶(图①),按照图示进行后续实验,下列分析正确的是
A.①中溶液的质量为15克
B.②中溶液为氯化钾的饱和溶液
C.溶液中溶质的质量关系:①<②=③
D.溶液中溶质的质量分数关系:①<②=③
8.(2025·上海虹口·二模)硝酸钾的溶解度曲线如图所示。M 、N 两点分别表示硝酸钾的两种溶液,相关分析正确的是
A.向 M 溶液中加入(c-b)g硝酸钾,得到N 溶液
B.将 M 溶液升温,其溶质质量分数可能与 N相同
C.将 N 溶液降温至40 ℃,溶液质量持续减小
D.M、N 两溶液均降温至10 ℃,析出晶体的质量可能相等
9.甲、乙两种物质(均不含结晶水) 的溶解度曲线如图所示,请回答:
(1)t2℃时,甲、乙两种物质溶解度较大的是 。
(2) t1℃时,100g水中放入50g乙,充分溶解后所得溶液的质量是 g。
(3) t2℃时,甲、乙溶液的溶质质量分数相等均为 a%,其中一定是不饱和溶液的是 ,a%的取值范围是 。
(4)将t2℃等质量的甲、乙饱和溶液分别降温到t1℃,下列说法正确的是 。
A.t1℃时溶质质量分数:甲=乙
B.t1℃时溶质质量: 甲=乙
C.t1℃时溶剂质量: 甲>乙
D.析出晶体质量:甲>乙
10.(2025·广西柳州·三模)为确定实验室某瓶硫酸溶液(如图所示)中溶质的质量分数是否与标签标示相符,某同学利用此硫酸溶液与锌粒进行实验探究,数据记录如表所示。
反应前物质的质量/g
充分反应后剩余物的总质量
硫酸溶液
锌粒(足量)
49.0
8.5
57.3
(1)该实验中生成的的质量为 g。
(2)通过计算,确定该硫酸溶液中溶质的质量分数是否与标签标示相符。
11.(2025·四川遂宁·中考真题)化学是一门以实验为基础的自然学科,阳阳同学在实验室用100g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,完全反应后,生成氧气的质量与反应时间的关系如图:
(1)反应生成氧气的质量为 g。
(2)二氧化锰起 作用。
(3)计算参加反应的过氧化氢溶液的溶质质量分数(用方程式计算,写出解题过程)。
12.为测定某种铜镁合金中镁的质量分数,取该合金粉末10.0g于烧杯中,逐滴加入一定溶质质量分数的稀硫酸,烧杯内固体的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
(1)合金中镁的质量分数为 。
(2)反应生成氢气的质量。
(3)恰好完全反应时烧杯内溶液的质量为 g。
综合应用
13.(2025·上海普陀·二模)将一种盐M(不含结晶水)的溶液,通过“操作I”得到固体M,过程如下图。下列说法正确的是
A.“操作I”可以是降温 B.“操作I”可以是蒸发
C.甲一定是M的不饱和溶液 D.甲与乙中的溶液质量分数一定不相同
14.电解水时,常在水中加入少量的硫酸以增强水的导电性。若用8%的硫酸溶液200g,通以直流电进行电解水实验,过一段时间后,溶液中硫酸的质量分数为10%,则已电解的水的质量为
A.10g B.20g C.32g D.40g
15.(2025·上海杨浦·三模)硝酸钾的溶解度曲线如图,下列说法正确的是
A.硝酸钾的溶解度是水
B.b点溶液比a点溶液所含溶质多
C.b点溶液降温后,溶质质量分数始终大于a点溶液
D.a点溶液加热蒸发一定量水后,降温至可形成b点溶液
16.某同学进行了如下溶解实验。
(1)所得溶液一定属于饱和溶液的是 (填装置编号),饱和溶液转化为不饱和溶液的方法是 。
(2)甲物质在20℃时溶解度的范围是 ,B、C、D、E中溶质质量分数由大到小排序是 (填装置编号)。
(3)t°C时固体恰好完全溶解,则此温度时甲的溶解度为 ,E中溶质的质量分数为 。
17.(2025·湖北武汉·模拟预测)实验室有一瓶久置的过氧化氢溶液,为测定其质量分数,小明取20g溶液进行如图1所示实验,测得相关数据如图2所示:
(1)该实验前后,二氧化锰的质量 (填“改变”或“不变”)。
(2)计算久置的过氧化氢溶液中H2O2的质量分数(写出计算过程)。
18.(2023·山东枣庄·中考真题)为测定某硫酸溶液的溶质质量分数,实验小组设计了以下方案:在烧杯中加入该硫酸溶液100 g,然后向烧杯中逐滴加入氢氧化钡溶液,滴加的氢氧化钡溶液质量与生成沉淀的质量关系如图所示。请你帮其解决下列问题:
(1)恰好完全反应时,生成沉淀的质量为 g。
(2)求该硫酸溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
拓展培优
19.(2025·上海嘉定·二模)20℃时,某同学为了测定氯化钠溶液的溶质质量分数,在两只烧杯A1和A2中各取80克待测氯化钠溶液,进行了两种不同的实验方法,如图所示,下列说法正确的是(20℃,氯化钠的溶解度为36克/100克水)
A.图中x的数值是2克
B.A1、A2中的溶液都是氯化钠的饱和溶液
C.B1、B2中的溶液,溶质与溶剂的质量比相等
D.A1和B1中溶液的溶质质量分数相等
20.(2025·四川广安·中考真题)20℃时,将一定质量的甲、乙两种溶液进行恒温蒸发,蒸发溶剂的质量与析出晶体的质量关系如图所示(图中两线相交于c点)。下列分析错误的是
A.20℃时,b点对应的乙溶液是不饱和溶液
B.20℃时,对甲、乙两种溶液恒温蒸发28g溶剂,两者析出晶体的质量相等
C.20℃时,等质量的甲、乙两种饱和溶液中,溶质质量:乙>甲
D.20℃时,甲的饱和溶液溶质质量分数为25%
21.(2025·甘肃陇南·二模)某校同学在工厂搜集到一包铁铜混合物粉末,利用该粉末测定实验室一瓶稀硫酸的质量分数,实验过程与数据测定如下图。根据图示数据进行分析与计算:
(1)实验中共生成氢气的质量为 。
(2)所用稀硫酸中溶质的质量分数 。
(3)最后烧杯内溶液中的溶质成分是 。
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专题7 溶液
课题3 学会定量表示溶液的组成
第1课时 溶液组成的定量表示
教学目标
1.认识溶质质量分数的含义;
2.能用溶质质量分数定量表示常见溶液的组成;
3.了解溶质质量分数与化学方程式结合的计算。
重点和难点
重点:溶质质量分数的计算;
难点:溶质质量分数与化学方程式的计算。
◆知识点一 溶质质量分数
1.判断溶液浓稀程度的方法
(1)粗略判断:
①在等量的水中分别加入一勺蔗糖和两勺蔗糖,蔗糖完全溶解后,加两勺糖的水更甜,浓度更大。判断依据是糖水的甜度。
②实验探究:比较硫酸铜溶液的浓稀程度
实验操作
在室温下,向A 、B 、C 三个烧杯中各加入10mL 、20mL 、20mL 水,然后分别加入1.0g 、1.0g 、2.0g 无水硫酸铜,搅拌,使硫酸铜全部溶解
图示
溶液浓稀程度的比较
A=C>B
判断依据
溶液颜色深浅
结论
对有色溶液而言,根据溶液颜色深浅进行粗略的定性判断。溶液颜色越深浓度越大,颜色越浅浓度越小。
③粗略判断的缺点:不能准确表示一定量溶液里含多少溶质。
(2)精确判断:根据溶液浓度进行定量判断。溶液的浓度能准确表示溶液中溶质的含量。
2.溶液浓度的表示方法有很多,如溶质质量分数、体积分数等。
3.溶质质量分数
(1)溶质质量分数是溶质质量与溶液质量之比,用百分数表示(也可用分数或小数表示)。
(2)溶质质量分数意义:每100份质量的溶液中含溶质的质量。
“98%的硫酸” 意义:每100g硫酸溶液中含有98g硫酸。
“5%的葡萄糖注射液” 意义:每100g葡萄糖注射液中含有5g葡萄糖。
(3)溶质质量分数越大,说明溶液中溶质含量越高。
(4)溶质质量分数计算公式:
溶质质量分数 = ×100% = ×100%
公式变形:
溶质质量 = 溶液质量×溶质的质量分数
溶液的质量 = 溶质质量÷溶质质量分数
4.溶液发生变化时,溶质质量分数的变化
①从溶液中取出部分溶液,取出不论多少,取出溶液和剩余溶液中溶质质量分数均与原来溶液中溶质质量分数相同。
②一定温度时,向某物质的饱和溶液中加入该物质,溶液的溶质质量分数不变。
