内容正文:
课题2 溶解度
题型01 饱和溶液与不饱和溶液的判断
题型02 饱和溶液与不饱和溶液的转化
题型03 溶液浓稀与溶液饱和的关系
题型04 结晶的应用——海水晒盐
题型05 对溶解度的理解
题型06 溶解度曲线的应用
题型07 气体溶解度的影响因素
题型01 饱和溶液与不饱和溶液的判断
1.探究氯化钠在一定量水中的溶解情况
实验内容
现象
分析与解释
固体逐渐消失
固体逐渐消失,说明氯化钠溶于水;10mL水能完全溶解2g氯化钠
固体有剩余
10mL水不能完全溶解4g氯化钠,即一定量水中不能无限度地溶解氯化钠
固体消失
增加溶剂水的质量,可以溶解更多的氯化钠
结论:室温下,氯化钠在一定量的水中溶解有限度;增加溶剂的质量可以增加溶质溶解的质量。
①搅拌的作用:可以加快NaCl的溶解,但不能增大NaCl的溶解量。
2.饱和溶液与不饱和溶液
(1)概念
(2)判断某溶液是否饱和的方法
3.探究硝酸钾在一定量水中的溶解情况及与温度的关系
实验内容
现象
分析与解释
固体逐渐消失
固体逐渐消失,说明硝酸钾溶于水;10mL水能完全溶解3g硝酸钾
固体有剩余
10mL水不能完全溶解6g硝酸钾,即一定量的水中不能无限度地溶解硝酸钾;且原溶液为不饱和溶液,现溶液为饱和溶液
固体消失
温度升高,硝酸钾的溶解能力增强;升温可使硝酸钾的饱和溶液变为不饱和溶液
固体消失
温度升高,硝酸钾的溶解能力增强
部分固体从溶液中析出
温度降低,硝酸钾的溶解能力减弱
结论:①一定温度下,硝酸钾在一定量的水中溶解有限度。
②温度对硝酸钾的溶解有影响;温度升高时,一定量的水中可以溶解更多的硝酸钾;温度降低时,一定量的水中溶解的硝酸钾会减少。
①一定温度下,一定量的水中,绝大多数溶质不能无限度地溶解。
②当温度不变时,溶质溶解的多少与溶剂的量有关。
③当溶剂的量不变时,溶质溶解的多少与温度有关。
【典例1】试管内盛有20℃的饱和硝酸钾溶液(温度越高,相同体积的水溶解的硝酸钾越多)中漂浮一小木块(部分浸入溶液中)。将试管插入烧杯内的冰水混合物中,一段时间后,下列有关说法错误是
A.试管内有固体析出 B.试管内溶液的质量变小
C.试管内溶液的变成不饱和溶液 D.小木块浸入溶液内的体积变大
【答案】C
【详解】A、将盛有20℃的饱和硝酸钾溶液的试管插入盛有冰水混合物的烧杯中,溶液温度降低,硝酸钾的溶解度减小,则试管内有硝酸钾晶体析出,故此选项正确。
B、试管内饱和硝酸钾溶液析出溶质后,溶液的质量减小,故此选项正确。
C、析出晶体后的母液仍为饱和溶液,故此选项不正确。
D、由于有晶体析出,溶液的密度减小,根据浮力公式,小木块浸入溶液内的体积变大,故此选项正确。
故选C。
【变式1-1】某实验小组在甲、乙、丙三个烧杯中各放入20 g硝酸钾晶体,再分别加入50 g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,下列说法不正确的是
A.甲烧杯中溶液是饱和溶液
B.乙烧杯中溶质的质量与溶液的质量比为
C.将乙烧杯中的溶液降温到℃时,溶液恰好达到饱和状态,则在℃时,100 g水最多溶解硝酸钾的质量为40 g
D.影响物质溶解性的因素有溶剂种类、温度等
【答案】B
【详解】A、由图可知,甲烧杯中有固体剩余,则甲烧杯中溶液是饱和溶液,故选项说法正确;
B、乙烧杯中溶质的质量与溶液的质量比为20g:(20g+50g)=2:7,故选项说法不正确;
C、将乙烧杯中的溶液降温到t1℃时,溶液恰好达到饱和状态,此时硝酸钾溶液中溶质质量与溶剂质量之比为2:5,如果在t1℃时,100g水最多溶解硝酸钾的质量为:,故选项说法正确;
D、对比甲、乙烧杯可知,温度不同,溶解度不同;对比甲、丙烧杯可知,溶剂不同,溶解度不同,则由以上实验可得出结论:影响物质溶解性的因素有溶剂种类、温度,故选项说法正确。
故选:B。
【变式1-2】已知氢氧化钙的溶解能力随温度的升高而减小。下列对下图所示实验的相关判断,正确的是
A.固体X可能是 B.只有①②中的石灰水为饱和溶液
C.试管中一定发生物理变化 D.锥形瓶中石灰水的溶质质量:①=③>②
【答案】D
【详解】A、若固体X是硝酸铵,硝酸铵溶于水后,溶液温度降低,氢氧化钙的溶解度随温度的降低而增大,此时②中石灰水不会变浑浊,A错误;
B、①②③中的石灰水都是饱和溶液,B错误;
C、有些化学反应放热,如与水反应,试管内也可能发生的是化学变化,C错误;
D、①③中石灰水的溶质质量相等,②中有部分溶质析出,所以锥形瓶中石灰水的溶质质量为①=③>②,D正确。
故选D。
【变式1-3】利用20℃时溶液(有少量未溶解的晶体)见图Ⅰ,进行下面实验:①加入固体后,实验结果见图Ⅱ;②加入NaOH固体后,实验结果见图Ⅲ.分析实验过程判断,以下说法错误的是
A.图Ⅰ、图Ⅱ中,硝酸钾溶液都是饱和溶液 B.图Ⅲ中,硝酸钾溶液一定是不饱和溶液
C.硝酸铵固体溶于水时,吸收热量 D.氢氧化钠固体溶于水时,放出热量
【答案】B
【详解】A、图Ⅰ、图Ⅱ中的硝酸钾溶液底部都有未溶解的硝酸钾,故硝酸钾溶液都是饱和溶液,选项正确;
B、图Ⅲ中试管底部没有固体,可能是硝酸钾的不饱和溶液,也可能是硝酸钾的饱和溶液,选项错误;
C、由图可知,加入硝酸铵后,溶液温度降低,则说明硝酸铵溶于水时吸收热量,选项正确;
D、由图可知,加入氢氧化钠后,溶液温度升高,则说明氢氧化钠溶于水时放热,选项正确;
故选B。
题型02 饱和溶液与不饱和溶液的转化
饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
(1)对饱和溶液与不饱和溶液的理解
①只有指明“在一定温度下”和“在一定量溶剂里”,溶液的“饱和”和“不饱和”才有确定的意义。因为当改变温度或溶剂的量时,饱和溶液与不饱和溶液之间可以相互转化。
②明确“饱和”和“不饱和”是针对“某种溶质”而言的。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以继续溶解其他物质,因此必须指明是哪种溶质的饱和溶液或不饱和溶液。如在一定条件下不能继续溶解氯化钠的溶液,可继续溶解蔗糖,此时的溶液是氯化钠的饱和溶液,但对蔗糖而言就是不饱和溶液。
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。
(2)饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
熟石灰[Ca(OH)2]在一定量水中的溶解能力随温度的升高而减小,因此升高温度可以将熟石灰的不饱和溶液转化为饱和溶液,降低温度可以将熟石灰的饱和溶液转化为不饱和溶液,即:
(3)判断溶液是否饱和的方法
①观察法:观察溶液底部有无不能继续溶解的溶质。若有,则是该溶质在该温度下的饱和溶液; 若无,则既可能是该溶质的饱和溶液,也可能是该溶质的不饱和溶液。
②实验法:取样,继续加入少量该溶质,充分混合,看溶质能否继续溶解。若不再溶解,则为该溶质在该温度下的饱和溶液;若继续溶解,则为该溶质在该温度下的不饱和溶液。
【典例2】下图所示的是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线。
时,15g甲加入50g水中,形成 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。将甲的饱和溶液转化为不饱和溶液的方法有 ;将接近饱和的丙溶液转化为饱和溶液的方法有 。
【答案】 饱和 升温(或增加溶剂) 升温(或增加溶质或蒸发溶剂)
【详解】从图上看,在℃时,甲的溶解度为25 g。也就是说,在℃时,100 g 水最多溶解25g甲。那么50g水最多溶解:,题目说:15g甲加入50g水中,因为12.5 g <15 g,所以不能完全溶解,形成饱和溶液。第一空:饱和;
甲的溶解度随温度升高而增加(曲线向上),所以方法有:①升高温度②增加溶剂(加水),所以第二空:升高温度、增加溶剂(或写“加水”);
将接近饱和的丙溶液转化为饱和溶液的方法:丙的溶解度曲线随温度升高而下降(曲线向下),所以方法有:①升高温度(溶解度减小,会析出晶体)②蒸发溶剂③增加溶质丙题目要求写三种方法,所以第三空:升高温度、蒸发溶剂、增加溶质。
【变式2-1】溶液在生活中有非常广泛的用途。下列关于溶液的说法正确的是
A.浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液
