资源简介

9.3 溶液的浓度 学案
学习目标
1.理解溶质的质量分数的含义，能进行溶质质量分数的简单计算；
2.知道如何配制一定溶质质量分数的溶液；
3.激发学习化学的兴趣，培养严谨求实的科学精神。
学习重难点
1.溶质的质量分数的有关计算；
2.配制一定溶质质量分数的溶液。
学习过程
一、溶质质量分数
【思考】1.有两杯浓稀不同的糖水，如何知道哪杯水更甜呢？
2.生活中我们可以用品尝的方法区分两杯糖水的浓稀，那么化学式我们如何定量表示溶液的浓稀呢？
【实验9-7】室温下，在三个小烧杯中各加入 0.1g、 0.5g、 2g固体硫酸铜，然后分别加入20mL水，震荡，使硫酸铜全部溶解。比较三种溶液的颜色。
烧杯编号 溶液颜色比较 溶剂质量/g 溶质质量/g
1 浅 20 0.1
2 中 20 0.5
3 深 20 2
【思考】这三种溶液中哪种溶液最浓？哪种最稀？你的判断依据是什么？
加入2g硫酸铜固体形成的溶液最浓，加入0.5g硫酸铜固体形成的溶液最稀，判断依据：溶液颜色的深浅。
对于有色溶液来说，根据颜色的深浅可以区分溶液是浓还是稀。但这种方法比较粗略，不能准确地表明一定量的溶液里究竟含有多少溶质。在实际应用中，常常要准确知道一定量的溶液里含有溶质的质量。因此，我们要准确的知道溶液的组成。表示溶液组成的方法有多种，这里主要认识溶质的质量分数。
1.什么是溶质质量分数：是溶质的质量与溶液的质量之比。(通常以百分数表示)
2.计算公式
溶质质量分数==
公式变形：溶质质量 = 溶液质量× 溶质的质量分数
溶液质量=溶质的质量 /溶质的质量分数
【填一填】将【实验9-7】中所得的溶液的组成填入下表，并判断溶液的浓度大小。
试管 编号 溶液颜 色比较 溶　剂 质量/g 溶　质 质量/g 溶　液 质量/g 溶质的质量分数
1 浅 20 0.1 20.1 0.05%
2 中 20 0.5 20.5 2.44%
3 深 20 2 22 9.09%
【结论】溶液的溶质质量分数越大，溶液越浓，有色溶液的颜色越深。
【注意】① 溶质的质量分数表示溶质质量与溶液质量之比，并不是溶质质量与溶剂质量之比。
②溶质的质量分数一般用百分数表示。
③溶质的质量分数计算式中溶质质量与溶液质量的单位必须统一。
④计算式中溶质质量是指被溶解的那部分溶质的质量，没有被溶解的那部分溶质质量不能计算在内。
【练一练】下列对20%的氯化钠溶液的理解正确的是(　　)
A．该溶液中溶质与溶剂的质量比为1∶5
B．100 g该溶液中含溶质20 g
C．该溶液100 g水中溶有溶质20 g
D．该溶液中溶剂和溶液的质量比为1∶5
【答案】B
【练一练】下列几种硝酸钾溶液中溶质的质量分数最大的是( )
A.150g水溶解30g硝酸钾；
B.15g硝酸钾溶解在85g水中；
C.85g硝酸钾溶液中含有15g硝酸钾；
D.一定量的硝酸钾溶于80g水中制成100g硝酸钾溶液。
【答案】D
二、有关溶质质量分数的简单计算
【实验9-8】在室温下，根据下表规定的质量配制氯化钠溶液，观察现象（能否全部溶解），并计算溶液中溶质的质量分数。
溶质质量/g 溶剂（水）质量/g 现 象 溶液中溶质的质量分数
10 90 氯化钠溶解 10%
20 80 氯化钠溶解 20%
【讨论】已知20℃时，氯化钠的溶解度是36g。有人说：“200C时氯化钠饱和溶液中溶质的质量分数为36%”这种说法对吗？为什么？
不对。20℃时氯化钠饱和溶液中含有溶质36g，溶剂100g，溶液质量为136g，此时溶质的质量分数＝26.5%
【总结】质量分数与溶解度的区别与联系（以t 0C时某溶质的溶解度是36g和某溶质的饱和溶液中溶质的质量分数为36%为例）
