溶液和溶解度的相关知识详解

我们都知道液态水、固态水和气态水．“干水”又是什么性质的水呢?这种物质有些像糖粉,它将使化学物质的利用方式产生革命性变化．“干水”的每一个粒子都包含一个水滴,这个水滴周围包裹着一层沙质硅膜．所以说,所谓的“干水”,其95%的成分其实仍然是“湿水”．左图即为英国科学家发明的神奇干水．

知能概述

1．溶液:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物．

乳浊液:小液滴分散到液体里形成的混合物．

悬浊液:固体小颗粒分散到液体中形成的混合物．

溶液与浊液的比较:

2．物质溶解时的热效应．溶质分散到溶剂中发生的变化有:

①扩散过程:溶质的分子(或离子)向水中扩散．吸收热量．

②水合过程:溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子)．放出热量．

当扩散过程吸收热量＞水合过程放出热量,溶液温度降低．如NH4NO3溶解于水．

当扩散过程吸收热量＜水合过程放出热量,溶液温度升高．如NaOH、浓硫酸溶解于水．

溶液的组成:

溶质——被溶解的物质．

溶剂——能溶解其他物质的物质．

3．溶解度:

在一定温度下,某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量．

溶解性与溶解度的关系:

问题解决

例1　根据下表回答问题．

①20℃时,溶解度最大的物质是___________．

②50℃时,100g水中最多溶解NaCl___________g．

③量筒的局部示意见图1,量取水时应沿___________视线(选填“a”或“b”)进行读数,___________视线(选填“a”或“b”)对应的读数较大．

例1图1

④A是80℃含有120g水的KNO3溶液,经过如下操作,得到102g KNO3固体．

例1图2

Ⅰ．A溶液为__________(选填“饱和”或“不饱和”)溶液．

Ⅱ．对以上过程的分析,正确的是___________(选填编号)．

a．A到B的过程中,溶质质量没有改变

b．B中溶质与溶剂的质量比为169∶100

c．开始析出KNO3固体的温度在60℃至80℃之间

d．A溶液的质量等于222g

(上海市中考题)

解题思路　表格数据清楚表明各物质在不同温度时的溶解度;量筒的使用要规范,否则会造成实验误差;根据表中80℃时各物质的溶解度,对照操作示意图知:A➝B无固体析出,故A为不饱和溶液,且A到B时,溶质质量没变．A溶液的质量应为120g水与80℃时120g水中溶解的KNO3的质量之和．

画线部分为溶解度的四要素．

饱和溶液:

一定温度、一定量溶剂不能再溶解溶质时,所得溶液为该物质的饱和溶液．

不饱和溶液:

一定温度、一定量溶剂还能继续溶解溶质,所得溶液为该物质的不饱和溶液．

例2　60℃时,50克水中溶解10．47克M恰好达到饱和,则M属于(　)．

A．易溶物质　B．可溶物质

C．微溶物质　D．无法确定

解题思路　20℃时物质的溶解度与溶解性有一定的关系,虽已知60℃时物质M的溶解度,但无法知道20℃时,该物质的溶解度,因而无法确定其溶解性．

例3　淡化海水可采用膜分离技术．如图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水．对加压后右侧海水成分变化进行分析,正确的是(　)．

A．溶质质量增加　B．溶剂质量减少

C．溶质质量减少　D．溶剂质量增加

例3图

(福建省厦门市竞赛题)

解题思路　加压时,水分子通过淡化膜,海水中的各种离子,如Ca2＋、Mg2＋却不能通过,故这些离子的个数不会减少,质量也不会减少．

例4　为了研究物质的溶解现象,设计并进行了如下实验．

(1)对比实验①、②的现象,可得出的结论是________________________．

(2)设计实验②、③的目的是______________________________________．

(北京市中考题)

解题思路　相同条件时,同一物质在不同溶剂中溶解性不同,不同的物质在同一溶剂中溶解性也不同,题中所设计对比实验验证以上结论．

例5　下表给出部分物质在不同温度下的溶解度:

分离食盐和纯碱混合物的最佳温度是________;若将含少量食盐的纯碱制成高温下的饱和溶液,当调节到最佳分离温度时,结晶析出的物质主要是_________;为了提高晶体的纯度,应将过滤出来的晶体用_________(填“冷”或“热”)水进一步洗涤干净．

(辽宁省竞赛题)

解题思路　0℃时,NaCl与Na2CO3的溶解度相差最大,此时,Na2CO3的溶解度较小,溶解的Na2CO3量少,易于分离,由于NaCl的溶解度随温度的变化不大,所以主要是根据Na2CO3的溶解度来确定其分离的最佳温度,用冷水洗,避免析出的Na2CO3·10H2O又溶解．

例6　已知浓H2SO4溶于水,会使液体温度升高;NH4NO3溶于水,会使溶液温度降低．如右图所示实验:向烧杯中加入适量浓硫酸,试管中的混合物有什么变化?如果向烧杯中加入适量NH4NO3,试管中的混合物又有什么变化?

