内容正文:
专题7 溶液
课题2 探究物质的溶解性
第3课时 溶解度曲线及其应用
教学目标
1.学会绘制溶解度曲线并分析溶解度曲线;
2.了解气体溶解度,知道气体溶解度的影响因素;
3.能利用溶解度曲线解决实际问题。
重点和难点
重点:溶解度曲线分析和应用。
难点:溶解度曲线的应用。
◆知识点一 溶解度的表示
1.溶解度表:物质的溶解度会受到温度的影响,用实验的方法可以测出物质在不同温度下的溶解度,记录并制作成溶解度表。
表7.2 氯化钠和硝酸钾在不同温度下的溶解度
物质
溶解度/g
0℃
20℃
40℃
60℃
80℃
100℃
氯化钠
35.7
35.9
36.4
37.1
38.0
39.2
硝酸钾
13.9
31.6
61.3
106
167
245
2.溶解度曲线
用横坐标表示温度,纵坐标表示溶解度,依据同种物质在不同温度下的溶解度数值,绘制出物质的溶解度随温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。其核心作用是直观展现物质溶解度随温度的变化规律。
即学即练
1.“掰掰热”发热袋中装有醋酸钠溶液和一小块金属片。掰动金属片,袋内液体迅速结晶且发热。醋酸钠在不同温度时的溶解度如表所示。下列说法不正确的是
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
A.醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大
B.30℃时,将30g醋酸钠加入50g水中,所得溶液质量为80g
C.60℃的醋酸钠饱和溶液降温至30℃,溶剂质量不变
D.将发热袋放入热水中,可再次循环使用
【答案】B
【详解】A、由表格中数据可知,醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大,故A说法正确;
B、30℃ 时醋酸钠的溶解度为 54.6 g,对于 50 g 水,最大溶解量为27.3g,故溶液质量 = 溶解的溶质质量 + 溶剂质量 = 27.3 g + 50 g = 77.3 g,故B说法错误;
C、60℃的醋酸钠饱和溶液降温至30℃,醋酸钠的溶解度减小,析出晶体,溶剂质量不变,故C说法正确;
D、醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大,发热袋结晶后,将发热袋放入热水中,可通过升温使醋酸钠重新溶解,恢复溶液状态,实现循环使用,故D说法正确;
故选B。
◆知识点二 溶解度曲线
1.溶解度曲线表示某物质在不同的温度下的溶解度或溶解度随温度变化的情况。
2.溶解度曲线图上点的意义
(1)曲线上的点:表示某物质在对应温度下的溶解度
A点:表示20oC时硝酸钾的溶解度为90g。
B点:表示70oC时氯化铵的溶解度为60g。
(2)曲线以上的点:表示对应温度下该溶质的饱和溶液,且溶液中有溶质剩余
C点:表示20oC时硝酸钾的饱和溶液,且有固体剩余。
(3)曲线以下的点:表示对应温度下该溶质的不饱和溶液
D点:表示20oC时硝酸钾的不饱和溶液。
(4)两曲线的交点:表示两物质在该对应温度下的溶解度相等
E点:表示70oC时硝酸钾和硝酸钠的溶解度相同,都为140g。
3.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升高而增大,如硝酸钾。
(2)缓升型:少数固体物质的溶解度受温度变化的影响很小,如氯化钠。
(3)下降型:极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小,如氢氧化钙、硫酸锂。
特别提醒:
溶解度曲线图上的每个点对应的溶液中的溶剂都是100g水,即100g水的溶解度曲线的隐含条件。
即学即练
1.甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线如图所示,回答问题。
(1)a1℃时,甲、乙、丙三种物质中溶解度最小的是 。
(2)将a3℃时乙的饱和溶液降温至a2℃,溶液的质量会 (填“减小”“不变”或“增大”)。
(3)a2℃时,60.0g甲溶液中含10.0g甲,为使甲溶液达到饱和状态,至少需要加入 g甲。
【答案】(1)甲
(2)减小
(3)5
【详解】(1)通过观察溶解度曲线可知,时,甲、乙、丙三种物质中溶解度最小的是甲;故填:甲。
(2)因为乙的溶解度是随着温度降低而减小,所以时乙的饱和溶液降温至,会有固体析出,溶液的质量会减小;故填:减小。
(3)时,甲的溶解度是,的甲溶液中含有甲,则水的质量为,水中溶解甲恰好饱和,所以要使该溶液达到饱和状态,至少需要加入甲的质量为,故填:。
◆知识点三 气体的溶解度
1.概念:在一定温度和压强时,某气态物质溶解在1体积溶剂(通常指水)里溶解达到饱和状态时的体积。
2. 四要素:
(1)条件:一定温度和压强
(2)标准:1体积水
(3)状态:达到饱和状态
(4)单位:体积
3. 含义:
“25℃、101 kPa 时,二氧化碳溶解度为0.759”表示:在25℃,101 kPa 时,1体积水中最多能溶解0.759体积二氧化碳。
4.影响因素:
(1)内因:溶质(气体)和溶剂的性质(种类)
(2)外因:
①压强:压强越大,气体溶解度越大。
打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来的原因是:压强减小,二氧化碳气体的溶解度减小。
②温度:温度越高,气体溶解度越小。
喝汽水后常打嗝是因为汽水温度升高,二氧化碳溶解度减小;
特别提醒:
1.气体溶解度的条件中一定有压强。
2.气体溶解度没有单位,只要溶质和溶剂的体积单位一致即可。
即学即练
1.为了使氧气在水中的溶解度增大,可采用的方法是
A.加压降温 B.降压降温 C.升温降压 D.加压升温
【答案】A
【详解】当压强一定时,气体的溶解度随着温度的升高而减小。当温度一定时,气体的溶解度随着气体的压强的增大而增大,因此想增加气体的溶解度就得降温与加压;
故选:A。
2.天气闷热时,水中的含氧量降低,养鱼池里的鱼总是接近水面游动。下列有关说法正确的是
A.氧气在水中的溶解度随温度的升高而减小
B.氧气在水中的溶解度随压强的增大而减小
C.水中的含氧量降低,这里的“氧”指的是氧元素
D.利用水泵把养鱼池中的水喷向空中,可增大氧气在水中的溶解度
【答案】A
【详解】A、气体的溶解度随温度的升高而减小,则氧气的溶解度会随温度的升高而减小,符合题意;
B、气体的溶解度随压强的减小而减小,则氧气的溶解度会随压强的减小而减小,不符合题意;
C、水中溶有氧气,含氧量降低是指氧气,不符合题意;
D、向空气中喷水,水与空气的接面积增大,溶于水的氧气含量增加,而没有改变氧气的溶解度,不符合题意。
故选:A。
◆知识点四 结晶
1.结晶:物质从饱和溶液中以晶体的形式析出的过程叫做结晶。
2.从溶液中提取溶质可以采用结晶的方法。
3.常见的结晶方法
(1)蒸发结晶:适用于溶解度受温度影响很小的物质(溶解度曲线呈“缓升型”),如:氯化钠。
(2)降温结晶(冷却热饱和溶液):适用于溶解度随温度升高而增大的物质(溶解度曲线呈“陡升型”),如:硝酸钾、硝酸铵、硝酸钠等。
4.海水晒盐
(1)原理:蒸发结晶。将海水引入盐田,经风吹日晒,水不断蒸发,得到食盐晶体(粗盐)。
(2)流程:
5.利用结晶法从盐湖中获取食盐和纯碱
“夏天晒盐”:氯化钠的溶解度受温度影响较小,夏天气温高,利用蒸发结晶将水分蒸干,得到食盐。
“冬天捞碱”:碳酸钠的溶解度受温度影响较大,冬天气温低,碳酸钠溶解度小,从湖水中结晶析出。
6.利用结晶法除杂
(1)适用范围:混合物中两种物质的溶解度受温度影响有明显区别。
(2)选择结晶方法的依据:根据待提纯物质的溶解度曲线的变化趋势。陡升型的用降温结晶,缓升型的用蒸发结晶。
(3)典例:
①除去硝酸钾中混有的少量氯化钠:降温结晶(冷却热饱和溶液)
实验操作:将混合物溶解于适量的水中,加热蒸发一部分水,制成高温下饱和或接近饱和的溶液,降温,析出大量固体后过滤,少量冷水洗涤,得到较纯的硝酸钾晶体。
②除去氯化钠中混有的少量硝酸钾:蒸发结晶
实验操作:将混合物溶解于适量的水中,加热蒸发大量的水让绝大部分氯化钠结晶析出,再趁热过滤,得到较纯的氯化钠晶体。
7.结晶水合物
(1)概念:物质从水溶液中析出晶体时,晶体中含有一定量水分子的固体化合物。
(2)组成:可用“无水物化学式·nH₂O”表示(n表示结晶水数目)
如:胆矾 (CuSO₄•5H₂O)、明矾 [KAl(SO₄)₂•12H₂O]
特别提醒:
1.利用结晶法除杂时,若混合物是固体,则需先用水溶解形成溶液后再除杂。
2.结晶法除杂后,过滤后的溶液一定是析出晶体后的饱和溶液。故结晶法提纯物质是有一定量损耗的。
3.结晶水合物中的结晶水的数目以固定比例存在,因此结晶水合物属于纯净物。
即学即练
1.我国盐湖地区有“夏天晒盐(NaCl),冬天捞碱(Na2CO3)”的做法,结合Na2CO3和NaCl的溶解度曲线分析,下列说法正确的是
A.Na2CO3的溶解度一定比NaCl的大
B.30℃时,30gNaCl能完全溶解于50g水中
C.“夏天晒盐”经过蒸发结晶过程,“冬天捞碱”经过降温结晶过程
D.30℃时,Na2CO3和NaCl两种溶液的溶质质量分数相等
【答案】C
【详解】A、没有指明具体温度,不能比较、的溶解度大小,说法错误,不符合题意;
B、由溶解度曲线图可知,30℃时氯化钠的溶解度约为37g,则30℃时,30gNaCl不能完全溶解于50g水中,说法错误,不符合题意;
C、“夏天晒盐”是因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,经过蒸发结晶析出氯化钠;“冬天捞碱”是因为碳酸钠的溶解度受温度影响较大,经过降温结晶析出碳酸钠,说法正确,符合题意;
D、由溶解度曲线图可知,30℃时碳酸钠、氯化钠的溶解度相等,则30℃时,和NaCl两种饱和溶液的溶质质量分数相等,说法错误,不符合题意。
故选:C。
2.晾晒海水可以得到粗盐(含有氯化镁等杂质),如图为氯化钠和氯化镁的溶解度曲线,下列叙述正确的是
A.海水晒盐是通过蒸发结晶的方法获得粗盐
B.20℃时,氯化钠饱和溶液中含有36g氯化钠
C.氯化镁的溶解度随温度升高而降低
D.氯化镁溶液从t℃降温到20℃一定会析出氯化镁晶体
【答案】A
【详解】A、氯化钠的溶解度随温度的变化不大,所以海水晒盐是利用蒸发溶剂的方法获得粗盐,故说法正确;
B、20℃时,氯化钠的溶解度是36g,即20℃时,在100g水中溶解36g氯化钠达到饱和,而溶液的质量不确定,20℃时,氯化钠饱和溶液中含有氯化钠的质量不确定,故说法错误;
C、由溶解度曲线可知,氯化镁的溶解度随温度的升高而增大,故说法错误;
