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初二科学竞赛辅导教案
郑仲来
第一讲:密度
概念:
公式:
1、密度 单位:千克/米3 1克/厘米3 = 1000千克/米3
测定:固体、液体
求质量
应用:求体积
鉴别物质 ρ≠ρ 空心或不纯
有两个形状一模一样的金属圆柱体,分别由物质铜和铝构成,用相同的纸包起来,怎么判断哪一个是铜柱,哪一个是铝柱?
你妈妈买了个金戒指,怎么鉴别它的真伪?
有A、B、C三个由同种材料制成的金属球,它们的质量分别为128g 、400g 、60g,体积分别为16cm3、50cm3、12cm3,则( )
A、它们都是实心球 B、A球是空心的
C、B球是空心的 D、C球是空心的
在天平的两盘中若放相同的两只烧杯,杯内分别盛有水和酒精,天平恰好平衡,则水的体积是酒精的体积的( )
A、0.8倍 B、8倍 C、1.25倍 D、无法比较
一只能装下1千克水的瓶子,能装下1千克( )
A、酒精 B、汽油 C、柴油 D、硫酸
把一块大理石放入盛满酒精的杯子里,会溢出25克酒精,若将它浸入盛满水的杯子里,则溢出的水是( )
A、大于25克 B、等于25克 C、小于25克 D、三种情况都有可能
三个形状、质量均相等的空心球,它们分别是铝、铁、铜,那么空心部分的体积是( )
A、 铝球最小 B、铜球最小 C、铁球最小 D、三者一样大
体积相同的甲、乙、丙三个实心金属球,若它们的密度之比是1:2:3,则它们的质量之比为______;质量相同,密度之比仍为1:2:3,则它们的体积之比为______
如下图表示的是物质的质量与体积的关系、物质的密度与体积的关系。由甲图可推知120gD物质的体积是___;由乙图可知,阴影部分S的面积表示物质的___,其值为__。
用盐水取种,要求盐水的密度为1.1x103千克/米3。现配制了0.5分米3的盐水,称出其质量为0.6千克,试求:(1)配制的盐水是否符合要求?(2)若不符合要求,应加盐还是加水?(3)应加盐或加水多少?
解:设配制的盐水密度为ρ,要求的盐水密度为ρ0=1.1x103千克/米3
(1)ρ=m/v=0.6千克/0.5x10-3米3=1.2x103千克/米3
因为ρ>ρ0 ,所以配制的盐水不符合要求。
(2)应加水
(3)设应加水的质量为△m,则加水后m总=m+△m,而△m=ρ水△v水(△v水为增加的水的体积)则
△v水=△m水/ρ水
则v总=v+△v水=V + △m/ρ水
此时的盐水密度为ρ0,由ρ0=m总/v总,得ρ0=(m+△m)/(v+△v水)
即1.1x103千克/米3=(0.6千克+△m)/[0.5x10-3米3 +(△m/1.0x103千克/米3)]
解得△m=0.5千克=500克
体积为30cm3的铜球的质量是89g,将它的中空部分注满某种液体后球的总质量是361g,求注入的液体密度的大小。(ρ铜=8.9×103kg/m3)
有一空瓶装满水后质量为64g,将全倒出装满酒精56g,求空瓶的的质量和容积?
某烧杯装满水总质量为350g,放入一块合金后,溢出一些水,这时总质量为500g,取出合金后杯和水总质量为300g,求合金的密度。
50毫升水和50毫升酒精混合,则该混合液的密度为( )
A、 大于0.9*103千克/米3 B、小于0.9*103千克/米3
B、 等于0.9*103千克/米3 D、无法确定
混合物的密度
由密度的定义式ρ=m/v,如果m是混合物的质量,v是混合物的体积,则ρ就为混合物的密度
(1)两种物质密度分别为ρ1、ρ2,体积分别为v1、v2,将它们混合在一起,密度为多少?(混合物的体积等于混合物中各物质体积之和)
ρ=m/v=(m1+ m2)/(v1+v2)=(ρ1 v1+ρ2 v2)/(v1+v2)
(2)两种物质密度分别为ρ1、ρ2,它们等体积混合,混合物的密度为多少?
