内容正文:
第7章 探索溶解现象
第4节 物质的溶解性
第1课时 影响物质溶解性的因素
教学目标
1.能列举生活中反映不同物质溶解的实例。
2.能设计实验探究影响物质溶解性的因素。
重点和难点
重点:影响物质溶解性的因素。
难点:能根据控制变量法设计的对比实验,分析实验现象并归纳出对应的影响因素。
◆知识点一 物质的溶解性
1. 概念:一种物质(溶质)在另一种物质(溶剂)里溶解能力的大小。
注意:溶解性是物质本身的一种物理性质,它受一定条件影响,但描述的是在给定条件下溶解的最大限度。
2.实验探究物质溶解的影响因素
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.溶解性取决于 内因(物质本性) 和 外因(外部条件) 的共同作用。
(1)内因 :物质的本性(决定性因素) “相似相溶”经验规律:
①溶质和溶剂的性质:溶质在与其结构相似的溶剂中,通常溶解性更好。
②实例对比:
A.碘易溶于酒精(均为非极性或弱极性分子),难溶于水(强极性分子)。
B.食用油(非极性)易溶于汽油(非极性),难溶于水(极性)。
C.食盐(离子化合物)易溶于水(极性溶剂),难溶于汽油。
(2)外因:外部条件
①温度:
对于大多数固体溶质:温度升高,溶解性增大(如:KNO₃)。
对于少数固体溶质:温度升高,溶解性变化不大(如:NaCl)。
对于极少数固体溶质:温度升高,溶解性减小(如:Ca(OH)₂,熟石灰)。
对于气体溶质:温度升高,溶解性显著减小(如:加热使水中氧气逸出)。
②压强:
对于固体和液体溶质:压强对它们的溶解性影响极小,通常忽略不计。
对于气体溶质:压强增大,溶解性增大;压强减小,溶解性减小。
实例:打开碳酸饮料瓶盖,压强减小,CO₂气体逸出。
即学即练
1.下列实验不能达到相应实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验目的
验证燃烧需要可燃物温度达到着火点
探究物质形状和温度对白糖溶解的影响
证明稀硫酸具有导电性
测定空气中的氧气含量
实验
A.A B.B C.C D.D
2.化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验情境,回答问题。
B实验是探究影响物质溶解性因素的实验。通过①试管与②试管实验进行对比,得到影响物质溶解性的因素是 。若想证明不同物质在同一溶剂中的溶解性是不同的,小明同学将①试管实验与③试管实验进行对比,则取的药品不可以是 。
A.高锰酸钾 B.碳酸钙 C.氯化钠
◆知识点二 固体与气体溶解性对比
项目
固体(及液体)溶质
气体溶质
表示方法
某温度下,100g溶剂中溶解的最大质量(克)
某温某压下,1体积水中溶解的气体体积数
内因规律
相似相溶(溶质与溶剂分子极性相似)
相似相溶
温度影响
大多数:温度↑,溶解性↑(特例:如Ca(OH)₂↓)
温度↑,溶解性↓(普遍规律)
压强影响
影响极小,可忽略
压强↑,溶解性↑;压强↓,溶解性↓(显著)
即学即练
1.烧开水时会看到有气泡从水中逸出,这是因为溶解在水中的气体升温时( )
A.发生了分解 B.溶解度减小
C.溶解性增强 D.与水发生了反应
2.下列有关溶液的说法正确的是
A.将植物油与水混合,得到的是溶液
B.配制溶液时,搅拌溶液可以增大溶质的溶解性
C.将10%的KNO3溶液倒出一半,剩余溶液中溶质的质量分数为5%
D.将25 g KCl溶液蒸干得到5g KCl固体,则原溶液中溶质的质量分数为20%
一、通过控制变量法进行物质溶解性的实验探究方法
1.探究溶质性质的影响:取等质量的不同溶质,分别加入等质量、等温度的同种溶剂(如水、酒精)中,观察溶解情况。
2.探究溶剂性质的影响:取等质量的同种溶质(如碘),分别加入等质量、等温度的不同溶剂(如水、酒精)中,观察溶解情况。
3.探究温度的影响:取等质量的同种溶质(如KNO₃),分别加入等质量、不同温度的水中,观察溶解情况。
二、重要辨析与归纳
1.饱和溶液与溶解性:某温度下的饱和溶液,浓度最大,直观体现了该条件下溶质的溶解性大小。
2.气体溶解性的特殊表述:常以“1体积水中所能溶解的气体体积数”来表示(需注明温度和压强)。
3.综合应用:解释生活现象
(1)烧开水时,水壶内壁出现水垢(CaCO₃等沉淀),原因之一是温度升高,Ca(HCO₃)₂分解,且某些物质的溶解性发生变化。
(2)夏季雨后,鱼塘需要增氧,因为气温高、气压低,水中溶解氧减少。
实践应用
1.在配制糖水的时候,发现杯子底部有剩余的蔗糖固体。小明建议加热杯中物质并用筷子不断搅拌,一段时间后杯底剩余的蔗糖固体全部消失了。对于这一现象的认识,不正确的是
A.搅拌可增大蔗糖在水中溶解的量
B.加热前溶液中的溶质比加热后少
C.加热前的糖水一定是该温度下蔗糖的饱和溶液
D.改变温度能够使饱和溶液与不饱和溶液相互转化
2.关于下列实验的说法不正确的是
A.实验Ⅰ可用于探究CO2和NaOH能否发生反应
B.实验Ⅱ试管中无明显现象的原因可能是铝丝未打磨
C.实验Ⅲ可探究物质在不同溶剂中的溶解性
D.实验Ⅳ试管A带火星的木条不复燃,试管C带火星的木条复燃
考点一 固体的溶解性影响因素
【例1】下列因素不能影响固体物质溶解度大小的是( )
A.温度 B.溶剂的质量 C.溶质的种类 D.溶剂的种类
解题要点
本知识点主要考察固体的溶解性影响因素,主要影响因素有:①内部因素:溶质性质:不同的物质在同一溶剂中溶解性不同。溶剂性质:同一物质在不同的溶剂中溶解性不同。②外部因素:温度——同一种物质在同一溶剂中的溶解性与温度有关。
【变式1-1】小红同学为证明某硝酸钾溶液是否达到饱和状态,设计了以下方案。一定能达到目的是
A.温度不变,向溶液中加入饱和硝酸钾溶液
B.温度不变,向溶液中加入少量硝酸钾
C.给溶液加热,直至有硝酸钾晶体析出
D.给溶液降温,直至有硝酸钾晶体析出
考点二 气体的溶解性影响因素
【例2】打开一瓶盐汽水,有大量二氧化碳气体逸出,相关分析正确的是( )
A.盐汽水中只有二氧化碳一种溶质,逸出后剩余汽水中不含二氧化碳
B.打开汽水瓶,因为温度升高,二氧化碳溶解度变小导致气体逸出
C.打开汽水瓶盖,因为瓶内气压减小,导致气体逸出,形成当时条件下二氧化碳的不饱和溶液
D.该盐汽水打开瞬间,是当时条件下二氧化碳的饱和溶液,氯化钠的不饱和溶液
解题要点
本知识点主要考察气体的溶解性影响因素,主要影响因素有:气体溶解性随温度升高而减小,随温度降低而增大;气体溶解性随压强升高而增大,随温度降低而减小。解题时注意根据具体情况分析。
【变式2-1】制汽水时,为了使二氧化碳的溶解度增大,可采用的方法是( )
A.降压升温 B.加压降温 C.加压升温 D.降压降温
基础达标
1.下列因素中,与固体物质的溶解性有关的是
①溶质的性质 ②溶剂的性质 ③溶剂的质量 ④温度 ⑤振荡或搅拌 ⑥将块状研磨成粉末
A.全部 B.③④⑤ C.①②④ D.①②③④
2.下列实验设计不能达到实验目的的是
A.碳酸钠粉末和稀盐酸反应探究质量守恒定律
B.探究二氧化碳与水能否发生反应
C.证明不支持燃烧,且密度比空气大
D.探究物质在不同溶剂中溶解能力大小
A.A B.B C.C D.D
3.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验
目的
探究二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解反应的催化效果
证明反应的剧烈程度与氧气有关
探究影响物质溶解性的因素
探究分子的运动速率与温度的关系
A.A B.B C.C D.D
4.下列方案设计能达到实验目的的是
A.①测定空气中氧气的含量
B.②比较MnO2和Fe2O3的催化效果
C.③探究溶剂种类对物质溶解性的影响
D.④探究燃烧的所有条件
5.(2025·广东珠海·二模)下列实验设计不能达到实验目的的是
A
B
C
D
探究铁生锈的条件
检查装置气密性
探究碘的溶解性是否与溶剂种类有关
测定空气中氧气的含量
A.A B.B C.C D.D
