含结晶水晶体析出的计算
结晶操作的基本计算
热量衡算
令r结晶=r3-r2
W(I-i3)=mr结晶+Fcp(t1-t3)+Q
r结晶:溶液的结晶焓，J/kg
F:进料质量/kg
ω1:进料溶液中的溶质质量分数
m:晶体质量/kg ω2:晶体中溶质质量分数
W:结晶器中蒸发出的水分质量/kg
ω3:母液中的Q=WI+mi2+(F-W-m)i3
Q:外界对控制体的加热量
I:蒸出蒸汽的焓/J·kg-1
i1:单位质量进料的焓
i2:单位质量晶体的焓
结晶操作的基本计算
过程分析
• 由投料的溶质初始浓度、最终温度下的溶解度、蒸发水量，就可以计算结晶 过程的晶体产率。因此，料液的量和浓度与产物的量和浓度之间的关系可由 物料衡算和溶解度决定。 溶液中溶质结晶焓变化=相变化+物质浓缩的焓变化。 溶液结晶过程中，生成单位质量溶质晶体所放出的热量称为结晶热。
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单位质量晶体在溶液中溶解时所吸收的热量为溶解热。
溶液浓度相等的相平衡条件下，结晶热=-溶解热。许多物质的稀释热相比很 小，因此结晶热≈-溶解热 结晶器内流动情况 传热、传质速率 结晶速率、产品纯度、外观质量（~为 影响）
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Back
物料衡算
结晶器的进出物流
物料衡算
Fω1=mω2+(F-W-m) ω3
溶解度计算
综合 1.某学生在 ℃时取 某学生在10℃时取100 g水配制成氯化钾的饱和溶液，又取 水配制成氯化钾的饱和溶液， 某学生在 水配制成氯化钾的饱和溶液 又取50g 水加入35.4g硝酸钠配成溶液，然后将两种溶液混合，发现有晶 硝酸钠配成溶液， 水加入 硝酸钠配成溶液 然后将两种溶液混合， 体析出。已知10℃ 氯化钾、硝酸钠、氯化钠、 体析出。已知 ℃时，氯化钾、硝酸钠、氯化钠、硝酸钾的溶 解度依次为31g、80g、35.8g、20.9g。通过计算可推断出析出的 解度依次为 、 、 、 。 晶体是 D A．氯化钾 ． B．硝酸钠 ． C．氯化钠 ． D．硝酸钾 ． 2.已知某盐在不同温度下的溶解度 见下表 ， 若把质量分数为 已知某盐在不同温度下的溶解度(见下表 已知某盐在不同温度下的溶解度 见下表)， 若把质量分数为22 ％的该盐溶液由 6 0℃逐渐冷却，则开始析出晶体的温度应在D ℃
例题 2.在t℃时，某物质 的溶液若恒温蒸发 某物质A的溶液若恒温蒸发 水，析出 无水晶体； 的溶液若恒温蒸发10g水 析出2g无水晶体 无水晶体； 在℃ 若恒温蒸发20g水，析出 无水晶体，下列说法正确的是 C 无水晶体， 若恒温蒸发 水 析出5g无水晶体 A．t℃时，原溶液是饱和溶液 ．℃ B. t℃时，A物质的溶解度为 ℃ 物质的溶解度为20g 物质的溶解度为 C．t℃时，A物质的溶解度为 ．℃ 物质的溶解度为30g 物质的溶解度为 D. t℃时，A物质的溶解度为 ℃ 物质的溶解度为25g 物质的溶解度为 3.某温度下，在100g水中加入 某温度下， 水中加入mg CuSO4或加入 或加入ng CuSO4·5H2O， 某温度下 水中加入 ， 均可使溶液恰好达到饱和， 均可使溶液恰好达到饱和，则m与n的关系为 与 的关系为 m＝ 1600n/(2500+9n) ＝
2019届高考化学最有效的解题方法难点【14】结晶水合物的析出(含答案)
2018高考化学最有效的解题方法难点14 结晶水合物的析出溶液中晶体的析出是初中学习的内容，初中学习时要求低，不能满足于高考的需要，因此有必要深入学习。
●难点磁场 请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。
t ℃时向a g 饱和Na 2CO 3(aq)中加入1.06 g 无水Na 2CO 3，搅拌后静置，冷却到原温度，结果溶液全部变为晶体(Na 2CO 3·10H 2O)。
求：[:(1)S(Na 2CO 3)与a 的关系式，S=_____________(S 代表溶解度)。
(2)a 的取值范围。
●案例探究[例题]已知某温度下，无水Na 2CO 3的溶解度是10.0 g/(100 g 水)。
在该温度下，向足量的饱和Na 2CO 3(aq)中加入1.06 g 无水Na 2CO 3，搅拌后静置。
试求最终所得晶体的质量。
[:知识依托：溶解度的概念和计算。