ρ=m/v=(m1+m2)/(v1+v2)=(ρ1 v1+ρ2 v1) /2 v1=(ρ1+ρ2)/2
(3)两种物质的密度分别为ρ1、ρ2,将它们等质量混合、混合物的密度为多少?
ρ=m/v=(m1+m2)/(v1+v2)= 2m1/(m1/ρ1+ m1/ρ2)=2ρ1ρ2 /(ρ1+ρ2)
把质量相等的两种液体(密度分别为ρ1、ρ2)混合,设混合后的总体积不变,则混合液体的密度为( )
A.(ρ1+ρ2)/2、 B. 2ρ1ρ2 /(ρ1+ρ2)、 C. ρ1ρ2 /(ρ1+ρ2)、 D. ρ1ρ2
有密度分别为ρ1和ρ2溶液各m千克,只用这两种溶液,最多可配制成密度ρ=1/2(ρ1+ρ2)的溶液多少千克?(ρ1>ρ2)
分析:密度分别为ρ1和ρ2两种物质,取相等质量混合物密度为ρ=2ρ1ρ2/(ρ1+ρ2),取相同体积混合后其密度为ρ=1/2(ρ1+ρ2),本题属后一种情况。
解:由于ρ1>ρ2,两种溶液的密度不同,因而其体积v1<v2;要配得溶液最多,必须以v1体积为标准配液(否则不能达到题要求)
密度为ρ1的溶液的体积v1=m/ρ1
取密度为ρ2的溶液质量m’=ρ2.V1= mρ2/ρ1;
两种溶液混合后的总质量m总=m+ m’
故m总= m+(mρ2/ρ1)=(1+ρ2/ρ1)m(千克)
解题思路评析:解此题要过三道分析推理关系①两种溶液怎么样混合才能配成1/2(ρ1+ρ2)的密度;②两种溶液的体积大小的比较;③取何种溶液全部用完才能配得最多。
有两个一模一样的杯子A、B,均盛满由密度分别为ρ1 、ρ2的液体混合而成的溶液,A中两液体体积各占一半,B中两液体的质量各占一半,设A,B两杯溶液的总质量分别为mA、mB, ρ1 >ρ2则( )。
A、mA< mB B、mA=mB C、mA> mB D、无法判断
解法一、公式法
A杯中ρA =(ρ1+ρ2)/2
A
B
ρ1
ρ1
ρ2
ρ2
B杯中ρB =2ρ1ρ2/(ρ1+ρ2)
ρA>ρB,体积VA=VB则mA> mB
解法二:作图法
A中,两液体体积各占一半;
B杯,因为两液体质量相等,
故液体体积V1<V2。
图中,甲、丙部分质量相同,而A中乙部分的质量大于B中乙部分质量,故mA>mB。
思考:体积为1米3的水和体积为2米3、密度为0.8x103千克/米3的酒精混合,混合的体积为二者之和的9/10,则混合液体的密度是多少?
