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如何破解溶解度问题

2016-04-07王洪印

试题与研究·中考化学 2015年4期
关键词:饱和溶液溶解度溶质

王洪印

溶解度是表示物质溶解性的一个重要概念,掌握此概念可以加深对物质性质的理解,因此,有关溶解度的概念、溶解度的表示方法(溶解度曲线)及气体物质溶解度的影响因素的考查一直是中考命题的重点和难点,特别是对溶解度曲线的考查已经成为考试命题的热点。

一、掌握四要素,突破固体溶解度

在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。要想真正理解溶解度的含义,就需要掌握溶解度的四要素:①“在一定温度下”:因为每种固体物质的溶解度在一定温度下都有一个对应的值,或者说固体物质的溶解度随温度变化而变化,所以,给出某固体物质的溶解度时,必须标明温度。②“在100 g溶剂里”:溶解度的概念中,规定溶剂的质量为100 g。③“饱和状态”:所谓饱和状态,可以理解为在一定温度下,在100 g溶剂里,溶质的溶解量的最大值。④“所溶解的质量”:表明溶解度的单位是“克”。在描述溶解度时,这四要素缺一不可,若试题中所给水的质量不足100 g时,则达到饱和时所溶解溶质的质量则等比例减少。

在考虑物质的溶解度时,还要注意 “八忌”: 一忌不标明温度。任何一种物质的溶解度都与温度有着密切关系,一般是随温度的升高而增大,少数是随温度升高而减小或影响不大。所以在不同温度下同一物质在同一种溶剂中溶解度是不同的。 二忌不标明是何种溶质。不同溶质在同一温度下同一溶剂中溶解度是不同的。 三忌不说明溶剂量。溶剂量是100 g,这是规定的量,不能随意改变。四忌不考虑溶液状态。溶解度一定是在溶液达到饱和状态下,也就是溶质的溶解速率和结晶速率相等条件下的值,这是必要的条件。五忌不写单位。如100 ℃时硫酸铜的溶解度为75.40 g, “g”不能丢掉。六忌把溶解度和浓度混淆。溶解度是表示物质溶解性,而浓度即溶质质量分数是表示溶液中含有的溶质质量,是两个不同的概念,不能混淆。七忌搞错溶解度运算公式。溶解度的计算公式:溶解度=(溶质质量/溶剂质量)×100(g)。不能把“溶剂质量”错写成“溶液质量”,也不能把“×100(g)”错写成“×100%”。八忌不考虑结晶水合物中结晶水的去向。结晶水合物溶于水后结晶水的量要计入溶剂中,溶质是除去结晶水后的无水化合物,否则就会出现计算上的错误。

【例1】(2015年广东省)下表为氯化钠和氯化铵在不同温度时的溶解度,回答下列问题。

温度/℃01020304050

NH4Cl溶解度/g29.433.337.241.445.850.4

NaCl溶解度/g35.735.836.036.336.637.0

(1)由表中数据可知,溶解度随温度变化较大的物质是。

(2)20 ℃时,100 g水最多只能溶解NaCl g,氯化钠与氯化铵溶解度相等的温度范围是。

(3)向烧杯中加100 g水和50.0 g氯化铵配成50 ℃的溶液,再冷却到20 ℃,烧杯中析出固体g。

【解析】(1)从表中提供的数据看,氯化铵的溶解度受温度变化影响较大。(2)20 ℃时,NaCl的溶解度为36.0 g。在10 ℃时氯化铵的溶解度小于氯化钠的,而在20 ℃时氯化铵的溶解度大于氯化钠的,因此,氯化钠与氯化铵溶解度相等时温度处于 10~20 ℃。(3)50 ℃时,50 g氯化铵完全溶解,20 ℃时,最多溶解37.2 g,因此,能析出12.8 g固体。

【答案】(1)NH4Cl(2)36.010~20 ℃

(3)12.8

二、抓住点、线、面,破解溶解度曲线

由于固体物质的溶解度随温度变化而变化,我们通常可以用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,绘制出固体物质的溶解度随温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。

1.点:①位于溶解度曲线上的点表示某物质在该点所对应温度下的溶解度,此时溶液处于饱和状态。②位于溶解度曲线下方面上的点,表示溶液所处的状态是不饱和状态,依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液。③位于溶解度曲线上方面上的点,表示溶液所处的状态为过饱和状态,依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液,且该溶质有剩余。④两条溶解度曲线的交点,表示在该点所对应的温度下,两种物质的溶解度相等。