D、由溶解度曲线可知,氯化镁的溶解度随温度的升高而增大,氯化镁的饱和溶液从t℃降温到20℃,溶解度变小,一定会析出氯化镁晶体,故说法错误。
故选A。
◆知识点五 溶解度曲线的应用
1.比较溶解度大小。
(1)比较同一物质在不同温度时的溶解度;
(2)比较不同物质在相同温度时的溶解度;
2.判断固体物质溶解度受温度的影响;
硝酸钾的溶解度受温度的影响较大,氯化钠的溶解度受温度影响较小。
3.判断配制的溶液是否饱和
4.比较不同物质饱和溶液中量的关系
5.判断饱和溶液、不饱和溶液的转化
6.确定物质结晶的方法
(1)溶解度随温度变化较大的物质:降温结晶,如硝酸钾,KNO3
(2)溶解度随温度变化较小的物质:蒸发结晶,如氯化钠,NaCl
7.分离混合物中的固体物质
利用溶解度曲线,可以设计实验步骤来分离混合物中的不同固体成分。
特别提醒:
溶解度曲线的一个重要的隐含条件是:曲线图上的每个点对应的溶液中的溶剂都是100g水。
即学即练
1.下列说法正确的是
A.在时,三种物质的溶解度关系为a>b=c
B.b中含有少量的a,若要提纯b,可采用蒸发结晶的方法
C.其它条件不变,升高温度可使c的饱和溶液变成不饱和溶液
D.时,50gb物质加入到50g水中充分溶解后,所得溶液的质量为100g
【答案】A
【详解】A、由溶解度曲线图可知,在时,三种物质的溶解度关系为a>b=c,说法正确,符合题意;
B、由溶解度曲线图可知,a、b的溶解度均随温度升高而增大,其中a的溶解度受温度变化影响较小,b的溶解度受温度变化影响较大,因此b中含有少量的a,若要提纯b,可采用降温结晶的方法,说法错误,不符合题意;
C、由溶解度曲线图可知,c的溶解度随温度升高而减小,则其它条件不变,降低温度可使c的饱和溶液变成不饱和溶液,说法错误,不符合题意;
D、由溶解度曲线图可知,时b的溶解度为50g,则时,50gb物质加入到50g水中最多能溶解25gb物质,则充分溶解后所得溶液的质量为,说法错误,不符合题意。
故选:A。
2.溶解度曲线可以帮助人们更好地认识溶解度随温度变化的情况。下图是甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线,根据图示回答问题。
(1)t1℃时,相同质量的甲的饱和溶液和乙的饱和溶液中溶剂的质量关系:甲 (填“=”“>”或“<”)乙。
(2)t1℃时,配制相同质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液,所需溶质的质量关系是 。
(3)t2℃时,将30g 甲物质加入50g 水中,充分搅拌,可以得到 g 甲的饱和溶液。
(4)t2℃时,将丙物质的不饱和溶液转化成饱和溶液的方法是: (填写一种 即可)。
(5)甲中含有少量的丙,提纯甲的方法是 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
【答案】(1)>
(2)甲=丙<乙(或乙>甲=丙)
(3)75
(4)增加溶质(合理即可)
(5)降温结晶
【详解】(1)t1℃时,甲的溶解度小于乙,相同质量的甲的饱和溶液和乙的饱和溶液中,甲溶液中含有的溶质甲较少,则溶剂较多,故填:>;
(2)t1℃时,三者的溶解度关系为:乙>甲=丙,则配制相同质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液,所需溶质的质量关系为:乙>甲=丙或甲=丙<乙;
(3)t2℃时甲的溶解度是50g,即100g水中最多溶解50g的甲,所以t2℃ 时,将30g 甲物质加入50g 水中,充分溶解,最多溶解25g,所得溶液的质量是75g;
(4)t2℃ 时,可以通过加溶质或恒温蒸发的方法将丙物质的不饱和溶液转化成饱和溶液;
(5)甲物质的溶解度受温度变化影响较大,丙的溶解度随温度降低而减小,所以若甲中混有少量丙,提纯甲的方法为降温结晶。
一、固体溶解度曲线的应用
1.比较溶解度大小。
(1)比较同一物质在不同温度时的溶解度,如:20oC硝酸钠的溶解度小于50oC硝酸钠的溶解度。
(2)比较不同物质在相同温度时的溶解度;如:20oC时,硝酸钠的溶解度小于硝酸铵的溶解度。
2.判断固体物质溶解度受温度的影响;
硝酸钾的溶解度受温度的影响较大,氯化钠的溶解度受温度影响较小。
3.判断配制的溶液是否饱和
如:20oC时,将50g硝酸钠放入50g水中,充分搅拌,可以得到95g硝酸钠的饱和溶液。
4.比较不同物质饱和溶液中量的关系
(1)70oC时,相同质量的硝酸钾饱和溶液和氯化铵饱和溶液中,溶质的质量:硝酸钾>氯化铵;溶剂的质量:硝酸钾<氯化铵;
(2)70oC时,用相同质量的硝酸钾和氯化铵分别配制饱和溶液,所需水的质量:硝酸钾<氯化铵;所得饱和溶液的质量:硝酸钾<氯化铵;
(3)70oC时,用相同质量的水分别配制硝酸钾和氯化铵的饱和溶液,所需溶质的质量:硝酸钾>氯化铵;所得饱和溶液的质量:硝酸钾>氯化铵;
5.判断饱和溶液、不饱和溶液的转化
(1)D→A:加硝酸钠或恒温蒸发水使不饱和溶液变饱和溶液;
(2)C→A:加水使硝酸钠饱和溶液中多余的固体溶解恰好变成硝酸钠饱和溶液;
(3)A→D:加水使硝酸钠饱和溶液变成硝酸钠不饱和溶液;
(4)C→E:升温使硝酸钠不饱和溶液恰好形成饱和溶液;
6.确定物质结晶的方法
(1)溶解度随温度变化较大的物质:降温结晶,如硝酸钾,KNO3
(2)溶解度随温度变化较小的物质:蒸发结晶,如氯化钠,NaCl
7.分离混合物中的固体物质
如:混合物中含有硝酸钠(NaNO3)和氯化钾(KCl),可以通过调节温度来分别结晶出这两种物质。
实践应用
1.某化工厂需处理含多种可溶性盐的废水(主要成分为KNO3和KCl),技术人员绘制了两种物质的溶解度曲线(如图)。下列分析正确的是
A.硝酸钾中含有少量的氯化钾晶体,可通过蒸发结晶的方法提纯硝酸钾
B.60℃时,将50g KNO3和50g KCl分别加入100g水中,均能形成饱和溶液
C.硝酸钾的饱和溶液,可以通过升高温度转化为不饱和溶液
D.将80℃的KNO3和KCl的饱和溶液降温至20℃,KNO3溶液析出的晶体多
【答案】C
【详解】A、由图可知,氯化钾、硝酸钾的溶解度均随温度升高而增大,其中硝酸钾的溶解度受温度影响较大,氯化钾的溶解度受温度影响较小,因此硝酸钾中含有少量的氯化钾晶体,可通过降温结晶的方法提纯硝酸钾,说法错误,不符合题意;
B、由图可知,60℃时氯化钾的溶解度小于50g、硝酸钾的溶解度为120g,则60℃时将50g和50gKCl分别加入100g水中,50g能全部溶解,形成硝酸钾的不饱和溶液,但50g氯化钾不能全部溶解,形成氯化钾的饱和溶液,说法错误,不符合题意;
C、由图可知,硝酸钾的溶解度随温度升高而增大,则硝酸钾的饱和溶液,可以通过升高温度转化为不饱和溶液,说法正确,符合题意;
D、将80℃的和KCl的饱和溶液降温至20℃,由于没有明确饱和溶液的质量,所以不能比较析出晶体质量的大小,说法错误,不符合题意。
故选:C。
2.甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示.根据图中信息回答下列问题:
(1)50℃时,乙物质的溶解度是 g。
(2)30℃时,甲、乙、丙三种物质溶解度由大到小的顺序为 。
(3)40℃时,有一接近饱和的乙溶液,可采取 (任写一种)的方法,使它变为饱和溶液。
(4)50℃时,将 40 g乙物质加入到50 g水中充分溶解后,所得溶液的质量为 。
(5)若甲中含有少量的乙,采用 结晶的方法来提纯甲。
【答案】(1)40
(2)乙>甲>丙
(3)降低温度、增加溶质、恒温蒸发溶剂
(4)70g
(5)降温
【详解】(1)由图可知,50℃时,乙物质的溶解度为40g;
(2)由图可知,30℃时,甲、乙、丙三种物质的溶解度由大到小的顺序为:乙>甲>丙;
(3)由图可知,乙的溶解度随温度的升高而增加,故40℃时,有一接近饱和的乙溶液,可采取降低温度、增加溶质,恒温蒸发溶剂的方法使其变为饱和溶液;
(4)50℃时,乙的溶解度为40g,该温度下,将40g乙物质加入到50g水中,只能溶解20g,所得溶液的质量为:50g+20g=70g;
(5)由图可知,甲、乙的溶解度均随温度的升高而增加,甲的溶解度受温度影响较大,乙的溶解度受温度影响较小,故若甲中含有少量的乙,采用降温结晶的方法来提纯甲。
考点一 固体溶解度曲线的应用
【例1】甲、乙两种固体物质的溶解度曲线如图所示。下列说法中正确的是
A.甲的溶解度大于乙的溶解度
B.将甲和乙的饱和溶液由降至时,甲析出的固体更多
C.时,将的固体乙放入的水中可以得到的溶液
D.时,甲的饱和溶液中溶质与溶剂的质量比是
【答案】D
【详解】A、溶解度比较,应指明温度,否则无法比较,不符合题意;
B、将甲和乙的饱和溶液由 50℃ 降至40℃,降温后,甲、乙的溶解度均减小,均有溶质析出,但是溶液的质量未知,析出固体的质量无法比较,不符合题意;
C、由图可知,40℃时,乙的溶解度为40g,该温度下,将 25g 的固体乙放入 50g 的水中,只能溶解20g,所得溶液的质量为:20g+50g=70g,不符合题意;
D、由图可知,50℃时,甲的溶解度为60g,即该温度下,100g水中最多可溶解60g甲,则50℃时,甲的饱和溶液中溶质与溶剂的质量比是:60g:100g=3:5,符合题意。
故选D。
解题要点
①不同物质在同一温度时的溶解度比较:从上往下溶解度依次变小;
②陡升型曲线溶解度受温度变化影响较大,缓升型曲线溶解度受温度变化影响小;下降型曲线溶解度随温度升高而减小;
③根据曲线判断计算的溶液质量时,先判断加入的溶质是否能完全溶解;
④判断饱和溶液升温或降温时状态变化的方法:将原温度时曲线上的点平移,根据点在新温度时曲线的上下方来进行判断;
⑤判断饱和溶液升温或降温时析出晶体的多少:升温或降温时,曲线向下的沿着曲线移动,再根据纵坐标的变化判读析出晶体的质量大小,曲线上升的没有晶体析出。
⑥分离混合物中的物质:溶解度受温度影响很大的用降温结晶,如硝酸钾;溶解度受温度影响较小的用蒸发结晶,如氯化钠。
【变式1-1】甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.溶解度甲>乙>丙
B.t℃时,等质量的饱和溶液中溶剂的质量丙>乙>甲
C.甲物质中混有少量乙,可通过蒸发结晶提纯甲
D.接近饱和的丙溶液可通过降低温度达到饱和
【答案】B
【详解】A、据图可知,t℃时溶解度甲>乙>丙。比较溶解度大小必须指明温度。A不正确;
B、据图可知,t℃时溶解度甲>乙>丙。则t℃时,等质量的饱和溶液中溶剂的质量丙>乙>甲。B正确;
C、据图可知,甲的溶解度受温度变化影响较大,乙的溶解度受温度变化影响不大。所以甲物质中混有少量乙,可通过降温结晶提纯甲。C不正确;
D、据图可知,丙的溶解度随温度升高而减小,所以接近饱和的丙溶液可通过升高温度达到饱和。D不正确。