③一定温度时,对某饱和溶液恒温蒸发溶剂,溶液的溶质质量分数不变。
④对于溶解度随温度升高而增大的物质来说,将其恰好饱和的溶液升高温度,溶质质量分数保持不变,变成不饱和溶液;降低温度,有溶质析出,溶质质量分数变小。
对于溶解度随温度升高而减少的物质来说,将其恰好饱和溶液降低温度,所得溶液的溶质质量分数保持不变,变成不饱和溶液。
特别提醒:
1.计算溶质质量分数时溶质、溶剂、溶液的单位要统一。
2.溶质质量是指溶解在溶液中的溶质的质量,没溶解的固体或析出的固体不计算在内。故解题时需判断加入的固体溶质是否全部溶解。
3.溶质与溶液的单位要一致。
4.溶液的质量等于溶剂的质量加所有溶质的质量,若溶质的种类不止一种,需要将所有溶质都计算在内。
5.溶质质量分数与温度、压强、溶液是否饱和无关,只与溶质和溶剂的质量有关
即学即练
1. 市售5%的葡萄糖溶液可用于补充人体所需能量,“5%”表示
A.葡萄糖的质量分数 B.每100g水中含5g葡萄糖
C.葡萄糖的溶解度为5g/100g水 D.葡萄糖与水的质量比为5:95
【答案】AD
【详解】A、5%的葡萄糖溶液表示葡萄糖的质量分数为5%,故A符合题意;
B、5%的葡萄糖溶液表示每100g葡萄糖溶液中含5g葡萄糖,故B不符合题意;
C、溶解度是指在一定温度下,100g水中最多溶解的葡萄糖的质量,100g水中溶解5g,溶液不一定饱和,故C不符合题意;
D、5%的葡萄糖溶液中溶质和溶剂的质量比为,故D符合题意。
故选AD。
2. 如图所示存放的氯化钾溶液。说法错误的是
A.该溶液中溶剂水是100g
B.该溶液的溶质质量分数为6%
C.配制100g该溶液需要6gKCl
D.该溶液取出部分,溶质质量分数还是6%
【答案】A
【详解】A、该溶液是氯化钾溶液,溶质是氯化钾,溶剂是水,无法确定该溶液中溶剂水的质量,说法错误,符合题意;
B、标签上注明的是溶液名称和溶质质量分数,该溶液的溶质质量分数为6%,说法正确,不符合题意;
C、配制100g该溶液需要氯化钾的质量为100g×6%=6g,说法正确,不符合题意;
D、溶液具有均一性,该溶液取出部分,溶质质量分数还是6%,说法正确,不符合题意;
故选A。
◆知识点二 溶质质量分数与溶解度的关系
1.概念
溶解度(S)是指在一定温度下,某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量(单位)。
溶质质量分数(ω)是溶质质量与溶液质量的百分比,计算公式为:ω = × 100%
2.两者关系
饱和溶液中溶质质量分数ω和溶解度S存在以下定量关系:
ω=×100%; S =
3.饱和溶液中溶质质量分数的计算方法
(1)根据溶质和溶液的实际质量进行计算,溶质质量分数 = ×100%
(2)已知溶解度时,直接根据溶解度进行计算:ω=×100%;
特别提醒:
在饱和溶液中,溶质质量分数与溶解度分别对应100克的溶液和100克的溶剂,故ω比S的数值小。
即学即练
1.Na2CO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。下列叙述中,不正确的是
A.t1℃时,NaCl饱和溶液的溶质质量分数约为26.5%
B.将t1℃时Na2CO3的饱和溶液升温到t2℃时,溶液的溶质质量分数变大
C.t1℃时,将10g Na2CO3固体放入50g水中,充分溶解后得到溶液的质量为60g
D.当Na2CO3中混有少量NaCl时,可采用冷却热饱和溶液的方法提纯Na2CO3
【答案】B
【详解】A、t1 ℃时,氯化钠的溶解度为36g,即100g水中最多能溶解36g氯化钠,达到饱和状态,则t1 ℃时,NaCl饱和溶液的溶质质量分数为,故选项说法正确;
B、将 t1 ℃时 Na2CO3 的饱和溶液升温到 t2 ℃时,碳酸钠的溶解度变大,变为t2℃的不饱和溶液,溶液组成不变,则溶液的溶质质量分数不变,故选项说法错误;
C、t1 ℃时,碳酸钠的溶解度为21.8g,即100g水中最多能溶解21.8g碳酸钠,达到饱和状态,即50g水中最多能溶解10.9g碳酸钠,达到饱和状态,则将10g Na2CO3 固体放入50g水中,10g碳酸钠可以全部溶解,充分溶解后得到溶液的质量为50g+10g=60g,故选项说法正确;
D、碳酸钠的溶解度受温度变化影响较大,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,当 Na2CO3 中混有少量NaCl时,可采用冷却热饱和溶液的方法提纯 Na2CO3,故选项说法正确;
故选:B。
2.不同温度时的溶解度如下表所示。下列分析正确的是
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
溶解度/g
27.6
31.0
34.0
37.0
40.0
42.6
45.5
A.20℃时,的溶解度为34.0
B.30℃时,水中加入,所得溶液质量为
C.40℃时,饱和溶液的溶质质量分数为40%
D.将溶液由60℃冷却到50℃,可能有晶体析出
【答案】D
【详解】A、由表格数据可知,20℃时,的溶解度为34.0g,说法错误,不符合题意;
B、由表格数据可知,30℃时,的溶解度为37.0g,则30℃时,水中加入,最多能溶解氯化钾,则充分溶解后所得溶液质量为,说法错误,不符合题意;
C、由表格数据可知,40℃时,的溶解度为40.0g,则40℃时,饱和溶液的溶质质量分数为,说法错误,不符合题意;
D、将溶液由60℃冷却到50℃,由于没有明确氯化钾溶液是否饱和,所以可能有晶体析出,说法正确,符合题意。
故选:D。
◆知识点三 溶质质量分数与化学方程式的计算
1.根据化学方程式计算依据是化学反应中各纯净物的质量之比,溶液是混合物,溶液质量不能直接用于化学方程式计算,需要用溶质的质量进行计算。
2.溶质判定:参加反应的是反应物溶液中的溶质,反应后所得溶液的溶质是生成的可溶性物质(或剩余的反应物溶液中溶质)
3.溶液质量的计算方法:
溶液质量求法:
溶液组成法:溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量(含新生成的水)
质量守恒法:溶液质量 = 反应前总质量-沉淀质量-气体质量-不溶杂质质量
(1)溶液组成法:
m(溶液)= m(溶质) + m(溶剂) ;
m(溶质)= m(生成的溶质) + m(原混合物中可能混有的溶质) ,其中溶质一定是溶解的;
m(溶剂)=m(原溶液中的水) +m(反应生成的水) -m(参加反应的水)。
(2)质量守恒法:
m(溶液)=m(反应物) -m(沉淀) - m(气体),m(反应物)指反应前的物质质量总和。
若反应物中有固体不溶性杂质,m(溶液)= m(反应物) - m(沉淀)- m(气体)-m(固体不溶物);
特别提醒:
代入化学方程式计算的数据必须是溶液中溶质的质量,不能直接用溶液质量代入。
即学即练
1. 聪聪同学将稀硫酸加入到一定质量的金属锌中反应,测出放出气体的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示,(反应的化学方程式为)试求:
(1)所用稀硫酸的溶质的质量分数;
(2)若用98%的浓硫酸配制上述反应所需的稀硫酸,需98%浓硫酸的质量。
【答案】(1)解:由图可知,完全反应后生成 H2 的质量为0.2g;
设所用硫酸溶液中溶质的质量为x,
解得x=9.8g
所用稀硫酸的溶质的质量分数为:
答:所用稀硫酸的溶质的质量分数为10%。
(2)解:设需要98%的浓硫酸的质量为y,
y×98%=98g×10%
解得 y=10g
答:需98%浓硫酸的质量为10g。
【详解】(1)见答案;
(2)见答案。
2. 现有50g氯化钙溶液与100g碳酸钠溶液恰好完全反应(反应为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl),将反应后的混合物过滤后得到溶液的质量为140g。计算:
(1)生成沉淀的质量 。
(2)碳酸钠溶液中溶质的质量分数 。
【答案】(1)10g
