溶质质量分数计算题怎么算？步骤和公式是什么？

溶质的质量分数是化学中描述溶液组成的重要概念，它表示溶质质量与溶液总质量之比，通常用百分比表示，其计算公式为：溶质的质量分数 = （溶质的质量 / 溶液的总质量）× 100%，在解决相关计算题时，需明确溶质、溶剂和溶液三者的关系，并结合题目条件灵活运用公式，以下将从基础概念、典型题型、解题步骤及注意事项等方面展开详细分析。

基础概念与公式解析

溶质的质量分数是溶液浓度的定量表示方法，其中溶质是被溶解的物质，溶剂是溶解溶质的物质，溶液是溶质和溶剂的混合物，溶液的总质量等于溶质质量与溶剂质量之和，即溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量，在计算中需注意：溶质质量必须是已溶解的部分，未溶解的固体或析出的晶体不计入；溶剂质量通常指液态溶剂的质量，若为水溶液，则水的密度近似为1 g/mL,可利用体积换算质量。

将10 g氯化钠完全溶解于90 g水中，所得溶液中溶质的质量分数为（10 g / (10 g + 90 g)）× 100% = 10%，若题目给出溶液体积而非质量，需结合溶液密度换算：溶液质量 = 溶液体积 × 溶液密度，100 mL某盐酸溶液（密度为1.1 g/mL）中含HCl 12.1 g，则其质量分数为（12.1 g / (100 mL × 1.1 g/mL)）× 100% = 11%。

典型题型及解题方法

直接计算型直接给出溶质和溶液（或溶剂）的质量，代入公式即可求解，将25 g蔗糖溶解于75 g水中，求蔗糖溶液的质量分数，解析：溶液质量 = 25 g + 75 g = 100 g，溶质质量 = 25 g，故质量分数 = (25 g / 100 g)× 100% = 25%。

溶液稀释与浓缩计算

稀释过程中溶质质量不变，浓缩（蒸发溶剂）时溶质质量也不变，可通过“稀释前后溶质质量相等”列式计算，将50 g 20%的氯化钠溶液稀释至10%，需加水多少克？设加水质量为x，根据稀释前后溶质质量相等：50 g × 20% = (50 g + x) × 10%，解得x = 50 g，若为蒸发浓缩，如将100 g 15%的硫酸铜溶液蒸发至50 g，则浓缩后质量分数为（100 g × 15% / 50 g）× 100% = 30%。

溶液混合计算

两种不同质量分数的溶液混合时，混合后溶质质量为两溶液溶质质量之和，溶液质量为两溶液质量之和，公式为：m₁ω₁ + m₂ω₂ = (m₁ + m₂)ω混，将30 g 10%的NaOH溶液与20 g 20%的NaOH溶液混合，求混合后质量分数，解析：混合溶质质量 = 30 g × 10% + 20 g × 20% = 3 g + 4 g = 7 g，混合溶液质量 = 30 g + 20 g = 50 g，故ω混 = (7 g / 50 g)× 100% = 14%。

结合化学方程式的综合计算需先通过化学方程式计算溶质质量，再代入质量分数公式，将13 g锌与足量稀硫酸反应，生成氢气后所得溶液质量为50.6 g，求硫酸锌溶液的质量分数，解析：反应方程式为Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑，设生成ZnSO₄质量为x，根据质量守恒，溶液质量增加 = 锌质量 - 氢气质量，即50.6 g - 13 g = 37.6 g（氢气质量为13 g - 37.6 g = -24.6 g，此处需修正：实际溶液质量 = 锌质量 + 稀硫酸质量 - 氢气质量，因稀硫酸质量未知，需换思路），正确解法：由方程式Zn ~ ZnSO₄，65 g锌生成161 g ZnSO₄，故13 g锌生成ZnSO₄质量 = (161 g / 65 g)× 13 g = 32.2 g，溶液质量 = 13 g + 稀硫酸质量 - 氢气质量，但题目未给稀硫酸质量，需根据“生成氢气后溶液质量为50.6 g”反推：稀硫酸质量 = 溶液质量 + 氢气质量 - 锌质量，而氢气质量 = (2 g / 65 g)× 13 g = 0.4 g，故稀硫酸质量 = 50.6 g + 0.4 g - 13 g = 38 g，因此ZnSO₄质量分数 = (32.2 g / 50.6 g)× 100% ≈ 63.6%。

结晶水合物溶解问题

结晶水合物溶于水时，溶质为无水部分，结晶水计入溶剂质量，将25 g胆矾（CuSO₄·5H₂O）溶于75 g水中，求CuSO₄溶液的质量分数，解析：胆矾中CuSO₄质量 = 25 g × (160 g / 250 g) = 16 g（CuSO₄摩尔质量160 g/mol，CuSO₄·5H₂O摩尔质量250 g/mol），溶液质量 = 25 g + 75 g = 100 g，故质量分数 = (16 g / 100 g)× 100% = 16%。

解题步骤与注意事项

1. 审题提取信息：明确题目中溶质、溶剂、溶液的质量或体积，以及反应、稀释、混合等过程。
2. 判断溶质成分：注意溶质是否为反应生成的物质、结晶水合物的无水部分等。
3. 选择合适公式：根据题目类型（直接计算、稀释、混合等）选择对应的计算公式。
4. 单位统一：确保质量单位一致（通常用g），体积需通过密度换算为质量。
5. 检查计算过程：注意质量守恒的应用，避免忽略溶液质量的变化（如蒸发、气体生成等）。

常见错误包括：将结晶水合物整体作为溶质；稀释时忽略溶液质量的变化；未通过化学方程式正确计算溶质质量等。

典型例题解析

例题：将100 g 9.8%的稀硫酸与足量锌反应，完全反应后溶液质量为108.7 g，求生成硫酸锌溶液的质量分数。
解析：
（1）计算稀硫酸中溶质H₂SO₄质量：100 g × 9.8% = 9.8 g。
（2）设生成ZnSO₄质量为x，生成H₂质量为y。
反应方程式：Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
98　　　161　　　2
9.8 g　　x　　　y
列比例式：98 / 9.8 = 161 / x，解得x = 16.1 g；98 / 9.8 = 2 / y，解得y = 0.2 g。
（3）根据质量守恒，溶液质量 = 锌质量 + 稀硫酸质量 - 氢气质量。
已知溶液质量为108.7 g，稀硫酸质量为100 g，氢气质量为0.2 g，故锌质量 = 108.7 g + 0.2 g - 100 g = 8.9 g。
（4）硫酸锌溶液的质量分数 = (16.1 g / 108.7 g)× 100% ≈ 14.8%。

相关问答FAQs

问题1：稀释溶液时，若加入水的体积已知，如何计算稀释后溶液的质量分数？
解答：需将水的体积通过密度换算为质量，将50 g 20%的NaCl溶液中加入30 mL水（密度为1 g/mL），稀释后质量分数 = (50 g × 20%) / (50 g + 30 g × 1 g/mL) × 100% = 10%，注意：若溶液密度不为1 g/mL,需使用溶液密度计算溶液质量。

问题2：结晶水合物溶解后，溶液的质量分数为何不能用结晶水合物的质量直接计算？
解答：结晶水合物（如CuSO₄·5H₂O）溶于水时，溶质是无水CuSO₄，而结晶水属于溶剂的一部分，例如25 g CuSO₄·5H₂O中，CuSO₄质量为16 g，结晶水质量为9 g，溶解后溶液质量为25 g（溶质）+ 溶剂水质量，若原溶剂水为75 g，则溶液总质量为100 g，而非仅以25 g计算，因此需先计算无水溶质质量,再结合总溶液质量求解。