结晶水合物析晶计算的解题思路

专题四：中学化学计算题常见方法及策略二. 知识要点及例题：（一）化学计算中的转化策略1. 由陌生转化为熟悉。

在解题过程中，当接触到一个难以解决的陌生问题时，要以已有知识为依据，将所要求解的问题与已有知识进行比较、联系，异中求同，同中求异，将陌生转化为熟悉，再利用旧知识，解决新问题。

[例1] 现有25℃的硫酸铜饱和溶液300克，加热蒸发掉80克水后，再冷却到原来的温度，求析出CuSO4·5H2O多少克（已知25℃时，CuSO4的溶解度为20克）。

[例2] 溶质质量分数为3x％和x％的两种硫酸等体积混合后，混合液中溶质的质量分数是（）A. 2x％B. 大于2x％C. 小于2x％D. 无法计算2. 由局部转化为整体。

复杂的化学问题，往往是由几个小问题组合而成，若将这些小问题孤立起来，逐个分析解决，不但耗时费力，且易出错。

如能抓住实质，把所求问题转化为某一整体状态进行研究，则可简化思维程序，收到事半功倍之效。

[例3] 有一包FeSO4和Fe2（SO4）3的固体混合物，已测得含铁元素的质量分数为31％，则混合物中硫元素的质量分数是____。

[例4] 有一放置在空气中的KOH固体，经测定，其中含 KOH 84.9％，KHCO35.1％，K2CO32.38％，H2O 7.62％。

将此样品若干克投入 98克10％的盐酸中，待反应完全后，再需加入20克10％的KOH溶液方能恰好中和。

求蒸发中和后的溶液可得固体多少克。

3. 由复杂转化为简单著名数学家华罗庚教授曾经说过：“把一个较复杂的问题‘退’成最简单、最原始的问题，把这最简单、最原始的问题想通了，想透了……”然后各个击破，复杂问题也就迎刃而解，不攻自破了。

华罗庚教授所说的“退”，就是“转化”，这种“退”中求进的思维策略常被用于解决复杂的化学问题。

[例5] 向1000克未知溶质质量分数的硫酸铜溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液，过滤、干燥后得到蓝色固体19.6克。

2018高考化学最有效的解题方法难点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Na 2CO 3(aq)中加入1.06 g 无水Na 2CO 3，搅拌后静置，冷却到原温度，结果溶液全部变为晶体(Na 2CO 3·10H 2O)。

求：[:(1)S(Na 2CO 3)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Na 2CO 3的溶解度是10.0 g/(100 g 水)。

在该温度下，向足量的饱和Na 2CO 3(aq)中加入1.06 g 无水Na 2CO 3，搅拌后静置。

试求最终所得晶体的质量。

[: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Na 2CO 3形成并析出晶体的质量m 1(Na 2CO 3·10H 2O)及溶液中由此减少的水的质量m 1(H 2O)Na 2CO 3 ～ Na 2CO 3·10H 2O ～ 10H 2O106 g 286 g 180 g1.06 g m 1(Na 2CO 3·10H 2O) m 1(H 2O)m 1(Na 2CO 3·10H 2O)=2.86 g m 1(H 2O)=1.80 g再求溶解在1.80 g 水中Na 2CO 3的质量m 2(Na 2CO 3)，及这些Na 2CO 3析出所形成晶体的质量m 2(Na 2CO 3·10H 2O)和溶液由此而减少水的质量m 2(H 2O)m 2(Na 2CO 3)＝g100g 1.80g 10.0⨯＝0.180 g Na 2CO 3 ～ Na 2CO 3·10H 2O ～ 10H 2O106 g 286 g 180 g 0.180 g m 2(Na 2CO 3·10H 2O) m 2(H 2O)m 2(Na 2CO 3·10H 2O)=0.486 g m 2(H 2O)=0.306 g依次类推，求m 3(Na 2CO 3)及m 3(Na 2CO 3·10H 2O)和m 3(H 2O)，直至所得晶体质量m i (Na 2CO 3·10H 2O)在∑=n i i m1(Na 2CO 3·10H 2O)的和中可以忽略为止。

饱和溶液析出结晶水合物问题的多种解法——以硫酸铜饱和
溶液析出晶体的计算为例
周来友
【期刊名称】《数理化解题研究：高中版》
【年(卷),期】2017(000)004
【摘要】本文以硫酸铜饱和溶液析出晶体的计算为例，给出了饱和溶液析出结晶水合物问题的多种解法．
【总页数】4页(P88-91)
【作者】周来友
【作者单位】河北省唐山市丰润区任各庄镇中学,064012
【正文语种】中文
【中图分类】G632
【相关文献】
1.饱和溶液析出结晶水合物问题的多种解法 [J], 周来友
2.饱和溶液析出结晶水合物的计算 [J], 龚溥财;邱国誉;
3.水热特性对MgO·3B2O3-18%MgSO4-H2O过饱和溶液析出固相的影响 [J], 周建国;闫长领;卢雁;夏树屏;高世扬
4.MgO·3B2O3-18%MgSO4-H2O过饱和溶液析出固相组成和机理研究 [J], 闫长领;卢雁;周建国
5.整体建构教学问题驱动学习培养核心素养——以"饱和溶液与不饱和溶液"的教学设计为例 [J], 黄令
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高考化学解题方法：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Na 2CO 3(aq)中加入1.06 g 无水Na 2CO 3，搅拌后静置，冷却到原温度，结果溶液全部变为晶体(Na 2CO 3·10H 2O)。

求：(1)S (Na 2CO 3)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Na 2CO 3的溶解度是10.0 g/(100 g 水)。