(2)解:设碳酸钠溶液中溶质的质量分数为x
x=10.6%
答:碳酸钠溶液中溶质的质量分数为10.6%
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则生成沉淀的质量为:50g+100g-140g=10g;
(2)见答案。
一、溶质质量分数的含义
以“5%的葡萄糖注射液”为例:
1.葡萄糖质量占整个注射液质量的5%;
2.每100g葡萄糖注射液中含有5g葡萄糖。
3.每5克葡萄糖溶于95克水形成的溶液
4.该溶液中溶质:溶剂:溶液=5:95:100。
实践应用
1. 下列关于溶质质量分数为5%的食盐溶液的说法中,正确的是
A.每100g水中溶解5g食盐
B.每100g食盐溶液中含有5g食盐
C.食盐和水的质量比为1:20
D.食盐和溶液的质量比为1:21
【答案】B
【分析】该食盐溶液中溶质的质量分数为5%也就是,溶质质量与溶液质量之比是(即m质:m液)5:100(即1:20),溶质质量与溶剂质量之比是(即m质:m剂)5:95(即1:19)。
【详解】A、是95g水中溶解5g食盐,故选项A说法错误;
B、每100g食盐溶液中含有5g食盐,故选项B说法正确;
C、食盐和水的质量比为1:19,故选项C说法错误;
D、食盐和溶液的质量比为1:20,故选项D说法错误;
故选:B。
2. 生理盐水用于人体输液, 一瓶生理盐水标签部分内容如图所示,下列说法正确的是
250mL 2.25g
0.9%氯化钠注射液
A.该盐水中含水250毫升
B.该盐水中含氯化钠2.25克
C.该盐水放置一段时间后会分层
D.使用一段时间后,该盐水的质量分数会小于0.9%
【答案】B
【详解】A、由标签可知,250mL0.9%氯化钠注射液中氯化钠的质量为2.25g,则溶液质量为,则溶液中水的体积为,说法错误,不符合题意;
B、由标签可知,该盐水中含氯化钠2.25g,说法正确,符合题意;
C、溶液具有稳定性,则该盐水放置一段时间后不会分层,说法错误,不符合题意;
D、溶液具有均一性,则使用一段时间后,该盐水的质量分数不变,说法错误,不符合题意。
故选:B。
二、 溶质质量分数计算
1.溶质质量分数 = ×100% = ×100%
2.公式变形:
溶质质量 = 溶液质量 × 溶质的质量分数
溶液的质量 = 溶质质量 ÷ 溶质质量分数
实践应用
1. 下图是对某固体物质(不含结晶水)的溶液在一定温度下,进行恒温蒸发操作的实验记录。有关说法正确的是
A.该物质在当时温度下的溶解度为35g/100g水
B.乙中的溶液可能为不饱和溶液
C.丙中溶液溶质质量分数为20%
D.该物质的溶解度随温度升高而增大
【答案】C
【详解】A、乙恒温蒸发10g水得到丙,并析出1g固体,则丙是饱和溶液;丙再恒温蒸发10g水得到丁,共析出3.5g固体,说明此温度下10g水最多可溶解该固体,则该物质在当时温度下的溶解度为25g/100g水,说法错误,不符合题意;
B、由A选项分析可知,该物质在当时温度下的溶解度为25g/100g水,则每10g水最多可溶解该物质2.5g,乙恒温蒸发10g水得到丙,并析出1g固体,说明乙一定是不饱和溶液,说法错误,不符合题意;
C、由A选项分析可知,该物质在当时温度下的溶解度为25g/100g水,丙是饱和溶液,则其溶质质量分数为,说法正确,符合题意;
D、图中操作均为恒温蒸发操作,无法确定该物质的溶解度是否随温度升高而增大,说法错误,不符合题意。
故选:C。
2. 20℃时,向一定量水中分批加入KNO3 固体,充分搅拌并冷却至室温,现象如图所示:
坐标图中,符合实验结果的描点可能是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A、影响固体物质溶解度的因素是温度,由题意知,在一定的温度下,硝酸钾的溶解度是一个定值,不随硝酸钾的质量的变化而变化,故该图像的描点不正确;
B、加入3g硝酸钾固体,3g硝酸钾没有完全溶解,所以加入3g硝酸钾对应的溶质质量分数的描点不正确,故该图像的描点不正确;
C、如果加入2g硝酸钾固体形成的恰好是饱和溶液,那么加入3g硝酸钾也只能溶解2g,两者的溶质的质量分数相同,描点正确,故该图像的描点正确;
D、如果加入2g硝酸钾固体形成的有两种可能:不饱和溶液或饱和溶液,若是饱和溶液则第三个点应该与第二个点的溶质质量相同;若不是饱和溶液,则第三个点溶质的质量分数大于第二个点的溶质质量分数,故该图像的描点错误。
故选C。
三、溶质质量分数与溶解度的关系
1.只有饱和溶液中溶质质量分数才可以根据溶解度计算,不饱和溶液溶质质量分数与溶解度没有关系。
2.饱和溶液中溶质质量分数与溶解度的关系为:
ω=×100%; S =
实践应用
1. 在24℃时,100mL KCl饱和溶液的质量为116g,如将这些溶液蒸干,获得KCl晶体28.9g。
(1)24℃时KCl的溶解度(结果保留一位小数)。
(2)KCl饱和溶液中溶质的质量分数。
【答案】(1)由题可知,在24℃时116g饱和氯化钾溶液中溶质质量为28.9g,设氯化钾在24℃时溶解度为x,则有 。
(2)由题可知在24℃时116g饱和氯化钾溶液中溶质质量为28.9g,则其饱和溶液溶质质量分数为 。
答:24℃时KCl的溶解度为33.2g,饱和溶液中溶质质量分数为24.9%。
【详解】(1)见答案。
(2)见答案。
2.现有t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的饱和溶液,将其均降温到t1℃,对所得溶液的描述正确的是
A.溶质质量分数:乙>甲=丙 B.溶液质量:乙>甲>丙
C.溶剂质量:丙>乙=甲 D.溶解度:乙>甲=丙
【答案】D
【详解】A、降温过程中,甲、乙的饱和溶液均会析出固体,t1℃时,均为饱和状态,丙溶液降温过程中溶液组成不变,则溶质质量分数不变,仍与降温前的饱和溶液的溶质质量分数相同,由于t1℃时乙的溶解度>甲的溶解度,且均大于t2℃时丙的溶解度,则溶质质量分数由大到小是甲、乙、丙,该选项描述错误;
B、原三种溶液质量相等,丙未析出固体,甲析出固体较多,乙析出固体较少,溶液质量由大到小是丙、乙、甲,该选项描述错误;
C、溶剂的质量在降温过程中不变,三种等质量的溶液在t2℃时溶质质量分数最大的溶剂质量最小,溶剂最小的是甲,其次是乙,最多的是丙,溶剂质量由大到小的顺序是丙>乙>甲,该选项描述错误;
D、溶解度大小与物质是否达到饱和状态无关,图中可知,t1℃时溶解度由大到小的顺序是乙>甲=丙,该选项描述正确。
故选:D。
四、溶质质量分数与化学方程式的计算
1.溶质判定:参加反应的是反应物溶液中的溶质,生成的可溶性物质为所得溶液的溶质
2.溶液质量求法:
(1)溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量(溶剂质量包括原溶液的溶剂和反应生成的水)
(2)质量守恒法:溶液质量=反应前总质量-沉淀质量-气体质量-不溶杂质质量
3.解题步骤
(1)正确书写化学方程式,标注各物质质量关系
(2)明确反应后溶质(通常为生成的可溶性物质)
(3)计算溶质质量:
①若溶质为生成物,通过化学方程式计算
②若溶质剩余,需减去反应消耗部分
(4)代入公式:溶质质量分数 = ×100%
实践应用
1.硫酸亚铁在工农业生产中有重要作用。在实验室里,某化学兴趣小组同学取100g稀硫酸于烧杯中,加入8g铁屑,恰好完全反应,测得烧杯中物质的质量为107.8g。计算:
(1)反应结束时,生成氢气的质量为 g。
(2)计算所用稀硫酸的溶质质量分数。(写出具体计算过程)
【答案】(1)0.2
(2)解:设所用稀硫酸的溶质质量分数为x。
答:所用稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。
【详解】(1)在实验室里,某化学兴趣小组同学取100g稀硫酸于烧杯中,加入8g铁屑,恰好完全反应,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由于氢气是气体会逸散到空气中,所以反应后物质的总质量减小,则减小的质量为生成氢气的质量,即;
