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- 2021-05-13 发布
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突破溶解度之高频疑点
一、饱和溶液和不饱和溶液
1. 定义
在一定的温度下,向一定量的溶剂里加入某种溶质,当溶质不能再继续溶解时所得的溶液叫做饱和溶液;还能继续溶解的溶液叫做不饱和溶液。
2. 判断依据
判断一种溶液是否饱和的依据是看在一定条件下,加入某种物质是否溶解,一般来说,向原溶液中再加入同种溶质,若不再溶解,说明原溶液是饱和溶液,若继续溶解,则说明原溶液是不饱和溶液。
3. 相互转化
一般情况下:(此法适用于绝大多数固体物质,溶解度随温度升高而上升)
特殊情况下:(此法适用用Ca(OH)2固体和气体,溶解度随着温度上升而下降)
注意:
(1)无论哪种情况,NaCl的饱和溶液和不饱和溶液一般不能通过升降温度来改变。
(2)通常物质不能无限制地溶解在一定量的水中,物质的溶解现象与溶质和溶剂的性质有关。
(3)溶液的浓稀与溶液的饱和和不饱和只是考虑的角度不同,它们之间没有必须的联系。饱和溶液可以是浓溶液,也可以是稀溶液,不饱和溶液也可以是浓溶液,也可以是稀溶液。只有在相同温度下,同种溶质的饱和溶液才比其不饱和溶液的浓度大。
(4)彼此互溶的两种物质不能形成饱和溶液,如酒精和水能以任意比例互溶,酒精在一定温度下、一定量的水中不能形成饱和溶液。
二、固体溶解度
1. 概念
在一定温度下,100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种溶质在这种溶剂里的溶解度。
2. 四要素
例如:20℃时,氯化钠的溶解度是36g。这句话可以从几个方面来理解:
(1)表示20℃时,100g水中最多能溶解36g的氯化钠;
7
(2)表示20℃时,36g氯化钠溶解在100g水中,能得到136g氯化钠饱和溶液;
(3)表示20℃时,氯化钠饱和溶液中m(质)∶m(剂)∶m(液)=36∶100∶136。
三、气体溶解度
1. 概念:某气体在压强为101kPa和一定温度时,溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积。
例如,氮气在0℃、101kPa时的溶解度为0.024,表示在0℃、101kPa时1体积水中最多只能溶解0.024体积的氮气。
2. 影响因素:
外因:温度、压强
气体溶解度随着温度的升高而下降,随着压强的增大而增大。如,夏天傍晚,鱼儿都浮出水面呼吸氧气,是因为水中温度升高氧气溶解度变小的缘故。
例题 (广东揭阳)下表是KNO3、NaCl在不同温度下的溶解度(单位:g/100g水)
温度(℃)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
KNO3
13.3
20.9
32
45.8
64
85.5
110
138
169
202
246
NaCl
35.7
35.8
36
36.3
36.6
37
37.3
37.8
38.4
39
39.8
(1)以上两种物质溶解度的变化受温度影响较小的是 ;
(2)50℃时,KNO3的溶解度是 g/100g水;
(3)KNO3溶液中含有少量NaCl时,可通过 的方法提纯;
(4)对(3)析出的晶体和剩余溶液描述正确的是 (填写编号)
A. 剩余溶液一定是KNO3饱和溶液 B. 剩余溶液一定不含有NaCl
C. 剩余溶液一定是纯净物 D. 析出的晶体中只含有KNO3
解析:(1)从图中看出两种物质溶解度的变化受温度影响较小的是NaCl;(2)50℃时,KNO3的溶解度是85.5g;(3)硝酸钾的溶解度受温度变化影响较大,因此可以采取降温结晶;(4)析出的晶体和剩余溶液因为析出了硝酸钾,因此是硝酸钾的饱和溶液,由(1)已知氯化钠溶解度受温度变化影响较小,所以剩余溶液一定含有NaCl和硝酸钾,因而不是纯净物,而析出的晶体中可能含有少量的氯化钠。
答案:(1)NaCl (2)85.5 (3)降温结晶 (4)A
【方法提炼】
巧用切割法求固体物质的溶解度
在进行溶解度计算时,由于对溶液的组成情况较难分析,不能迅速找到溶质和溶剂的质量,从而导致不能正确地计算。利用切割法,通过假设,将溶液按饱和溶液、溶剂、溶质进行分块切割,可以使思路变得更加清晰。
