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知識框架 數(shù)學運算問題一共分為十四個模塊,其中一塊是濃度問題。 濃度問題在公務員考試中主要只有三類,溶質(zhì)變化、溶劑變化和不同溶液混合,其中不同溶液混合分為規(guī)律變化和無規(guī)律變化兩種形式。只要掌握其解題技巧,這類問題便可輕松搞定濃度問題。 核心點撥 1、題型簡介 化學定量分析常涉及溶液的配置和溶液濃度的計算,在實際生活中我們也常遇到溶液配比的問題,由此產(chǎn)生的許多問題歸為濃度問題。公務員考試中濃度問題實際是從小學應用題演變而來的,其本質(zhì)是比例問題。 2、核心知識 一般溶液是指將一種固體或液體溶于另一種液體(一般為水)中,得到的均勻混合物,被溶解的固體或液體為溶質(zhì),起溶解作用的液體(一般為水)為溶劑。 濃度問題就是研究溶質(zhì)、溶劑、溶液和濃度之間關(guān)系的問題。它們存在以下 四個基本關(guān)系: 溶液質(zhì)量=溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量; 溶質(zhì)質(zhì)量=濃度×溶液質(zhì)量;
(1)溶劑的變化——蒸發(fā)與稀釋問題 溶液蒸發(fā) 水含量降低 溶質(zhì)濃度增加; 溶質(zhì)不變 溶液稀釋 溶劑含量增加 溶質(zhì)濃度降低; 利用相同溶質(zhì)的不同比例求解溶劑變化的情況。 (2)溶質(zhì)變化——溶質(zhì)的增減問題 一般而言,直接計算溶質(zhì)的增減比較復雜,由于溶劑與溶質(zhì)對立而統(tǒng)一,大部分情況下,溶質(zhì)變化的濃度問題需要通過計算溶劑的變化來反推濃度。 (3)不同溶液的混合問題 A.濃度呈規(guī)律性變化 這類題往往具有多次操作,濃度不斷變化且呈一定規(guī)律的特征。其關(guān)鍵是抓住濃度變化的統(tǒng)一規(guī)律,從而忽略掉每個步驟的分析過程,應用公式法,簡化計算。 B.無規(guī)律變化 ①某一溶液相對于混合后溶液,溶質(zhì)增加;另一種溶液相對于混合后溶液,溶質(zhì)減少。由于總?cè)苜|(zhì)不變,因此增加的溶質(zhì)等于減少的溶質(zhì)。此類混合問題采用十字交叉法。 ②使用混合判定法,從選項入手,根據(jù)溶液混合特性,使用帶入排除法解題。 3、核心知識使用詳解 濃度問題主要有四種解決方法。其中,方程法具有思維過程簡單的特點,適用于大部分濃度問題。因此,同學需要優(yōu)先而扎實地掌握以不變應萬變的方程法。 (1)方程法 一般來說,該方法有兩個要素,第一是設(shè)未知數(shù),要求易于求解;第二是找等量關(guān)系列出方程。濃度問題中往往以濃度作為未知數(shù),這樣等量關(guān)系易于表達,但也伴有濃度數(shù)值大多是小數(shù)不好計算的弊病,同學可在實際做題中細加體會。 (2)特殊值法 在很多情況下,同學可選取符合一般情況的特殊值求解。 (3)十字交叉法 十字交叉法主要用于解決加權(quán)平均值問題,在濃度問題中即混合濃度問題。 兩部分混合,第一部分的平均值為a,第二部分的平均值為b(這里假設(shè)a>b),混合后的平均值為r,利用十字交叉法有: 平均值 交叉作差 對應量 第一部分 a r-b A 總體平均值 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 同學可從選項入手,根據(jù)溶液混合特性直接排除一些選項,通常與代入排除法混合使用。其優(yōu)點在于可以省去繁瑣的計算,但較依賴于命題者對選項的設(shè)置。在熟練掌握上述基本方法的前提下,有意識地運用該方法,可提高解題效率。 (5)公式法 多次混合問題公式: 設(shè)原有鹽水的質(zhì)量為M,濃度為c0 先倒出M0 克鹽水 ,再倒入M0 克清水,如此重復n次后,溶液濃度cn 為:
先倒入M0 克清水,再倒出M0 克鹽水,如此重復n次后,溶液濃度cn 為:
解題方法 (一)方程法 方程法適用于大部分濃度問題,具有思維過程簡單的特點??紙鋈菀拙o張,因此以不變應萬變的方程法需要優(yōu)先而扎實地掌握。一般來說,方程法有兩個要素,第一是設(shè)未知數(shù),要求易于求解;第二是找等量關(guān)系列出方程。濃度問題中往往以濃度作為未知變量,這樣等量關(guān)系易于表達,但也伴有濃度數(shù)值大部分是小數(shù)不好計算的弊病,還需要考生在實際做題中細加體會。 例題1:一杯含鹽15%的鹽水200克,要使鹽水含鹽20%,應加鹽多少克? A.12.5 B.10 C.5.5 D.5 【答案詳解】設(shè)應加鹽x克,則(200×15%+x)÷(200+x)=20%,解得x=12.5。 (二)特值法 對于那些比例非常明確的濃度問題,我們可以用特值法來避免分數(shù)的出現(xiàn),從而簡化計算步驟。 