(2)计算过程见答案。
2. 将100g碳酸钠溶液与100g氯化钙溶液充分混合,恰好完全反应后,过滤,称得滤液(不饱和溶液)的质量为190g。(过滤时滤液的损失忽略不计),该反应的化学方程式为,请计算:
(1)反应生成沉淀的总质量为 g。
(2)求碳酸钠溶液的溶质质量分数。
【答案】(1)10
(2)解:设100g碳酸钠溶液的溶质质量为x,
x=10.6g
碳酸钠溶液的溶质质量分数为
答:碳酸钠溶液的溶质质量分数为10.6%。
【详解】(1)根据质量守恒定律,生成沉淀的质量为100g+100g-190g=10g;
(2)见答案。
考点一 溶质质量分数的含义
【例1】 某氯化钠溶液的溶质质量分数为5%,下列叙述中错误的是
A.在190 g水中溶解了10 g氯化钠
B.在95 g水中溶解了5 g氯化钠
C.在100 g氯化钠溶液中含有5 g氯化钠
D.在100 mL氯化钠溶液中含有5 g氯化钠
【答案】D
【详解】A、根据溶液中溶质的质量分数定义,若190克水中溶解了10克氯化钠,则该氯化钠溶液中氯化钠的质量分数为,故A正确;
B、若190克水中溶解了10克氯化钠,则该氯化钠溶液中氯化钠的质量分数为,故B正确;
C、若100g氯化钠溶液中含有5g氯化钠,则该溶液溶质质量分数为,故C正确;
D、欲计算含有5g氯化钠的100mL氯化钠溶液中溶质质量分数,需要计算氯化钠溶液质量,所以需要知道该溶液密度,故D错误;
故选D。
解题要点
(1)溶质质量分数表示一定量溶液中所含溶质质量的多少,反映溶液浓度的大小。
(2)质量分数越大,说明溶液中溶质含量越高。例如质量分数10%的氯化钠溶液比5%的溶液浓度更高。
(3)溶质质量分数与温度、压强、溶液是否饱和无关,只与溶质和溶剂的质量有关。
(4)计算结果必须用百分数表示
(5)计算时溶质质量仅指被溶解部分,未溶解的不计入
(6)浓溶液质量分数大但不一定饱和,稀溶液质量分数小但不一定不饱和
【变式1-1】 关于100g溶质质量分数15%的硝酸钾溶液,下列叙述正确的是
A.100g水中溶有15g硝酸钾
B.溶液中硝酸钾与水的质量比是17:3
C.溶液中硝酸钾与水的质量比是3:20
D.将15g硝酸钾溶于85g水中,可制得该溶液
【答案】D
【详解】A、100g15%的硝酸钾溶液,含义是100g硝酸钾溶液中含有15g硝酸钾,故选项说法错误;
B、该溶液中硝酸钾和水的质量比为15%:(1-15%)=1:5,故选项说法错误;
C、该溶液中硝酸钾和水的质量比为15%:(1-15%)=1:5,故选项说法错误;
D、100g15%的硝酸钾溶液,含义是100g硝酸钾溶液中含有15g硝酸钾,将15g硝酸钾溶于85g水中可制得该溶液,故选项说法正确。
故选:D。
【变式1-2】 现有溶质质量分数为的葡萄糖溶液,关于此溶液的说法不正确的是
A.溶质是葡萄糖,溶剂是水 B.将葡萄糖溶于水中,可制得该溶液
C.溶质与溶剂的质量比为 D.取出此溶液,其溶质质量分数为
【答案】D
【详解】A、葡萄糖溶液中的溶质为葡萄糖,溶剂为水,该选项说法正确;
B、配制100g溶质质量分数为10%的葡萄糖溶液时,需要葡萄糖100g×10%=10g,需要水100g-10g=90g,该选项说法正确;
C、结合前面分析可知,溶质与溶剂的质量比为10g+90g=1:9,该选项说法正确;
D、溶液具有均一性,则取出50g溶液时,溶质质量分数仍为10%,该选项说法不正确。
故选D。
考点二 溶质质量分数公式的计算
【例2】 把100克20℃时KNO3的饱和溶液蒸干,得到24克KNO3。则:
(1)若配制350克20℃的KNO3的饱和溶液,需KNO3 克和H2O 克?
(2)若将78克KNO3配成20℃时的饱和溶液,需H2O多少克?
【答案】(1) 84 266
(2)设加入水的质量为y,则有 。
答:需要加入水247g。
【详解】(1)由题可知,100克20℃时KNO3的饱和溶液蒸干,得到24克KNO3,则该饱和溶液中硝酸钾溶质质量分数为 ,所以配制350克20℃的KNO3的饱和溶液,需要溶质硝酸钾的质量为 ,溶剂水的质量为 ,故填84;266;
(2)见答案
解题要点
溶质质量分数是指溶质质量与溶液质量之比,计算公式为:ω = × 100%。其中m(溶质)为溶质质量,m(溶液)为溶质与溶剂质量之和。
【变式2-1】按照下图进行实验,各步操作均已充分溶解,忽略实验过程中溶剂的挥发。说法正确的是 。
A.烧杯a和b内,溶液中溶质质量分数:a<b
B.烧杯a和d内,溶剂质量:a<d
C.烧杯c和f内,上层清液中溶质质量分数:c=f
D.烧杯c和f内,剩余固体质量:c>f
【答案】AC
【详解】A、烧杯a为20℃下硝酸钾的饱和溶液,设此时100g硝酸钾的饱和溶液中溶质的质量为x,则有≈24%,解得x≈24g,其中溶剂水的质量为100g-24g=76g,40℃时,硝酸钾的溶解度为63.9g,所以76g水中最多溶解硝酸钾的质量为,则在a中加入10g硝酸钾后,硝酸钾的质量为24g+10g=34g<48.6g,此时硝酸钾能够完全溶解,得到不饱和溶液,所以烧杯b中溶质的质量分数为,所以烧杯a和b内,溶液中溶质质量分数:a<b,故A说法正确;
B、根据20℃时氯化钠溶解度大于硝酸钾的溶解度,因此当二者都是该温度下100g饱和溶液时,溶解氯化钠的质量大于硝酸钾,则所含水的质量小,如图可知关系为a>d,故B说法错误;
C、由图可知,c和f中都有固体剩余,则上层清液都为其t℃下的饱和溶液,由溶解度曲线可知,t℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度相等,所以说其饱和溶液的溶质质量分数相等,故C说法正确;
D、整个过程中溶剂水的质量不变,由上分析可知,c烧杯中溶剂水的质量为76g,硝酸钾的总质量为34g,f烧杯中溶剂水的质量为73.5g,氯化钠的总质量为26.5g+10g=36.5g,t℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度相等,即100g水中溶解硝酸钾和氯化钠的质量是相等的,故此时76g水中溶解硝酸钾的质量>73.5g水中溶解氯化钠的质量,所以说烧杯c和f内,剩余固体质量:c<f,故D说法错误;
故选:AC。
【变式2-2】 t℃时,向100g、50%的硝酸钾溶液中加入甲(不与水或硝酸钾反应),溶液中硝酸钾的质量分数随加入甲的质量变化情况如图所示。下列分析正确的是
A.甲可以是氯化钠溶液
B.甲可以是浓度小于25%的硝酸钾溶液
C.溶液中硝酸钾的质量可能变大
D.溶液中水的质量可能不变
【答案】AD
【详解】A、若甲为NaCl溶液,加入NaCl溶液前后溶液中KNO3的质量不变,当加入NaCl溶液的质量为100g时,KNO3的溶质质量分数=,由图像可知当加入100g甲后KNO3的溶质质量分数为25%,故选项说法正确;
B、设加入KNO3溶液的溶质质量分数为x
当加入KNO3的溶液的质量为100g,由图像可知原溶液的溶质质量分数为25%
x=0,故选项说法错误;
C、由B中分析可知不可能往KNO3溶液中再添加任何浓度的硝酸钾溶液,更不可能加入KNO3固体,则溶液中KNO3的质量不可能变大,故选项说法错误;
D、若在t℃时向100g的硝酸钾溶液中加入100g甲,甲能够完全溶解,则加入甲后的溶液为200g,KNO3的溶质质量分数变为25%,其中溶剂水的质量不变,故选项说法正确。
故选AD。
考点三 溶质质量分数与溶解度的关系
【例3】 甲、乙两种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线如图所示,请回答下列问题:
时,向一定量质量分数为10%的甲溶液中加入ag甲物质,充分溶解后所得溶液中溶质的质量分数可能为(物质溶解时溶液的温度变化忽略不计)
A.10% B.16.1% C.20% D.25%
【答案】BC