综上所述:选择B。
【变式1-2】甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示.根据图中信息回答下列问题:
(1)50℃时,乙物质的溶解度是 g。
(2)30℃时,甲、乙、丙三种物质溶解度由大到小的顺序为 。
(3)40℃时,有一接近饱和的乙溶液,可采取 (任写一种)的方法,使它变为饱和溶液。
(4)50℃时,将 40 g乙物质加入到50 g水中充分溶解后,所得溶液的质量为 。
(5)若甲中含有少量的乙,采用 结晶的方法来提纯甲。
【答案】(1)40
(2)乙>甲>丙
(3)降低温度、增加溶质、恒温蒸发溶剂
(4)70g
(5)降温
【详解】(1)由图可知,50℃时,乙物质的溶解度为40g;
(2)由图可知,30℃时,甲、乙、丙三种物质的溶解度由大到小的顺序为:乙>甲>丙;
(3)由图可知,乙的溶解度随温度的升高而增加,故40℃时,有一接近饱和的乙溶液,可采取降低温度、增加溶质,恒温蒸发溶剂的方法使其变为饱和溶液;
(4)50℃时,乙的溶解度为40g,该温度下,将40g乙物质加入到50g水中,只能溶解20g,所得溶液的质量为:50g+20g=70g;
(5)由图可知,甲、乙的溶解度均随温度的升高而增加,甲的溶解度受温度影响较大,乙的溶解度受温度影响较小,故若甲中含有少量的乙,采用降温结晶的方法来提纯甲。
考点二 结合实验考查溶解度曲线
【例2】硝酸钾在农业、工业、食品、医药等多领域有重要应用。图1是硝酸钾的溶解度曲线,图2是硝酸钾溶解和析出的过程。下列说法正确的是
A.硝酸钾的溶解度是63.9g
B.a点对应的溶液比b点对应的溶液质量少32.3g
C.40℃时,烧杯中溶解20g硝酸钾后的溶液是不饱和溶液
D.若使20℃时烧杯中析出的硝酸钾固体再溶解可继续降温
【答案】C
【详解】A、由溶解度曲线图可知,40℃时硝酸钾的溶解度是63.9g,选项中描述溶解度时没有指明温度,故选项错误;
B、由溶解度曲线图可知,a、b两点均在硝酸钾的溶解度曲线上,则a点对应的溶液为20℃时硝酸钾的饱和溶液,b点对应的溶液为40℃时硝酸钾的饱和溶液,由于不明确a、b两点所对应的溶液质量,因此不能得出a、b两点所对应溶液中的溶质质量相差多少,故选项错误;
C、由溶解度曲线图可知,40℃时硝酸钾的溶解度是63.9g,40℃时50g水溶解31.95g硝酸钾达到饱和,图中在40℃时将20g硝酸钾加到50g水中能全部溶解,得到的溶液为硝酸钾的不饱和溶液,故选项正确;
D、由溶解度曲线图可知,硝酸钾的溶解度随温度升高而增大,若使20℃时烧杯中析出的硝酸钾固体再溶解可采取的方法是增加溶剂或升高温度,故选项错误。
故选:C。
解题要点
结合溶解度曲线,逐步分析图示实验过程,特别注意实验中的溶质、溶剂的质量变化和温度的升降。有多步实验的,解题时可在每一步实验流程中进行相关量的标注。
【变式2-1】为探究硝酸钾的溶解度,进行如图1所示的三次实验,实验过程中温度不变。通过多次实验,绘制出了硝酸钾的溶解度曲线如图2所示,回答下列问题:
(1)图1中①②③烧杯所得溶液为饱和溶液的是 (选填数字序号)。
(2)由图2知,想要③号烧杯内固体溶解,可以采用 (选填“升高或降低”)温度的方法。
【答案】(1)②③
(2)升高
【详解】(1)根据图1中的信息可知,③中有未溶解的固体,一定为饱和溶液,②③溶液质量相同,则说明加入的硝酸钾没有溶解,则②也为饱和溶液,则图1三次实验中所得溶液饱和的是②③;
(2)由图2可知,硝酸钾的溶解度随温度升高而增大,则可采用升温或加水的方法使③中固体溶解。
【变式2-2】10℃时,分别向两个盛有100g水的烧杯中加入等质量的甲、乙两种物质,充分溶解后,现象如图1所示。
(1)图1中,烧杯A、B中的溶液一定属于饱和溶液的是 (填序号)。
(2)图1中,烧杯A中溶液的质量为 ,若要将该烧杯中的剩余固体溶完,下列方法一定可行的是 (填序号)。
A.向烧杯A中加入10g水
B.将烧杯A中物质升温至t℃(忽略水分蒸发)
C.向烧杯A中加入50g、10℃的甲的不饱和溶液
(3)艾依钟同学对烧杯B中的溶液进行了如图3实验(析出固体中不含结晶水)。x的值为 。
【答案】(1)A
(2) B
(3)
【详解】(1)烧杯A中含有不溶物,说明不能再溶解该种溶质了,一定是饱和溶液;B中全部溶解,可能是不饱和溶液,也可能刚好饱和;故填:A。
(2)①由图1可知,在时,A烧杯中物质溶解度小于B烧杯中物质的溶解度,所以A烧杯中是甲物质,B烧杯中是乙物质,时甲的溶解度是,水中只能溶解甲,所以烧杯A中溶液的质量为;故填:;
②饱和溶液变为不饱和溶液的方法有:增加溶剂,升高温度;
A.向烧杯A中加入水,可能把固体全部溶解,也可能溶解一部分,故选项错误;
B.将烧杯A中物质升温至(忽略水分蒸发)能全部溶解完,因为在时,B烧杯中物质已经全部溶解完,且两种物质的溶解度相等,则时A烧杯中物质能全部溶解,故选项正确;
C.向烧杯A中加入、的甲的不饱和溶液,可能把固体全部溶解,也可能溶解一部分,故选项错误;
故填:B。
(3)时乙的溶解度是,等分两部分后,每份溶液中溶剂都是,第一份蒸发水,还剩水,水中最多溶解乙,所以这一份溶液中共含有溶质:,另一份溶液中含有溶剂,最多能溶解乙,溶液中已经有了,所以加入B物质后,只能溶解,还剩余固体没有溶解,故填:。
考点三 气体溶解度
【例3】闻名中外的青岛啤酒内溶有一定量的二氧化碳,打开瓶盖,发现啤酒会自动喷出,喝了啤酒后又会打嗝,这说明气体在水中的溶解度与压强和温度有关。下列说法正确的是
A.压强越小,气体的溶解度越大
B.压强越小,气体的溶解度越小
C.温度升高,气体的溶解度增大
D.温度降低,气体的溶解度减小
【答案】B
【详解】打开啤酒时,二氧化碳的压强减小,二氧化碳逸出,说明压强减小,气体溶解度减小;喝进人体的啤酒还会逸出二氧化碳,此时啤酒的温度升高,二氧化碳逸出,说明温度升高,气体溶解度减小,即温度降低,气体溶解度增大, 故选B。
解题要点
气体溶解度受温度和压强的影响较大。温度越高,气体溶解度越小;压强越大,气体溶解度越大。
【变式3-1】水中的溶氧量大小对水生生物至关重要。
(1)夏季为鱼池水补氧,常用水泵将池水喷到空气中落下,其原理是 。(填选项)
A.增大氧气溶解度 B.增大水与空气的接触面积 C.升高水温
(2)下列大致图象中,不能反映氧气在水中溶解度规律的是 。(填选项)
A. B. C.
【答案】(1)B
(2)B
【详解】(1)夏季为鱼池水补氧,常用水泵将池水喷到空气中落下,是为了增大水与空气的接触面积,使溶于水的氧气含量增加;故选:B。
(2)气体的溶解度随气压的增大而增大,随温度的升高而减小。
A图表示温度升高时氧气溶解度减小,正确;
B图表示气压增大时,氧气溶解度减小,不符合气压增大气体溶解度增大的特点,错误;
C图表示气压增大气氧气的溶解度增大,且温度越低的溶解度越大,正确。
故选:B。
【变式3-2】某温度时,三种气体溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.气体都难溶于水
B.该温度时,甲的溶解度最大
C.该温度时,三种气体中丙的溶解度受温度影响最小
D.该温度时,相同质量的甲、乙、丙溶液,压强减小,甲溶液质量变化最大
【答案】C
【详解】A、气体并非都难溶于水,如二氧化碳能溶于水,氨气极易溶于水,故A错误;
B、气体的溶解度受温度和压强的影响,比较气体溶解度的大小,需要指明温度和压强,该题只指明温度,故B错误;
C、由图像可知,该温度下,压强变化时,丙的溶解度变化最小,即该温度时,三种气体中丙的溶解度受温度影响最小,故C正确;
D、未指明该温度时,相同质量的甲、乙、丙溶液是否饱和,因此,无法判断随着压强的减小,溶液质量变化的大小,故D错误。
故选C。
考点四 结晶分离混合物
【例4】如图为两种固体物质(不含结晶水)的溶解度曲线,下列说法正确的是
A.乙的饱和溶液由降温至,变为不饱和溶液
B.甲、乙两种物质的饱和溶液升温到,溶质的质量分数是甲大于乙
C.向的甲溶液中加入溶质,可以得到甲溶液
D.甲中含有少量乙,可用蒸发溶剂的方法提纯甲
【答案】C
【详解】A、乙的饱和溶液由t2℃降温至t1℃仍为饱和溶液,因为乙固体物质的溶解度,是随温度升高而增大的,故选项说法错误;
B、t1℃甲、乙两种物质的饱和溶液升温到t2℃,溶质的质量分数是甲等于乙,甲、乙的溶解度随温度升高而增大,升温甲和乙的溶质、溶剂都不变,溶质的质量分数是甲=乙,故选项说法错误;
C、t1℃时,甲的溶解度是50克,t1℃时,甲的饱和溶液的质量分数是,因此向20%的甲溶液中加入溶质,可以得到30%甲溶液,故选项说法正确;
D、甲中含有少量乙,可用蒸发溶剂的方法提纯甲错误,因为甲的溶解度受温度的影响变化比乙大,因此用降温结晶,故选项说法错误。
故选C。
解题要点
溶解度受温度影响较大的用降温结晶(冷却热饱和溶液),如硝酸钾;
溶解度受温度影响较小的用蒸发结晶,如氯化钠。
【变式4-1】 如图是KNO3和NaCl两种固体物质的溶解度曲线(不考虑水分的蒸发,析出的晶体中不含结晶水)。下列说法正确的是
A.NaCl和KNO3都是可溶于水的物质
B.配制NaCl溶液时,搅拌可以加大NaCl的溶解度
C.若NaCl中混有少量KNO3,可用降温结晶的方法提纯NaCl
D.50℃时,将185.5g的KNO3饱和溶液降温到20℃,析出晶体的质量为53.9g
【答案】D
【详解】A、20℃时,氯化钠和硝酸钾的溶解度大于10g,所以都是易溶于水的物质,故说法错误;
B、配制NaCl溶液时,搅拌可以加大NaCl的溶解速率,故说法错误;
C、氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,所以若NaCl中混有少量KNO3,可用蒸发结晶的方法提纯NaCl,故说法错误;
D、50℃时,硝酸钾的溶解度时85.5g,185.5g的KNO3饱和溶液中含有100g水和85.5g的硝酸钾,降温到20℃时,溶解度是31.6g,析出晶体的质量为85.5g-31.6g=53.9g,故说法正确。
故选D。
【变式4-2】甲、乙、丙三种固体物质溶解度曲线如图所示。下列说法错误的是
A.时,甲、乙的溶解度相等
B.时,把甲加入水中能得到溶液
C.甲中混有少量乙,可以用降温结晶提纯甲
D.分别将的三种物质的饱和溶液均升温到,只有丙能析出晶体
【答案】B
【详解】A、由溶解度曲线可知:t℃时,甲、乙的溶解度都是25g,即溶解度相等,说法正确,故不符合题意;
B、t2℃时,甲的溶解度是40g,即在该温度下,100g水中最多溶解40g,则50g水中最多溶解20g,所以t2℃时,将30g甲加入到50g水中,充分溶解后所得溶液质量为20 g+50g=70 g,说法错误,故符合题意;
C、甲的溶解度受温度影响较大,所以当甲溶液中混有少量的乙,可采用降温结晶的方法提纯甲,说法正确,故不符合题意;