6.烧开水时,加热不久在锅底会出现许多气泡,这说明气体的溶解度随 而减小,打开汽水瓶盖时,有大量气泡由瓶口逸出,这是因为 。由此可以得出,增大CO2气体在水中的溶解度应采用的方法是 ,因此食品工业上在常温下制汽水、啤酒时常采取 的方法增大CO2的溶解度。
7.明代宋应星所著的《天工开物》是我国乃至世界科技史上一部极有价值的科技著作,回答下列问题。
(1)“西川有火井,事甚奇……”,火井中有天然气产生,天然气的主要成分是 ;大量天然气泄漏 (填“会”或“不会”)导致温室效应加剧。
(2)“凡石灰,经火焚炼为用”,即煅烧石灰石得到生石灰,生石灰和水反应伴随着 (填“吸热”或“放热”)现象。
(3)“凡研硝不以铁碾人石臼,相激火生,则祸不可测”的记载,这里的硝主要成分是硝酸钾,请写出该物质中的阴离子 (填符号)。
(4)“候潮一过,明日天晴,半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼。”“盐霜”的主要成分是氯化钠固体,“半日晒出盐霜”中的“晒”,说明从氯化钠溶液中得到晶体的方法是 结晶。
8.有一些因素会影响物质的溶解性,溶解度就是从定量角度表示物质的溶解性。如图烧杯中分别装有20g硝酸钾晶体,再分别加入50mL液体充分搅拌,静置。
(1)如图烧杯中液体一定是饱和溶液的是 。
(2)由甲乙两个实验对比可得出物质的溶解性与 有关。
(3)由甲丙两个实验对比可得出物质的溶解性与 有关。
9.请你带小明同学补全实验方案
序号
目的
操作
现象
结论
A
。
烧杯1中固体全部溶解,烧杯2中有固体剩余
相同温度时,蔗糖在水中的溶解能力强于食盐
B
鉴别氯化钠溶液和碳酸钠溶液
。
试管1是氯化钠溶液,试管2是碳酸钠溶液
C
探究铁制品锈蚀的条件
10天后,A中铁钉表面无变化,B中铁钉表面产生红棕色物质
铁生锈的条件之一是 。
10.根据如图所示的实验回答问题。
(1)甲是探究影响物质溶解性因素的实验。其中X为 ,Y为 。对比B和C中的现象,可得出结论 。
(2)乙是木炭还原氧化铜的实验。酒精灯上加金属网罩的作用是 ;证明木炭和氧化铜发生反应的现象是 。
11.掌握科学的研究方法,探索化学世界的奥秘。设计对比实验是科学探究的重要方法之一、完成下列表格
实验操作
实验分析及结论
加热片刻,观察到棉球上的酒精燃烧产生蓝色火焰,棉球上的水不燃烧,由此得出燃烧的条件之一是 ,如果蘸水的棉球加热时间足够长,判断可能观察到的现象并说明原因: 。
观察到试管A中的固体全部消失,试管B中的固体未完全消失,说明了影响物质溶解性的因素是 。用手轻轻触摸两试管外壁,感觉发烫的是 (填“试管A”或“试管B”)
12.(2025·江西吉安·二模)控制变量法是实验探究的重要方法。
(1)实验一:观察到碘能溶解在汽油中,却几乎不能溶解在水中。由此可知,物质的溶解性与 有关。
(2)实验二:一段时间后,观察到Y形管右侧的紫色石蕊试纸变红,使石蕊变红的物质化学式为 ;反应的化学方程式为 。
(3)实验三:向烧杯中同时加入一粒相同大小的品红,发现整杯水变红的时间热水比冷水短,从分子观点解释原因是 。
13.实验探究是学习化学的重要方法。兴趣小组的同学做了如图探究实验。
(1)图1探究影响物质溶解性因素的原因。同学们如图做了A试管和B试管的实验,发现B试管中固体可溶,A试管中几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是 。同学们又补充了C试管实验,他们想探究的因素是 。
(2)图2探究二氧化碳的性质。
分别振荡两个个软塑料瓶,图2中B瓶观察到的现象是 ;B瓶反应的化学方程式 。
14.在a、b、c、d四支试管中各加入1~2小粒碘或高锰酸钾,然后分别加入水或汽油(如图所示),振荡,观察现象:a试管中的现象是碘未溶解,没有明显现象;c试管中的现象是高锰酸钾溶解,溶液呈紫红色。
对比a、c试管中的现象得出的结论是 。
在法治教育课上,老师演示了用碘蒸气熏染显现指纹的方法。看到白纸上逐渐浮现出清晰的淡黄色指纹印迹,同学们发出了惊叹。小明猜测:“碘蒸气能附着在指纹上,可能是因为碘可以溶解在指纹残留的油脂里!”受此启发,设计了探究影响固体溶解性因素的实验。
实验一
实验二
实验三
温度
20℃
80℃
20℃
溶剂
20g水
20g水
20g汽油
固体
2g碘
2g碘
2g碘
固体溶解情况
极少量溶解,溶液变为浅黄色
少量溶解,溶液变为黄色
全部溶解,溶液变为深棕色
(1)对比实验一和实验三,得出影响固体溶解性的因素之一是 。此组实验自变量是 。
(2)对比实验一和实验二得出的实验结论 。
(3)在此实验基础上,要探究不同溶质对物质溶解性的影响因素,请你设计实验。提供以下药品:氯化钠、碘、水、汽油
15.某实验小组对不同条件下的硝酸钾的溶解情况进行了以下实验:
在甲、乙、丙三个烧杯中各放入20g硝酸钾晶体,再分别加入50.0g冷水、热水与酒精,充分搅拌后(保持各自的温度不变),结果如图所示。
(1)甲烧杯中溶液是 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。由以上实验可得出结论:影响物质溶解性的因素有 、 。
(2)将乙烧杯中的溶液降温到时,溶液恰好达到饱和状态,此时硝酸钾的溶解度是 g。
16.根据实验回答以下问题。
(1)实验一的试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)对实验一分析正确的是 (填序号)。
①A处将石灰石换为碳酸钠粉末,B、C处也一定能观察到同样的实验现象
②B处紫色石蕊变为红色,是因为CO2能与水反应生产碳酸
③C处蜡烛从低到高依次熄灭,说明CO2密度大于空气
(3)由实验二得出影响物质溶解性的因素是 (填序号)。
A.溶质的种类 B.溶质的质量 C.溶剂的种类 D.温度
若省略实验二中试管a, (填“能”或“不能”)得到相同结论。
(4)使用实验三装置进行验证质量守恒定律的实验,选择的试剂是碳酸钠和稀盐酸,反应结束后指针向右偏转,你认为该反应是否遵循质量守恒定律? (填“是”或“否”)。
17.根据下图对比实验回答问题:
(1)实验一:可以得到的结论是 。
(2)实验二:向表面皿中滴加稀硫酸。写出与稀硫酸反应产生气泡最快的反应的化学方程式: 。
(3)实验三:实验目的是 。
(4)实验四:能证明CO2与水发生了反应的实验现象是 ;观察到2号瓶内下方试纸先变红,上方试纸后变红,证明CO2的物理性质是 。
18.回答下列问题。
(1)过氧化氢溶液中溶质的化学式为: ;氯化钠溶液中的溶质微粒是: 。
(2)在一定温度下,向某溶液中加入足量溶质,振荡后加入的溶质质量并不减少,则该温度下,原溶液是 溶液:再将该混合物加热,未溶的溶质全部溶解,这说明 。
(3)实验室里有一瓶蒸馏水和一瓶氯化钾溶液,简单的鉴别方法是: 。
(4)浓溶液一定是饱和溶液,稀溶液一定是不饱和溶液,这种说法是否正确? ;(填“正确”“不正确”);正确的说法 。
(5)一定温度下,将一块不规则的硫酸铜晶体放入硫酸铜的饱和溶液中。一段时间后,不规则硫酸铜晶体变规则形状晶体。则:
①硫酸铜溶液的质量分数 (填“增大”“减少”“不变”):
②硫酸铜晶体的溶解过程是否停止: (填“停止”“没停止”“不确定”)。
综合应用
19.某研究性学习小组探究物质溶解性的影响因素
实验一:取3支试管各加入5ml水,再分别加入1g:碘、KMnO4、植物油。另取3支试管各加入5ml汽油,再分别加入1g:碘、KMnO4、植物油。
(1)实验结论与解释:KMnO4易溶于水,但在汽油中几乎不溶,说明物质溶解性与 有关;碘和植物油在水中几乎不溶解,说明物质的溶解性与 有关。
实验二:①在两个100ml烧杯中各装50ml水,分别加入6gFeSO4晶体
实验组溶
解的快慢
大颗粒状的FeSO4晶体
慢
研细的FeSO4晶体
快
②向盛有50ml水的两个烧杯各加入6g相同的FeSO4晶体:
实验组
溶解的快慢
冷水
慢
热水
快
(2)实验二的①组实验中自变量是 ,因变量是 ,控制变量是 ,实验结论与解释: 、 两个因素对物质溶解速度的有影响。