B.物质溶于水形成溶液后,都以离子的形式存在于溶液中
C.一定温度下,向饱和食盐水中加入蔗糖,蔗糖不会溶解
D.饱和溶液升温后一定变为不饱和溶液
【答案】A
【详解】A、溶液的浓稀与是否饱和无必然联系,浓溶液可能是不饱和溶液,稀溶液也可能饱和溶液,此选项正确;
B、如蔗糖溶于水以分子形式存在,并非都以离子形式存在,此选项错误;
C、饱和食盐水不能继续溶解氯化钠,但能溶解其他溶质如蔗糖,此选项错误;
D、对于溶解度随温度升高而降低的物质(如气体或氢氧化钙),饱和溶液升温后仍饱和或析出溶质,此选项错误。
故选:A。
【变式2-2】“手持技术”又称为掌上实验室,是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段,主要包括:数据采集器、传感器、计算机及配套软件组成。某实验小组想利用温度传感器,通过测量等质量的(10 g)、NaCl、溶解于水时溶液温度的变化,探求其变化的规律。
通过溶液相关知识和观察图像,下列说法错误的是
A.等质量的三种物质溶于水中NaOH使溶液温度升高
B.同种溶质的饱和溶液与不饱和溶液通过改变条件可以相互转化
C.加入使溶液温度降低的原因是,溶质中离子扩散放热
D.等质量的三种物质溶于水中NaCl溶液温度变化不大,但是略有降低
【答案】C
【详解】A、由图可知,等质量的三种物质溶于水中NaOH使溶液温度升高,A正确;
B、同种溶质的饱和溶液与不饱和溶液通过改变温度等方法可以相互转化,B正确;
C、加入NH4NO3使溶液温度降低的原因是:溶质中离子扩散放热小于水合吸热,C错误;
D、根据图,等质量的三种物质溶于水中NaCl溶液温度变化不大,但是略有降低,D正确,
故选C。
【变式2-3】向盛有等质量水的甲、乙、丙三个烧杯中分别加入15 g、30 g、30 g白糖,充分搅拌后静置,现象如下图所示。下列说法正确的是
A.可采用升温的方法使乙烧杯中剩余的固体溶解
B.甲、丙烧杯中的溶液一定属于不饱和溶液
C.向甲烧杯中继续加白糖一定可以继续溶解
D.乙、丙烧杯的溶液中溶质的质量相等
【答案】A
【详解】A、对比乙、丙烧杯,等量的水、等量的白糖,20℃时有固体剩余,30℃时固体全部溶解,说明升温可使乙烧杯中剩余的白糖固体溶解,A正确;
B、甲、丙烧杯中虽然都没有固体剩余,但甲、丙烧杯中的溶液不一定是不饱和溶液,可能恰好饱和,B错误;
C、若甲烧杯中溶液恰好饱和,则向甲烧杯中继续加白糖不能继续溶解,C错误;
D、乙、丙烧杯中加入的白糖质量相等,乙中白糖未全部溶解,故溶液中溶质质量的大小关系为,D错误。
故选A。
题型03 溶液浓稀与溶液饱和的关系
浓溶液、稀溶液与饱和溶液、不饱和溶液的关系
饱和溶液与不饱和溶液
浓溶液与稀溶液
区别
含义不同
溶液是否饱和表示一定温度下溶质在一定量溶剂里的含量是否达到最大限度
溶液的浓稀表示溶质在一定量的溶液里含量的相对多少
温度影响
受温度影响,必须指明温度
与温度无关
关系
①溶液是否饱和与溶液的浓稀没有必然的联系
②饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液;浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液
③相同温度下,同种溶剂中同种溶质的饱和溶液比其不饱和溶液的浓度大
【典例3】下列有关饱和溶液和不饱和溶液的说法中,正确的是
A.不饱和溶液转化为饱和溶液,其浓度一定增大
B.饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液
C.饱和溶液中析出晶体后,一定变为不饱和溶液
D.在一定温度下,对于同一溶质的溶液而言,饱和溶液一定比不饱和溶液浓
【答案】D
【详解】A、不饱和溶液转化为饱和溶液的方法有:加溶质、蒸发溶剂或改变温度。若采用加溶质或蒸发溶剂的方法使不饱和溶液变饱和溶液,则其浓度增大;但若通过改变温度的方式,刚好使不饱和溶液变成饱和溶液,则浓度不变,A 错误。
B、饱和溶液与浓溶液、稀溶液无必然联系(如氢氧化钙的饱和溶液是稀溶液,蔗糖的不饱和溶液可能是浓溶液),B 错误。
C、饱和溶液中析出晶体后,剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液,C 错误。
D、在一定温度下,同一溶质的饱和溶液是溶解溶质的最大限度,因此一定比不饱和溶液浓,D 正确。
故选D。
【变式3-1】人类的日常生活和工农业生产离不开溶液的应用。下列有关溶液的说法,正确的是
A.任何均一、稳定的液体都是溶液 B.固体溶于水时出现吸热现象
C.饱和溶液一定是浓溶液 D.科研中用各种溶液进行科学实验
【答案】D
【详解】A、溶液是均一稳定的混合物,但均一、稳定的液体不一定是溶液。如蒸馏水均一稳定,但不是溶液;故说法错误,不符合题意。
B、NaOH固体溶于水放出热量,不是吸热;故说法错误,不符合题意。
C、饱和溶液浓度取决于溶解度大小,如饱和溶液较稀;故说法错误,不符合题意。
D、科研实验中常用溶液进行实验。说法正确,符合题意。
故选D。
【变式3-2】下列有关水和溶液的说法正确的是
A.饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液
B.电解水生成物是氢气和氧气,说明水是由氢气和氧气组成的
C.物质溶于水形成溶液时,溶质以分子或离子形式存在
D.均一、稳定的无色液体一定是溶液
【答案】C
【详解】A、浓溶液不一定是饱和溶液,也可能是不饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液,可能是饱和溶液,如氢氧化钙的饱和溶液为稀溶液,故选项说法不正确;
B、水通电分解生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,可得出水是由氢元素和氧元素组成,故选项说法不正确;
C、物质溶于水形成溶液时,溶质以分子或离子形式存在,故选项说法正确;
D、均一、稳定的无色液体不一定是溶液,如水是均一、稳定的无色液体,属于纯净物,不是溶液,故选项说法不正确。
故选:C。
【变式3-3】下列关于溶液的说法正确的是
A.溶液一定是无色透明的
B.饱和溶液一定是不能溶解任何物质的溶液
C.不饱和溶液一定是稀溶液
D.物质溶解的过程通常伴随着能量的变化
【答案】D
【详解】A、溶液不一定是无色的,如硫酸铜溶液是蓝色的,不符合题意;
B、某种物质的饱和溶液不能继续溶解该物质,但是还能溶解其他物质,不符合题意;
C、溶液是否饱和与溶液的浓稀没有必然联系,不饱和溶液不一定是稀溶液,如高温下硝酸钾的不饱和溶液可能是浓溶液,不符合题意;
D、物质溶解的过程通常伴随着能量的变化,如氢氧化钠溶于水放出热量,符合题意。
故选D。
题型04 结晶的应用——海水晒盐
结晶
(1)概念
由于某种条件改变,溶解在溶液中的溶质从溶液中以晶体的形式析出,这一过程叫做结晶。
(2)结晶的条件
①溶液达到饱和状态;②温度改变或溶剂减少。
(3)结晶方法
结晶方法
原理
应用举例
冷却热饱和溶液法
(降温结晶法)
将溶液制成较高温度下的饱和溶液,再降温冷却,析出晶体,过滤、洗涤、干燥,得到晶体
从硝酸钾饱和溶液中得到硝酸钾晶体
蒸发溶剂法
(蒸发结晶法)
将溶液加热蒸发,使其达到饱和后,继续蒸发溶剂,溶质会以晶体形式析出
海水晒盐
无论是哪种结晶方法,都是先形成饱和溶液,在维持溶液饱和的状态下,通过适当方法将溶质以晶体的形式析出,结晶后的溶液成为新条件下的饱和溶液、即:
(4)结晶的应用——海水晒盐
①原理:利用风吹和日晒使水分蒸发,食盐从海水中结晶析出。
②主要过程如下:
【典例4】下图是利用海水提取粗盐的过程,下列分析正确的是
A.根据海水晒盐的过程,上图中的①是吸附池
B.海水进入贮水池,海水的成分中氯化钠的质量增加
C.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
D.所得的粗盐中可能还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质
【答案】D
【详解】A、氯化钠的溶解度受温度影响不大,故海水晒盐是采用蒸发结晶的方法,故上图中的①是蒸发池,说法错误,不符合题意;
B、海水进入贮水池,海水的成分基本不变,说法错误,不符合题意;