溶解度 溶质质量分数
含义 在t 0C 时，100g水最多溶解该溶质36g 每 100g溶液中含有36g溶质
溶液是否饱和 一定达到饱和 不一定
单位 克（g） 是一个比值，单位为1
联系
【练一练】在20 C时，CuSO4的溶解度为25g，求20 C时CuSO4饱和溶液溶质的质量分数。
答：20 C时溶解度为25g的CuSO4饱和溶液溶质的质量分数为20%。
【练一练】KCl和KNO3在不同温度下的溶解度数据如表所示，下列说法中正确的是（　　）
温度/℃ 20 40 60
溶解度/g KCl 33 38 45
KNO3 31 64 110
A．60℃时，100g水中最多溶解45g KCl
B．随着温度的升高，某饱和KCl溶液中会有固体析出
C．KNO3的溶解度始终大于KCl
D．60℃时，KNO3溶液中溶质的质量分数一定为×100%
【答案】A
1.配制一定量的某一组成的溶液，求所需溶质和溶剂的量
【例1】在农业生产中，常需要用质量分数为16%的氯化钠溶液来选种。现要配制150kg这种溶液，需要氯化钠和水的质量各是多少？
答：需要氯化钠的质量为24kg，需要水的质量为126kg。
【练一练】要配制0.5%的苯甲酸溶液，下述方法正确的是（　　）
A．称取0.5g苯甲酸，溶于100g水中
B．称取5g苯甲酸，溶于995g水中
C．称取50g苯甲酸，溶于950g水中
D．称取0.5g苯甲酸，溶于1000g水中
【答案】B
2．有关溶液稀释或浓缩的计算
【例2】化学实验室现在有98%的浓硫酸，但在实验中常需要用较稀的硫酸溶液。要把50g质量分数为98%的浓硫酸稀释为质量分数为20%的硫酸溶液，需要多少克水？
分析：解决这道题的依据是什么？
溶液稀释前后溶质的质量不变
【例3】将100g质量分数为25%的硝酸钾溶液，若使其质量分数增大一倍。
（1）则应该加入硝酸钾多少克？
（2）若蒸发水浓缩，则应该蒸发水多少克？（要求：设未知数作答）
解：（1）设应该加入硝酸钾的质量为x
X＝50g；
答：应该加入硝酸钾50g。
（2）设应该蒸发水的质量为y
y＝50g，
答：应该蒸发水的质量为50g
【练一练】硝酸钾可作为无土栽培的一种营养液。现将25%的硝酸钾溶液稀释成200g 10%来用于培植营养液，则需加水（　　）
A．80g B．300g C．120g D．100g
【答案】C
【练一练】有100g10%的盐酸溶液，要使其溶质质量分数增大一倍，应采取的方法是（ ）
A.把溶液的量倒掉一半
B.溶质的质量增大一倍
C.将100g10%的盐酸与200g25%的盐酸混合
D.蒸发掉溶剂的质量是原溶液质量的一半
【答案】C
3．有关溶质质量分数与化学方程式的综合计算
【注意】溶液是混合物，溶液的质量不能直接代入化学方程式中计算，必须先换算成溶质的质量，然后再利用溶质的质量分数定义来求解。
【例4】100g某硫酸溶液恰好与13g锌完全反应。这种硫酸溶液中溶质的质量分数是多少？
答：这种硫酸溶液中溶质的质量分数为19.6%。
【练一练】硫酸铜溶液对过氧化氢的分解有催化作用。取8.5%的过氧化氢溶液40g倒入小烧杯中，向其中加入20%的硫酸铜溶液6.6g使过氧化氢完全分解。计算：
(1)产生氧气的质量。(2)反应后所得溶液中硫酸铜的质量分数。
解：(1)过氧化氢溶液中溶质的质量为
40g×8.5%=3.4g。
设产生氧气的质量为x。
x=1.6g
答：产生氢气的质量为1.6g，
(2)原硫酸铜溶液中溶质的质量为
6.6g×20%=1.32g，
反应后所得溶液的质量为40g+6.6g-1.6g=45g，
