内容正文:
第7章 探索溶解现象
01 思维导图
02 考点速记
第1节 物质在水中的溶解
(一)溶液的形成
1.【观察思考】
(1)取少量食高锰酸钾、氯化钠、蔗糖、泥土和食用油,分别放入烧杯中,加适量水,搅拌,静置,观察实验现象。放置一段时间后,再观察实验现象。
实验
实验现象
高锰酸钾加入水中
固体溶解,变成紫红色的液体
食盐加入水中
固体溶解,变成无色透明的液体
蔗糖加入水中
固体溶解,变成无色透明的液体
泥土(或粉笔灰)加入水中
不溶解,得到浑浊的液体,静置后沉淀
食用油加入水中
不溶解,得到浑浊的液体,静置后分层
(2)依据实验现象,哪些物质分散到水中形成均匀、透明的体系?哪些物质以细小的固体颗粒分散到水中?哪些物质以小液滴分散到水中?
实验
均匀性
稳定性
透明性
混合物名称
食盐+水
均一
稳定
透明
溶液
糖+水
均一
稳定
透明
溶液
高锰酸钾+水
均一
稳定
透明
溶液
泥土+水
不均一
不稳定
不透明
悬浊液
油+水
不均一
不稳定
不透明
乳浊液
2.概念
溶解
物质以分子或离子形式分散到另一种物质中的过程,称为物质的溶解。如高锰酸钾、氯化钠和蔗糖等物质加入水中,构成这些物质的离子(如构成氯化钠的钠离子和氯离子)或分子(如构成蔗糖的蔗糖分子)不断向水中扩散,最终均匀分散到水中。
溶液
(1)定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物。
(2)特征:均一性、稳定性、混合物。
(3)组成
①溶质:被溶解的物质,可以是固体、液体或气体。(一种溶液中的溶质可以是一种或几种)
②溶剂:能溶解其他物质的物质,水是最常用的溶剂,汽油和酒精也可以作溶剂。(一种溶液中的溶剂只有一种)
悬浊液和乳浊液
(1)乳浊液:
小液滴分散到液体里形成的混合物,叫乳浊液。如:把植物油和水混合振荡后得到的浑浊的液体,就是乳浊液。该混合物不稳定,静置分层。
(2)悬浊液:
固体小颗粒悬浮在液体中形成不均一、不稳定的混合物,如泥土分散到水中。
3.拓展视野
乳化和乳化作用
乳浊液:乳浊液不均一、不稳定,静置后会分层。
乳化剂:能促使两种互不相溶的液体形成稳定乳浊液的物质称为乳化剂。如洗洁精、洗涤剂、洗发露、洁面乳等。
乳化现象:在油与水的混合物中加入一些洗洁精,振荡后油能以很小的液滴的形式均匀悬浮在水中形成乳浊液,这种现象称为乳化。
乳化作用:洗涤剂所起的作用叫乳化作用。
乳化现象的应用:乳化现象在工农业生产和日常生活中广泛存在。例如,金属表面油污的清洗,日用洗涤剂、化妆品及乳制饮品的生产,农药、医药制剂的合成,以及纺织印染、石油开采、污水处理等都与乳化作用有关。
(二)物质溶解过程的能量变化
【实验探究】
实验装置
实验现象
氯化钠溶液中温度计读数无明显变化、硝酸铵溶液中温度计读数降低、氢氧化钠溶液中温度计读数升高。
实验结论
物质在溶解过程中通常伴随着热量的变化,有些物质在溶解时会出现吸热现象,有些物质在溶解时会出现放热现象。
(三)水溶液的某些性质
【观察思考】
溶液
实验现象
实验解释
实验装置
水
灯泡由暗变亮,光较弱
食盐、硫酸、氢氧化钠等物质在溶于水时能解离出自由移动的离子,通电后,阴、阳离子定向移动,形成电流,形成的溶液具有导电性。
蔗糖溶于水后,蔗糖以分子的形式存在于水中,不能形成自由移动的离子,因此蔗糖水溶液不导电。
食盐溶液
灯泡由暗变亮
蔗糖溶液
灯泡不变亮
稀硫酸
灯泡由暗变亮
氢氧化钠溶液
灯泡由暗变亮
第2节 溶液组成的表示
(一)溶液的组成和浓度
1.溶液的组成
溶液:
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液。被溶解的物质叫做溶质;能溶解其他物质的物质叫溶剂。
液的特征
均一性、稳定性。
溶液的质量
溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量,其中溶质需要是完全溶解的溶质质量,未溶解的部分不能算作溶质的质量。
2.交流讨论
溶液名称
溶质
溶剂
生理盐水
氯化钠(固态)
水(液态)
10ml汽油,90ml植物油
汽 油
植物油
碘酒溶液
碘(固态)
酒精(液态)
酒精溶液
酒精(液态)
水(液态)
硫酸溶液
硫酸(液态)
水(液态)
盐酸
氯化氢(气态)
水(液态)
澄清石灰水
氢氧化钙(固态)
水(液态)