C、析出晶体后的母液不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液,说法错误,不符合题意;
D、所得的粗盐中可能还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质,说法正确,符合题意。
故选:D。
【变式4-1】除了淡水资源以外,面向太平洋的上海也有丰富的海水资源。自唐末时期起,在本地的新场镇就有了利用海水制取粗盐的记载、通过初步的围海晒田,可以获得卤水进行进一步操作。卤水中含有大量氯化钠,以及少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质和泥沙、通过卤水提炼粗盐的具体操作步骤如下图所示。
(1)滤卤这一操作可以去除卤水中的 ,最终获得的粗盐属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。要使精盐的饱和溶液变为不饱和溶液,除加水外,还可以采取的一种方法是 。
(2)结合工业生产的成本和生活实际的经验,在进行滤卤和煎盐两步操作前需要先进行晒卤的原因为_______。
A.浓缩卤水以减少后续操作时长 B.去除原本卤水中的可溶性杂质
C.利用常温蒸发节省燃料的消耗 D.大幅提升卤水中氯化钠的质量
【答案】(1) 泥沙 混合物 升高温度
(2)AC
【详解】(1)滤卤这一操作是通过过滤实现的,过滤可以去除卤水中的泥沙等不溶性杂质;
最终获得的粗盐中除了氯化钠,还含有少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质,所以粗盐属于混合物;
精盐的主要成分是氯化钠,氯化钠的溶解度随温度的升高而增加,故要使精盐的饱和溶液变为不饱和溶液,除加水外,还可以采取的一种方法是:升高温度;
(2)A、晒卤是利用阳光和风等自然条件使水分蒸发,卤水浓度升高,这样在后续滤卤和煎盐时,可以减少操作时长,正确;
B、晒卤过程只是水分蒸发,不能去除原本卤水中的可溶性杂质,去除可溶性杂质需要在后续加入相应试剂进行化学反应,错误;
C、晒卤利用常温下自然蒸发,相比于加热蒸发,不需要消耗额外的燃料,从而节省燃料的消耗,正确;
D、晒卤过程只是水分减少,卤水中氯化钠的质量不变,只是其质量分数增大,错误。
故选AC。
【变式4-2】除了淡水资源以外,面向太平洋的上海也有丰富的海水资源。自唐宋时期起,在本地的新场镇就有了利用海水制取粗盐的记载。通过初步的围海晒田,可以获卤水进行进一步操作。卤水中含有大量氯化钠,以及少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质和泥沙,通过卤水提炼
粗盐的具体操作步骤如下图所示。
(1)滤卤这一操作可以去除卤水中的 ,最终获得的粗盐属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)结合工业生产的成本和生活实际的经验,在进行滤卤和煎盐两步操作前需要先进行晒卤的原因为___________。
A.浓缩卤水以减少后续操作时长 B.去除原本卤水中的可溶性杂质
C.利用常温蒸发节省燃料的消耗 D.大幅提升卤水中氯化钠的质量
【答案】(1) 泥沙等不溶性杂质 混合物
(2)AC
【详解】(1)滤卤这一操作是通过过滤实现的,过滤可以去除卤水中的泥沙等不溶性杂质;最终获得的粗盐中除了氯化钠,还含有少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质,所以粗盐属于混合物;
(2)A、晒卤是利用阳光和风等自然条件使水分蒸发,卤水浓度升高,这样在后续滤卤和煎盐时,由于水分减少,可以浓缩卤水以减少后续操作时长,正确;
B、晒卤过程只是水分蒸发,不能去除原本卤水中的可溶性杂质,去除可溶性杂质需要在后续加入相应试剂进行化学反应,错误;
C、晒卤利用常温下自然蒸发,相比于加热蒸发,不需要消耗额外的燃料,从而节省燃料的消耗,正确;
D、晒卤过程只是水分减少,卤水中氯化钠的质量不变,只是其质量分数增大,错误。
故选AC。
【变式4-3】浩瀚的海洋中不仅繁衍着无数水生生物,还蕴藏着丰富的化学资源。海水中已被发现的化学元素有80多种,请回答下列问题:
(1)如图是利用海水提取粗盐的过程。
图中A池是 (填“吸附”或“结晶”)池,母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)工业上常使用通电分解氯化钠的方法生产金属钠和氯气(Cl2),写出该反应的化学方程式 ;反应过程中钠离子 (填“得到”或“失去”)电子,变为钠原子;反应过程中的能量转化为:电能→ 能。
【答案】(1) 结晶 饱和
(2) (合理给分) 得到 化学
【详解】(1)海水经过蒸发使溶液逐渐达到饱和,随后在结晶池析出大量粗盐,剩余溶液即为饱和的母液。
(2)氯化钠通电分解生成金属钠和氯气(Cl2),该反应的化学方程式为;熔融氯化钠通电分解时,Na⁺在阴极得到电子变为金属钠;该反应将输入的电能转化为产物所含的化学能。
题型05 对溶解度的理解
1.固体溶解度
(1)定义
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。(如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度)
(2)概念中的四要素
(3)溶解度的含义(以20℃时,NaCl的溶解度是36g为例)
含义
实例
该温度下,该物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量
20 ℃时,NaCl在100g水中达到饱和状态时所溶解的质量为36g(或20℃时,100g水中最多能溶解36g氯化钠)
该温度下,该物质的饱和溶液中,溶质、溶剂、饱和溶液的质量比 == 溶解度:100 g:(100g+溶解度)
20℃时,NaCl饱和溶液中,NaCl、水、NaCl饱和溶液三者的质量比为36:100:136
(4)影响固体溶解度的因素
①内因:溶质、溶剂本身的性质(或溶质和溶剂的种类)。
示例
如20℃时,氯化钠的溶解度是36g,而硝酸钾的溶解度是31.6g,它们溶解度不同的原因是氯化钠和硝酸钾两种溶质本身的性质不同。
②外因;温度。温度改变,固体的溶解度会随之改变。固体的溶解度与溶剂量的多少没有关系。
2.固体的溶解度与溶解性的关系
(1)区别:溶解性表示一种物质在另一种物质中溶解能力的大小,是一种物理性质; 溶解度是溶解性的定量表示方法,表示在一定温度下,某固态物质在 100 g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。
(2)联系:20 ℃时物质溶解度的大小与溶解性的关系如表所示:
溶解度/g(20 ℃)
>10
1~10
0.01~1
<0.01
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶
举例
KNO3、NaCl
KClO3
Ca(OH)2
AgCl、CaCO3
①溶解性是根据20 ℃时物质溶解度的大小进行划分的。
②绝对不溶于水的物质是不存在的,习惯上把难溶物质称作“不溶”物质。
③固体物质的溶解度与溶解性的关系可以按“三点四区间”用以下数轴表示。三点是指0.01g、1g、10g,四区间是指难溶、微溶、可溶、易溶。
3.固体的溶解度的表示方法
(1)列表法
用实验的方法可以测出物质在不同温度时的溶解度,将物质在不同温度时的溶解度用表格的形式呈现出来的方法称为列表法。如用实验的方法测得NaCl、KCl、NH4Cl、KNO3在不同温度时的溶解度如表所示:
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
溶解度/g
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
37.8
38.4
39.0
39.8
KCl
27.6
31.0
34.0
37.0
40.0
42.6
45.5
48.3
51.1
54.0
56.7
NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.2
60.2
65.6
71.3
77.3
KNO3