D、t1℃时,将三种物质的饱和溶液均升温到t2℃,甲和乙的溶解度变大,变为不饱和溶液,不会析出晶体,丙的溶解度变小,析出晶体,说法正确,故不符合题意。
故选: B。
基础达标
1.要增加氧气在水中的溶解度,可以采取的方法是
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度
【答案】AD
【详解】气体的溶解度随温度降低而增大,随压强增大而增大,故选AD。
2.如图是甲、乙两种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线。结合图像判断,下列说法正确的是
A.甲的溶解度大于乙
B.℃时,甲、乙的溶液分别恒温蒸发相同质量的水,甲、乙的溶液中析出晶体的质量一定相等
C.℃时,将5g甲加入到25g水中充分搅拌,可以得到30g甲的饱和溶液
D.乙的不饱和溶液降温后可以得到乙的饱和溶液
【答案】C
【详解】A、没有具体温度,不能判断甲物质的溶解度是否大于乙物质,错误;
B、t1℃时,甲、乙的溶液的溶质质量分数不一定相等,分别恒温蒸发相同质量的水,甲、乙的溶液中析出晶体的质量不一定相等,错误;
C、t1℃时,甲的溶解度为20g,即此时100g水能恰好溶解20g甲,故将5g甲加入到25g水中充分搅拌,其恰好完全溶解,可以得到25g+5g=30g甲的饱和溶液,正确;
D、乙的溶解度随温度下降而增大,乙的不饱和溶液降温后不可以得到乙的饱和溶液,错误;
故选C。
3.如图是两种常用物质的溶解度曲线图,下列叙述正确的是
A.时,饱和溶液中含有
B.的溶解度大于的溶解度
C.将等质量的两种饱和溶液由降温到溶液析出晶体的质量较多
D.中含有少量的,采用蒸发结晶的方法提纯
【答案】C
【详解】A、70℃时,NH4Cl的溶解度是为60.2g,即70℃时,160.2g饱和NH4Cl溶液中含有60.2gNH4Cl,错误;
B、选项说法没有指明温度,不能比较两种物质的溶解度大小,错误;
C、氯化铵的溶解度受温度的影响变化较大,氯化钠的溶解度受温度的影响变化较小,则将等质量的两种饱和溶液由100℃降温到40℃NH4Cl溶液析出晶体的质量较多正确;
D、氯化铵的溶解度受温度的影响变化较大,氯化钠的溶解度受温度的影响变化较小,NH4Cl中含有少量的NaCl,采用降温结晶的方法提纯NH4Cl,错误。
故选C。
4.如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,下列说法正确的是
A.甲中混有少量的乙,可用蒸发溶剂的方法提纯乙
B.甲和乙溶解度相等的温度是20℃
C.把40℃甲、乙、丙三种物质饱和溶液降低温度至20℃,析出晶体质量由大到小顺序是甲>乙>丙
D.20℃时,向盛有10克水的烧杯中加入5克丙固体,充分溶解得到溶液质量为15g
【答案】B
【详解】A、由图可知,甲、乙的溶解度均随温度的升高而增加,甲的溶解度受温度影响较大,乙的溶解度受温度影响较小,故甲中混有少量的乙,可用降温结晶的方法提纯甲,由于乙的含量较少,蒸发溶剂的过程中,析出的大部分是甲,无法用蒸发溶剂的方法提纯乙,不符合题意;
B、由图可知,20℃时,甲、乙的溶解度曲线相交于一点,说明20℃时,甲和乙的溶解度相等,符合题意;
C、把40℃甲、乙、丙三种物质饱和溶液降低温度至20℃,降温后,甲、乙的溶解度均减小,均有溶质析出,丙的溶解度增加,变为不饱和溶液,无晶体析出,由于溶液质量未知,析出晶体的质量无法比较,不符合题意;
D、由图可知,20℃时,丙的溶解度小于50g,则该温度下,向盛有10克水的烧杯中加入5克丙固体,固体不能完全溶解,所得溶液的质量小于15g,不符合题意。
故选B。
5.溶液在生活、生产、科研中具有广泛的用途。如图1是A、B、C三种固体物质的溶解度曲线,下列说法错误的是
A.t1℃时,将固体A、B、C各ag分别加入50g水中,得到两种饱和溶液,则a的取值范围是30≤a≤70
B.t2℃时,取等质量的A、B两种物质的饱和溶液分别蒸发等量的水后,恢复到t2℃,析出晶体的质量A<B
C.t3℃时,A、B、C三种物质溶解度的大小关系是A=B>C
D.为使图2试管中的饱和C溶液变浑浊,可向烧杯中加入氢氧化钠固体
【答案】A
【详解】A、t1℃时,A和C的溶解度相等为30g,B的溶解度为70g,则该温度下,50g水中最多溶解15gA、C,35gB,故将A、B、C固体各ag分别加入50g水中,得到两种饱和溶液,则是A和C的饱和溶液,B是不饱和溶液,则a的取值范围是;选项错误;
B、如图所示,t2℃时,B的溶解度大于A的溶解度,取等质量的A、B两种物质的饱和溶液分别蒸发等量的水后,恢复到t2℃,由于蒸发的水质量相等故析出晶体的质量A<B,选项正确;
C、如图所示,t3℃时,A、B、C三种物质溶解度的大小关系是A=B>C,选项正确;
D、如图所示,C的溶解度随温度的升高而减小,故为使图2试管中的饱和C溶液变浑浊,可使温度升高,C溶解度减小而析出,使溶液浑浊,可向烧杯中加入氢氧化钠固体,因为氢氧化钠溶于水时会使水温升高,选项正确;
答案为:A。
6.(2023·上海虹口·二模)氯化钾的溶解度曲线如图所示,将M点表示的某氯化钾溶液转变为饱和溶液,可行的是
A.升高温度 B.降低温度 C.加入足量氯化钾 D.加入足量40℃氯化钾饱和溶液
【答案】C
【分析】M点表示的某氯化钾溶液为40℃时氯化钾的不饱和溶液,由图示可知,氯化钾的溶解度随着温度的升高而增大。
【详解】A、氯化钾的溶解度随着温度的升高而增大,升高温度后,氯化钾的溶解度增大,溶液仍为不饱和溶液,方法不可行;
B、氯化钾的溶解度随着温度的升高而增大,降低温度后,氯化钾的溶解度减小,可使接近饱和的氯化钾的溶液变成饱和溶液,由溶解度曲线可知:降温至0℃时水开始凝固,溶液仍为不饱和溶液,方法不可行;
C、加入足量氯化钾,能使接近饱和的氯化钾溶液变成饱和溶液,方法可行;
D、加入足量40℃时氯化钾饱和溶液,所得溶液为氯化钾的不饱和溶液,方法不可行;
故选:C。
7.传统的豆腐制作常用卤水来点卤,常见卤水主要是氯化镁、硫酸镁和氯化钠的混合溶液。三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A.MgCl2的溶解度大于NaCl的溶解度
B.60℃时,将MgSO4的饱和溶液升高或降低温度,都会析出晶体
C.NaCl溶液中混有少量的MgCl2,可采取降温结晶的方法提纯NaCl
D.30℃时,将等质量的MgCl2和MgSO4饱和溶液升温到60℃,所得溶液中溶剂质量的大小关系为MgCl2>MgSO4
【答案】B
【详解】A、未指明具体温度,无法比较两者的溶解度大小,故A错误;
B、由图可知,60℃时,升高或降低温度,MgSO4的溶解度均减小,故60℃时,将MgSO4的饱和溶液升高或降低温度,都会析出晶体,故B正确;
C、由图可知,NaCl的溶解度受温度影响较小,MgCl2的溶解度随温度的升高而增大且受温度影响较大,故NaCl溶液中混有少量的MgCl2,可采取蒸发结晶的方法提纯NaCl,故C错误;
D、由图可知,30℃时,MgCl2的溶解度大于MgSO4,则等质量的MgCl2和MgSO4饱和溶液中,MgCl2饱和溶液中水的质量小于MgSO4饱和溶液中水的质量,升温到60℃,MgCl2和MgSO4的溶解度均增大,都变成不饱和溶液,水的质量都不变,则所得溶液中溶剂质量的大小关系为MgCl2<MgSO4,故D错误。
故选B。
8.A、B、C三种固体物质的溶解度曲线如下图所示,下列说法正确的是
A.t2℃时,用等质量的B、C分别配制饱和溶液,所需水的质量:B>C
B.将t3℃时的A、B的饱和溶液分别降温至t2℃,析出固体的质量:A>B
C.可采取恒温蒸发溶剂的方法使Q点的A溶液变为M点的状态
D.将等质量的A、B、C三种物质的饱和溶液分别由t3℃降温至t1℃,析出溶质质量:A>B>C
【答案】C
【详解】A、由溶解度曲线可知:t2℃时,B的溶解度大于C的溶解度,用等质量的B、C分别配制饱和溶液,所需水的质量B<C,说法错误;
B、将t3℃时的A、B的饱和溶液分别降温至t2℃,没有明确A、B溶液的质量,无法比较析出固体的质量,说法错误;
C、Q点是t3℃时A的不饱和溶液,M是t3℃时A的饱和溶液,由不饱和溶液转化成饱和溶液,可采用蒸发溶剂的方法,采取恒温蒸发溶剂的方法使Q点的A溶液变为M点的状态,说法正确;
D、A、B两种固体物质的溶解度随温度的降低而减小,且A物质溶解度减小幅度比B物质的大,C物质的溶解度随温度的降低而增大,将等质量的A、B、C三种物质的饱和溶液分别由t3℃降温至t1℃,析出溶质的质量:A>B,C物质饱和溶液没有固体物质析出,说法错误;
答案:C。
9.两个烧杯中分别盛装X、Y的饱和溶液,两支试管中分别装有 NaOH 和 NH4NO3 固体,向两支试管中分别滴加适量水,现象如图一所示,结合图二判断下列说法正确的是
A.Y的溶解度曲线为b曲线
B.X的饱和溶液从t2℃降温到t1℃,溶质的质量分数变大
C.t1℃时,等质量的X、Y溶液中,溶质的质量分数相等
D.t3℃时,X、Y的饱和溶液质量相等,则溶剂质量X>Y
【答案】D
【详解】A、硝酸铵固体溶于水吸热,溶液温度降低,而Y的饱和溶液变浑浊,则说明Y的溶解度随温度降低而减小,则为a曲线,故A说法错误;
B、氢氧化钠固体溶于水放热,溶液温度升高,X的饱和溶液变浑浊,则说明X的溶解度随温度升高而减小,则为b曲线,则将X 的饱和溶液从 t2℃降温到 t1℃,溶解度增大,则溶液中各成分的质量不变,溶质质量分数不变,故B说法错误;
C、由于不确定溶液是否饱和,则无法比较溶质质量分数,故C说法错误;
D、由图可知,t3℃时,Y的溶解度大于X,则等质量的X、Y 的饱和溶液中,溶质Y>X,则溶剂质量X>Y,故D说法正确;
故选:D。
10.初冬时节,某地盐池中“硝花”绽放,晶莹剔透,美不胜收。“硝花”是硫酸钠结晶在盐板上的一种现象。兴趣小组自制“硝花”的实验如图,下列分析不正确的一项是
A.硫酸钠的溶解度随温度升高先增大后减小
B.图1中搅拌可以使硫酸钠充分溶解
C.图2中气温下降到0℃时,玻璃片上有“硝花”出现
D.析出“硝花”后溶液浓度变小
【答案】C
【详解】A、由图3可知,硫酸钠的溶解度随温度升高先增大后减小,故A分析正确;
B、图1中用玻璃棒搅拌,可以使硫酸钠充分溶解在水中,故B分析正确;
C、图1中向200g水中加入了8g硫酸钠,0℃时硝酸钾的溶解度为4.9g,则0℃时200g水中最多能溶解9.8g硝酸钾,则图2中气温下降到0℃没有“硝花”析出,故C分析错误;
D、初冬时节,盐池“硝花”绽放,是因为温度降低,有硫酸钠晶体析出,因此析出“硝花”后,溶质质量减少,溶剂质量不变,溶液浓度变小,故D分析正确;
故选:C。
