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溶质质量分数的计算解题策略

一、溶质质量分数
1. 定义
溶液中溶质的质量分数是指溶液中的溶质与溶液质量之比。
注意：（1）溶质质量分数是一个比值，常用百分数来表示。
（2）有极值：即在一定温度下，某溶液的溶质质量分数不能无限大，有一个最大值。在一定温度下，对于同一种溶质的溶液，饱和溶液的溶质质量分数是最大的。
2. 公式

3. 与溶解度的关系

注意：S表示溶解度，应用此公式时溶液必须是饱和溶液。

二、溶质质量分数的计算
1. 注意的问题

2. 计算的类型
（1）已知一定量溶液中溶质的质量，求溶质的质量分数
注意：如果溶质不含有结晶水，溶解时也不与水发生化学反应，这类型的计算可直接套用计算公式。
如果溶质可以与水发生化学反应，溶于水后得到溶液的溶质是反应后的产物。计算所得溶液的溶质质量分数时，应首先求出溶质——反应的生成物的质量。
如果溶质含有结晶水，所得溶液的溶质为不含有结晶水的物质，求得溶质质量、溶液质量后可直接套用公式计算。
（2）溶液的稀释计算
注意：溶液稀释前后，溶质的质量保持不变。
（3）溶质质量分数与化学方程式综合计算
注意：进行化学方程式与溶液质量分数综合计算时，在比例式中列出的必须是纯净物的质量。溶液中进行的反应一般只与溶质有关，所以，在比例式中列出的必须是溶质的实际质量，而不能是溶液的质量。求所得溶液的溶质质量分数时，要将生成的沉淀、气体或没有溶解的物质的质量减去。

题型1 溶液质量分数计算
例题1 （盐城中考模拟）在20℃时，将mg某物质完全溶于ng水中，所得溶液的质量分数（ ）
A. 小于 B. 等于
C. 大于 D. 无法确定
解析：本题是一道关于溶质质量分数计算的分析判断题。根据公式可知，溶质的质量分数等于溶质质量与溶液质量之比。本题的题干信息明确指出，该物质已经完全溶解，但要确定最终所得溶液的溶质质量分数，还要确定溶质的质量究竟是多少。如果该物质是像氯化钠之类的物质，溶解时不发生化学反应，则溶质质量分数等于，而如果该物质是CaO之类的氧化物，溶于水后会和水发生化合反应，则所得溶液的溶质质量分数就会大于；而如果溶质中含有结晶水，溶于水后的溶质是其不含结晶水的部分，所以质量分数就会变小，因本题中没有明确溶质究竟是什么，所以无法确定其所形成溶液的溶质质量分数。
答案：D
点拨：计算溶液中溶质的质量分数时，一定要注意确定溶质的身份，判断其溶于水后是否会和水发生化学反应，从而确定真正的溶质及其质量，才能正确地进行相关计算。

题型2 溶液的稀释与配制
例题2 （天津中考）化学实验中经常用到一定溶质质量分数的溶液Na2CO3溶液也呈碱性。请回答：
（1）实验室配制质量分数4%的氯化钠溶液50g。需要固体氯化钠的质量为_______g，水为__________mL（水的密度1g/cm3）。
（2）若用质量分数为8%的氯化钠溶液配制50g质量分数为4%的氯化钠溶液。
①要8%的氯化钠溶液的质量为_________g。
②该溶液配制过程中除用到量筒、玻璃棒和胶头滴管外，还需要的仪器是______________。
解析：根据溶质质量分数的计算公式，我们进行变形之后可得溶质量=溶液质量×溶质质量分数。因此本题的溶液的配制中，需要氯化钠的质量为：50g×4%=2g，需要水的质量为：50g-2g=48g，即48mL。另外，根据稀释前后溶质的质量不变，需要8%的氯化钠溶液的质量为：50g×4%÷8%=25g，需要水的质量为50g-25g=25g,配制的过程中要用到的仪器有量筒、玻璃棒、胶头滴管和烧杯。
答案：（1）2；48 （2）25 ；烧杯
点拨：溶质分数等于溶质质量与溶液质量之比，实际计算过程中要注意公式的变形应用，溶液的稀释与配制要抓住溶质质量守恒这一关键点，建立等量方程求解相关问题。

【方法提炼】
“十字交叉法”巧解溶质质量分数计算题
溶质质量分数计算是化学计算中的重要组成部分，解答此类计算，我们除用常规的公式法之外，还可应用“十字交叉法”来简化解题环节，提高解题的速度与准确率。
这种方法可以表示为：，其中a为浓溶液的溶质质量分数，b为稀溶液溶质质量分数（如果b是水的话，则b的值为0），c为稀释或配制后溶液的溶质质量分数，稀释或配制所需浓、稀溶液的质量比（）就等于它们的溶质质量分数差的比值。在形式上，上式中的字母表示值可弃去百分号（%）取值。

