溶液浓度相关计算
配制一瓶盐水时,真正棘手的往往不是“加不加盐”,而是“加多少才刚好”。例如,要配 50 g 质量分数为 6% 的氯化钠溶液,若把 6% 误读成“加 6 g 盐”,盐水马上就配错了。这里的百分数究竟在比较什么?本章把每一道计算都还原成同一本账:溶质有多少克,溶液一共有多少克。
先把一杯溶液看成一本账
食盐放进水里并充分搅拌,肉眼可见的食盐晶体逐渐消失,得到无色、透明且各处咸淡相同的食盐水。从微观上看,氯化钠固体溶解后以钠离子、氯离子等微粒均匀分散在水中。食盐是溶质,水是溶剂,食盐水是溶液。
在质量计算中,先记住这条总账:
m溶液=m溶质+m溶剂

那么,“质量分数为 6% 的食盐水”是什么意思?把 100 g 这样的盐水当作一整盒饼干,其中有 6 g 是食盐,其余 94 g 是水。这里比较的是“食盐占整杯盐水的多少”,所以分母必须是溶液质量,不是水的质量。
ω=m溶液m溶质×100%
“溶质质量分数”中的分母是溶液总质量。把溶质质量除以水的质量,算出的不是本章所说的质量分数;看到百分数,先问自己:这一百份里装的是整杯溶液,还是只有水?
例 1: 将 10 g 食盐完全溶于 90 g 水中,所得食盐水的质量分数是多少?
先合并总账:溶液质量是 10 g+90 g=100 g。食盐完全溶解后,食盐的质量仍是 10 g。
答:食盐水中食盐的质量分数为 10%。如果写成 10÷90,相当于把“水”误当成了“整杯盐水”,这是最常见的失分点。

同样质量的两杯盐水,溶质更多的那杯质量分数更大;但只凭“看起来多”不能计算。计算时始终回到账本中的两个量:溶质质量和溶液总质量。
三个公式,怎样选才不乱
同一条定义式可以变形成三种常用工具:
ω=m溶液m溶质
不必死背三行字。题目问“盐有多重”,就从总质量乘质量分数;题目问“整杯要多重”,就用溶质质量除以质量分数。百分数进入计算时,要把 8% 当成 0.08。
例 2: 现有 200 g 质量分数为 5% 的氯化钠溶液,其中氯化钠和水各是多少克?
题目已经给出整杯溶液是 200 g,先求溶质:m氯化钠=200 g×5%。
答:其中含氯化钠 10 g、水 190 g。第二步不能把 200 g 直接当成水的质量,因为它已经包含了食盐。
把计算变成一次可操作的配制
现在回到开头的任务:配制 50 g、质量分数为 6% 的氯化钠溶液。先算,后操作;每一步都在兑现刚才的账本。
m氯化钠=50 g×6%=3 g
m水=50 g−3 g=47 g
常温下水的密度约为 1 g/mL,量取 47 g 水时可量取约 47 mL。实验中先用天平称量氯化钠,再用量筒量取水,倒入烧杯后用玻璃棒搅拌。开始时能看见白色晶体;继续搅拌,晶体逐渐消失,最后得到均匀透明的溶液。最后装入试剂瓶并贴好标签,才不会把不同浓度的溶液混淆。

