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第15讲溶质质量分数的计算1．概念溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。考点一溶质的质量分数2．溶质的质量分数计算的几种基本类型(1)溶质、溶剂、溶液的质量与溶质的质量分数的相互换算溶质的质量分数＝溶质质量溶液质量×100%溶质质量＝溶液质量×溶质的质量分数溶液质量＝溶质质量溶质的质量分数(2)溶质的质量分数与溶液体积、密度的有关换算溶液质量(m)＝溶液体积(V)×溶液密度(ρ)溶质的质量分数＝溶质质量溶液体积V×溶液密度ρ×100%(3)溶液稀释的计算稀释前后溶质的质量不变，即：m×a%＝n×b%式中m、n分别表示稀释前后溶液的质量，a%、b%分别为稀释前后溶质的质量分数。(4)溶液浓缩的计算①加溶质浓缩：浓缩后溶质的质量分数＝浓缩前溶液中的溶质质量＋加入的溶质质量浓缩前溶液质量＋加入的溶质质量×100%②蒸发溶剂浓缩：浓缩后溶质的质量分数＝浓缩前溶液中溶质质量浓缩前溶液质量－蒸发溶剂的质量×100%(5)溶液混合m×a%＋n×b%＝(m＋n)×c%式中m、n分别表示混合前的两种溶液的质量，a%、b%为混合前两种溶液溶质的质量分数，c%为混合后溶液溶质的质量分数。1．配制步骤：(1)计算；(2)称量溶质；(3)量取溶剂；(4)溶解；(5)装瓶存放。2．所需主要仪器：托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管。考点二一定溶质质量分数溶液的配制例1(2013·德阳)20℃时，取四份一定质量的饱和硝酸钾溶液进行如下实验后，所得结论正确的是()A．保持温度不变，减少10g溶剂后，溶液中溶质的质量分数增大B．保持温度不变，加入10g溶质后，溶液中溶质的质量分数增大C．保持温度不变，加入10g溶剂后，溶质的溶解度减小D．降温至10℃后，溶质的溶解度减小解析：溶质的质量分数是溶质质量和溶液质量之比，硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大，温度不变，减少溶剂、增加溶质，其饱和溶液的溶质质量分数都不会发生变化，加入溶剂后，溶液的溶质质量分数减小，但溶解度不变。改变温度，硝酸钾的溶解度随之发生变化。答案：D方法总结：一定溶质质量分数的溶液不一定是饱和溶液，和温度没有直接关系，但饱和溶液的溶质质量分数和温度有关，如果变化后还是这一温度下的饱和溶液，则溶质质量分数不变，如变成了其他温度下的饱和溶液，则溶质质量分数发生相应的变化。例2(2013·南京)若要配制245g质量分数为10%的稀硫酸，需要质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3)____________mL(计算结果保留一位小数)，由浓溶液配制稀溶液时，计算的依据是________________________________________。在实验室用浓硫酸配制稀硫酸的主要步骤有：计算、____________、混匀、冷却至室温装瓶并贴上标签。解析：溶液稀释前后，溶质的质量不变，可以据此计算出所需98%的浓硫酸的质量，再转换为体积。计算过程如下：设配制245g质量分数为10%的稀硫酸，需要质量分数为98%的浓硫酸的质量为x，则有：245g×10%＝x·98%，x＝25g。其体积为25g1.84g/mL＝13.6mL。对于由浓溶液稀释成稀溶液，一般不能用托盘天平称量浓溶液的质量，而是用量筒量取其体积。答案：13.6溶液稀释前后溶质的质量不变量取方法总结：对于溶液的稀释的计算，其依据就是稀释前后溶液中所含溶质质量不变，即稀释前溶液质量×稀释前溶质的质量分数＝稀释后溶液质量×稀释后溶质的质量分数。例3(2013·日照)配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液。下列说法不正确的是()A．实验中用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管B．用托盘天平称量所需氯化钠的质量3.0gC．用10mL量筒量取所需水的体积D．