质量分数不改变什么?
溶质的质量分数是否改变取决于溶液情形、温度、溶质与溶剂的质量变化等影响。下面内容质量分数不改变的常见情况及相关原理:
一、饱和溶液的恒温操作
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恒温蒸发溶剂
对饱和溶液恒温蒸发时,溶质会随溶剂蒸发而析出晶体,但剩余溶液仍为饱和情形。由于溶解度(S)未变,溶质质量分数计算公式为 $\fracS}100+S} \times 100\%$,因此质量分数不变。 -
加入同种溶质
在温度不变的饱和溶液中继续加入溶质,溶质无法溶解,溶液中溶质与溶剂的质量比维持原状,质量分数不变。
二、温度变化未改变溶质/溶剂质量
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升温后溶解度增大(未析出晶体)
若物质溶解度随温度升高而增大(如*),将饱和溶液升温后变为不饱和溶液,但溶质与溶剂质量未变,质量分数仍与原温度下的饱和溶液一致。 -
降温后溶解度减小(未析出晶体)
若物质溶解度随温度降低而减小(如氢氧化钙),将不饱和溶液降温至未达析晶点时,溶质与溶剂质量未变,质量分数仍与降温前相同。
三、溶液的物理混合或稀释
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稀释前后溶质质量不变
向溶液中加水稀释,溶质质量未变,但溶液总质量增加。若题目仅关注溶质与溶液质量比的变化,则溶质质量分数会减小;但若原溶液为饱和情形且稀释后仍饱和(如极低浓度稀释),则质量分数可能不变。 -
同溶质、同质量分数的溶液混合
两种溶质质量分数相同的溶液混合后,溶质与溶剂的总质量成比例增加,质量分数保持不变。
四、溶质未实际溶解或反应
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未溶解的溶质不计入计算
若向溶液中加入溶质但未完全溶解(如饱和溶液),未溶解部分不计入溶质质量,因此质量分数不变。 -
溶质与水反应生成新物质
如*(Na?O)与水反应生成NaOH,此时溶质变为NaOH,需重新计算其质量分数。但若反应后溶液达到新溶质的饱和情形,则后续操作可能保持质量分数不变。
五、其他独特情况
- 溶液体积变化但溶质/溶剂质量不变:如将溶液静置分层后取上层清液,溶质质量分数不变。
- 溶质为结晶水合物:如CuSO?·5H?O溶于水时,溶质为CuSO?,结晶水计入溶剂质量。若溶解后溶液饱和,则后续操作可能保持质量分数不变。
质量分数是否改变的核心在于溶质与溶剂的质量是否发生相对变化。若溶质和溶剂的质量同步增减(如恒温蒸发饱和溶液),或溶质/溶剂质量未变(如温度变化未导致析晶),则质量分数保持不变。需根据具体条件判断。