一、溶質質量分數的表示
【實驗9-5】在三支試管中各加入10 mL水,然后分別加入約0.5 g、1 g、2 g無水硫酸銅,攪拌使其溶解,觀察比較三種溶液的顏色。根據顏色判斷濃稀。
結論:①對于有顏色的溶液來說,可以根據顏色的深淺區(qū)分溶液的濃與稀,顏色越深,溶液越濃。
②相同質量的溶劑中,所溶的溶質越多,溶液越濃。
③溶質與溶液的質量比越大,溶液越濃。
對于沒有顏色的溶液,無法根據顏色判斷溶液的濃與稀。而且有時候,僅知道溶液的濃與稀是不夠的,還必須準確知道溶液的組成。
表示溶液組成的方法有很多,常用溶質的質量分數來表示。
1.概念:溶液中溶質的質量分數是溶質質量與溶液質量之比。
2.表達式:
溶液質量=溶質質量+溶劑質量
3.說明:
(1)溶質的質量分數一般用百分數表示。
(2)溶質的質量分數的數學表達式中,溶質質量與溶液質量的單位必須統(tǒng)一。
(3)溶質的質量分數越大,溶液越濃。已知公式中三個量中的任意兩個量,可通過變形公式,求出第三個量。如:
溶液質量=溶質質量÷溶質的質量分數
溶質質量=溶液質量×溶質的質量分數
狀元筆記
在計算溶液中溶質的質量分數時應注意:
(1)溶質質量是指形成溶液的那部分溶質,沒有進入溶液的溶質不在考慮范圍之內。
(2)溶液質量是該溶液中溶劑質量與全部溶解的溶質質量(可以是一種或幾種溶質)的和。
(4)若告訴溶液體積時,要換算成質量,換算公式為:
m=ρ×V,即質量=密度×體積。
(5)溶質的質量分數、溶質質量、溶劑質量、溶液質量四者之間的關系:
【示例】對“10%的食鹽溶液”含義的解釋錯誤的是( )
A.100 g水中溶解了10 g食鹽
B.100 g食鹽溶液溶解有10 g食鹽
C.將10 g食鹽溶解于90 g水中所得的溶液
D.將食鹽與水按1∶9的質量比配成的溶液
解析:“10%”的含義是指100份質量的食鹽溶液中含有10份質量的食鹽,10 g食鹽溶解于90 g水中得到的溶液為100 g。
答案:A
【示例】500 g質量分數為10%的葡萄糖溶液里,含有葡萄糖_________g,含有水_________g;若從中取走250 g葡萄糖溶液,剩余溶液中含有葡萄糖_________g,含水_________g,溶質的質量分數為_________。
解析:500 g 10%的葡萄糖溶液中溶質質量為500 g×10%=50 g,溶劑質量為500 g-50 g=450 g。由于溶液具有均一性,取走250 g溶液后,剩余溶液與原溶液溶質質量分數相同,溶劑、溶質各為原來的一半。
答案
50 450 25 225 10%
二、溶液的稀釋
使溶液的溶質質量分數減小的方法有:①加入溶劑,此方法遵循的等量關系是:稀釋前溶質的質量=稀釋后溶質的質量。②加入低濃度的溶液,其等量關系為:原溶液的質量+低濃度溶液的質量=混合后溶液的質量,原溶液中溶質的質量+低濃度溶液中溶質的質量=混合后溶液中溶質的質量。
溶液的質量可以通過溶液的體積和密度進行計算。
溶液的質量(g)=溶液的體積(cm3)×溶液的密度(g·cm-3)
狀元筆記
兩種不同濃度的溶液混合,混合后溶液的體積不等于二者的體積之和,但混合后溶液的質量一定等于二者的質量之和。
【示例】將50 g質量分數為20%的硝酸鉀溶液加水稀釋到200 g,稀釋后所得溶液中溶質的質量分數是多少?需加水的質量是多少?