解题思路　有些物质溶解时会使溶液的温度发生显著的变化,浓H2SO4稀释放热,使试管中未溶解的KNO3晶体溶解．而NH4NO3溶解时吸热,故试管中有更多的KNO3晶体析出．

例6图

1．下列物质中属于溶液的是(　)．

A．豆浆　B．牛奶　C．碘酒　D．蒸馏水

2．下列说法中正确的是(　)．

A．同种溶质的饱和溶液一定比它的不饱和溶液的浓度大

B．饱和溶液降低温度析出晶体后就变为不饱和溶液

C．某饱和溶液温度升高时,若溶液的质量不变,则溶质的质量分数不变

D．固体溶质的饱和溶液温度降低时必定有晶体析出

(湖北省竞赛题)

3．根据如图所示溶解度曲线判断,下列说法正确的是(　)．

第3题图

A．28℃时,将40gKNO3溶于100g水得到饱和溶液

B．将43℃的Na2CO3饱和溶液升高10℃,有晶体析出

C．三种物质的饱和溶液由40℃降温至23℃,所得溶液中溶质质量:m(NaCl)＝m(KNO3)＞m(Na2CO3)

D．除去KNO3中混有的Na2CO3,可在40℃配成饱和溶液,再降温结晶、过滤

(2019年四川省绵阳市中考题)

4．在25℃时,向饱和的澄清石灰水中加入少量氧化钙,恢复到25℃时,关于该溶液的下列说法中正确的是(　)．

A．溶质质量不变　B．溶质质量减少

C．溶质的质量分数减少　D．溶质的质量分数增大

(湖北省竞赛题)

5．常温下,对100mL氯化钠饱和溶液进行如图所示实验．下列分析错误的是(　)．

第5题图

A．实验1后,甲、乙中溶液的溶质质量分数相等

B．实验2后,乙中比甲中氯化钠的溶解度大

C．实验2后,甲中溶液为氯化钠的不饱和溶液

D．实验2后,甲、乙中溶液所含溶质质量相等

(2019年河北省中考题)

讨论物质溶解度时,一定要强调温度．

氧化钙与澄清石灰水中的水反应,使溶剂量减少．

原溶剂为150g,后蒸发掉50g水,所以溶剂的质量实为100g,这是非常关键的节点．

6．如图表示甲、乙两种固体(均不含结晶水)物质饱和溶液的溶质质量分数随温度变化的曲线．现分别向50g甲、80g乙固体中各加入150g水,并加热至完全溶解,同时各蒸发掉50g水．下列分析正确的是(　)．(www.xing528.com)

第6题图

A．冷却至t℃时,甲、乙两种溶液的溶质质量分数相等

B．冷却至t℃时,甲、乙均有晶体析出

C．冷却至0℃时,乙析出的晶体多

D．0℃时,甲的溶解度大于乙

(上海市竞赛题)

7．PbO能溶解在不同质量分数的NaOH溶液中,其溶解度曲线如图所示．下列叙述错误的是(　)．

A．100℃时,PbO在35%NaOH溶液中的溶解度为100g·L－1

B．60℃时,PbO在35%NaOH溶液中的溶解度大于在10%NaOH溶液中的溶解度

C．20℃时,PbO在10%NaOH溶液中所溶解的质量,一定小于在35%NaOH溶液中所溶解的质量

D．80℃时,将PbO溶解在10%NaOH溶液中达到饱和,然后降温至40℃,该过程中一定析出固体

第7题图

(2019年云南省昆明市中考题)

8．甲物质的溶解度(S)随温度(t)变化曲线如图所示,下列说法正确的是(　)．

第8题图

A．20℃时,甲易溶于水

B．60℃时,甲的溶解度约为0．6

C．将80℃时甲的溶液降温至40℃,一定析出甲晶体

D．90℃时,在50g水中加入0．7g甲,充分搅拌后得到饱和溶液

(云南省昆明市中考题)

PbO(一氧化铅)难溶于水,但能溶于NaOH溶液．

某温度时物质的溶解度一定大于该温度时,同种物质的饱和溶液的质量分数的数 值．例 如:20℃,NaCl溶解度为36g,20℃,NaCl饱和溶液的溶质质量分数为26．5%．

t℃时,M所形成的溶液溶质质量分数为33．3%,为不饱和溶液,无固体析出；t℃时,100g水中最多溶解N的质量为66．7g,故降温至t℃时,有N析出,该温度时N的溶液为饱和溶液．

9．右图为M,N两种物质在饱和溶液中溶质的质量分数(a%)随温度(t℃)变化的曲线．现将50gM物质和80gN物质分别溶于150g水中并同时加热,均蒸发掉50g水,冷却到t℃．下列说法正确的是(溶液加热时,M,N不挥发也不发生反应)(　)．

第9题图

A．M,N都从溶液中析出

B．只有N从溶液中析出

C．M的溶液为饱和溶液

D．N的溶液为不饱和溶液

(山西省竞赛题)

10．溶液在生活、生产和科学研究中具有广泛的用途．

(1)为了加快冰糖在水中的溶解,你的方法是________________________．

(2)物质的溶解性受多种因素影响,请设计实验加以证明．在下表①、②实验中任选一个完成表中内容．(可选用的物质有:碘、氯化钾、水、酒精、硝酸钾和汽油)