11.(2025·甘肃临夏·二模)如图是甲、乙两种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线。
(1)温度小于t1℃时,甲的溶解度 乙的溶解度;
(2)若甲中含有少量乙,提纯甲的方法是 ;
(3)t2℃时,等质量的甲和乙要配成饱和溶液所需的水较多的是 ;
(4)t2℃时,将65g甲的饱和溶液稀释为20%,需加水 g。
【答案】(1)小于
(2)降温结晶
(3)乙
(4)10
【详解】(1)根据图示,温度小于t1℃时,甲的溶解度小于乙的溶解度;
(2)甲、乙溶解度均随温度的升高而增大。甲物质的溶解度受温度变化影响较大,乙物质的溶解度受温度变化影响较小,所以若甲中含有少量乙,提纯甲的方法是降温结晶;
(3)t2℃时,甲的溶解度大于乙,等质量的甲和乙配置饱和溶液,所得溶液的质量关系为:甲<乙,因为乙需要的水比甲多;
(4)t2℃时,甲的溶解度为30g,将65g甲的饱和溶液稀释为20%,需加水的质量为:。
12.(23-24九年级上·上海金山·期末)和在不同温度下的溶解度数据如下表。
温度(℃)
0
10
20
30
40
50
溶解度
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
(水)
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
(1)时,的溶解度是 。
(2)如图是和的溶解度曲线,则的溶解度曲线是 (填“”或“”)。的最小范围是 。
(3)时,加入到水中,所得溶液的质量是 。
(4)时,将不饱和溶液平均分为二份,并分别进行如下操作:
第一份:
第二份:
据此分析, 。
【答案】(1)37.0
(2) a 10℃~20℃
(3)68.6
(4)4.6
【详解】(1)由表中内容可知,50℃时,氯化钠的溶解度为37.0g。
(2)结合表中内容可知,氯化铵的溶解度受温度影响比较大,则氯化铵的溶解度曲线为a;
由于10℃时,氯化钠的溶解度大于氯化铵的,而20℃时,氯化钠的溶解度小于氯化铵的,则说明两者的溶解度相等时的温度在10℃~20℃,则t℃的最小范围为10℃~20℃。
(3)由表中内容可知,20℃时,氯化铵的溶解度为37.2℃,则该温度下,50g水中最多可溶解的氯化铵的质量为,则将20g氯化铵加入到50g水中,所得溶液的质量为18.6g+50g=68.6g。
(4)氯化钠的不饱和溶液蒸发10g水后,析出1g固体,此时溶液为饱和溶液,而20℃时,氯化钠的溶解度为36.0g,则该温度下,10g水中最多可溶解的氯化钠的质量为,则再蒸发10g水后,会析出3.6g固体,则x=1g+3.6g=4.6g。
综合应用
13.下图中曲线为KNO3饱和溶液的质量分数(W)随温度(T)变化的曲线。M、N、P三点分别表示三份KNO3溶液的质量分数和温度。当条件改变时,溶液新的状态在图中对应的点的位置可能也随之变化,下列判断不正确的是
A.M、N点代表的是饱和溶液,P点代表的是不饱和溶液
B.其它条件不变,加水稀释N点溶液可使其至M点
C.其它条件不变,将P点或N点溶液降温40℃后溶液均可至M点
D.维持溶液原温度蒸发溶剂时,M、N点均不动,P点垂直上移可至N点
【答案】B
【详解】A、通过图示分析,M、N点在曲线上,P点在曲线下方;饱和硝酸钾溶液的溶质质量分数大小与溶解度成正比,图示相当于溶解度曲线图,溶解度曲线上的点是饱和溶液,溶解度曲线下方的点是不饱和溶液,故M、N点代表的是饱和溶液,P点代表的是不饱和溶液,此选项正确;
B、加水稀释后溶液会由饱和变为不饱和,N点溶液和M点溶都是饱和溶液,所以其它条件不变,加水稀释N点溶液不可至M点,此选项错误;
C、由图示可知将P点溶液降温40℃后,溶液移动至M点恰好达到饱和状态,如果将N点溶液降温40°C后溶液会析出晶体,也会到达M点,也是饱和溶液,此选项正确;
D、饱和溶液恒温蒸发溶剂溶液仍然是饱和溶液,温度不变,溶解度不变,溶质质量分数不变,维持溶液原温度蒸发溶剂时, M、N点均不动; 不饱和溶液恒温蒸发溶剂的过程中溶剂减少,溶质质量不变,溶质质量分数增大,由不饱和溶液逐渐变成饱和溶液,由图示可知P点垂直上移可至N点,变成饱和溶液,此选项正确;
故选B。
14.下图是亮亮看到的NH4H2PO4和MgSO4溶解度曲线,下列说法正确的是:
A.搅拌,可以使溶解度变大
B.20℃时,在100g水中加33.7 gNH4H2PO4形成不饱和溶液
C.40℃时,NH4H2PO4的溶解度大于MgSO4的溶解度
D.NH4H2PO4溶液降温一定有晶体析出
【答案】C
【详解】A、固体溶解度受温度影响,搅拌不能改变溶解度大小,该选项说法不正确;
B、由图可知,20℃时,NH4H2PO4的溶解度为33.7g,则在100g水中加33.7 gNH4H2PO4形成饱和溶液,该选项说法不正确;
C、由图可知,40℃时,NH4H2PO4的溶解度大于MgSO4的溶解度,该选项说法正确;
D、将NH4H2PO4饱和溶液降温一定有晶体析出,但将其不饱和溶液降温不一定有晶体析出,该选项说法不正确。
故选C。
15.如图为晶体M(不含结晶水)的溶解度曲线,a、b两点分别表示M物质的溶液。下列有关说法或a、b间的转化方法错误的是
A.从a→b:先将a降温到t1℃,过滤后将滤液升温到t2℃
B.将两份溶液温度降到t1℃时,a、b中都有晶体析出
C.t2℃时,a是饱和溶液,b是不饱和溶液
D.从b→a:在b中加入M至刚好饱和
【答案】B
【详解】、从:先将降温到,析出晶体,溶解的物质的量是,过滤后将滤液升温到,是不饱和溶液,溶解的溶质的质量是,故能实现转化;
B、点溶解的物质的量大于时的溶解度,点溶解的物质的量等于时的溶解度,所以将两份溶液温度降到时,中有晶体析出,无晶体析出,恰好饱和,故错误;
C、溶解度曲线上的点表示物质的饱和溶液,溶解度曲线下方的点是该温度下物质的不饱和溶液,所以时,是饱和溶液,不饱和,正确;
D、从:上下垂直移动,表示不改变溶液的温度只改变溶质或溶剂的质量,是不饱和溶液,是饱和溶液,所以温度不变,加入至刚好饱和,正确;
故选:。
16.水和乙醇(酒精)都是工业上重要的溶剂,NaOH在水和乙醇中的溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.NaOH在不同溶剂中的溶解能力差别不大
B.20℃时209gNaOH溶液中最少含溶质109g
C.0℃时NaOH在乙醇中几乎不溶
D.NaOH在水和乙醇中的溶解能力都随温度升高而减小
【答案】C
【详解】A、由溶解度曲线可知,在不同溶剂中的溶解能力差别较大,A错误;
B、时,氢氧化钠在水中的溶解度是,即在该温度下,饱和溶液中最多含氢氧化钠:,题中未指明溶液是否饱和,无法判断,B错误;
C、由溶解度曲线可知,时在乙醇中的溶解度为0,即0℃时,氢氧化钠在乙醇中几乎不溶,C正确;
D、由溶解度曲线可知,在水和乙醇中的溶解能力都随温度升高而增大,D错误。
故选C。
17. t2℃,对于溶质质量分数相等的KNO3溶液和NaCl溶液,相关说法正确的是
A.两溶液一定是不饱和溶液
B.两溶液的质量可能相等
C.两溶液的溶质质量分数一定是40%
D.分别降温到t1℃,所得两种溶液的溶质质量分数可能相等
【答案】BD
【详解】A、t2℃时若在100g水中分被加入40gKNO3与NaCl,则得到的NaCl的饱和溶液,KNO3的不饱和溶液,且两溶液的溶质质量分数相等,故选项说法错误;
B、由于两种溶液的溶质质量分数相等,则当溶剂的质量相等时,溶质的质量也相等,此时溶液的质量就相等,故选项说法正确;
C、由题干信息可知两溶液的溶质质量分数相等,但是没有告知其他信息,无法计算溶质质量分数,故选项说法错误;
D、t2℃时两溶液溶质质量分数相等,二者降温溶解度都减小,因此无论是否析出溶质,两溶液的溶质质量分数仍会相等,故选项说法正确。
故选BD。
18.(24-25九年级上·上海徐汇·期末)从硝土中提取的硝酸钾会混有硝酸钠,根据下图所示的溶解度数据,提纯硝酸钾。
(1)80℃时,硝酸钠的溶解度为 g/100g水。40℃时,硝酸钠的溶解度 (选填“大于”“小于”或“等于”)硝酸钾的溶解度。
(2)有一份待提纯的硝酸钾样品,其中含84.5g硝酸钾和15.5g硝酸钠,该样品中硝酸钾的质量分数为 。
(3)在80℃时,将上述样品溶于水配成硝酸钾的热饱和溶液,需要加水 g。将该热饱和溶液降温至20℃,析出硝酸钾晶体,过滤后得到滤液,该滤液中的溶质是 。
(4)上述滤液可再用于提纯硝酸钾,如下图所示。
滤液经过多次再利用,会使得到的硝酸钾不纯,请解释原因 。
【答案】(1) 150 大于
(2)84.5%
(3) 50 硝酸钠、硝酸钾
(4)随着滤液多次利用,母液中的硝酸钠浓度逐渐累积升高,在后续结晶过程中,硝酸钠就可能会与硝酸钾一起结晶析出,导致硝酸钾不纯(合理即可)
【详解】(1)由图中信息可知,80℃时,硝酸钠的溶解度为150g/100g水,40℃时,硝酸钠的溶解度大于硝酸钾的溶解度;
(2)硝酸钾样品中含84.5g硝酸钾和15.5g硝酸钠,该样品中硝酸钾的质量分数为×100%=84.5%;
(3)80℃时,硝酸钾的溶解度为169g/100g水,即80℃时,100g水中最多溶解169g硝酸钾,则80℃时,84.5g硝酸钾溶解在50g水中达到饱和状态,将该热饱和溶液降温至20℃,析出硝酸钾晶体,溶液中还有未析出的硝酸钾和硝酸钠,则过滤后得到滤液,该滤液中的溶质是硝酸钠、硝酸钾;
(4)硝酸钠、硝酸钾都易溶于水且两者的溶解度受温度影响都较大,所以:随着滤液多次利用,母液中的硝酸钠浓度逐渐累积升高,在后续结晶过程中,硝酸钠就可能会与硝酸钾一起结晶析出,导致硝酸钾不纯。
19.(2023·上海普陀·一模)阅读下列溶解度曲线,并回答有关问题:
(1)10℃时,硝酸钠的溶解度为 。“氢氧化钙的溶解的曲线”未呈现在“a 图”中的原因是 。
(2)20℃时,11g 硝酸钾投入到 10g 水中,形成的是 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液,随着温度的升高,硝酸钾不断溶解,当温度升高到 ℃以上时,固体全部溶解。
(3)气体溶解度变化规律是 ,若将 CO2通入海水中吸收,应通入 (选填“深”或“浅”)海中。
(4)实验室回收的硝酸钾溶液,若要得到硝酸钾固体,操作的方法是 。
【答案】(1) 80g 氢氧化钙溶解度较小,用该图不能明确呈现
(2) 饱和 60
(3) 随压强增加而增大,随温度升高而减小 深
(4)降温结晶
【详解】(1)根据a图可看出,10℃时,硝酸钠的溶解度为80g,结合c图氢氧化钙溶解度,氢氧化钙相对较小,用a图不能明确呈现其变化规律;
(2)由a图可看出20℃时,硝酸钾溶解度为30g,即是10g水中最多溶解3g硝酸钾,所以此时形成的溶液是饱和溶液;随着温度升高,固体不断溶解,恰好完全溶解时,溶液刚好达到饱和,溶解度为110g,结合图示60℃时硝酸钾溶解度为110g,所以当温度达到60℃时,硝酸钾完全溶解(忽略水分蒸发);
