知识框架
数学运算问题一共分为十四个模块,其中一块是浓度问题。
浓度问题在公务员考试中主要只有三类,溶质变化、溶剂变化和不同溶液混合,其中不同溶液混合分为规律变化和无规律变化两种形式。只要掌握其解题技巧,这类问题便可轻松搞定浓度问题。
核心点拨
1、题型简介
化学定量分析常涉及溶液的配置和溶液浓度的计算,在实际生活中我们也常遇到溶液配比的问题,由此产生的许多问题归为浓度问题。公务员考试中浓度问题实际是从小学应用题演变而来的,其本质是比例问题。
2、核心知识
一般溶液是指将一种固体或液体溶于另一种液体(一般为水)中,得到的均匀混合物,被溶解的固体或液体为溶质,起溶解作用的液体(一般为水)为溶剂。
浓度问题就是研究溶质、溶剂、溶液和浓度之间关系的问题。它们存在以下
四个基本关系:
溶液质量=溶质质量+溶剂质量; 溶质质量=浓度×溶液质量;
; 溶液质量=。(1)溶剂的变化——蒸发与稀释问题
溶液蒸发 水含量降低 溶质浓度增加;
溶质不变
溶液稀释 溶剂含量增加 溶质浓度降低;
利用相同溶质的不同比例求解溶剂变化的情况。
(2)溶质变化——溶质的增减问题
一般而言,直接计算溶质的增减比较复杂,由于溶剂与溶质对立而统一,大部分情况下,溶质变化的浓度问题需要通过计算溶剂的变化来反推浓度。
(3)不同溶液的混合问题
A.浓度呈规律性变化
这类题往往具有多次操作,浓度不断变化且呈一定规律的特征。其关键是抓住浓度变化的统一规律,从而忽略掉每个步骤的分析过程,应用公式法,简化计算。
B.无规律变化
①某一溶液相对于混合后溶液,溶质增加;另一种溶液相对于混合后溶液,溶质减少。由于总溶质不变,因此增加的溶质等于减少的溶质。此类混合问题采用十字交叉法。
②使用混合判定法,从选项入手,根据溶液混合特性,使用带入排除法解题。
3、核心知识使用详解
浓度问题主要有四种解决方法。其中,方程法具有思维过程简单的特点,适用于大部分浓度问题。因此,同学需要优先而扎实地掌握以不变应万变的方程法。
(1)方程法
一般来说,该方法有两个要素,第一是设未知数,要求易于求解;第二是找等量关系列出方程。浓度问题中往往以浓度作为未知数,这样等量关系易于表达,但也伴有浓度数值大多是小数不好计算的弊病,同学可在实际做题中细加体会。
(2)特殊值法
在很多情况下,同学可选取符合一般情况的特殊值求解。
(3)十字交叉法
十字交叉法主要用于解决加权平均值问题,在浓度问题中即混合浓度问题。
两部分混合,第一部分的平均值为a,第二部分的平均值为b(这里假设a>b),混合后的平均值为r,利用十字交叉法有:
平均值 交叉作差 对应量
第一部分 a r-b A
总体平均值 r
第二部分 b a-r B
得到等式:(r-b)÷(a-r)=A÷B。
(4)混合特性判定法
同学可从选项入手,根据溶液混合特性直接排除一些选项,通常与代入排除法混合使用。其优点在于可以省去繁琐的计算,但较依赖于命题者对选项的设置。在熟练掌握上述基本方法的前提下,有意识地运用该方法,可提高解题效率。
(5)公式法
多次混合问题公式:
设原有盐水的质量为M,浓度为c0
先倒出M0 克盐水 ,再倒入M0 克清水,如此重复n次后,溶液浓度cn 为:
先倒入M0 克清水,再倒出M0 克盐水,如此重复n次后,溶液浓度cn 为:
解题方法
(一)方程法
方程法适用于大部分浓度问题,具有思维过程简单的特点。考场容易紧张,因此以不变应万变的方程法需要优先而扎实地掌握。一般来说,方程法有两个要素,第一是设未知数,要求易于求解;第二是找等量关系列出方程。浓度问题中往往以浓度作为未知变量,这样等量关系易于表达,但也伴有浓度数值大部分是小数不好计算的弊病,还需要考生在实际做题中细加体会。
例题1:一杯含盐15%的盐水200克,要使盐水含盐20%,应加盐多少克?