配制题先算出溶质质量,再用“溶液总质量减溶质质量”求水的质量。实验步骤可概括为:计算、称量、量取、溶解、装瓶贴标签。计算正确而操作不规范,得到的实际浓度仍可能偏离目标值。
加水、蒸发和加盐:先判断谁变了
浓度变化题不该靠猜。把溶质质量写在分子,溶液质量写在分母,然后逐项追踪变化,结论自然会出现。
加水稀释:分子不变,分母变大
向盐水中加纯水,加入的水不带食盐。只要没有食盐析出或洒出,溶质质量不变,溶液总质量增加,质量分数就减小。
例 3: 将 100 g、质量分数为 10% 的食盐水加水稀释到 200 g,稀释后的质量分数是多少?
原溶液中食盐质量为 100 g×10%=10 g。加水前后食盐质量都是 10 g,所以:
ω稀释后=200 g10 g×100%=5%
原来是 10%,加水后变为 5%,方向也合理:同样多的食盐分散到了更多水里。
蒸发水:分子不变,分母变小
若只蒸发水,并且没有溶质析出,溶质质量不变、溶液总质量减少,质量分数增大。例如 100 g、10% 的食盐水含盐 10 g;蒸发 20 g 水后,溶液质量为 80 g,质量分数为 。
这里有一个条件不能漏:若继续蒸发到有晶体析出,析出的晶体会带走溶质,不能再机械地认为分子不变。题目未说明时,要先看是否给出了“恰好饱和”“有晶体析出”等信息。
加入纯溶质:分子、分母都要变
向 90 g、10% 的食盐水中加入 10 g 食盐,且食盐能全部溶解。原来有食盐 9 g;加入后食盐为 19 g,溶液总质量为 100 g,新质量分数是 。易错点在于:新加入的食盐既增加了分子,也增加了整杯溶液的质量,不能只改分子。

两杯同种溶液混合,不能直接平均
把两杯同种溶质的溶液混合,正确做法不是先平均百分数,而是分别算出两杯中溶质的质量,再合并总账。只有两杯溶液质量相等时,混合后的质量分数才恰好是两个百分数的算术平均数。
例 4: 将 100 g、8% 的食盐水与 200 g、5% 的食盐水充分混合,所得食盐水的质量分数是多少?
第一杯含盐 100 g×8%=8 g;第二杯含盐 200 g×5%=10。混合后食盐总质量是 。
答:混合后质量分数为 6%。把 8% 与 5% 直接平均会得到 6.5%,但两杯盐水的质量并不相等,质量较大的 5% 盐水对结果影响更大。混合结果应当介于 5% 和 8% 之间,这也能帮助我们检查答案是否离谱。

从浓溶液配出稀溶液
实验室常用较浓的溶液加水配制较稀的溶液。关键是:加水只改变总质量,不改变溶质质量。
例 5: 要配制 100 g 质量分数为 10% 的食盐水,现有质量分数为 20% 的食盐水,需取原食盐水多少克?加水多少克?
目标溶液中需要的食盐质量是 100 g×10%=10 g。这些食盐全部来自 20% 的原食盐水,因此所取原食盐水质量为:
m原溶液=20%10 g=50 g
再补足总质量:100 g−50 g=50 g,所以需加水 50 g。最后验算:原溶液中的食盐为 50 g×20%=10 g,加入水后总质量 ,质量分数正好为 。
浓溶液稀释题最稳的路线是“先锁定目标溶质质量,再倒推需取浓溶液的质量,最后补水”。每算完一步,都检查加水后浓度是否降低;若反而变大,说明分子或分母很可能写反了。
本章小结
所有质量分数题都可以按同一顺序处理:先写清溶质质量、溶剂质量和溶液质量;再判断变化过程中哪些量不变;最后用质量分数公式计算,并用“浓度应变大还是变小”“结果是否介于两种原溶液之间”进行检查。公式并不复杂,真正决定正确率的是每一步都认准分子和分母各代表什么。
练习
1. 将 15 g 氯化钠完全溶于 135 g 水中,所得溶液中氯化钠的质量分数是多少?
溶液总质量为 15 g+135 g=150 g。质量分数为 150 g15 g×100%。注意分母是 溶液,不是 水。
2. 要配制 200 g、质量分数为 4% 的氯化钠溶液,需氯化钠和水各多少克?
氯化钠质量为 200 g×4%=8 g;水的质量为 200 g−8 g=192 g。答:需氯化钠 8 g、水 。
3. 取 50 g、12% 的食盐水,加水至 150 g。稀释后质量分数是多少?
原食盐质量为 50 g×12%=6 g。加水不改变食盐质量,稀释后质量分数为 150 g6 g×100%=。