首页  »  化学  »  初中  »  乔堃 《 溶液的浓度》 2年全国中学化学优质课观摩评比(初中化学)
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溶液及有关溶液的计算
基本概念:
溶液:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定、透明的混合物。
饱和溶液:一定温度下,一定量溶剂中不能再溶解某种溶质的溶液,称为该种溶质在该温度下的饱和溶液。溶液是否饱和是相对的,改变温度、溶剂的量等因素,不饱和溶液与饱和溶液可以相互转变。
溶质的质量分数:用单位质量溶液中所含溶质的质量表示的浓度。
溶解度:一定温度下,某物质在100g溶剂里形成饱和溶液时所能溶解溶质的克数。溶解度通常用S表示,单位为克。一般用固体物质在25℃时的溶解度大小来衡量其溶解性。
a、讨论固体的溶解度需注意:①一定温度 ②100g溶剂 ③达到溶解 平衡(饱和状态)④单位是克(g)
b、相关计算公式(见有关计算)
c、气体的溶解度 
在一定温度和1.01×105Pa时,1体积溶剂里达到溶解平衡时溶解的气体体积数(要换算成标准状况时的气体体积)。气体溶解度随温度的升高而变小,随压强的增大而变大。
  溶解度曲线:将某物质的溶解度随温度的变化表示出来的曲线。溶解度曲线上的点表示物质在该温度时的溶解度,溶液所处的状态为该温度下的饱和溶液;溶解度曲线下面的点,表示溶液所处的状态是不饱和状态;溶解度曲线上面的点,依其数据配制的溶液为对应温度时的过饱和溶液,即该溶质有剩余;两条溶解度曲线的交点,表示在该点所示的温度下,两种物质的溶解度相等。
如:上图为硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线。由图可知:
①当温度25℃时,硝酸钾与氯化钠的溶解度相等。
②当温度<25℃时,氯化钠的溶解度大于硝酸钾的溶解度。
③图中P点表示KNO3对应的溶液是不饱和溶液
④当温度为10℃时,硝酸钾的溶解度是20克。
结晶的两种方法 
(1)蒸发溶剂法:适用于缓升型物质(溶解度受温度的影响很小)的提纯。
(2)冷却热饱和溶液法:适用于陡升型物质(溶解度受温度的影响很大)的提纯右图中分别是硝酸钾、氯化钠的溶解度曲线,由图可看出:对于t1℃时硝酸钾、氯化钠的饱和溶液,当由t1℃降到t2℃时,硝酸钾可析出( )克,而氯化钠析出的量远小于( )克。因此,对于硝酸钾和氯化钠(含少量)的混合物,采用冷却热饱和溶液法就可使硝酸钾析出,而大量的氯化钠依然留在溶液中,从而达到分离的目的。
在实际工业生产中,一般先将制得的不饱和溶液高温蒸发一部分溶剂后,使它变为高温时的饱和溶液,然后冷却使物质分离。还可使用重结晶的方法进行分离,即把过滤出的晶体再溶解,再一次结晶然后过滤,可反复操作提高晶体的纯度。
主要仪器:蒸发结晶:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、带铁圈的铁架台;
冷却结晶:烧杯、过滤所需仪器。
冷却结晶的主要步骤:溶解制成热饱和溶液→降温析晶→过滤→洗涤→烘干
过   滤 结   晶
适用范围 除去液体中固体杂质,或使纯净结晶与母液分离。 分离几种可溶性固体的混合物
依据原理 固体颗粒大,不能通过滤纸或过滤层,而滤液可以通过滤纸或过滤层。 利用固体物质溶解性不同,以及溶解度受温度变化影响不同,使一种物质先结晶而达到分离目的。
主要操作 制过滤器、过滤 蒸发结晶、降温结晶
举例 粗盐提纯 分离NaCl和KNO3形成的混合物
物质的溶解:
1、溶解过程:溶质分散到溶剂里形成溶液的过程。物质溶解时,同时发生两个过程:  
溶解是一个物理、化学过程,并伴随着能量的变化,溶解时溶液的温度是升高还是降低,取决于上述两个过程中放出和吸收热量的相对大小。例如:浓硫酸稀释溶液温度升高,NH4NO3溶于水溶液温度降低
2、溶解平衡
在一定条件下,溶解速率等于结晶速率的状态叫溶解平衡。溶解平衡是动态平衡,溶解和结晶仍在进行。达到溶解平衡的溶液是饱和溶液,它的浓度一定。
未溶解的固体溶质 溶液中的溶质
3、溶液的浓度



有关计算:
  关于溶解度和质量分数的计算
基本公式: , , 
(1)温度不变时,蒸发溶剂或加入溶剂时,析出或溶解的溶质的质量x:
 
(2)若溶剂不变,改变温度,求析出或溶解溶质的质量x:
 