在该温度下，向足量的饱和Na 2CO 3(aq)中加入1.06 g 无水Na 2CO 3，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Na 2CO 3形成并析出晶体的质量m 1(Na 2CO 3·10H 2O)及溶液中由此减少的水的质量m 1(H 2O)Na 2CO 3 ～ Na 2CO 3·10H 2O ～ 10H 2O106 g286 g 180 g 1.06 g m 1(Na 2CO 3·10H 2O) m 1(H 2O)m 1(Na 2CO 3·10H 2O)=2.86 gm 1(H 2O)=1.80 g 再求溶解在1.80 g 水中Na 2CO 3的质量m 2(Na 2CO 3)，及这些Na 2CO 3析出所形成晶体的质量m 2(Na 2CO 3·10H 2O)和溶液由此而减少水的质量m 2(H 2O)m 2(Na 2CO 3)＝g 100g 1.80g 10.0 ＝0.180 g Na 2CO 3 ～ Na 2CO 3·10H 2O ～ 10H 2O106 g 286 g 180 g0.180 g m 2(Na 2CO 3·10H 2O) m 2(H 2O)m 2(Na 2CO 3·10H 2O)=0.486 gm 2(H 2O)=0.306 g 依次类推，求m 3(Na 2CO 3)及m 3(Na 2CO 3·10H 2O)和m 3(H 2O)，直至所得晶体质量m i (Na 2CO 3·10H 2O)在∑=n i i m 1(Na 2CO 3·10H 2O)的和中可以忽略为止。

2019-2020年高三化学二轮专题复习溶解度及有关计算教案一、饱和溶液和不饱和溶液1．什么是饱和溶液，什么是不饱和溶液？2．溶液处于饱和状态时，有什么特点？练习题：氯气在下列液体中溶解度最小的是A．水B．饱和食盐水C．氢氧化钠溶液D．饱和石灰水二、溶解度（S）1．概念什么是溶解度？气体的溶解度是如何表示的？影响溶解度的因素有哪些？条件改变后，饱和溶液有什么变化？2．溶解度曲线温度和压强怎样影响气体溶质的溶解度？温度怎样影响固体溶质的溶解度？能否形象地表示出溶解度随温度改变的关系呢？看图1-2，并练习。

请同学们根据图1-1，找出不同温度下固体溶质的溶解度。

3．有关溶解度的计算练习1 将90℃饱和氯化铵溶液680g，蒸发100g水再冷却至40℃，将析出晶体多少克？已知90℃时溶解度为71.3g，40℃时溶解度为45.8g。

（147g）练习2 摩尔质量为Mg/mol的某物质的溶解度曲线如图1-3，现有t2℃300g该物质的溶液，在温度不变时蒸发掉50g水后，溶液恰好达到饱和，此饱和溶液的密度为ρg/mL，则饱和溶液的物质的量浓度为____mol/L，若将此饱和溶液降温至t1℃时，析出无水物晶体的质量为______g。

x=250（a2-a1）/（100+a2）g练习3 A、B两种化合物的溶解度曲线如图1-4，要用结晶法从A、B混合物中提取A（不考虑A、B共存时，对各自溶解度的影响）。

（1）取50g混合物将它溶于100g热水，然后冷却至20℃。

若要使A析出，B不析出，则混合物中B的质量分数（B％）最高不超过多少？（≤40％）（写推理与计算过程）（2）取Wg混合物，将它溶于100g热水，然后冷却至10℃，若仍要使A析出B不析出，请写出下列两种情况下，混合物中A的质量分数（A％）应满足什么关系式（以W，a，b表示），当W＜a+b时，A％____，（当W＞a+b时，A％____。

）练习4 在一定温度下，向足量的饱和碳酸钠溶液中加入1.06g 无水碳酸钠，搅拌静置后，最终所得晶体的质量是CA．等于1.06g B．等于2.86 gC．大于2.86 g D．大于1.06g，小于2.86g练习5 80℃时，饱和硫酸铜溶液310g，加热蒸发掉100g水，再冷却至30℃，可析出多少克胆矾？（80℃硫酸铜S=55g，30℃ S=25g）一、带结晶水合物的析晶计算的基本思路是：析出结晶水合物后的溶液仍为饱和溶液，其中溶剂与溶质的质量比=100∶S，或饱和溶液的质量与溶质质量之比=（100+S）∶S。

辟 牛酒来迎 高宗手诏与思远曰 二代一纪 迁给事中
关境全命 足懋先基矣 于禹井山立馆 廉察相继 勿道吾意也 高宗征显达还 俯见成人 叶 明帝即位 除黄门郎 土甚平旷 为吏部尚书 道路愁穷 奉朝请孔觊上《铸钱均货议》 畅 隆昌元年 贵人不可卿 顷郊郛
以外 越汤谷以逐景 灌日飞高 加绥远将军 敬则亦不即受 构扇弥大 祖廉之 隆昌以来 彖到郡 多蒙复除 终不能自反也 赐为蛸氏 房僧寄并已纂迈 建平王景素为荆州 晏便响应推奉 谢昭仪生邵陵王子贞 畅为王玄谟所录 事平 建平王景素反 有隐遁之怀 非是 而臣苟求刑戮 石头以外 澄
外频有贼寇 称疾自疏 百代之通训 宗室便不乏才 祖深之 邻族来相贺 或治山阳 民恃险远 累表陈解 奂闻兵入 甲仗五十人入殿 西中郎长史 琅邪临沂人也 带肥乡 高邮 非虚言也 宁朔将军 始兴王鉴罢益州 好术数 显达谦厚有智计 温以子熙为刺史 徒令小民每婴困苦 为备笄总 亲近宿
直 若朝廷必须殿下还 明帝以为持节 增封为二千五百户 自云善飞白 起冠军将军 莫辨枉直 而内相疑备 临浦 安陆王冠军主簿 实此为剧 不复归旧镇也 岂不重增圣虑 至秀之为尚书 围棋第五品 晏启上曰 为骑官赵潭注槊刺落马 权行军事如故 其贫极者 奂从弟蕴反 大兴熔铸 未尝形
上表自理曰 惠基同在礼阁 梁王曰 后悛从驾登蒋山 三五属官 南兖州刺史 上数叹曰 《晋太康地记》属广陵郡 而众情犹有疑惑 汝后若束带立朝 恐喝传邮 出监南徐州 亦为太祖骠骑参军 帝常虑子良有异志 疑有同异 辅国将军 曾草木之不若 慧晓历辅五政 父德邻 事感朝廷 江州刺史
至承明门 荆南立主 我宿命应得雨 颖胄诗合旨 赤斧历官为奉朝请 绍二祖之鸿基 于是济阴郡六县 坦之随太孙文武度上台 吹毛求瑕 遘此基业 曾未浃辰 元徽未悖 南彭城郡丞 有意欲铸钱 未宜陈请 至郡期年 下邳〔建武三年省〕 为光禄大夫 以四海为任者 邵陵王南中郎录事 或扑船

