高中化学解题方法——结晶水合物的析出

m
i 1
n
i
(Na2CO3·10H2O)
=2.86 g＋0.486 g＋0.0826 g＋0.0140 g＋„„ =3.44 g 方法 2(终态思维法)：设最终析出 Na2CO3·10H2O 的质量为 x，则其中含有 Na2CO3 和 水的质量分别为：
106 x 180 x m(H2O)= 286 286 106 x 180 x 这样，若将( －1.06 g) Na2CO3 溶解在质量为 的水中，在题设温度下，当形 286 286
m1(Na2CO3·10H2O)=2.86 g
再求溶解在 1.80 g 水中 Na2CO3 的质量 m2(Na2CO3)，及这些 Na2CO3 析出所形成晶体的 质量 m2(Na2CO3·10H2O)和溶液由此而减少水的质量 m2(H2O) m2(Na2CO3)＝
10.0 g 1.80 g ＝0.180 g 100 g
附：参考答案
难点磁场
解析： (1)最后所得晶体质量为(a＋1.06)g， 其中含 Na2CO3 质量是： 106(a＋1.06)／286 g， 含水质量为：180(a＋1.06)／286 g；则： S=
106(a 1.06) / 286 g 1.06 g 2650a 4770 ×100 g= g 180(a 1.06) / 286 g 45a 47.7
高中化学解题方法
难点 14 结晶水合物的析出
溶液中晶体的析出是初中学习的内容，初中学习时要求低，不能满足于高考的需要，因 此有必要深入学习。 ●难点磁场 请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。 t℃时向 a g 饱和 Na2CO3(aq)中加入 1.06 g 无水 Na2CO3，搅拌后静置，冷却到原温度， 结果溶液全部变为晶体(Na2CO3·10H2O)。求： (1)S(Na2CO3)与 a 的关系式，S=_____________(S 代表溶解度)。 (2)a 的取值范围。 ●案例探究 [例题]已知某温度下，无水 Na2CO3 的溶解度是 10.0 g/(100 g 水)。在该温度下，向足量 的饱和 Na2CO3(aq)中加入 1.06 g 无水 Na2CO3，搅拌后静置。试求最终所得晶体的质量。 命题意图：考查学生对析出结晶水合物的计算能力。 知识依托：溶解度的概念和计算。 错解分析：常见错解有三：一是忽略析出的碳酸钠晶体中含有结晶水，二是不知道析出 的碳酸钠晶体中含多少结晶水， 三是认为析出的碳酸钠晶体中只含有 1.06 g 碳酸钠和相应的 结晶水。 解题思路：解答本题有两种方法，一是过程思维法，二是终态思维法。 方 法 1( 过 程 思 维 法 ) ：先 求 加 入 的 1.06 g 无水 Na2CO3 形 成 并 析 出晶 体 的 质 量 m1(Na2CO3·10H2O)及溶液中由此减少的水的质量 m1(H2O) Na2CO3 ～ Na2CO3·10H2O ～ 10H2O 106 g 1.06 g 286 g m1(Na2CO3·10H2O) 180 g m1(H2O) m1(H2O)=1.80 g
100 m 2480 m 24800m ,或 ,或 15800 90 S 15800 90 S 1580 9 S 248 248
158 x 90 g，m(水)= g， 248 248
158 x gmg Sg 248 则 90 x 100 g g 248
x
100 m 2480 m 24800m ,或 ,或 15800 90 S 15800 90 S 1580 9 S 248 248
答案：(1)一定温度 下，Na2S2O3 在水中的溶解度 S(g) ．．．． (2)
2.16 g 1.06 g S ( Na 2 CO 3 ) 3.67 100
S(Na2CO3)=30.0 g 答案：30.0 g 4.提示：(1)所补充的条件是：一定温度 下，Na2S2O3 在水中的溶解度 S(g)。(若未指明温 ．．．． 度，该小题不能得分) (2)所得 x(g) Na2S2O3·5H2O 中：m(Na2S2O3)=
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(Na2CO3·10H2O)的和中可以忽略为止。
m3(Na2CO3)＝
10.0 g 0.306 g ＝0.0306 g 100 g
Na2CO3 ～ Na2CO3·10H2O ～ 10H2O 106 g 0.0306 g 286 g m3(Na2CO3·10H2O) 180 g m3(H2O) m3(H2O)=0.0520 g
m(Na2CO3)= 成饱和溶液，所以：
106 x 1.06 g 10.0 g 286 180 x 100 g 286
答案：3.45 g
x＝3.45 g。
评注：二法相比，方法一不及方法二简捷、准确。方法一之答案较方法二之答案出现一 定的误差，是有效运算和四舍五入的结果。若进行纯数字运算，则两种方法的计算结果应该 是完全相同的。 ●锦囊妙计 求析出结晶水合物的质量，常有两种思维：(1)过程思维：按晶体析出分过程计算的一 种方法，思维朴素易接受，但计算量大；(2)终态思维：摒弃晶体析出过程，直接由最终结 果计算的方法，优点是计算量相对较小。 ●歼灭难点训练 1.(★★★)在一定温度下， 向足量的饱和 Na2CO3(aq)中加入 1.06 g 无水 Na2CO3， 搅拌后 静置，最终所得晶体的质量是( A.等于 1.06 g C.等于 2.86 g ) B.大于 1.06 g 而小于 2.86 g D.大于 2.86 g
m3(Na2CO3·10H2O)=0.0826 g m4(Na2CO3)=
10.0 g 0.0520 g =0.00520 g 100 g 0.00520 g 286 g =0.0140 g 106 g
m4(Na2CO3·10H2O)=
„„(生成固体质量以 0.170 倍递减) 最后得出所得晶体质量 m(Na2CO3·10H2O) m(Na2CO3·10H2O)=
(2)由于 S＞0，所以：2650a－4770＞0，a＞1.8。 答案：(1)S=
2650a 4770 g 45a 47.7
(2)a＞1.8
歼灭难点训练
1. D 2.解析：设析出 Na2CO3·10H2O 质量为 x，则：其中含 Na2CO3 质量为 106 x／286，含 水质量为 180 x／286； (106x／286－1.06 g)∶50.0 g=(180x／286)∶100g x=18.9 g 答案：18.9 g 3.解析：5.83 g Na2CO3·10H2O 中含 Na2CO3 质量 5.83 g×106／286=2.16 g，含水质量 5.83 g×180／286=3.67 g。 则：
Na2CO3 ～ Na2CO3·10H2O ～ 10H2O 106 g 0.180 g 286 g m2(Na2CO3·10H2O) 180 g m2(H2O) m2(H2O)=0.306 g
m2(Na2CO3·10H2O)=0.486 g
依次类推，求 m3(Na2CO3) 及 m3(Na2CO3 · 10H2O) 和 m3(H2O) ，直至所得晶体质量 mi(Na2CO3·10H2O)在
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2.(★★★)将例题中的“10.0 g”改为“50.0 g” ，其他不变，试求之。 3.(★★★★)t℃时， 向足量饱和 加入 1.06 g 无水 Na2CO3， 搅拌后静置， ．．Na2CO3(aq)中， 并冷却至 t℃，最终所得晶体质量为 5.83 g，求该温度下 Na2CO3 的溶解度。 4.( ★★★★★ ) 硫代硫酸钠晶体 (Na2S2O3 · 5H2O) 俗名海波、大苏打。现向定量饱和 Na2S2O3(aq)中加入 m g 无水 Na2S2O3 固体，搅拌后静置，得到一定质量的 Na2S2O3·5H2O 晶体，欲求所得晶体质量 x(g)，还必须补充一个条件 。则： ．．．． (1)所补充的条件是 的含义)； (2)写出求所得晶体质量的计算式，x＝______。 (用字母表示， 但要说明它