第二讲:压力和压强
1、压力:物体之间相互作用发生形变时产生的力
2、压力的作用点:物体的接触面
3、压力的方向:垂直指向受力物体
4、压强:单位面积物体所受的压力,表示压力所产生的效果
5、液体内部向各个方向都有压强。
6、液体、气体具有流动性,液体的压强与其流动速度有关。流动速度越大,压强就越大;其流动速度越小、压强就越小。
如图l 所示,甲、乙两支完全相同的试管.分别装有质量相等的液体.甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对两试管底的压强分别为P甲和P乙,则
A . P甲 < P乙 B . P甲 = P乙
C . P甲 > P乙 D .条件不足,无法判断
有一重2N的圆柱形玻璃杯(杯壁厚度不计),底面积为100cm2,装有一定质量的煤油,杯底到油面的高度为20cm,放在水平桌面上(取g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3),则下列结果正确的是 ( )
A.煤油对杯底的压强是1.6×103Pa B.杯底对桌面的压强是1.8×l03 Pa
C.煤油对杯底的压力是16N D.杯子受到桌面的支持力是16N
池底的小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是____
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小 C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
甲、乙、丙三人容器中分别盛有密度不同的液体,已知a、b、c三点处液体的压强相等,如图1所示 ,则各容器中液体密度的大小、液体对容器底部压强的大小排列顺序都正确的是_______
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙,P甲=P乙=P丙
B.ρ甲<ρ乙<ρ丙,P甲<P乙<P丙
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙,P甲=P乙=P丙
D.ρ甲>ρ乙>ρ丙,P甲<P乙<P丙
如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水平地面的压强关系是 ( )
A p甲<p乙 B p甲=p乙 C p甲>p乙 D 无法判断
鱼鳔是鱼体内可以涨缩的气囊,是鱼类的沉浮器官。鱼鳔主要是通过改变下列哪一个因素来实现沉浮的( )
A、鱼的重力 B、鱼的质量
C、鱼排开水的体积 D、鱼受到的压强
如图所示,用一块轻塑料片挡住两端开中的玻璃筒下端,竖直插入水中到一定的深度,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当筒内液面高出筒外水面1cm时,塑料片下沉.关于液体密度ρ液和水密度ρ水的大小关系,正确的是
A. ρ液< ρ水 B. ρ液=ρ水 C.ρ液>ρ水 D.不能确定
很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位,对此,从物理学的角度给出的解释中不正确的是
A.骆驼的脚很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中自如行走
B.啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压强,从而凿开树杆,捉到躲藏在深处的虫子
C.壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,从而利用大气压使其在天花板上也不会掉下来
D.深水里的海鱼,捕到岸上时会死掉,主要原因是水面上的压强比深水处小得多
如图3一甲所示,一只烧杯中盛有石蜡油、水和水银三种液体,液体之间不相溶合.将一实心铅块(铅的密度是11.3g/cm3)轻轻放入该烧杯中,图3一乙中能正确显示出铅块静止时位置的图是
甲、乙两烧杯中分别盛有两种不同液体,烧坏的底面积之比为3︰1,液体密度之比为1︰2,液体高度之比为2︰1,则两烧杯底面所受液体的压强之比是________。
如图2所示,物体A在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置. 在此过程中, A对桌面的压力将____________,A对桌面的压强将 __ (填“变大”、“不 变” 或“变小”)
某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计验证液体内部压强的规律。压强计指针顺时针偏转的角度越大,表示压强越大。他们的研究情况如图所示。 [容器内均装满液体,且ρ盐水>ρ水]
(1)根据图16_____________可验证:当深度相同时,同种液体内部压强与容器形状无关
(2)根据图16(b)、(c)可验证:_____________,液体内部压强随深度的增大而增大。
(3)根据图16(b)、(d)可验证:当深度相同时,_______________________。
(4)若在图16_____________中的容器内轻轻放人—木块,压强计指针偏转的角度会增大。
如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由16cm上升到20 cm(g=10N/kg). 求:
物块未放入水中时,容器底受到的水的压强;
物块的密度;
物块受到的浮力;
物块浸没水中后,容器对桌面的压强.
如图所示,边长为10cm的正方体金属块恰有一半放在面积为1m2的水平桌面上,当弹簧测力计的示数为10N时,金属块对桌面的压强为4×103Pa,求此金属块的密度。
长颈鹿是地球陆地上目前个子最高的动物,因此它的血压也是在动物中最高的。成年的长颈鹿平均身高可达4.3m,它的质量可达2t,长颈鹿一只脚掌的着地面积为250cm2。
求:(1)长颈鹿站立时,对水平地面产生的压力和压强分别是多大?