(3)甲、乙物质在水中的溶解度曲线如图甲所示．在两支分别盛有等质量甲、乙物质的试管中,加入等体积的水,振荡,然后一起放入盛有水的烧杯中,试管底部均有固体剩余,如图乙所示,此时水温为20℃．

第10题图

①若向烧杯中的水里加入硝酸铵固体,A中固体增加,则A中的溶质是___________(填“甲”或“乙”)．

②若A,B中的溶质分别是甲、乙,向烧杯中的水里加入一定量NaOH固体后,比较甲、乙溶液中溶质的质量分数的相对大小:_____________．

(贵州省贵阳市中考题)

第9题解题思路与第6题相似,但问题的切入点不同．

11．20℃时,将不同质量的NaCl晶体分别加入100g水中,充分溶解后所得溶液质量与加入NaCl晶体质量的对应关系如下表:

请回答下列问题:

(1)A组的溶液为___________(填“饱和”或“不饱和”)溶液．

(2)C组X的值为__________．

第11题图

(3)如图为NaCl的溶解度曲线,图上a点纵坐标的值为___________．Ca(OH)2的溶解度随温度变化的趋势与NaCl相反．则室温时,向饱和石灰水中加入少量生石灰,并恢复到室温,此时溶液中溶质的质量___________(填“＞”“＜”或“＝”)原溶液中溶质的质量．

(陕西省中考题)

12．研究物质的溶解对于生产、生活有着重要意义．

①下表是硝酸钾的部分溶解度数据．

由表中数据可知,硝酸钾的溶解度随温度升高而_________(选填“变大”或“变小”)．

60℃时硝酸钾饱和溶液中,溶质与溶剂的质量比为_________,能将该饱和溶液转化为不饱和溶液的一种方法是________．

②探究20℃时配制硝酸钾溶液过程中,溶质质量分数与加入水的质量关系．向硝酸钾中分批加水,充分搅拌,现象如下图所示:

第12题图1

坐标图中,符合实验结果的描点可能是_________(选填编号)．

第12题图2

③取等质量甲和乙两种物质(均不含结晶水)进行如下图所示实验,最终烧杯中析出固体的质量乙大于甲．

第12题图3

40℃时,甲的溶解度________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙的溶解度．

根据本实验结果,能否判断40℃～80℃间甲、乙哪种物质的溶解度变化随温度影响更大?_________(选填“能”或“不能”)．

(2019年上海市中考题)

13．根据表中数据,回答问题．

物质在不同温度、不同溶剂中的溶解度对于分离提纯物质有重要的指导意义．

(1)20℃时,KNO3的溶解度是__________g;

(2)60℃时,200gKNO3溶液中含溶质100g,将该溶液降温至20℃,可析出KNO3__________g;

(3)NaCl溶液中含有少量KNO3,提纯NaCl,采用的方法是________________(选填“蒸发结晶”或“降温结晶”)．

(吉林省长春市中考题)

14．以饱和NaCl溶液和饱和NH4HCO3溶液为原料制备NaHCO3的原理为:NaCl＋NH4HCO3NaHCO3↓＋NH4Cl(已知碳酸氢铵在40℃受热易分解)回答下列问题:

(1)该反应中的四种物质溶解度曲线如右图所示:

①35℃时,比较A,B溶解度的大小:A______B．(填“＞”或“＜”)

②图中表示碳酸氢钠溶解度曲线的是______．(填“A”或“B”)

第14题图

(2)为探究NaHCO3析出的最佳条件,完成了以下几组实验:

①实验c和d的目的是___________________________________________．

②表格中X的数值可能是___________．

A．85．8　B．86．8　C．92．1　D．93．1

③在相同反应时间,40℃时碳酸氢钠的产率比35℃时低的原因是______________________________________________________________________．

(广东省广州市中考题)

NaHCO3是易溶于水的物质,但在一定温度时,容易析出结晶形成沉淀,所以在化学方程式中标“↓”符号．

例1　①NH4Cl　②37．0　③b　a　④Ⅰ．不饱和　Ⅱ．ac

例2　D　例3　B

例4　(1)KMnO4在水中的溶解性比在汽油中强　(2)比较KMnO4和I2在汽油中的溶解情况

例5　0℃　Na2CO3·10H2O　冷

例6　KNO3晶体完全或部分溶解．　会有更多KNO3晶体析出．

1．C　2．C　3．B　4．B　5．B　6．C　7．C　8．D　9．B

10．(1)搅拌(或加热)　(2)

(3)①甲　②当温度小于t1℃时,甲＜乙；当温度等于t1℃时,甲＝乙；当温度大于t1℃时,甲＞乙

11．(1)不饱和　(2)120　(3)36　＜

12．①变大　11∶10　加水(合理即可)　②bd　③大于　不能

13．(1)31．6　(2)68．4　(3)蒸发结晶

14．(1)①＞　②B　(2)①探究相同反应温度时,反应时间对NaHCO3产率的影响　②C　③在40℃时,NH4HCO3受热容易分解,导致反应物减少