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溶液的配制問題分析

生活 更新时间:2024-07-19 23:20:13

小學生學習百分數的時候會遇到濃度問題,這是個學習的難點。今天我們就來攻克它。下面請看一道經典例題。

[題] 理發館裡難道也要用到代數嗎?事實上這種情形的确是有的。我證實這一點的經過是這樣的:有一天我在理發館裡,店主走到我的身邊,向我提出一個意料不到的問題:

“你能不能夠幫助我們解決一個把我們搞得沒辦法了的問題呢?”

“已經為它糟蹋掉好多墨水了!”另外一位插嘴說。

“怎樣一個題目呢?”我發問了。

“我們有兩種過氧化氫的溶液——30%的和3%的。要想将它們混合起來,做成12%的溶液。可是求不出合适的比例來。”

他們給我一張紙,要我把這比例算出來。

這題目做起來顯得很簡單。究竟怎樣做法呢?

[解] 本題也可以用算術方法做,可是這兒還是利用代數的語言更來得簡單些,迅速些。假設要做成12%的混合液,得用x克3%的溶液和y克30%的溶液。在前一份裡面的純淨過氧化氫有0.03x克,在後一份裡面有0.3y克,一共是

0.03x 0.3y

這樣得出來的是x y克的溶液,裡面含有0.12 (x y)克的純淨過氧化氫。就得到一個方程式:

0.03x 0.3y=0.12(x y)

用100乘方程式的各項并且去括弧,得到:

3x 30y=12x 12y

由此

18y=9x 而x:y=18:9即x:y=2:1

這就是說3%的溶液與30%的溶液應該照2:1的比例來混合。

驗算:取兩公斤3%的溶液和一公斤30%的溶液。裡面所含的純淨過氧化氫一共是

0.03·2000 0.3·1000=60 300=360克

在三公斤(3000克)混合液裡面有着360克的過氧化氫:它所占的百分比是

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)1

[點評]“在理發館裡”這道題目取材于蘇聯科普作家别萊利曼的經典之作《趣味代數學》。題目裡提到的過氧化氫溶液就是雙氧水,分子式:H₂O₂,為無色澄明液體;無臭或有類似臭氧的臭氣;遇氧化物或還原物即迅速分解并發生泡沫,遇光易變質。适用于化膿性外耳道炎和中耳炎、文森口腔炎、齒龈膿漏、扁桃體炎及清潔傷口。

雙氧水洗傷口的注意事項:

1.雙氧水隻能用于外用消毒,不能口服。

2.不能使用高濃度的雙氧水進行傷口消毒,以防灼傷皮膚及患處,一般是用3%的醫用雙氧水進行消毒。

3.使用雙氧水清洗傷口後要用清水或者生理鹽水再沖洗一遍,防止傷口感染。

列方程式的依據是找出題目涉及的量之間的等量關系。

我們都知道,将糖溶于水就得到了糖水,其中糖叫溶質,水叫溶劑,糖水叫溶液。如果水的量不變,那麼糖加得越多,糖水就越甜,也就是說,糖水甜的程度是由糖(溶質)與糖水(溶液=糖 水)二者重量的比值決定的,這個比值就叫糖水的含糖量或糖含量。類似地,酒精溶于水中,純酒精與酒精溶液二者重量的比值就叫酒精含量。溶質、溶劑、溶液及溶質含量有如下基本關系:

溶液重量=溶質重量 溶劑重量,

溶質含量=溶質重量÷溶液重量,

溶液重量=溶質重量÷溶質含量,

溶質重量=溶液重量×溶質含量。

溶質含量通常用百分數表示。

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)2

本題列方程式的等量關系是溶質相等,用到了溶質重量=溶液重量×溶質含量這個基本公式。溶質含量就是百分比濃度。

列方程式還需要掌握百分數轉化為小數的知識點。我們來看看數學老師總結的相關知識點吧。

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)3

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解決濃度問題最基本的方法是方程法。通過方程法的大量實踐,和對解題過程的觀察與思考,數學老師總結出了“十字交叉法”,幫助同學提高做題的速度和正确率。

我們思考一下在理發館裡這道題,方程的系數18和9是怎麼來的。

18=30-12,而9=12-3

讓我們來看看源于方程法的“十字交叉法”吧。

這個方法有兩種形式,但本質上是一樣的。

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)6

這個方法确實在計算上帶來了很大的便利性。

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)7

上圖是“十字交叉法”的公式。

濃度問題常見的類型

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)8

130 克含鹽 5% 的鹽水,與含鹽 9% 的鹽水混合,配成含鹽6.4% 的鹽水,這樣配成的 6.4% 的鹽水有多少克?