(3)由图b可看出,气体溶解度随压强增大而增大,由图d可看出气体溶解度随温度升高而降低;二氧化碳通过海水吸收,通入位置越深,温度越低压强越大,所以应通入深海进行吸收;
(4)由图a可看出硝酸钾溶解度随温度升高而增大,且变化幅度较大,所以回收硝酸钾应用降温结晶法进行回收硝酸钾晶体。
拓展培优
20.现有30g样品,经测定,其中含26gNaCl、4gKNO3。设计如图1所示的实验提纯NaCl,图2为相关物质的溶解度曲线。下列说法正确的是
A.溶液A为NaCl的饱和溶液、KNO3的不饱和溶液
B.趁热过滤是防止低温时KNO3溶解度减小而析出
C.过滤、洗涤、干燥后得到NaCl固体的质量为26g
D.溶液B是NaCl的不饱和溶液
【答案】B
【详解】A、由图可知,20℃氯化钠溶解度约为35g>26g,硝酸钾溶解度为30g>4g,步骤1向30g样品(26g氯化钠和4g硝酸钾)中加100g水,得到20℃的溶液A,故溶液A为NaCl的不饱和溶液、KNO3的不饱和溶液,错误;
B、硝酸钾的溶解度随温度升高而增大,且硝酸钾的溶解度受温度变化影响较大,低温时硝酸钾溶解度较小,故趁热过滤是防止KNO3在低温时溶解度减小析出,正确;
C、溶液B是析出氯化钠后的溶液,仍然是氯化钠的饱和溶液,即一部分氯化钠没有析出,由于溶液B中含有部分未析出的氯化钠,故过滤、洗涤干燥后得到NaC1固体的质量小于26克,错误;
D、溶液B是析出氯化钠后的溶液,是氯化钠的饱和溶液,错误;
故选B。
21.如图是甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的溶解度曲线。下列说法正确的是
A.图中阴影部分(不包含曲线上的点)对应的甲溶液是饱和溶液
B.t3℃时,等质量的乙、丙饱和溶液降温到t1℃,溶剂的质量:乙<丙
C.t2℃时,甲、乙、丙饱和溶液,分别蒸发等质量的水,析出固体的质量:甲=丙>乙
D.甲中有少量的乙,最好通过蒸发结晶的方式提纯甲
【答案】C
【详解】A、据图可知,图中阴影部分(不包含曲线上的点)都在相应温度,甲物质曲线的下方,是甲的不饱和溶液,故说法错误;
B、t3℃时,溶解度丙=乙,等质量的乙、丙物质的饱和溶液,所含溶剂质量为丙=乙,降温到t1℃,丙物质不析出,乙物质析出,但溶剂的质量不变,所含溶剂质量为丙=乙,故说法错误;
C、t2℃时,甲、乙、丙三种物质的溶解度关系是甲=丙>乙,所以分别蒸发等质量的水,析出固体的质量:甲=丙>乙,故说法正确;
D、甲、乙物质的溶解度均随温度的升高而增大,甲溶解度受温度变化影响较大,乙溶解度受温度变化影响较小,所以甲溶液中混有少量的乙可用降温结晶的方式提纯甲,故说法错误。
故选C。
22.(2025·上海·模拟预测)某校化学兴趣小组的同学在老师的带领下以海洋资源的综合利用为主题展开一系列项目式探究学习。
任务一:了解海洋资源
(1)夏季温度过高时,海洋中鱼类因吸氧量不足导致死亡,请从气体溶解度的角度分析夏季,氧气含量少的原因 。
任务二:利用海洋资源制盐
(2)图1海水晒盐后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)图2获取关于的信息有 。
(4)欲证明烧杯中20℃海水是的不饱和溶液,具体的操作是 。
(5)海水制盐选用 的方法进行提纯。根据海水中各物质的质量分数,以及各物质的溶解度变化情况,分析晒盐时不能将水全部蒸干,目的是使卤水中大量析出,而其他盐类基本不析出的原因 。
任务三:海洋资源的保护
(6)通过此次学习,同学们认识到丰富的海洋资源具有极大的发展前景,请为保护海洋资源提出一条合理建议: 。
【答案】(1)夏季温度高,氧气的溶解度随温度升高而减小,导致海水中氧气含量降低
(2)饱和
(3)氯化镁的溶解度随温度升高而增大
(4)加入少量氯化钠,若能继续溶解,证明原溶液是的不饱和溶液
(5) 蒸发结晶 卤水中其他盐类溶质质量分数小,且相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态
(6)加大沿海两岸的绿化
【详解】(1)从气体溶解度的角度分析夏季氧气含量少的原因是:夏季温度高,氧气的溶解度随温度升高而减小,导致海水中氧气含量降低;
(2)海水晒盐后析出氯化钠固体,则得到的母液不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液;
(3)由图2可知,氯化镁的溶解度随温度升高而增大;
(4)欲证明烧杯中20℃海水样品是氯化钠的不饱和溶液,具体的操作是加入少量氯化钠,若能继续溶解,证明原溶液是氯化钠的不饱和溶液;
(5)由图2可知,氯化镁、硫酸镁、氯化钠的溶解度均随温度升高而增大,其中氯化镁、硫酸镁的溶解度受温度变化影响较大,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,则海水制盐可选用蒸发结晶的方法进行提纯;
由图2、3可知,卤水中其他盐类溶质质量分数小,且相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态,所以卤水中的NaCl大量析出,而其他盐类基本不析出;
(6)丰富的海洋资源具有极大的发展前景,保护海洋资源的合理建议:加大沿海两岸的绿化等(合理即可)。
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专题7 溶液
课题2 探究物质的溶解性
第3课时 溶解度曲线及其应用
教学目标
1.学会绘制溶解度曲线并分析溶解度曲线;
2.了解气体溶解度,知道气体溶解度的影响因素;
3.能利用溶解度曲线解决实际问题。
重点和难点
重点:溶解度曲线分析和应用。
难点:溶解度曲线的应用。
◆知识点一 溶解度的表示
1.溶解度表:物质的溶解度会受到温度的影响,用实验的方法可以测出物质在不同温度下的溶解度,记录并制作成溶解度表。
表7.2 氯化钠和硝酸钾在不同温度下的溶解度
物质
溶解度/g
0℃
20℃
40℃
60℃
80℃
100℃
氯化钠
35.7
35.9
36.4
37.1
38.0
39.2
硝酸钾
13.9
31.6
61.3
106
167
245
2.溶解度曲线
用横坐标表示 ,纵坐标表示 ,依据同种物质在不同温度下的溶解度数值,绘制出物质的溶解度随温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。其核心作用是直观展现物质溶解度随温度的变化规律。
即学即练
1.“掰掰热”发热袋中装有醋酸钠溶液和一小块金属片。掰动金属片,袋内液体迅速结晶且发热。醋酸钠在不同温度时的溶解度如表所示。下列说法不正确的是
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
A.醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大
B.30℃时,将30g醋酸钠加入50g水中,所得溶液质量为80g
C.60℃的醋酸钠饱和溶液降温至30℃,溶剂质量不变
D.将发热袋放入热水中,可再次循环使用
◆知识点二 溶解度曲线
1.溶解度曲线表示某物质在不同的温度下的溶解度或溶解度随温度变化的情况。
2.溶解度曲线图上点的意义
(1)曲线上的点:表示某物质在对应温度下的溶解度
A点:表示20oC时硝酸钾的溶解度为 。
B点:表示70oC时氯化铵的溶解度为 。
(2)曲线以上的点:表示对应温度下该溶质的 溶液,且溶液中
C点:表示20oC时硝酸钾的饱和溶液,且有固体剩余。
(3)曲线以下的点:表示对应温度下该溶质的不饱和溶液
D点:表示20oC时硝酸钾的 。
(4)两曲线的交点:表示两物质在该对应温度下的溶解度相等
E点:表示70oC时 。
3.溶解度曲线的变化规律
(1)陡升型: 固体物质的溶解度随温度升高而增大,如 。
(2)缓升型: 固体物质的溶解度受温度变化的影响很小,如 。
(3)下降型: 固体物质的溶解度随温度的升高而减小,如 。
特别提醒:
溶解度曲线图上的每个点对应的溶液中的溶剂都是100g水,即100g水的溶解度曲线的隐含条件。
即学即练
1.甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线如图所示,回答问题。
(1)a1℃时,甲、乙、丙三种物质中溶解度最小的是 。
(2)将a3℃时乙的饱和溶液降温至a2℃,溶液的质量会 (填“减小”“不变”或“增大”)。
(3)a2℃时,60.0g甲溶液中含10.0g甲,为使甲溶液达到饱和状态,至少需要加入 g甲。
◆知识点三 气体的溶解度
1.概念:在 和 时,某气态物质溶解在 (通常指水)里溶解达到 时的 。
2. 四要素:
(1)条件:
(2)标准:
(3)状态:
(4)单位:
3. 含义:
“25℃、101 kPa 时,二氧化碳溶解度为0.759”表示:在25℃,101 kPa 时,
。
4.影响因素:
(1)内因: 和 的性质(种类)
(2)外因:
① :压强越大,气体溶解度 。
打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来的原因是: 。
② :温度越高,气体溶解度 。
喝汽水后常打嗝是因为汽水 ;
特别提醒:
1.气体溶解度的条件中一定有压强。
2.气体溶解度没有单位,只要溶质和溶剂的体积单位一致即可。
即学即练
1.为了使氧气在水中的溶解度增大,可采用的方法是
A.加压降温 B.降压降温 C.升温降压 D.加压升温
2.天气闷热时,水中的含氧量降低,养鱼池里的鱼总是接近水面游动。下列有关说法正确的是
A.氧气在水中的溶解度随温度的升高而减小
B.氧气在水中的溶解度随压强的增大而减小
C.水中的含氧量降低,这里的“氧”指的是氧元素
D.利用水泵把养鱼池中的水喷向空中,可增大氧气在水中的溶解度
◆知识点四 结晶
1.结晶:物质从饱和溶液中以晶体的形式析出的过程叫做结晶。
2.从溶液中提取溶质可以采用 的方法。
3.常见的结晶方法
(1)蒸发结晶:适用于 的物质(溶解度曲线呈“缓升型”),如: 。
(2)降温结晶(冷却热饱和溶液):适用于 的物质(溶解度曲线呈“陡升型”),如: 、硝酸铵、硝酸钠等。
4.海水晒盐
(1)原理:蒸发结晶。将海水引入盐田,经风吹日晒,水不断蒸发,得到食盐晶体(粗盐)。
(2)流程:
5.利用结晶法从盐湖中获取食盐和纯碱
“夏天晒盐”:氯化钠的溶解度受温度影响较 ,夏天气温高,利用 结晶将水分蒸干,得到食盐。
“冬天捞碱”:碳酸钠的溶解度受温度影响较大,冬天气温低,碳酸钠溶解度 ,从湖水中结晶析出。
6.利用结晶法除杂
(1)适用范围:混合物中两种物质的溶解度受温度影响 。