【详解】时,甲的溶解度为25g,则此时甲的饱和溶液的溶质质量分数为。一定量质量分数为10%的甲溶液属于不饱和溶液,加入ag甲物质,充分溶解后,溶质质量增大,溶质质量分数在饱和状态下达到最大值,则10%<所得溶液中溶质的质量分数≤20%。
故选:BC。
解题要点
对于同一溶质的饱和溶液,溶解度和溶质质量分数存在以下定量关系:
ω = × 100% S =
【变式3-1】现有t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的饱和溶液,将其均降温到t1℃,对所得溶液的描述正确的是
A.溶质质量分数:乙>甲=丙
B.溶液质量:乙>甲>丙
C.溶剂质量:丙>乙>甲
D.溶解度:乙>甲=丙
【答案】CD
【详解】A、降温过程中,甲、乙的饱和溶液均会析出固体,达到在t1℃时的饱和状态,丙溶液降温过程中溶液组成不变,会向左平移到与原来等高的位置,故在t1℃时,乙的点最高,其次是甲,最后是丙,溶质质量分数由大到小是甲、乙、丙,A错误;
B、原三种溶液质量相等,丙未析出固体,甲析出固体较多,乙析出固体较少,溶液质量由大到小是丙、乙、甲,B错误;
C、溶剂的质量在降温过程中不变,三种等质量的溶液在t2℃时溶质质量分数最大的溶剂质量最小,溶剂最小的是甲,其次是乙,最多的是丙,溶剂质量由大到小的顺序是丙>乙>甲,C正确;
D、溶解度大小与物质是否达到饱和状态无关,图中可知,t1℃时溶解度由大到小的顺序是乙>甲=丙,D正确。
故选:CD。
【变式3-2】物质X在40℃、80℃时的溶解度分别为60g/100g水、90g/100g水。甲、乙、丙、丁四个烧杯中均盛有100g水,对应温度下加入X的质量如图,充分溶解后,对所得溶液说法正确的是
A.甲、乙中的溶液含有相同质量的溶质
B.甲、丙中的溶液溶质的质量分数相等
C.乙中溶液升温至80℃,溶质质量分数增大
D.丁中溶液降温至40℃,析出X的质量为60g
【答案】AB
【详解】A、在40℃时,X的溶解度为60g/100g水,甲中放入70g后固体只能溶解60g,所以甲、乙溶液中溶质质量都是60g,选项正确;
B、在40℃时,X的溶解度为60g/100g水,甲中放入70g后固体只能溶解60g,甲、丙中的溶液中溶质都是60g,溶剂都是100g,溶质的质量分数相等,选项正确;
C、乙中溶液升温至80℃,溶质、溶剂的质量不变,溶质质量分数不变,选项错误;
D、丁中溶液降温至40℃,析出X的质量为90g-60g=30g,选项错误。
故选AB。
考点四 根据反应图像计算溶液中溶质质量分数
【例4】 (2025·内蒙古呼伦贝尔·二模)黄铜(铜和锌的合金)是一种重要的金属材料,常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜,某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末32.5g,放入烧杯中,然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。
试计算:恰好完全反应时,溶液质量为100g;此时,所得溶液的溶质质量分数是多少?
【答案】锌的质量为32.5g−26g=6.5g。
设生成硫酸锌的质量为x。
解得x=16.1g。
所得溶液的溶质质量分数=。
答:所得溶液的溶质质量分数16.1%。
【详解】由图像可知,黄铜样品质量为32.5g,最终剩余固体质量为26g,铜不能与稀硫酸反应,所以剩余固体26g为铜的质量,见答案。
解题要点
(1)图像分析要点
坐标识别:明确横纵坐标含义
关键点判断:
起点:确定初始溶质状态
拐点:反应结束点,此时溶质质量最大
变化趋势:溶质溶解阶段质量分数上升,饱和后保持不变
(2)解题步骤
通过图像确定溶质质量:利用质量差计算(反应前总质量 - 剩余质量 = 气体质量)
计算溶液质量:反应后溶液质量 = 反应物总质量 - 气体/沉淀质量
【变式4-1】(2025·湖北武汉·三模)课外实验小组的同学们在实验室里整理药品时,发现一瓶失去部分标签的过氧化氢溶液,为了测定这瓶溶液的溶质质量分数,他们取了68g该溶液与1g二氧化锰混合充分反应,测得产生气体的质量与反应时间的关系如图所示。
(1)在化学反应前后二氧化锰的 不变。
(2)请计算这瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数 。
【答案】(1)质量和化学性质
(2)由图可知,曲线最高点的纵坐标为3.2g,说明过氧化氢完全反应,产生氧气的质量为3.2g,解:设参加反应的过氧化氢的质量为x
这瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数:,故填写:10%。
【详解】(1)根据催化剂的“一变,两不变”特征可知,化学反反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,二氧化锰是过氧化氢溶液制氧气的催化剂,因此,在化学反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变,故填写:质量和化学性质。
(2)详解见答案。
【变式4-2】向盛有一定质量稀盐酸的烧杯中逐渐加入石灰石,产生气体质量与石灰石质量的关系如图所示。恰好完全反应后称的烧杯中剩余物质的质量为108.1g,根据关系图分析并计算:
(1)稀盐酸完全反应时,产生CO2气体的质量为_______。
(2)该稀盐酸溶质的质量分数为_________。(写出计算过程)。
【答案】(1)4.4
(2)稀盐酸的质量为:4.4g+108.1g-12.5g=100g;
设稀盐酸溶质的质量分数为x
x=7.3%
答:该稀盐酸溶质的质量分数为7.3%。
【详解】(1)由图可知,稀盐酸完全反应时,产生CO2气体的质量为4.4g;
(2)见答案。
考点五 溶质质量分数与化学方程式的综合计算
【例5】现有105.8g氯化镁溶液与100g氢氧化钠溶液恰好完全反应,反应后过滤,得到滤液200g。已知:。
请计算:
(1)反应后生成沉淀的质量为 g。
(2)所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
【答案】(1)5.8
(2)设参加反应的NaOH的质量为x
所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为
答:所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为。
【详解】(1)由质量守恒定律可知:反应后生成沉淀的质量为:105.8g+100g-200g=5.8g。
(2)见答案。
解题要点
(1)反应物与溶质的关系:参加反应的物质是溶液中的溶质,需代入溶质的质量进行计算,而非溶液质量或体积。
(2)生成物与溶质的判断:反应后所得溶液的溶质为生成物中的可溶性物质(如生成的盐、酸或碱)。若生成物中有沉淀或气体,需从溶液总质量中扣除。
(3)反应后溶液质量的计算方法
溶液组成法:溶液质量=溶质质量+溶剂质量,溶剂质量包括原溶液的溶剂和反应生成的水(若有)。质量守恒法:m溶液质量=m(反应物总质量)-m(沉淀)-m(气体),适用于所有反应类型。
【变式5-1】 (2025·黑龙江佳木斯·二模)某五金加工厂承接了一批特殊零件的生产订单,零件需要特定比例的铁和铜制成,为调配原料,工人从仓库取出一包铁粉和铜粉的混合物。现称取该混合物10g于烧杯中进行成分分析实验,请同学们根据图中实验过程及数据进行计算。
(1)混合物中铁粉的质量为 g。
(2)计算最终所得溶液中溶质的质量分数是多少。
【答案】(1)5.6
(2)解:设生成硫酸亚铁的质量为x,生成氢气的质量为y。
解得:
最终所得氯化亚铁溶液中溶质的质量分数为:
答:最终所得溶液中溶质的质量分数是10%。
【详解】(1)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不与稀硫酸反应,分析图中信息,可知剩余的4.4g固体为铜,则混合物中铁粉的质量为:10g-4.4g=5.6g。故填:5.6。
