化學(xué)溶液計(jì)算專項(xiàng)練習(xí)與詳解溶液計(jì)算是中學(xué)化學(xué)乃至大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)中的核心內(nèi)容之一，它不僅是理解化學(xué)反應(yīng)原理、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)邏輯思維和定量分析能力的重要途徑。掌握溶液計(jì)算，需要深刻理解基本概念，熟練運(yùn)用相關(guān)公式，并能將其靈活應(yīng)用于不同情境。本文將從基礎(chǔ)概念出發(fā)，通過典型例題的詳細(xì)解析，幫助讀者鞏固知識，提升解題能力。一、核心概念與基本公式回顧在進(jìn)行溶液計(jì)算之前，我們首先需要明確以下核心概念及其數(shù)學(xué)表達(dá)：1.溶液的組成：溶液由溶質(zhì)和溶劑組成。溶質(zhì)是被溶解的物質(zhì)，溶劑是溶解溶質(zhì)的物質(zhì)。2.溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ω)：溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。*公式：`ω=(m溶質(zhì)/m溶液)×100%`*其中，`m溶液=m溶質(zhì)+m溶劑`3.物質(zhì)的量濃度(c)：單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量。*公式：`cB=nB/V`*單位：mol/L(或mol·L?1)*其中，`nB`為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量(mol)，`V`為溶液的體積(L)。4.溶解度(S)：在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100g溶劑中達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，叫做這種物質(zhì)在這種溶劑中的溶解度。（單位：g/100g溶劑）5.溶液的稀釋定律：稀釋前后，溶質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的量保持不變。*對于質(zhì)量分?jǐn)?shù)：`m1×ω1=m2×ω2`(m1、m2分別為稀釋前后溶液的質(zhì)量；ω1、ω2分別為稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù))*對于物質(zhì)的量濃度：`c1×V1=c2×V2`(c1、c2分別為稀釋前后溶液的物質(zhì)的量濃度；V1、V2分別為稀釋前后溶液的體積)6.相關(guān)輔助公式：*溶液的質(zhì)量(m液)=溶液的密度(ρ)×溶液的體積(V)，即`m液=ρ×V`*溶質(zhì)的物質(zhì)的量(nB)=溶質(zhì)的質(zhì)量(mB)/溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量(MB)，即`nB=mB/MB`二、專項(xiàng)練習(xí)與詳解（一）基于溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算例題1：將10g氯化鈉固體完全溶解在90g水中，求所得氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。分析與詳解：本題直接考查溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義。已知溶質(zhì)質(zhì)量`m溶質(zhì)=10g`，溶劑質(zhì)量`m溶劑=90g`。首先計(jì)算溶液質(zhì)量：`m溶液=m溶質(zhì)+m溶劑=10g+90g=100g`。根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式：`ω=(m溶質(zhì)/m溶液)×100%=(10g/100g)×100%=10%`。答：所得氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。例題2：欲配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉溶液500g，需要?dú)溲趸c固體和水各多少克？分析與詳解：已知溶液質(zhì)量`m溶液=500g`，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)`ω=20%`。根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式變形，可求溶質(zhì)質(zhì)量：`m溶質(zhì)=m溶液×ω=500g×20%=100g`。則溶劑（水）的質(zhì)量為：`m溶劑=m溶液-m溶質(zhì)=500g-100g=400g`。答：需要?dú)溲趸c固體100g，水400g。（二）基于物質(zhì)的量濃度的計(jì)算例題3：將28gKOH固體溶于水配制成250mL溶液，計(jì)算所得KOH溶液的物質(zhì)的量濃度。（KOH的摩爾質(zhì)量為56g/mol）分析與詳解：本題考查物質(zhì)的量濃度的基本計(jì)算，需要先求出溶質(zhì)的物質(zhì)的量。已知溶質(zhì)質(zhì)量`m(KOH)=28g`，摩爾質(zhì)量`M(KOH)=56g/mol`，溶液體積`V=250mL=0.25L`。首先計(jì)算KOH的物質(zhì)的量：`n(KOH)=m(KOH)/M(KOH)=28g/56g/mol=0.5mol`。再根據(jù)物質(zhì)的量濃度公式：`c(KOH)=n(KOH)/V=0.5mol/0.25L=2mol/L`。答：所得KOH溶液的物質(zhì)的量濃度為2mol/L。例題4：配制500mL0.1mol/L的CuSO?溶液，需要膽礬(CuSO?·5H?O)多少克？（CuSO?的摩爾質(zhì)量為160g/mol，膽礬的摩爾質(zhì)量為250g/mol）分析與詳解：膽礬溶于水后，溶質(zhì)為CuSO?。