結(jié)晶水合物知識點和考點

盧勇

在初中化學(xué)中，結(jié)晶水合物的知識點相對較少并且較為分散，是一類難于理解和掌握的物質(zhì)，在處理這類問題時，往往學(xué)生出現(xiàn)一些模糊認(rèn)識。為了讓學(xué)生更好地理解與掌握結(jié)晶水合物，本文對知識點進(jìn)行歸納并對考點舉例分析。

一、結(jié)晶水合物知識

1.結(jié)晶水合物含義

結(jié)晶水是從溶液中結(jié)晶析出時晶體里結(jié)合著一定數(shù)目的水分子，這樣的水分子叫結(jié)晶水，含有結(jié)晶水的物質(zhì)，便叫做結(jié)晶水合物。例如晶堿（Na2CO3·10H2O）等。此類物質(zhì)的命名方法是：先把結(jié)晶水分子個數(shù)念出來，中間用“合”字連接，最后說出鹽的名稱。如晶堿應(yīng)叫“十水合碳酸鈉”，膽礬（CuSO4·5H2O）叫做五水合硫酸銅。根據(jù)定組成定律可知：每種晶體從溶液中結(jié)晶析出時，分子內(nèi)所結(jié)合的水分子個數(shù)是固定的。如硫酸銅從溶液中結(jié)晶析出時，每個CuSO4分子結(jié)合著5個水分子，而不能是別的數(shù)目，故結(jié)晶水合物是純凈物。

2.結(jié)晶水合物結(jié)構(gòu)特點

從結(jié)構(gòu)上看，結(jié)晶水合物A·nH2O中的化合物與水分子之間的結(jié)合力并不強，相對其他分子而言，化合物與水分子間的作用力較弱，當(dāng)給其加熱或在常溫下結(jié)晶水合物就會失去部分或全部結(jié)晶水。如給膽礬加熱，它會失去全部結(jié)晶水，晶堿的風(fēng)化現(xiàn)象也是這一原因。

結(jié)晶水合物加熱或在常溫下能失去部分或全部結(jié)晶水。

任何物質(zhì)溶解于水時都要發(fā)生以下兩個過程，一是物質(zhì)的分子或離子受到水分子的吸引作用向水中擴(kuò)散；二是溶解到水中的溶質(zhì)分子或離子與水分子化合形成水合分子或水合離子的過程。當(dāng)改變外界條件時，從溶液中會析出晶體，有些水合分子或水合離子相對結(jié)合的比較牢固，這樣的微粒從水中結(jié)晶時會克服大量水分子的吸引力作用，將其結(jié)合的水分子隨其結(jié)晶析出，這樣的晶體便會帶有結(jié)晶水。如CuSO4和FeSO4等在從溶液中析出時會帶有結(jié)晶水。而另一些水合分子或水合離子間結(jié)合的不十分牢固，其從溶液里析出時，不能克服大量水分子的吸引力作用，而失去了結(jié)合的水分子，這樣的晶體內(nèi)就不含有結(jié)晶水，如NaCl與KNO3。

3.常見的結(jié)晶水合物

膽礬（或藍(lán)礬）：CuSO4·5H2O，綠礬：FeSO4·7H2O，石膏：CaSO4·2H2O，明礬：KAl（SO4）2·12H2O，晶堿：Na2CO3·10H2O，結(jié)晶水合物還有許多，這里不一一列舉。

4.結(jié)晶水合物的相對分子質(zhì)量和其中的結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算

設(shè)某一結(jié)晶水合物的化合通式A·nH2O，先按化學(xué)式計算出無水物A的相對分子質(zhì)量，再計算出n個水分子的相對分子質(zhì)量和，最后相加，即為結(jié)晶水合物的相對質(zhì)量，亦即為質(zhì)量。至于計算其中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)按下列通用公式進(jìn)行。結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)用w表示：

w=nMr（H2O）Mr（A·nH2O）×100%

5.多個結(jié)晶水合物的分子個數(shù)和相對分子質(zhì)量的表示

要表示一種微粒個數(shù)的多少，需要在其化學(xué)符號的最前面寫上其個數(shù)，但是，結(jié)晶水合物的分子式是由兩部分組成，即應(yīng)把整個化學(xué)式用括號括住，在括號前面寫上個數(shù)，如表示3個膽礬分子，應(yīng)寫成3（CuSO4·5H2O），不可寫成3CuSO4·5H2O。要計算多個結(jié)晶水合物分子的相對分子質(zhì)量，只需算出一個分子的相對分子質(zhì)量，然后乘以個數(shù)。