(2)见答案。
【变式5-2】氢气作为燃料具有热值高无污染的优点,但制备成本高,可用废旧黄铜(铜锌合金)和100g稀硫酸反应制取氢气,如图1,恰好完全反应。天平的示数随反应时间变化如图2(仪器质量不计算在内),请计算:
(1)生成氢气的质量为 g。
(2)该废旧黄铜中锌的质量是多少?(写出计算过程)
(3)所用稀硫酸的溶质质量分数 (填“大于”或“小于”或“等于”)9.8%。
【答案】(1)0.2
(2)解:设该废旧黄铜中锌的质量是x
x=6.5g
答:该废旧黄铜中锌的质量是6.5g。
(3)等于
【详解】(1)金属活动性Zn>H>Cu,废旧黄铜中只有锌能与稀硫酸反应,化学方程式为。根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变。反应前装置和物质总质量为120.0g,反应后为119.8g,则生成氢气的质量为1。
(2)根据氢气的质量计算,见答案。
(3)设所用稀硫酸的溶质质量分数为y,则
y=9.8%
基础达标
1. 关于10%硝酸钾溶液的说法正确的是
A.由硝酸钾溶于水配制而成
B.表示每溶液中含硝酸钾
C.降低温度,溶质的质量分数变小
D.该溶液中加入硝酸钾充分溶解后,其溶质质量分数变为
【答案】B
【详解】A、10g硝酸钾溶于100g水配制而成的硝酸钾溶液的质量分数为,故A错误;
B、质量分数10%表示每100g溶液中含10g硝酸钾(),故B正确;
C、虽然硝酸钾的溶解度随温度降低而减小,但溶质质量分数是否减小取决于原溶液是否饱和,若原溶液为不饱和溶液,则降温后溶质质量分数可能不变,故C错误;
D、100g10%的溶液中含10g硝酸钾()和90g水。加入2g硝酸钾后,溶质质量为12g,溶液总质量为102g,溶质质量分数为,故D错误。
故选B。
2.(2024·上海·中考真题)甲、乙、丙分别是质量分数为2%、4%、6%的溶液,下列说法正确的是
A.乙是饱和溶液
B.甲乙混合后溶质质量分数为6%
C.100g丙与200g水混合后溶质质量分数为2%
D.相同质量的甲乙丙三份溶液中,甲的水最多
【答案】CD
【详解】A、在一定温度下,某物质的饱和溶液溶质质量分数是其溶质质量分数最大的情况,由丙可知,常温下能配制出6%的氢氧化钠溶液,故乙一定不是氢氧化钠饱和溶液,选项错误;
B、甲的溶质质量分数为2%,乙的溶质质量分数为4%,两者混合后溶质质量分数大于2%,小于4%,选项错误;
C、100g丙与200g水混合后溶质质量分数为,选项正确;
D、甲、乙、丙三种溶液的溶质质量分数关系:甲<乙<丙,相同质量的甲乙丙三份溶液中,溶质质量关系:甲<乙<丙,溶剂质量关系:甲>乙>丙,选项正确;
故选CD。
3. 一定能改变某溶液溶质质量分数的方法是
A.降温 B.恒温蒸发 C.加入该种溶质 D.加水
【答案】D
【详解】A、若该溶液溶质的溶解度随着温度的降低而增大,降温时溶解度增大,溶液的组成未发生改变,溶质的质量分数不变,若该溶液溶质的溶解度随着温度的降低而减小,降温时溶解度减小,有溶质析出时,溶质的质量分数变小,降温不一定能改变某溶液溶质质量分数,不符合题意;
B、若溶液为不饱和溶液,恒温蒸发,溶剂质量减少,所得溶液的溶质质量分数变大,若溶液为饱和溶液,恒温蒸发后仍为该温度下的饱和溶液,溶质的质量分数不变,恒温蒸发不一定能改变某溶液溶质质量分数,不符合题意;
C、若溶液为不饱和溶液,加入该种溶质,溶质质量变大,所得溶液的溶质质量分数变大,若溶液为饱和溶液,加入该种溶质后仍为该温度下的饱和溶液,溶质的质量分数不变,加入该种溶质不一定能改变某溶液溶质质量分数,不符合题意;
D、溶液中加水,溶质不变,溶剂增加,溶质的质量分数变小,加水一定能改变某溶液溶质质量分数,符合题意。
故选D。
4.(2025·上海长宁·二模)已知胆矾的化学式为(式量为250),能配制100g16%硫酸铜溶液的组合是
A.胆矾和75g水 B.25g胆矾和75g水
C.胆矾和84g水 D.25g胆矾和84g水
【答案】B
【详解】胆矾(CuSO4•5H2O)的式量为250,其中硫酸铜(CuSO4)的式量为160,则胆矾中硫酸铜的质量分数为×100%=64%。
配制 100g16% 硫酸铜溶液所需胆矾的质量:
设需要胆矾的质量为x,因为胆矾中硫酸铜的质量分数为64%,且要得到16g硫酸铜,所以x×64%=16g,
解得x=16g÷64%=25g;
溶液质量为100g,胆矾质量为25g,那么需要水的质量为100g-25g=75g。
故选B。
5.(2024·宁夏·中考真题)几种固体物质的溶解度曲线如图所示,下列分析正确的是
A.40℃时,KNO3溶液的溶质质量分数大于KCl溶液的溶质质量分数
B.60℃时,KNO3和KCl各30g分别加入50g水中都能形成饱和溶液
C.20℃时,Ca(OH)2的饱和溶液升温至40℃,溶液的溶质质量分数保持不变
D.在0℃至100℃之间,不能配得溶质质量分数相等的KCl和Ca(OH)2的饱和溶液
【答案】D
【详解】A、选项说法没有指明溶液是否饱和,40℃时,KNO3溶液的溶质质量分数不一定大于KCl溶液的溶质质量分数,故选项说法错误;
B、60℃时,硝酸钾的溶解度为110g,氯化钾的溶解度大约是45g,则该温度下,50g水中最多能溶解55g硝酸钾、22.5g氯化钾,60℃时,KNO3和KCl各30g分别加入50g水中,氯化钾能形成饱和溶液,硝酸钾形成的是不饱和溶液,故选项说法错误;
C、氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而增大,20℃时,Ca(OH)2的饱和溶液升温至40℃,氢氧化钙的溶解度减小,有氢氧化钙析出,溶剂质量不变,则液的溶质质量分数保持减小,故选项说法错误;
D、在0℃至100℃之间,氯化钾的溶解度大于氢氧化钙的溶解度,则0℃至100℃之间,不能配得溶质质量分数相等的KCl和Ca(OH)2的饱和溶液,故选项说法正确;
故选:D.
6. 已知 A、B、C 三种物质的溶解度随温度的变化情况如图所示,现将 a gA、b gB、c gC 分别在 10℃。20℃、30℃时加入 100g 水中,下列分析正确的是
A.a、b、c 三点表示的溶液均为饱和溶液
B.三种溶液中溶质质量分数最大的是A
C.c 点恰好形成无色、均一、稳定的溶液
D.升温至 30℃时,三种溶液的溶质质量分数关系为:A=C>B
【答案】D
【详解】A、溶解度曲线上的点表示恰好饱和的溶液,溶解度曲线上方的点表示饱和溶液且有未溶解的溶质,溶解度曲线下方的点表示不饱和溶液,故a、c点表示饱和溶液,b点表示不饱和溶液,选项错误,不符合题意;
B、由图像可知b<a=c,10℃时agA不能全部溶于100g水中,30℃时cgC恰好溶于100g水中,20℃时bgB完全溶解在100g水中,故三种溶液中溶质质量分数最大的是C;
C、c点形成的是恰好饱和的溶液,溶液是均一、稳定的混合物,但不一定是无色的,与是否饱和无关,故选项错误,不符合题意;
D、升温至30℃时,A的溶解度大于ag,agA能够完全溶解在100g水中, C的溶解度等于cg,cgC能完全溶解在100g水中,B的溶解度大于bg,bgB也能完全溶解在100g水中。等量的溶剂中,溶质越多溶质质量分数越大,由图像可知a=c>b,故升温至 30℃时,三种溶液的溶质质量分数关系为A=C>B,选项正确,符合题意。
故选D。
7.(2025·上海松江·二模)已知氯化钾溶解度在20℃时为34.0克/100克水,60℃时为45.5克/100克水。20℃时,向盛有10.0g水的烧杯中加入5g氯化钾固体,充分溶解后,有固体不溶(图①),按照图示进行后续实验,下列分析正确的是
A.①中溶液的质量为15克
B.②中溶液为氯化钾的饱和溶液
C.溶液中溶质的质量关系:①<②=③
D.溶液中溶质的质量分数关系:①<②=③
【答案】C
【详解】A、氯化钾溶解度在20℃时为34.0克/100克水,则10g水最多溶解氯化钾3.4g,故①中溶液的质量为13.4g,A错误;