3.基础实验
(1)实验步骤
【实验一】称取3克蔗糖加到烧杯中,再用量筒量取47毫升水加入烧杯中,搅拌使蔗糖完全溶解。
【实验二】称取5克蔗糖,加到烧杯中,再用量筒量取95毫升水加入烧杯中,搅拌使蔗糖完全溶解。
(2)蔗糖溶液的质量关系
溶质的质量/g
溶剂的质量/g
溶液的质量/g
实验1所得蔗糖溶液
3
47
50
3/50=0.06
实验2所得蔗糖溶液
5
95
100
5/100=0.05
4.溶液的浓度和溶质质量分数
浓度
把一定量溶液中所含溶质的量称为溶液的浓度
溶质质量分数
定义:溶质质量与溶液质量之比叫做溶液的溶质质量分数
表达式:溶质质量分数(ω)或
(二)溶质质量分数的计算
溶质质量分数计算公式
溶质的质量分数=(注意单位统一)
*溶质的质量:指溶解在溶液中的溶质的质量,没溶解的不计算在内。
*溶质的质量 = 溶液的质量×溶质的质量分数
*溶液的质量 = 溶质的质量 + 溶剂的质量 = 溶质的质量÷溶质质量分数 = 溶液的体积×溶液的密度
关于溶液稀释的计算
(1)溶液稀释前后,溶质的质量不变。
(2)若设浓溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,加水稀释成溶质的质量分数为b%的稀溶液B g,则
A g×a%=Bg×b%(其中B=A+m水)
关于溶液浓缩(无溶质析出)的计算
(1)向原溶液中添加溶质:溶液增加溶质前后,溶剂的质量不变。
增加溶质后,溶液中溶质的质量=原溶液中溶质的质量+增加的溶质的质量,而溶液的质量=原溶液的质量+增加的溶质的质量。若设原溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,加溶质Bg后变成溶质的质量分数为b%的溶液,则
Ag×a%+Bg=(A g+Bg)×b%
(2)将原溶液蒸发掉部分溶剂:溶液蒸发溶剂前后,溶质的质量不变。
若设原溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,蒸发Bg水后变成溶质的质量分数为b%的溶液,则
Ag×a%=(Ag一Bg)×b%
(3)与浓溶液混合:混合后溶液的总质量等于两混合溶液的质量之和,混合后溶液中溶质质量等于两混合溶液的溶质质量之和。
若设原溶液质量为 A g,溶质的质量分数为a%,浓溶液质量为B g,溶质的质量分数为b%,两溶液混合后得到溶质的质量分数为c%的溶液,则
Ag×a%+B g× b%=(Ag+Bg)×c%
第3节 饱和溶液和不饱和溶液
(一)溶质在水中的溶解有一定的限度
1.饱和溶液、不饱和溶液定义
饱和溶液
在一定温度下、一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的饱和溶液
不饱和溶液
在一定温度下、一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的不饱和溶液
2.对“饱和”及“不饱和”的理解
(1)“饱和”与“不饱和”是相对的,因为当温度改变或溶剂的量改变时,饱和溶液与不饱和溶液是可以相互转化的。故在说明“饱和”与“不饱和”溶液时,必须指明“一定温度”和“一定溶剂的量”。
(2)在说明“饱和”与“不饱和”溶液时,必须指明是哪种溶质的饱和溶液或不饱和溶液,因为一定条件下的某物质的饱和溶液,不能继续溶解该物质却可能继续溶解其他物质。如在一定条件下不能再溶解氯化钠的溶液,还能溶解蔗糖,此时的溶液是氯化钠的饱和溶液,但对蔗糖而言是不饱和溶液。
(3)一定温度下,大多数物质在一定量的溶剂中都能形成其饱和溶液,但酒精能与水以任意比例互溶,所以不能配成酒精的饱和溶液。
3.饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
(二)结晶方法及其应用
1.结晶
概念
从溶液中析出晶体(晶体通常呈现规则的几何形状)的过程称为结晶。
结晶条件
①溶液达到饱和状态;②温度改变或溶剂减少。
结晶方法
(1)蒸发溶剂(即蒸发结晶)
原理:将溶液加热蒸发,使其达到饱和后,再蒸发掉溶剂,溶质就会结晶析出。
(2)冷却热的饱和溶液(即降温结晶) 将溶液制成较高温度下的饱和溶液,然后降温冷却,过滤得到晶体。
蒸发时需注意的问题
1.蒸发皿可直接加热,蒸发皿中液体的体积不宜超过容积的。