2.线:溶解度曲线表示某物质的溶解度随温度的变化情况。曲线的坡度越大,说明溶解度受温度影响越大;反之,说明溶解度受温度影响较小。溶解度曲线有三个方面的应用:①根据溶解度曲线,可以看出物质的溶解度随着温度的变化而变化的情况。②根据溶解度曲线,比较在一定温度范围内的物质的溶解度大小。③根据溶解度曲线,选择分离某些可溶性混合物的方法。如结晶法,包括降温结晶(冷却热饱和溶液)和蒸发结晶两种。溶解度受温度影响变化较大的物质要从溶液中析出,可采用降温结晶法;溶解度受温度影响变化较小的物质要从溶液中大量析出,宜采用蒸发结晶法。

3.面:对于曲线下方面上的任何点,依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液;曲线上方面上的点,依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液,且溶质有剩余。如果要使不饱和溶液(曲线下方的一点)变成对应温度下的饱和溶液,可采取的方法有:①向该溶液中添加溶质使之到达曲线上;②蒸发一定量的溶剂。

【例2】(2015年山西省)右图是甲、乙两种固体物质的溶解度曲线。

(1)由图可获得的一条信息是。

(2)若乙中混有少量甲,提纯乙的方法是。

(3)t2 ℃时将不饱和的甲溶液,转化成该温度下的饱和溶液的一种方法是,变化过程中,溶质的质量分数(填“增大” “减小”或“不变”)。

(4)将等质量的甲、乙两种物质的溶液由t2 ℃降温至t1 ℃时,析出晶体的质量(填字母)。

A.甲>乙B.甲<乙C.无法确定endprint

【解析】(1)根据溶解度曲线可以获得许多信息:t1 ℃时,甲物质的溶解度是a g;t1 ℃时,乙物质的溶解度是a g;t1 ℃时,甲、乙两物质的溶解度相同等。(2)甲物质的溶解度随温度的变化幅度较大;而乙物质的溶解度随温度的变化幅度较小。所以若乙物质中混有少量甲物质,可溶解在水中形成溶液,然后蒸发,即采用蒸发结晶法来提纯乙物质。(3)增加溶质甲或恒温蒸发溶剂水都能使不饱和溶液转化成该温度下的饱和溶液。增加溶质时溶剂不变,会使溶质质量分数变大;减少溶剂时溶质质量不变,也会使溶质质量分数变大。(4)甲物质的溶解度随温度的升高而升高,且变化幅度较大,乙物质的溶解度随温度的升高而升高,且变化幅度较小。因此,将等质量的甲、乙两种物质的饱和溶液由t2 ℃降温至t1 ℃时,甲物质析出的质量大于乙物质析出的质量,但是由于题目中没有说明甲、乙两种物质的溶液是否都是饱和溶液,所以无法确定析出晶体质量的大小。

【答案】(1)t1 ℃时,甲物质的溶解度是a g(合理即可)(2)蒸发结晶(3)加入甲物质(或恒温蒸发溶剂)增大(4)C

三、hold住两要素,突破气体物质溶解度

气体物质溶解度是指该气体在一定的温度下,在1.01×105 Pa(帕)时,1体积水里最多溶解气体的体积数。影响气体物质溶解度的因素既包括内因也包含外因,内因是溶质和溶剂的性质,外因是温度和压强。气体物质的溶解度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大。学生只要在学习中抓住了影响气体物质溶解度的两个外部因素,此类试题便可迎刃而解。

【例3】生活中的下列现象,不能说明气体的溶解度随温度变化而变化的是()

A.打开汽水盖,有大量的气体冲出

B.烧开水时,沸腾前水中有气泡产生

C.夏季养鱼塘中,要经常开启增氧设备

D.冰箱中制取的小冰块中常有小气泡

【解析】打开汽水盖,瓶内气压变小,会有大量气泡逸出,气体的溶解度随压强的减小而减小,说明气体的溶解度与压强有关,A项符合题意;烧开水使水的温度升高,气体的溶解度变小,气泡会逸出,是温度对溶解度的影响,B项不符合题意;夏季气温较高,水中溶解的氧气量减少,故要经常开启增氧设备,是温度对溶解度的影响,C项不符合题意;冰箱中温度低,原来溶解在水中的气体由于溶解度变小而形成小气泡存在于制取的小冰块中,是温度对溶解度的影响,D项不符合题意。

【答案】Aendprint

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