例题 欲配制100g溶质质量分数为10%的氯化钠溶液，需要15%的氯化钠溶液和5%的氯化钠溶液各多少克？
解析：本题的常规解法为：设所需15%的氯化钠溶液质量为x，则所需5%的氯化钠溶液的质量为100g－x
根据溶质质量守恒可得方程：x×15%+（100g－x）×5%=100g×10%
解得x=50g，即所需15%和5%的氯化钠溶液各50克。
十字交叉法解法如下：
根据可得：，即配制后所需浓、稀溶液的质量比等于5：5，也就是1：1，所以它们的质量都是50g。[来源:Zxxk.Com]
点拨：“十字交叉法”解题的关键在于抓住浓、稀溶液的溶质质量分数，并与配制后的溶液溶质质量分数相比较，交叉相差，即可得到两溶液的溶液质量比。

（答题时间：30分钟）
1. 实验室用蔗糖配制50.0g溶质的质量分数为10%的蔗糖溶液，下列说法错误的是（　　）
A. 用托盘天平称取5.0g蔗糖
B. 用量程为10mL的量筒量取所需的水
C. 溶解蔗糖时，使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒
D. 将配制好的溶液装入细口瓶中，塞好瓶塞并贴上标签
*2. 某溶液溶质的质量分数为20%，加入50g水后变为10%，稀释后溶液中溶质的质量是（ ）
A. 50g B. 10g C. 100g D. 40g
3. 实验室配制100g 10%的氯化钠溶液，有关实验操作不正确的是（ ）
A. 用托盘天平称取10.0g氯化钠 B. 用量筒量取90.0mL 的水
C. 将称取的氯化钠倒入量筒中溶解 D. 将配制的溶液装入试剂瓶中，贴上标签
4. 某温度时，将20g KNO3溶解在100g水中恰好饱和，关于该饱和溶液的叙述正确的是（ ）
A. m（溶质）∶m（溶剂）=20:120 B. 溶质的质量分数为20%
C. 升温后，溶质的质量分数增大 D. 降温后，有固体析出
5. 将50g 98%的浓硫酸溶于450g水中，所得溶液中溶质的质量分数为（ ）
A. 9.8% B. 10.2% C. 10.8% D. 19.6%
6. 甲、乙两种物质的溶解度曲线如下图所示，下列说法正确的是（ ）

A. T2℃时甲和乙的饱和溶液，降温到T1℃时，甲乙仍是饱和溶液且溶质质量分数保持不变
B. 甲和乙的溶解度相等
C. T1℃时甲和乙各30g分别加入100g水中，均形成饱和溶液
D. T2℃，100g甲的饱和溶液里含有溶质甲的质量为50g
7. 下图是A、B、C三种固体物质的溶解度曲线。下列说法正确的是

A. t1℃时，A的饱和溶液中溶质质量分数为25%[来源:Zxxk.Com]
B. t2℃时，A、B、C三种物质的溶解度大小关系为A=B＞C
C. 将t1℃时A、C的饱和溶液升温到t2℃时，A、C两溶液都会变成不饱和溶液
D. B中含有少量A，要提纯B通常可采用冷却热饱和溶液的方法
8. 将8g SO3 完全溶于92g水中，所得溶液中溶质的质量分数为（ ）
A. 8% B. 小于8% C. 9.8% D. 无法计算
9. 某同学欲配制100g溶质质量分数10%的NaOH溶液（已知水的密度是1g∕cm3）
（1）方法一：用NaOH固体和H2O配制
应称量 g NaOH固体，溶于 g H2O中。
若该同学用量筒取水时俯视液面进行读数，这样配制的溶液的质量分数 （填序号）
A. 等于10% B. 大于10% C. 小于10%
（2）方法二：用已配好的质量分数为20%的NaOH溶液 g，加 g H2O稀释而成。
10. 除去NaCl中混有的细砂，并利用得到的部分NaCl配制溶液，实验过程如下图所示：[来源:学*科*网]

（1）步骤Ⅱ的操作名称是 ；
（2）蒸发时，所用的仪器有铁架台（带铁圈）、 、蒸发皿和玻璃棒；
（3）配制50g质量分数为6%的NaCl溶液，需NaCl g；
（4）下列情况对所配制溶液质量分数无影响的是
A. 得到的NaCl未完全干燥；
B. 用量筒量取水时，仰视读数[来源:Zxxk.Com]
C. 配好的溶液装瓶后，烧杯内有溶液残留
11. 将铁粉和铜粉混合物7.0g，加入到盛有60.0 g稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应。此时烧杯内各物质的总质量为66.8 g。试计算：
（1）原混合物中铁粉的质量分数。（精确到0.1%）
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数。（精确到0.1%）

