浓度母题:混合配比中的不变量

两种不同浓度溶液混合,溶质总量不变。用一元一次方程、方程组都能解,算术「十字交叉法」则是同一等量关系的图示化。

中考经典题型 / 人教版七年级上册 共 3 种解法 · 覆盖 2 个学段

现有浓度为 20%20\% 与浓度为 5%5\% 的两种盐水。要配成浓度为 15%15\% 的盐水 300300 克,两种盐水各需多少克?

答案:20% 盐水取 200200 克,5% 盐水取 100100 克。

前置知识

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必备前置 学本页前须先掌握

适用前提与边界条件

  1. 浓度 = 溶质 ÷ 溶液 × 100%
  2. 混合前后溶质总量与溶液总量分别守恒(不计挥发)

知识地图

一道题,3 条路。小学到初中的工具轮番上场,每一步都只是旧知识的新组合。

两种盐水怎么配
小学 初中 高中 大学 十字交叉法(算术… 比例 · 按比例分配 一元一次方程 一元一次方程 · 百分数 二元一次方程组 二元一次方程组 贯穿的数学思想 方程思想 数形结合 模型思想

解法① 十字交叉法(算术) 小学

核心工具:比例、按比例分配

画十字:左端写两种浓度 20 与 5,中心写目标 15,交叉相减:

- 20−15=520-15=5(对角写向低浓度一侧) - 15−5=1015-5=10(对角写向高浓度一侧)

高、低两种盐水的取量比 =(目标与低浓度之差):(高浓度与目标之差)=(15−5):(20−15)=10:5=2:1=(15-5):(20-15)=10:5=2:1,即 20% 盐水占 23\frac{2}{3}、5% 盐水占 13\frac{1}{3}:

300×23=200 g,300×13=100 g300\times\frac{2}{3}=200\ \text{g},\qquad 300\times\frac{1}{3}=100\ \text{g}

点睛:十字交叉是「溶质守恒」的图示化:浓度差互为反比,一眼读出配比。

体现思想:数形结合、模型思想

解法② 一元一次方程 初中

核心工具:一元一次方程、百分数

设取 20% 盐水 xx 克,则 5% 盐水取 (300−x)(300-x) 克。混合前后盐的质量不变:

20%x+5%(300−x)=15%×30020\%x+5\%(300-x)=15\%\times 300

即 0.2x+15−0.05x=450.2x+15-0.05x=45,0.15x=300.15x=30,x=200x=200。

所以取 20% 盐水 200 克、5% 盐水 100 克。

点睛:「混合前盐的总质量 = 混合后盐的质量」一句话,就是整道题的方程。

体现思想:方程思想

解法③ 二元一次方程组 初中

核心工具:二元一次方程组

设 20% 盐水 xx 克、5% 盐水 yy 克。溶液总量与盐量各守恒:

{x+y=3000.2x+0.05y=45\begin{cases}x+y=300\\ 0.2x+0.05y=45\end{cases}

由第一式 y=300−xy=300-x 代入第二式,同样解得 x=200x=200,y=100y=100。

点睛:两个守恒律对应两个方程——「总量守恒 + 溶质守恒」是混合类问题的天然方程组。

体现思想:方程思想

思想方法总结

七种解法看似不同,背后是同一套思想在反复起作用:

思想 出现在哪些解法 起什么作用
方程思想 一元一次方程、二元一次方程组 —
数形结合 十字交叉法(算术) —
模型思想 十字交叉法(算术) —

生活应用

这类「条件最值」不是考试专属,生活中到处可见:

(待补充)

变式训练

  1. 把 200 g 20% 的盐水稀释成 10%,需要加多少克水? (提示:盐 40 g 不变,稀释后溶液 40÷10%=40040\div 10\%=400 g,加水 200 g。)
  2. 要把 300 g 15% 的盐水变成 25%,需要蒸发掉多少克水? (提示:盐 300×15%=45300\times 15\%=45 g 不变,目标溶液 45÷25%=18045\div 25\%=180 g,蒸发 300−180=120300-180=120 g。)

为什么值得学三种解法

浓度问题的全部秘密藏在一条守恒律里:混合前后,盐的总质量不变。方程解把它直接翻译成等式;方程组版则展示「双守恒」结构;十字交叉法把它压缩成一张图,是算术思维的精华。三种解法难度递减、抽象程度递增,考试时选顺手的,学习时都该走一遍——尤其值得对照十字交叉与方程,看清「图示」背后的代数骨架。

正例与反例

✅ 正例

  • 200 g 20% 盐水含盐 40 g,100 g 5% 盐水含盐 5 g,合计 300 g 溶液含盐 45 g,浓度 45÷300=15%45\div 300=15\%。

❌ 反例

  • 「往 20% 盐水里加 5% 盐水,浓度一定变成 12.5%」错:混合浓度介于 5% 与 20% 之间,具体值由两者的质量比决定。

高频误解与考试易错

  • 浓度取平均想当然:20% 与 5% 混合不等于 12.5%,混合浓度由两种液体的质量加权决定,取多少各占一半才恰好居中
  • 盯错对象:要盯住盐(溶质)的质量列式,水中不含盐,别把水的质量混进溶质
  • 忘检验可行性:解出的两种液体质量必须都是正数,出现负数说明目标浓度配不出来

常见问题

十字交叉法的原理是什么?
它把「溶质守恒」等式移项变形:高、低两种液体的质量比等于「目标浓度与两浓度的差的交叉比」。画一个叉,两端的浓度差互为对方的配比,本质仍是方程。
为什么混合时溶质守恒?
混合只是把两种液体倒在一起搅匀,盐既没增加也没减少,所以混合后的盐 = 两种液体各自带的盐之和。这条守恒律就是所有浓度方程的等量关系。
配出的浓度偏低或偏高怎么调整?
偏低(想更浓)可蒸发水或加盐:蒸发时盐不变、溶液变少;加盐时盐和溶液同时增加。加水稀释则盐不变、溶液变多,浓度按比例下降。
中考怎么考浓度?
基础题考直接混合求配比;进阶题与一次函数、方程组结合(如「加 x 克水浓度变为多少」),或反着问「要配出某浓度至少需要多少浓液」。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)七年级上册 第五章《一元一次方程》
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