错解分析：常见错解有三：一是忽略析出的碳酸钠晶体中含有结晶水，二是不知道析出的碳酸钠晶体中含多少结晶水，三是认为析出的碳酸钠晶体中只含有1.06 g 碳酸钠和相应的结晶水。
解题思路：解答本题有两种方法，一是过程思维法，二是终态思维法。
方法1(过程思维法)：先求加入的1.06 g 无水Na 2CO 3形成并析出晶体的质量m 1(Na 2CO 3·10H 2O)及溶液中由此减少的水的质量m 1(H 2O)Na 2CO 3 ～ Na 2CO 3·10H 2O ～ 10H 2O106 g 286 g 180 g1.06 g m 1(Na 2CO 3·10H 2O) m 1(H 2O)m 1(Na 2CO 3·10H 2O)=2.86 g m 1(H 2O)=1.80 g再求溶解在1.80 g 水中Na 2CO 3的质量m 2(Na 2CO 3)，及这些Na 2CO 3析出所形成晶体的质量m 2(Na 2CO 3·10H 2O)和溶液由此而减少水的质量m 2(H 2O)m 2(Na 2CO 3)＝g100g 1.80g 10.0⨯＝0.180 g Na 2CO 3 ～ Na 2CO 3·10H 2O ～ 10H 2O106 g 286 g 180 g 0.180 g m 2(Na 2CO 3·10H 2O) m 2(H 2O)m 2(Na 2CO 3·10H 2O)=0.486 g m 2(H 2O)=0.306 g依次类推，求m 3(Na 2CO 3)及m 3(Na 2CO 3·10H 2O)和m 3(H 2O)，直至所得晶体质量m i (Na 2CO 3·10H 2O)在∑=n i i m1(Na 2CO 3·10H 2O)的和中可以忽略为止。
矿物质结晶水含量计算公式
矿物质结晶水含量计算公式矿物质结晶水是指矿物中含有的水分，它是矿物的一种特殊成分，对于矿物的性质和用途具有重要影响。
矿物质结晶水含量的计算是矿物学研究中的一个重要内容，它可以通过实验方法来确定，也可以通过计算公式来估算。
本文将介绍矿物质结晶水含量的计算公式及其应用。
矿物质结晶水含量的计算公式可以用来估算矿物中结晶水的含量，一般来说，矿物中的结晶水含量可以通过化学分析来确定，但是在一些情况下，我们需要通过计算公式来估算矿物中的结晶水含量。
矿物质结晶水含量的计算公式可以通过矿物的化学成分来确定，一般来说，矿物中的结晶水含量与矿物中的化学成分有一定的关系，通过这种关系，我们可以建立起矿物质结晶水含量的计算公式。
矿物质结晶水含量的计算公式一般可以表示为：结晶水含量（%）=（分子量/分子量H2O）×100%。
其中，分子量为矿物的化学成分的分子量，分子量H2O为水的分子量。
通过这个公式，我们可以根据矿物的化学成分来估算矿物中的结晶水含量。
在实际应用中，我们可以通过化学分析来确定矿物中的化学成分，然后根据这些化学成分来计算矿物中的结晶水含量。
通过这种方法，我们可以比较准确地估算矿物中的结晶水含量，这对于矿物学研究和矿产资源的开发具有重要意义。
矿物质结晶水含量的计算公式可以应用于多种类型的矿物，不同类型的矿物具有不同的化学成分，因此它们的结晶水含量也会有所不同。
通过矿物质结晶水含量的计算公式，我们可以比较准确地估算不同类型矿物中的结晶水含量，这对于矿物学研究和矿产资源的开发具有重要意义。
除了矿物质结晶水含量的计算公式，我们还可以通过一些实验方法来确定矿物中的结晶水含量，例如热重分析法、红外光谱法等。
这些方法可以通过实验手段来确定矿物中的结晶水含量，但是在一些情况下，我们需要通过计算公式来估算矿物中的结晶水含量，这时矿物质结晶水含量的计算公式就显得尤为重要。
总之，矿物质结晶水含量的计算公式是矿物学研究中的一个重要内容，它可以通过矿物的化学成分来确定矿物中的结晶水含量，通过这种方法，我们可以比较准确地估算矿物中的结晶水含量，这对于矿物学研究和矿产资源的开发具有重要意义。
有关结晶水的计算
D.向样品中加入足量的稀盐酸，充分反应，将生成的气体全部通入到足量Ba(OH)2溶
液中，过滤、洗涤、烘干，得b g固体
4、、将8.34 gFeSO4·7H2O样品隔绝空气加热脱水，其热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）见右图。下列说法正确的是（D）
（2）步骤②中晶体应放在_（填仪器名称）中灼烧，灼烧后得到的固体应为___________(填化学式)。
（3）步骤③所用的溶液可能是；
（4）步骤④主要包括：加入足量硝酸银溶液→→→晾干→称量；
（5）若组成符合通式，则可以计算x的物理量组合是____（填序号）。
A．a、bB．a、cC．b、cD．a、b、c缺一不可