例题 有一杯某温度下氯化钠的不饱和溶液,将其平均分成两等分,一份蒸发10g水,另一份加入2g氯化钠,均可使其达到饱和。求该温度下氯化钠的溶解度。
解析:根据溶解度的定义可知,溶解度其实就是溶质的质量,是某温度下,100g
7
溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。计算溶解度,就要能够找到一组溶质和溶剂的质量,并将其转化成100g溶剂里的溶质质量,即为所求的溶解度。如图所示:
对题中的不饱和溶液进行巧妙切割,将分为饱和溶液和10g溶剂,根据图示,我们可以看出,本题相当于将2g氯化钠溶于10g水中,刚好形成饱和溶液,利用溶解度的公式,可以求出该温度下氯化钠的溶解度。
答案:解:设氯化钠的溶解度为S,则有:
即该温度下氯化钠的溶解度为20g。
(答题时间:30分钟)
**1. T℃时,将一定量的生石灰放入饱和的石灰水中,搅拌,并冷却到原温度,得到的溶液与原溶液相比,下列物理量前后不变化的是( )
①溶质质量 ②溶剂质量 ③溶液质量 ④溶质质量分数 ⑤溶解度
A. ①③⑤ B. ②④⑤ C. ②④ D. ④⑤
2. 20℃时,在三个各盛有100g水的容器中分别加入甲、乙、丙三种纯净物(不含结晶水,不与水反应)各10g,充分溶解后,情况如下表:
物质
甲
乙
丙
未溶解固体的质量/g
5
2
0
下列说法正确的是( )
A. 所得溶液一定都是饱和溶液 B. 丙溶液一定是不饱和溶液
C. 丙溶液溶质的质量分数最大 D. 20℃时,甲的溶解度最大
3. 某温度时,将20g KNO3溶解在100g水中恰好饱和,关于该饱和溶液的叙述正确的是( )
A. m(溶质)∶m(溶剂)=20∶120
B. 溶质的质量分数为20%
C. 升温后,溶质的质量分数增大
D. 降温后,有固体析出
4. Ca(OH)2在不同温度时的溶解度如下表:
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
0.18
0.16
0.14
0.11
0.09
根据表中信息,判断下列说法正确的是( )
A. Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而增大
B. 20℃时,Ca(OH)2的溶解度为0.16g
7
C. 40℃时,降低Ca(OH)2饱和溶液温度会析出溶质
D. 60℃时,向100g水中加入0.20gCa(OH)2充分搅拌,固体完全溶解
5. 20℃时,取甲、乙、丙、丁四种物质各20g,分别加入到四个盛有50g水的烧杯中,充分溶解,情况如下表(温度保持20℃),下列说法正确的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
未溶解固体的质量/g
4.2
2
0
9.2
A. 所得溶液一定都是饱和溶液
B. 溶质质量分数最大的是丙溶液
C. 所得四种溶液的质量关系为:甲=乙=丙=丁
D. 20℃时四种物质溶解度的关系为:丁>甲>乙>丙
*6. 某溶液恒温蒸发掉部分溶剂后,无晶体析出,下列说法正确的是( )
A. 原溶液可能是饱和溶液
B. 剩余的溶液一定是不饱和溶液
C. 剩余的溶液可能是饱和溶液
D. 剩余的溶液与原溶液的浓度可能相等
7. t ℃时,向一支盛有0.15 g熟石灰的烧杯中加入50 g水,充分振荡后静置,烧杯底部仍有未溶解的白色固体。下列相关叙述正确的是( )
A. 升高温度上层清液变为不饱和溶液
B. t ℃时,熟石灰的溶解度为0.3 g
C. 烧杯中溶液的质量小于50.15 g
D. 升高温度,烧杯内的白色固体将继续溶解
8. 下表是固体A和固体B在不同温度时的溶解度。
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
固体A
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
固体B
13.3
31.6
63.9
110
169
(1)从表中数据可以看出固体A和固体B的溶解度随温度升高而 (填“增大”或“减小”),但固体A的变化不明显。
(2)20℃时,把50g固体A放入100g水中,充分溶解后,所得溶液质量为 g。
(3)若B饱和溶液中有少量的A,可用下列 法提纯B(填序号)。
①趁热过滤 ②蒸发结晶 ③冷却热饱和溶液
