内容正文:
不愤不启,不启不发
3.3 物质在水中的溶解
本节聚焦
1.通过实验探究及微观分析,认识溶解现象,总结归纳溶液的概念、组成和特征,能判断溶液中的溶质和溶剂; 2.通过实验探究氢氧化钠和硝酸铵等物质溶解于水时的温度变化,知道物质溶解过程中的能量变化及其产生的原因;3.通过自学探究,能说出溶液在生产、生活中的重要应用价值。
知识精讲
清澈透明的海水、河水、湖水、泉水等天然水是纯净物吗?为什么?
一、溶解的过程
【要点提示】
①溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量,但溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积。
②溶质的质量是指分散到溶剂中形成溶液的那部分物质的质量,未溶解的部分不能算在内。
③同一溶液中溶质可以是一种也可以是多种。
④溶液由溶质和溶剂组成。除了水以外,汽油、酒精等也可以作溶剂,例如汽油能溶解油脂,酒精能溶解碘。
4.溶解时的吸热和放热现象
活动探究
【实验目的】
测定物质溶解度时的变化。
【仪器药品】
试管、烧杯、玻璃棒、温度,固体NaCl、NH4NO3、NaOH等
【实验方案】
向烧杯中加入100mL蒸馏水,用温度计测定温度。向烧杯中加入10g固态NaCl,并用玻璃棒搅拌至NaCl溶解后溶液的温度。用同样的方法测出NH4NO3、NaOH溶解前后水和溶液的温度。
【实验记录】
水中加入的溶质
NaCl
NH4NO3
NaOH
加入溶质前水的温度
24
24
24
溶解现象
溶质溶解后溶液的温度/℃
24
15
28
【实验结论】
物质在溶解时,常常会使溶液的温度发生改变:NaCl溶解后溶液温度不变,NH4NO3溶解后溶液温度下降,NaOH溶解后溶液温度上升。
在物质溶解于水的过程中发生了两种变化:一是溶质的分子(或离子)向水中扩散,这一过程吸
收热量;二是溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子),这一过程放出热量。溶质不同,这两种过程吸收或放出的热量不同,从而使溶液的温度发生不同的变化。
【小结】
①Q吸 = Q放,溶液温度 , 。
②Q吸 > Q放,溶液温度 , 。
③Q吸 < Q放,溶液温度 , 。
5.溶液具有重要的意义
溶液对于自然界中的生命活动和人类生产活动具有重要的意义。土壤里的各种营养物质只有溶于水形成溶液后,才容易被植物根部吸收。动物摄取的养料,也要先变成溶液,才能被吸收利用。医疗上广泛使用的葡萄糖溶液、生理盐水、各种抗菌注射液等,都是按一定的要求配成溶液使用的。维持人体生命和健康的化学反应多数是在水溶液中发生的。人类利用化学反应创造和生产物质、开展科学实验,很多是在溶液中进行的。
二、饱和溶液与不饱和溶液
1.活动探究:硝酸钾在水中的溶解
(1)在室温下,向盛有 20 mL 蒸馏水的烧杯中加入4 g 硝酸钾,充分搅拌,观察现象。继续加入 4 g 硝酸钾,充分搅拌,观察现象。
(2)加热上述烧杯,观察现象。待烧杯冷却后,观察现象。
(3)向冷却后的烧杯中再加入 10 mL 水,充分搅拌,观察现象
步骤
实验现象
(1)
(2)
(3)
讨论:硝酸钾在水中溶解的量受哪些因素影响?
2.饱和溶液与不饱和溶液
(1)概念
判断方法
①实验法:在同一温度下继续加此溶质,观察是否继续溶解。
②观察法:当溶液底部有剩余固体存在,且溶质的量不再减少时,为饱和溶液。
(2)饱和溶液、不饱和溶液的转化
一般规律:饱和溶液和不饱和溶液之间的转化关系可以表示为:
①对大多数固态溶质的溶液,固体物质在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。
②熟石灰[Ca(OH)2]在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而降低,因此在通过升温和降温实现饱和与不饱和溶液转化中,要特别注意Ca(OH)2的特殊性。
3、 溶液组成的表示方法
在一只盛有40mL水的烧杯中加入8g蔗糖,搅拌,使蔗糖溶解。在另一只盛有50mL水的烧杯中加入10g蔗糖,搅拌,使蔗糖溶解。
思考与讨论: 两种糖水,哪种更甜? 你判断的根据是什么? 如果你的结论是通过计算获得,那么你列出的算式是怎样?
溶质的质量分数——表示溶液组成的一种方法
1.概念
溶质的质量分数就是溶质质量与溶液质量之比。
2.表达式
溶质质量分数==
溶质质量= 溶液质量×溶质质量分数
溶液质量=
葡萄糖注射液的“5%”表示什么意义呢?判断正误
A.葡萄糖溶液的溶质的质量分数为5%
B.每100份质量的溶液中,溶质的质量为5份
C.该溶液中溶质、溶剂、溶液三者的质量比为5:95:100即为1:19:20
D.每100份质量的水中溶解葡萄糖的质量为5份
E.静脉注射一半以后,剩余注射液质量分数为2.5%
3.意义
表示一定量溶液中含有溶质的多少
如:NaCl溶液的溶质质量分数为20%:表示每100g NaCl溶液中含有20g NaCl,80g水。
4. 注意
(1)溶质的质量分数只表示溶质质量与溶液质量之比,并不代表具体的溶液质量和溶质质量。
(2)溶质的质量分数一般用百分数表示。
(3)溶质的质量分数计算式中溶质质量与溶液质量的单位必须统一。
(4)计算式中溶质质量是指被溶解的那部分物质的质量,没有被溶解的那部分物质质量不能计算在内。
(5)溶液的浓稀与溶质与溶液的质量比值有关,即与溶质质量分数有关;而不能只看溶质、或溶剂的多少。
我们常说的“浓度”是指一定量的溶液中所含溶质的量。溶质含量越多,溶液浓度越大。溶质质量分数是表示溶液浓度的一种常用方法。除质量分数外,人们有时也用“体积分数”来表示溶液的组成和浓度。例如75%的医用酒精,是指每100体积的酒精溶液中含有75体积的乙醇;再如白酒的“度数”也是体积分数,52度的白酒表示100体积的白酒中含有 52 体积的乙醇。
问题思考:饱和溶液是否为浓溶液,不饱和溶液是否为稀溶液?