A．FeSO4·7H2O晶体中有4种不同结合力的水分子
B．在100℃时，M的化学式为FeSO4·6H2O
C．在200℃时，N的化学式为FeSO4·3H2O
D．380℃的P加热至650℃的化学方程式为：
5、 碱式氯化铜（Cupric Chloride，不溶于水的绿色结晶）是一种农药，分子式：CuCl2·3Cu(OH)2·xH2O(x=1/2，1，2)。为验证其组成并确定X值，某学生设计了以下几步实验：
②加入锌粉的目的是________。
③写出步骤三中发生反应的离子方程式：。
④实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中，若加入的KMnO4的溶液的量不够，则测得的铁含量__________。(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
(2)结晶水的测定
将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110℃，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。请纠正实验过程中的两处错误；_______；
溶液“三度”的计算
溶液“三度”的计算（472000）河南省三门峡市陕县一高教研室 胡文强 Emil:qiangwenhu@中学阶段关于溶液浓度的计算包括溶解度（s ）、质量百分比浓度（w ）和物质的量浓度（c ），“三度”从不同角度体现了溶质浓度的大小，是溶液中化学反应定量计算的基础，是高考的考点，也是教学的重点。
抓住各类溶液的属性和典型的计算公式，并考虑相互之间的转化关系，巧妙的设计过程，是解好这类题的关键。
一、知识点1、对于饱和溶液：质量分数和溶解度之间存在如下关系：wss =+100（1）如果是降温结晶，析出物不含结晶水，设较高温度时某溶质的溶解度为S 2，较低温度时溶解度为S 1，则a 克该溶液由高温降低至低温时析出晶体的质量m 应满足下面关系式：am s s s =+-212100(2) 若为蒸发结晶，析出物不含结晶水，设某温度下，某溶质的溶解度为s ，该溶液蒸发a 克水并降至原温度后析出的晶体质量m 应满足下列关系式：am s =1002、质量分数（w ）和物质的量浓度(c )之间存在如下关系：Mdw L ml c ⨯⨯=)/1000(式中d 的单位是g/ml ,M 为溶质的摩尔质量，1000的单位为mL/L 才能保证物质的量浓度c 的单位是mol/L ，使左右两边量纲统一。
3、饱和溶液中加入不含结晶水的固体溶质m 克，析出含有结晶水的晶体n 克，则（n-m ）g 为原饱和溶液减少的质量。
4、掌握常见的几种溶液密度与质量分数之间的关系：对于硫酸、硝酸、盐酸等溶液质量分数越大，密度越大，而对氨水、酒精等溶液溶质的质量分数越大，密度越小。
对于不熟悉的溶液一定要注意题给信息，迁移为熟悉的硫酸和氨水溶液。
二、典例分析 [例题组1].（1） t 1O C 时硝酸钾的溶解度为S 1克，t 20C 硝酸钾的溶解度为S 2克，将a 克t 20C 时的硝酸钾溶液降温到t 10C ，硝酸钾的溶质质量（克）将变为解析：运用公式：am s s s =+-212100求得：析出晶体的质量为：212100)(s s s a m +-=；则硝酸钾溶液的质量将变为：212100)(s s s a a +--;（2） 某温度下，甲、乙两个烧杯中各盛有100 g 相同浓度的KCl 溶液，现将甲烧杯中的溶液蒸发掉35gH 2O ，析出晶体5g ；乙烧杯中的溶液蒸发掉45gH 2O ，析出晶体10g 。
有关溶液中溶质析出的计算
有关溶液中溶质析出的计算溶液中溶质析出的计算是中学化学内容的重点，现把其中两种难点分析如下，仅供大家参考。
一、结晶水合物析出的计算求析出结晶水合物的质量，常有两种思维：（1）过程思维：按晶体析出分过程计算的一种方法，思维朴素易接受，但计算量大；（2）终态思维：摒弃晶体析出过程，直接由最终结果计算的方法，优点是计算量相对较小。
例1已知某温度下，无水Na2CO3的溶解度是10.0 g/（100 g 水）。
在该温度下，向足量的饱和Na2CO3（aq）中加入1.06 g无水Na2CO3，搅拌后静置。
试求最终所得晶体的质量。
解析解答本题有两种方法，一是过程思维法，二是终态思维法。
