浅谈溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度之间的换算

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在新课程教材中，有关溶液的计算是难点.尤其是物质的量浓度和质量分数之间的换算，难度较大，教材涉及又少，而在考试题中却频频出现.因此，找到有效的换算方法，会收到事半功倍的教学效果.

一、逐步求解法

例1 已知质量分数为98%的浓硫酸，密度是1.84 g•cm－3，则其中H2SO4的物质的量浓度是多少？

解：取100 g该浓硫酸溶液，则其中H2SO4的质量是：

98%×100 g = 98 g

H2SO4的物质的量是：

98 g÷98 g•mol－1 = 1 mol

溶液的体积是：

100 g÷1.84 g•cm－3 = 54.4 cm3 =0.0544 L

H2SO4的物质的量浓度是

1 mol÷0.0544 L=18.4 mol•L－1

该方法步步为营，虽然每一步都不复杂，但是步骤多，计算复杂.不少学生理解起来还是有困难.

二、公式法

首先，将溶液中溶质的物质的量浓度和质量分数之间进行换算，并简化为公式.然后再代入具体数值进行计算.如：某溶液的密度是ρ g•cm－3，其中溶质的质量分数为w，物质的量浓度为c，溶质的摩尔质量为M g•mol－1，则：

由溶质的物质的量浓度换算为质量分数是：w= cM 10ρ %

由溶质的质量分数换算为物质的量浓度是：c=1000ρw M

这种方法简单易行，但是需要记忆公式，也不利于学生理解.

三、概念法

该方法是从溶液浓度的基本概念出发，在学生理解溶液组成的基础上，适当的改变表达形式，即可进行换算.

一般地，溶液的浓度可以表示为：

溶液的浓度 =溶质的物理量 溶液的物理量

若溶质的物理量和溶液的物理量均为质量，则溶液的浓度就是质量分数.若溶质的物理量为物质的量，溶液的物理量为体积，则溶液的浓度就是物质的量浓度.显然，两者在描述溶液组成的时候，分子和分母描述的都是同一个组分的物理量.只要知道了溶液的密度和溶质的摩尔质量，两者之间即可进行换算.

将上面的例1换作该方法计算，98%的含义是每100 g溶液里有98 g H2SO4，则：

c=98 g÷98 g•mol-1

100 g÷1840 g•L-1=18.4 mol•L－1

例2 实验室常用的浓硝酸密度是1.4 g•cm－3，其中HNO3的物质的量浓度是14.44 mol•L－1，求其质量分数是多少？

解：14.44 mol•L－1意味着每1 L溶液中有14.44 mol HNO3，则

w=14.44 mol×63 g•mol-1

1 L×1400 g•cm-3= 65%

显然，该方法比以上两个方法都要简单，而且也便于理解和应用.