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110
138
169
202
246
(2)作图法
①溶解度曲线的绘制
用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,根据实验测得的某物质在不同温度时的溶解度数据,在坐标纸上描点并用平滑的曲线连接起来(或利用计算机软件),即可绘制出物质的溶解度随温度变化的曲线——溶解度曲线,如图1和图2所示:
②溶解度曲线变化规律的类型
③溶解度曲线的意义
④溶解度曲线的应用
【典例5】时,硝酸钾的溶解度是。下列有关说法错误的是
A.时,水中最多能溶解硝酸钾
B.时,硝酸钾的饱和溶液中含溶质硝酸钾的质量为
C.硝酸钾的溶解度为110
D.时,水中恰好溶解硝酸钾固体达到饱和状态
【答案】C
【详解】A、正确,符合溶解度的定义(60°C时,100g水中最多溶解110g硝酸钾,饱和溶液总质量为210g时含溶质110g)。
B、正确,符合溶解度的定义(60°C时,100g水中最多溶解110g硝酸钾,饱和溶液总质量为210g时含溶质110g)。
C、错误,溶解度是温度的函数,必须指明温度才有意义,且溶解度的单位为g,选项C既未指定温度,也未注明单位,因此错误。
D、正确,符合溶解度的定义(60°C时,100g水中最多溶解110g硝酸钾,饱和溶液总质量为210g时含溶质110g)。
故选C。
【变式5-1】下列关于溶解度的说法,正确的是
A.在温度不变时,溶剂的量越多,溶质的溶解度越大
B.搅拌可以使固体物质的溶解度增大
C.固体的溶解度随温度的升高而增大
D.20℃时,50 g水中最多能溶解18 g氯化钠,则20℃时氯化钠的溶解度为36 g
【答案】D
【详解】A、固体物质的溶解度与溶剂质量多少无关,A错误;
B、搅拌只能加快固体物质的溶解速率,不能改变其溶解度,B错误;
C、有的固体溶解度是随温度升高而减小的,如,C错误;
D、20℃时,50 g水中最多能溶解18 g氯化钠,则20℃时,100 g水中最多能溶解36g氯化钠,故20℃时氯化钠的溶解度为36 g。
故选D。
【变式5-2】已知20℃时硝酸钾的溶解度为31.6 g。下列关于对它的理解正确的是
A.20℃,100 g水中最多能溶解31.6 g硝酸钾固体
B.20℃时,100 g饱和硝酸钾溶液中含有31.6 g硝酸钾固体
C.100 g水中溶解了31.6 g硝酸钾固体达到饱和
D.20℃时,31.6 g硝酸钾固体溶于水形成饱和溶液
【答案】A
【详解】A、溶解度的定义是在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。已知20℃时硝酸钾的溶解度为31.6g,所以20℃,100g水中最多能溶解31.6g硝酸钾固体,正确。
B、20℃时硝酸钾的溶解度为31.6g,是指20℃时100g水中最多溶解31.6g硝酸钾达到饱和,此时饱和溶液质量为100g+31.6g=131.6g,即20℃时,131.6g饱和硝酸钾溶液中含有31.6g硝酸钾固体,而不是100g饱和硝酸钾溶液中含有31.6g硝酸钾固体,错误。
C、没有指明温度,只有在20℃时,100g水中溶解31.6g硝酸钾固体才达到饱和,错误。
D、没有指明溶剂的量,20℃时,31.6g硝酸钾固体溶于100g水才形成饱和溶液,错误。
故选A。
【变式5-3】宋代《开宝本草》中记载了的制取过程,“所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”。根据所给信息,回答下列问题。
(1)“扫取以水淋汁”:在60℃时,100 g水最多能溶解 g。
(2)“乃煎炼而成”:此操作对应的结晶方法是 。
(3)从数据中可知,KCl和两种物质中,溶解度受温度影响较大的是 。
KCl和在不同温度时的溶解度
温度/℃
0
20
40
60
溶解度/g
KCl
27.6
34.0
40.0
45.5
13.3
31.6
63.9
110
【答案】(1)110
(2)蒸发结晶
(3)KNO3/硝酸钾
【详解】(1)由表格数据可知,60℃时,KNO3的溶解度为110g,即100g水中最多能溶解KNO3的质量为110g。
(2)“乃煎炼而成” 是通过加热蒸发溶液中的溶剂,使溶质结晶析出,对应的结晶方法是蒸发结晶。
(3)对比表格中KCl和KNO3的溶解度数据:0℃到60℃时,KCl溶解度从27.6g增至45.5g,增幅较小;KNO3溶解度从 13.3g增至110g,增幅较大,因此溶解度受温度影响较大的是KNO3。
题型06 溶解度曲线的应用
(1)溶解度曲线中点的应用
溶解度曲线图
分析
举例
①可以查出某物质在某温度下的溶解度。
甲物质在t2℃时的溶解度为50 g。
②已知某种物质的溶解度可查出相应的温度。
乙物质的溶解度为40 g 时,对应的温度为t2℃。
③可以查出两物质溶解度相同时的温度。
甲、乙两物质溶解度相同时的温度为t1℃
④可以比较同一温度下不同物质的溶解度大小。
t2℃时甲的溶解度大于乙的溶解度
⑤可以判断某温度下,一定质量的某物质与一定质量的水充分混合后,形成的是饱和溶液还是不饱和溶液,以及所得溶液的质量。
t2℃时,把30 g甲放入50 g水中,所得溶液是饱和溶液,所得溶液的质量为75g。
⑥可以判断物质的溶解性。
假设t1为20 ℃,则甲、乙两物质均为易溶物质。
⑦可以确定某温度下某物质饱和溶液的溶质质量分数
t2℃时甲物质饱和溶液的溶质质量分数为
(2)溶解度曲线中线的应用
溶解度曲线图
分析
举例
①可以确定溶质结晶的方法。
曲线为陡升型(如甲),一般用冷却热饱和溶液(降温结晶)法使溶质结晶;曲线为缓升型(如乙),一般用蒸发溶剂(蒸发结晶)法使溶质结晶。
②可以确定分离(或提纯)固体混合物的方法。
甲中含有少量的乙,可用冷却热饱和溶液(降温结晶)法提纯甲,即将混合物配成热的饱和溶液,再冷却结晶,过滤即得较纯净的固体甲;如乙中含有少量的甲,可用蒸发结晶(蒸发溶剂)法提纯乙,即将混合物加水溶解,再加热蒸发,趁热过滤即得较纯净的固体乙。
③可以确定某物质的饱和溶液与不饱和溶液的转化方法。
将t2℃时甲的饱和溶液变成不饱和溶液的方法有加水、升温;将t1℃时丙的不饱和溶液变成饱和溶液的方法有加丙物质、蒸发溶剂、升温。
④可以比较相同温度下等质量的两种饱和溶液降温后析出晶体的质量大小。
将t2℃时等质量的甲、乙饱和溶液降温到t1℃,析出晶体的质量∶甲>乙。
⑤可以比较几种物质的饱和溶液升温或降温后溶质质量分数的大小。
将t2℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到t0℃时,溶质质量分数∶乙>甲>丙; 将t0℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液升温到t2℃时,溶质质量分数:乙>甲>丙。
【典例6】如图所示为a、b两种物质的溶解度曲线,下列根据图示中M点和P点,可以得到的正确信息是
A.60℃时,a、b两物质饱和溶液的质量分数都为40%
B.80℃时,100 g水中溶解25 g的a物质,溶液不饱和
C.80℃时,将a、b两物质的饱和溶液降温到20℃时,只有a物质析出
D.向M点的任意量a溶液中,加入(60-25) g溶质,溶液一定达到饱和
【答案】B
【详解】 A、时,溶解度均为,饱和溶液质量分数为 ,并非,错误。
B、时,a的溶解度为(水最多溶解a)。此时溶解a,远小于,溶液不饱和,正确。
C、的溶解度均随温度降低而减小,因此的饱和溶液降温到时,两者都会析出晶体,并非只有a,错误。
D、M点是时a的不饱和溶液,但题目中 “任意量a溶液” 未明确溶剂质量,若溶剂不是,加入溶质后不一定达到饱和,错误。
故填:B。
【变式6-1】如图所示的是三种物质的溶解度曲线。
(1)时,将两种物质配制成等质量的饱和溶液,所需溶质质量的大小关系为 。
(2)时,将等质量的三种物质分别配成饱和溶液,所需水的质量大小关系为 。
(3)时,若在水中,分别加入三种物质,配制成各自的饱和溶液,所需三种物质的质量大小关系为 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)溶解度定义:溶解度表示在100g水中最多溶解的溶质质量(g)。等质量的饱和溶液,溶质质量与溶解度关系为:,若溶液质量相等,溶解度大的溶质质量多。在时,从图上看:C的溶解度大于A的溶解度,即。所以等质量饱和溶液所需溶质质量C>A。答案:C>A。