二、結(jié)晶水合物考點分析

考點1：化學(xué)式

根據(jù)守恒原理建立起結(jié)晶水、結(jié)晶水合物與無水物之間的關(guān)系式，然后依據(jù)相關(guān)量進(jìn)行計算求值。

例1把38%的MgCl2溶液100 g，小心蒸發(fā)掉18.8 g水后，正好形成氯化鎂的結(jié)晶水合物（MgCl2·xH2O），求x的值。

解析依題意知MgCl2的質(zhì)量=100 g×38%，當(dāng)蒸發(fā)掉18.8 g水后，正好形成結(jié)晶水合物MgCl2·xH2O的質(zhì)量是（100-18.8）g ，

因關(guān)系式：

MgCl2 ～MgCl2·xH2O

9595+18x

100 g×38%（100-18.8） g

95100 g×38%=95+18x（100-18.8）g，解得x=6

考點2：結(jié)晶水合物溶解度

結(jié)晶水合物溶解于水時，結(jié)晶水變成了溶劑，它的溶解度一般是指無水物的溶解度。

例2把一定量CuSO4加到60℃的100 g水中，在此溫下充分?jǐn)嚢柽^濾后可得125 g CuSO4·5H2O晶體和77 g濾液，求：

（1）加入CuSO4的質(zhì)量；

（2）60℃時CuSO4的溶解度。

解析本題涉及質(zhì)量守恒定律、結(jié)晶水合物化學(xué)式和溶解度計算的綜合題。求解過程中，需要首先依據(jù)質(zhì)量守恒定律可以求出加入CuSO4的質(zhì)量是：

125 g+77 g-100 g=102 g

那么77 g濾液中含有CuSO4的質(zhì)量是：

102 g-125 g×Mr（CuSO4）Mr（CuSO4·5H2O）=102 g-125 g×160250=22 g

再設(shè)60℃時CuSO4的溶解度是s，因為

s100 g=22g（77-22）g，解得s=40 g

例3某結(jié)晶水合物的化學(xué)式是R·mH2O，它的相對分子質(zhì)量是M，在t℃時，a g該結(jié)晶水合物溶于b g水達(dá)到飽和，在此溫度下，溶質(zhì)R的溶解度是（）。

A.a/（b+a）×100

B.＼[100a（M-18n）＼]/（bM+18an）

C.＼[a（M-18n）＼]/（bM+18n）

D.＼[a（M-18n）＼]/（M+n）

解析設(shè)t℃時，R的溶解度是s，那么

s100=（M-18n）/M×a gb g+（18n/M）×ag

解得s=＼[100a（M-18n）＼]/（bM+18an）g

所以答案選B。

例4在20℃時，將57.2 g的晶堿溶解在62.6g水中恰好配成飽和溶液，求Na2CO3在20℃時的溶解度。

解析晶堿中的結(jié)晶水溶解于水后進(jìn)入水中，是溶劑組成的成分，故要按步驟計算。

57.2 g Na2CO3·10H2O中結(jié)晶水的質(zhì)量是：

57.2×10Mr（H2O）Mr（Na2CO3·10H2O）×100%

=57.2 g×180286×100%=36 g

則其中含Na2CO3質(zhì)量為57.2 g-36 g=21.2 g。由溶解度定義可得（設(shè)在20℃時Na2CO3溶解度為s）：21.2 g（36+62.6）g=s100 g

解得s=21.5 g

考點3：結(jié)晶水合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

結(jié)晶水合物溶于水時，溶質(zhì)是無水物，它的溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

wB=m無水物m溶劑+m結(jié)晶水合物×100%

例525 g CuSO4·5H2O溶解于75 g水中，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.

解析結(jié)晶水合物CuSO4·5H2O溶解于水后完全形成水合離子，這時在溶液中的溶質(zhì)是CuSO4，不再是CuSO4·5H2O，所以結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水在溶解后進(jìn)入溶劑，不再是溶質(zhì)的組成成份，所以要先把結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水質(zhì)量求出，然后再求出在水溶液中的真正溶質(zhì)的質(zhì)量，最后利用公式求得此溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

25克膽礬中結(jié)晶水質(zhì)量為：

25 g×5H2OCuSO4·5H2O×100%

=25 g×90250×100%=9 g

故所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

25 g-9 g25 g+75 g×100%=16%

（收稿日期：2017-01-10）endprint