1. B 解析：通过计算可以得出实验中需要45毫升水，应该用50mL的量筒一次性量取。
2. B 解析：设原溶液质量为x，加入50g水后变为10%，20%x=（x+50g） 10%,解得x=50g。则稀释后溶液中溶质的质量为（50g +50g）×10%=10g。
3. C 解析：量筒是量取液体体积的仪器，不能作为反应的容器，不能加热，也不适宜作为稀释、溶解的仪器。
4. D 解析：A. 溶液中m（溶质）∶m（溶剂）=20:100=1∶5，故A错误；
B. 溶液中溶质质量分数为20g/（20g+100g）×100%=16.7%，故B错误；
C. 硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大，饱和溶液升温后会变成不饱和溶液，但溶质质量分数不变，故C错误；
D. 硝酸钾的溶解度随温度的降低而减小，故降温后会有晶体析出，故D正确。
5. A 解析：根据稀释前后溶质质量不变：则稀释后溶液中溶质的质量分数为×100%=9.8%，故选A。
6. C 解析：A. 甲和乙的溶解度都随着温度的降低而变小，故降低温度，甲和乙的饱和溶液中都会有固体溶质析出，甲乙仍是饱和溶液，但溶质质量分数明显减小，故错误；
B. 不同温度下物质的溶解度不同，因此比较物质的溶解度一定要说明温度，不然无法比较，故错误；
C. T1℃时甲和乙的溶解度都是30g，所以甲和乙各30g分别加入100g水中，均能形成饱和溶液，故正确；
D. T2℃时甲物质的溶解度为50g，所以150g甲的饱和溶液中溶质的质量为50g，故错误。
7. B 解析：t1℃时，A的饱和溶液中溶质质量分数为25g/（100g+25g）=20%；将t1℃时A、C的饱和溶液升温到t2℃时，A溶液会变成不饱和溶液、C溶液仍是饱和溶液并析出部分C物质；B中含有少量A，由于B受温度影响不大，故要提纯B可采用蒸发溶剂结晶的方法。
8. C 解析：SO3溶于水时发生下列反应：SO3+H2O=H2SO4，由该反应的化学方程式可知：8 g SO3溶于水后会生成9.8g H2SO4，因此反应后溶液中溶质的质量分数应为：
9.8 g/（8 g+92 g）×100%=9.8%，应选C。
9.（1）10 90 B （2）50 50
解析：（1）NaOH固体的质量=100g×10%=10g；水的质量==100g-10g=90g；俯视液面进行读数，量得的体积比实际的偏小，也就是说量取的水偏少，所以配制的溶液的质量分数偏大。（2）根据溶液稀释前后溶质的质量不变。设需质量分数为20%的NaOH溶液质量为x，100g×10%=x•20% 解得：x=50g
需水的质量为：100g-50g=50g
所以需质量分数为20%的NaOH溶液质量是50克，同时加入50克水进行稀释。
10. （1）过滤；（2）酒精灯；（3）3；（4）C[来源:Z_xx_k.Com]
解析：（1）除去不溶于液体的固体的方法是过滤；（2）蒸发时，用到铁架台、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒；（3）50g×6%=3g；（4）A. 得到的NaCl未完全干燥，说明其中含有水分，配制溶液的溶质质量分数偏小；B. 用量筒量取水时，仰视读数，看到的读数偏小，量取到的实际水的体积偏大，导致配制的溶液溶质质量分数偏小；C. 配好的溶液是均一的，有溶液残留对结果无影响。
11. 解：生成H2的质量=7.0 g + 60.0g－66.8 g = 0.2 g
设原混合物中Fe的质量为x，生成FeCl2的质量为y。
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
56 127 2
X y 0.2 g

x=5.6 g

y=12.7 g
（1）原混合物中Fe的质量分数=5.6 g÷7.0 g×100% =80.0%
（2）反应后所得溶液中FeCl2的质量分数=12.7 g÷（5.6 g+60.0g－0.2 g）×100% =19.4%
解析：将铁粉和铜粉混合物7.0g，加入到盛有60.0 g稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应。此时烧杯内各物质的总质量为66.8 g，据质量守恒定律可知，生成H2的质量=7.0 g + 60 .0g—66.8 g = 0.2 g；据此代入化学反应方程式，可得答案。