反应后所得溶液中硫酸铜的质量分数=
答：反应后所得的硫酸铜溶液的溶质质量分数为2.93%
三、配制一定溶质质量分数的溶液
（一）用药品直接配制
1.所用仪器
2.操作步骤
（1）计算：配制50 g质量分数为6%的氯化钠溶液，需氯化钠的质量为3g，水的体积为47mL(水的密度为1 g·cm－3)。
（2）称量：用托盘天平称量所需的氯化钠质量，倒入烧杯中。
（3）量取：用规格为50mL的量筒取所需水的体积，倒入盛有水的烧杯中。
【注意】量筒读数时视线与液体凹液面的最低处相平。
（4）溶解：用玻璃棒搅拌，使氯化钠充分溶解。
【练一练】下面是一位同学配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液时的流程图，请找出其中的错误，并说明理由。
①药品用错；②瓶塞应倒放；③物品与砝码放反；④量筒紧挨烧杯口；⑤不能用温度计搅拌。
【练一练】用购买的84消毒液进行环境消毒时，需要配制成3.4%的喷洒溶液，实验室配制过程不需要用到的仪器是（　　）
A．烧杯 B．集气瓶 C．玻璃棒 D．量筒
【答案】B
【练一练】要配制100g 10%的食盐溶液，下列操作正确的是（　　）
A．将10g食盐直接放在天平托盘上称量
B．量取90mL水时，仰视量筒读数
C．为加快食盐溶解，用温度计搅拌溶液
D．将配制好的溶液倒入细口瓶中，盖紧瓶塞并贴上标签
【答案】D
2.误差分析
(1)导致所配溶液溶质质量分数偏小的原因：
①从用托盘天平称量的角度思考：
a.天平未调零；
b.砝码破损；
c.天平读数有问题；
d.药品和砝码放颠倒了等。
②从用量筒量取液体角度思考：量取时，仰视读量筒刻度。
③从转移药品角度思考：
a．烧杯不干燥或烧杯有水；
b．量筒中的液体溶质未全部倒出；
c．向烧杯转移固体溶质时，有一部分溶质撒落烧杯外。
④从药品的纯度角度思考：溶质中含有杂质（药品不纯）。
(2)所配溶液溶质质量分数偏大
①称量时，所用砝码已生锈或沾有油污。
②量取溶剂时，俯视读量筒刻度。
【练一练】配制150g溶质质量分数为15%的氢氧化钠溶液，下列操作会导致所配溶液溶质质量分数偏大的是（　　）
A．称量时药品和砝码放反了
B．溶解时烧杯内壁有水珠
C．量取水时俯视读数
D．把配制好的溶液倒入试剂瓶时有部分溅出
【答案】C
（二）用浓溶液稀释
用已配制好的质量分数为6%的氯化钠溶液（密度约为1.04g/cm3），配制50g质量分数为3%的氯化钠溶液。操作步骤如下：
（1）计算：需质量分数为6%的氯化钠溶液的质量为25g（体积为24ml），水的体积为25mL(水的密度为1 g·cm－3)。
（2）量取：用量筒取所需的氯化钠和水的体积，倒入烧杯中。
（3）混匀：用玻璃棒搅拌，使溶液混合均匀。
（4）装入试剂瓶：把上述氯化钠溶液装入贴有试剂名称和溶质质量分数标签的试剂瓶中，盖好瓶塞，放到指定的液体试剂柜中。
【练一练】现用质量分数为98%的浓硫酸（密度是1.84g cm﹣3）配制560g质量分数为14%的稀硫酸时，下列有关叙述正确的是（　　）
A．配制稀硫酸时，用到的玻璃仪器只需量筒和烧杯
B．配制稀硫酸时，将水加入到浓硫酸中并用玻璃棒不断搅拌
C．将80g 98%的浓硫酸沿1000mL烧杯内壁缓缓倒入481.6mL水中，并不断搅拌
D．将43.5mL 98%的浓硫酸沿1000mL烧杯内壁缓缓倒入480mL水中，并不断搅拌
【答案】D
学习检测
1．在其它条件不改变的情况下，对硝酸钾溶液进行如下处理，溶液的溶质质量分数大小比较正确的是（　　）
A．①＞②＞③ B．①＝②＞③ C．①＝②＜③ D．①＝②＝③