2.加热时,应不断用玻璃棒搅拌溶液,防止液体因局部温度过高造成液滴飞溅。
3.加热到蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,并用玻璃棒不断搅拌,利用蒸发皿的余热将滤液蒸干(不能将滤液完全蒸干再停止加热)。
4.停止加热后,热的蒸发皿如需取下,应用坩埚钳夹持,并小心地放在陶土网上。
2.结晶的应用
(1)盐场用海水晒盐,就是把海水引入海滩,借助日光和风力使水分蒸发,食盐从海水中结晶析出。
(2)工业上许多化工原料和产品的生产常用冷却热的饱和溶液的方法,使溶质从溶液中结晶出来。
(3)《天工开物》中记载我国古代劳动人民利用“淋煎”的方法来制取海盐。
3.粗盐的初步提纯
实验内容及步骤
解释
(1)称量与溶解
①称量:用托盘天平称取 左右粗盐,放入研钵中研碎
②溶解:
①用玻璃棒搅拌的目的是加速粗盐溶解;
②溶解所得的是含有少量难溶性杂质的粗盐水
(2)过滤:
把固态和液态的混合物分离;如果滤液浑浊,则必须重新过滤
(3)蒸发:
析出的晶体是氯化钠晶体;蒸发皿中出现较多量固体时停止加热,继续搅拌,利用余热将滤液蒸干,否则蒸发皿温度过高易导致蒸发皿炸裂、蒸发皿内的固体溅出
第4节 物质的溶解性
(一)影响物质溶解性的因素
1.定义:一种物质(溶质)溶解在某种溶剂中的能力,称为该物质的溶解性。
2.步骤:
实验步骤
实验装置
实验现象
实验结论
【实验1】取2支试管,分别加入氯化钠、氢氧化钙各1g,再用量筒各量取5mL水,加入2支试管中。充分振荡后静置,观察物质的溶解情况。
观察到A试管中的氯化钠全部溶解,氢氧化钠几乎没有溶解,有很多固体剩余。
不同的物质在同一种溶剂中的溶解性不同。
如氯化钠可溶于水,而氢氧化钙则微溶于水。
【实验2】取2支试管,各加入少量固体碘,往试管中分别加入等体积的少量水和少量酒精,振荡,观察现象。
A试管中的碘几乎不溶解,B试管中的碘全部溶解,形成棕色碘的酒精溶液。
同一种物质在不同溶剂中的溶解性不同。如碘较难溶于水,却易溶于酒精。
【实验3】取1支试管,加入3g硝酸钾,然后加入5mL水,充分振荡,硝酸钾是否能完全溶解?如不能完全溶解,将试管加热,观察发生的变化。
硝酸钾不能完全溶解,试管加热后,未溶的硝酸钾固体又逐渐溶解。
同一种物质在同一种溶剂中的溶解性与温度有关。对于硝酸钾等多数物质,温度越高,其在水中的溶解能力越强。
3.观念构建
4.拓展视野
(二)物质溶解性的定量表示
1.溶解度的定义及影响因素
固体的溶解度
在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
固体的溶解度概念的四个因素
(1)一定温度。同一种固体物质在不同温度下对应的溶解度是不同的,因此必须指明温度。
(2)100g溶剂。此处100 g是指溶剂质量,不能误认为溶液质量。
(3)饱和状态。在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂里所溶解的最大质量为这种物质在这种溶剂里的溶解度。
(4)单位:g
影响固体物质溶解度的因素
内因:溶质、溶剂本身的性质(或溶质、溶剂的种类)。
外因:温度。固体物质的溶解度随温度的变化而变化。
固体物质溶解度与溶解性的关系
(1)溶解度和溶解性
溶解度:衡量一定温度下某物质在 某种溶剂里溶解性强弱的尺度,是溶解性强弱的定量表示
溶解性:一种物质溶解在另一种物质中的能力,是一种物理性质,常用难溶、微溶、可溶、易溶来描述
(2)常温下 固体物质溶解度与溶解性之间的关系可用数轴(三点四区间)表示
2.固体物质的溶解度曲线
(1)固体物质溶解度随温度变化的表示
①列表法:用表格的形式把不同温度下的溶解度表示出来的方法称为列表法。下表列出了硝酸钾固体在不同温度时的溶解度。
②曲线法:
(2)固体物质溶解度曲线的意义
①t3℃时A的溶解度为80g。
②P点的的含义在该温度时,A和C的溶解度相同。
③N点为A溶液在t3℃时刻的不饱和溶液,可通过加入A物质、降温、蒸发溶剂的方法
使溶液A由不饱和溶液变为饱和溶液。
④t1℃时A、B、C、溶解度由大到小的顺序C>B>A。
⑤从A溶液中获取A晶体可用降温结晶的方法获取晶体。
⑥从B溶液中获取晶体,适宜采用蒸发结晶的方法获取晶体。
⑦t2℃ 时A、B、C的饱和溶液各W克,降温到t1℃会析出晶体的有A和B,无晶体析