解答:

【方法一(方程法)】設需要加入 x 克濃度為 9% 的鹽水,可滿足條件,則依據溶質相等得方程:

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)9

所以需要加濃度為 9% 的鹽水 70 克,混合後濃度為 6.4% 的鹽水為 200克。

【方法二(算術法)】130 克溶液中的含鹽量從 5% 增加到了 6.4%,增加了:

130 × (6.4% − 5%) = 1.82(克),

而這些正是由 9% 的鹽水濃度降為 6.4% 時析出的鹽補充的,所以 9% 的鹽水質量為:

1.82 ÷ (9% − 6.4%) = 70(克).

這樣,可得配成的總鹽水為:

130 70 = 200(克).

【方法三(十字交叉法)】利用公式,可知要加入 9% 的鹽水:

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)10

所以需要 9% 的鹽水 70 克,混合後濃度為 6.4% 的鹽水為 200 克。

還有一種題型是增加溶質,溶劑不變,利用濃度公式求解(注意溶液也增加了)。

例如,有40千克濃度8%的鹽水,加鹽後,鹽水濃度變為20%,求增加的鹽的質量。

設增加鹽x千克,加鹽後溶液濃度變成20%,根據濃度公式

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)11

可得

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解得x=6

加濃問題還可以看成是原溶液與濃度為100%的溶液進行混合,使用十字交叉法。

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)13

2.稀釋、蒸發問題

溶質不變,溶液減少或增加,以溶質為基準利用濃度公式求解;其中稀釋問題還可以看成是原溶液與濃度為0的溶液進行混合,使用十字交叉法。

例如,有40千克濃度8%的鹽水,蒸發水後鹽水濃度變為20%,求蒸發的水的質量。

設蒸發水x千克,蒸發後溶液濃度變為20%

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)14

解得x=24

3.混合問題

兩種或多種溶液混合,以溶質或溶劑為基準利用濃度公式求解,常用十字交叉法。

真題精講

要把30%的甲種食鹽溶液和20%的乙種食鹽溶液混合,配成24%的食鹽溶液500克,則甲、乙兩種溶液各取( ).(2008-1)

A.180克,320克 B.185克,315克

C.190克,310克 D.195克,305克

E.200克,300克

解析:

設甲的量是x克,乙為(500-x)克,則,

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)15

x=200,故甲200克,乙300克.選E.

秒殺技巧:

混合後濃度是24%,利用“十字交叉法”可得,

溶液的配制問題分析(徹底攻克濃度問題)16

所以甲的量:乙的量=4%:6%=2:3,而已知共500,故甲200克,乙300克.

4.置換問題

一般是用溶劑等量置換溶液,可以記住結論:原來溶液v升,倒出m升,再補充等量的溶劑(水),則濃度為原來的(v-m)÷v

例題:

一瓶濃度為20%的消毒液倒出2/5後,加滿清水,再倒出2/5後,又加滿清水.此時消毒液的濃度是多少?

例題解析:

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答:濃度是7.2%。

最後介紹一下比例法解濃度問題。

例 倉庫運來含水量為90%的一種水果100千克,一星期後再測,發現含水量降低到80%。現在這批水果的總重量是多少千克?

分析與解:可将水果分成“水”和“果”兩部分。一開始,果重

100×(1-90%)=10(千克)。

一星期後含水量變為80%,“果”與“水”的比值為

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因為“果”是不變量,始終是10千克,可求出此時“水”的重量為40千克,

所以總重量是10 40=50(千克)。

科學尚未普及,媒體還需努力,感謝閱讀,再見。

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