(2)溶解度越大→饱和溶液中溶质比例越大→水的比例越小。设溶液质量为,水质量为,则,所以溶解度越大,所需水质量越小。在时,溶解度:。所以所需水质量:。答案:C > B > A
(3)溶解度是每100g水所需溶质克数。80g水所需溶质质量=。所以所需溶质质量大小顺序与溶解度大小顺序一致。在时,从图上看:。所以所需溶质质量:。答案:B > A = C
【变式6-2】如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,请根据图示填空:
(1)℃时,甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系是 。
(2)℃时,乙物质的饱和溶液中溶质、溶剂的质量之比为 (填最简整数比)。
(3)欲配制相同质量分数的乙、丙饱和溶液。应保持温度在 ℃。
(4)将℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液,分别降温至℃,所得溶液中溶质质量分数的大小关系是 。
(5)℃,将40 g乙物质投入50 g水中充分溶解,所得溶液的质量为 g。欲使剩余乙物质完全溶解至少还需加水的质量为 g。
(6)当甲中含有少量的乙和丙时,可采用 的方法提纯甲物质。
(7)如图2,往试管中滴加适量水,试管中物质溶解时会出现 (填“吸热”或“放热”)现象,溶解完全后,发现烧杯中的饱和溶液变浑浊。请判断该饱和溶液中的溶质一定不是甲、乙、丙三种物质中的 ,原因是 。
【答案】(1)丙=乙>甲
(2)1:2
(3)
(4)乙>丙>甲
(5) 75 30
(6)降温结晶
(7) 吸热 丙
硝酸铵溶解吸热,使溶液温度降低,甲、乙物质的溶解度随温度降低而减小,丙物质的溶解度随温度降低而增大,不会析出晶体导致溶液浑浊
【详解】(1)通过分析溶解度曲线可知,时,甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系是:丙=乙>甲;
(2)时,乙物质的溶解度是50g,即100g水中最多溶解50g的乙物质,所以饱和溶液中溶质、溶剂的质量之比为50g:100g=1:2;
(3)时,乙、丙物质的溶解度相等,在饱和溶液中,,所以欲配制相同质量分数的乙、丙饱和溶液,应保持温度在;
(4)将时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到时,甲、乙的溶解度减小,丙的溶解度随温度的降低而增大,甲、乙有晶体析出,质量分数变小,溶液仍为饱和溶液,丙没有晶体析出,质量分数不变,与时饱和溶液的溶质质量分数相等,比较最终各溶液的溶质质量分数,即比较时乙的溶解度、时丙的溶解度、时甲的溶解度,一定温度下,饱和溶液的,溶解度越大,质量分数越大,由图可知,时乙的溶解度大于时丙的溶解度,大于时甲的溶解度,所以时三种物质的溶质质量分数由大到小的顺序是:乙>丙>甲;
(5),乙物质的溶解度是50g,即100g水中最多溶解50g的乙物质,则50g水中做多溶解25g乙物质,所以将40g乙物质投入50g水中充分溶解,溶质的质量为25g,故所得溶液的质量为50g+25g=75g;欲使剩余乙物质完全溶解,设至少还需加水的质量为;
(6)甲物质的溶解度受温度变化影响较大,所以当甲中含有少量的乙和丙时,可采用降温结晶的方法提纯甲物质;
(7)硝酸铵溶于水吸热;试管中的物质溶解完全后,发现烧杯中的饱和溶液变浑浊,说明烧杯中物质的溶解度随温度降低而减小,由于硝酸铵溶解吸热,使溶液温度降低,甲、乙物质的溶解度随温度降低而减小,丙物质的溶解度随温度降低而增大,不会析出晶体导致溶液浑浊,故溶质一定不是丙。
【变式6-3】下图1为KNO3和NH4Cl的溶解度曲线。
(1)图1中t4℃时硝酸钾的溶解度为 。
(2)图1中t2℃所表示的含义是 。
(3)R是硝酸钾、氯化铵中的一种物质,为确定该物质,同学们进行图2实验,经过一系列操作后,可以确定R物质是 (选填“KNO3”或“NH4Cl”)。③烧杯底部固体质量为 g。
(4)硝酸钾固体中混有少量氯化铵,除去硝酸钾中混有少量氯化铵,完成以下操作。加入足量水溶解——蒸发浓缩-—— ——过滤——洗涤——烘干。
【答案】(1)80g
(2)℃时硝酸钾、氯化铵的溶解度相等
(3) 20
(4)冷却热饱和溶液
【详解】(1)由图1可知,℃时硝酸钾的溶解度为80g;
(2)由图1可知,℃所表示的含义是:℃时硝酸钾、氯化铵的溶解度相等;
(3)由图2可知,烧杯②中的溶液为时50gR完全溶解在100g水中形成的溶液,即时R的溶解度大于或等于50g,由图1可知,时硝酸钾、氯化铵的溶解度分别是50g、<50g,由此可确定R物质为;
由图1可知,时硝酸钾的溶解度为30g,即时100g水中最多能溶解30g硝酸钾,则③烧杯底部固体质量为;
(4)由图1可知,硝酸钾、氯化铵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,氯化铵的溶解度受温度影响较小,则除去硝酸钾中混有少量氯化铵的方法是:加入足量水溶解—蒸发浓缩—冷却热饱和溶液—过滤—洗涤—烘干。
题型07 气体溶解度的影响因素
(1)定义
气体的溶解度是指该气体的压强为101 kPa和一定温度时,在1体积水里溶解达到饱和状态时的气体体积。
①标准状况通常指温度为0℃、压强为101 kPa,因为气体的体积受温度和压强的影响较大,所以非标准状况时的气体体积要换算成标准状况时的体积。
(2)影响气体的溶解度的因素
【典例7】生活中的下列现象不能说明气体溶解度随温度升高而减小的是
A.烧开水时,沸腾前有气泡逸出 B.喝下汽水感到有气体冲出鼻腔
C.揭开啤酒瓶盖,有大量的泡沫溢出 D.夏季黄昏,池塘里的鱼常浮出水面
【答案】C
【详解】A、烧开水时温度升高,气体溶解度减小,气泡逸出,不符合题意;
B、喝下汽水后体温使温度升高,气体溶解度减小,气体冲出,不符合题意
C、揭开啤酒瓶盖是压强减小导致气体溶解度减小,泡沫溢出,与温度无关,符合题意;
D、夏季黄昏水温升高,气体溶解度减小,鱼浮出水面,不符合题意。
故选:C。
【变式7-1】“可乐”饮料中含有大量二氧化碳,当打开瓶盖时,有大量的二氧化碳逸出,喝完之后会“打嗝”,将不再冒出气泡的“可乐”瓶(敞口)置于温水中,瓶内出现较多气泡。关于上述情况,下列说法中不正确的是
A.当打开瓶盖时,有大量的二氧化碳逸出是因为瓶内压强减少导致溶解度减小
B.打开后,溶液中的二氧化碳含量减少
C.冰过的可乐比没冰过的可乐口感更好,说明气体的溶解度随着温度的降低而减小
D.喝完“打嗝”是因为二氧化碳气体的溶解度随温度升高而减小
【答案】C
【详解】A、打开瓶盖时,瓶内压强降低至常压,二氧化碳的溶解度随压强降低而减小,导致逸出,该选项说法正确,不符合题意;
B、打开瓶盖后,部分二氧化碳逸出,溶液中溶解的二氧化碳含量减少,该选项说法正确,不符合题意;
C、冰镇可乐口感更好,是因为温度降低时气体溶解度增大(而非减小),二氧化碳更易溶于水,该选项说法不正确,符合题意;
D、打嗝是因体内温度高,二氧化碳溶解度随温度升高而减小,气体从体内释放,该选项说法正确,不符合题意;
故选C。
【变式7-2】(多选)打开汽水瓶盖时,你会发现气泡从液体底部冒出,喝了汽水后又常常会打嗝,这说明气体的溶解性与压强和温度有关。下列关于气体溶解性的说法正确的是
A.压强增大,气体的溶解度增大
B.温度升高,气体的溶解度增大
C.压强减小,气体的溶解度减小
D.温度升高,气体的溶解度减小
【答案】ACD
【详解】A、打开汽水瓶盖时,气泡从液体底部冒出,是因为压强减小,气体的溶解度减小,导致二氧化碳气体逸出形成气泡,说明气体溶解度与压强成正比,则压强增大,气体的溶解度增大,说法正确,符合题意;
B、喝了汽水后又常常会打嗝,是因为胃内温度较高,温度升高,气体的溶解度减小,二氧化碳气体逸出引起打嗝,说法错误,不符合题意;
C、打开汽水瓶盖时,气泡从液体底部冒出,是因为压强减小,气体的溶解度减小,导致二氧化碳气体逸出形成气泡,说法正确,符合题意;
D、喝了汽水后又常常会打嗝,是因为胃内温度较高,温度升高,气体的溶解度减小,二氧化碳气体逸出引起打嗝,说法正确,符合题意。
故选:ACD。