B、在20℃时为34.0克/100克水,则20g水最多溶解氯化钾6.8g,而开始时加入5g氯化钾,故②中溶液为氯化钾的不饱和溶液,B错误;
C、①中溶质的质量为3.4g,②中溶质的质量为5g,③中溶液温度为60℃,氯化钾的溶解度大于②中氯化钾的溶解度,②中溶液为氯化钾的不饱和溶液,③中溶液也为氯化钾的不饱和溶液,溶质的质量为5g,故溶液中溶质的质量关系①<②=③,C正确;
D、①中溶质质量质量分数为,②和③中溶质和溶剂的质量均相等,故溶质的质量分数也相等,均为,故溶液中溶质的质量分数关系:①>②=③,D错误。
故选C。
8.(2025·上海虹口·二模)硝酸钾的溶解度曲线如图所示。M 、N 两点分别表示硝酸钾的两种溶液,相关分析正确的是
A.向 M 溶液中加入(c-b)g硝酸钾,得到N 溶液
B.将 M 溶液升温,其溶质质量分数可能与 N相同
C.将 N 溶液降温至40 ℃,溶液质量持续减小
D.M、N 两溶液均降温至10 ℃,析出晶体的质量可能相等
【答案】D
【详解】A、由图可知,M点为硝酸钾的饱和溶液,向 M 溶液中加入(c-b)g硝酸钾,固体不能继续溶解,不能得到N溶液,故A错误;
B、将 M 溶液升温,硝酸钾的溶解度增大,但溶液的组成成分不变,则其溶质质量分数不可能与N相同,故B错误;
C、将 N 溶液降温至40 ℃,溶液的质量先不变,达到饱和后,固体析出,溶质的质量减小,溶液的质量减小,故C错误;
D、由于溶液的质量不确定,则M、N 两溶液均降温至10 ℃,析出晶体的质量可能相等,故D正确。
故选D。
9.甲、乙两种物质(均不含结晶水) 的溶解度曲线如图所示,请回答:
(1)t2℃时,甲、乙两种物质溶解度较大的是 。
(2) t1℃时,100g水中放入50g乙,充分溶解后所得溶液的质量是 g。
(3) t2℃时,甲、乙溶液的溶质质量分数相等均为 a%,其中一定是不饱和溶液的是 ,a%的取值范围是 。
(4)将t2℃等质量的甲、乙饱和溶液分别降温到t1℃,下列说法正确的是 。
A.t1℃时溶质质量分数:甲=乙
B.t1℃时溶质质量: 甲=乙
C.t1℃时溶剂质量: 甲>乙
D.析出晶体质量:甲>乙
【答案】(1)甲
(2)140
(3) 甲 0<a%≤37.5%
(4)AD
【详解】(1)由图可知,t2℃时,甲物质的溶解度是 100g,乙物质的溶解度是60g,故t2℃时,甲、 乙两种物质溶解度较大的是甲;
(2)t1℃时, 乙物质的溶解度 40g, 根据溶解度概念可知, t1℃时, 100g水中放入 50g乙,最多溶解40g, 充分溶解后所得溶液的质量=100g+40g= 140g;
(3)t2℃时,甲、 乙两种物质溶解度较大的是甲,饱和溶液的溶质质量分数较大是甲,t2℃时,甲、 乙溶液的溶质质量分数相等均为 a%,其中一定是不饱和溶液的是甲; 由于 t2℃时,甲、 乙溶液的溶质质量分数相等均为 a%,又甲的溶解度较大,故a%的最大值即为乙物质的饱和溶液溶质质量分数 , 故a%的取值范围是0<a%≤37.5%;
(4)A、将t2℃等质量的甲、乙饱和溶液分别降温到t1℃,甲、乙均有固体析出且均为饱和溶液,一定温度下饱和溶液的溶质分数=,溶解度越大,质量分数越大,t1℃时甲、乙溶解度相同,t1℃时溶质质量分数:甲=乙,正确;
B、t2℃时,甲的溶解度比乙大,一定温度下饱和溶液的溶质分数=,溶解度越大,质量分数越大,t2℃等质量的甲、乙饱和溶液,溶质质量分数是甲>乙,,则溶剂质量是甲<乙,将t2℃等质量的甲、乙饱和溶液分别降温到t1℃,溶液中溶剂质量不变,溶解度变小,有晶体析出,t1℃时甲、乙溶解度相同,故t1℃时,溶质质量:甲<乙,错误;
C、t2℃时,甲的溶解度比乙大,一定温度下饱和溶液的溶质分数=,溶解度越大,质量分数越大,t2℃等质量的甲、乙饱和溶液,溶质质量分数是甲>乙,则溶剂质量是甲<乙,错误;
D、根据溶解度曲线可知,甲溶解度受温度影响较大,将t2℃等质量的甲、乙饱和溶液分别降温到t1℃,析出固体的质量:甲>乙,正确。
故选AD。
10.(2025·广西柳州·三模)为确定实验室某瓶硫酸溶液(如图所示)中溶质的质量分数是否与标签标示相符,某同学利用此硫酸溶液与锌粒进行实验探究,数据记录如表所示。
反应前物质的质量/g
充分反应后剩余物的总质量
硫酸溶液
锌粒(足量)
49.0
8.5
57.3
(1)该实验中生成的的质量为 g。
(2)通过计算,确定该硫酸溶液中溶质的质量分数是否与标签标示相符。
【答案】(1)0.2
(2)解:设该硫酸中溶质的质量分数为x
=
x=20%
所以与标签标示相符
答:该硫酸的溶质质量分数与标签表示相符。
【详解】(1)由质量守恒定律可知,生成的氢气的质量=49.0g+8.5g−57.3g=0.2g,故填0.2。
(2)见答案。
11.(2025·四川遂宁·中考真题)化学是一门以实验为基础的自然学科,阳阳同学在实验室用100g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,完全反应后,生成氧气的质量与反应时间的关系如图:
(1)反应生成氧气的质量为 g。
(2)二氧化锰起 作用。
(3)计算参加反应的过氧化氢溶液的溶质质量分数(用方程式计算,写出解题过程)。
【答案】(1)3.2
(2)催化
(3)解:设参加反应的过氧化氢溶液中溶质的质量为x。
解得:
则参加反应的过氧化氢溶液的溶质质量分数为
答:参加反应的过氧化氢溶液的溶质质量分数为6.8%。
【详解】(1)由图可知,反应生成氧气的质量为3.2g,故填:3.2;
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,二氧化锰为该反应的催化剂,起催化作用,故填:催化;
(3)详见答案。
12.为测定某种铜镁合金中镁的质量分数,取该合金粉末10.0g于烧杯中,逐滴加入一定溶质质量分数的稀硫酸,烧杯内固体的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
(1)合金中镁的质量分数为 。
(2)反应生成氢气的质量。
(3)恰好完全反应时烧杯内溶液的质量为 g。
【答案】(1)48%
(2)解:设反应生成氢气的质量为x。
x=0.4g
答:反应生成氢气的质量为0.4g。
(3)104.4
【详解】(1)由图可知,反应后剩余固体质量为5.2g,在金属活动顺序中,镁排在氢之前,铜排在氢之后,镁能与硫酸反应,铜不能与稀硫酸反应,所以剩余固体为铜,则镁的质量为10.0g−5.2g=4.8g;合金中镁的质量分数;
(2)见答案;
(3)恰好完全反应时,溶液为硫酸镁溶液。由质量守恒定律可知,溶液质量=参加反应镁的质量+参加反应稀硫酸的质量-生成氢气的质量=4.8g+100g-0.4g=104.4g。
综合应用
13.(2025·上海普陀·二模)将一种盐M(不含结晶水)的溶液,通过“操作I”得到固体M,过程如下图。下列说法正确的是
A.“操作I”可以是降温 B.“操作I”可以是蒸发
C.甲一定是M的不饱和溶液 D.甲与乙中的溶液质量分数一定不相同
【答案】B
【详解】A、由图可知,烧杯中液面下降,则“操作Ⅰ”不是降温,错误;
B、由图可知,烧杯中液面下降,“操作Ⅰ”可以是蒸发,正确;
C、甲不一定是M的不饱和溶液,也可能是恰好饱和的溶液,错误;
D、甲与乙中的溶液质量分数可能相同,若甲是M的饱和溶液,“操作Ⅰ”是恒温蒸发,乙是该温度下的饱和溶液,则甲与乙中的溶液质量分数相同,错误。
故选B。
14.电解水时,常在水中加入少量的硫酸以增强水的导电性。若用8%的硫酸溶液200g,通以直流电进行电解水实验,过一段时间后,溶液中硫酸的质量分数为10%,则已电解的水的质量为
A.10g B.20g C.32g D.40g
【答案】D
【详解】通电前后,水的质量减少,反应前后硫酸的质量不变,设已电解的水的质量为x,则,解得;
故选:D。
15.(2025·上海杨浦·三模)硝酸钾的溶解度曲线如图,下列说法正确的是