【答案】C
【解答】解：①②均有不能继续溶解的溶质存在，均为该温度下的饱和溶液，故①②中溶质质量分数相等。
③是②升温后得到的，②、③中溶剂的质量相等，③中溶质质量大，则③中溶质质量分数比②中的大。
则溶液的溶质质量分数大小关系是①＝②＜③。
故选：C。
2．下列各项中，前者一定大于后者的是（　　）
A．20℃时KNO3的溶解度和80℃时KNO3的溶解度
B．30℃时NaCl不饱和溶液的质量分数和NaCl饱和溶液的质量分数
C．100g 15%的硫酸溶液在10℃的质量与20℃的质量
D．NaOH溶于水后溶液的温度和NH4NO3溶于水后溶液的温度
【答案】D
【解答】解：A、硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大所以80℃它的溶解度比20℃的溶解度大，故A错误。
B、同一温度下饱和溶液一定比不饱和溶液要浓，故30℃时氯化钠的饱和溶液的质量分数大于30℃时氯化钠不饱和溶液的质量分数，故B错误。
C、100g 15%的硫酸溶液在10℃与20℃时的溶液质量不变，故100g 15%的硫酸溶液在10℃的质量与20℃的质量相等，故C错误；
D、NaOH溶于水后溶液的温度升高，而NH4NO3溶于水后溶液的温度降低，NaOH溶于水后溶液的温度大于NH4NO3溶于水后溶液的温度，故D正确。
故选：D。
3．40g溶质质量分数为20%的NaCl溶液变为10%，下列方法正确的是（　　）
A．加入8g NaCl固体 B．加入80g水
C．倒掉40g溶液 D．加入40g5%的NaCl溶液
【答案】B
【解答】解：A、加入8gNaCl固体，所得溶液的溶质质量分数是：≈33.3%．故A错误；
B、加入80g水，所得溶液的溶质质量分数是：＝10%，故B正确；
C、倒掉40g溶液，不能实现40g溶质质量分数为20%的NaCl溶液变为10%，故C错误；
D、加入40g5%的NaCl溶液，所得溶液的溶质质量分数是：＝12.5%，故D错误。
故选：B。
4．W克10%的硝酸钾溶液，为使它的质量分数增大一倍，可采用的方法是（　　）
A．再加入0.1W克硝酸钾
B．蒸发水分浓缩为0.5W克的溶液
C．蒸发掉水分的一半
D．加入W克25%硝酸钾溶液
【答案】B
【解答】解：W g溶质的质量分数为10%的硝酸钾溶质的质量是：Wg×10%＝0.1Wg，溶剂的质量是：Wg﹣0.1Wg＝0.9Wg；溶液中溶质的质量分数增大一倍后的质量分数是20%。
A、加入0.1W克硝酸钾固体，溶液的溶质的质量分数是：×100%≈18.2%，不符合题意，故A不正确；
B、蒸发浓缩成0.5W克溶液，也就是蒸发溶剂0.5W克，所得溶液的溶质的质量分数是：×100%＝20%，符合题意，故B正确；
C、加热蒸发掉一半溶剂，也就是蒸发溶剂0.45W克，蒸发0.45W克溶剂后溶液的溶质的质量分数是：×100%≈18.2%；不符合题意，故C不正确；
D、加入W克25%的硝酸钾的溶液后，所得溶液的溶质的质量分数是：×100%═17.5%，不符合题意，故D不正确。
故选：B。
5．实验室配制50g质量分数为2%的NaCl溶液时，下列操作会导致结果偏小的是（　　）
①称量的氯化钠固体中会有不溶性杂质
②用量筒量取水时俯视读数
③往内壁有水的烧杯中加入49mL水
④将配制好的溶液装入试剂瓶中时有少量溅出
A．①② B．②④ C．①③ D．③④
【答案】C
【解答】解：①称量的氯化钠固体中会有不溶性杂质，会造成实际所取的溶质的质量偏小，则使溶质质量分数偏小。
