高考化学专题复习第六讲有关溶解的计算中学教育高考_中学教育-高考.pdf
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1、学习好资料 欢迎下载 高考化学专题复习第六讲有关溶解度的计算 一、有关溶液的基本知识 1.溶解过程的热效应:物质的溶解包括以下两个过程(1)物理过程:溶质分子或离子的扩散过程,是一个吸热过程;(2)化学过程:物质分子或离子与水结合形成水合分子或水合离子的过程,是一个放热过程。某种物质溶于水是吸热还是放热则是物理过程和化学过程的综合结果。例如,硫酸、NaOH 等溶解于水时明显放热,而硝酸铵等溶解于水时则明显吸热。2.平衡(1)表示方法;(2)溶解平衡主要是一个物理变化过程,可用平衡移动原理来解释溶解平衡。3.溶液和不饱和溶液(1)定义:在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液叫做
2、这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。(2)溶液由不饱和变为饱和的措施:增加溶质;减少溶剂;改变溶液的温度 二、溶解度的概念和基本知识 1.固体的溶解度:在一定温度下,某固态物质在 100 克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(一般用 S 表示)。即:2.气体的溶解度:某气体在 1atm、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 1.下列叙述不正确的是()(A)在水中加入固体硝酸铵,水温会明显下降(B)12%的硝酸钾稀溶液是不饱和溶液(C)把不规则的 NaCl 晶体加入到饱和食盐水中,一段时间后,NaCl 晶
3、体变规则了(D)用盛有饱和食盐水的烧杯吸收氯化氢气体时,烧杯中无明显现象 例 2.在质量为 200 g 的饱和石灰水中,加入 5.60 gCaO 后充分搅拌,仍保持原来的温度,则下列叙述正确的是()(A)石灰水下部有白色固体 7.40 g (B)石灰水下部白色固体质量大于 7.40 g(C)石灰水的浓度和质量均不会变化 (D)石灰水的质量将会减少,石灰水的 pH不会发生变化 例 3.某温度下氟化钙饱和溶液的物质的量浓度为 210-4摩/升,则在此温度下氟化钙的溶解度为(设氟化钙在水中达到饱和时,溶液密度为 1 g/ml)()(A)1.56 10-3 g(B)1.56 10-2 g(C)7.8
4、10-4 g(D)无法计算 例 1【答案】B、D 例 2【答案】B、D 例 3【答案】A 4.饱和溶液的质量分数、物质的量浓度、溶解度间的相互关系 学习好资料 欢迎下载 三、溶解度曲线及其应用 1.溶解度曲线的意义:(以下结论不适用于氢氧化钙等物质)曲线以上各点(如 A点):表示的溶液中的溶质的量已超过了该溶质在某一温度下的溶解度,此时为饱和溶液与晶体共存状态。曲线上各点(如 B点):表示该物质在某温度下的一种饱和溶液 曲线以下各点(如 C点):表示该物质在某温度下的一种不饱和溶液 例 4.有一种盐的溶解度曲线如右图,现有组成处于 P点上的该溶液,下列说法错误的是(此盐不含结晶水)()(A)加
5、入 10 g 该盐,必变成饱和溶液 (B)50 时,若该盐溶液含 A克溶质,保持温度不变,加入A/4 g 溶质,溶液必变成饱和溶液(C)50 时,140 gP 点溶液最少需蒸发掉 20 g 水才能形成饱和溶液(D)该溶液冷却至 0 时,析出溶质 10 g(E)在保持溶质及溶剂质量不变的情况下,使 P点溶液达到饱和需降温20 例 4【答案】A、D 2.重结晶法分离混合物 一般地,混合物中某组分的溶解度随温度变化明显,方可采用重结晶法,如分离 NaCl 和 KNO3。但若分离 NaNO3和 KCl 的混合物就不能采用此法了。重结晶法分离混合物的根本理论依据是:当溶于水中的各种离子可组成多种物质时,
6、在降温结晶过程中,先达到饱和的物质先析出。例 5.右表是几种物质在指定温度下的溶解度(g)。现将相同物质的量的 NaCl、CO2、NH3在 30 时制成溶液,此时溶液中无晶体,当降温至某温度时,开始析出晶体,此晶体是()(A)NH4Cl(B)NH4HCO3(C)NaHCO3(D)NaCl 例 5【答案】C 四、析晶过程与溶解度 1.利用析晶过程求溶解度 由蒸发出的水及晶体中带出的结晶水的总和与析出晶体中所含溶质构成饱和溶液,可据此计算溶解度。例 6.室温下 140 g 某溶液,第一次蒸发 10 g 水时,溶液中析出 2 g 溶质,再继续蒸发 20 g 水时,溶液中又析出 5 g 溶质。则原溶液