实验步骤是计算、称量、量取、溶解解析：配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液，所需氯化钠的质量为3.0g，需量取水的体积为47mL，如果用10mL的量筒量取，则不能一次量完，会增大误差，所以C不正确。答案：C方法总结：配制一定溶质质量分数的溶液，是基本化学实验，应熟记其实验步骤，根据实验步骤记忆所需实验仪器。例4(2013·淮安)某同学称取一定质量的铁粉样品(含有少量不与稀硫酸反应的杂质)，放入烧杯中，加入98g稀硫酸，恰好完全反应，生成气体的质量与反应时间的关系如下图所示，试回答下列问题：(1)根据图像，恰好完全反应时生成氢气的质量是_____g。(2)样品中铁的质量是多少？稀硫酸的溶质质量分数是多少？(写出计算过程)解析：本题是一道图像型的化学方程式的计算题。由图像可知，铁与稀硫酸恰好完全反应时，生成氢气的质量为0.2g，根据0.2g氢气，利用化学方程式即可计算出样品中铁的质量和稀硫酸中溶质的质量，进一步求出稀硫酸的溶质质量分数。答案：(1)0.2(2)解：设样品中铁的质量为x，98g稀硫酸中溶质的质量为y。Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑56982xy0.2g562＝x0.2gx＝5.6g982＝y0.2gy＝9.8g稀硫酸的溶质质量分数为9.8g98g×100%＝10%答：样品中铁的质量为5.6g，稀硫酸的溶质质量分数为10%。1．配制2000g生理盐水(溶质质量分数为0.9%)，需要称取NaCl的质量为()A．9gB．18gC．90gD．180g答案：B2．要配制100g溶质质量分数为10%的氯化钠溶液。下列操作中正确的是()A．将10g氯化钠固体直接放在天平的托盘上称量B．量取90mL水时，俯视读数C．为加快固体溶解，用温度计搅拌溶液D．将配好的溶液倒入细口瓶中，盖紧瓶塞，并贴上标签答案：D3．实验室用密度为1.84g/cm3、质量分数为98%的浓硫酸和蒸馏水，配制500g质量分数为20%的稀硫酸。需要用多少毫升的量筒量取多少毫升的浓硫酸()A．100mL54.35mLB．100mL55.5mLC．250mL54.35mLD．250mL55.5mL答案：B4．实验室需要100g质量分数为3%的氯化钠溶液，配制过程中相关描述正确的是()A．用3g氯化钠与100g水配制得到B．直接用手抓取氯化钠C．将氯化钠直接放于天平托盘上称取D．用50g质量分数为6%的氯化钠溶液与50g水配制得到答案：D5．某实验需要100g质量分数为8%的硫酸铜溶液。(1)该溶液的溶质质量是____g，从中取10g溶液，则取出部分溶液的质量分数为____。(2)实验室用硫酸铜晶体(化学式为CuSO4·5H2O)配制100g质量分数为8%的硫酸铜溶液，需称取硫酸铜晶体____g。(已知相对分子质量：CuSO4·5H2O为250，CuSO4为160)解析：(1)100g硫酸铜溶液中溶质硫酸铜的质量为100g×8%＝8g；溶液是均一、稳定的，取出的任何一部分溶液的溶质质量分数都是8%。(2)配制100g质量分数为8%的硫酸铜溶液，需CuSO4的质量为8g，则需CuSO4·5H2O的质量为：8g÷(160250×100%)＝12.5g。答案：(1)88%(2)12.56．2013年4月20日，雅安市芦山县发生了7.0级大地震。为防止灾后疫情发生，防疫人员使用了多种消毒剂对环境进行消毒，其中亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂。试计算：(1)亚氯酸钠的相对分子质量为____________。(2)亚氯酸钠中氧元素的质量分数为____________。(3)若要配制质量分数为15%的亚氯酸钠溶液200kg用于环境消毒，则需要亚氯酸钠多少千克，同时需要水多少毫升？答案：(1)90.5(2)35.4%(3)需亚氯酸钠的质量为200kg×15%＝30kg，需要水的质量为200kg－30kg＝170kg＝170000g，水的体积为170000mL。考点训练15一、选择题(每小题5分，共25分)1．(2013·鄂州)下图是a、b两种固体物质的溶解度曲线，下列说法中正确的是()A．