溶質的質量分數的相關計算是初中化學計算的重要組成部分和中考的熱點,主要包括基礎計算和與化學方程式相結合的綜合計算兩種類型.
一、基礎計算
溶質的質量分數的基礎計算包括:利用溶質的質量分數公式進行溶質、溶劑、溶液的互算,溶液的稀釋和濃縮的計算,幾種溶液混合後溶質的質量分數的計算,結合配製一定溶質的質量分數溶液的計算,結合溶解度考查溶質的質量分數的計算等.
例1(2017.綏化)某化學興趣小組的同學在清理實驗室時發現- -瓶濃鹽酸,標籤如圖1所示.
(1)這瓶鹽酸溶液的質量為 g.
(2)現要配製3800g溶質質量分數為10%的稀鹽酸,需要溶質質量分數為38%的濃鹽酸的質量為 g,需要這種濃鹽酸 瓶.
研析與解答:本題以濃鹽酸的標籤為背景,考查涉及溶液體積和密度的溶質的質
量分數的計算、溶液的配製(稀釋)等知識.結合標籤提供的信息可算出該瓶濃鹽酸的質量為1.19 g/mLx500 mL=595 g.設需要溶質質量分數為38%的濃鹽酸的質量為x,由於稀釋前後溶質的質量不變,可知3800gx10%=X.38%,解得x=1 000g.這些鹽酸的體積為≈840.3mL.每瓶濃鹽酸的體積為500ml所以需2瓶
二、與化學方程式相結合的綜合計算
在溶液中進行的反應,往往是其中的溶質參加反應,所以在根據化學方程式列出有關反應物、生成物的質量比時,要用溶質的質量列比例式,而不能直接用溶液的質量或體積列比例式.
此類問題的解題關鍵是要明確溶質是什麼,溶質的質量是多少.中考對此類問題的考查已經逐漸走出了「為計算而計算」的模式,更加注重與日常生活、工農業生產、科學實驗、社會問題的聯繫,更加注重對函數圖象、表格數據等綜合分析的考查.
1.函數圖象分析題
例2用圖3所示裝置製取氫氣並測定稀硫酸中溶質的質量分數,將稀硫酸全部加入錐形瓶中,天平示數的變化情況如圖4所示.
(1)共製取氫氣 g.
(2)稀硫酸中溶質的質量分數(寫出計算過程).
研析與解答:根據圖象並結合質量守恆定律得出生成氫氣的質量為310.2 g-310.0 g=0.2g,由氫氣的質量可求出參加反應的稀硫酸中溶質的質量,從而算出稀硫酸中溶質的質量分數.
答案:(1 )0.2 (2 )9.8%.
2.表格數據分析題
例3現有一家庭食用純鹼樣品,其中含雜質氯化鈉(不含其他雜質),為了測定樣品中雜質氯化鈉的質量分數,李明同學進行了三次實驗.實驗數據如表1.完成下列計算(計算結果精確到0.1%):
(1)樣品中氯化鈉的質量分數.
(2)加入氯化鈣溶液的溶質質量分數.
研析與解答:根據表中數據分析,第2次的反應是碳酸鈉與氯化鈣恰好反應.反應的化學方程式為Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,根據第二次反應生成CaCO3沉澱的質量可算出樣品中Na2CO;的質量和參加反.應的CaCl2的質量,進而算出樣品中氯化鈉的質量及樣品中氯化鈉的質量分數、氯化鈣溶液的溶質質量分數.
答案:(1)11.7%. (2)11.1%.
3.實驗圖式計算題
例4某同學在實驗室用氯酸鉀和二氧化錳的混合物製取氧氣,並對反應後的剩餘固體物進行回收、利用,實驗操作流程及數據記錄如圖5.
請回答下列問題:
(1)該同學製得氧氣的質量為 g.
(2)計算濾液中溶質的質量分數.
研析與解答:氯酸鉀和二氧化錳製取氧氣後的固體剩餘物為氯化鉀和二氧化錳的混合物,氯化鉀易溶於水,二氧化錳難溶於水,濾液中的溶質為氯化鉀.根據質量守恆定律,加熱後減少的固體質量即是生成氧氣的質量,故氧氣的質量為15.5g -10.7 g=4.8 g,然後根據化學方程式結合氧氣的質量可以計算出生成的氯化鉀的質量,結合反應後濾液的總質量可以算出濾液中溶質的質量分數.
答案:(1)4.8(2)14.8%.
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