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
四、溶液的配制
1.用固体药品配制溶液
(1)实验仪器:托盘天平 、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。
(2)实验步骤:
①计算;需要食盐8克;需要水42克;即42毫升。
②②称量;用托盘天平称取食盐8g,用量筒量取42毫升水。
③溶解;先将食盐放入烧杯中,然后将量取的水加入,并用玻璃棒不断搅拌。
④装瓶存放;将配好的溶液放入试剂瓶中,注意标签(注明药品的名称和溶质质量分数)向外。
(3)误差分析:
①如果配制的溶液的溶质质量分数低于16%,可能的原因是什么?仰视取水;砝码缺损;食盐不纯;左物右码放反了,并且用了游码等。
②如果配制的溶液的溶质质量分数大于16%呢?俯视取水;砝码生锈等。
③对溶质质量分数没有影响?装瓶存放时洒了一些溶液;左物右码放反了,但没用游码等。
2.用浓溶液配制稀溶液
(1)实验仪器:量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。
(2)实验步骤:
①计算:所需6%的氯化钠溶液———g(体积——ml),需加水——g
计算的依据:稀释前后,溶质的质量不变。
②量取:用量筒量取所需的6%的氯化钠溶液(密度约为1.04g/cm3),量取水,倒入烧杯中。
③混匀:用玻璃棒搅拌使溶液混合均匀。
④装瓶:将配制好的溶液装入试剂瓶,并贴上标签。
经典例题
例1 下列关于溶液的说法正确的是( )
A.均一、稳定的液体都是溶液 B.溶液是均一、稳定的纯净物
C.溶液都是无色透明的液体 D.溶液是均一、稳定的混合物
例2请填写下列溶液中溶质和溶剂名称。
例3下列物质放入水中能形成溶液的是( )
A.蔗糖 B.汽油 C.面粉 D.泥沙
例4下列各组物质中,前者为后者溶质的是( )
A.乙醇(酒精)、碘酒 B.冰、冰水
C.植物油、油水 D.氯化氢、盐酸
例5 25℃时向一定量不饱和硝酸钾溶液中逐渐加入硝酸钾固体,则下列图象中能正确表示此过程溶质质量变化规律的是( )
例6下列说法正确的是( )
A.一定温度下,向饱和食盐水中加入白糖,白糖不会溶解
B.一定温度下100g的食盐饱和溶液中加入3g食盐,用力搅拌后可得到103g食盐溶液
C.浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液
D.饱和溶液是包含其底部未溶解的溶质的混合物
例7在其它条件不变的情况下,要使接近饱和溶液的硝酸钾溶液达到饱和溶液,下列措施中达不到目的的是( )
A.降低溶液温度
B.加入硝酸钾固体
C.加同温下硝酸钾饱和溶液
D.恒温蒸发溶剂
例8将100g 25%的硝酸钾溶液用水稀释成溶质质量分数为10%的溶液。求稀释所需水的质量。(完整写出计算过程,注意计算格式和细节)
例9现有100g溶质质量分数为10%的食盐溶液,若要使其变为20%:
(1)若加入食盐固体,则需要加入多少克?
(2)若蒸发水,则需要蒸发掉水多少克?
(3)若向其加入30%的食盐溶液,则需要加入这种溶液多少克?
例10用氯化钠固体配制一定质量分数的氯化钠溶液,必须使用的一组仪器是 ( )
A.天平、烧杯、量筒、玻璃棒、药匙
B. 天平、烧杯、漏斗、蒸发皿、玻璃棒
C. 天平、烧杯、量筒、铁架台、药匙
D. 天平、集气瓶、漏斗、蒸发皿、玻璃棒
实战演练
1.(2025·黑龙江大庆·中考真题)硼酸的溶解度曲线如图(忽略硼酸溶解时温度变化)。下列说法正确
A.加水稀释,硼酸的溶解度变小
B.t1℃时,向a点溶液中再加入一定量硼酸可达到b点
C.t2℃时,向25g水中加入10g硼酸,充分溶解后可得到饱和的硼酸溶液
D.b点溶液的溶质质量分数是a点的3倍
2.(2024·山东菏泽·中考真题)生活在盐湖附近的人们习惯“冬天捞碱,夏天晒盐”,其中碱指的是,盐指的是,下图为二者的溶解度曲线。下列有关说法正确的是
A.冬天捞的碱中混有少量,可以采用降温结晶的方法提纯
B.t℃时,溶液和溶液中溶质的质量分数相同
C.冬天温度低,比更易从湖水中结晶析出
D.实现溶液由不饱和溶液到饱和溶液的转化,只能采用增加溶质的方法
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