7、至少需蒸发多少克水可变为饱和溶液()(A)2 克(B)8 克(C)10 克(D)20 克 例 6【答案】A 例 7.t 时,把一定质量的硝酸钾溶液分成两等份,一份恒温蒸发掉 10 g水析出 1 g 硝酸钾晶体,另一份恒温蒸发掉 15 g 水,析出 2 g 硝酸钾晶体。下列说法错误的是()(A)t 时,若将原溶液恒温蒸发掉 25 g 水,可析出 3 g 硝酸钾晶体(B)t 时,若原溶液中再加入 2 g 硝酸钾晶体便成为饱和溶液(C)t 时,硝酸钾的溶解度为 20 g 0 10 20 30 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 NH4HCO3 11.9 15.9 21.0 27 Na
8、HCO3 6.9 8.15 9.6 11.1 NaCl 35.7 35.8 36 36.4 溶解包括以下两个过程物理过程溶质分子或离子的扩散过程是一个吸热过程化学过程物质分子或离子与水结合形成水合分子或水合离子的过程是一个放热过程某种物质溶于水是吸热还是放热则是物理过程和化学过程的综合结果例如用平衡移动原理来解释溶解平衡溶液和不饱和溶液定义在一定温度下在一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液还能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液溶液由不饱和变为饱和的措施增加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一般用表示即例下列叙述不正确的是在水中加入固硝酸铵水
9、温会明显下降的硝酸钾稀溶液是不饱和溶液把不规则的晶加入到饱和食盐水中一段时间后晶变规则了用盛有饱和学习好资料 欢迎下载(D)t 时,原硝酸钾溶液的质量分数为 12%例 7【答案】D 例 8.某温度下,硫酸铜的溶解度为 30 g,向该温度下的饱和硫酸铜溶液中加入 m g 无水硫酸铜,搅拌后静置,析出硫酸铜晶体 n g,则 m与 n 的关系是()(A)m=16n/25(B)m=9n/25(C)n=16m/9(D)n=250m/133 例 8【答案】D 例 2:在一定温度下,向足量硫酸铜饱和溶液中加入 a g 无水硫酸铜粉末并搅拌,析出 b gOH5CuSO24 晶体,根据上述已知条件及数据,下列物
10、理量中可以求出的是()该温度下 4CuSO的溶解度 原饱和溶液失掉水的质量 原饱和溶液失掉溶质的质量 析出晶体中含 4CuSO的质量 原饱和溶液的物质的量浓度 A B C D 解析解析解析解析:原饱和溶液失掉水的质量=25090gb;析出晶体中含 4CuSO的质量=250160gb;原饱和溶液失掉溶质的质量=析出晶体中溶质的质量-加入的溶质的质量=ga250160gb。因析出晶体后的溶液仍是饱和的,故原饱和溶液失掉的溶质溶解在原饱和溶液失掉的水中也恰好是饱和的,该温度下 4CuSO的溶解度可由两个数据求得。根据已求得的物理量求原饱和溶液的物质的量浓度,还需要溶液的密度,而本题无法求得。例1:在
11、一定温度下,向足量的32CONa饱和溶液中加入1.06g 无水32CONa,搅拌 后静置,最终所得晶体的质量()A等于 1.06g B 大于 1.06g而小于 2.86g C 等于 2.86g D 大于 2.86g 解析解析解析解析:32CONa饱和溶液中加入 1.06g 无水 32CONa,析出的晶体为 OH10CONa232 。32CONaOH10CONa232 106g 286g 1.06g 2.86g 但因析出晶体带出溶液中的水,使原来溶解在这部分水中的溶质也随之析出,故最终得到晶体的质量必定大于 2.86g。答案为 D项。变式 1:某温度时 4CuSO的溶解度为 25g,在该温度下,
12、将 16g 无水硫酸铜粉末加入 a g 水中,充分溶解后溶液中有蓝色硫酸铜晶体析出,则 a 的取值范围是()A9a64 B9a64 C18a90 D 18a90 解析解析解析解析:要求 a 的取值范围,就要确定两个极值。当 16g 无水硫酸铜加入 x g 水中,溶液恰好饱和时,有 gxg16g100g25=,解得 x=64。当溶液中有晶体析出时,即溶液已经达到了饱和状态,此时应有 ax=64。当 16g无水硫酸铜加入到 y g 水中,析出的晶体将 y g 水全部转化为结晶水带出,根据 OH5CuSO24 的组成有 gyg16g90g160=,解得 y=9。而本题应有溶液剩余,故有 ay=9。答