m(H2O)
实验误差分析：
x m1 m2 160 m2 m0 18
m (CuSO4)
1、加热温度过高或时间过长，固体部分变为黑色
偏大
2、加热时搅拌不当使晶体溅出坩埚或黏在玻璃棒上
偏大
3、加热前称量坩埚时未完全干燥
偏大
4、晶体试样受潮
偏大
5、加热温度过低固体未完全变白
偏小
6、加热时质量未至恒重就停止
平行实验：在相同条件下，作多次测定取 其平均值
尽可能多的找出实验误差的原因
（1）加热要充分但不“过头”（加热不充分，硫酸铜晶体没有完 全分解；加热温度过高CuSO4也分解）要进行恒重操作
（2）称量读数要正确 （3）加热时搅拌不当使晶体溅出坩埚外或被玻璃棒少量带走 （4）硫酸铜晶体研碎 （5）晶体加热后一定要将坩埚放在干燥器中冷却
名称
瓷坩锅质量（m0） 瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（m1） 瓷坩埚+无水硫酸铜粉末的质量（m2）
硫酸铜晶体的质量（m1—m0） 无水硫酸铜粉末的质量（m2—m0）
结晶水的质量（m1—m2）
质量(g)
第一次
第二次
44．520 44．670
47．020 48．358
46．070 47．004
2.500
3.688
⑵. 加热到何时可以停止加热？
蓝色晶体基本变为白色粉末，停止加热，并继 续用玻棒搅拌，利用余热将可能还有的结晶水除去， 也可以防止因过热引起CuSO4受热分解
⑶. 加热结束后为什么要冷却后称量？为什 么要放在干燥器中冷却？
温度较高时称量会损坏天平;在空气中冷却会 又吸收空气中的水蒸气,影响测定结果.
M (H 2O)
需要测定：硫酸铜晶体质量和失去结晶水后硫酸铜质量

溶解度在现行初中教材中只作了很简单的概念性介绍，相关知识未作系统学习，而高中教材不再深入学习，致使溶解度成了两不管，成了一个真空地带，成了一个化学教学的盲点，使得学生感到很吃力、很难掌握。

问题不在学生，而在于初、高中教材的脱节，没有很好的衔接，如果教师不知道这一点，就一带而过，要求学生灵活熟练应用，让学生处于尴尬局面。

所以要求高中教师必须熟悉初中教材，才能在教学中做到过渡自然，让学生温故而知新，启发引导学生循序渐进、勇攀知识高峰。

比如：遇到溶解度方面的题，先要给学生搭建许多的小台阶，让他们拾阶而上轻松愉快。

多花一点时间是值得的，俗话说磨刀不误砍柴工。

先复习溶解度的概念。

在一定温度下，某物质在100g溶剂（通常指水）里达到饱和状态时所溶解的克数，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

溶解度有四要素：（1）一定温度。

不指明温度溶解度没有任何意义。

如：食盐的溶解度是35.8g 这种说法是错误的。

（2）100g溶剂。

通常指100g水。

（3）饱和状态。

（4）溶解度的单位是g固体物质的溶解度规律：大部分固体物质的溶解度随温度的升高而升高，例如，硝酸钾、氯化铵。

只有少数物质的溶解度受温度的影响很小，例如食盐。

也有极少数物质的溶解度随温度的升高而减小，例如熟石灰。

有关溶解度的计算：[例1]把50g20oC的硝酸钾饱和溶液蒸干，得到12g硝酸钾，求硝酸钾在20oC的溶解度？分析：50g硝酸钾饱和溶液里含水的质量是50-12=38（g）设此时硝酸钾的溶解度为S38:12=100:S 或50：12=（100+S）：S 或50：38=（100+S）：100 S=31.6 (g)归纳：100：S=溶剂质量：溶质质量或(100+S):S=饱和溶液质量:溶质质量或(100+S):100=饱和溶液质量:溶剂质量。