9. 根据下表中的数据,回答下列问题。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
NaCl
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
KNO3
13.3
31.6
63.9
110
169
246
(1)40℃时,NaCl的溶解度是 。
(2)20℃时,称取31.6g KNO3固体加入盛有100g水的烧杯中,充分溶解形成的溶液是 (填“饱和”或“不饱和”)溶液;称取31.6g KNO3固体时,发现托盘天平指针偏右,接下来的操作是 。
(3)当KNO3中混有少量NaCl时,提纯KNO3所采用的方法是 。
(4)当等质量KNO3的饱和溶液和NaCl的饱和溶液从60℃降温到20℃,对所得溶液的叙述正确的是(填序号) 。
A. 都是饱和溶液 B. 溶剂质量:KNO3>NaCl C. 溶液质量:KNO3<NaCl
10. A、B、C三个烧杯中盛有相同质量的水(其中A、C烧杯中水温为10℃
7
,B烧杯中水温为30℃,不考虑溶解过程中温度的变化),分别加入甲、乙两物质各10g(甲的溶解度随着温度上升而上升,乙的溶解度随着温度上升而下降),充分溶解后所得现象如下图所示,试回答:
(1)你认为______烧杯中的溶液可能是不饱和溶液。
(2)若将C烧杯中的溶质全部溶解,可采用的方法有:①__________;②_________。
(3)若将A烧杯中的溶质全部溶解,可采用的方法有:
①____________;②_______________。
11. 下表是NaCl、KNO3在不同温度时的溶解度。
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度
NaCl
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
KNO3
13.3
31.6
63.9
110
169
(1)若要比较KNO3与 NaCl在水中的溶解能力,需要控制的变量是水的质量和 。
(2)20℃时,各取NaCl、KNO3固体3.5g分别加入10g水中,充分溶解后达到饱和状态的是 溶液。
(3)NaCl和KNO3的溶解度相等时,对应的温度范围是 (填序号)。
A. 0℃~20℃ B. 20℃~40℃ C. 40℃~60℃ D. 60℃~80℃
*12. 一杯某温度下KNO3溶液,恒温蒸发10g水,析出2g晶体,再次恒温蒸发10g水,析出3g晶体,则该温度下硝酸钾的溶解度是多少克?
7
1. D 解析:生石灰能和水反应生成氢氧化钙,因此饱和溶液中,溶剂的质量减小,所以会有固体析出,即溶剂和溶质的质量都变小,所以溶液的质量也变小;由于温度又恢复到原来的温度,所以溶解度不变,由于有固体剩余,所以是饱和溶液,因此溶质的质量分数也不变。
2. C 解析:根据题意可知,20℃时得到的溶液甲、乙一定是饱和溶液,因为有固体未溶,溶液丙全溶,所以可能是饱和溶液;此时三种溶液的溶质质量分数大小关系为丙>乙>甲,20℃甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系为丙>乙>甲。
3. D 解析:A. 溶液中m(溶质)∶m(溶剂)=20∶100=1∶5,故A错误;
B. 溶液中溶质质量分数为×100%=16.7%,故B错误;
C. 硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,饱和溶液升温后会变成不饱和溶液,但溶质质量分数不变,故C错误;
D. 硝酸钾的溶解度随温度的降低而减小,故降温后会有晶体析出,故D正确。
4. B 解析:从Ca(OH)2在不同温度时的溶解度表可以看出:Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小,故选项A错误;20℃时,Ca(OH)2的溶解度为0.16g,故选项B正确;由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小,故40℃时,降低Ca(OH)2饱和溶液温度Ca(OH)2的溶解度变大,Ca(OH)2饱和溶液变成不饱和溶液,因此不会析出溶质,故选项C错误;60℃时,Ca(OH)2的溶解度为0.11g,因此向100g水中加入0.20gCa(OH)2充分搅拌,还有0.09gCa(OH)2不能完全溶解,故选项D错误。所以本题的正确答案为:B。