(3)实验三:向上述盛有50ml冷水的烧杯中继续加入FeSO4粉末,发现有绿色晶体析出。再加入少量NaCl固体, (填:能或否)溶解,理由是 实验结论与解释:在一定质量的溶剂中,溶质的溶解量是 (填:有或无)限度的。
实验四:取A、B、C三支大试管各加入10ml水并加热煮沸,移开酒精灯,立即分别加入3.5gNaCl、NH4NO3、NaOH固体。
(4)观察到加入NaOH固体的试管现象: ,用温度计测另外两支试管,加入 固体的试管温度下降不大,另一支试管温度下降明显。
(5)实验结论与解释:物质的溶解伴随 的变化,有些变化不明显。
20.物质在溶解时速率会受到哪些因素的影响?以硫酸铜为例进行如下探究。
【提出假设】
(1)假设一:温度因素;温度越高,硫酸铜晶体溶解速率越快。
假设二:搅拌因素;搅拌能加快硫酸铜晶体溶解速率。
假设三:颗粒大小因素; 。
【进行实验】
(2)设计实验验证假设二。
实验操作
实验现象
实验结论
在2个大小相同的烧杯中,分别注入温度相同的100mL水,再同时向烧杯中各加入一药匙颗粒大小相同的硫酸铜晶体,用玻璃棒搅拌其中一个烧杯
在搅拌的情况下,硫酸铜晶体溶解得 (填“快”或“慢”)
假设二正确
【反思评价】
(3)在上述因素中,能改变物质溶解度的因素是 。
(4)用分子观点解释温度的影响 。
(5)在本实验中搅拌能加快晶体溶解速率的原因 。
(6)要使试管里的固体加速溶解,常采用的方法是 。
拓展培优
21.(2025·贵州黔南·一模)“溶解”是化学学科的核心概念之一。某化学兴趣小组的同学对固体物质的溶解开展研究性学习。
任务1:溶解过程的探究
小组同学先按图1所示进行实验。闭合开关后,观察到小灯泡不发光。再将10g氯化钠放入盛水的烧杯中,观察现象。(提示:部分物质溶于水后常以自由移动的离子存在)
(1)氯化钠溶解过程中可观察到小灯泡 (填“发光”或“不发光”),说明氯化钠溶液具有 性。
(2)小组同学将氯化钠换成氢氧化钠重复上述实验,除观察到灯泡发光外,还发现烧杯外壁有热量变化,原因是氢氧化钠溶于水会 (填“吸热”或“放热”)。
任务2:溶解性影响因素的探究
【初步探究】按图2所示进行实验。
(3)实验中振荡的目的是 。
(4)通过图2实验可得出结论:物质的溶解性与 有关。
【深入思考】同学们讨论后认为通过加热或增加溶剂的量也能使B中固体溶解,物质的溶解性可能与这两个因素有关。
【查阅资料】硫酸铜溶液能吸收红、黄光而使溶液呈现蓝色。当一束平行单色光照射硫酸铜溶液时,溶液浓度越大,对于红、黄光的吸收能力越强,透过溶液的光强度越小。
【实验探究】
①取试管a、b分别加入2g硫酸铜晶体和10mL饱和溶液。
②将试管a、b分别装入光强度采集装置(图3为装置原理图)。
③加热试管a并持续测量透过溶液光线的光强度,复制数据导入软件中绘制出“光强度—时间”曲线如图4所示。
④在试管b内加入3mL水并持续测量透过溶液光线的光强度,复制数据导入软件中绘制“光强度——时间”曲线如图5所示。
(5)由图3可知,温度越高,硫酸铜的溶解性越 (填“强”或“弱”)。
(6)图5中,一开始光强度数值增大的原因是 。
(7)依据图5,请写出硫酸铜的溶解性与溶剂水的质量的关系及判断依据: 。
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第7章 探索溶解现象
第4节 物质的溶解性
第1课时 影响物质溶解性的因素
教学目标
1.能列举生活中反映不同物质溶解的实例。
2.能设计实验探究影响物质溶解性的因素。
重点和难点
重点:影响物质溶解性的因素。
难点:能根据控制变量法设计的对比实验,分析实验现象并归纳出对应的影响因素。
◆知识点一 物质的溶解性
1. 概念:一种物质(溶质)在另一种物质(溶剂)里溶解能力的大小。
注意:溶解性是物质本身的一种物理性质,它受一定条件影响,但描述的是在给定条件下溶解的最大限度。
2.实验探究物质溶解的影响因素
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.溶解性取决于 内因(物质本性) 和 外因(外部条件) 的共同作用。
(1)内因 :物质的本性(决定性因素) “相似相溶”经验规律:
①溶质和溶剂的性质:溶质在与其结构相似的溶剂中,通常溶解性更好。
②实例对比:
A.碘易溶于酒精(均为非极性或弱极性分子),难溶于水(强极性分子)。
B.食用油(非极性)易溶于汽油(非极性),难溶于水(极性)。
C.食盐(离子化合物)易溶于水(极性溶剂),难溶于汽油。
(2)外因:外部条件
①温度:
对于大多数固体溶质:温度升高,溶解性增大(如:KNO₃)。
对于少数固体溶质:温度升高,溶解性变化不大(如:NaCl)。
对于极少数固体溶质:温度升高,溶解性减小(如:Ca(OH)₂,熟石灰)。
对于气体溶质:温度升高,溶解性显著减小(如:加热使水中氧气逸出)。
②压强:
对于固体和液体溶质:压强对它们的溶解性影响极小,通常忽略不计。
对于气体溶质:压强增大,溶解性增大;压强减小,溶解性减小。
实例:打开碳酸饮料瓶盖,压强减小,CO₂气体逸出。
即学即练
1.下列实验不能达到相应实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验目的
验证燃烧需要可燃物温度达到着火点
探究物质形状和温度对白糖溶解的影响
证明稀硫酸具有导电性
测定空气中的氧气含量
实验
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、干燥的小木块先燃烧,干燥的小煤块后燃烧,说明燃烧需要可燃物温度达到着火点,故选项实验能达到相应实验目的,故A不符合题意;
B、前两个中烧杯中温度相同,白糖的形状不同,可探究物质形状对白糖溶解的影响;后两个烧杯中白糖的形状相同,温度不同,可探究温度对白糖溶解的影响,能达到相应实验目的,故B不符合题意;
C、图中实验,接通电源后灯泡发光,说明稀硫酸具有导电性,能达到相应实验目的,故C不符合题意;
D、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,虽除去了氧气,但增加了新的气体,没有形成压强差,不能用来测定空气中氧气含量,不能达到相应实验目的,故D符合题意。
故选D。
2.化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验情境,回答问题。
B实验是探究影响物质溶解性因素的实验。通过①试管与②试管实验进行对比,得到影响物质溶解性的因素是 。若想证明不同物质在同一溶剂中的溶解性是不同的,小明同学将①试管实验与③试管实验进行对比,则取的药品不可以是 。
A.高锰酸钾 B.碳酸钙 C.氯化钠
【答案】 溶剂 B
【详解】①试管与②试管的溶剂分别是水和汽油,溶质都是植物油,通过观察植物油在水和汽油里的溶解情况不一样,得到影响物质溶解性的因素是溶剂的种类;
想证明不同物质在同一溶剂中的溶解性是不同的,必须选用同一种溶剂,不同的溶质。①试管中用的植物油不溶于水,C试管中应该选用易溶于水的物质。高锰酸钾、碳酸钙和氯化钠中,碳酸钙难溶于水,高锰酸钾和氯化钠都易溶于水,故X不可以是碳酸钙;
故填:溶剂;B。
◆知识点二 固体与气体溶解性对比
项目
固体(及液体)溶质
气体溶质
表示方法
某温度下,100g溶剂中溶解的最大质量(克)
某温某压下,1体积水中溶解的气体体积数
内因规律
相似相溶(溶质与溶剂分子极性相似)
相似相溶
温度影响
大多数:温度↑,溶解性↑(特例:如Ca(OH)₂↓)
温度↑,溶解性↓(普遍规律)
压强影响
影响极小,可忽略
压强↑,溶解性↑;压强↓,溶解性↓(显著)
即学即练
1.烧开水时会看到有气泡从水中逸出,这是因为溶解在水中的气体升温时( )
A.发生了分解 B.溶解度减小
C.溶解性增强 D.与水发生了反应
【答案】B
【解析】气体的溶解度随温度的升高而降低,故烧开水时会看到有气泡从水中逸出,这是因为溶解在水中的气体升温时溶解度减小,故选B。
2.下列有关溶液的说法正确的是
