例说固体物质的溶解度曲线
2013-04-29周涛
周涛
以新课标为依据的化学中考命题重点考查对知识的理解和应用,用所学知识分析和解决问题。固体物质的溶解度曲线是近几年中考的热点。在近几年齐齐哈尔中考化学试题中都有溶解度曲线的题目的考查。出题形式一般为选择题(2分)、填空题(2~3分),所以此类题目是中考的重点。
此类题重点考查固体溶解度的概念和意义、固体溶解度曲线及其应用、饱和溶液和不饱和溶液的概念及其相互转变方法、以及物质的溶解和结晶的方法、溶质质量分数及其相关计算等相关知识,涉及知识点较多,且常与数学图形结合起来,因此学生失分较多。现将溶解度曲线常考的知识点做以下总结:
一、溶解度曲线的变化趋势
解决溶解度曲线的相关试题,理解溶解度概念是必须的,还要明确溶解度曲线中点线面的意义,记住溶解度曲线有三种变化趋势:多数固体物质的溶解度曲线为陡升型,如硝酸钾;少数固体物质的溶解度曲线是缓升型,如氯化钠;极少数固体物质的溶解度曲线是下降型。
试题中考查具体物质的溶解度曲线相关题时常常考查硝酸钾、氯化钠、氢氧化钙的相关知识。
例1:图1是氢氧化钙的溶解度曲线。在冬天气温为5℃时配制的氢氧化钙饱和溶液,在夏天气温为38℃时(水的蒸发忽略不计),不可能出现的情况是( )。
图1
A.溶液变浑浊 B.溶液变得不饱和
C.溶液质量变小 D.溶液当中仍有溶质和溶剂
答案:B。
分析:这道题考查的是氢氧化钙的饱和溶液在温度改变时,其他的量也随之而改变。氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低是解题关键。所以当气温升高时,氢氧化钙饱和溶液就会析出晶体,溶质质量减少,溶液质量减小,溶液变浑浊,但仍然是饱和溶液。
还有些题不是考查具体物质(像硝酸钾等)的溶解度相关知识,而以字母a、b、c或甲乙丙来表示某物质考查溶解度曲线的相关知识。
例2:甲、乙两种固体物质(不含结晶水)的溶解度曲线如右图所示.下列说法正确的是( )
图2
A. 甲物质的溶解度大于乙物质的溶解度
B. t1℃时,甲乙两物质的溶解度相等,均为40g。
C. t2℃时,甲溶液的溶质质量分数一定大于乙溶液的溶质质量分数
D.甲的溶解度受温度影响较小
答案:B。
分析:A.观察图可以看出只有在温度高于t1℃时,甲的溶解度大于乙的溶解度,故A错误;
B. t1℃时,两物质的溶解度相等,通过图象可知该温度下两物质的溶解度都是40g,故B正确;
C.由于不知两溶液是否饱和,故无法比较t2℃时,甲乙溶液的溶质质量分数的大小,故C错误;
D.由图象可知甲的溶解度随温度变化的更明显一些,图象更陡,故D错误。
此题的D选项就考查了固体物质的溶解度随温度变化而变化,三种变化类型曲线的溶解度比较。
★特别记住氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低。
二、比较两种物质在一定温度下或某温度范围内溶解度的大小及由溶解度的曲线图可以确定物质溶解度受温度变化的影响的大小
例3:图3是甲、乙两种固体物质的溶解度曲线,据此判断以下叙述正确的是( )。(此题的A选项就考查了两种物质在一定温度下或某温度范围内溶解度的大小这个知识点B选项考查物质的溶解度受温度变化影响的大小。)
图3
A. 甲的溶解度比乙的溶解度大
B. 乙的溶解度受温度变化影响较大
C. 要从甲的饱和溶液中得到乙,通常采用蒸发溶剂的方法
D. 20℃时,甲、乙两种饱和溶液中溶质的质量相等
答案:C。
分析:A.溶解度与温度有关,所以比较溶解度大小必须指明一定的温度或温度范围。此题中只有温度大于20度时,甲的溶解度才大于乙的溶解度。A错误;
B.由溶解度曲线看出甲的溶解度受温度变化的影响比乙大,B错误;
C .乙属于缓升型所以要从甲的饱和溶液中得到乙,通常采用蒸发溶剂的方法,C正确;
D.20℃时,甲乙的溶解度相等,但甲乙两种饱和溶液中溶质的质量未必相等,因为溶剂的质量不一定相等。D错误。
