摘 要:溶液稀釋是初中化學的重要知識點,涉及溶液溶質質量分數、溶質質量、溶液質量等多個概念的理解與運用。文章通過對初中化學中溶液稀釋的計算問題進行分類,并結合案例深入探討相應的計算方法,
旨在幫助學生更好地掌握知識點,提高解決化學計算問題的能力。
關鍵詞:溶液稀釋;計算類型;計算方法;初中化學
中圖分類號:G632"" 文獻標識碼:A"" 文章編號:1008-0333(2025)14-0121-03
收稿日期:2025-02-15
作者簡介:陳露,碩士,中學一級教師,從事初中化學教學研究。
溶液在生產、生活和科學實驗中有著廣泛的應用,而溶液的稀釋是常見的操作之一。溶液稀釋的計算不僅是初中化學教學的重點,也是中考的重要考點。正確理解和掌握溶液稀釋的計算方法,對于學生學好化學知識、提高化學學科核心素養具有重要意義。
1 溶液稀釋的類型及計算方法
1.1 已知原溶液的溶質質量分數和質量,以及稀釋后溶液的溶質質量分數,求所需溶劑的質量
例1 現有溶質質量分數為20%的氯化鈉溶液100 g,要將其稀釋成溶質質量分數為10%的氯化鈉溶液,需要加水多少克?
解析 已知質量分數和質量即可求出溶質的質量,進而求出稀釋后溶液的質量,最后根據稀釋前后溶液的質量差求出加入水的質量。
原溶液中溶質的質量=100 g×20%=20 g;
稀釋后溶液的質量=20 g÷10%=200 g;
需要加水的質量=200 g-100g=100 g。
所以,需要加水100 g。
點評 本題主要考查了有關溶液的稀釋計算問題。需要熟練掌握溶液、溶劑、溶質的相互關系,解決該類問題的依據為稀釋前后溶質的質量不變,稀釋后溶液的質量減去稀釋前溶液的質量即為所需加水的質量。
例2 把100 g質量分數為98%的濃硫酸稀釋成10%的稀硫酸,需要加入水的質量(" )。
A。800 g B。880 g C。980 g D。98 g
解析 溶液稀釋前后溶質的質量不變。
設:需加水的質量為x g。
100 g×98%=(x g+100 g)×10%
解得x=880 g。
所以,需要加入水的質量為880 g,故選B。
點評 此題考查了溶液的稀釋計算,其解決的依據是溶液稀釋前后溶質的量不變[1]。
1.2 已知原溶液的溶質質量分數和體積,以及稀釋后溶液的溶質質量分數,求所需溶劑的體積
例3 現有溶質質量分數為98%、密度為1。84 g/cm2的濃硫酸100 mL,要將其稀釋成密度為1。14 g/cm2、溶質質量分數為20%的稀硫酸,求所加水的體積。
解析 先根據原溶液的體積和密度求出原溶液的質量,再根據溶液的質量和溶質質量分數計算出溶質的質量,進而根據溶質的質量和稀釋后溶液的溶質質量分數計算出稀釋后溶液的體積,最后用稀釋后溶液的體積減去原溶液的體積,即為所需溶劑的體積。需要注意的是,溶液體積不能直接相加減,需要通過密度進行轉換[2]。
原溶液中溶質的質量=100 mL×1。84 g/cm2×98%=180。32 g;
稀釋后溶液的質量=180。32 g÷20%=901。6 g;
稀釋后溶液的體積=901。6 g÷1。14 g/cm2≈790。9 mL;
需要加水的體積=790。9 mL-100 mL=690。9 mL。
點評 本題考查了根據溶質質量分數和體積,以及稀釋后溶液的溶質質量分數,求所需加入溶劑的體積,重點考查了稀釋前后溶液成分的變化。先運用溶液濃度、體積和密度的關系算出溶質質量,再依據稀釋后溶質質量分數得出溶液質量與體積,其中涉及精準的數學運算,整個過程環環相扣。
例4 將50 mL溶質質量分數為98%、密度為1。84 g/mL的濃硫酸通過加水稀釋,使其成為溶質質量分數為49%、密度為1。39 g/mL的稀硫酸,下列說法中,正確的是(" )。
A。加入水的體積為50 mL
B。加入水的體積為92 mL
C。加水稀釋后所得溶液總體積約140 mL
D。加水稀釋后所得溶液總質量約100 g
解析 根據溶液稀釋前后溶質的質量不變分析。
設:所得49%的稀硫酸的質量為x g。
50 mL×1。84 g/mL×98%=x g×49%
x=184 g。
稀釋后溶液的體積=184 g÷1。39 g/mL=132。4 mL;
原溶液的質量=50 mL×1。84 g/mL=92 g;
需要加水的質量=184 g-92 g=92 g,體積為92 mL。故選B。
1.3 已知原溶液的溶質質量分數和質量,以及要加入溶劑的質量,求稀釋后溶液的溶質質量分數
例5 在50 g溶質質量分數為10%的氫氧化鈉溶液中加入50 g水,求稀釋后溶液的溶質質量分數。
解析 根據稀釋前溶質的質量分數和溶液的質量求出溶質的質量,然后用質量分數的計算公式即可得到結果。
稀釋前溶質的質量=50 g×10%=5 g;
稀釋后溶液的質量=50 g+50 g=100 g;
稀釋后溶液的溶質質量分數=5 g÷100 g×100%=5%。
1.4 已知原溶液的溶質質量分數和體積,以及要加入溶劑的體積,求稀釋后溶液的溶質質量分數