【变式7-3】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温度升高而 ;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 的方法增大的溶解度。
【答案】 减小 打开瓶盖后瓶内压强减小,在水中的溶解度变小 增大压强或降低温度 加压
【详解】加热时气泡出现→温度升高,气体溶解度下降,原来溶解在水中的空气(主要为氮气、氧气等)逸出。
打开瓶盖时气泡逸出→瓶内压强减小,溶解度降低,因此从溶液中释放。
增大溶解度的方法→亨利定律:气体溶解度随压强增大而增大,随温度降低而增大。
工业上制汽水、啤酒→常温下无法通过降温实现(因为要保持液体不结冰),所以常用加压的方法使更多溶解。
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课题2 溶解度
题型01 饱和溶液与不饱和溶液的判断
题型02 饱和溶液与不饱和溶液的转化
题型03 溶液浓稀与溶液饱和的关系
题型04 结晶的应用——海水晒盐
题型05 对溶解度的理解
题型06 溶解度曲线的应用
题型07 气体溶解度的影响因素
题型01 饱和溶液与不饱和溶液的判断
1.探究氯化钠在一定量水中的溶解情况
实验内容
现象
分析与解释
固体逐渐消失
固体逐渐消失,说明氯化钠溶于水;10mL水能完全溶解2g氯化钠
固体有剩余
10mL水不能完全溶解4g氯化钠,即一定量水中不能无限度地溶解氯化钠
固体消失
增加溶剂水的质量,可以溶解更多的氯化钠
结论:室温下,氯化钠在一定量的水中溶解有 ;增加 可以增加溶质溶解的质量。
①搅拌的作用: 。
2.饱和溶液与不饱和溶液
(1)概念
(2)判断某溶液是否饱和的方法
3.探究硝酸钾在一定量水中的溶解情况及与温度的关系
实验内容
现象
分析与解释
固体逐渐消失
固体逐渐消失,说明硝酸钾溶于水;10mL水能完全溶解3g硝酸钾
固体有剩余
10mL水不能完全溶解6g硝酸钾,即一定量的水中不能无限度地溶解硝酸钾;且原溶液为不饱和溶液,现溶液为饱和溶液
固体消失
温度升高,硝酸钾的溶解能力增强;升温可使硝酸钾的饱和溶液变为不饱和溶液
固体消失
温度升高,硝酸钾的溶解能力增强
部分固体从溶液中析出
温度降低,硝酸钾的溶解能力减弱
结论:①一定温度下,硝酸钾在一定量的水中溶解有 。
②温度对硝酸钾的溶解有影响;温度升高时,一定量的水中可以溶解更多的硝酸钾;温度降低时,一定量的水中溶解的硝酸钾会减少。
①一定温度下,一定量的水中,绝大多数溶质 无限度地溶解。
②当温度不变时,溶质溶解的多少与 有关。
③当溶剂的量不变时,溶质溶解的多少与 有关。
【典例1】试管内盛有20℃的饱和硝酸钾溶液(温度越高,相同体积的水溶解的硝酸钾越多)中漂浮一小木块(部分浸入溶液中)。将试管插入烧杯内的冰水混合物中,一段时间后,下列有关说法错误是
A.试管内有固体析出 B.试管内溶液的质量变小
C.试管内溶液的变成不饱和溶液 D.小木块浸入溶液内的体积变大
【变式1-1】某实验小组在甲、乙、丙三个烧杯中各放入20 g硝酸钾晶体,再分别加入50 g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,下列说法不正确的是
A.甲烧杯中溶液是饱和溶液
B.乙烧杯中溶质的质量与溶液的质量比为
C.将乙烧杯中的溶液降温到℃时,溶液恰好达到饱和状态,则在℃时,100 g水最多溶解硝酸钾的质量为40 g
D.影响物质溶解性的因素有溶剂种类、温度等
【变式1-2】已知氢氧化钙的溶解能力随温度的升高而减小。下列对下图所示实验的相关判断,正确的是
A.固体X可能是 B.只有①②中的石灰水为饱和溶液
C.试管中一定发生物理变化 D.锥形瓶中石灰水的溶质质量:①=③>②
【变式1-3】利用20℃时溶液(有少量未溶解的晶体)见图Ⅰ,进行下面实验:①加入固体后,实验结果见图Ⅱ;②加入NaOH固体后,实验结果见图Ⅲ.分析实验过程判断,以下说法错误的是
A.图Ⅰ、图Ⅱ中,硝酸钾溶液都是饱和溶液 B.图Ⅲ中,硝酸钾溶液一定是不饱和溶液
C.硝酸铵固体溶于水时,吸收热量 D.氢氧化钠固体溶于水时,放出热量
题型02 饱和溶液与不饱和溶液的转化
饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
(1)对饱和溶液与不饱和溶液的理解
①只有指明“在一定温度下”和“在一定量溶剂里”,溶液的“饱和”和“不饱和”才有确定的意义。因为当改变温度或溶剂的量时,饱和溶液与不饱和溶液之间可以相互转化。
②明确“饱和”和“不饱和”是针对“某种溶质”而言的。一定条件下的某物质的饱和溶液, 继续溶解该物质却 继续溶解其他物质,因此必须指明是哪种溶质的饱和溶液或不饱和溶液。如在一定条件下不能继续溶解氯化钠的溶液,可继续溶解蔗糖,此时的溶液是氯化钠的饱和溶液,但对蔗糖而言就是不饱和溶液。
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。
(2)饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
熟石灰[Ca(OH)2]在一定量水中的溶解能力随温度的升高而 ,因此 温度可以将熟石灰的不饱和溶液转化为饱和溶液, 温度可以将熟石灰的饱和溶液转化为不饱和溶液,即:
(3)判断溶液是否饱和的方法
①观察法:观察溶液底部有无不能继续溶解的溶质。若有,则是该溶质在该温度下的饱和溶液; 若无,则既可能是该溶质的饱和溶液,也可能是该溶质的不饱和溶液。
②实验法:取样,继续加入少量该溶质,充分混合,看溶质能否继续溶解。若不再溶解,则为该溶质在该温度下的饱和溶液;若继续溶解,则为该溶质在该温度下的不饱和溶液。
【典例2】下图所示的是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线。
时,15g甲加入50g水中,形成 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。将甲的饱和溶液转化为不饱和溶液的方法有 ;将接近饱和的丙溶液转化为饱和溶液的方法有 。
【变式2-1】溶液在生活中有非常广泛的用途。下列关于溶液的说法正确的是
A.浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液
B.物质溶于水形成溶液后,都以离子的形式存在于溶液中
C.一定温度下,向饱和食盐水中加入蔗糖,蔗糖不会溶解
D.饱和溶液升温后一定变为不饱和溶液
【变式2-2】“手持技术”又称为掌上实验室,是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段,主要包括:数据采集器、传感器、计算机及配套软件组成。某实验小组想利用温度传感器,通过测量等质量的(10 g)、NaCl、溶解于水时溶液温度的变化,探求其变化的规律。
通过溶液相关知识和观察图像,下列说法错误的是
A.等质量的三种物质溶于水中NaOH使溶液温度升高
B.同种溶质的饱和溶液与不饱和溶液通过改变条件可以相互转化
C.加入使溶液温度降低的原因是,溶质中离子扩散放热
D.等质量的三种物质溶于水中NaCl溶液温度变化不大,但是略有降低
【变式2-3】向盛有等质量水的甲、乙、丙三个烧杯中分别加入15 g、30 g、30 g白糖,充分搅拌后静置,现象如下图所示。下列说法正确的是
A.可采用升温的方法使乙烧杯中剩余的固体溶解
B.甲、丙烧杯中的溶液一定属于不饱和溶液
C.向甲烧杯中继续加白糖一定可以继续溶解
D.乙、丙烧杯的溶液中溶质的质量相等
题型03 溶液浓稀与溶液饱和的关系
浓溶液、稀溶液与饱和溶液、不饱和溶液的关系
饱和溶液与不饱和溶液
浓溶液与稀溶液
区别
含义不同
溶液是否饱和表示一定温度下溶质在一定量溶剂里的含量是否达到最大限度
溶液的浓稀表示溶质在一定量的溶液里含量的相对多少
温度影响
受温度影响,必须指明温度
与温度无关
关系
①溶液是否饱和与溶液的浓稀 的联系
②饱和溶液 是浓溶液,不饱和溶液 是稀溶液;浓溶液 是饱和溶液,稀溶液 是不饱和溶液
③相同温度下,同种溶剂中同种溶质的饱和溶液比其不饱和溶液的浓度
【典例3】下列有关饱和溶液和不饱和溶液的说法中,正确的是
A.不饱和溶液转化为饱和溶液,其浓度一定增大
B.饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液