A.12.5 B.10 C.5.5 D.5
【答案详解】设应加盐x克,则(200×15%+x)÷(200+x)=20%,解得x=12.5。
(二)特值法
对于那些比例非常明确的浓度问题,我们可以用特值法来避免分数的出现,从而简化计算步骤。
例题2:两个相同的瓶子装满某种化学溶液,一个瓶子中溶质与水的体积比是3∶1,另一个瓶子中溶质与水的体积比是4∶1,若把两瓶化学溶液混合,则混合后的溶质和水的体积之比是:
A.31:9 B.7:2 C.31:40 D.20:11
【答案详解】1+3=4和1+4=5的最小公倍数为4×5=20,且3:1=15:5,4:1=16:4,设瓶子的容积为20,则混合后溶质和水的体积比为(15+16):(5+4)=31:9。
(三)十字交叉法
对于两种溶液混合的结果:某一溶液相对于混合后溶液,溶质增加;另一种溶液相对于混合后溶液,溶质减少。由于总溶质不变,因此增加的溶质等于减少的溶质,这就是十字交叉法的原理。
十字交叉法在之前已经讲过,这里就拿一个例子来说明一下。
例题3:甲杯中有浓度为17%的溶液400克,乙杯中有浓度为23%的同种溶液600克,现在从甲、乙取出相同质量的溶液,把甲杯取出的倒入乙杯中,把乙杯取出的倒入甲杯中,使甲、乙两杯溶液的浓度相同,问现在两杯溶液浓度是多少?
A.20% B.20.6% C.21.2% D.21.4%
【答案详解】设混合后总浓度为x。
浓度 交叉作差 对应量
第一部分(甲) 17% 23%-x 400
总浓度(总体平均值) x
第二部分(乙) 23% x-17% 600
题型精讲
(一)单次蒸发/稀释问题
溶液蒸发降低的是水(溶剂)的含量,也就是增加溶质的浓度。加水增加的是溶剂的含量,溶质浓度将降低。这两种情境都需要抓住溶质不变这一点,利用相同溶质的不同比例求解溶剂变化的情况。
例题4:15克盐放入135克水中,放置一段时间后,盐水重量变为100克,这时盐水的浓度是多少?浓度比原来提高了百分之几?
A.75%,12.5% B.25%,12.5% C.15%,50% D.50%,62.5%
【答案详解】原来的浓度是15÷(135+15)×100%=10%。
水蒸发以后,盐的质量没变,这时盐水的浓度是15÷100×100%=15%,浓度比原来提高了(15%-10%)÷10%=50%。
(二)多次浓度变化问题
这类问题涉及了多次操作使得浓度发生变化,我们其实可以把它转化为多个单次浓度变化问题,其解题的关键在于找到单次操作对浓度变化的递推式,然后直接计算即可。
例题5:一杯糖水,第一次加入一定量的水后,糖水的含糖百分比变为15%;第二次又加入同样多的水,糖水的含糖百分比变为12%;第三次再加入同样多的水,糖水的含糖百分比将变为多少?
A.8% B.9% C.10% D.11%
【答案详解】设第一次加水后糖水总量为100,糖为100×15%=15,则第二次加水后糖水变为15÷12%=125,所以每次加入的水为125-100=25,故第三次加水后糖水的含糖百分比为15÷(125+25)=10%。
例题6:从装满1000克浓度为50%的酒精瓶中倒出200克酒精,再倒入蒸馏水将瓶加满。这样反复三次后,瓶中的酒精浓度是多少?
A.22.5% B.24.4% C.25.6% D.27.5%
【答案详解】每次操作后,酒精浓度变为原来的(1000-200)÷1000=0.8,故反复三次后浓度变为50%×0.8×0.8×0.8=25.6%。
(三)溶液混合问题
解决此类问题只需要综合十字交叉法和混合溶液特性即可,其关键在于混合前后,两种溶液的总质量和溶质总质量没有发生变化。
例题7:甲容器中有浓度为4%的盐水150克,乙容器中有某种浓度的盐水若干,从乙中取出450克盐水,放入甲中混合成浓度为8.2%的盐水,那么乙容器中的浓度是多少?
A.9% B.10% C.12% D.9.6%
【答案详解】运用十字交叉法。设乙容器内溶液浓度为x。
甲: 4% x-8.2% 150
8.2%
乙: x 4.2% 450
例题8:现有一种预防禽流感的药物配置成甲、乙两种不同浓度的消毒溶液。若从甲中取2100克,乙中取700克,则混合而成的消毒溶液的浓度为3%;若从甲中取900克,乙中取2700克,则混合而成的消毒溶液的浓度为5%。则甲、乙两种消毒溶液的浓度分别为:
A.3%,6% B.3%,4% C.2%,6% D.4%,6%
【答案详解】应用溶液混合特性原则,不同配比的甲、乙两种溶液混合后浓度是3%和5%,说明甲、乙中必然有一个浓度小于3%,另外一个浓度大于5%。据此排除A、B、D,直接选C。
核心要点
溶液问题:浓度=溶质÷溶液
溶液问题常见的有两种,一种是溶液的混合,这种问题用公式解决;另外一种是单一溶液的蒸发或稀释,这种题目一般用比例法解决,即利用溶质不变进行求解。
联系客服