方法1（过程思维法）先求加入的1.06 g无水Na2CO3形成并析出晶体的质量m1（Na2CO3·10H2O）及溶液中由此减少的水的质量m1（H2O）Na2CO3～Na2CO3·10H2O～10H2O106 g 286 g 180 g1.06 g m1（Na2CO3·10H2O）m1（H2O）m1（Na2CO3·10H2O）=2.86 gm1（H2O）=1.80 g再求溶解在1.80 g水中Na2CO3的质量m2（Na2CO3），及这些Na2CO3析出所形成晶体的质量m2（Na2CO3·10H2O）和溶液由此而减少水的质量m2（H2O）m2（Na2CO3）=10.0 g×1.80 g100 g=0.180 gNa2CO3～Na2CO3·10H2O～10H2O106 g 286 g 180 g0.180 gm2（Na2CO3·10H2O）m2（H2O）m2（Na2CO3·10H2O）=0.486 g m2（H2O）=0.306 g依次类推，求m3（Na2CO3）及m3（Na2CO3·10H2O）和m3（H2O），直至所得晶体质量mi（Na2CO3·10H2O）在ni=1mi（Na2CO3·10H2O）中可以忽略为止。
三大实验--结晶水合物中结晶水含量的测定
m1 m 2 160 x m 2 m 0 18
六、误差分析
学生讨论
结晶水没有完全逸出
偏小，因为减少的质量小于结晶水实际的质量。
没有放在干燥器中冷却
偏小，在空气中冷却，会吸收水蒸气，使 得减少质量小于结晶水的实际质量。 加热时晶体爆溅 偏大，溅出的晶体质量被当作逸出的结 晶水的质量。
一、实验原理
CuSO4· xH 2O CuSO4 xH 2O
△
1mol xmol
加热晶体至晶体完全失去结晶水，固体前后质量差就 是结晶水的质量。计算公式：
mH 2O nH 2O 160mH 2O 18 x nCuSO 4 mCuSO4 18mCuSO4 160
需要测定：无水硫酸铜的质量和结晶水的质量
CuO
黑色
加热温度过高，硫酸铜发生分解，会影响测定结果
6、加热时质量未至恒重就停止
偏小
7、加热后坩埚未放在干燥器中冷却
偏小
8、晶体中混有受热不分解的杂质
偏小
9、坩埚中有受热不分解的杂质
无影响
10、硫酸铜晶体中混有碳酸钠晶体（Na2CO3· 10H2O）
偏大
11、硫酸铜晶体中混有氢氧化铜（Cu(OH)2）
250 C CuSO4 xH 2O CuSO4 xH 2O m(CuSO 4) m( H 2O) : 1: x M (CuSO 4) M ( H 2O)
复习：⒉什么是恒重操作？为什么要引入恒重操作？
恒重操作： 在完成第一次加热、冷却、称量后，再进行第 二次加热、冷却、称量；……。直到连续两次称量 的结果相差不超过0.001 g为止。
防止重新吸水
二、实验原理
任务分析
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含结晶水晶体的析出量计算
我曾看见这样一个问题：已知温度T时，硫酸铜的溶解度为d克，问，在温度T的饱和硫酸铜溶液中，加入无水硫酸铜m克,搅拌，静置，析出硫酸铜的晶体n克，求m、n的关系（或，能析出多少克硫酸铜的晶体？）。
关于这个问题，其实，对于其它能从其过饱和水溶液中，定量析出含结晶水晶体的物质，都可以归纳为这一类问题。
下面，我们就以硫酸铜为例进行分析：
已知：无水硫酸铜（CuSO4）的摩尔质量a≈160g; 五水硫酸铜（CuSO4．5H2O）摩尔质量b≈250g; 5个摩尔的结晶水质量c=5×8=90g;在温度T时，硫酸铜的溶解度为d克（g/100g 水）。
1、m克无水硫酸铜，加入硫酸铜饱和溶液中，溶解、结晶，一定会析出硫酸铜含量与m克
无水硫酸铜相当的五水硫酸铜，其质量为m×b／a;其结晶水的质量为m×c／a。
2、m克无水硫酸铜的加入，析出晶体，从原饱和溶液中析出质量为m×c／a的溶剂，原饱
和溶液变为过饱和溶液，会继续从溶液中析出五水硫酸铜晶体。
设该部分析出的五水硫酸铜晶体有x克。
则析出的硫酸铜晶体总量n=m×b／a + x克。
3、从过饱和溶液中继续结晶析出的溶质（CuSO4）与所有结晶体中结晶水（溶剂）之比，应
符合硫酸铜在温度T时溶解度的定义（d g/100g水）。
列式：
（x-x*c/b）/(m*c/a+x*c/b)=d/100 整理得x=b*c*d*m/a(100b-100c-c*d)
4、把x=b*c*d*m/a(100b-100c-c*d)代入式n=m×b／a + x= m×b／a + b*c*d*m/a(100b-100c-c*d)整理得结论：
n=m×b／a + x=【b／a + b*c*d/a(100b-100c-c*d)】m。