(2)选择结晶方法的依据:根据待提纯物质的溶解度曲线的 。陡升型的用 ,缓升型的用 。
(3)典例:
①除去硝酸钾中混有的少量氯化钠: (冷却热饱和溶液)
实验操作:将混合物溶解于适量的水中,加热蒸发一部分水,制成 下 的溶液,降温,析出大量固体后过滤,少量冷水洗涤,得到较纯的硝酸钾晶体。
②除去氯化钠中混有的少量硝酸钾:
实验操作:将混合物溶解于适量的水中,加热蒸发大量的水让绝大部分 结晶析出,再 过滤,得到较纯的氯化钠晶体。
7.结晶水合物
(1)概念:物质从水溶液中析出晶体时,晶体中含有 的固体化合物。
(2)组成:可用“无水物化学式•nH₂O”表示(n表示 )
如:胆矾 (CuSO₄•5H₂O)、明矾 [KAl(SO₄)₂•12H₂O]
特别提醒:
1.利用结晶法除杂时,若混合物是固体,则需先用水溶解形成溶液后再除杂。
2.结晶法除杂后,过滤后的溶液一定是析出晶体后的饱和溶液。故结晶法提纯物质是有一定量损耗的。
3.结晶水合物中的结晶水的数目以固定比例存在,因此结晶水合物属于纯净物。
即学即练
1.我国盐湖地区有“夏天晒盐(NaCl),冬天捞碱(Na2CO3)”的做法,结合Na2CO3和NaCl的溶解度曲线分析,下列说法正确的是
A.Na2CO3的溶解度一定比NaCl的大
B.30℃时,30gNaCl能完全溶解于50g水中
C.“夏天晒盐”经过蒸发结晶过程,“冬天捞碱”经过降温结晶过程
D.30℃时,Na2CO3和NaCl两种溶液的溶质质量分数相等
2.晾晒海水可以得到粗盐(含有氯化镁等杂质),如图为氯化钠和氯化镁的溶解度曲线,下列叙述正确的是
A.海水晒盐是通过蒸发结晶的方法获得粗盐
B.20℃时,氯化钠饱和溶液中含有36g氯化钠
C.氯化镁的溶解度随温度升高而降低
D.氯化镁溶液从t℃降温到20℃一定会析出氯化镁晶体
◆知识点五 溶解度曲线的应用
1.比较溶解度大小。
(1)比较同一物质在 时的溶解度;
(2)比较不同物质在 时的溶解度;
2.判断固体物质溶解度受温度的影响;
硝酸钾的溶解度受温度的影响较大,氯化钠的溶解度受温度影响较小。
3.判断配制的溶液是否饱和
4.比较不同物质饱和溶液中量的关系
5.判断饱和溶液、不饱和溶液的转化
6.确定物质结晶的方法
(1)溶解度随温度变化较大的物质: 结晶,如硝酸钾,KNO3
(2)溶解度随温度变化较小的物质: 结晶,如氯化钠,NaCl
7.分离混合物中的固体物质
利用溶解度曲线,可以设计实验步骤来分离混合物中的不同固体成分。
特别提醒:
溶解度曲线的一个重要的隐含条件是:曲线图上的每个点对应的溶液中的溶剂都是100g水。
即学即练
1.下列说法正确的是
A.在时,三种物质的溶解度关系为a>b=c
B.b中含有少量的a,若要提纯b,可采用蒸发结晶的方法
C.其它条件不变,升高温度可使c的饱和溶液变成不饱和溶液
D.时,50gb物质加入到50g水中充分溶解后,所得溶液的质量为100g
2.溶解度曲线可以帮助人们更好地认识溶解度随温度变化的情况。下图是甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线,根据图示回答问题。
(1)t1℃时,相同质量的甲的饱和溶液和乙的饱和溶液中溶剂的质量关系:甲 (填“=”“>”或“<”)乙。
(2)t1℃时,配制相同质量的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液,所需溶质的质量关系是 。
(3)t2℃时,将30g 甲物质加入50g 水中,充分搅拌,可以得到 g 甲的饱和溶液。
(4)t2℃时,将丙物质的不饱和溶液转化成饱和溶液的方法是: (填写一种 即可)。
(5)甲中含有少量的丙,提纯甲的方法是 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
一、固体溶解度曲线的应用
1.比较溶解度大小。
(1)比较同一物质在 时的溶解度,如:20oC硝酸钠的溶解度 50oC硝酸钠的溶解度。
(2)比较不同物质在 时的溶解度;如:20oC时,硝酸钠的溶解度 硝酸铵的溶解度。
2.判断固体物质溶解度受温度的影响;
硝酸钾的溶解度受温度的影响较大,氯化钠的溶解度受温度影响较小。
3.判断配制的溶液是否饱和
如:20oC时,将50g硝酸钠放入50g水中,充分搅拌,可以得到 硝酸钠的 溶液。
4.比较不同物质饱和溶液中量的关系
(1)70oC时,相同质量的硝酸钾饱和溶液和氯化铵饱和溶液中,溶质的质量:硝酸钾 氯化铵;溶剂的质量:硝酸钾 氯化铵;
(2)70oC时,用相同质量的硝酸钾和氯化铵分别配制饱和溶液,所需水的质量:硝酸钾 氯化铵;所得饱和溶液的质量:硝酸钾 氯化铵;
(3)70oC时,用相同质量的水分别配制硝酸钾和氯化铵的饱和溶液,所需溶质的质量:硝酸钾 氯化铵;所得饱和溶液的质量:硝酸钾 氯化铵;
5.判断饱和溶液、不饱和溶液的转化
(1)D→A: 或 使 溶液变 溶液;
(2)C→A: 使硝酸钠饱和溶液中多余的固体溶解恰好变成硝酸钠饱和溶液;
(3)A→D: 使硝酸钠 溶液变成硝酸钠 溶液;
(4)C→E: 使硝酸钠不饱和溶液恰好形成饱和溶液;
6.确定物质结晶的方法
(1)溶解度随温度变化较大的物质: 结晶,如硝酸钾,KNO3
(2)溶解度随温度变化较小的物质: 结晶,如氯化钠,NaCl
7.分离混合物中的固体物质
如:混合物中含有硝酸钠(NaNO3)和氯化钾(KCl),可以通过调节 来分别结晶出这两种物质。
实践应用
1.某化工厂需处理含多种可溶性盐的废水(主要成分为KNO3和KCl),技术人员绘制了两种物质的溶解度曲线(如图)。下列分析正确的是
A.硝酸钾中含有少量的氯化钾晶体,可通过蒸发结晶的方法提纯硝酸钾
B.60℃时,将50g KNO3和50g KCl分别加入100g水中,均能形成饱和溶液
C.硝酸钾的饱和溶液,可以通过升高温度转化为不饱和溶液
D.将80℃的KNO3和KCl的饱和溶液降温至20℃,KNO3溶液析出的晶体多
2.甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示.根据图中信息回答下列问题:
(1)50℃时,乙物质的溶解度是 g。
(2)30℃时,甲、乙、丙三种物质溶解度由大到小的顺序为 。
(3)40℃时,有一接近饱和的乙溶液,可采取 (任写一种)的方法,使它变为饱和溶液。
(4)50℃时,将 40 g乙物质加入到50 g水中充分溶解后,所得溶液的质量为 。
(5)若甲中含有少量的乙,采用 结晶的方法来提纯甲。
考点一 固体溶解度曲线的应用
【例1】甲、乙两种固体物质的溶解度曲线如图所示。下列说法中正确的是
A.甲的溶解度大于乙的溶解度
B.将甲和乙的饱和溶液由降至时,甲析出的固体更多
C.时,将的固体乙放入的水中可以得到的溶液
D.时,甲的饱和溶液中溶质与溶剂的质量比是
解题要点
①不同物质在同一温度时的溶解度比较:从上往下溶解度依次变小;
②陡升型曲线溶解度受温度变化影响较大,缓升型曲线溶解度受温度变化影响小;下降型曲线溶解度随温度升高而减小;
③根据曲线判断计算的溶液质量时,先判断加入的溶质是否能完全溶解;
④判断饱和溶液升温或降温时状态变化的方法:将原温度时曲线上的点平移,根据点在新温度时曲线的上下方来进行判断;
⑤判断饱和溶液升温或降温时析出晶体的多少:升温或降温时,曲线向下的沿着曲线移动,再根据纵坐标的变化判读析出晶体的质量大小,曲线上升的没有晶体析出。
⑥分离混合物中的物质:溶解度受温度影响很大的用降温结晶,如硝酸钾;溶解度受温度影响较小的用蒸发结晶,如氯化钠。
【变式1-1】甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.溶解度甲>乙>丙
B.t℃时,等质量的饱和溶液中溶剂的质量丙>乙>甲
C.甲物质中混有少量乙,可通过蒸发结晶提纯甲
D.接近饱和的丙溶液可通过降低温度达到饱和
【变式1-2】甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示.根据图中信息回答下列问题:
(1)50℃时,乙物质的溶解度是 g。
(2)30℃时,甲、乙、丙三种物质溶解度由大到小的顺序为 。
(3)40℃时,有一接近饱和的乙溶液,可采取 (任写一种)的方法,使它变为饱和溶液。
(4)50℃时,将 40 g乙物质加入到50 g水中充分溶解后,所得溶液的质量为 。
(5)若甲中含有少量的乙,采用 结晶的方法来提纯甲。
考点二 结合实验考查溶解度曲线
【例2】硝酸钾在农业、工业、食品、医药等多领域有重要应用。图1是硝酸钾的溶解度曲线,图2是硝酸钾溶解和析出的过程。下列说法正确的是
A.硝酸钾的溶解度是63.9g
B.a点对应的溶液比b点对应的溶液质量少32.3g
C.40℃时,烧杯中溶解20g硝酸钾后的溶液是不饱和溶液
D.若使20℃时烧杯中析出的硝酸钾固体再溶解可继续降温
解题要点
结合溶解度曲线,逐步分析图示实验过程,特别注意实验中的溶质、溶剂的质量变化和温度的升降。有多步实验的,解题时可在每一步实验流程中进行相关量的标注。
【变式2-1】为探究硝酸钾的溶解度,进行如图1所示的三次实验,实验过程中温度不变。通过多次实验,绘制出了硝酸钾的溶解度曲线如图2所示,回答下列问题:
(1)图1中①②③烧杯所得溶液为饱和溶液的是 (选填数字序号)。
(2)由图2知,想要③号烧杯内固体溶解,可以采用 (选填“升高或降低”)温度的方法。
【变式2-2】10℃时,分别向两个盛有100g水的烧杯中加入等质量的甲、乙两种物质,充分溶解后,现象如图1所示。
(1)图1中,烧杯A、B中的溶液一定属于饱和溶液的是 (填序号)。
(2)图1中,烧杯A中溶液的质量为 ,若要将该烧杯中的剩余固体溶完,下列方法一定可行的是 (填序号)。
A.向烧杯A中加入10g水
B.将烧杯A中物质升温至t℃(忽略水分蒸发)
C.向烧杯A中加入50g、10℃的甲的不饱和溶液
(3)艾依钟同学对烧杯B中的溶液进行了如图3实验(析出固体中不含结晶水)。x的值为 。
考点三 气体溶解度
【例3】闻名中外的青岛啤酒内溶有一定量的二氧化碳,打开瓶盖,发现啤酒会自动喷出,喝了啤酒后又会打嗝,这说明气体在水中的溶解度与压强和温度有关。下列说法正确的是
A.压强越小,气体的溶解度越大
B.压强越小,气体的溶解度越小
C.温度升高,气体的溶解度增大
D.温度降低,气体的溶解度减小
解题要点
气体溶解度受温度和压强的影响较大。温度越高,气体溶解度越小;压强越大,气体溶解度越大。
【变式3-1】水中的溶氧量大小对水生生物至关重要。
(1)夏季为鱼池水补氧,常用水泵将池水喷到空气中落下,其原理是 。(填选项)
A.增大氧气溶解度 B.增大水与空气的接触面积 C.升高水温
(2)下列大致图象中,不能反映氧气在水中溶解度规律的是 。(填选项)