a、b两种物质的溶解度都随温度的升高而减小B．在t2℃时，b物质的溶解度比a物质的溶解度大C．在t1℃时，a物质饱和溶液的溶质质量分数大于b物质饱和溶液的溶质质量分数D．在t2℃时，将20ga物质加入到100g水中，充分溶解后得到的是a物质的不饱和溶液答案：D2．(2013·庆阳)某同学在实验室配制50g6%的氯化钠溶液，下图所示的部分操作中错误的是()答案：C3．(2013·兰州)欲配制100g质量分数为10%的氢氧化钠溶液。下列说法中不正确的是()A．用托盘天平称取10.0g氢氧化钠B．氢氧化钠易潮解，应放在玻璃器皿中称量C．实验中用到的玻璃仪器只有烧杯和量筒D．将配好的溶液装入试剂瓶中，塞好瓶塞并贴上标签答案：C4．(2013·荆门)下图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线，下列说法中错误的是()A．t2℃时，甲、乙两种物质的溶解度相等B．甲的溶解度随温度的升高而增大C．分别将t3℃时甲、乙、丙的饱和溶液降温至t1℃，则所得的三种溶液中溶质的质量分数大小关系是乙＞甲＞丙D．t1℃时，丙的饱和溶液中溶质的质量分数为40%答案：D5．(2013·咸宁)硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线如下图所示。30℃时，分别将30g硝酸钾和氯化钠放入100g水中，充分溶解。下列结论中不正确的是()A．两种溶液中溶质的质量分数相等B．通常情况下，采取降温的方法能将两种溶液都变成饱和溶液C．若将硝酸钾溶液降温到20℃，溶液中溶质和溶剂的质量比为3∶10D．若将硝酸钾溶液变为10℃时的饱和溶液，溶液中溶质的质量分数一定减小解析：由溶解度曲线可知，0℃时，氯化钠的溶解度还在30g以上，所以采用降温的方法不能将氯化钠的不饱和溶液变成饱和溶液，B不正确。30℃时，硝酸钾和氯化钠的溶解度都在30g以上，所以30℃时，分别将30g硝酸钾和氯化钠放入100g水中，都能全部溶解，且溶液中溶质的质量分数相等。如果将硝酸钾溶液降温到20℃，其溶解度仍大于30g，这时溶液中溶质和溶剂的质量比仍为3∶10。如果将硝酸钾溶液变为10℃时的饱和溶液，会有硝酸钾晶体析出，溶液中溶质的质量分数减小。答案：B二、填空题(共27分)6．(12分)(2013·东营)20℃时，将等质量的甲、乙两种固体物质，分别加入到盛有100g水的烧杯中，充分搅拌后现象如图1，加热到50℃时，现象如图2，甲、乙两种物质的溶解度曲线如图3，请结合图示回答下列问题。(1)图1中一定为饱和溶液的是________。(2)图2中甲、乙两溶液中溶质质量分数的大小关系为________。(3)图3中表示乙的溶解度曲线是________，P点表示的含义是___________________________________________。解析：图1中甲物质有剩余，所以甲溶液一定为饱和溶液，升温后甲、乙两烧杯中没有剩余固体，两溶液中溶质和溶剂的量都相等，其溶质的质量分数必然相等。结合图3中的溶解度曲线可知，甲物质的溶解度受温度影响较大，为M，乙物质的溶解度受温度影响较小，为N。P点是两物质溶解度曲线的交点，表示30℃时，甲、乙两种固体物质的溶解度相等。答案：(1)甲(2)相等(或甲＝乙)(3)N30℃时，甲、乙两种固体物质的溶解度相等7．(6分)(2013·河南)下图是A、B的溶解度曲线。t2℃时，分别将100gA、B的饱和溶液降温至t1℃，析出固体质量A________B(选填“＞”“＜”或“＝”)；把t2℃时150gA的饱和溶液稀释为20%，需加水________g。解析：由溶解度曲线可知，A物质的溶解度受温度影响较大，B物质的溶解度受温度影响较小，所以t2℃时分别将100gA、B的饱和溶液降温至t1℃，析出A的质量大于B的质量。t2℃时，A物质的溶解度为50g，其饱和溶液的溶质质量分数表示为50g150g×100%；稀释前后溶液所含溶质的质量不变，可设把t2℃时150gA的饱和溶液稀释为20%，需加水的质量为x，则有150g×50g150g×100%＝(150g＋x)×20%，解得x＝100g。答案：＞1008．(9分)(2013·十堰)下图是氯化钾、氯化钠、硫酸镁三种物质的溶解度曲