A.将植物油与水混合,得到的是溶液
B.配制溶液时,搅拌溶液可以增大溶质的溶解性
C.将10%的KNO3溶液倒出一半,剩余溶液中溶质的质量分数为5%
D.将25 g KCl溶液蒸干得到5g KCl固体,则原溶液中溶质的质量分数为20%
【答案】D
【详解】A、植物油难溶于水,只能以小液滴的形式悬浮于液体里,形成乳浊液,不能形成溶液,不符合题意;
B、溶解性是指溶质在溶剂中溶解的最大能力,它取决于温度、溶质和溶剂的性质,是物质固有的属性,不受搅拌影响。搅拌只能加快溶解速度,但不能改变溶解性本身,不符合题意;
C、溶液具有均一性,将10%的KNO3溶液倒出一半,剩余溶液中溶质的质量分数为10%,不符合题意;
D、将25g KCl溶液蒸干得到5g KCl固体,则原溶液中溶质的质量分数为:,符合题意。
故选D。
一、通过控制变量法进行物质溶解性的实验探究方法
1.探究溶质性质的影响:取等质量的不同溶质,分别加入等质量、等温度的同种溶剂(如水、酒精)中,观察溶解情况。
2.探究溶剂性质的影响:取等质量的同种溶质(如碘),分别加入等质量、等温度的不同溶剂(如水、酒精)中,观察溶解情况。
3.探究温度的影响:取等质量的同种溶质(如KNO₃),分别加入等质量、不同温度的水中,观察溶解情况。
二、重要辨析与归纳
1.饱和溶液与溶解性:某温度下的饱和溶液,浓度最大,直观体现了该条件下溶质的溶解性大小。
2.气体溶解性的特殊表述:常以“1体积水中所能溶解的气体体积数”来表示(需注明温度和压强)。
3.综合应用:解释生活现象
(1)烧开水时,水壶内壁出现水垢(CaCO₃等沉淀),原因之一是温度升高,Ca(HCO₃)₂分解,且某些物质的溶解性发生变化。
(2)夏季雨后,鱼塘需要增氧,因为气温高、气压低,水中溶解氧减少。
实践应用
1.在配制糖水的时候,发现杯子底部有剩余的蔗糖固体。小明建议加热杯中物质并用筷子不断搅拌,一段时间后杯底剩余的蔗糖固体全部消失了。对于这一现象的认识,不正确的是
A.搅拌可增大蔗糖在水中溶解的量
B.加热前溶液中的溶质比加热后少
C.加热前的糖水一定是该温度下蔗糖的饱和溶液
D.改变温度能够使饱和溶液与不饱和溶液相互转化
【答案】A
【详解】A.搅拌可加快蔗糖的溶解速率,不能增大蔗糖在水中溶解的量,此选项错误;
B.加热前溶液中有剩余的蔗糖固体,加热后剩余蔗糖固体全部消失了,则加热前溶液中的溶质比加热后少,此选项正确;
C.加热前溶液中有剩余的蔗糖固体,则加热前的糖水一定是该温度下蔗糖的饱和溶液,此选项正确;
D.改变温度能够使饱和溶液与不饱和溶液相互转化,此选项正确;
故选A。
2.关于下列实验的说法不正确的是
A.实验Ⅰ可用于探究CO2和NaOH能否发生反应
B.实验Ⅱ试管中无明显现象的原因可能是铝丝未打磨
C.实验Ⅲ可探究物质在不同溶剂中的溶解性
D.实验Ⅳ试管A带火星的木条不复燃,试管C带火星的木条复燃
【答案】C
【详解】A、NaOH溶液含有水和NaOH,实验 Ⅰ 中,若CO2和NaOH发生反应,会使左侧装置内压强减小幅度大于右侧装置,红墨水会出现左高右低的现象,可用于探究CO2和NaOH能否发生反应,该说法正确。
B、铝在空气中易与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,若铝丝未打磨,氧化铝薄膜会阻止铝与CuSO4溶液反应,导致试管中无明显现象,该说法正确。
C、实验 Ⅲ 中,溶剂分别是水和酒精,溶剂体积分别是10mL、5mL,变量不唯一,无法探究物质在不同溶剂中的溶解性,该说法错误。
D、过氧化氢在常温下分解缓慢,产生氧气少,试管 A 带火星的木条不复燃;加入二氧化锰后,过氧化氢分解加快,产生氧气多,因此试管 C 带火星的木条复燃,该说法正确。
故选C。
考点一 固体的溶解性影响因素
【例1】下列因素不能影响固体物质溶解度大小的是( )
A.温度 B.溶剂的质量 C.溶质的种类 D.溶剂的种类
【答案】B
【解析】A、物质的溶解度随温度的变化而变化,如温度越高蔗糖的溶解度越大,选项不符合题意;
B、固体的溶解度是对100g溶剂来说的,溶剂的量已经确定,故溶剂的多少不影响溶解度的大小,选项符合题意;
C、固体的溶解度与溶质的种类有关,如蔗糖和氯化钠在同样温度的水中的溶解度的不同,选项不符合题意;
D、溶解度与溶剂的种类有关,如碘单质易溶于酒精而难溶于水,选项不符合题意;
故选B。
解题要点
本知识点主要考察固体的溶解性影响因素,主要影响因素有:①内部因素:溶质性质:不同的物质在同一溶剂中溶解性不同。溶剂性质:同一物质在不同的溶剂中溶解性不同。②外部因素:温度——同一种物质在同一溶剂中的溶解性与温度有关。
【变式1-1】小红同学为证明某硝酸钾溶液是否达到饱和状态,设计了以下方案。一定能达到目的是
A.温度不变,向溶液中加入饱和硝酸钾溶液
B.温度不变,向溶液中加入少量硝酸钾
C.给溶液加热,直至有硝酸钾晶体析出
D.给溶液降温,直至有硝酸钾晶体析出
【答案】B
【解析】A、温度不变,向溶液中加入饱和硝酸钾溶液,原溶液可能是饱和溶液,也可能是接近饱和的溶液,不能证明某硝酸钾溶液是否达到饱和状态,故选项错误;
B、温度不变,向溶液中加入少量硝酸钾晶体,加入的硝酸钾不再溶解,说明原溶液为饱和溶液,故选项正确;
C、硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大,给溶液加热,硝酸钾的溶解度增大,溶液仍为不饱和溶液,故选项错误;
D、硝酸钾的溶解度随着温度的降低而减小,接近饱和的溶液降低温度也可能有晶体析出,不能证明某硝酸钾溶液是否达到饱和状态,故选项错误;
故选:B。
考点二 气体的溶解性影响因素
【例2】打开一瓶盐汽水,有大量二氧化碳气体逸出,相关分析正确的是( )
A.盐汽水中只有二氧化碳一种溶质,逸出后剩余汽水中不含二氧化碳
B.打开汽水瓶,因为温度升高,二氧化碳溶解度变小导致气体逸出
C.打开汽水瓶盖,因为瓶内气压减小,导致气体逸出,形成当时条件下二氧化碳的不饱和溶液
D.该盐汽水打开瞬间,是当时条件下二氧化碳的饱和溶液,氯化钠的不饱和溶液
【答案】D
【解析】A、盐汽水中含有多种溶质,逸出后剩余汽水中含有少量二氧化碳;故选项错误。
B、打开汽水瓶,因为压强变小,二氧化碳溶解度变小导致气体逸出;故选项错误。
C、打开汽水瓶盖,因为瓶内气压减小,导致气体逸出,形成当时条件下二氧化碳的饱和溶液;故选项错误。
D、该盐汽水打开瞬间,是当时条件下二氧化碳的饱和溶液,氯化钠的不饱和溶液;故选项正确。
故选D。
解题要点
本知识点主要考察气体的溶解性影响因素,主要影响因素有:气体溶解性随温度升高而减小,随温度降低而增大;气体溶解性随压强升高而增大,随温度降低而减小。解题时注意根据具体情况分析。
【变式2-1】制汽水时,为了使二氧化碳的溶解度增大,可采用的方法是( )
A.降压升温 B.加压降温 C.加压升温 D.降压降温
【答案】B
【解析】气体物质的溶液度随压强增大而增大,随温度升高而减小。如果要使二氧化碳的溶解度增大,可以采用增大压强并降低温度的方法。故选B。
基础达标
1.下列因素中,与固体物质的溶解性有关的是
①溶质的性质 ②溶剂的性质 ③溶剂的质量 ④温度 ⑤振荡或搅拌 ⑥将块状研磨成粉末
A.全部 B.③④⑤ C.①②④ D.①②③④
【答案】C
【详解】固体溶解度随温度的改变而改变,不受溶质和溶剂质量的影响;不同溶质在同种溶剂中的溶解性不同,同种溶质在不同溶剂中的溶解性不同,固体溶解度与溶质和溶剂的性质有关;振荡或搅拌、将块状研磨成粉末可加快溶解的速率,但不改变固体溶解度的大小。与固体物质的溶解性有关的是①②④,故选C。
2.下列实验设计不能达到实验目的的是
A.碳酸钠粉末和稀盐酸反应探究质量守恒定律
B.探究二氧化碳与水能否发生反应
C.证明不支持燃烧,且密度比空气大
D.探究物质在不同溶剂中溶解能力大小
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A. 碳酸钠粉末和稀盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,生成的二氧化碳由烧杯逸出,反应后烧杯是剩余物的质量减少,所以不能用于探究质量守恒定律,此选项符合题意;