例6 將100 mL密度為1。15 g/cm2、溶質質量分數為30%的鹽酸溶液加入100 mL密度為1 g/cm2的水中,求稀釋后溶液的溶質質量分數。
解析 原溶液中溶質的質量=100 mL×1。15 g/cm2×30%=34。5 g;
加入水的質量=100 mL×1 g/cm2=100 g;
稀釋后溶液的質量=100 mL×1。15 g/cm2+100 g=215 g;
稀釋后溶液的溶質質量分數=34。5 g÷215 g×100%≈16。1%。
點評 本題解法為根據溶液的體積和密度計算出溶質質量,再根據溶質質量分數計算出稀釋后溶液的質量,進而求出稀釋后溶液的溶質質量分數。
2 解決溶液稀釋問題的注意事項
在初中化學的學習中,溶液稀釋的計算是一個重要的知識點。然而,在進行這類計算時,有許多需要注意的事項,稍有疏忽就可能導致錯誤的結果。
首先,要明確溶液稀釋前后溶質的質量不變,這是溶液稀釋計算的核心原則。無論溶液如何被稀釋,溶質的總量始終保持恒定。例如,將一定質量分數的濃鹽酸稀釋成稀鹽酸,其中氯化氫溶質的質量不會因為加水而改變。
其次,要正確理解濃度的表示方法。初中階段常見的濃度表示方法為質量分數。質量分數是溶質質量與溶液質量的比值,在計算時,必須根據題目所給定的條件來進行相應的計算。
再次,單位的換算至關重要。如果題目中給出的溶液體積單位是毫升,而計算時需要用到升,就必須進行單位的轉換。同樣,質量的單位也可能需要在克與千克之間進行轉換。若忽視了單位的統一,計算結果必然錯誤。同時,在計算過程中,要仔細分析題目所給的條件。有些題目可能會給出溶液的密度等額外信息,這就需要學生綜合考慮,運用所學的知識進行合理的計算。
最后,還需注意計算的準確性。在進行數學運算時,要認真仔細,避免出現粗心導致的計算錯誤。特別是涉及小數、分數的運算,更要謹慎處理。做完計算后,要養成檢查和反思的習慣。檢查計算過程是否符合邏輯,結果是否合理。例如,稀釋后的溶液濃度不應高于稀釋前的濃度,如果出現這種情況,就說明計算有誤。
初中化學中溶液稀釋的計算雖然并不復雜,但需要學生認真對待每一個細節,牢記上述注意事項,才能準確無誤地完成相關計算,為進一步學習化學知識打下堅實的基礎。只有在不斷地練習和總結中,才能真正掌握溶液稀釋計算的要領,提高化學學習的能力和水平。
3 教學建議
3.1 加強概念教學
在溶液稀釋的教學中,加強概念教學是關鍵。教師首先要通過實例展示,讓學生清晰理解稀釋前后溶質的質量不變這一核心概念,如將一定濃度的糖水加水稀釋,糖的質量始終不變。其次,深入講解溶液、溶質和溶劑的概念,以及它們在稀釋過程中的關系變化。借助直觀的實驗,讓學生親眼看到溶液體積增大,而溶質質量恒定。最后,通過反復練習和實際問題的解決,學生能夠強化對溶液稀釋概念的掌握,從而在面對不同類型的稀釋問題時,能夠準確運用所學概念進行分析和計算,真正掌握溶液稀釋的知識要點。
3.2 注重案例教學
在教學過程中,教師應運用實際案例進行教學。例如,可以呈現生活中常見的溶液稀釋場景,如自制糖水、農藥稀釋等,讓學生感受到化學知識與生活的緊密聯系,從而提高學生的學習興趣和積極性。鼓勵學生在課后進行實踐,如讓學生自己嘗試在家中進行簡單的溶液稀釋實驗,并記錄實驗過程和結果,加深他們對知識的理解和掌握。同時,教師要采用多樣化的教學方法,如可以利用多媒體資源,展示動畫或視頻,直觀地呈現溶液稀釋的過程。教師還可以組織小組討論,讓學生相互交流解題思路和方法,培養他們的合作學習能力和思維能力。
3.3 強化練習鞏固
對于公式的推導和應用,要逐步引導。例如,在講解溶液稀釋前后溶質質量不變這一關鍵知識點時,教師可以通過具體的數值計算,讓學生自己發現規律,并推導出公式。然后,布置大量的練習題,讓學生熟練掌握公式的應用。對于學生容易出錯的地方,要有針對性地進行強化訓練。如單位換算、計算過程中的粗心錯誤等,可以通過專項練習來加以糾正。
3.4 強化反饋評價
在教學中,注重反饋和評價至關重要。教師應及時給予學生具體、明確的反饋,指明優點與不足,幫助學生清晰了解自身狀況。可采用多樣化的評價方式,如課堂提問、作業批改、小組討論表現評估等。教師還應根據評價結果調整教學策略、優化教學內容,使教學更具針對性和有效性,從而促進學生的全面發展。
4 結束語
溶液稀釋的計算是初中化學中的重要內容,通過對計算類型和方法的深入探究,以及結合實例的分析和練習,學生能夠更好地掌握該知識點。在教學過程中,教師應注重培養學生的思維能力和解題技巧,使學生能夠靈活運用所學知識解決實際問題。同時,學生也要積極主動地學習,不斷積累經驗,提高化學計算的準確性和熟練程度,為今后的化學學習打下堅實的基礎。
參考文獻:
[1] 余曉光。淺談弱酸、弱堿溶液稀釋后pH的計算方法與規律:由2015年全國高考理綜新課標Ⅰ卷13題談起[J]。中學化學教學參考,2018(2):73-75。
[2] 陳文如。溶液稀釋和濃縮的一種計算方法[J]。化學教學,2000(7):36。
[責任編輯:孫美齊]