溶质质量分数的计算及应用案例

【课标要点】

1.能进行溶质质量分数的简单计算。

2.初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。

【梳理归纳】

1.有关计算公式

2.溶液稀释前后溶质的质量不变

3.解此类题关键

抓住溶质的质量分数计算公式，找出溶质的质量、溶液的质量或两者的关系。解题时要注意：溶质的质量分数的计算，既可适用于饱和溶液的计算，也可适用于不饱和溶液的计算；溶质的质量分数可用小数表示，也可用%表示，一般不用分数表示。

【案例分析】

1.计算溶液中溶质的质量分数

例1 某温度时，蒸干35g氯化钾溶液，得到10g氯化钾，求该溶液中溶质的质量分数。

分析 溶液质量：35g

溶质质量：10g

简单利用公式即可计算

答：该溶液中溶质的质量分数为28.6%。

例2 将5g胆矾溶于95g水中，使之完全溶解，求所得溶液中CuSO4的质量分数。

分析 胆矾CuSO4·5H2O含有结晶水，它溶于水后，结晶水成为溶剂中的一部分，因为，5g胆矾中的CuSO4并不是5g，需计算出真正溶质的质量，才能计算溶质的质量分数。

解 5g胆矾含CuSO4为：

答：所得溶液中CuSO4的质量分数为3.2%。

2.已知溶液中溶质的质量分数，计算溶质、溶剂的质量

例3 溶液在生产和科研中具有广泛的用途。在农业上，为了选种子，需要配制15%的食盐溶液。现有30kg食盐固体，可配制食盐溶液多少千克？

分析 细心分析溶质质量、溶液质量、溶剂质量的相应关系，运用公式即可解得。

答：可配制食盐溶液200kg。

3.有关溶液稀释的计算

例4 双氧水（H2O2）既是工业上重要的绿色氧化剂，又是常用的医用消毒剂。

（1）小明从试剂商店购得一瓶质量分数为30%的双氧水，用于制取O2。若配制5%的双氧水600g，需30%的双氧水的质量为多少克？

（2）为了操作方便，改称量液体的质量为量取液体的体积。若配制5%的双氧水，应取30%的双氧水（密度1.1g/cm3）与水的体积比为多少？

（1）分析 解题的关键是要知道在配制过程中，溶质的质量保持不变。

解 设需30%的双氧水的质量为a。

答：需30%的双氧水的质量为100g。

（2）分析 解题关键仍与（1）相同，但要注意：溶液质量=溶液体积×密度。

解 设取30%的双氧水体积为x，水的体积为y。

30%的双氧水的质量为1.1g/cm3×x

稀释后5%的双氧水质量为1.1g/cm3×x+1g/cm3×y

由于稀释过程中溶质质量不变，

答：应取30%的双氧水与水的体积之比为2∶11。

【基础检测】

（一）选择题（单项选择）

1.40℃时氯化钾的溶解度为40g，在该物质的饱和溶液中，溶质、溶剂、溶液的质量比为（　）。

A.1∶5∶6　　B.2∶3∶5

C.20∶1∶21　　D.5∶1∶6

2.配制20%的氯化钠溶液时，不会引起溶液中氯化钠的质量分数偏小的是（　）。(www.xing528.com)

A.氯化钠晶体不纯　　B.转移已配好的溶液时，有少量液体溅出

C.用量筒取水时仰视读数　　D.烧杯用蒸馏水润洗后再配制溶液

3.不同温度下，氧气的溶解度随压强的变化如图所示，图中t1对应的温度为40℃，则t2对应的温度________（填字母）。

A.大于40℃

B.小于40℃

C.等于40℃

D.无法确定

4.溶质的体积分数也是溶液组成的一种表示方法，如70%的医用酒精表示（　）。

A.30体积酒精、70体积水　　B.30份质量酒精、70份质量水

C.70体积酒精、30体积水　　D.70份质量酒精、30份质量水

5.酒精（C2H5OH）的某种水溶液中溶质和溶剂的氢原子个数相等，则该溶液中溶质的质量分数为（　）。

A.23%　　B.46%　　C.55%　　D.72%

6.在4℃时，将100mL密度为1.84g/cm3，溶质的质量分数为98%的硫酸与100mL的水均匀混合，待温度恢复到4℃时，下列叙述正确的是（　）。

A.体积为200mL　　B.溶液的质量为280g

C.密度为1.42g/cm3　　D.溶质质量分数为63.5%

（二）填空题

7.水是常用的溶剂。若要配制50g5%的氯化钠溶液，需要进行如下的操作：①计算（需要氯化钠2.5g）；②用托盘天平称量2.5g氯化钠；③用___________（填“10mL”或“50mL”）量筒量取__________mL水；④将两者置于烧杯中，用玻璃棒搅拌。

8.实验室中用50g质量分数为98%的浓硫酸稀释成20%的稀硫酸，需加水________g。

9.为检验糖尿病患者的尿液，医院要配制质量分数为4%的硫酸铜溶液400g，需无水硫酸铜__________g，如果用胆矾应称取__________g。

（三）计算题

10.某课外活动小组的同学对某红褐色粉末样品中Fe2O3含量进行测定。取样品2.0g加到足量盐酸中，充分反应后，经过滤、干燥、称重，得滤渣的质量为0.4g（杂质不与盐酸反应）。请计算该样品中Fe2O3的质量分数。

11.某小组同学将530g碳酸钠溶液加入到280g石灰乳（水和氢氧化钙的混合物）中，使之恰好完全反应，所得溶液中溶质的质量分数为1%，计算加入的碳酸钠溶液中溶质的质量分数。

12.鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，为了测定蛋壳中碳酸钙的质量分数，小东和小军同学进行了如下实验，相关实验数据如下图所示：

（1）小东根据“蛋壳残渣质量为4.3g”，求得蛋壳中碳酸钙的质量分数为__________。

（2）小军根据“反应过程中减少的质量”（10g+100g-106.7g=3.3g）也求得了蛋壳中碳酸钙的质量分数，请你写出小军的计算过程和结果。

（3）小东经过反复实验得出该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数与小军结果吻合，请分析小东开始所得结果出现误差的可能原因。

【探究尝试】

1.某硫酸厂废水中含有少量硫酸，未达标排放，技术员小张对废水中硫酸的含量进行检测。

（1）配制溶液：

欲配制溶质质量分数为4%的NaOH溶液100g，需要NaOH固体______g，水______mL（水的密度为1g/cm3）。

（2）检测分析：

取废水样品98g，向其中逐滴加入NaOH溶液至恰好完全反应时，消耗4%的NaOH溶液20g，试计算废水中硫酸的质量分数（写出计算过程）。（假设废水中其他成分均不和NaOH反应；发生反应的化学方程式为：2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O）

2.如图是某浓盐酸试剂瓶上标签的部分内容。

盐酸（分析纯）

化学式：HCl

质量分数：36%

密度：1.18g/mL

体积：500mL

（1）将浓盐酸敞口放置，其质量分数会变小，这是由于浓盐酸具有较强的__________，所以浓盐酸必须密封保存；

（2）将该瓶浓盐酸全部配制成溶质质量分数为11.8%（密度约为1.06g/mL）的盐酸，需加入水__________mL（ρ水=1g/mL）；

（3）含杂质60%的石灰石100g与足量稀盐酸充分反应，理论上可得到CO2多少克？（假设杂质不与稀盐酸反应）