B. 湿润的石蕊小花不变色,说明水不能使石蕊变色,干燥的石蕊小花放入二氧化碳中不变色,说明二氧化碳不能使石蕊变色,湿润的石蕊小花放入二氧化碳中变红,说明二氧化碳与水能发生反应,此选项不符合题意;
C. 二氧化碳能倒入烧杯中,说明二氧化碳的密度比空气的密度大,燃烧的蜡烛熄灭,说明二氧化碳不支持燃烧,证明不支持燃烧,且密度比空气大,此选项不符合题意;
D. 对比实验必须控制变量唯一性,其它条件都应该相同,才可探究出该条件对实验是否有影响。该实验中各加入一小粒碘,水、酒精的体积相同,所以可探究物质在不同溶剂中溶解能力大小,此选项不符合题意。
故选A。
3.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验
目的
探究二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解反应的催化效果
证明反应的剧烈程度与氧气有关
探究影响物质溶解性的因素
探究分子的运动速率与温度的关系
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【分析】本题主要考查实验设计与实验目的的匹配,控制变量法是一种在科学研究中广泛使用的方法,当研究多个因素对某一现象或结果的影响时,通过控制其他因素不变,仅改变其中一个因素,观察其对结果的作用。将多因素问题转化为多个单因素问题,分别研究后再综合结论。
【详解】A、该实验中过氧化氢溶液的浓度不同,变量不唯一,无法比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解反应的催化效果,此选项不符合题意;
B、该实验中,唯一的变量是氧气的浓度,根据硫燃烧的现象不同,可证明反应的剧烈程度与氧气有关,此选项符合题意;
C、该实验中,溶质种类和溶剂种类均不同,无法探究影响物质溶解性的因素,此选项不符合题意;
D、该实验两烧杯中的溶剂,一个是酒精,一个是水,变量不唯一,无法探究分子的运动速率与温度的关系,此选项不符合题意;
故选:B
4.下列方案设计能达到实验目的的是
A.①测定空气中氧气的含量
B.②比较MnO2和Fe2O3的催化效果
C.③探究溶剂种类对物质溶解性的影响
D.④探究燃烧的所有条件
【答案】C
【详解】A、测定空气中氧气的含量时红磷要足量,才能将氧气全部耗尽,若红磷少量,不能将氧气全部耗尽,使测得结果偏小,选项错误;
B、通过对比实验比较MnO2和Fe2O3的催化效果,要控制变量,即除催化剂种类不同外,其他条件均应相同,图中实验过氧化氢溶液的浓度也不同,所以无法比较MnO2和Fe2O3的催化效果,选项错误;
C、向等量的碘(10g)中分别加入相同温度(20℃)相同体积(10mL)的水和酒精中(碘能溶于酒精,不溶液水),除了溶剂种类不同外,其他条件均相同,可用于探究溶剂种类对物质溶解性的影响,选项正确;
D、左侧白磷与氧气接触、温度达到白磷的着火点燃烧,右侧红磷与氧气接触、温度没有达到红磷的着火点不燃烧,说明燃烧需要可燃物达到着火点,无法探究燃烧的所有条件,选项错误;
故选C。
5.(2025·广东珠海·二模)下列实验设计不能达到实验目的的是
A
B
C
D
探究铁生锈的条件
检查装置气密性
探究碘的溶解性是否与溶剂种类有关
测定空气中氧气的含量
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.图中实验,左边试管中铁钉只能与水接触,右边试管中的铁钉只能与干燥的空气接触,一段时间后,两只试管中的铁钉都没有生锈,不能用于探究铁生锈条件,所以实验设计不能达到实验目的,故A错误;
B.检查装置气密性,按要求连接装置,将导管的一端放入水中,用手握住试管外壁,导管口会有气泡冒出,移开手后,装置冷却一段时间,导管中会形成一段水柱,说明装置气密性良好,所以该实验设计能达到实验目的,故B正确;
C.图中实验,碘难溶于水,易溶于汽油,可探究物质的溶解性与溶剂种类的关系,所以该实验设计能达到实验目的,故C正确;
D.放大镜聚焦产生热量可引燃白磷,利用白磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内的气压减小,充分反应后冷却至室温,打开弹簧夹,在大气压作用下水被压入集气瓶,进入集气瓶中水的体积则是空气中氧气的体积,所以该实验设计能达到实验目的,故D正确。
故选:A。
6.烧开水时,加热不久在锅底会出现许多气泡,这说明气体的溶解度随 而减小,打开汽水瓶盖时,有大量气泡由瓶口逸出,这是因为 。由此可以得出,增大CO2气体在水中的溶解度应采用的方法是 ,因此食品工业上在常温下制汽水、啤酒时常采取 的方法增大CO2的溶解度。
【答案】 温度升高 打开瓶盖后瓶内压强减小,CO2在水中的溶解度变小 增大压强/降低温度(合理即可) 加压
【解析】烧开水时,加热不久在锅底会出现许多气泡,这是因为随着温度升高,原本水中溶有的气体的溶解度减小,因此有气泡逸出;汽水是将二氧化碳气体加压之后制成的,打开汽水瓶盖,压强变小,二氧化碳的溶解度减小,故有大量气泡从瓶口逸出,说明了气体的溶解度随压强的减小而减小;由于气体的溶解度随着压强的增大而增大,增大CO2气体在水中的溶解度应采取的方法增大压强,因此,食品工业上在常温下制取汽水、啤酒时,常采取加压的方法增大CO2的溶解度。
7.明代宋应星所著的《天工开物》是我国乃至世界科技史上一部极有价值的科技著作,回答下列问题。
(1)“西川有火井,事甚奇……”,火井中有天然气产生,天然气的主要成分是 ;大量天然气泄漏 (填“会”或“不会”)导致温室效应加剧。
(2)“凡石灰,经火焚炼为用”,即煅烧石灰石得到生石灰,生石灰和水反应伴随着 (填“吸热”或“放热”)现象。
(3)“凡研硝不以铁碾人石臼,相激火生,则祸不可测”的记载,这里的硝主要成分是硝酸钾,请写出该物质中的阴离子 (填符号)。
(4)“候潮一过,明日天晴,半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼。”“盐霜”的主要成分是氯化钠固体,“半日晒出盐霜”中的“晒”,说明从氯化钠溶液中得到晶体的方法是 结晶。
【答案】(1) 甲烷/CH4 会
(2)放热
(3)
(4)蒸发
【详解】(1)天然气的主要成分是甲烷;甲烷也是一种温室气体,大量天然气泄漏会导致温室效应加剧。
(2)生石灰和水反应会放出大量的热。
(3)硝酸钾是由钾离子与硝酸根离子构成,故物质中的阴离子是。
(4)“半日晒出盐霜”中的“晒”,说明是利用阳光使水蒸发,从而析出氯化钠晶体。从氯化钠溶液中得到晶体的方法是:蒸发结晶。
8.有一些因素会影响物质的溶解性,溶解度就是从定量角度表示物质的溶解性。如图烧杯中分别装有20g硝酸钾晶体,再分别加入50mL液体充分搅拌,静置。
(1)如图烧杯中液体一定是饱和溶液的是 。
(2)由甲乙两个实验对比可得出物质的溶解性与 有关。
(3)由甲丙两个实验对比可得出物质的溶解性与 有关。
【答案】(1)甲、丙
(2)温度
(3)溶剂的种类
【详解】(1)因为甲、丙有硝酸钾固体剩余,说明不能继续溶解硝酸钾,则是硝酸钾的饱和溶液。
(2)由甲乙实验可知,其他条件相同时,温度不同,溶解度不同,故由甲乙两个实验对比可得出物质的溶解性与温度有关;
(3)由甲丙实验可知,其他条件相同时,溶剂的不同,溶解度不同;由故由甲丙两个实验对比可得出物质的溶解性与溶剂的种类有关;
9.请你带小明同学补全实验方案
序号
目的
操作
现象
结论
A
。
烧杯1中固体全部溶解,烧杯2中有固体剩余
相同温度时,蔗糖在水中的溶解能力强于食盐
B
鉴别氯化钠溶液和碳酸钠溶液
。
试管1是氯化钠溶液,试管2是碳酸钠溶液
C
探究铁制品锈蚀的条件
10天后,A中铁钉表面无变化,B中铁钉表面产生红棕色物质
铁生锈的条件之一是 。
【答案】 比较蔗糖和食盐的溶解能力 试管1中无明显现象,试管2中出现浑浊 与氧气接触