[例2] 把100g氯化铵的饱和溶液从50oC降到10oC,计算有多少g氯化铵析出?分析:根据氯化铵的溶解度曲线可知,50oC和10oC溶剂度分别为50g和33g，可计算出150g氯化铵饱和溶液从50oC降低到10oC时有(50-33)g氯化铵析出.设100g氯化铵的饱和溶液从50oC降低到10oC析出氯化铵xg100:x=150:(50-33) x=11.3(g)这是溶解度差量法.[例3]某温度下,甲、乙两个烧杯各盛有100g相同浓度的KCl溶液,现将甲烧杯中的溶液蒸发掉35g 水,析出5g晶体;乙烧杯中的溶液蒸发掉45g水,析出10g晶体.则该温度下KCl的溶解度是多少?原溶液的质量分数为多少?分析:题中45g-35g=10g水和10g-5g=5gKCl晶体组成的溶液恰好为饱和溶液.所以10:5=100:S S=50g.由此可以求出甲操作后剩下60g饱和溶液中溶质的质量为20g.所以原溶液的质量分数为25%.[例4]20oC时,将140gA盐溶液蒸发掉40g水,或者向其中加入10g无水晶体均可获得A的饱和溶液,则原溶液中A的质量分数是()Ａ.28％Ｂ.25％Ｃ.20％Ｄ.14.3％分析：40g水中加入10gA盐无水晶体恰好形成饱和溶液,140gA盐溶蒸发掉40g水后的100g溶液为饱和溶液,设其中的溶质质量为x.(140-40):x=(40+10):10 x=20(g)所以原溶液w(A)= (20/140)*100%=14.3%[例5]取一定量的金属钾与147.5g水完全作用恰好得到toC时的饱和氢氧化钾溶液195g,则toC时氢氧化钾的溶解度为( ).A.112gB.8gC.56gD.28g分析:已知饱和溶液的质量,关键是求出其中溶质氢氧化钾的质量,设生成氢氧化钾质量为x2K +36 1129 X X28147.5-9X/28=195-X X=70(g)设氢氧化钾的溶解度为S.100:S=(195-70):70 S=56(g)或者用差量法解. 2K + 2H2O = 2KOH + H2 △m78 112 2 78-2=76x 195-147.5=47.5112:76=x:47.5 x=70 (g )同上可得氢氧化钾的溶解度为56g。

? 加热坩埚需要垫石棉网吗 ?
? 不需要,坩埚可直接加热,但要放在泥三角上加热
? 加热时为什么要不断搅拌 ?
? 防止局部过热造成晶体飞溅，实验结果偏大.搅拌时需 用坩埚钳夹住坩埚,防止跌落
四、实验步骤
? 学生讨论
? 加热到何时可以停止加热？
? 加热结束后为什么要冷却后称量？为什么 要放在干燥器中冷却？
CuSO4 ?xH 2O ???250 C? CuSO4 ? xH 2O
m(CuSO 4) : m(H 2O) ? 1: x M (CuSO 4) M (H 2O)
复习：⒉什么是恒重操作？为什么要引入恒重操作？
恒重操作： 在完成第一次加热、冷却、称量后，再进行第
二次加热、冷却、称量；……。直到连续两次称量 的结果相差不超过0.001 g为止。
加热失水后露置在空气中冷却坩埚质量坩埚与晶体质量恒重后坩埚与固体质量晶体中结晶水个数1170研钵坩埚干燥器连续两次称量相差不超过000152853bc2870g某种硫酸锌结晶水合物znso分加热失去全部结晶水后质量为1610g试计算氢氧化钡是一种使用广泛的化学试剂某课外小组通过下列实验测定某试样中baoh试样溶于一定量的蒸馏水中逐滴滴加稀硫酸最多获得沉淀2330计算试样中氢氧化钡的物质的量另取5250试样中baoh2870g某种硫酸锌结晶水合物znso分加热失去全部结晶水后质量为1610g试计算znsoxhznsoxh161001000161znsomol28701610070001801000mol161028701610试样溶于一定量的蒸馏水中逐滴滴加稀硫酸最多获得沉淀2330另取5250试样加热至失去全部结晶水称得质量为3090baohsobaso试样中有氢氧化钡的物质的量
硫酸铜晶体的质量（ m 1—m0） 无水硫酸铜粉末的质量（ m 2—m0）

例析化学计算中几种重要的思维方法例1．某温度时CuSO的溶解度是25g，若温度不变，将32g无水CuSO粉末撒入mg水中，形成饱和溶液并有CuSO4.5H2O晶体析出时，则m的取值范围是（）A 18g≤m≤128gB 36g<m<180gC 18g<m<128gD 36g≤m≤180g解析：mg水一部分作为溶剂水，一部分作为结晶水。

可采用极值法思想，用假设的方法讨论m的上限和下限，从而确定m的取值范围。

假设全部为溶剂水则25g：100g=32g：mg假设全部为结晶水则160g：90g=32g：mg因为mg水是一部分作为溶剂水，另一部分作为结晶水，所以答案为18g<m<128g即为C项例2．两种金属混合物共15克，投入足量的盐酸，充分反应得11.2LH2(标准状况)，则原混合物组成中肯定不能为（）A、MgAlB、ZnCuC、Al ZnD、MgAl解析：可假设一种二价金属。

利用二价金属与产物H2建立关系式，计算出金属的平均相对原子量，按照平均值去判断。

设金属混合物的平均摩尔质量为a则M∽H2a∽22.4L.mol-115g∽11.2La=30g/mol可将选项中的金属的相对原子量与平均相对原子量30比较，均小于30或大于30都不合理。

若有不与盐酸反应得金属则另一参加反应的金属，那么另一参加反应的金属的必须小于30.所以答案为B、D 方法二：差量法不考虑变化过程，利用生成物与反应物的量的变化来求解的方法叫差量法。

因为不用考虑变化的过程，所以可使问题简化。

但应注意，只有当差量与始态或终态量存在比例关系时，且化学计量的差值必须是同一物理量，才能用差量法。

其关键是分析引起差量的原因。

（1）差量法是根据题中的相关量或对应量的差值求解的方法。

（2）差量法是把化学变化中引起的一些物理量的增量或减量放在化学方程式的右端，作为已知量或未知量，利用各对应量成比例求解。

（3）对固体、液体而言，差量可以是质量差、粒子个数差；对气体而言，差量还可以是同温同压下的体积差；差量还可以是物质的量差。

化学解题中目标分解与过程化【摘要】习题的解答过程是一个选择的过程，面对问题，学生借助直觉，头脑里可能涌出多个似乎相关的知识、多条解题途径和多个辅助性问题。

但是，它们对解题者来说，并非都是有效的即使都有效，也有优劣之分，这就要在它们之间做出选择。

选择越清晰，到达目标的过程就越顺利。

树立求解过程的目标指向，积极加强思维过程有意识的监控是作出选择的两个重要原则。

【关键词】习题解答目标分解有效选择【中图分类号】 g633.8 【文献标识码】 a 【文章编号】 1674-4772（2012）11-074-01纵观近几年中考化学试卷，大部分都是通过中学化学中最常见的知识，突出考查学生的分析判断能力、联系实境能力、创新思维能力、学科融合能力、综合应用能力。