(3)溶剂和温度改变时,求析出或溶解溶质的质量x:
其方法是:先求饱和溶液中溶质和溶剂的质量,再求形成新饱和溶液中的溶剂、溶质质量,并与新饱和溶液的溶解度构成比例关系,计算。
(4)加入或析出的溶质带有结晶水:
既要考虑溶质质量的变化,又要考虑溶剂质量的变化,一般情况下,先求原饱和溶液的溶质和溶剂,再求构成的新饱和溶液中所含溶质与溶剂。
说明:
1、固体物质的溶解度大多数随温度升高而增大,少数受温度影响不大(如NaCl),极少数随温度升高而变小[如Ca(OH)2]。
2、气体物质的溶解度随温度升高而变小,随压强增大而变大。
3、由不饱和溶液通过一系列步骤可转变为饱和溶液:如蒸发溶剂、增加溶质、加入浓溶液以及降低温度等措施可使不饱和溶液转变为饱和溶液。饱和溶液也可以通过增大溶剂的质量以及升高温度等使其变为不饱和溶液。
4、有关溶解度的计算的关键是:根据题目所给条件找准饱和溶液的组成,在溶液、溶质和溶剂三个量中根据方便选取任意两个量列比例。如:
                
5、正确理解溶解度曲线上的点的含义.
典型例题:
1、在一定温度下,向足量的饱和碳酸钠溶液中加入1.06g 无水碳酸钠,搅拌静置后,最终所得晶体的质量是                                                     (     )
A.等于1.06g   B.等于2.86 g   C.大于 2.86 g D.大于1.06g,小于2.86g
2、A、B两固体的溶解度都随温度升高而增大,现将80℃时A和B的饱和溶液各100g降温到20℃,A晶体析出的量比B晶体析出的量多(均不含结晶水),下列说法正确的是 (     )
A.80℃时A的溶解度一定小于B的溶解度
B.20℃时A的溶解度一定小于B的溶解度
C.温度对A的溶解度的影响一定比对B的溶解度的影响大
D.温度对B的溶解度的影响一定比对A的溶解度的影响大
3、已知t℃时,某物质的不饱和溶液ag含溶质mg。若该溶液蒸发bg水并恢复到t℃时,析出溶质m1g,若原溶液蒸发cg水并恢复到t℃时,则析出溶质m2g,用S表示该物质在t℃的溶解度,下列各式中正确的是                                              (     )
A.S=100m/(A-m)            B.S=100m2/c
C.S=100(m1-m2)/(b-c)     D.S=100(m-m1)/(a-b)
4、某温度下硫酸铜的溶解度是25g,若温度不变,将32g无水硫酸铜粉末放入mg水中,形成饱和溶液并有胆矾晶体析出时,则m的取值范围是                      (     )                      
A.18g≤m≤128g   B.36g<m<180g  C.18g<m<128g   D.36g≤m≤128g
5、某结晶水合物的化学式为R•nH2O,其式量为M,在25℃时,ag晶体溶于bg水中即达饱和,形成密度为ρg/mL的溶液,下列表达式正确的是                          (     )
A.饱和溶液的物质的量浓度为:1000a(M-18n)/M(a+b)mol/L
B.饱和溶液中溶质的质量分数为:100a(M-18n)/M(a+b)%
C.饱和溶液的物质的量浓度为:1000ρa/M(a+b)mol/L
D.25℃时,R的溶解度为:a(M-18n)/(bM+18an)g
6、t℃时,向硫酸铜的饱和溶液中加入ag无水硫酸铜,析出bg硫酸铜晶体,则(b-a)g是                                                                      (     )
A.饱和溶液失去剂的质量     B.减少的饱和溶液的质量
C.析出无水物的质量           D.饱和溶液失去溶质的质量
7、已知某盐在不同温度下的溶解度(如下表):
T/℃ 0 10 20 30 40
S(g/100 g水) 11.5 11.51 19.4 24.4 37.6
若把质量分数为22%的该盐溶液由60℃逐渐冷却,则开始析出晶体的温度应在    (     )
A.0℃~10℃ B.10℃~20℃      C.20℃~30℃ D.30℃~40℃
8、摩尔质量为Mg/mol的某物质的溶解度曲线如图1-3,现有t2℃300g该物质的溶液,在温度不变时蒸发掉50g水后,溶液恰好达到饱和,此饱和溶液的密度为ρg/mL,则饱和溶液的物质的量浓度为             mol/L,若将此饱和溶液降温至t1℃时,

析出无水物晶体的质量为                           g。
9、A、B两种化合物的溶解度曲线如图1-4,要用结晶法从A、B混合物中提取A(不考虑A、B共存时,对各自溶解度的影响)。
(1)取50g混合物将它溶于100g热水,然后冷却至20℃。若要使A析出,B不析出,则混合物中B的质量分数(B%)最高不超过多少?(写推理与计算过程)




(2)取Wg混合物,将它溶于100g热水,然后冷却至10℃,若仍要使A析出B不析出,请写出下列两种情况下,混合物中A的质量分数(A%)应满足什么关系式(以W,a,b表示),当W<a+b时,A%         ,当W>a+b时,A%           。
补充:
1、NH4HCO3不稳定,受热易分解 :NH4HCO3===NH3↑+H2O+CO2↑,120℃时,若
有60%的NH4HCO3分解,则产生气体的平均相对分子质量是                 。
2、同温同压下,某容器充满O2重116g,若充满CO2重122g,现充满某气体重114g,则该气体的相对分子质量       


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