图解浓度十字交叉法:小学配比问题一学就会:典型例题精讲
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2025-12-21
浓度配比:图解十字交叉法,看透混合的秘密
💡 阿星解密:为什么公式长这样?
想象一下,你要调制一杯10%浓度的盐水,手头只有一罐很咸的浓盐水(15%)和一桶淡淡的稀盐水(5%)。该怎么混合呢?阿星有一个绝妙的工具——十字交叉法。它就像一个配方天平,能快速告诉你需要取多少浓盐水和多少稀盐水。
👀 看图说话:浓度天平
关键点拨:
看图中的两条虚线!从浓盐水(15%)到目标(10%),浓度降低了 5;从稀盐水(5%)到目标(10%),浓度升高了 5。这两个“差”就是十字交叉法的核心。慢动作回放一下:想要把高浓度“拉低”到目标,就需要用低浓度去“稀释”。要混合出的总质量中,浓盐水和稀盐水的“质量比”,恰好等于它们各自与目标浓度“距离差”的反比。这里两个距离差都是5,所以质量比就是1:1。那个“看不见的数字”不是浓度本身,而是每种溶液与目标浓度之间的差值,它决定了你需要多少质量来平衡。
🔥 三级跳挑战:从陷阱到精通
【母题演示】用30克盐,配制出浓度为10%的盐水,需要加水多少克?
阿星的显微镜
盐就是浓度为100%的“纯溶质”,水是浓度为0%的“纯溶剂”。我们要配10%的盐水。
标准算式(十字交叉法):
纯盐(100%) → 差值为:100 - 10 = 90
纯水(0%) → 差值为:10 - 0 = 10
因此,盐与水的质量比 = 10 : 90 = 1 : 9。
已知盐有30克,对应的是“1份”,所以“9份”的水就需要:30 × 9 = 270克。
【易错陷阱】将20%的盐水100克和5%的盐水200克混合后,再蒸发掉50克水,最后的浓度是多少?
阿星的避雷针:
大多数人会怎么错:先算混合浓度 (20%×100 + 5%×200) / (100+200) ≈ 10%,然后错误地认为蒸发水不影响溶质,所以浓度还是10%,或者错误地用10%直接去计算蒸发后的新浓度。
图解陷阱:这里有两步操作:①混合和②蒸发。十字交叉法(或混合公式)只能完美解决第一步“混合”,因为它处理的是质量守恒。第二步“蒸发”改变了溶液总质量,但溶质质量没变,需要用新总质量重新计算浓度。不能把两步搅在一起。
正确思路:
1. 混合:溶质总量 = 100×20% + 200×5% = 20 + 10 = 30克。溶液总质量 = 100+200=300克。混合后浓度 = 30/300 = 10%。
2. 蒸发:蒸发掉50克水,溶质仍是30克,但溶液总质量变为 300 - 50 = 250克。
3. 最终浓度 = 30 / 250 = 12%。
【高手进阶】阿星要用75%的医用酒精配制500毫升浓度为45%的消毒酒精。他发现75%的酒精密度约为0.85克/毫升,水密度为1克/毫升。他需要取多少克75%的酒精?
思维迁移:这题把体积和质量搅在一起了,是常见的生活应用难点。核心模型依然是浓度配比十字交叉法,但必须统一到“质量”上操作。因为浓度是“溶质质量/溶液质量”,与体积无关。所以,先要明确最终目标:是配制出总质量为多少的45%的酒精溶液?然后按质量比计算。
1. 最终溶液总质量未知,但已知最终体积为500ml。这里需要近似计算,假设混合后密度变化不大,近似为0.9克/毫升(取中间值),则最终总质量 ≈ 500 × 0.9 = 450克。
2. 设需要75%酒精的质量为 m 克,则需要加入水的质量为 (450 - m) 克。水浓度为0%。
3. 使用十字交叉法(质量版):
酒精(75%) → 差值:75 - 45 = 30
水(0%) → 差值:45 - 0 = 45
质量比 m(酒精) : m(水) = 45 : 30 = 3 : 2
4. 因此,酒精质量 m = 450 × (3/(3+2)) = 450 × 3/5 = 270克。
📝 阿星的定海神针(口诀):
浓度配比像天秤,轻重远近定乾坤。
十字交叉求比例,质量守恒是根本。
🚀 举一反三:巩固练习
将浓度为30%的糖水80克与浓度为10%的糖水120克混合,混合后的糖水浓度是多少?
(陷阱识别)有含盐15%的盐水400克,要使浓度变为20%,需要加盐多少克?提示:加盐后,溶液总质量和溶质质量都变了。
(生活应用)一种果汁原液浓度为80%,包装说明上建议饮用时按“原液:水 = 1:4”的体积比稀释。稀释后的果汁浓度大约是多少?(忽略体积混合变化)
📚 答案与解析
【答案速查】
- 练习一:18%。解析:总溶质=80×30% + 120×10%=24+12=36克。总溶液=80+120=200克。浓度=36/200=18%。
- 练习二:25克。解析:易错点:不能直接用十字交叉,因为加盐后水的质量没变,但溶液总质量变了。正确思路:原盐水中盐有400×15%=60克,水有340克。加水后,这340克水占新溶液(1-20%)=80%。所以新溶液总质量=340÷80%=425克。因此需要加盐=425-400=25克。
- 练习三:16%。解析:按体积比1:4,可视为1份80%原液与4份0%的水混合。用十字交叉法或直接计算:溶质来自原液,为1×80%=0.8份;总体积为1+4=5份。浓度=0.8/5=16%。
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