内容正文:
3.3溶解度曲线
学习目标
重难点
1.知道溶解度的两种不同呈现形式-溶解度曲线和溶解度表;
2.能运用溶解度曲线解决问题
重点:知道晶体和结晶的概念并掌握结晶的原理、方法及其应用范围。
知识01 溶解度曲线
1.溶解度曲线:溶解度曲线表示某物质在不同温度下的溶解度随温度变化的情况。
2.溶解度曲线的意义:
(1)点s(g/100g水)
t(℃)
t2
t1
O
m3
m4
m1
m2
B
c
a
b
A
①曲线上的点:表示对应温度下该物质饱和溶液的溶解度。如,右图中a表示A物质在t1℃时溶解度为m1g。
②曲线上方的点:表示在对应温度下该物质的饱和溶液中存在不能继续溶解的溶质。如右图中b表示在t1℃时,A的饱和溶液中有(m2-m1)g未溶解的溶质。
③曲线下方的点:表示在对应温度下该物质的不饱和溶液。
④两条曲线的交点:表示两种溶质在统一温度下具有相同的溶解度。
(2)线
(
S(g)
t(℃)
C
B
A
O
)①大多数固体物质溶解度随温度升高而增大,如右图中A物质,表现为“陡升型”,如KNO3等大多数固体物质;
②少数固体物质溶解度受温度影响很小,如图中B物质,表现为“缓升型”,如NaCl等少数固体物质;
③极少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如图中C物质表现为“下降型”,如气体及Ca(OH)2等极少数固体物质。
(
S(g)
t(℃)
A
O
)(3)面
如图曲线A左边的是A物质的过饱和溶液区域,升温将多余的溶质溶解,可形成饱和溶液,右边是A物质的不饱和溶液区域,降温溶液将转化为饱和溶液。
3.溶解度曲线的应用
(1)溶解度曲线上的每一点,代表着某温度下某物质的溶解度,因此利用溶解度曲线可以查出某物质在不同温度下的溶解度,并根据物质的溶解度判断其溶解性;
(2)可以比较在同一温度下不同物质溶解度的相对大小;
(3)从溶解度曲线上的交点,可以判断哪些物质在该点所示的温度下具有相同的溶解度。
(4)根据溶解度曲线的形状走向,可以看出某物质的溶解度随温度的变化情况。并根据此情况可以确定从饱和溶液中析出晶体或进行混合物分离提纯的方法以及饱和溶液和不饱和溶液之间转化的方法。
例如:某物质的溶解度曲线“陡”,表明该物质溶解度随温度变化明显,提纯或分离该物质时适合采用降温结晶法。某物质溶解度曲线“平缓”,提纯或分离该物质时适合采用蒸发溶剂法。
(1)对于所有固体溶质的溶液,都可用“蒸发溶剂法”;
(2)对于形如的溶质的溶液,还可用“降温结晶法”;t/℃
溶解度/g
(3)对于形如的溶质的溶液,一般只采用“蒸发溶剂法”;
(4)对于形如的溶质的溶液,还可用“升温结晶法”。
(5) 利用溶解度曲线可以确定一定质量的某物质的饱和溶液降温时析出晶体的质量。
例1(2021·上海静安·一模)如图是M、N两种固体物质(不含结晶水)的溶解度曲线,下列说法错误的是( )
A.图中A点表示两种物质在t℃时溶解度相等
B.M中含有少量N,通常采用降温结晶的方法提纯M
C.t1℃时分别将M、N饱和溶液升温到t2℃,所得溶液的溶质质量分数相等
D.t1℃时,M溶液恒温蒸发10g水析出1g晶体,再恒温蒸发20g水析出2g晶体
【变式1-1】(不定向)(2023·上海崇明·统考二模)现有t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的饱和溶液,将其均降温到t1℃,对所得溶液的描述正确的是
A.溶质质量分数:乙>甲=丙
B.溶液质量:乙>甲>丙
C.溶剂质量:丙>乙>甲
D.溶解度:乙>甲=丙
知识02物质从溶液中析出
1.晶体:具有规则几何形状的固体叫做晶体,如:氯化钠晶体、硫酸铜晶体等。
【注意】①不是所有的固体都是晶体,如:面粉;
②有些晶体中含有结晶水,如:硫酸铜晶体CuSO4·5H2O
2.结晶:形成晶体的过程叫做结晶,如海水晒盐等。
3.常用的结晶方法:
(1)蒸发溶剂:溶解度受温度影响变化比较小的固体物质,如:氯化钠等;
(2)冷却热饱和溶液(降温结晶):溶解度受温度影响比较大的固体物质,如:硝酸钾等。
4.分离可溶性固体形成的混合物的方法及步骤:
(1)蒸发溶剂:提纯“缓升型”物质,如:氯化钠中混有少量的硝酸钾;
操作步骤:溶解→蒸发→过滤→洗涤、干燥
(2)降温结晶:提纯“陡升型”物质,如:硝酸钾中混有少量的氯化钠;
操作步骤:溶解→加热浓缩(加热溶液至饱和)→冷却热饱和溶液(降温结晶)→过滤→洗涤、干燥
例1(上海浦东新·一模)20℃时KCl的溶解度是34g/100g水,按如图所示进行操作(整个过程中无溶剂损失)。以下说法正确的是
A.甲和丙都是KCl的饱和溶液
B.丁中溶液的溶质质量分数为34%
C.溶液中溶质质量大小的关系是:甲>丙=丁
D.若乙溶液恰好饱和,则40℃时KCl的溶解度为40g/100g水
【变式1-1