因此，需要先計(jì)算所需CuSO?的物質(zhì)的量，再換算為膽礬的質(zhì)量。已知溶液體積`V=500mL=0.5L`，物質(zhì)的量濃度`c(CuSO?)=0.1mol/L`。溶質(zhì)CuSO?的物質(zhì)的量：`n(CuSO?)=c(CuSO?)×V=0.1mol/L×0.5L=0.05mol`。由于1molCuSO?·5H?O含有1molCuSO?，所以需要`n(CuSO?·5H?O)=n(CuSO?)=0.05mol`。則膽礬的質(zhì)量為：`m(CuSO?·5H?O)=n×M=0.05mol×250g/mol=12.5g`。答：需要膽礬12.5g。（三）溶液的稀釋與混合計(jì)算例題5：現(xiàn)有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm3），如何用其配制200mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的稀硫酸（密度為1.14g/cm3）？（計(jì)算需要濃硫酸的體積和水的體積）分析與詳解：溶液稀釋的核心是稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變。注意本題給出的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此應(yīng)圍繞“溶質(zhì)質(zhì)量守恒”進(jìn)行計(jì)算。首先計(jì)算稀釋后溶液的質(zhì)量：`m(稀溶液)=ρ(稀)×V(稀)=1.14g/cm3×200mL=228g`(注意1mL=1cm3)。稀釋后溶質(zhì)H?SO?的質(zhì)量為：`m(H?SO?)=m(稀溶液)×ω(稀)=228g×20%=45.6g`。此質(zhì)量等于稀釋前濃硫酸中含有的H?SO?質(zhì)量。設(shè)需要濃硫酸的體積為V(濃)。則有：`ρ(濃)×V(濃)×ω(濃)=m(H?SO?)`代入數(shù)據(jù)：`1.84g/cm3×V(濃)×98%=45.6g`解得：`V(濃)=45.6g/(1.84g/cm3×98%)≈45.6/1.8032≈25.3mL`。需要濃硫酸的質(zhì)量為：`m(濃溶液)=ρ(濃)×V(濃)≈1.84g/cm3×25.3cm3≈46.6g`。則需要水的質(zhì)量為：`m(水)=m(稀溶液)-m(濃溶液)≈228g-46.6g=181.4g`。由于水的密度約為1g/cm3，所以水的體積約為181.4mL。答：需要量取25.3mL98%的濃硫酸，加入約181.4mL水進(jìn)行稀釋。（實(shí)際操作中，應(yīng)將濃硫酸沿?zé)诰徛⑷胨?，并不斷攪拌）例題6：將100mL0.5mol/L的NaCl溶液與200mL0.1mol/L的NaCl溶液混合（假設(shè)混合后溶液體積為兩溶液體積之和），求混合后溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度。分析與詳解：溶液混合的核心是混合前后溶質(zhì)的總物質(zhì)的量不變?；旌锨暗谝环N溶液中NaCl的物質(zhì)的量：`n1=c1×V1=0.5mol/L×0.1L=0.05mol`。混合前第二種溶液中NaCl的物質(zhì)的量：`n2=c2×V2=0.1mol/L×0.2L=0.02mol`?；旌虾笕苜|(zhì)總物質(zhì)的量：`n總=n1+n2=0.05mol+0.02mol=0.07mol`。混合后溶液總體積：`V總=V1+V2=0.1L+0.2L=0.3L`?；旌虾笕芤旱奈镔|(zhì)的量濃度：`c總=n總/V總=0.07mol/0.3L≈0.233mol/L`。答：混合后溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度約為0.233mol/L。（四）溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度的換算例題7：已知37%的鹽酸（HCl）溶液，密度為1.19g/cm3，計(jì)算該鹽酸的物質(zhì)的量濃度。（HCl的摩爾質(zhì)量為36.5g/mol）分析與詳解：進(jìn)行兩種濃度表示方法間的換算，關(guān)鍵是要找到溶質(zhì)的量、溶液的體積和質(zhì)量之間的關(guān)系。通常我們假設(shè)溶液體積為1L來進(jìn)行推導(dǎo)和計(jì)算。設(shè)溶液體積為1L，即`V=1L=1000cm3`。溶液質(zhì)量為：`m溶液=ρ×V=1.19g/cm3×1000cm3=1190g`。溶質(zhì)HCl的質(zhì)量為：`m(HCl)=m溶液×ω=1190g×37%≈440.3g`。溶質(zhì)HCl的物質(zhì)的量為：`n(HCl)=m(HCl)/M(HCl)≈440.3g/36.5g/mol≈12.06mol`。則該鹽酸的物質(zhì)的量濃度為：`c(HCl)=n(HCl)/V=12.06mol/1L≈12.1mol/L`。答：該37%的鹽酸的物質(zhì)的量濃度約為12.1mol/L。三、解題要點(diǎn)與注意事項(xiàng)1.深刻理解概念：無論是溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)還是物質(zhì)的量濃度，都要從其定義出發(fā)進(jìn)行理解和計(jì)算，明確各物理量的含義及單位。2.準(zhǔn)確運(yùn)用公式：熟練掌握基本公式及其變形，明確公式中各量之間的關(guān)系。3.注意單位統(tǒng)一：在計(jì)算物質(zhì)的量濃度時(shí)，溶液體積的單位必須是“升(L)”，溶質(zhì)質(zhì)量的單位是“克(g)”，摩爾質(zhì)量的單位是“克每摩爾(g/mol)”。密度的單位通常是“克每立方厘米(g/cm3)”或“克每毫升(g/mL)”，在與體積（毫升）換算時(shí)較為方便。4.抓住“守恒”思想：溶液稀釋或混合過程中，“溶質(zhì)的質(zhì)量守恒”或“溶質(zhì)的物質(zhì)的量守恒”是解題的關(guān)鍵。5.規(guī)范解題步驟：養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣，