结晶水合物如何得到无水化合物(巧用等质法解有关结晶水合物的计算)(1)

溶液中有关析出结晶水合物的计算题,因其中的关系比较复杂,同学们常常搞不清这些错综复杂的关系,感觉困难很大,且常常出错,但若用等质法来解答这类题,就非常简单和方便。为了帮助同学们了解这一方法,今举例简介于后。

例1 欲配制50℃的25%的硫酸铜溶液1000克,问需胆矾多少克?若将此溶液蒸发掉100克水,温度降到10℃,问可析出多少克硫酸铜晶体?(10℃时溶解度为17.4克)

分析:此题可根据溶质在溶液酸制中,晶体析出前后无水硫酸铜质量不变列式求解。

解:(1)配制1000克25%的硫酸铜溶液需x克胆矾,

则胆矾中无水硫酸铜质量为:160x÷250克,

溶液中无水硫酸铜质量为:1000×25%。

由无水硫酸铜质量相等得:160x÷250=1000×25%。

解得:x =390.6(克)

(2)设降温到10℃时析出硫酸铜晶体y克,则其中含无水硫酸铜160y÷250为克,

剩余溶液中含无水硫酸铜为:

(1000-100-y)×17.4÷117.4克,

按无水硫酸铜质量相等得:

1000×25%=160y÷250y (1000-100-y)×17.4÷117.4

解得:y=237.1(克)

答:(略)

例2 向30℃的饱和硫酸铜溶液中加入10克无水硫酸铜,问可析出多少克硫酸铜晶体?(30℃时,硫酸铜溶解度为25克)

分析:向饱和硫酸铜溶液中加入无水CuSO4,由于形成结晶硫酸铜而使原溶液水量减少,又会从溶液中带出CuSO4,如此反复循环,最终达到平衡。若原溶液质量为m克,则其中含

无水CuSO4质量为 25m÷125克;

析出晶体x克中所含无水物质量为160x÷250克,

残留母液中含无水物质为(m 10-x)×25÷125克,

按照

m无水物 m原溶液中的无水物=m析出晶体中无水物 m母液中无水物

即可求解。

解:设原饱和溶液质量为m克,析出晶体质量为x克,则:

10 25m÷125=160x÷250 (m 10-x)×25÷125

解得:x =18.2(克)

答:(略)

例3 15℃时,某二价金属硫酸盐饱和溶液的百分比浓度为25%,今取足量此溶液,加入1克上述硫酸盐的无水物,析出3.15克含7个结晶水分子的水合物,试确定此无水盐的化学式。

分析:本题实际上是求无水盐中金属的原子量,用等质法,可根据:

1克无水盐 原溶液中的溶质=晶体中的溶质 母液中的溶质求解。

解:设原溶液为100克,二价金属的原子量为x,则:

1 100×25%=3.15×(96 x)÷(222 x) (100 1-3.15)×25%

解得:x =24(Mg)

∴该金属无水硫酸盐的化学式为MgSO4。

由上述几例讨论可见,等质法解答有关结晶水合物的计算,的确是很简便的。解题时只要紧紧抓住无水物质量在变化前后相等的关系,就能迅速地求得问题的解答。此法原理简单,思路明确,便于列方程,对于其它有关溶液的计算,都可归结为溶质变化的问题,都可用此方法。

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