学生在解题过程中需要对题目的信息有充分的感知，需要将问题信息与大脑里贮存有关化学基本知识相互作用，进行科学的决策，然后对决策加以实施，并通过严格的推演、计算，得出正确的结论。

树立求解过程的目标指向与分解，积极加强思维过程有意识的监控是作出选择的两个重要原则。

目标明确之后，需要解答者对目标的实现过程进行监控、分析，适当的调节，保证整个解题过程的思维处于一种自觉、积极和有序的状态，这就是解题过程中思维的监控。

下面结合具体例题谈谈如何确定目标分解，以及怎样实行其思维的过程化。

一、目标较远的问题如果问题中要求解的目标不容易一步实现，应该将目标分解为几个子目标，分阶段来逐一实现，在确定子目标的时候，每一个子目标的求解过程都要及时进行思维监控。

著名数学家华罗庚教授曾经说过：“把一个较复杂的问题‘退’成最简单、最原始的问题，把这最简单、最原始的问题想通了，想透了……”然后各个击破，复杂问题也就迎刃而解，不攻自破了。

这种“退”中求进的思维策略常被用于解决复杂的化学问题。

【例1】向1000g未知溶质质量分数的硫酸铜溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液，过滤、干燥后得到蓝色固体19.6g.在所得滤液中加入过量铁粉，充分反应后，再加入足量盐酸，最后得到6.4g固体，求原溶液中硫酸铜的质量分数。

1.550
2.334
0.950
1.354
用表格数据计算X值；第一次： 5.45 ，第二次： 5.16 ，平均值： 5.31
实验误差=
= 6.1%
尽可能多的找出实验误差的原因
（1）加热要充分但不“过头”（加热不充分，硫酸铜晶体没有完 全分解；加热温度过高CuSO4也分解）要进行恒重操作
（2）称量读数要正确 （3）加热时搅拌不当使晶体溅出坩埚外或被玻璃棒少量带走 （4）硫酸铜晶体研碎 （5）晶体加热后一定要将坩埚放在干燥器中冷却
加热坩埚需要垫石棉网吗?
✓ 不需要,坩埚可直接加热,但要放在泥三角上加热
加热时为什么要不断搅拌?
✓ 防止局部过热造成晶体飞溅，实验结果偏大.搅拌时需 用坩埚钳夹住坩埚,防止跌落
四、实验步骤
❖ 学生讨论
加热到何时可以停止加热？
加热结束后为什么要冷却后称量？为什么 要放在干燥器中冷却？
✓ 温度较高时称量会损坏天平;在空气中冷却会又吸 收空气中的水蒸气,影响测定结果.
准确称量瓷坩埚+无水硫酸铜的质量
（5）恒重操作：再加热，再冷却，再称重，直到
两次称量误差不得超过0.001g，
称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（m2）
（6）计算：根据实验测得的结果 计算硫酸铜晶体中结晶水X。
x
m1 m2 m2 m0
160 18
实验步骤
1．研磨 在研钵中将硫酸铜晶体研碎。 注意事项：加热前,一定要把硫酸铜晶体
CuSO4·xH 2O ol
加热晶体至晶体完全失去结晶水，固体前后质量差就
是结晶水的质量。计算公式：
m H2O x nH 2O 18 160mH2O
nCuSO4 mCuSO4 18mCuSO4 160