5. B 解析:甲、乙、丁三种溶液中都有未溶解的固体,一定是饱和溶液,丙中固体全部溶解,可能是饱和溶液,也可能是不饱和溶液,A错误;四种物质的溶液中溶剂相同,丙溶解的最多,所以溶质质量分数最大,B正确;四种物质的溶液中溶剂相同,丙溶解的溶质最多,其次是乙、甲、丁,所以四种溶液的质量关系为:丙>乙>甲>丁,四种物质的溶解度为丙>乙>甲>丁,C、D错误。
6. C 解析:恒温蒸发掉部分溶剂后,无晶体析出,说明原溶液一定是不饱和溶液,故A错误;但对于剩下的溶液的状态则不好判断,有可能是刚好形成饱和溶液,但无多余的溶质析出,也有可能仍然是不饱和溶液,故B错误,C正确;原溶液的溶剂被蒸发了,故剩余溶液的浓度更大,D错误。
7. C 解析:氢氧化钙的溶解度是随着温度的升高而下降的。经过充分溶解,仍有少量固体剩余,说明已经形成饱和溶液,不能再继续溶解氢氧化钙了,若要继续溶解,需要降低温度,而不是升高温度,此时溶液的质量应该小于50.15g,该温度下氢氧化钙的溶解度也应该小于0.3g。
8. (1)增大 (2)136.0 (3)③
解析:(1)从表中数据可以看出固体A的溶解度由35.7g~38.4g,固体B的溶解度由13.3g~169g,二者的溶解度都随温度升高而增大;故答案为:增大。
(2)由表中可以看出在20℃时,固体A的溶解度为36.0g,其含义为:在20℃时,100水是最多可溶解固体A的质量为36.0;20℃时,把50g固体A放入100g水中,固体A有剩余,剩余的质量为:50g﹣36.0g=14.0g,所以溶液的质量为:100g+36.0g=136.0g;故答案为:136.0。
7
(3)由于A、B两种物质的溶解度受温度的影响不同,冷却B的热饱和溶液,有B晶体析出,由于含有少量的A,此时的A还是不饱和溶液,所以不会有A析出,然后过滤,可获得B;故答案为:③。
9. (1)36.6g (2)饱和 继续加KNO3固体至天平平衡 (3)降温结晶(或冷却热饱和溶液) (4)A、C
解析:本题考查溶解度等有关溶液的知识。(1)查表可得40℃时,NaCl的溶解度是36.6g。(2)根据表格中的溶解度,可知此时恰好形成饱和溶液;若称量时,指针偏右,说明砝码重,固体未达到目标质量,接下来的操作是:继续加KNO3固体至天平平衡。(3)根据两者的溶解度随温度变化的不同,可知提纯硝酸钾的方法是:降温结晶(或冷却热饱和溶液)。(4)两饱和溶液从60℃降温到20℃后,两溶液析出晶体,但都还是饱和溶液;原来两溶液等质量,由于硝酸钾的溶解度大于氯化钠,故此溶剂质量,硝酸钾小于氯化钠;析出的晶体硝酸钾多,故溶液质量硝酸钾小于氯化钠,选A、C。
10. (1)B (2)降温、加水 (3)加水、升温
解析:(1)据图可知,A、C两个烧杯充分溶解后,溶质部分未溶解,B中全部溶解,故B烧杯中的溶液可能是不饱和溶液。
(2)根据C的溶解度随温度升高而下降,故可采用降温和加水的方法使其固体全部溶解。
(3)根据甲的溶解度随温度的升高而增大,故若将A烧杯中的溶质全部溶解,可采用的方法有升高温度和增加溶剂水。
11.(1)温度 (2)KNO3(或硝酸钾) (3)B
解析:固体物质的溶解能力(溶剂相同),要控制温度和溶剂的质量。根据上表中20℃时,NaCl和KNO3固体的溶解度分别为36.0g和31.6g,也就是说,在此温度下100g最多可以溶液NaCl 36.0g或KNO3 31.6g,即在此温度下10g最多可以溶液NaCl 3.60g或KNO3 3.16g,所以能达饱和的是KNO3溶液。20℃时,NaCl比KNO3固体的溶解度大,40℃时,NaCl比KNO3固体的溶解度小,所以相等的溶解度在二者之间。
12. 解:设该温度下硝酸钾的溶解度为S,则有:
即该温度下硝酸钾的溶解度为30g。
解析:原硝酸钾溶液是不是饱和溶液,不好确定,但当溶液蒸发溶剂有晶体析出时,剩下的溶液肯定是该温度下的饱和溶液。因此,如下图所示:
将原溶液分两次切割,第一次蒸发10g水后,析出了2g晶体,得到该温度下硝酸钾的饱和溶液,第二次再蒸发10g水时,实际上是对硝酸钾饱和溶液再次恒温蒸发。因此析出的3g晶体实际是就应该是10g水中所溶解的且可形成饱和溶液的溶质的质量。利用这一组形成饱和溶液的溶质的溶剂的数据,可以求出该温度下硝酸钾的溶解度。
7
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