化學十字交叉法的原理及套用

  十字交叉法的介紹

十字交叉法可用於溶液濃度的計算,例如溶液的稀釋、濃縮或混合等計算題。使用此法,使解題過程簡便、快速、正確。下面通過例題介紹十字交叉法的原理。

同一物質的甲、乙兩溶液的百分比濃度分別為a%、b%(a%>b%),現用這兩種溶液配製百分比濃度為c%的溶液。問取這兩種溶液的質量比應是多少?

同一物質的溶液,配製前後溶質的質量相等,利用這一原理可列式求解。

設甲、乙兩溶液各取m1、m2克,兩溶液混合後的溶液質量是(m1+m2)。列式m1a%+m2b%=(m1+m2)c%把此式整理得:m1m2=c-ba-c,m1m2就是所取甲、乙兩溶液的質量比。

為了便於記憶和運算,若用c濃代替a,c稀代替b,c混代替c,m濃代替m1,m稀代替m2,把上式寫成十字交叉法的一般形式,圖示如下:

圖示中m濃m稀就是所求的甲、乙兩溶液的質量比。

這種運算方法,叫十字交叉法。在運用十字交叉法進行計算時要注意,斜找差數,橫看結果。

十字交叉法的套用

1.有關混合溶液的計算例1.現有20%和5%的兩種鹽酸溶液,若要配製600克15%的鹽酸溶液,各需20%和5%的鹽酸溶液多少克?

分析與解:本題是用兩種已知濃度的溶液來配製所需濃度的溶液,看似是求溶液的質量,實質是先求出兩種濃度溶液的質量比,然後問題就迎刃而解。用十字交叉法

由圖示可知,20%鹽酸溶液與5%鹽酸溶液的質量比應為2∶1

∴20%鹽酸溶液的質量600ⅹ23=400克

5%鹽酸溶液的質量600ⅹ13=200克2.有關改變溶劑質量的溶液濃度的計算

例2.把20%的氯化鈉溶液100克,加水稀釋成濃度為4%的溶液,問需加水多少克?

分析與解:本題是用水稀釋改變溶液濃度的計算題,將水視為濃度為0%的溶液。用十字交叉法由圖示可知,20%氯化鈉溶液與加入水的質量比應為m

濃∶m水=4∶16=1∶4∴需加水的質量4ⅹ100=400克例3.現有200克濃度為10%的硝酸鉀溶液,若要使其濃度變為20%,則需蒸發掉多少克水?

分析與解:本題是蒸發水改變溶液濃度的計算題,將水視為濃度為0%的溶液。用十字交叉法由圖示可知,10%的硝酸鉀溶液與蒸發水的質量比應為m濃m水

=-3015=-21(負號表示蒸發即減少的含義)

∴蒸發水的質量200ⅹ12=100克3.有關增加溶質的溶液濃度的計算

例4.現有200克濃度為10%的硝酸鉀溶液,若要使其濃度變為20%,則需再溶解硝酸鉀多少克?

分析與解:本題是增加溶質濃度翻倍的計算題,對於水溶液純溶質的情況,將溶質的濃度視為100%。用十字交叉法

由圖示可知,增加溶質與10%的硝酸鉀溶液的質量比應為1∶8

∴需再溶解硝酸鉀的質量200ⅹ18=25克練一練:

試用兩種方法,將100克濃度為10%的硝酸鈉溶液,使其濃度變為20%。

(用十字交叉法計算)

參考答案:方法一增加溶質12.5克方法二蒸發溶劑50克