若长颈鹿的血液密度为1.05 ×103kg/m3,当它的心脏收缩时,需把血液压到比心脏高3m的头部,则长颈鹿心脏收缩时,需产生的压强至少是多大?(收缩压是指心脏收缩时产生的压强,计算时不考虑大气压,本题g取10N/kg)
一只圆台状物体,甲、乙两种不同方式置于水平面上,如图所示,圆台两底面直径之比为1:2, 甲、乙两种方式放置时,圆台对桌面的压力分别为地F甲和F乙, 则圆台对桌面的压强分别为P甲和F乙, 则F甲:F乙=( );P甲:P乙=( )。
如图所示, 有两个底面积相同, 形状不同的容器, 所装同种液体, 深度相同。
(1)比较它们所装液体的重力, 则GA( )GB。
(2)比较它们底部所受液体的压强, 则PA( )PB。
(3)比较它们底部 所受液体的压力, 则FA( )FB。
甲、乙两个薄圆柱形容器底面积之比为1:3,分别装入不同种液体,高度之比为2;1,若它们对容器底的压力之比为:1;2,则两种液体的密度之比为:( )
A、1:2 B、3;1 C、3:4 D、4:3
压强计插入两种液体内部,且深度相同,则两种液体的密度ρ1、ρ2为 [ ]
(A)ρ1=ρ2; (B)ρ1>ρ2;
(C)ρ1<ρ2; (D)条件不足,无法判断。
一根细玻璃管插在一个瓶子的塞子上,瓶内和细管内装水,已知瓶底面积为30厘米2,求:(1)水对瓶塞的压强。(2)水对瓶底的压力。
有一横截面积为2厘米2的圆柱形容器,分别装20克水和16克某种液体时,液面高度相同.求:(1)这种液体的密度是多少?(2)液体对容器底部的压力、压强各是多少?
如图所示,A、B两物体叠放起来置于地面上,A对B的压强力2X104帕,它的底面积为500毫米2.B的质量为5千克,它和地面的接触面积为20厘米2,求B对地面的压强?
高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌,锅盖与锅之间有橡胶制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套有类似砝码的限压阀,将排气孔堵住。当加热高压锅锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸汽即可从排气也排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全。已知限压阀的质量为100.8克,排气孔的面积为7平方毫米,求(1)锅内气体的压强最大可达多少?(2)设锅内压强每增加3600帕,水的沸点就相应增加1℃,则锅内最高温度可达多高?
有一圆柱形容器和一足够长的圆柱形金属块,其横截面积S容:S柱=3:1,容器中盛有水,金属块吊在一根细线下,现将金属块慢慢放入水中,问:(1)若圆柱形金属块浸入水中深度到15厘米的过程中,容器底部受到水的压强增大多少?(2)若绳子从金属块刚好接触水面到向下放下15厘米时,容器底部受到水的压强增大多少?
第三讲:浮力
F浮= G排=ρ液gV排
ρ液是液体的密度,而不是浸入液体的物体密度
V排是物体浸入液体时,排开液体的体积,而不是液体的总体积,也不是物体的体积,但它等于物体浸在液体的体积 V排= V浸
ρ液的单位只能是千克/米3 V排只能是米3
浮力计算方法:
1、应用弹簧秤和力的分析:F浮=G-F拉(F拉表示弹簧秤所挂物体浸入或浸没时的示数)
2、利用阿基米德原理:F浮= G排=ρ液gV排(V浸)
3、利用静止时二力平衡:
当物体漂浮在液面上时F浮=G物(V排﹤V物)
当物体浸没悬浮时, F浮=G物( V排=V物)
一块质量为m=175克的塑料,体积V=150厘米3,把它放入水中,它将 。(填‘漂浮’、‘悬浮’、‘下沉’)。
质量相同的铜球和铁球,自由放入水中,铜球受到的浮力 铁球受到的浮力。(‘大于’、‘小于’、‘等于’)。
体积相同的木球和铝球,自由放入水中,木球受到的浮力 铝球受到的浮力。(同上)。
1千克的物体放入盛满水的容器中,溢出0.8千克的水,物体将( )
A、 沉入水中;B、浮于水面;C、停留在水中;D、无法判断。
将质量均为200克的木块和铁块,分别放在水银槽中,那么( )
A、铁块受到的浮力比木块的大;B、木块受到的浮力比铁块大;C、铁块、木块受到的浮力一样大;D、无法判断。
如图,同一球体分别置于三种不同液体中的结果,设球体在三种液体中所受浮力分别为FA、FB、FC,试比较它们的大小关系。
体积相等的甲、乙两物体,其密度分别是0.8×103千克/米3和1.2×103千克/米3,同时投 入水中,静止后所受浮力之比为 ;若两物体的质量相等,则在水中静止后所受浮力之比为 。
体积为30厘米3,质量为24克的物体,放入装满水的溢水杯中,溢出水的质量是 克。
一木块体积为100厘米3,密度为0.6×103千克/米3。问:
当用手把它全部按入水中时,木块受到的浮力为多大?