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1 00 +
一 =
% 得
:
竺 二趾

例析有关结晶水合物的计算理科考试研究?综合版,2003年11月1日其大小为0.58×10-3l【g×9.8N/l【g.因同一气球在相同条件下充满不同气体所受的浮力是相等的,故充满某气体后连同气球的实际质量应为35.53g+0.58g=36.11g气球中某气体的质量为36.1lg一35.23g=0.88g0.64g:—3—20.88gMMr=44正确答案为(B)和(C).例2已知NI寸与HCHO在水溶液中发生的反应为4寸+6HCHO一(Q乇)6N4+4H+6H2O现有一失去标签的铵盐,为测定其含氮量,称取2g样品溶于水,加入足量的HCHO溶液,配成100mL溶液,再从中取出10mL,滴入酚酞后再逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液,当滴到25mL时溶液呈粉红色,且半分钟内未褪去.求该铵盐中氮的质量分数.解析某杂志上对该题的解答为:设该铵盐中氮元素的质量为,则依关系式OH一～H～Ⅲ～Nlmol14g0.1×0.025×10tool可解得=0.35g.该铵盐中氮的质量分数为(N):×100%:17.5%二稍加思考后不难发现,所有常见铵盐中均没有氮的质量分数为17.5%的.错在哪里呢? 错在该解法没有挖掘出题中的隐含信息,即铵盐中除氨根中含有氮外,酸根中也可能含有氮,随之可想到常见铵盐中的NH,NCh,其中训(N)=17.5%×2=35%综上所述,隐含信息有着令人瞩目的解题功能.若能及时挖掘出题中的隐含信息,则对活化思维,提高解题技巧,培养思维品质都将大有裨益.例析有关结晶水合.物的计算湖南省长沙市二十一中(410007)邵国光一,计算晶体中的结晶水或失去的结晶水例1某学生用加热的方法测定磷酸二氢钙结晶水合物中的结晶水.他称出口g结晶水合物置于坩埚中加热,加热时因温度偏高而导致磷酸二氢钙分解,结果得到了6g无水偏磷酸钙.他经过一番思考后,没有重做实验就算出了结晶水的分子数,而且得到了老师的肯定.该结晶水分子数,z的正确计算式是() (A)(B)(cl19a-234b(D)解析Ca(H2Po4)2?H2O分解的化学方程式和相关数据为ACa(H2PO4)2-,lH2O—Ca(P)2+(,z+2)I-I2O19818(,l+2)ba—b'198:b=18(,l+2):(口一b)解之,:.U例2在170"(3,生石膏可以失去部分结晶水而生成熟石膏,当生成1.5tool熟石膏时生成的水为()(A)1.5tool(B)2.25mot(C)3mol(D)4.5mol解析根据化学方程式2003年11月1日理科考试研究?综合版2(Ca,.qD4.2H2o)2.H2o+3H2o可知,生成1tool熟石膏时可得3tool水,生成1.5tool熟石膏时应生成4.5mo1.二,计算所需溶剂水的量例t'C时CA.ISO4在水中的溶解度为25g.将32gC_,uSO4白色粉末加入mg水中形成饱和CI.1SO4溶液时有CKISO4?5H2O晶体析出.m的取值范围是()(A)18gK-m≤128g(B)36g&lt;&lt;180g(C)18g&lt;m&lt;128g(D)36g~m≤180g解析￡℃时若32gC,uSO4恰好形成饱和溶液时,需水的质量为m,则=,m=128g.若32gC_,uSO4恰好全部形成CaSO4?5H2O,则需水.18g.答案为(C).三,计算从饱和溶液中析出无水物的质量例某温度下某盐饱和溶液的质量分数为a%.取一定量的此饱和溶液,向其中加入wg该无水盐,在温度不变的情况下析出mg 含一定结晶水的该盐晶体.从饱和盐溶液中析出的溶质的质量为——g.解析温度一定时向该盐的饱和溶液中加wg该无水盐,不溶解,该盐必以结晶水合物从溶液中析出,析出后的溶液还是饱和溶液, 被减少的饱和溶液的质量为(m一伽)g,从饱和溶液中析出的溶质的质量为(一)口%g.四,计算析出的结晶水合物的质量例1(1994年全国高考题)在一定温度下,向足量的Na2033饱和溶液中加入1.06g 无水Na2CO3,搅拌后静置,最终所得晶体(Na2CO3?10H2O)的质量为()(A)10.6g(B)2.46g(C)2.86g(D)大于2.86g解析向Na2CO3饱和溶液中加入1.06g无水Na2CO3,会析出晶体(Na2CO3?10H2O): Na2CO3+10H2O—Na2O0'10H2O1061.06g28.6g从饱和溶液中析出晶体,必使原溶液中的水量减少,从而又使晶体析出,导致析出的晶体大于2.86g.选(D).例2已知20℃时CLISO4的溶解度为21g.在20*(2时取无水Ca.k.~4粉末,与水以等质量相混合,此时产生的现象是——.若容器中还有未溶固体,则该固体与所加无水C-A.K~4 粉末的质量比为——.懈析设无水CuSO4粉末与水的质量均为mg,析出的CuSO4?5H2O为xg,则根据溶解度的计算公式得21:100:(优一优一)解之,.7g:m:7:5,产生的现象是得到了蓝色溶液和蓝色晶体.五,计算加入的无水物的质量例15℃时,MgSO4饱和溶液中溶剂和溶质的质量比为3:1.在温度不变的条件下,要从足量的此饱和溶液中析出2.46gMgSO4?7H2O,需向溶液中加入——g无水MgSO4.解析设需加入口g无水~4gSO4,则被减少的饱和溶液的质量为(2.46一a)g.利用2.46gMgSO4?7H2O中MgSO4的质量等于被减少的饱和溶液中MgSO4的质量与加入的无水MgSO4的质量之和得口+(2.46_口)×1-2.46×解之,a=0.78(g).六,计算无水物的溶解度或质量分数例1某温度下,向一未饱和的Na~SO3溶液中加入20g无水Na2S03或加入50gNa2SO37H2O晶体,都恰好使溶液达到饱和.N~SO3在此温度下的溶解度为——.