②用量筒量取水时俯视读数，读数比实际液体体积大，会造成实际量取的水的体积偏小，则使溶质质量分数偏大。
③往内壁有水的烧杯中加入49mL水，会造成实际量取的水的体积偏大，则使溶质质量分数偏小。
④将配制好的溶液装入试剂瓶中时有少量溅出，溶液具有均一性，溶质质量分数不变。
故①③会导致结果偏小。
故选：C。
6．t℃时，根据某物质在不同质量的水中达到饱和状态时所溶解的质量绘制成如图中的斜线。下列说法正确的是（　　）
A．由图可知，该物质的溶解度随温度的升高而升高
B．n点表示溶液中溶质的质量分数为25%
C．t℃，25g该物质放入80g的水中形成饱和溶液
D．图中4个点表示的溶液中溶质质量分数的关系是：n＜m＜W＝Z
【答案】D
【解答】解：A、图示表示的是t℃时，根据某物质在不同质量的水中达到饱和状态时所溶解的质量，由图无法确定该物质的溶解度随温度的升高而升高，故选项说法错误。
B、n点表示溶液中溶质为25g，溶剂为100g，溶质的质量分数为×100%＝20%，故选项说法错误。
C、t℃，80g水中最多能溶解某物质的质量大于25g，t℃，25g该物质放入80g的水中形成不饱和溶液，故选项说法错误。
D、w、z均是这一温度的饱和溶液，故此溶液溶质质量分数相等，m与n溶质的质量相同，溶剂的质量不同，则n＜m，由于温度相同时饱和溶液最浓，可知它们的关系是n＜m＜w＝z，故选项说法正确。
故选：D。
7．现有8%的氯化钠溶液50g，若使其溶质的质量分数增大到20%，可采用的方法：
（1）需要蒸发多少克水？
（2）需要加入多少克氯化钠？
（3）需要加入多少克40%的氯化钠溶液？
【答案】见解析
【解答】解：（1）只是蒸发水，NaCl的质量没有改变，
所以达到16%后NaCl的质量仍然是：50g×8%＝4g，
20%的氯化钠溶液的质量为：4g÷20%＝20g，
需要蒸发水的质量为：50g﹣20g＝30g；
答：需要蒸发30克水；
（2）设需要加入氯化钠的质量为x.
×100%＝20%
解得：x＝7.5g；
答：需要加入7.5g氯化钠；
（3）设需要加入40%NaCl溶液的质量为y．
＝20%
解得：y＝30g．
答：需要加入30克40%的氯化钠溶液．
8．某同学配制25g 3%的NaCl（氯化钠）溶液，整个操作过程如图所示：
回答下列问题。
（1）配制溶液的正确操作顺序为　 　（填序号，下同），其中操作错误的是　 　。
（2）用量筒量取液体时，读数时视线要与　 　保持水平。
（3）对配制的溶液进行检测发现溶质质量分数偏小，其原因可能有　 　（填序号）。
A.称量时，药品与砝码放反了
B.量取水的体积时，仰视读数
C.装瓶时，有少量溶液洒出
【答案】（1）②①⑤③④；①；（2）凹液面的最低处；（3）AB。
【解答】解：（1）配制100g16%的氯化钠溶液，首先计算配制溶液所需氯化钠和水的质量，再称量所需的氯化钠和量取水，最后进行溶解，配制溶液的正确操作顺序为②①⑤③④；托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则，图中所示操作砝码与药品位置放反了，其中操作错误的是①。
（2）用量筒量取液体时，读数时视线要与凹液面的最低处保持水平。
（3）A.称量时，药品与砝码放反了，会造成实际所取的溶质的质量偏小，则使溶质质量分数偏小。
B.量取水的体积时，仰视读数，读数比实际液体体积小，会造成实际量取的水的体积偏大，则使溶质质量分数偏小。
C.装瓶时，有少量溶液洒出，溶液具有均一性，溶质质量分数不变。
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