解析:溶液稀釋前后溶質的質量不變。
設稀釋后所得溶液中溶質的質量分數為x。
則50 g×20%=200 g×x,解得x=5%。
需加水的質量為200 g-50 g=150 g
答案 5% 150 g
三、溶液的配制
1.用固體和水配制溶液
如用食鹽和水配制50 g 5%的氯化鈉溶液。
(1)實驗步驟:
①計算:按配制需要求出所需溶質和溶劑的量(固體求出質量、液體求出體積)。
需要氯化鈉的質量:50 g×5%=2.5 g
需要水的質量:50 g-2.5 g=47.5 g
需要水的體積:47.5 g÷1 g·cm-3=47.5 mL
②稱量:稱量是指用天平稱出固體的質量,用量筒量取液體的體積。
用天平稱出2.5 g氯化鈉,用50 mL量筒量取47.5 mL水。
③溶解:將溶質和溶劑在燒杯中混合,攪拌至充分溶解即可。
將2.5 g氯化鈉和47.5 mL水倒入燒杯中,用玻璃棒攪拌至溶解。
④裝瓶保存:在試劑瓶的標簽上寫明藥品的名稱和溶質的質量分數。如下圖
(2)實驗儀器:
托盤天平、量筒、燒杯、玻璃棒、藥匙、膠頭滴管。
狀元筆記
在做化學實驗時,固體一般用天平稱質量,液體一般用量筒量體積。求液體體積的公式是:體積=質量÷密度。注意單位的統(tǒng)一。
2.用濃溶液配制稀溶液
如用溶質的質量分數為37%,密度為1.18 g·cm-3的濃鹽酸,配制50 g溶質的質量分數為5%的稀鹽酸。
(1)實驗步驟:
①計算:按配制需要求出所需濃鹽酸的質量、體積以及所需水的質量、體積。
設需要濃鹽酸的質量為x
37%x=50 g×5%
x=6.76 g
則需要水的質量為50 g-6.75 g=43.25 g
濃鹽酸的體積為6.76 g÷1.18 g·cm-3≈5.7 mL
水的體積為43.25 g÷1 g·cm-3=43.25 mL≈43.3 mL
②量?。河煤线m的量筒量取兩種液體的體積。
用10 mL的量筒量取5.7 mL 37%的濃鹽酸,用50 mL的量筒量取43.3 mL水。
③配制:將兩種液體混合均勻,即得要求的溶液。
將量取的濃鹽酸和水分別倒入燒杯中,用玻璃棒攪拌均勻。
所用儀器:量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。
④裝瓶保存:在試劑瓶的標簽上寫明藥品的名稱和溶質的質量分數。
3.實驗注意的問題
(1)稱量固體時,砝碼應放在右盤,物體應放在左盤。若左右顛倒(1克以下用游碼),則實際所取固體質量=砝碼質量-游碼質量。實際稱量的物質的質量比要求的少了,配制的溶液變稀了。
(2)要用合適的量筒量取液體體積,讀數時應平視凹液面最低處。若俯視讀數,則讀數偏大,量取液體的體積少了;若仰視讀數,則讀數偏小,量取液體的體積多了。
4.誤差分析
(1)所配溶液中溶質的質量分數偏大
①溶質的質量偏大:稱量固體溶質質量偏多或量取濃溶液時仰視讀數。
②溶劑質量偏少:用量筒量取水時,讀數時俯視液面;或水量好后,向燒杯中傾倒時有液體灑落。
(2)所配溶液中溶質的質量分數偏小
①溶質質量偏少:稱量固體溶質質量偏少;所用固體溶質不純、不干燥或已潮解;稱量時“左碼右物”并使用游碼;量取濃溶液時俯視讀數。
②溶劑質量偏多:量取水時仰視讀數;燒杯內有殘留的水。
狀元筆記
天平和量筒是配制溶液時兩種重要的儀器,一定要熟練掌握,規(guī)范操作,減小誤差產生。
【示例】配制一定溶質的質量分數的氯化鈉溶液的一些操作步驟見下圖。正確的操作順序是( )
A.④⑤①②③ B.①②③④⑤ C.③④①②⑤ D.②①④③⑤
解析:配制的步驟是:計算、稱量、溶解,先稱量后溶解。
答案:A