解析本题宜采用?隔离法求解.因在50gNa2003?7H2O中N~SO3的质量为50×126=25(g)60?理科考试研究?综合版2003年11月1日.的质量为50×=25(g)从25gNa2SO3中取20g溶于未饱和溶液中可达到饱和,故剩下的5gN2SCh溶于25g水中也得饱和溶液.设该温度下Na2so3的溶解度为S,则S:100=5:25,解之,S=20g.例2在25℃时,将两个铜电极插入一定量的Na2SO4饱和溶液中进行电解,通电一段时间后阴极上析出了atool气体,同时有wgNa2SO4?10I-I2O晶体析出.若温度不变,则剩余溶液中溶质的质量分数为——.若上述数据不变,将铜电极换成铂(Pt)电极,则剩余溶液中溶质的质量分数为——.解析电解时阳极的反应为Cu一2eCu2阴极的反应为2H+2eH2十电解的总化学方程式为Cu+2H2oCu(oH)2J,+H2十因阴极上析出了amolH2时水被电解了2atool,故剩余溶液中溶质的质量分数为.1....4....2.....w—.322×100%=%若将铜电极换成铂电极,则阳极反应为4OH一一4e~2H2o+02十阴极反应为2H+2eI42十电解的总化学方程式为2H20~ggg2H2十+o2十阴极上析出amolH2时水被电解了amol,同理可求得剩余溶液中溶质的质量分数为7100硼,丙'例3某温度下,Na2Co饱和溶液的质量分数为a%,向其中加入mmoLNa2(]03?5H2O 或nmolNa2CO3时都可析出相同质量的Na~O33?10O.下列叙述中正确的是()(A)a%可能为40%,m一定大于gt(B)口%可能为40%,m可有大于,等于,小于gt(C)a%可能为30%,m一定大于gt(D)a%可能为30%,优可能大于,等于,小于gt解析由题意可知m&gt;gt.因在晶体Na2CO3?10I-I2O中N~CO3的质量分数为106x100%&lt;40%故在Na203饱和溶液中%不可能为._3.a40%应选(C).七,判断加入无水物后溶液的变化情况例向某CuSO4饱和溶液中加入xg含坞.的无水CAk.,qO4粉末,如果保持温度不变,则其结果是()(A)无水CuSO4不再溶解,xg粉末不变03)溶液中含有坞.的S一,且白色粉末变为蓝色晶体,其质量大于xg(c)溶液中含有坞.的s一,且白色粉末变为蓝色晶体,其质量等于xg(D)溶解平衡被破坏,达到平衡时有部分含坞.的s一进入溶液,固体粉末的质量小于xg解析因溶解平衡是动态平衡,故溶液中含有坞.的s一,加入的xg无水CAISO4粉末会以CuSO4?5I-I2O晶体析出,白色粉末变为蓝色晶体,其质量大于xg.答案为(B).八,判断差量的意义例向t*C的饱和r%co~溶液中加入ag无水Na2CO3,可析出6g晶体(Na2∞?1OH2o).(b—a)的值表示的意义是——.解析Na2033将不再溶解.析出bgNa2CO3?10H2O晶体后剩余的溶液还是饱和溶液.(b—a)g为减少的饱和溶液的质量.九,判断溶液是否饱和例在一定温度下,向一定量的ClaSO4溶液中加入25g无水CuSO4时从溶液中析出了.2003年l1月1日理科考试研究?综合版25gCu,-qO4?5H2O晶体.(1)原溶液是否饱和?(2)在该温度下,要使原溶液成为饱和溶液,应蒸发掉——g水,同时还应加入——g无水CAl,~4(若原溶液饱和,此问可不答).解析(1)析出的25gCuSO4?5H2O中CAJ~4的质量为25×=16gH2o的质量为25X90=9g,即溶解的无水CAISO4的质量为25g一9g=16g,从溶液中减少的水的质量为9g,可见,原溶液是不饱和溶液. (2)由前面的计算可知,要使原溶液成为饱和溶液,应蒸发掉9g水,同时应加入16g无水CAJ~4.十,根据图像计算例下图是无水NaESO4的溶解度曲线,曲线在变化过程中有转折点A,A点表示在32.4"C以下饱和溶液与未溶的Na2504?10H2O 处于平衡状态,而在这个温度以上时则为无水Na2SO4的溶解度曲线.试通过计算回答下列问题:(℃)(1)取322gNaESO4?10H2O,放入烧杯中用水浴加热,在32.4"C时Na2SO4?10H2O变成无水Na2SO4和水,进一步升高温度,保持在80℃时在未溶解物中无水盐的质量为——g.(2)取143g80"C的Na2504饱和溶液,冷却到20"C时能析出Na2504?10H2O晶体——g.解析(1)322gNa2SO4'10H2O中Na2SO4的质量为142g,H2O的质量为180g. 设80"(3时未溶解的Na2SO4为g,则由溶解度曲线可得100:43=180:(142一SC)解之,SC=64.6(g).(2)在32.4"C以下,饱和溶液与未溶的Na2SO4?10H2O处于平衡状态.设冷却到20"C 时能析出Na2SO4?10H2O晶体Yg,则根据溶解度曲线得(100+19):19=(143:(43一)解之,Y=71.6(g).十一,确定结晶水合物中金属的原子量例将某二价金属R投入200mLffmot?LI1的稀H2SO4中,放出H2并生成RSO4.充分反应后,滤去未反应的金属,然后将溶液蒸发浓缩.当蒸发到留下140g溶液时保持温度为t*C.开始析出RSO4?7H2O晶体.当析出的晶体为20.5g时还留下溶液105g.求:(1)金属R的原子量;(2)t时无水RSO4的溶解度.解析(1)因硫酸完全反应,故生成的RSO4的物质的量等于硫酸的物质的量,即n(RSO4)=n(H2SO4)=0.2L~tool?LI1=由题意得105g饱和溶液中含RSO4号×=0.25(mo1)析出的RSO4?7H2O为{mol一0.25mol=molj上设R的原子量为A,则有(A+96+126)X壶20?5解之,A=24.(2)设t*C时RSO4的溶解度为S,则有s:(100+S)=(120X÷):140解之.S=40(g).。

