内容正文:
微课题5 溶解度及溶解度曲线在物质分离中的应用
名师导语 固体溶解度的概念属于初中知识体系,与之有关的溶度积属于高中知识,本部分内容知识跨度大,在高考复习过程中容易被忽略,设计本素养提升可以强化学习化学的科学方法,结合图表,理解物质溶解度的变化规律,培养识图能力,阅读查找数据能力和比较分析能力。
1.溶解度
(1)含义
在一定温度下,某固体物质在100 g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫作这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。
(2)公式
固体物质的溶解度(饱和溶液)S=×100 g。
(3)影响因素
①内因:物质本身的性质(由结构决定)。
②外因:
a.溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油):“相似相溶”原理。
b.温度的影响:升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl的溶解度影响不大。
2.溶解度曲线
(1)概念:溶解度曲线是根据同种物质在不同温度下的溶解度绘制出来的曲线,一般随着温度的升高而升高,但是少部分物质会随着温度的升高而降低。由于固体物质的溶解度随温度变化而变化,该变化可以用溶解度曲线来表示;用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,绘出固体物质的溶解度随温度变化的曲线就叫作溶解度曲线。
(2)溶解度曲线(如图)
(3)溶解度曲线的含义
①同一物质在各温度时的溶解度不同。
②两曲线交点的含义:表示两物质在某温度时的溶解度相同。
③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小。
④能反映出溶解度随温度变化的趋势。
3.根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法
(1)溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法,如NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶、趁热过滤的方法。
(2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法,如KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
1.如图是a、b两种固体物质的溶解度曲线,下列说法中正确的是( )
A.a的溶解度大于b的溶解度
B.在t ℃时,a、b的饱和溶液中溶质的物质的量浓度相同
C.当a中含有少量b时,可以用冷却结晶的方法提纯a
D.在t ℃时,将a、b的饱和溶液升温后,溶质的质量分数:a>b
答案 C
解析 A.由溶解度曲线可知,当温度小于t ℃时,a的溶解度小于b的溶解度,当温度等于t ℃时,a的溶解度等于b的溶解度,当温度大于t ℃时,a的溶解度大于b的溶解度,故A错误;B.在t ℃时,甲、乙两物质的溶解度相等,所以在t ℃时,A、B饱和溶液中的溶质质量分数相同,但物质的量浓度不一定相同,故B错误;C.由图可知:b的溶解度都随温度的升高变化不大,a的溶解度随温度的升高变化较大,所以a中含有少量b时,可以用冷却结晶法提纯a,故C正确;D.在t ℃时,甲、乙两物质的溶解度相等,所以在t ℃时,A、B饱和溶液中的溶质质量分数相同,将a、b的饱和溶液升温后,溶液由饱和变为不饱和,但溶质的质量分数仍相等,故D错误。
2.如图为MnSO4和(NH4)2SO4的溶解度曲线。从“含MnSO4的溶液”中提取“MnSO4晶体”的操作为:在约100 ℃蒸发浓缩, ,洗涤、干燥。
答案 趁热过滤
3.向Na2CO3溶液中通入SO2可制得Na2SO3。已知:Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO、SO随pH的分布如图1所示,Na2SO3的溶解度曲线如图2所示。
(1)边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案:边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为 时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于 ℃条件下趁热过滤,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
答案 (1)测量溶液的pH,当pH约为4时,停止通入SO2 (2)10 34
解析 (1)边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,由图1可知,放pH为4时,溶质的主要成分为亚硫酸氢钠,故实验操作测量溶液的pH,当pH约为4时,停止通入SO2;
(2)由图1可知,pH值约为10时,溶质的主要成分为亚硫酸钠,由图2可知,当温度高于34 ℃时亚硫酸钠随着溶液温度升高溶解度降低,故制备无水亚硫酸钠的步骤为:边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34 ℃条件下趁热过滤,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
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