出的有C。
⑧除去A中的泥沙用过滤法,分离A与B(含量少)的混合物,用降温结晶法。
(3)固体物质溶解度曲线的变化规律
①“陡升型”:大多数固体物质的溶解度随温度的升高而明显增大,表现为曲线坡度比较“陡”,如。
②“缓升型”:少数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,但受温度变化的影响较小,表现为曲线坡度比较“平”,如。
③“下降型”:极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小,表现为曲线下降,如。
(3)溶解度曲线的应用
在生产和科研中,人们可以利用溶解度曲线找到有利于物质溶解和结品的温度区域,分析不同温度下溶液是否饱和,还能依据曲线变化计算溶解和结晶的量。通过对溶解度曲线的分析,人们可以选择科学、合理的方法控制晶体的析出。氯化钠的溶解度随温度变化不大,因此采用蒸发结晶的方法进行粗盐的提纯。对于溶解能力受温度变化影响较大的固态物质(如硝酸钾),还可以用冷却热的饱和溶液的方法,使溶质从溶液中结晶析出。
03 素养提升
易错点辨析
(一)均一、稳定的液体
不一定,如蒸馏水是纯净物,而溶液必须是混合物。
(二)溶液都是无色的
不是,比如:高锰酸钾溶液紫红色,硫酸铜溶液蓝色,氯化铁溶液黄色,硫酸亚铁溶液浅绿色……
(三)物质只有分散到水中才能形成溶液
不一定。将油污溶解在汽油中也是形成溶液,将固体碘溶解在酒精中也是形成溶液。
(四)对于溶质质量分数一定的溶液,在外界条件不变的情况下,将它分成几小杯,其溶质质量分数不变。
(五)关于质量分数
1.溶质的质量分数一般用百分数表示;是溶质质量占溶液质量的百分比,而不是体积关系。
2.溶质的质量分数数学表示式中,溶质的质量是指被溶解的那部分溶质的质量,没有被溶解的那部分溶质的质量不能计算在内。
3.称量蔗糖时,要注意左物右码,规范使用托盘天平。如果砝码跟蔗糖左右颠倒(1g以下用游码),所配溶液就会变稀;量取水时,使用量筒要规范,读数要正确。如果俯视读数,所配溶液就会变浓。
方法提炼
(一)加快物质溶解速度的方法
溶解时不断搅拌、溶解前将固体碾碎、溶解时不断加热。
(二)常见的除污方法和原理对比
方法
原理
举例
溶解
利用溶解原理,使污垢溶解于某些溶剂中,从而除去污垢
用汽油洗去衣服上的油渍;用酒精洗
去试管壁上的碘
乳化
利用乳化原理,使乳化剂作用于污垢
用洗涤剂洗去碗碟上的油渍;用洗衣
发生乳化现象,从而除去污垢
粉除去衣物上的油溃
化学变化
利用化学反应,使污垢与某些物质发生反应,从而除去污垢
盐酸除铁锈;食醋除水壶中的水垢
(三)溶质与溶剂的判断
(1)若是固体或气体与液体相互溶解成为溶液,一般习惯将固体或气体看成溶质,液体看成溶剂。
(2)若是有两种液体组成的溶液,一般习惯上把量多的看成溶剂,量少的看成溶质。如将90mL的汽油与10mL的植物油混合形成的溶液,汽油为溶剂,植物油为溶质。
(3)其他物质溶解于水形成溶液时,无论水量的多少,水都是溶剂。
如:将90mL的酒精与10mL的水相互混合而形成的溶液中,溶剂为水,溶质为酒精。
(4)溶液的概念未对溶质、溶剂的状态做规定,因此,组成溶液的溶质、溶剂的状态可以理解为任何状态(初中一般学习的溶液为液态)。
(5)溶质和溶剂是相对的,溶质在分散前可以是固体,液体、气体,而溶剂通常为液体。
(6)物质在溶解时发生了化学变化,那么在形成的溶液中,溶质是反应后分散在溶液中的生成物。
(三)饱和溶液与不饱和溶液的判断方法
(四)浓溶液、稀溶液与饱和溶液、不饱和溶液的区别与联系:
饱和与不饱和溶液
浓溶液与稀溶液
区别
涵义不同
溶液是否饱和取决于溶质在一定温度、一定量的溶剂里,是否达到最大溶解限度
溶液的浓与稀取决于溶质在一定量溶液里含量的多与少
温度影响
受温度影响,须指明温度
一般不受温度影响
联系
1.溶液的饱和与不饱和与溶液的浓与稀没有必然的联系
2.饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液;反之亦然
3.对同一种溶质,在一定温度时,饱和溶液比不饱和溶液的溶质的质量分数大
(五)固体物质溶解度曲线的应用
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