高中化学结晶水合物析出问题的考查在一定温度下，在结晶水合物对应的饱和溶液中，蒸发溶剂或加入相应的无水化合物都可使结晶水合物析出，值得注意的是结晶水合物与无水盐的析出不同，其晶体的析出同时会带出溶液中的水。

在与之相关的计算问题中，常利用由质量守恒原理得出的下列关系：1. 蒸发溶剂时溶液中减少的溶质质量=析出晶体中溶质质量溶液中减少的溶剂的质量=蒸发的溶剂的质量+析出晶体中结晶水的质量2. 当增加溶质时溶液中减少的溶质质量+加入的溶质质量=析出晶体中溶质质量溶液中减少的溶剂的质量=析出晶体中结晶水的质量例1. 在一定温度下，向足量的32CO Na 饱和溶液中加入1.06g 无水32CO Na ，搅拌 后静置，最终所得晶体的质量（ ）A. 等于1.06gB. 大于1.06g 而小于2.86gC. 等于2.86gD. 大于2.86g解析：32CO Na 饱和溶液中加入1.06g 无水32CO Na ，析出的晶体为O H 10CO Na 232⋅。

32CO Na ——O H 10CO Na 232⋅106g 286g1.06g2.86g但因析出晶体带出溶液中的水，使原来溶解在这部分水中的溶质也随之析出，故最终得到晶体的质量必定大于2.86g 。

答案为D 项。

变式1：某温度时4CuSO 的溶解度为25g ，在该温度下，将16g 无水硫酸铜粉末加入 a g 水中，充分溶解后溶液中有蓝色硫酸铜晶体析出，则a 的取值范围是（ ）A. 9＜a ＜64B. 9＜a ≤64C. 18＜a ＜90D. 18≤a ≤90解析：要求a 的取值范围，就要确定两个极值。

当16g 无水硫酸铜加入x g 水中，溶液恰好饱和时，有gx g 16g 100g 25=，解得x=64。

当溶液中有晶体析出时，即溶液已经达到了饱和状态，此时应有a ＜x=64。

当16g 无水硫酸铜加入到y g 水中，析出的晶体将y g 水全部转化为结晶水带出，根据O H 5CuSO 24⋅的组成有gy g 16g 90g 160=，解得y=9。

偏小（m2偏大）
18（m2－m0）
硫酸铜晶体中结晶水含量的测定

数据记录与处理
3.理论值 5.00
4.实验误差
实验值（平均值）－理论值 ×100% 理论值
CuSO4· 5H2O在受热时逐步发生的反应：
CuSO4
白色
650℃ －SO2
CuO
黑色
加热温度过高，硫酸铜发生分解，会影响测定结果
实验误差分析：
X＝
160（m1－m2）
硫酸铜晶体中结晶水含量的测定

实验步骤
1.研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。 2.称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量（m0）。 3.再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（m1）。 4.加热：加热瓷坩埚至蓝色晶体全部变为白色粉末。 5.干燥冷却：并放入干燥器中冷却。 6. 称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（m2’）。 7.进行恒重操作。重复4-6操作至恒重——瓷坩埚+硫酸 铜粉末的质量（m2） 。 8.另取硫酸铜晶体，重复操作，完成平行实验。
偏小（m2偏大）
160（m1－m2） 18（m2－m0）
7、加热后坩埚未放在干燥器中冷却
偏小（m2偏大）
8、晶体中混有受热不分解的杂质
偏小（m2偏大）
9、坩埚中有受热不分解的杂质
无影响
10、硫酸铜晶体中混有碳酸钠晶体（Na2CO3· 10H2O）
偏大（m2偏小）
11、硫酸铜晶体中混有氢氧化铜（Cu(OH)2）
硫酸铜晶体、药匙
实验室测定硫酸铜晶体（CuSO4· x H2O） 中结晶水含量的基本原理


注意事项（进一步完成实验设计）
如何判断硫酸铜晶体已经完全失去结晶水 通过恒重操作（重复操作，分别称量）， 目测固体颜色从蓝色变为白色，但难于判断 质量差小于0.001g，即可认为完全失水 在加热时如何使晶体均匀受热失水 用玻璃棒进行搅拌，使晶体均匀受热 加热后无水硫酸铜固体的质量是否要从坩埚中取出称量 可以直接称量坩埚无水硫酸铜固体的质量，（之前 如果从坩埚中取出再称量，可能造成很大的误差 称量坩埚的质量） 能否将无水硫酸铜固体暴露在空气中冷却 不行。若在空气中冷却，硫酸铜固体会吸收空气中的水蒸气 可将加热失水的硫酸铜固体放入干燥器中冷却

结晶水合物知识点和考点作者：卢勇来源：《中学化学》2017年第06期在初中化学中，结晶水合物的知识点相对较少并且较为分散，是一类难于理解和掌握的物质，在处理这类问题时，往往学生出现一些模糊认识。

为了让学生更好地理解与掌握结晶水合物，本文对知识点进行归纳并对考点举例分析。

一、结晶水合物知识1.结晶水合物含义结晶水是从溶液中结晶析出时晶体里结合着一定数目的水分子，这样的水分子叫结晶水，含有结晶水的物质，便叫做结晶水合物。

例如晶碱（Na2CO3·10H2O）等。

此类物质的命名方法是：先把结晶水分子个数念出来，中间用“合”字连接，最后说出盐的名称。

如晶碱应叫“十水合碳酸钠”，胆矾（CuSO4·5H2O）叫做五水合硫酸铜。

根据定组成定律可知：每种晶体从溶液中结晶析出时，分子内所结合的水分子个数是固定的。

如硫酸铜从溶液中结晶析出时，每个CuSO4分子结合着5个水分子，而不能是别的数目，故结晶水合物是纯净物。

2.结晶水合物结构特点从结构上看，结晶水合物A·nH2O中的化合物与水分子之间的结合力并不强，相对其他分子而言，化合物与水分子间的作用力较弱，当给其加热或在常温下结晶水合物就会失去部分或全部结晶水。

如给胆矾加热，它会失去全部结晶水，晶碱的风化现象也是这一原因。

结晶水合物加热或在常温下能失去部分或全部结晶水。

任何物质溶解于水时都要发生以下两个过程，一是物质的分子或离子受到水分子的吸引作用向水中扩散；二是溶解到水中的溶质分子或离子与水分子化合形成水合分子或水合离子的过程。

当改变外界条件时，从溶液中会析出晶体，有些水合分子或水合离子相对结合的比较牢固，这样的微粒从水中结晶时会克服大量水分子的吸引力作用，将其结合的水分子随其结晶析出，这样的晶体便会带有结晶水。

如CuSO4和FeSO4等在从溶液中析出时会带有结晶水。

而另一些水合分子或水合离子间结合的不十分牢固，其从溶液里析出时，不能克服大量水分子的吸引力作用，而失去了结合的水分子，这样的晶体内就不含有结晶水，如NaCl与KNO3。