結晶水合物知識點和考點

盧勇

在初中化學中，結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，在處理這類問題時，往往學生出現一些模糊認識。為了讓學生更好地理解與掌握結晶水合物，本文對知識點進行歸納并對考點舉例分析。

一、結晶水合物知識

1.結晶水合物含義

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

2.結晶水合物結構特點

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

結晶水合物加熱或在常溫下能失去部分或全部結晶水。

任何物質溶解于水時都要發生以下兩個過程，一是物質的分子或離子受到水分子的吸引作用向水中擴散；二是溶解到水中的溶質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合的比較牢固，這樣的微粒從水中結晶時會克服大量水分子的吸引力作用，將其結合的水分子隨其結晶析出，這樣的晶體便會帶有結晶水。如CuSO4和FeSO4等在從溶液中析出時會帶有結晶水。而另一些水合分子或水合離子間結合的不十分牢固，其從溶液里析出時，不能克服大量水分子的吸引力作用，而失去了結合的水分子，這樣的晶體內就不含有結晶水，如NaCl與KNO3。

3.常見的結晶水合物

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

4.結晶水合物的相對分子質量和其中的結晶水的質量分數的計算

設某一結晶水合物的化合通式A·nH2O，先按化學式計算出無水物A的相對分子質量，再計算出n個水分子的相對分子質量和，最后相加，即為結晶水合物的相對質量，亦即為質量。至于計算其中結晶水的質量分數應按下列通用公式進行。結晶水的質量分數用w表示：

w=nMr（H2O）Mr（A·nH2O）×100%

5.多個結晶水合物的分子個數和相對分子質量的表示

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

二、結晶水合物考點分析

考點1：化學式

根據守恒原理建立起結晶水、結晶水合物與無水物之間的關系式，然后依據相關量進行計算求值。

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

解析依題意知MgCl2的質量=100 g×38%，當蒸發掉18.8 g水后，正好形成結晶水合物MgCl2·xH2O的質量是（100-18.8）g ，

因關系式：

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：結晶水合物溶解度

結晶水合物溶解于水時，結晶水變成了溶劑，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，在此溫下充分攪拌過濾后可得125 g CuSO4·5H2O晶體和77 g濾液，求：

（1）加入CuSO4的質量；

（2）60℃時CuSO4的溶解度。

解析本題涉及質量守恒定律、結晶水合物化學式和溶解度計算的綜合題。求解過程中，需要首先依據質量守恒定律可以求出加入CuSO4的質量是：

125 g+77 g-100 g=102 g

那么77 g濾液中含有CuSO4的質量是：

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

再設60℃時CuSO4的溶解度是s，因為

s100 g=22g（77-22）g，解得s=40 g

例3某結晶水合物的化學式是R·mH2O，它的相對分子質量是M，在t℃時，a g該結晶水合物溶于b g水達到飽和，在此溫度下，溶質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。

解析晶堿中的結晶水溶解于水后進入水中，是溶劑組成的成分，故要按步驟計算。

57.2 g Na2CO3·10H2O中結晶水的質量是：

57.2×10Mr（H2O）Mr（Na2CO3·10H2O）×100%

=57.2 g×180286×100%=36 g

則其中含Na2CO3質量為57.2 g-36 g=21.2 g。由溶解度定義可得（設在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：結晶水合物質量分數

結晶水合物溶于水時，溶質是無水物，它的溶液的溶質質量分數

wB=m無水物m溶劑+m結晶水合物×100%

例525 g CuSO4·5H2O溶解于75 g水中，所得溶液中溶質的質量分數為.

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

25克膽礬中結晶水質量為：

25 g×5H2OCuSO4·5H2O×100%

=25 g×90250×100%=9 g

故所得溶液的質量分數是

25 g-9 g25 g+75 g×100%=16%

（收稿日期：2017-01-10）endprint