松手后,木块静止时浸在水的体积有多大?此时受到浮力多大?
质量是500克,体积是0.6分米3的实心物体,求它在水中静止时排开水的体积和受到的浮力?
体积为0.5米3的木料浮在水面上(ρ木=0.6×103千克/米3),求它露出水面部分的体积和浸在水面下的体积各为多少?
有一方木块,当它浮在水面时,露出水面的部分是它总体积的五分之二,这块方木的密度是多大?
密度为0.9×103kg/m3质量为8.1千克石蜡,(1)放入足量水中,石蜡受到的浮力多大?
(2)若放入密度为0.8×103kg/m3煤油中,浮力是多少?
有一金属球在空气中称时,弹簧称的读数为14.7牛顿,将其一半浸在水中称时,弹簧称的读数为9.8牛顿,已知该金属的密度是2×103千克/米3,问:这个金属球是空心的还是实心的?
重力为49牛顿的金属球,密度为5×103千克/米3,如果使这个金属球能恰好悬浮在水中,必须做成空心,那么空心部分的体积是多少?
在空气中用弹簧秤称某石块所受重力为5牛;浸没在水中称量,弹簧秤的示数为2牛;浸没在另一种液体中称量,弹簧秤的示数为1.4牛,求这种液体的密度
有一科学家想利用有关的科学知识求一只金属盒子的密度。他进行了如下的实验:
①先将盒子开口向上放入盛有100毫升水的量杯中,当盒子漂浮时,水面上升到132毫升处;
②然后将盒子沉入水中,水面上升到104毫升处。
请问:根据以上数据能否测出该盒子的密度?请计算说明理由。
把一密度为0.6×103kg/m3体积为100cm3的木块轻轻地放入一装满水的木桶中,求(1)木块露出水面的体积;(2)溢出水的质量。
一木块浮于足够高的圆挂形盛水容器中,它浸入水中部分的体积是75cm3,在水面上的部分是25cm3。求:(1)木块受到的浮力;(2)木块的密度。
密度为0.9×103kg/m3质量为8.1千克石蜡,(1)放入足量水中,石蜡受到的浮力多大?(2)若放入密度为0.8×103kg/m3煤油中,浮力是多少?
某物体悬浮在煤油中,受到的浮力为15.68牛,求(1)物体的体积?(2)若将此物体放入水中,它露出水面的体积为多大?(煤油密度为0.8×103kg/m3)
一质量为100克的物体,放入装满水的杯子中,溢出了40克水,求(1)该物体所受的浮力;(2)该物体的密度是多少?
把质量是270g的铝块挂在弹簧秤的挂钩下面,并把铝块浸没在水中,问(1)铝块受到的浮力多大?(2)弹簧秤的示数是多大?(铝的密度是2.7×103kg/m3)。
一个体积是100cm3的铁球挂在弹簧秤上,若将铁球浸没在水中,此时弹簧秤的示数是5N,求:(1)铁球受到的浮力;(2)铁球受到的重力;(3)这个铁球是空心还是实心?(已知ρ铁=7.9×103kg/m3,取g=10N/kg)
在空气中用弹簧秤称得一金属球重14.7牛,把金属球浸没在水中时,弹簧秤的示数变为4.9牛.已知该金属的密度是2.0×103kg/m3,这个金属球是空心的还是实心的?如果是空心的,则空心部分的体积多大?