13、案为 A项。例 9.在某温度下,向 25%的硫酸镁饱和溶液中加入 1 g 无水硫酸镁,可析出 3.15 gMgSO4nH2O,则n值为 。例 9【答案】7 2.降温析晶量的计算(析晶前后均为饱和溶液)【注意】S2 和 S1分别表示高温和低温条件下的溶解度,故 S2S1。解法二:确定溶液中水的质量,相同质量的水在高温和低温下最多溶解的溶质的质量差即为析出晶体的质量或需加入晶体的质量。例 10.硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表。现有 60 时硝酸钾的饱和溶液 105 g,要得到 39.2 g晶体,应将溶液冷却到 。温度()10 20 30 40 50 60 70 溶解度(g)20.9 31.6 4
14、5.8 63.9 85.5 110.0 138.0 例 10【答案】20【习题】1.将 40 的饱和石灰水冷却至 10 或加入少量 CaO。但温度仍为 40,这两种情况下都不改变的是()(A)Ca(OH)2的溶解度 (B)溶质的质量分数 (C)溶液的质量 (D)溶液中 Ca2+的数目 2.在一定温度下,某硫酸铜饱和溶液蒸发a g 水后,同时析出W g 胆矾。若保持温度不变,剩余溶液的质量分数为()溶解包括以下两个过程物理过程溶质分子或离子的扩散过程是一个吸热过程化学过程物质分子或离子与水结合形成水合分子或水合离子的过程是一个放热过程某种物质溶于水是吸热还是放热则是物理过程和化学过程的综合结果例
15、如用平衡移动原理来解释溶解平衡溶液和不饱和溶液定义在一定温度下在一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液还能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液溶液由不饱和变为饱和的措施增加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一般用表示即例下列叙述不正确的是在水中加入固硝酸铵水温会明显下降的硝酸钾稀溶液是不饱和溶液把不规则的晶加入到饱和食盐水中一段时间后晶变规则了用盛有饱和学习好资料 欢迎下载 3.t 时某盐饱和溶液的浓度为 26.8%,取一定量的此饱和溶液,向其中加入w g 无水盐。在 t 时,析出m g 含结晶水的该盐的晶体,则从饱和溶液中析出的溶质的质量为(
16、)(A)m26.8%(B)m-w (C)(w+m)26.8%(D)(m-w)26.8%4.在一定温度下,物质 M的溶解度为A g。向(100+A)g 物质 M的饱和溶液中加入 A克 M,析出带一定结晶水的晶体 B克,现取出 B克结晶水合物加水配成相同温度下的饱和溶液,需加水的质量为()(A)100 克(B)大于 100 克(C)小于 100 克(D)(100+A)克 5.在盛有饱和碳酸钠溶液的烧杯中,插入惰性电极进行电解。若电解过程中始终保持温度不变,则通电一段时间后()(A)溶液的 pH值增大 (B)溶液中水分子数与碳酸根离子数之比将变小(C)溶液中有晶体析出 (D)溶液中 Na+的数目不变
17、 6.右图是 A、B两种物质的饱和溶液的质量分数随温度变化的曲线。现分别取 58 gA 和 66 g B,均加入 150 g 水加热溶解并都蒸发去 50 g 水后,冷却至 t,下列推断正确的是()(A)t 时,A、B溶液的质量分数相等(B)t 时,析出固体 B(C)t 时,A的质量分数小于 B(D)t 时,二者均无固体析出 7.氢氧化镁难溶于水,但它溶于水部分可完全电离。室温时,氢氧化镁在水中的溶解度为 0.0 029 g,则该温度下,氢氧化镁饱和溶液的 pH为 (溶液密度为 1 g/ml)8.已知某温度下四种化合物在水中和液氨中的溶解度如右图。则:上述四种物质能在水中发生的复分解反应为 能在
18、液氨中发生的复分解反应为 9.取 100 g 水,配成 10 时的氯化钾饱和溶液,又取 50 g 水加入 35.4 g硝酸钠配成溶液。将这两种溶液混合后,10 时有 种晶体析出,质量是 g,该晶体的化学式是 ,析出该晶体的原因是 。(10时各物质的溶解度:KCl 31g NaNO3 80 g KNO3 20.9 g NaCl 35.8 g)溶解度曲线的意义与应用可从点、线、面和交点四方面来分析。1.点 溶解度曲线上的每个点表示的是某温度下某种物质的溶解度。即曲线上的任意一点都对应有相应的温度和溶解度。温度在横坐标上可以找到,溶解度在纵坐标上可以找到。溶解度曲线上的点有三个方面的作用:(1)根据
19、已知温度查出有关物质的溶解度;(2)根据物质的溶解度查出对应的温度;(3)比较相同温度下不同物质溶解度的大小或者饱和溶液中溶质的质量分数的大小。2.线 溶解度曲线表示某物质在不同温度下的溶解度或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,说明受温度影响较小。溶解度曲线也有三个方面的应用:(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。3.面 对于曲线下部面积上的任何点,依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液;曲线上部面积上的点