【详解】A、根据结论可知,该实验的目的是比较蔗糖和食盐的溶解能力;
B、石灰水中的氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,不能与氯化钠反应,该的结论是试管1是氯化钠溶液,试管2是碳酸钠溶液,因此实验现象是试管1中无明显现象,试管2中出现浑浊;
C、A中铁只与水接触,铁没有生锈,B中铁与氧气、水接触,铁生锈,说明铁生锈的条件之一是与氧气接触。
10.根据如图所示的实验回答问题。
(1)甲是探究影响物质溶解性因素的实验。其中X为 ,Y为 。对比B和C中的现象,可得出结论 。
(2)乙是木炭还原氧化铜的实验。酒精灯上加金属网罩的作用是 ;证明木炭和氧化铜发生反应的现象是 。
【答案】(1) 水/H2O 碘 不同种溶质在同一种溶剂中的溶解性不同
(2) 集中火焰并提高温度 a试管内出现红色物质,b试管内澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)甲是探究影响物质溶解性因素的实验。影响溶解性的内部因素是溶质的种类和溶剂的种类,则其中X为水,Y为碘,对比AB即可说明同种溶质在不同溶剂中溶解性不同;对比B和C中的现象,B中碘不溶于水,C中高锰酸钾能溶于水形成紫红色溶液,说明不同种溶质在同一种溶剂中的溶解性不同;
(2)酒精灯上加金属网罩的作用是使火焰集中并提高温度;
在高温条件下,碳具有还原性,能将氧化铜还原成铜,同时生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故证明木炭和氧化铜发生反应的现象是a试管内出现红色物质,b试管内澄清石灰水变浑浊。
11.掌握科学的研究方法,探索化学世界的奥秘。设计对比实验是科学探究的重要方法之一、完成下列表格
实验操作
实验分析及结论
加热片刻,观察到棉球上的酒精燃烧产生蓝色火焰,棉球上的水不燃烧,由此得出燃烧的条件之一是 ,如果蘸水的棉球加热时间足够长,判断可能观察到的现象并说明原因: 。
观察到试管A中的固体全部消失,试管B中的固体未完全消失,说明了影响物质溶解性的因素是 。用手轻轻触摸两试管外壁,感觉发烫的是 (填“试管A”或“试管B”)
【答案】 可燃物 棉球燃烧,原因是水蒸发后,棉球达到着火点,且与氧气接触,满足燃烧条件 溶质的种类 试管A
【详解】酒精是可燃物能燃烧,水不是可燃物不能燃烧,所以得出燃烧的条件之一是要有可燃物;
当蘸水的棉球加热时间足够长,水会蒸发完,此时棉球是可燃物,与氧气接触,且加热能使其达到着火点,所以会燃烧;
等体积的水,分别加入等质量的氢氧化钠和氯化钠,氢氧化钠全部溶解,氯化钠未完全溶解,说明在相同条件下,不同溶质的溶解性不同,即影响物质溶解性的因素是溶质的种类;
氢氧化钠溶于水会放出热量,氯化钠溶于水温度基本不变,所以用手轻轻触摸两试管外壁,感觉发烫的是装有氢氧化钠的试管A。
12.(2025·江西吉安·二模)控制变量法是实验探究的重要方法。
(1)实验一:观察到碘能溶解在汽油中,却几乎不能溶解在水中。由此可知,物质的溶解性与 有关。
(2)实验二:一段时间后,观察到Y形管右侧的紫色石蕊试纸变红,使石蕊变红的物质化学式为 ;反应的化学方程式为 。
(3)实验三:向烧杯中同时加入一粒相同大小的品红,发现整杯水变红的时间热水比冷水短,从分子观点解释原因是 。
【答案】(1)溶剂的性质
(2) H2CO3
(3)温度越高,分子运动越快
【详解】(1)不同的溶剂对同一物质的溶解能力不同,说明物质的溶解性与溶剂的性质有关;
(2)二氧化碳不能使紫色石蕊变色,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红,故填:H2CO3;方程式为:;
(3)分子在不断运动,向烧杯中同时加入一粒相同大小的品红,发现整杯水变红的时间热水比冷水短,说明温度越高,分子运动越快。
13.实验探究是学习化学的重要方法。兴趣小组的同学做了如图探究实验。
(1)图1探究影响物质溶解性因素的原因。同学们如图做了A试管和B试管的实验,发现B试管中固体可溶,A试管中几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是 。同学们又补充了C试管实验,他们想探究的因素是 。
(2)图2探究二氧化碳的性质。
分别振荡两个个软塑料瓶,图2中B瓶观察到的现象是 ;B瓶反应的化学方程式 。
【答案】(1) 溶剂的种类 溶质的种类
(2) 石灰水变浑浊且瓶子变瘪 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
【详解】(1)A试管和B试管中的溶剂种类不同,发现B中固体可溶,A中几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是溶剂种类;
同学们补充了如图丙所示的实验C,与A进行比较,溶剂都是水,溶质分别是碘和高锰酸钾,因此可以探究的影响因素是溶质种类;
(2)氢氧化钙和二氧化碳反应生成难溶于水的碳酸钙,导致瓶内压强减小,小于大气压,大气压将瓶子压扁;
方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
14.在a、b、c、d四支试管中各加入1~2小粒碘或高锰酸钾,然后分别加入水或汽油(如图所示),振荡,观察现象:a试管中的现象是碘未溶解,没有明显现象;c试管中的现象是高锰酸钾溶解,溶液呈紫红色。
对比a、c试管中的现象得出的结论是 。
【答案】不同的物质在同一溶剂中的溶解性不同(或溶质的种类影响物质的溶解性)
【详解】a、c试管中溶剂相同都是水,溶质种类不同(a中为碘、c中为高锰酸钾),a试管中的现象是碘未溶解,没有明显现象;c试管中的现象是高锰酸钾溶解,溶液呈紫红色,对比a、c试管中的现象得出的结论是不同的物质在同一溶剂中的溶解性不同(或溶质的种类影响物质的溶解性)。
在法治教育课上,老师演示了用碘蒸气熏染显现指纹的方法。看到白纸上逐渐浮现出清晰的淡黄色指纹印迹,同学们发出了惊叹。小明猜测:“碘蒸气能附着在指纹上,可能是因为碘可以溶解在指纹残留的油脂里!”受此启发,设计了探究影响固体溶解性因素的实验。
实验一
实验二
实验三
温度
20℃
80℃
20℃
溶剂
20g水
20g水
20g汽油
固体
2g碘
2g碘
2g碘
固体溶解情况
极少量溶解,溶液变为浅黄色
少量溶解,溶液变为黄色
全部溶解,溶液变为深棕色
(1)对比实验一和实验三,得出影响固体溶解性的因素之一是 。此组实验自变量是 。
(2)对比实验一和实验二得出的实验结论 。
(3)在此实验基础上,要探究不同溶质对物质溶解性的影响因素,请你设计实验。提供以下药品:氯化钠、碘、水、汽油
【答案】(1) 溶剂种类 溶剂种类
(2)2g碘在 20g 水中,碘的溶解性随温度升高而增强
(3)取 20℃下的 20g 水,加入 2g 氯化钠,观察溶解情况;取 20℃下的 20g 水,加入 2g 碘,观察溶解情况。对比两组实验中固体的溶解情况,探究不同溶质对溶解性的影响
【分析】结合控制变量法分析实验中变量与溶解情况的关系,明确“单一变量”,通过溶解情况的差异推导变量对溶解性的影响。
【详解】(1)实验一的溶剂是水,实验三的溶剂是汽油,其他条件(温度、固体种类和质量)均相同。实验一和实验三对比,相同温度下,碘在水和汽油中的溶解度差异显著,说明溶剂种类影响溶解性。
(2)实验一温度是20℃,实验二温度是80℃,其他条件(溶剂种类和质量、固体种类和质量)均相同。实验一碘极少量溶解,实验二碘少量溶解,因此结论是:在溶剂种类、溶质种类和质量相同时,温度越高,固体(碘)的溶解性越强。即2g碘在 20g 水中,碘的溶解性随温度升高而增强。
(3)设计探究不同溶质对溶解性影响的实验需控制溶剂种类、温度、溶剂质量相同,改变溶质种类,观察溶解情况。实验A:取20℃下20g水,加入2g氯化钠,观察溶解情况;实验B:取20℃下20g水,加入2g碘,观察溶解情况;通过对比两组实验的溶解情况,探究不同溶质对溶解性的影响。