在空气中用弹簧秤称某石块所受重力为5牛;浸没在水中称量,弹簧秤的示数为2牛;浸没在另一种液体中称量,弹簧秤的示数为1.4牛,求这种液体的密度。
第四讲:溶解度
固体的溶解度:在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度(一般用S表示)。
根据饱和溶液中溶质、溶剂、溶液的量求溶解度
由已知溶解度来求饱和溶液中溶质、溶剂和溶液的量
根据溶解度,溶剂变化时,有关结晶或加入溶质的计算
根据溶解度,温度变化时,有关结晶或加入溶质的计算
(1)在一定温度下,饱和溶液中某物质溶解度的计算式
(2)饱和溶液的质量、溶质的质量与溶解度之间的关系式
1. 已知一定温度下,饱和溶液中溶质的质量和溶剂的质量。求该温度下的溶解度。
例如:把50克20℃时的硝酸钾饱和溶液蒸干,得到12克硝酸钾。求20℃时硝酸钾的溶解度。
解析:溶液的质量为溶质质量和溶剂质量之和,因此50克硝酸钾饱和溶液中含水的质量是:50克-12克=38克
设:20℃时100克水里溶解硝酸钾达到饱和状态时所溶解的质量为x
溶质 溶剂 溶液
12g 38g 50g
x 100g (x+100)g
解得x=31.6g
答:20℃时硝酸钾的溶解度为31.6克
(1)把20℃时53.6克氯化钾饱和溶液蒸干,得到13.6克氯化钾。求20℃时,氯化钾的溶解度?
设:20℃时氯化钾的溶解度为x
溶质 溶剂 溶液
13.6g 40g 53.6g
x 100g (x+100)g
解得x=34g
答:20℃时氯化钾的溶解度为34克
(2)20℃时,把4克氯化钠固体放入11克水中,恰好形成饱和溶液。求20℃时,氯化钠的溶解度?
设:20℃时氯化钠的溶解度为x
溶质 溶剂 溶液
4g 11g 15g
x 100g (x+100)g
解得x=36.4g
答:20℃时氯化钠的溶解度为36.4克
现有A物质的溶液200g,若温度不变,蒸发掉10g水,析出2gA晶体(不含结晶水),再蒸发掉10g水,又析出5gA晶体,求该温度下A物质的溶解度。
t℃时,把一定质量的硝酸钾溶液分成两等份,一份恒温蒸发掉10克水析出1克硝酸钾晶体,另一份恒温蒸发掉15克水,析出2克硝酸钾晶体。下列说法错误的是( )
(A)t℃时,若将原溶液恒温蒸发掉25克水,可析出3克硝酸钾晶体
(B)t℃时,若原溶液中再加入2克硝酸钾晶体便成为饱和溶液
(C)t℃时,硝酸钾的溶解度为20克
(D)t℃时,原硝酸钾溶液的质量分数为12%
2. 已知某温度时物质的溶解度,求此温度下饱和溶液中的溶质或溶剂的质量。
例如:把100克20℃时硝酸钾的饱和溶液蒸干,得到24克硝酸钾。则:
(1)若配制350克20℃的硝酸钾的饱和溶液,需硝酸钾和水各多少克?
(2)若将78克硝酸钾配成20℃时的饱和溶液,需水多少克?
解析:设配制350克20℃的硝酸钾的饱和溶液,需硝酸钾和水的质量分别为x和y。将78克硝酸钾配成20℃时的饱和溶液,需水质量为z。
溶质 溶剂 溶液
24g (100-24)=76g 100g
x y 350g
78g z (78+z)g
解得x=84g,y=266g
解得z=247g
[例1] 已知氯化铵在30℃时的溶解度为45.8克。30℃时将68.7克氯化铵配制成400克的溶液,通过计算:
(1)溶液是否饱和?
(2)若不饱和,为了使其饱和,可用下面的方法:
① 蒸发溶剂法:需蒸发多少克水才能成为饱和溶液?
② 加溶质法:需再加入多少克氯化铵,溶液才能成为饱和溶液?