C.饱和溶液中析出晶体后,一定变为不饱和溶液
D.在一定温度下,对于同一溶质的溶液而言,饱和溶液一定比不饱和溶液浓
【变式3-1】人类的日常生活和工农业生产离不开溶液的应用。下列有关溶液的说法,正确的是
A.任何均一、稳定的液体都是溶液 B.固体溶于水时出现吸热现象
C.饱和溶液一定是浓溶液 D.科研中用各种溶液进行科学实验
【变式3-2】下列有关水和溶液的说法正确的是
A.饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液
B.电解水生成物是氢气和氧气,说明水是由氢气和氧气组成的
C.物质溶于水形成溶液时,溶质以分子或离子形式存在
D.均一、稳定的无色液体一定是溶液
【变式3-3】下列关于溶液的说法正确的是
A.溶液一定是无色透明的
B.饱和溶液一定是不能溶解任何物质的溶液
C.不饱和溶液一定是稀溶液
D.物质溶解的过程通常伴随着能量的变化
题型04 结晶的应用——海水晒盐
结晶
(1)概念
由于某种条件改变,溶解在溶液中的溶质从溶液中以晶体的形式析出,这一过程叫做结晶。
(2)结晶的条件
①溶液达到饱和状态;②温度改变或溶剂减少。
(3)结晶方法
结晶方法
原理
应用举例
冷却热饱和溶液法
(降温结晶法)
将溶液制成较高温度下的饱和溶液,再降温冷却,析出晶体,过滤、洗涤、干燥,得到晶体
从硝酸钾饱和溶液中得到硝酸钾晶体
蒸发溶剂法
(蒸发结晶法)
将溶液加热蒸发,使其达到饱和后,继续蒸发溶剂,溶质会以晶体形式析出
海水晒盐
无论是哪种结晶方法,都是先形成饱和溶液,在维持溶液饱和的状态下,通过适当方法将溶质以晶体的形式析出,结晶后的溶液成为新条件下的饱和溶液、即:
(4)结晶的应用——海水晒盐
①原理:利用风吹和日晒使水分蒸发,食盐从海水中结晶析出。
②主要过程如下:
【典例4】下图是利用海水提取粗盐的过程,下列分析正确的是
A.根据海水晒盐的过程,上图中的①是吸附池
B.海水进入贮水池,海水的成分中氯化钠的质量增加
C.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
D.所得的粗盐中可能还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质
【变式4-1】除了淡水资源以外,面向太平洋的上海也有丰富的海水资源。自唐末时期起,在本地的新场镇就有了利用海水制取粗盐的记载、通过初步的围海晒田,可以获得卤水进行进一步操作。卤水中含有大量氯化钠,以及少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质和泥沙、通过卤水提炼粗盐的具体操作步骤如下图所示。
(1)滤卤这一操作可以去除卤水中的 ,最终获得的粗盐属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。要使精盐的饱和溶液变为不饱和溶液,除加水外,还可以采取的一种方法是 。
(2)结合工业生产的成本和生活实际的经验,在进行滤卤和煎盐两步操作前需要先进行晒卤的原因为_______。
A.浓缩卤水以减少后续操作时长 B.去除原本卤水中的可溶性杂质
C.利用常温蒸发节省燃料的消耗 D.大幅提升卤水中氯化钠的质量
【变式4-2】除了淡水资源以外,面向太平洋的上海也有丰富的海水资源。自唐宋时期起,在本地的新场镇就有了利用海水制取粗盐的记载。通过初步的围海晒田,可以获卤水进行进一步操作。卤水中含有大量氯化钠,以及少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质和泥沙,通过卤水提炼
粗盐的具体操作步骤如下图所示。
(1)滤卤这一操作可以去除卤水中的 ,最终获得的粗盐属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)结合工业生产的成本和生活实际的经验,在进行滤卤和煎盐两步操作前需要先进行晒卤的原因为___________。
A.浓缩卤水以减少后续操作时长 B.去除原本卤水中的可溶性杂质
C.利用常温蒸发节省燃料的消耗 D.大幅提升卤水中氯化钠的质量
【变式4-3】浩瀚的海洋中不仅繁衍着无数水生生物,还蕴藏着丰富的化学资源。海水中已被发现的化学元素有80多种,请回答下列问题:
(1)如图是利用海水提取粗盐的过程。
图中A池是 (填“吸附”或“结晶”)池,母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)工业上常使用通电分解氯化钠的方法生产金属钠和氯气(Cl2),写出该反应的化学方程式 ;反应过程中钠离子 (填“得到”或“失去”)电子,变为钠原子;反应过程中的能量转化为:电能→ 能。
题型05 对溶解度的理解
1.固体溶解度
(1)定义
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。(如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度)
(2)概念中的四要素
(3)溶解度的含义(以20℃时,NaCl的溶解度是36g为例)
含义
实例
该温度下,该物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量
20 ℃时,NaCl在100g水中达到饱和状态时所溶解的质量为36g(或20℃时,100g水中最多能溶解36g氯化钠)
该温度下,该物质的饱和溶液中,溶质、溶剂、饱和溶液的质量比 == 溶解度:100 g:(100g+溶解度)
20℃时,NaCl饱和溶液中,NaCl、水、NaCl饱和溶液三者的质量比为36:100:136
(4)影响固体溶解度的因素
①内因:溶质、溶剂本身的性质(或溶质和溶剂的种类)。
示例
如20℃时,氯化钠的溶解度是36g,而硝酸钾的溶解度是31.6g,它们溶解度不同的原因是氯化钠和硝酸钾两种溶质本身的性质不同。
②外因; 。温度改变,固体的溶解度会随之改变。固体的溶解度与溶剂量的多少 关系。
2.固体的溶解度与溶解性的关系
(1)区别:溶解性表示一种物质在另一种物质中溶解能力的大小,是一种物理性质; 溶解度是溶解性的定量表示方法,表示在一定温度下,某固态物质在 100 g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。
(2)联系:20 ℃时物质溶解度的大小与溶解性的关系如表所示:
溶解度/g(20 ℃)
>10
1~10
0.01~1
<0.01
溶解性
举例
KNO3、NaCl
KClO3
Ca(OH)2
AgCl、CaCO3
①溶解性是根据20 ℃时物质溶解度的大小进行划分的。
②绝对不溶于水的物质是不存在的,习惯上把难溶物质称作“不溶”物质。
③固体物质的溶解度与溶解性的关系可以按“三点四区间”用以下数轴表示。三点是指0.01g、1g、10g,四区间是指难溶、微溶、可溶、易溶。
3.固体的溶解度的表示方法
(1)列表法
用实验的方法可以测出物质在不同温度时的溶解度,将物质在不同温度时的溶解度用表格的形式呈现出来的方法称为列表法。如用实验的方法测得NaCl、KCl、NH4Cl、KNO3在不同温度时的溶解度如表所示:
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
溶解度/g
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
37.8
38.4
39.0
39.8
KCl
27.6
31.0
34.0
37.0
40.0
42.6
45.5
48.3
51.1
54.0
56.7
NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.2
60.2
65.6
71.3
77.3
KNO3
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110
138
169
202
246
(2)作图法
①溶解度曲线的绘制
用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,根据实验测得的某物质在不同温度时的溶解度数据,在坐标纸上描点并用平滑的曲线连接起来(或利用计算机软件),即可绘制出物质的溶解度随温度变化的曲线——溶解度曲线,如图1和图2所示:
②溶解度曲线变化规律的类型
③溶解度曲线的意义
④溶解度曲线的应用
【典例5】时,硝酸钾的溶解度是。下列有关说法错误的是
A.时,水中最多能溶解硝酸钾
B.时,硝酸钾的饱和溶液中含溶质硝酸钾的质量为
C.硝酸钾的溶解度为110
D.时,水中恰好溶解硝酸钾固体达到饱和状态
【变式5-1】下列关于溶解度的说法,正确的是
A.在温度不变时,溶剂的量越多,溶质的溶解度越大
B.搅拌可以使固体物质的溶解度增大
C.固体的溶解度随温度的升高而增大
D.20℃时,50 g水中最多能溶解18 g氯化钠,则20℃时氯化钠的溶解度为36 g
【变式5-2】已知20℃时硝酸钾的溶解度为31.6 g。下列关于对它的理解正确的是
A.20℃,100 g水中最多能溶解31.6 g硝酸钾固体
B.20℃时,100 g饱和硝酸钾溶液中含有31.6 g硝酸钾固体
C.100 g水中溶解了31.6 g硝酸钾固体达到饱和
D.20℃时,31.6 g硝酸钾固体溶于水形成饱和溶液
【变式5-3】宋代《开宝本草》中记载了的制取过程,“所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”。根据所给信息,回答下列问题。
(1)“扫取以水淋汁”:在60℃时,100 g水最多能溶解 g。
(2)“乃煎炼而成”:此操作对应的结晶方法是 。
(3)从数据中可知,KCl和两种物质中,溶解度受温度影响较大的是 。
KCl和在不同温度时的溶解度
温度/℃
0
20
40
60
溶解度/g
KCl
27.6
34.0
40.0
45.5
13.3
31.6
63.9
110
题型06 溶解度曲线的应用
(1)溶解度曲线中点的应用
溶解度曲线图
分析
举例
①可以查出某物质在某温度下的溶解度。
甲物质在t2℃时的溶解度为50 g。
②已知某种物质的溶解度可查出相应的温度。
乙物质的溶解度为40 g 时,对应的温度为t2℃。
③可以查出两物质溶解度相同时的温度。
甲、乙两物质溶解度相同时的温度为t1℃
④可以比较同一温度下不同物质的溶解度大小。
t2℃时甲的溶解度大于乙的溶解度
⑤可以判断某温度下,一定质量的某物质与一定质量的水充分混合后,形成的是饱和溶液还是不饱和溶液,以及所得溶液的质量。
t2℃时,把30 g甲放入50 g水中,所得溶液是饱和溶液,所得溶液的质量为75g。
⑥可以判断物质的溶解性。
假设t1为20 ℃,则甲、乙两物质均为易溶物质。
⑦可以确定某温度下某物质饱和溶液的溶质质量分数
t2℃时甲物质饱和溶液的溶质质量分数为
(2)溶解度曲线中线的应用
溶解度曲线图
分析
举例
①可以确定溶质结晶的方法。
曲线为陡升型(如甲),一般用冷却热饱和溶液(降温结晶)法使溶质结晶;曲线为缓升型(如乙),一般用蒸发溶剂(蒸发结晶)法使溶质结晶。
②可以确定分离(或提纯)固体混合物的方法。
甲中含有少量的乙,可用冷却热饱和溶液(降温结晶)法提纯甲,即将混合物配成热的饱和溶液,再冷却结晶,过滤即得较纯净的固体甲;如乙中含有少量的甲,可用蒸发结晶(蒸发溶剂)法提纯乙,即将混合物加水溶解,再加热蒸发,趁热过滤即得较纯净的固体乙。
③可以确定某物质的饱和溶液与不饱和溶液的转化方法。
将t2℃时甲的饱和溶液变成不饱和溶液的方法有加水、升温;将t1℃时丙的不饱和溶液变成饱和溶液的方法有加丙物质、蒸发溶剂、升温。
④可以比较相同温度下等质量的两种饱和溶液降温后析出晶体的质量大小。
将t2℃时等质量的甲、乙饱和溶液降温到t1℃,析出晶体的质量∶甲>乙。
⑤可以比较几种物质的饱和溶液升温或降温后溶质质量分数的大小。
将t2℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到t0℃时,溶质质量分数∶乙>甲>丙; 将t0℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液升温到t2℃时,溶质质量分数:乙>甲>丙。
【典例6】如图所示为a、b两种物质的溶解度曲线,下列根据图示中M点和P点,可以得到的正确信息是
A.60℃时,a、b两物质饱和溶液的质量分数都为40%
B.80℃时,100 g水中溶解25 g的a物质,溶液不饱和
C.80℃时,将a、b两物质的饱和溶液降温到20℃时,只有a物质析出
D.向M点的任意量a溶液中,加入(60-25) g溶质,溶液一定达到饱和
【变式6-1】如图所示的是三种物质的溶解度曲线。
(1)时,将两种物质配制成等质量的饱和溶液,所需溶质质量的大小关系为 。
(2)时,将等质量的三种物质分别配成饱和溶液,所需水的质量大小关系为 。
(3)时,若在水中,分别加入三种物质,配制成各自的饱和溶液,所需三种物质的质量大小关系为 。
【变式6-2】如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,请根据图示填空:
(1)℃时,甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系是 。
(2)℃时,乙物质的饱和溶液中溶质、溶剂的质量之比为 (填最简整数比)。
(3)欲配制相同质量分数的乙、丙饱和溶液。应保持温度在 ℃。
(4)将℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液,分别降温至℃,所得溶液中溶质质量分数的大小关系是 。
(5)℃,将40 g乙物质投入50 g水中充分溶解,所得溶液的质量为 g。欲使剩余乙物质完全溶解至少还需加水的质量为 g。
(6)当甲中含有少量的乙和丙时,可采用 的方法提纯甲物质。
(7)如图2,往试管中滴加适量水,试管中物质溶解时会出现 (填“吸热”或“放热”)现象,溶解完全后,发现烧杯中的饱和溶液变浑浊。请判断该饱和溶液中的溶质一定不是甲、乙、丙三种物质中的 ,原因是 。
【变式6-3】下图1为KNO3和NH4Cl的溶解度曲线。
(1)图1中t4℃时硝酸钾的溶解度为 。
(2)图1中t2℃所表示的含义是 。
(3)R是硝酸钾、氯化铵中的一种物质,为确定该物质,同学们进行图2实验,经过一系列操作后,可以确定R物质是 (选填“KNO3”或“NH4Cl”)。③烧杯底部固体质量为 g。
(4)硝酸钾固体中混有少量氯化铵,除去硝酸钾中混有少量氯化铵,完成以下操作。加入足量水溶解——蒸发浓缩-—— ——过滤——洗涤——烘干。
题型07 气体溶解度的影响因素
(1)定义
气体的溶解度是指该气体的压强为101 kPa和一定温度时,在1体积水里溶解达到饱和状态时的气体体积。
①标准状况通常指温度为0℃、压强为101 kPa,因为气体的体积受温度和压强的影响较大,所以非标准状况时的气体体积要换算成标准状况时的体积。
(2)影响气体的溶解度的因素
【典例7】生活中的下列现象不能说明气体溶解度随温度升高而减小的是
A.烧开水时,沸腾前有气泡逸出 B.喝下汽水感到有气体冲出鼻腔
C.揭开啤酒瓶盖,有大量的泡沫溢出 D.夏季黄昏,池塘里的鱼常浮出水面
【变式7-1】“可乐”饮料中含有大量二氧化碳,当打开瓶盖时,有大量的二氧化碳逸出,喝完之后会“打嗝”,将不再冒出气泡的“可乐”瓶(敞口)置于温水中,瓶内出现较多气泡。关于上述情况,下列说法中不正确的是
A.当打开瓶盖时,有大量的二氧化碳逸出是因为瓶内压强减少导致溶解度减小
B.打开后,溶液中的二氧化碳含量减少
C.冰过的可乐比没冰过的可乐口感更好,说明气体的溶解度随着温度的降低而减小
D.喝完“打嗝”是因为二氧化碳气体的溶解度随温度升高而减小
【变式7-2】(多选)打开汽水瓶盖时,你会发现气泡从液体底部冒出,喝了汽水后又常常会打嗝,这说明气体的溶解性与压强和温度有关。下列关于气体溶解性的说法正确的是
A.压强增大,气体的溶解度增大
B.温度升高,气体的溶解度增大
C.压强减小,气体的溶解度减小
D.温度升高,气体的溶解度减小
【变式7-3】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温度升高而 ;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 的方法增大的溶解度。
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