15.某实验小组对不同条件下的硝酸钾的溶解情况进行了以下实验:
在甲、乙、丙三个烧杯中各放入20g硝酸钾晶体,再分别加入50.0g冷水、热水与酒精,充分搅拌后(保持各自的温度不变),结果如图所示。
(1)甲烧杯中溶液是 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。由以上实验可得出结论:影响物质溶解性的因素有 、 。
(2)将乙烧杯中的溶液降温到时,溶液恰好达到饱和状态,此时硝酸钾的溶解度是 g。
【答案】(1) 饱和 温度 溶剂种类
(2)40
【详解】(1)由图可知,甲烧杯中有部分溶质未溶解,属于饱和溶液;
由甲乙实验可知,温度不同,溶解度不同,由甲丙实验可知,溶剂的不同,溶解度不同;由以上实验可得出结论:影响物质溶解度的因素有温度、溶剂种类;
(2)将乙烧杯中的溶液降温到 t1℃时恰好饱和,说明t1℃时,50g水中最多能溶解20g硝酸钾,根据在一定温度下,某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量,叫作这种物质在这种溶剂中的溶解度,则该温度下硝酸钾的溶解度为40g。
16.根据实验回答以下问题。
(1)实验一的试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)对实验一分析正确的是 (填序号)。
①A处将石灰石换为碳酸钠粉末,B、C处也一定能观察到同样的实验现象
②B处紫色石蕊变为红色,是因为CO2能与水反应生产碳酸
③C处蜡烛从低到高依次熄灭,说明CO2密度大于空气
(3)由实验二得出影响物质溶解性的因素是 (填序号)。
A.溶质的种类 B.溶质的质量 C.溶剂的种类 D.温度
若省略实验二中试管a, (填“能”或“不能”)得到相同结论。
(4)使用实验三装置进行验证质量守恒定律的实验,选择的试剂是碳酸钠和稀盐酸,反应结束后指针向右偏转,你认为该反应是否遵循质量守恒定律? (填“是”或“否”)。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)①②③
(3) AC 能
(4)是
【详解】(1)实验一的试管中发生的反应是石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)①A处将石灰石换为碳酸钠粉末,也会生成二氧化碳,B、C处能观察到同样的实验现象,故选项分析正确;
②B处紫色石蕊变为红色,是因为CO2能与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,能够使紫色石蕊变红,故选项分析正确;
③C处蜡烛从低到高依次熄灭,说明CO2密度大于空气,故选项分析正确,
故选①②③;
(3)A、a.c对比观察到碘溶解的较少,高锰酸钾溶解的较多,说明物质溶解性受溶质种类的影响,故选项正确;
B、探究物质溶解性的因素时,加入的溶质的质量应该相同,无法探究溶质的质量对物质溶解性有无影响,故选项错误。
C、a.b或c、d对比,溶剂的种类不同,相同溶质的溶解情况不同,能够说明物质溶解性受溶剂种类的影响,故选项正确;
D、实验中没有明确实验的温度,不能确定温度对物质溶解性的影响,故选项错误;
故选AC;
省略实验二中试管a,b、d和c、d对比也能够得到相同结论;
(4)碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,生成的氯化钠、水与二氧化碳的质量和等于参加反应的碳酸钠与盐酸的质量和,遵循质量守恒定律,反应结束后指针向右偏转,是因为生成的二氧化碳逸出。
17.根据下图对比实验回答问题:
(1)实验一:可以得到的结论是 。
(2)实验二:向表面皿中滴加稀硫酸。写出与稀硫酸反应产生气泡最快的反应的化学方程式: 。
(3)实验三:实验目的是 。
(4)实验四:能证明CO2与水发生了反应的实验现象是 ;观察到2号瓶内下方试纸先变红,上方试纸后变红,证明CO2的物理性质是 。
【答案】(1)温度越高,分子的运动速率越快
(2)
(3)探究溶剂种类对物质溶解性的影响
(4) 干燥的紫色石蕊试纸不变色,湿润的紫色石蕊试纸变红 密度比空气大
【详解】(1)该实验中,温度不同,其它因素相同,且温度越高,品红的扩散速率越快,故可以得到的结论是:温度越高,分子的运动速率越快;
(2)金属活动性:Mg>Al>Zn>Fe>Cu,金属活动性越强,反应速率越快,故与稀硫酸反应产生气泡最快的反应是镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,该反应的化学方程式为:;
(3)实验三中,溶剂种类不同,溶质种类相同,且碘能溶于酒精,难溶于水,故目的是:探究溶剂种类对物质溶解性的影响;
(4)二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊试纸变色,二氧化碳能使湿润的紫色石蕊试纸变红,说明二氧化碳和水发生了反应;
观察到2号瓶内下方试纸先变红,上方试纸后变红,说明二氧化碳的密度比空气大。
18.回答下列问题。
(1)过氧化氢溶液中溶质的化学式为: ;氯化钠溶液中的溶质微粒是: 。
(2)在一定温度下,向某溶液中加入足量溶质,振荡后加入的溶质质量并不减少,则该温度下,原溶液是 溶液:再将该混合物加热,未溶的溶质全部溶解,这说明 。
(3)实验室里有一瓶蒸馏水和一瓶氯化钾溶液,简单的鉴别方法是: 。
(4)浓溶液一定是饱和溶液,稀溶液一定是不饱和溶液,这种说法是否正确? ;(填“正确”“不正确”);正确的说法 。
(5)一定温度下,将一块不规则的硫酸铜晶体放入硫酸铜的饱和溶液中。一段时间后,不规则硫酸铜晶体变规则形状晶体。则:
①硫酸铜溶液的质量分数 (填“增大”“减少”“不变”):
②硫酸铜晶体的溶解过程是否停止: (填“停止”“没停止”“不确定”)。
【答案】(1) 钠离子、氯离子
(2) 饱和 溶质的溶解度随着温度的升高而增大
(3)分别取一滴于玻璃片上,蒸干,有固体痕迹留下的是氯化钾溶液,没有痕迹的是蒸馏水。
(4) 不正确 溶液的浓稀是溶液中所含溶质质量分数的大小,溶液是否饱和与溶液的浓稀没有必然的联系,浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液也不一定是不饱和溶液。
(5) 不变 没停止
【详解】(1)过氧化氢溶液中溶质是过氧化氢,化学式;氯化钠溶液中的溶质微粒是钠离子和氯离子。
(2)在一定温度下,向某溶液中加入足量溶质,振荡后加入的溶质质量并不减少,则该温度下,原溶液是饱和溶液;再将该混合物加热,未溶的溶质全部溶解,这说明溶质的溶解度随着温度的升高而增大。
(3)实验室里有一瓶蒸馏水和一瓶氯化钾溶液,简单的鉴别方法是:分别取一滴于玻璃片上,蒸干,有固体痕迹留下的是氯化钾溶液,没有痕迹的是蒸馏水。
(4)浓溶液一定是饱和溶液,稀溶液一定是不饱和溶液,这种说法不正确;溶液的浓稀是溶液中所含溶质质量分数的大小,溶液是否饱和与溶液的浓稀没有必然的联系,浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液也不一定是不饱和溶液是正确的说法。
(5)饱和溶液加入这种溶质的晶体后会处于动态平衡,即溶解的溶质和析出的溶质质量相等,所以晶体质量不变,但是形状会发生改变,变得更规则。所以硫酸铜溶液的质量分数不变;硫酸铜晶体的溶解过程是没停止的。
综合应用
19.某研究性学习小组探究物质溶解性的影响因素
实验一:取3支试管各加入5ml水,再分别加入1g:碘、KMnO4、植物油。另取3支试管各加入5ml汽油,再分别加入1g:碘、KMnO4、植物油。
(1)实验结论与解释:KMnO4易溶于水,但在汽油中几乎不溶,说明物质溶解性与 有关;碘和植物油在水中几乎不溶解,说明物质的溶解性与 有关。
实验二:①在两个100ml烧杯中各装50ml水,分别加入6gFeSO4晶体
实验组溶
解的快慢
大颗粒状的FeSO4晶体
慢
研细的FeSO4晶体
快
