李亞博
有這樣一道題:將20℃時的飽和CuSO 4溶液200 g蒸發(fā)掉50 g水后,再降溫到20 ℃,析出的CuSO4·5H2O晶體是多少克?(20 ℃時CuSO4的溶解度為20 g)
先看下面兩種解法:
第一種:設析出的CuSO4·5H2O的質量為x.
答:析出的CuSO4·5H2O晶體是17.6 g.
兩種解法似乎都有道理,但認真分析一下,第一種解法是錯誤的.這種解法沿用了以前所用的“蒸發(fā)溶劑析出溶質只與溶劑有關”的列比例法,先求出CuSO4的析出量,再求出相對應的CuSO4·5H2O晶體的量,錯誤的原因是忽略了結晶水合物中所含的結晶水的量.脫離溶液的溶劑的量應含兩個方面:第一,蒸發(fā)掉的水;第二,結晶水合物中的水,這些結晶水合物中的水在溶液中起溶劑作用,析出時卻變成了固態(tài).題中蒸發(fā)掉的50 g水,僅是由溶劑(水)變成蒸氣的量,不含結晶水的量,這與過去所用的析出溶質不含結晶水的運算是不能混用的.第二種解法中100 g-(31.3 g-20 g)=88.7 g才相當于溶解度概念中100 g水的溶劑量.
我們可以探索其他的解題方法.像上題蒸發(fā)溶劑析出晶體的運算,應列為另一類運算.它既不同于一般減少溶劑析出溶質的方法,也不同于降低溫度析出晶體那樣先求出溶液析出的溶質,再根據(jù)化學方程式換算成相應的結晶水合物的方法.這類題的運算,關鍵是先明確溶劑量(蒸發(fā)掉的量和結晶水的量)和溶質及結晶水在結晶水合物中的質量分數(shù),然后按照適當?shù)倪\算方法得到正確答案.當然,用數(shù)學方法同樣可使問題得以解決.
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