化学 · 同学科课程
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溶液质量分数与稀释

化学建议年龄: 11–15

只加水而不加溶质,为什么溶液会变稀?

改变溶质、水和后来加入的水的质量,用守恒的溶质质量解释稀释前后的质量分数。

学习目标

  • 用溶质质量÷溶液质量计算溶质质量分数。
  • 解释加水稀释时哪些量改变、哪些量守恒。
  • 比较同一种溶质的不同浓度,不把质量分数当作体积。

开始前

  • 会计算一个数占总数的百分比。
  • 知道溶质均匀分散在溶剂中形成溶液。

互动科学实验

  1. 1建立质量账目
  2. 2只加入水
  3. 3改变溶质
  4. 4设计稀释
溶质 20 g ÷ 溶液 100 g = 20%
实验预设

只按质量计算并假设完全溶解。液面和圆点仅为组成示意,不表示体积或粒子数比例。

边观察,边解释

依次完成四步。按钮会把互动模型切换到对应观察状态。

  1. 20 g 溶质和 80 g 水形成 100 g 溶液。溶质质量分数是 20÷100=20%。分母包括溶质和全部水。

    你的任务: 选择起始溶液,核对三项质量和百分数。

  2. 再加 100 g 水,溶质仍是 20 g,溶液总质量变为 200 g,所以质量分数降为 10%。溶质没有消失。

    你的任务: 在溶质不变时移动“加入的水”,观察分母与百分数。

  3. 水的总质量相同时,加入更多且完全溶解的溶质会同时增大分子与分母;百分数上升,但不会按溶质质量简单翻倍。

    你的任务: 比较 20 g 与 40 g 溶质、80 g 水时的结果。

  4. 40 g 溶质、80 g 水时约为 33.3%。再加 120 g 水后总质量为 240 g,质量分数约为 16.7%。用质量账目可以检查稀释方案。

    你的任务: 选择目标稀释,再自行改变加水量接近 20%。

把现象连成解释

分子是溶质质量

质量分数描述溶质质量在整个溶液质量中的份额。百分号表示每 100 份质量中所占的份数。

稀释守恒溶质

若只加水且没有洒出、反应或蒸发,溶质质量保持不变;总质量增加,因此同一分子除以更大的分母。

质量分数不是体积浓度

这里所有输入都用克,模型没有计算摩尔浓度或体积分数。实际配制还要考虑溶解度、温度、密度和测量误差。

检查理解

120 g 溶质与 80 g 水形成的溶液,溶质质量分数是多少?
220 g 溶质与 80 g 水形成溶液后,再加入 100 g 水,新的质量分数是多少?
3只加水稀释时,哪一个量保持不变?
4这个模型为什么不能直接给出混合后的体积?

可打印练习纸

先独立完成练习页;答案和解释在单独一页。

化学

溶液质量分数与稀释

姓名:________________日期:________________

只加水而不加溶质,为什么溶液会变稀?

  1. 20 g 溶质与 80 g 水形成的溶液,溶质质量分数是多少?

    A. 20% B. 25% C. 80%

  2. 20 g 溶质与 80 g 水形成溶液后,再加入 100 g 水,新的质量分数是多少?

    A. 10% B. 20% C. 40%

  3. 只加水稀释时,哪一个量保持不变?

    A. 溶质质量 B. 溶液总质量 C. 质量分数

  4. 这个模型为什么不能直接给出混合后的体积?

    A. 它只使用质量,且真实混合体积未必简单相加 B. 任何溶液都没有体积 C. 克和毫升总是相同

答案页

溶液质量分数与稀释

  1. 20%

    溶液质量是 20+80=100 g,所以 20÷100×100%=20%。

  2. 10%

    溶质仍为 20 g,总质量变为 200 g;20÷200×100%=10%。

  3. 溶质质量

    没有加入或移走溶质,所以溶质质量守恒;水和总质量增加,质量分数下降。

  4. 它只使用质量,且真实混合体积未必简单相加

    质量守恒不等于体积可加;体积还与密度、温度和混合行为有关。