20、,依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液,硝酸银 硝酸钡 氯化银 氯化钡 水 170 g 9.2 g 1.510-4 g 33.3 g 液氨 86 g 97.2 g 0.8 g 0 g 溶解包括以下两个过程物理过程溶质分子或离子的扩散过程是一个吸热过程化学过程物质分子或离子与水结合形成水合分子或水合离子的过程是一个放热过程某种物质溶于水是吸热还是放热则是物理过程和化学过程的综合结果例如用平衡移动原理来解释溶解平衡溶液和不饱和溶液定义在一定温度下在一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液还能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液溶液由不饱和变为饱和的措施增加和状态时
21、所溶解的质量叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度一般用表示即例下列叙述不正确的是在水中加入固硝酸铵水温会明显下降的硝酸钾稀溶液是不饱和溶液把不规则的晶加入到饱和食盐水中一段时间后晶变规则了用盛有饱和学习好资料 欢迎下载 且溶质有剩余。如果要使不饱和溶液(曲线下部的一点)变成对应温度下的饱和溶液,方法有两种:第一种方法是向该溶液中添加溶质使之到达曲线上;第二种方法是蒸发一定量的溶剂。4.交点 两条溶解度曲线的交点表示该点所示的温度下两物质的溶解度相同,此时两种物质饱和溶液的溶质质量分数也相同。例题(98年广西区)X、Y、Z 三种固体物质的溶解度曲线见右图。下列说法中,不正确的是()。(A)分别将 X
22、、Y、Z 的饱和溶液的温度从 t2 降低到 t1,只有 Z 无晶体析出(B)t1时,用 l00克水配制相同质量、相同溶质质量分数的 X、Y、Z 的溶液,所需溶质质量最多不超过 Sy(C)当 X 中含有少量 Y 时,可用结晶法提纯 X(D)t2时,三种物质的饱和溶液中溶质的质量分数 XYZ 解析这是一道难度较大的综合选择题,它综合了饱和溶液、不饱和溶液、蒸发结晶、物质的提纯及质量分数与溶解度的换算等知识。解题的关键是看懂溶解度曲线图并明确溶解度曲线的意义。(A)从曲线图可知,只有 Z 物质的溶解度随温度的升高而减少,故降低温度时,X、Y 的饱和溶液均有晶体析出,而 Z 没有。(B)在 t1时,X
23、、Y、Z 的溶解度分别为 Sx、Sy、Sz,如需配制相同质量、相同质量分数的溶液,其溶质质量最多不超过 Sx,不是 Sy。(C)当 X 中混有少量 Y 时,由于 X 的溶解度随温度的变化有显著的改变,而 Y 的溶解度随温度变化基本上不变,故可用结晶法提纯 X。(D)在 t2时,X、Y、Z 的溶解度大小顺序是 SxSySz,故饱和溶液中溶质的质量分数也是 XYZ.综合上述,不正确的说法是(B)。高考化学分类解析(五)物质的量浓度与溶解度 考点阐释 1.了解溶液的组成和有关的概念,如饱和溶液、不饱和溶液、溶解度、温度对溶解度的影响及溶解度曲线等。理解溶液中溶质的质量分数的概念和物质的量浓度的涵义。
24、2.掌握有关物质溶解度的计算和有关溶液浓度(溶液中溶质的质量分数、物质的量浓度)的计算,掌握物质的量浓度、溶质的质量分数和溶解度之间的相互换算。试题类编(一)选择题 1.(2002 年春,11)今有 0.1 molL1 Na2SO4溶液 300 mL,0.1 mol L1 MgSO4溶液 200 mL 和 0.1 molL1 Al2(SO4)3溶液 100 mL,这三种溶液中硫酸根离子浓度之比是 A.111 B.322 C.323 D.113 2.(2001 年全国,16)在无土载培中,需配制一定量含 50 mol NH4Cl、16 mol KCl 和 24 mol K2SO4的营养液。若用
25、KCl、NH4Cl 和(NH4)2SO4三种固体为原料来配制,三者的物质的量依次是(单位为 mol)A.2、64、24 B.64、2、24 C.32、50、12 D.16、50、24 3.(2000 年春,17)下列溶液中的 c(Cl)与 50 mL 1 mol L1氯化铝溶液中的 c(Cl)相等的是 A.150 mL 1 mol L1氯化钠溶液 B.75 mL 2 mol L1氯化铵溶液 C.150 mL 1 mol L1氯化钾溶液 D.75 mL 1 mol L1氯化铝溶液 4.(2000 年春,3)20 mL 浓度为 0.05 molL1的含 Mn的溶液,恰好把 15 mL 浓度为 0.
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