今有20℃时,150g溶有30g氯化钾的溶液,欲使其成为该温度下的饱和溶液,求需加入多少克氯化钾晶体或需蒸发掉多少克水?(已知20℃时氯化钾的溶解度为34g)
解析:
(1)30℃时将68.7克氯化铵配成饱和溶液,需水质量为x。
30℃时,溶质 溶剂 溶液
45.8g 100g 145.8g
68.7g x (x+68.7)g
解得x=150g,此时饱和溶液的质量=68.7g+150g=218.7g<400g,是不饱和溶液。
(2)
① 需蒸发水的质量=400g-218.7g=181.3g
② 方法一:设使溶液成为饱和溶液需再加入氯化铵的质量为x.
30℃时,溶质 溶剂 溶液
45.8g 100g 145.8g
68.7g+x 400g+x
解得x=83.0g
方法二:因为蒸发掉181.3g水可成为饱和溶液,也可考虑若向181.3g水中加入氯化铵至饱和,也可使原溶液变成饱和溶液。
30℃时,溶质 溶剂
45.8g 100g
x 181.3g
解得x=83.0g
[例2] t℃时,NaNO3的溶解度是25g,现向盛有200g 10%NaNO3溶液的烧杯中,加入30g NaNO3固体,则此时烧杯中( )
A. 溶液质量是230g B. 溶质质量是50g
C. 溶剂质量是170g D. 溶质质量是45g
解析: t℃时原NaNO3溶液中m(NaNO3)=200g×10%=20g,m(H2O)=200g×90%=180g,设达到饱和时,需加入NaNO3的质量为x。
溶质 溶剂 溶液
25g 100g 125g
20g +x 180g 200g+x
解得x=25g,此时NaNO3饱和溶液中m(NaNO3)=45g,m(H2O)= 180g,m(溶液)=225g
答案:D
[例3] 将两杯20℃时的食盐饱和溶液,甲为500g,乙为1000g,在温度不变的情况下分别蒸发掉15g水,析出的食盐晶体的质量( )
A. 甲=乙 B. 甲<乙 C. 甲>乙 D. 无法判断
解析:20℃时食盐的溶解度是个定值,甲、乙两份饱和溶液的质量虽然不相等,但每15g水中溶有的食盐是相等的。若各蒸发掉15g水,原来溶解在这15g水中的食盐就析出,析出的晶体质量相等,而与原饱和溶液的质量无关。
答案:A
[例5] t℃,将一定量A(不含结晶水)的不饱和溶液分成三等份,分别加热蒸发水,然后冷却至t℃,已知三份溶液分别蒸发水10g、20g、30g,析出A依次为ag、bg、cg,则a、b、c三者之间的关系是( )
A. c=a+b B. c=2b-a C. c=2a+b D. c=2a-b
解析:由于原溶液为不饱和溶液,因此在确定三者关系时应作如下理解:
t℃时不饱和溶液饱和溶液1饱和溶液2 饱和溶液3,由以上过程可知:c= a+2(b-a)=2b-a。
答案:B
[例6] 20℃时,将一定质量的NH4NO3完全溶解于100g水中,将所得溶液分成两等份,其中一份蒸发18.75g水,可使溶液饱和,另一份加入36g NH4NO3也达饱和,
求⑴20℃时, NH4NO3的溶解度。
⑵原溶液中NH4NO3的质量。
解析:依题意,可知将36g NH4NO3溶解于18.75g水中恰好饱和,则溶解度可求。
设20℃时NH4NO3的溶解度为S。原溶液中NH4NO3的质量为x。
20℃时NH4NO3饱和溶液中 溶质 溶剂
S 100g
36g 18.75g
x+36g 50g
x 50g-18.75g
可解得S=192g,x=60g
30℃时KCl饱和溶液250g若作如下两种变化
(1)温度不变,蒸发掉40g水时,析出多少克KCl?
(2)若将溶液的温度降至10℃时,析出多少克KCl?(KCl溶解度10℃为31g,30℃为37g)利用溶解度求降温或升温后可析出或需加入的溶质质量的公式
公式:
[例8] 已知硝酸钾在不同温度下的溶解度如下表:
现有20℃时硝酸钾饱和溶液100g,若将其升温至60℃,还需加入多少克硝酸钾才能饱和?若降温至10℃,可得饱和溶液多少克?