例題2:兩個相同的瓶子裝滿某種化學溶液,一個瓶子中溶質(zhì)與水的體積比是3∶1,另一個瓶子中溶質(zhì)與水的體積比是4∶1,若把兩瓶化學溶液混合,則混合后的溶質(zhì)和水的體積之比是: A.31:9 B.7:2 C.31:40 D.20:11 【答案詳解】1+3=4和1+4=5的最小公倍數(shù)為4×5=20,且3:1=15:5,4:1=16:4,設(shè)瓶子的容積為20,則混合后溶質(zhì)和水的體積比為(15+16):(5+4)=31:9。 (三)十字交叉法 對于兩種溶液混合的結(jié)果:某一溶液相對于混合后溶液,溶質(zhì)增加;另一種溶液相對于混合后溶液,溶質(zhì)減少。由于總?cè)苜|(zhì)不變,因此增加的溶質(zhì)等于減少的溶質(zhì),這就是十字交叉法的原理。 十字交叉法在之前已經(jīng)講過,這里就拿一個例子來說明一下。 例題3:甲杯中有濃度為17%的溶液400克,乙杯中有濃度為23%的同種溶液600克,現(xiàn)在從甲、乙取出相同質(zhì)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、乙兩杯溶液的濃度相同,問現(xiàn)在兩杯溶液濃度是多少? A.20% B.20.6% C.21.2% D.21.4% 【答案詳解】設(shè)混合后總濃度為x。 濃度 交叉作差 對應量 第一部分(甲) 17% 23%-x 400 總濃度(總體平均值) x 第二部分(乙) 23% x-17% 600 題型精講 (一)單次蒸發(fā)/稀釋問題 溶液蒸發(fā)降低的是水(溶劑)的含量,也就是增加溶質(zhì)的濃度。加水增加的是溶劑的含量,溶質(zhì)濃度將降低。這兩種情境都需要抓住溶質(zhì)不變這一點,利用相同溶質(zhì)的不同比例求解溶劑變化的情況。 例題4:15克鹽放入135克水中,放置一段時間后,鹽水重量變?yōu)?00克,這時鹽水的濃度是多少?濃度比原來提高了百分之幾? A.75%,12.5% B.25%,12.5% C.15%,50% D.50%,62.5% 【答案詳解】原來的濃度是15÷(135+15)×100%=10%。 水蒸發(fā)以后,鹽的質(zhì)量沒變,這時鹽水的濃度是15÷100×100%=15%,濃度比原來提高了(15%-10%)÷10%=50%。 (二)多次濃度變化問題 這類問題涉及了多次操作使得濃度發(fā)生變化,我們其實可以把它轉(zhuǎn)化為多個單次濃度變化問題,其解題的關(guān)鍵在于找到單次操作對濃度變化的遞推式,然后直接計算即可。 例題5:一杯糖水,第一次加入一定量的水后,糖水的含糖百分比變?yōu)?5%;第二次又加入同樣多的水,糖水的含糖百分比變?yōu)?2%;第三次再加入同樣多的水,糖水的含糖百分比將變?yōu)槎嗌伲?/span> A.8% B.9% C.10% D.11% 【答案詳解】設(shè)第一次加水后糖水總量為100,糖為100×15%=15,則第二次加水后糖水變?yōu)?5÷12%=125,所以每次加入的水為125-100=25,故第三次加水后糖水的含糖百分比為15÷(125+25)=10%。 例題6:從裝滿1000克濃度為50%的酒精瓶中倒出200克酒精,再倒入蒸餾水將瓶加滿。這樣反復三次后,瓶中的酒精濃度是多少? A.22.5% B.24.4% C.25.6% D.27.5% 【答案詳解】每次操作后,酒精濃度變?yōu)樵瓉淼模?000-200)÷1000=0.8,故反復三次后濃度變?yōu)?0%×0.8×0.8×0.8=25.6%。 (三)溶液混合問題 解決此類問題只需要綜合十字交叉法和混合溶液特性即可,其關(guān)鍵在于混合前后,兩種溶液的總質(zhì)量和溶質(zhì)總質(zhì)量沒有發(fā)生變化。 例題7:甲容器中有濃度為4%的鹽水150克,乙容器中有某種濃度的鹽水若干,從乙中取出450克鹽水,放入甲中混合成濃度為8.2%的鹽水,那么乙容器中的濃度是多少? A.9% B.10% C.12% D.9.6% 【答案詳解】運用十字交叉法。設(shè)乙容器內(nèi)溶液濃度為x。 甲: 4% x-8.2% 150 8.2% 乙: x 4.2% 450 例題8:現(xiàn)有一種預防禽流感的藥物配置成甲、乙兩種不同濃度的消毒溶液。若從甲中取2100克,乙中取700克,則混合而成的消毒溶液的濃度為3%;若從甲中取900克,乙中取2700克,則混合而成的消毒溶液的濃度為5%。則甲、乙兩種消毒溶液的濃度分別為: A.3%,6% B.3%,4% C.2%,6% D.4%,6% 【答案詳解】應用溶液混合特性原則,不同配比的甲、乙兩種溶液混合后濃度是3%和5%,說明甲、乙中必然有一個濃度小于3%,另外一個濃度大于5%。據(jù)此排除A、B、D,直接選C。 核心要點 溶液問題:濃度=溶質(zhì)÷溶液 溶液問題常見的有兩種,一種是溶液的混合,這種問題用公式解決;另外一種是單一溶液的蒸發(fā)或稀釋,這種題目一般用比例法解決,即利用溶質(zhì)不變進行求解。 |
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