例4:甲、乙两种固体物质(不含结晶水)的溶解度曲线如图4所示,下列说法错误的是( )。
图4
A. 甲物质的溶解度大于乙物质的溶解度
B. t2℃时,甲、乙两物质的饱和溶液中溶质的质量分数相等
C. 将t3℃时的甲乙两物质的饱和溶液降温到t2℃时都会析出晶体
D. 当甲物质中混有少量乙物质时,可采用冷却热饱和溶液的方法提纯甲
答案:A。
分析:
A.在比较物质的溶解度时必须指明温度,否则没有实际意义,故A说法错误;
B. t2℃时,甲、乙两物质的溶解度相等,所以可以判断在t2℃时甲、乙两物质的饱和溶液中溶质的质量分数相等,故B说法正确;
C.甲乙两物质的溶解度都随温度的升高而增大,所以将t3℃时的甲乙两物质的饱和溶液降温到t2℃时都会析出晶体,故C说法正确;
D.甲物质的溶解度受温度变化影响较大,而乙物质的溶解度受温度变化影响较小,所以当甲物质中混有少量乙物质时,可采用冷却热饱和溶液的方法提纯甲,故D说法正确。
故选A。
★溶解度与温度有关,所以比较溶解度大小必须指明一定的温度或温度范围。在比较物质的溶解度时必须指明温度,否则没有实际意义。
三、溶解度曲线上交点所表示的意义
例5:如图5是A、B两种物质的溶解度曲线,根据图示回答下列问题:
图5
(1)图中P点表示的意义_______
(2)t1℃时,欲配制等质量的A、B两种物质的饱和溶液所需水的质量关系为A__B。(填“>”“<”或“=”,下同)
(3)将t3℃的A、B两种物质的饱和溶液各100g降温至t2℃,析出晶体的质量关系是A__B。
答案:(1)在t2℃时A和B两种物质的溶解度为ag。
(2)> (3)>
分析:(1)交点的含义,表示在该点所示的温度下,两种物质的溶解度相等,都是多少克。
(2)t1℃时A、B两种物质的溶解度B>A,那么相同溶剂中溶质质量B>A,要配制等质量的饱和溶液,A需水的质量就比B大。
(3)相比较看,A、B两种物质中A是陡升型,B是缓升型。在t2℃至t3℃间A物质的溶解度受温度影响比B大,而且在这个温度范围内A的溶解度也大于B,所以降温到t2℃时A和B的饱和溶液都会析出晶体,且A>B。
★一定要注意回答填空题时,溶解度一定要有单位“克”。
四、判断晶体的析出
根据溶解度曲线,选择分离、提纯某些可溶性混合物的方法(即选用蒸发结晶还是降温结晶);并且,还可以判断或比较析出晶体的质量大小,即曲线越陡,析出的晶体就越多。
例题略。
★析出晶体的出题方式历年来基本相同,主要掌握三种溶解度曲线析出晶体的方法:陡升型(降温析出晶体);缓升型(蒸发溶剂);下降型(升温)
五、判断饱和与不饱和及其转化
图6
例6:如图6所示A,B,C三种固体物质的溶解度曲线.当它们的溶液接近饱和时,若分别采用升高温度、蒸发溶剂、增加溶质的方法,均可使之变成饱和溶液的是( )。
A.A溶液 B.B,C溶液 C.C溶液 D.A,B溶液
答案:C。
分析:依据不饱和溶液变为饱和溶液的一般方法为:蒸发溶剂、降低温度、加入溶质,当该物质的溶解度随温度的升高而减小,随温度的降低而增大时,不饱和溶液变为饱和溶液的方法为:蒸发溶剂、升高温度、加入溶质,由题目中的溶解度曲线可以看出三种物质的溶解度随温度变化的特点,A、B的溶解度随温度的升高而增大,随温度的降低而减小,C与它们的变化相反,溶解度随温度的升高而减小,随温度的降低而增大,所以升温后能由不饱和溶液变为饱和溶液的只有C符合。故选C。
饱和与不饱和的转化一直是这几年中考的重点和热点。学习中一定要弄清概念的内涵和外延,注意概念间的区别和联系。
★此类问题要能准确查阅一种物质的溶解度,能由溶解度曲线特点判断温度变化时溶解度变化情况,能由物质的溶解度曲线判断饱和溶液与不饱和溶液的相互转化.溶解度曲线类型的变化与饱和和不饱和转换的关系,和溶液析出晶体的方法。
六、溶解度和溶质质量分数的相关计算
例题略。
★曲线的三种类型及交点是解题的关键。
要解答好溶解度曲线综合题的考查题目,一定要理解好溶解度及溶解度曲线中点线面的含义,认真准确分析溶解度曲线图从而获得解题信息。