解析:20℃时100g硝酸钾饱和溶液中,
m(KNO3)=,m(H2O)=100g-24g =76g
设60℃为达饱和还需加入硝酸钾质量为x,降温至10℃,可得饱和溶液质量为y。
,解得x=59.6g;,解得x=91.96g
答案:略
根据下面溶解度曲线回答问题
(1)30℃时A物质的溶解度是____,
同温度下B物质的溶解度是____。
(2)60℃时A物质与B物质的溶解度
(3)60℃时有A物质和B物质的饱和溶液各mg。均降温至20℃,____物质析出晶体多些,剩余溶液____物质的溶质的质量分数大些。
(4)60℃时有50gA物质的饱和溶液,降温至30℃时有____gA物质析出。
(5)30℃时有B物质的质量分数为10%的溶液50g,欲使其成为饱和溶液,则要加入B物质____。
某固体混合物中含有硝酸钾和不溶性杂质、把它们加入一定量的水中充分溶解,其结果如下表:
硝酸钾的溶解度见下表:
求:1)所加水的质量 ;
2)该固体混合物中硝酸钾的质量。
第五讲:溶液的质量分数
溶液中溶质的质量分数各种计算类型,包括一些较难的计算题,只要能牢牢掌握溶质的质量分数的计算公式,并能灵活的将各种计算类型中的有关溶质、溶剂、溶液等质量找出代入公式中,各种题目都会迎刃而解。
溶液中溶质的质量分数计算公式如下:
例1:现有100mL 20%的硫酸溶液,其密度为1.14g/cm3,下列说法正确的是( )
A.该溶液含溶质20g B.该溶液中,溶质质量:溶液质量=1:6
C.该溶液中,溶质质量:溶剂质量=1:5D.该溶液中,溶液质量:溶剂质量=5:4
解析 溶质质量=溶液质量×溶质质量分数=溶液密度×溶液体积×溶质质量分数
所以溶质质量为:,A错误。 同时,溶质质量分数为20%,可理解为:
即溶质质量:溶液质量=1:5,B错误。
溶质质量:溶剂质量=1:4,C错误。
答案:D
例2:制铅蓄电池时往往要用到稀硫酸,现要配制500mL 20%(密度为1.14g/cm3)的硫酸,需要98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3)多少毫升?需水多少毫升?
解析 不同的溶液或液体进行混合,混合后溶液的体积并不等于混合前各液体的体积之和。本题易犯错误是用总体积减去浓溶液的体积得到水的体积。事实上由于分子大小不同,分子之间有间隙,溶液混合前后体积是不守恒的。
设98%的浓硫酸的体积为x
由于被稀释的溶液里溶质的质量在稀释前后不变,可以列出:
需水的质量=稀溶液的质量-浓溶液的质量
20℃时,将20克食盐在50g水中充分搅拌,所得食盐溶液中溶质的质量分数(20℃时,食盐的溶解度为36克)。
简析:温度一定,溶剂的量一定,20g食盐能否全部溶于50g水中,必须先由溶解度计算出。设50g水在20℃最多可溶解食盐Xg,100∶36=50∶X X=18g,20g盐在50g水中不能全溶,所得溶液为饱和溶液。故:溶质的质量为20℃的溶解度,溶剂质量为100g水。则:
80g15%的硝酸钠溶液中,加入20g硝酸钠全部溶解,求此硝酸钠溶液中溶质的质量分数。
简析:溶质质量为80×15%+20g,溶液质量为80+20g。则:
80g15%的硝酸钠溶液中,加入20g水,求此硝酸钠溶液中溶质的质量分数。
简析:溶质质量为80×15%,溶液质量为80+20。则:
将10%的硝酸钠溶液100g,与25%的硝酸钠溶液200g混合,求混合后溶液中溶质的质量分数。
简析:溶质质量为100×10%+200×25%g,溶液质量为100+200g,则:
将100mL98%(密度为1.84g/cm3)的浓硫酸,加入500mL的水中(即配成体积比为1∶5的稀硫酸),求此稀硫酸中溶质的质量分数。
简析:溶质质量为100×1.84×98%g,溶液质量为100×1.84+500×1g,
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