②向盛有50ml水的两个烧杯各加入6g相同的FeSO4晶体:
实验组
溶解的快慢
冷水
慢
热水
快
(2)实验二的①组实验中自变量是 ,因变量是 ,控制变量是 ,实验结论与解释: 、 两个因素对物质溶解速度的有影响。
(3)实验三:向上述盛有50ml冷水的烧杯中继续加入FeSO4粉末,发现有绿色晶体析出。再加入少量NaCl固体, (填:能或否)溶解,理由是 实验结论与解释:在一定质量的溶剂中,溶质的溶解量是 (填:有或无)限度的。
实验四:取A、B、C三支大试管各加入10ml水并加热煮沸,移开酒精灯,立即分别加入3.5gNaCl、NH4NO3、NaOH固体。
(4)观察到加入NaOH固体的试管现象: ,用温度计测另外两支试管,加入 固体的试管温度下降不大,另一支试管温度下降明显。
(5)实验结论与解释:物质的溶解伴随 的变化,有些变化不明显。
【答案】(1) 溶剂种类 溶质种类
(2) 溶质颗粒大小 溶解速度 溶质质量,溶剂质量,温度 溶质颗粒大小 温度
(3) 能 向硫酸亚铁溶液中继续加FeSO4,有绿色晶体析出,说明形成的是硫酸亚铁的饱和溶液。继续向该溶液中加入另一种溶质,并不影响溶剂对氯化钠的溶解。 有
(4) 水沸腾更剧烈 NaCl
(5)热量
【分析】本题考查知识点是物质溶解性及溶解时的能量变化相关内容,具体涵盖影响物质溶解性因素、影响物质溶解速率的因素、溶液的溶解限度以及溶解时的能量变化。
【详解】(1)高锰酸钾溶于水,几乎不溶于汽油,溶剂种类改变,物质溶解性改变。说明物质溶解性与溶剂种类有关。碘和植物油在水中几乎不溶解,在同一种溶剂中不同溶质溶解情况不同,说明物质溶解性和溶质种类有关。
(2)实验二①组实验中,变量是FeSO4晶体颗粒大小,所以自变量是溶质颗粒大小,因变量是FeSO4的溶解速度,控制变量是温度、溶剂的量、溶质质量。实验结论:颗粒小的FeSO4溶解快,说明溶质颗粒大小会影响溶解速度。
实验二②组实验中自变量是溶剂温度,因变量是FeSO4的溶解速度,控制变量是溶质颗粒大小、溶剂质量、溶质质量。实验结论与解释:热水中硫酸亚铁溶解更快,说明温度影响溶解速度。总之,溶质颗粒大小和温度两个因素对物质溶解速度有影响。
(3)向上述盛有50ml冷水的烧杯中继续加入FeSO4粉末,发现有绿色晶体析出,说明FeSO4溶液已饱和,加入另一种溶质氯化钠,硫酸亚铁是否饱和不影响另一种溶质的溶解,因此NaCl能溶解。由此得出验结论:在一定质量的溶剂中,溶质的溶解量是有限度的。
(4)已知NaCl溶解时温度变化不明显、NH4NO3溶解时吸热、NaOH溶解时放热,因此将等质量的三种固体溶解于沸腾的水中,加入NaCl固体的试管温度变化不大,加入NH4NO3固体的试管温度下降,加入NaOH固体的试管温度升高,观察到试管中的水沸腾的更剧烈。
(5)实验结论与解释:物质的溶解伴随热量的变化,有些变化不明显。
20.物质在溶解时速率会受到哪些因素的影响?以硫酸铜为例进行如下探究。
【提出假设】
(1)假设一:温度因素;温度越高,硫酸铜晶体溶解速率越快。
假设二:搅拌因素;搅拌能加快硫酸铜晶体溶解速率。
假设三:颗粒大小因素; 。
【进行实验】
(2)设计实验验证假设二。
实验操作
实验现象
实验结论
在2个大小相同的烧杯中,分别注入温度相同的100mL水,再同时向烧杯中各加入一药匙颗粒大小相同的硫酸铜晶体,用玻璃棒搅拌其中一个烧杯
在搅拌的情况下,硫酸铜晶体溶解得 (填“快”或“慢”)
假设二正确
【反思评价】
(3)在上述因素中,能改变物质溶解度的因素是 。
(4)用分子观点解释温度的影响 。
(5)在本实验中搅拌能加快晶体溶解速率的原因 。
(6)要使试管里的固体加速溶解,常采用的方法是 。
【答案】(1)颗粒越小,硫酸铜晶体溶解速率越快
(2)快
(3)温度
(4)温度升高,分子运动速率加快
(5)搅拌能加快分子运动速率
(6)振荡试管
【详解】(1)颗粒大小会影响物质溶解的速率,所以假设三是颗粒越小,硫酸铜晶体溶解速率越快;
(2)根据实验结论假设二正确,说明搅拌能加快硫酸铜晶体溶解速率,则在2个大小相同的烧杯中,分别注入温度相同的100mL水,再同时向烧杯中各加入一药匙颗粒大小相同的硫酸铜晶体,用玻璃棒搅拌其中一个烧杯,观察到在搅拌的情况下,硫酸铜晶体溶解得快,说明搅拌能加快硫酸铜晶体溶解速率,则假设二正确;
(3)溶解度只受温度的影响,所以在上述因素中,能改变物质溶解度的因素是温度;
(4)用分子观点解释温度的影响,是因为温度升高,分子运动速率加快,所以温度越高,硫酸铜晶体溶解速率越快;
(5)在本实验中搅拌能加快晶体溶解速率的原因是搅拌能加快分子运动速率;
(6)要使试管里的固体加速溶解,常采用的方法是振荡试管。
拓展培优
21.(2025·贵州黔南·一模)“溶解”是化学学科的核心概念之一。某化学兴趣小组的同学对固体物质的溶解开展研究性学习。
任务1:溶解过程的探究
小组同学先按图1所示进行实验。闭合开关后,观察到小灯泡不发光。再将10g氯化钠放入盛水的烧杯中,观察现象。(提示:部分物质溶于水后常以自由移动的离子存在)
(1)氯化钠溶解过程中可观察到小灯泡 (填“发光”或“不发光”),说明氯化钠溶液具有 性。
(2)小组同学将氯化钠换成氢氧化钠重复上述实验,除观察到灯泡发光外,还发现烧杯外壁有热量变化,原因是氢氧化钠溶于水会 (填“吸热”或“放热”)。
任务2:溶解性影响因素的探究
【初步探究】按图2所示进行实验。
(3)实验中振荡的目的是 。
(4)通过图2实验可得出结论:物质的溶解性与 有关。
【深入思考】同学们讨论后认为通过加热或增加溶剂的量也能使B中固体溶解,物质的溶解性可能与这两个因素有关。
【查阅资料】硫酸铜溶液能吸收红、黄光而使溶液呈现蓝色。当一束平行单色光照射硫酸铜溶液时,溶液浓度越大,对于红、黄光的吸收能力越强,透过溶液的光强度越小。
【实验探究】
①取试管a、b分别加入2g硫酸铜晶体和10mL饱和溶液。
②将试管a、b分别装入光强度采集装置(图3为装置原理图)。
③加热试管a并持续测量透过溶液光线的光强度,复制数据导入软件中绘制出“光强度—时间”曲线如图4所示。
④在试管b内加入3mL水并持续测量透过溶液光线的光强度,复制数据导入软件中绘制“光强度——时间”曲线如图5所示。
(5)由图3可知,温度越高,硫酸铜的溶解性越 (填“强”或“弱”)。
(6)图5中,一开始光强度数值增大的原因是 。
(7)依据图5,请写出硫酸铜的溶解性与溶剂水的质量的关系及判断依据: 。
【答案】(1) 发光 导电
(2)放热
(3)加快物质溶解
(4)溶剂的种类
(5)强
(6)加水使硫酸铜溶液的浓度变小
(7)硫酸铜的溶解性不受水质量的影响,因为加水后最终光强度和起始值相同
【详解】(1)溶液中含有自由移动的离子,能导电,氯化钠易溶于水,氯化钠溶解过程中可观察到小灯发光,说明氯化钠溶液具有导电性;
(2)氢氧化钠固体溶于水放热,所以烧杯外壁会有热量变化;
(3)实验中振荡的目的是使碘与水充分接触,加快物质溶解;
(4)图2实验中,固体碘加入水中振荡、静置,观察到碘不易溶于水,得到淡黄色溶液,再加入汽油后振荡、静置,发现试管上方形成紫红色溶液(碘溶于汽油形成的溶液),试管下方为接近无色的液体(水),说明碘在汽油中的溶解性比在水中的强,进一步说明物质的溶解性与溶剂的种类有关;
(5)已知当一束平行单色光照射硫酸铜溶液时,溶液浓度越大,对于红、黄光的吸收能力越强,透过溶液的光强度越小,由图4可知,温度越高,透过溶液光线的光强度越弱,说明溶液浓度越大,即硫酸铜的溶解性越强;
(6)已知当一束平行单色光照射硫酸铜溶液时,溶液浓度越大,对于红、黄光的吸收能力越强,透过溶液的光强度越小,图5中,加水使硫酸铜溶液的浓度变小,则对于红、黄光的吸收能力变弱,所以一开始光强度数值增强;
(7)由图5可知,加水后最终光强度和起始值相同,说明硫酸铜的溶解性不受水质量的影响,故硫酸铜的溶解性与溶剂水质量的关系及判断依据为:硫酸铜的溶解性不受水质量的影响,因为加水后最终光强度和起始值相同。
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