A.硝酸钾的溶解度是水
B.b点溶液比a点溶液所含溶质多
C.b点溶液降温后,溶质质量分数始终大于a点溶液
D.a点溶液加热蒸发一定量水后,降温至可形成b点溶液
【答案】D
【详解】A、溶解度的表述需要指明温度,未提及温度,不准确,说法错误,不符合题意;
B、由溶解度曲线图可知,a点是20℃时硝酸钾的饱和溶液,b点是40℃时硝酸钾的饱和溶液,但未指明溶液质量,无法确定b点对应的溶液比a点对应的溶液所含溶质多32.3g,说法错误,不符合题意;
C、由溶解度曲线图可知,a点是20℃时硝酸钾的饱和溶液,b点是40℃时硝酸钾的饱和溶液,b点溶液降温后,硝酸钾的溶解度减小,有固体析出,溶剂质量不变,则溶质质量分数减小,降温到20℃以下,溶质质量分数小于a点溶液,说法错误,不符合题意;
D、由溶解度曲线图可知,a点是20℃时硝酸钾的饱和溶液,b点是40℃时硝酸钾的饱和溶液,a点溶液加热蒸发一定量水后,溶质质量分数变大,再降温至可形成b点溶液,说法正确,符合题意。
故选D。
16.某同学进行了如下溶解实验。
(1)所得溶液一定属于饱和溶液的是 (填装置编号),饱和溶液转化为不饱和溶液的方法是 。
(2)甲物质在20℃时溶解度的范围是 ,B、C、D、E中溶质质量分数由大到小排序是 (填装置编号)。
(3)t°C时固体恰好完全溶解,则此温度时甲的溶解度为 ,E中溶质的质量分数为 。
【答案】(1) BDE 加溶剂或升高温度
(2) E>B=D≥C
(3) 45.8g 31.4%
【详解】(1)B、D溶液中含有未溶解的固体,则BD溶液一定属于饱和溶液,E溶液中甲溶液在t°C时固体恰好完全溶解,E溶液一定属于饱和溶液,故所得溶液一定属于饱和溶液的是BDE,由图可知,甲物质的溶解度随温度的升高而增大,故饱和溶液转化为不饱和溶液的方法是加溶剂或升高温度。
(2)在20℃时,向50g水中加入31.6g的甲物质,不能完全溶解,加入50g水后能完全溶解,即100g水能够溶解31.6g的甲物质,再加入14.2g的甲物质,不能够完全溶解,此时共加了甲物质,故在20℃时甲物质溶解度的范围是。E中100g水能够完全溶解45.8g甲物质,溶质质量分数最大,BD都是20℃时的饱和溶液,溶质质量分数相同,C中100g水溶解了31.6g甲物质,可能是不饱和溶液,也可能恰好饱和,故B、C、D、E中溶质质量分数的大小关系是E>B=D≥C。
(3)t°C时固体恰好完全溶解,E中100g水能够完全溶解甲物质,则此温度时甲的溶解度为45.8g,故E中溶质的质量分数为。
17.(2025·湖北武汉·模拟预测)实验室有一瓶久置的过氧化氢溶液,为测定其质量分数,小明取20g溶液进行如图1所示实验,测得相关数据如图2所示:
(1)该实验前后,二氧化锰的质量 (填“改变”或“不变”)。
(2)计算久置的过氧化氢溶液中H2O2的质量分数(写出计算过程)。
【答案】(1)不变
(2)解:由题可知,产生氧气的质量为:20g+0.5g-20.34g=0.16g
设20g久置的过氧化氢溶液中的质量为x。
则久置的过氧化氢溶液中的质量分数为
答:久置的过氧化氢溶液中的质量分数为1.7%。
【详解】(1)二氧化锰为过氧化氢分解的催化剂,催化剂在化学反应前后化学性质和质量不变,故填:不变。
(2)见答案。
18.(2023·山东枣庄·中考真题)为测定某硫酸溶液的溶质质量分数,实验小组设计了以下方案:在烧杯中加入该硫酸溶液100 g,然后向烧杯中逐滴加入氢氧化钡溶液,滴加的氢氧化钡溶液质量与生成沉淀的质量关系如图所示。请你帮其解决下列问题:
(1)恰好完全反应时,生成沉淀的质量为 g。
(2)求该硫酸溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
【答案】(1)23.3
(2)解:设该硫酸溶液的溶质质量分数为x
x=9.8%
答:该硫酸溶液的溶质质量分数为9.8%。
【详解】(1)根据图像,恰好完全反应时,生成沉淀的质量为23.3g;
(2)过程见答案。
拓展培优
19.(2025·上海嘉定·二模)20℃时,某同学为了测定氯化钠溶液的溶质质量分数,在两只烧杯A1和A2中各取80克待测氯化钠溶液,进行了两种不同的实验方法,如图所示,下列说法正确的是(20℃,氯化钠的溶解度为36克/100克水)
A.图中x的数值是2克
B.A1、A2中的溶液都是氯化钠的饱和溶液
C.B1、B2中的溶液,溶质与溶剂的质量比相等
D.A1和B1中溶液的溶质质量分数相等
【答案】C
【详解】A、B1溶液的质量=80g-10g-2g=68g,则该饱和溶液中氯化钠质量为,水的质量=68g-18g=50g;则A1溶液中水的质量=50g+10g=60g,氯化钠固体质量=18g+2g=20g;溶液具有均一性,A1与A2中溶液的溶质、溶剂质量相等,则20℃时,60g水最多溶解氯化钠质量为,xg=20g+4g-21.6g=2.4g,x=2.4,故错误;
B、20℃时,氯化钠的溶解度为36g,即该温度下,100g水中最多可溶解36g氯化钠,若A1是饱和溶液,则蒸发的10g水与析出的氯化钠固体会形成饱和溶液,则析出的氯化钠固体质量为>2g,则A1中溶液是不饱和溶液,溶液具有均一性,A2中溶液也是不饱和溶液;故错误;
C、由图可知,B1、B2中的溶液是同一温度下饱和溶液,故溶质与溶剂的质量比相等,故正确;
D、由上述分析可知,A1溶液是20℃时氯化钠的不饱和溶液,B1溶液是20℃时氯化钠的饱和溶液,故溶质质量分数不相等,故错误。
故选C。
20.(2025·四川广安·中考真题)20℃时,将一定质量的甲、乙两种溶液进行恒温蒸发,蒸发溶剂的质量与析出晶体的质量关系如图所示(图中两线相交于c点)。下列分析错误的是
A.20℃时,b点对应的乙溶液是不饱和溶液
B.20℃时,对甲、乙两种溶液恒温蒸发28g溶剂,两者析出晶体的质量相等
C.20℃时,等质量的甲、乙两种饱和溶液中,溶质质量:乙>甲
D.20℃时,甲的饱和溶液溶质质量分数为25%
【答案】D
【详解】A、根据图像,b点后继续蒸发溶剂仍无溶质析出,说明此时乙溶液是不饱和溶液,该选项正确;
B、根据图像,20℃时,对甲、乙两种溶液恒温蒸发28g溶剂,两者析出晶体的质量相等,该选项正确;
C、根据图像,乙溶液对应的线段斜率更大,说明对于甲、乙饱和溶液来说,蒸发相同质量的溶剂,乙析出的晶体更多,可知20℃时乙的溶解度较大。根据,溶解度越大的物质,对应饱和溶液的溶质质量分数越大,等质量的甲、乙两种饱和溶液中,乙的溶质质量分数更大,则溶质质量:乙>甲,该选项正确;
D、根据图像,一开始蒸发溶剂,甲溶液就析出晶体,说明开始时甲是饱和溶液。20℃,甲的饱和溶液蒸发15g溶剂,析出晶体的质量为10g,说明15g溶剂中最多可溶解10g甲,此时饱和溶液的溶质质量分数为,该选项错误。
故选D。
21.(2025·甘肃陇南·二模)某校同学在工厂搜集到一包铁铜混合物粉末,利用该粉末测定实验室一瓶稀硫酸的质量分数,实验过程与数据测定如下图。根据图示数据进行分析与计算:
(1)实验中共生成氢气的质量为 。
(2)所用稀硫酸中溶质的质量分数 。
(3)最后烧杯内溶液中的溶质成分是 。
【答案】(1)0.3g
(2)19.6%
(3)硫酸和硫酸亚铁
【详解】(1)根据质量守恒定律,生成氢气质量为:20g+50g+50g-119.7g=0.3g;
(2)第一次加入50g稀硫酸产生氢气质量:20g+50g-69.8g=0.2g;第二次加入50g稀硫酸产生氢气质量:50g+69.8g-119.7g=0.1g;说明第一次加入硫酸充分反应后铁有剩余,所以第二次加稀硫酸又有气体产生,即第一次50g硫酸完全反应,则50g稀硫酸完全反应生成氢气质量为0.2g,故第二次50g硫酸没有完全反应,溶质有剩余;
解:设50g硫酸中溶质质量为x
硫酸的溶质质量分数为:
(3)结合上一步分析可知,最终得到的溶液中含有生成的硫酸亚铁和剩余的硫酸,故填:硫酸和硫酸亚铁。
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