A. B. C.
【变式3-2】某温度时,三种气体溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.气体都难溶于水
B.该温度时,甲的溶解度最大
C.该温度时,三种气体中丙的溶解度受温度影响最小
D.该温度时,相同质量的甲、乙、丙溶液,压强减小,甲溶液质量变化最大
考点四 结晶分离混合物
【例4】如图为两种固体物质(不含结晶水)的溶解度曲线,下列说法正确的是
A.乙的饱和溶液由降温至,变为不饱和溶液
B.甲、乙两种物质的饱和溶液升温到,溶质的质量分数是甲大于乙
C.向的甲溶液中加入溶质,可以得到甲溶液
D.甲中含有少量乙,可用蒸发溶剂的方法提纯甲
解题要点
溶解度受温度影响较大的用降温结晶(冷却热饱和溶液),如硝酸钾;
溶解度受温度影响较小的用蒸发结晶,如氯化钠。
【变式4-1】 如图是KNO3和NaCl两种固体物质的溶解度曲线(不考虑水分的蒸发,析出的晶体中不含结晶水)。下列说法正确的是
A.NaCl和KNO3都是可溶于水的物质
B.配制NaCl溶液时,搅拌可以加大NaCl的溶解度
C.若NaCl中混有少量KNO3,可用降温结晶的方法提纯NaCl
D.50℃时,将185.5g的KNO3饱和溶液降温到20℃,析出晶体的质量为53.9g
【变式4-2】甲、乙、丙三种固体物质溶解度曲线如图所示。下列说法错误的是
A.时,甲、乙的溶解度相等
B.时,把甲加入水中能得到溶液
C.甲中混有少量乙,可以用降温结晶提纯甲
D.分别将的三种物质的饱和溶液均升温到,只有丙能析出晶体
基础达标
1.要增加氧气在水中的溶解度,可以采取的方法是
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度
2.如图是甲、乙两种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线。结合图像判断,下列说法正确的是
A.甲的溶解度大于乙
B.℃时,甲、乙的溶液分别恒温蒸发相同质量的水,甲、乙的溶液中析出晶体的质量一定相等
C.℃时,将5g甲加入到25g水中充分搅拌,可以得到30g甲的饱和溶液
D.乙的不饱和溶液降温后可以得到乙的饱和溶液
3.如图是两种常用物质的溶解度曲线图,下列叙述正确的是
A.时,饱和溶液中含有
B.的溶解度大于的溶解度
C.将等质量的两种饱和溶液由降温到溶液析出晶体的质量较多
D.中含有少量的,采用蒸发结晶的方法提纯
4.如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,下列说法正确的是
A.甲中混有少量的乙,可用蒸发溶剂的方法提纯乙
B.甲和乙溶解度相等的温度是20℃
C.把40℃甲、乙、丙三种物质饱和溶液降低温度至20℃,析出晶体质量由大到小顺序是甲>乙>丙
D.20℃时,向盛有10克水的烧杯中加入5克丙固体,充分溶解得到溶液质量为15g
5.溶液在生活、生产、科研中具有广泛的用途。如图1是A、B、C三种固体物质的溶解度曲线,下列说法错误的是
A.t1℃时,将固体A、B、C各ag分别加入50g水中,得到两种饱和溶液,则a的取值范围是30≤a≤70
B.t2℃时,取等质量的A、B两种物质的饱和溶液分别蒸发等量的水后,恢复到t2℃,析出晶体的质量A<B
C.t3℃时,A、B、C三种物质溶解度的大小关系是A=B>C
D.为使图2试管中的饱和C溶液变浑浊,可向烧杯中加入氢氧化钠固体
6.(2023·上海虹口·二模)氯化钾的溶解度曲线如图所示,将M点表示的某氯化钾溶液转变为饱和溶液,可行的是
A.升高温度 B.降低温度 C.加入足量氯化钾 D.加入足量40℃氯化钾饱和溶液
7.传统的豆腐制作常用卤水来点卤,常见卤水主要是氯化镁、硫酸镁和氯化钠的混合溶液。三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A.MgCl2的溶解度大于NaCl的溶解度
B.60℃时,将MgSO4的饱和溶液升高或降低温度,都会析出晶体
C.NaCl溶液中混有少量的MgCl2,可采取降温结晶的方法提纯NaCl
D.30℃时,将等质量的MgCl2和MgSO4饱和溶液升温到60℃,所得溶液中溶剂质量的大小关系为MgCl2>MgSO4
8.A、B、C三种固体物质的溶解度曲线如下图所示,下列说法正确的是
A.t2℃时,用等质量的B、C分别配制饱和溶液,所需水的质量:B>C
B.将t3℃时的A、B的饱和溶液分别降温至t2℃,析出固体的质量:A>B
C.可采取恒温蒸发溶剂的方法使Q点的A溶液变为M点的状态
D.将等质量的A、B、C三种物质的饱和溶液分别由t3℃降温至t1℃,析出溶质质量:A>B>C
9.两个烧杯中分别盛装X、Y的饱和溶液,两支试管中分别装有 NaOH 和 NH4NO3 固体,向两支试管中分别滴加适量水,现象如图一所示,结合图二判断下列说法正确的是
A.Y的溶解度曲线为b曲线
B.X的饱和溶液从t2℃降温到t1℃,溶质的质量分数变大
C.t1℃时,等质量的X、Y溶液中,溶质的质量分数相等
D.t3℃时,X、Y的饱和溶液质量相等,则溶剂质量X>Y
10.初冬时节,某地盐池中“硝花”绽放,晶莹剔透,美不胜收。“硝花”是硫酸钠结晶在盐板上的一种现象。兴趣小组自制“硝花”的实验如图,下列分析不正确的一项是
A.硫酸钠的溶解度随温度升高先增大后减小
B.图1中搅拌可以使硫酸钠充分溶解
C.图2中气温下降到0℃时,玻璃片上有“硝花”出现
D.析出“硝花”后溶液浓度变小
11.(2025·甘肃临夏·二模)如图是甲、乙两种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线。
(1)温度小于t1℃时,甲的溶解度 乙的溶解度;
(2)若甲中含有少量乙,提纯甲的方法是 ;
(3)t2℃时,等质量的甲和乙要配成饱和溶液所需的水较多的是 ;
(4)t2℃时,将65g甲的饱和溶液稀释为20%,需加水 g。
12.(23-24九年级上·上海金山·期末)和在不同温度下的溶解度数据如下表。
温度(℃)
0
10
20
30
40
50
溶解度
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
(水)
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
(1)时,的溶解度是 。
(2)如图是和的溶解度曲线,则的溶解度曲线是 (填“”或“”)。的最小范围是 。
(3)时,加入到水中,所得溶液的质量是 。
(4)时,将不饱和溶液平均分为二份,并分别进行如下操作:
第一份:
第二份:
据此分析, 。
综合应用
13.下图中曲线为KNO3饱和溶液的质量分数(W)随温度(T)变化的曲线。M、N、P三点分别表示三份KNO3溶液的质量分数和温度。当条件改变时,溶液新的状态在图中对应的点的位置可能也随之变化,下列判断不正确的是
A.M、N点代表的是饱和溶液,P点代表的是不饱和溶液
B.其它条件不变,加水稀释N点溶液可使其至M点
C.其它条件不变,将P点或N点溶液降温40℃后溶液均可至M点
D.维持溶液原温度蒸发溶剂时,M、N点均不动,P点垂直上移可至N点
14.下图是亮亮看到的NH4H2PO4和MgSO4溶解度曲线,下列说法正确的是:
A.搅拌,可以使溶解度变大
B.20℃时,在100g水中加33.7 gNH4H2PO4形成不饱和溶液
C.40℃时,NH4H2PO4的溶解度大于MgSO4的溶解度
D.NH4H2PO4溶液降温一定有晶体析出
15.如图为晶体M(不含结晶水)的溶解度曲线,a、b两点分别表示M物质的溶液。下列有关说法或a、b间的转化方法错误的是
A.从a→b:先将a降温到t1℃,过滤后将滤液升温到t2℃
B.将两份溶液温度降到t1℃时,a、b中都有晶体析出
C.t2℃时,a是饱和溶液,b是不饱和溶液
D.从b→a:在b中加入M至刚好饱和
16.水和乙醇(酒精)都是工业上重要的溶剂,NaOH在水和乙醇中的溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.NaOH在不同溶剂中的溶解能力差别不大
B.20℃时209gNaOH溶液中最少含溶质109g
C.0℃时NaOH在乙醇中几乎不溶
D.NaOH在水和乙醇中的溶解能力都随温度升高而减小
17. t2℃,对于溶质质量分数相等的KNO3溶液和NaCl溶液,相关说法正确的是
A.两溶液一定是不饱和溶液
B.两溶液的质量可能相等
C.两溶液的溶质质量分数一定是40%
D.分别降温到t1℃,所得两种溶液的溶质质量分数可能相等
18.(24-25九年级上·上海徐汇·期末)从硝土中提取的硝酸钾会混有硝酸钠,根据下图所示的溶解度数据,提纯硝酸钾。
(1)80℃时,硝酸钠的溶解度为 g/100g水。40℃时,硝酸钠的溶解度 (选填“大于”“小于”或“等于”)硝酸钾的溶解度。
(2)有一份待提纯的硝酸钾样品,其中含84.5g硝酸钾和15.5g硝酸钠,该样品中硝酸钾的质量分数为 。
(3)在80℃时,将上述样品溶于水配成硝酸钾的热饱和溶液,需要加水 g。将该热饱和溶液降温至20℃,析出硝酸钾晶体,过滤后得到滤液,该滤液中的溶质是 。
(4)上述滤液可再用于提纯硝酸钾,如下图所示。
滤液经过多次再利用,会使得到的硝酸钾不纯,请解释原因 。
19.(2023·上海普陀·一模)阅读下列溶解度曲线,并回答有关问题:
(1)10℃时,硝酸钠的溶解度为 。“氢氧化钙的溶解的曲线”未呈现在“a 图”中的原因是 。
(2)20℃时,11g 硝酸钾投入到 10g 水中,形成的是 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液,随着温度的升高,硝酸钾不断溶解,当温度升高到 ℃以上时,固体全部溶解。
(3)气体溶解度变化规律是 ,若将 CO2通入海水中吸收,应通入 (选填“深”或“浅”)海中。
(4)实验室回收的硝酸钾溶液,若要得到硝酸钾固体,操作的方法是 。
拓展培优
20.现有30g样品,经测定,其中含26gNaCl、4gKNO3。设计如图1所示的实验提纯NaCl,图2为相关物质的溶解度曲线。下列说法正确的是
A.溶液A为NaCl的饱和溶液、KNO3的不饱和溶液
B.趁热过滤是防止低温时KNO3溶解度减小而析出
C.过滤、洗涤、干燥后得到NaCl固体的质量为26g
D.溶液B是NaCl的不饱和溶液
21.如图是甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的溶解度曲线。下列说法正确的是
A.图中阴影部分(不包含曲线上的点)对应的甲溶液是饱和溶液
B.t3℃时,等质量的乙、丙饱和溶液降温到t1℃,溶剂的质量:乙<丙
C.t2℃时,甲、乙、丙饱和溶液,分别蒸发等质量的水,析出固体的质量:甲=丙>乙
D.甲中有少量的乙,最好通过蒸发结晶的方式提纯甲
22.(2025·上海·模拟预测)某校化学兴趣小组的同学在老师的带领下以海洋资源的综合利用为主题展开一系列项目式探究学习。
任务一:了解海洋资源
(1)夏季温度过高时,海洋中鱼类因吸氧量不足导致死亡,请从气体溶解度的角度分析夏季,氧气含量少的原因 。
任务二:利用海洋资源制盐
(2)图1海水晒盐后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)图2获取关于的信息有 。
(4)欲证明烧杯中20℃海水是的不饱和溶液,具体的操作是 。
(5)海水制盐选用 的方法进行提纯。根据海水中各物质的质量分数,以及各物质的溶解度变化情况,分析晒盐时不能将水全部蒸干,目的是使卤水中大量析出,而其他盐类基本不析出的原因 。
任务三:海洋资源的保护
(6)通过此次学习,同学们认识到丰富的海洋资源具有极大的发展前景,请为保护海洋资源提出一条合理建议: 。
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