1、溶液的配制及分析溶解度的概念及计算1.(2023年太原模拟)某温度下,V mL不饱和NaNO3溶液a g,蒸发掉b g水或加入b g NaNO3固体(恢复到原温度)均可使溶液达到饱和,则下列各量的计算结果正确的是()A.该温度下NaNO3的溶解度为50 gB.原不饱和溶液的密度为 gmL-1C.原不饱和溶液中NaNO3的质量分数为% D.原不饱和溶液中NaNO3的物质的量浓度为 molL-1【解析】选D。蒸发掉b g水或加入b g NaNO3固体,能使溶液达到饱和,说明b g水溶解b g NaNO3达到饱和,利用=,代入数值得出:=,求出溶解度为100 g,故A错误;根据密度的定义,原不饱和溶
2、液的密度为= gmL-1,故B错误;令原溶液中溶质的质量为x g,蒸发掉b g水达到饱和,则有=,解得x= g,原不饱和溶液中NaNO3的质量分数为100%=%,故C错误;根据物质的量浓度的定义,c= molL-1,故D正确。2.下表是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水):(假设:盐类共存时不影响各自的溶解度,分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计)NaNO3KNO3NaClKCl10 80.521.235.731.0100 17524639.156.6用物质的量之比为11的硝酸钠和氯化钾为原料,制取硝酸钾晶体,其流程如图所示以下说法错误的是()A.和的实验过程中,都需要控制温度B.实验操作
3、依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤C.实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤D.用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好【解析】选C。A项,实验为蒸发浓缩,实验为冷却结晶,均需要控制温度,正确;B项,实验分离出NaCl,操作依次为加水溶解、蒸发浓缩、趁热过滤,正确;C项,实验操作为冷却结晶,错误;D项,用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好,可减少硝酸钾的溶解,正确。3.2018年11月19日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射两颗北斗导航卫星。高氯酸钾(KClO4)可作为火箭推进剂,下表是高氯酸钾在不同温度的溶解度。下列说法正确的是()温度/2
4、0406080溶解度/g1.683.737.313.4A.20 时高氯酸钾的溶解度为1.68B.40 时,将4 g高氯酸钾溶于100 g水中可得到104 g溶液C.80 的高氯酸钾饱和溶液冷却至40 有结晶现象D.高氯酸钾的溶解度随温度升高而减小【解析】选C。溶解度的单位是克,20 时高氯酸钾的溶解度为1.68 g,A错误;40 时,高氯酸钾的溶解度为3.73 g,40 时,将4 g高氯酸钾溶于100 g水,最多只能溶解3.73 g,不能得到104 g溶液,B错误;高氯酸钾在不同温度时的溶解度不同,随着温度的升高而增大,80 的高氯酸钾饱和溶液冷却至40 ,有晶体析出,有结晶现象,C正确,D错
5、误。【加固训练】某温度下,向100 g澄清的饱和石灰水中加入5.6 g生石灰,充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述正确的是()A.沉淀物的质量为5.6 gB.沉淀物的质量为7.4 gC.饱和石灰水的质量大于98.2 gD.饱和石灰水的质量小于98.2 g【解析】选D。因为原石灰水是饱和的,当加入生石灰后,0.1 mol生石灰要消耗石灰水中的水0.1 mol,生成7.4 g氢氧化钙并析出,同时因为原饱和石灰水减少了1.8 g水,致使其中的溶质氢氧化钙也会析出一部分,故溶液减少的质量会大于1.8 g,所以最后饱和石灰水的质量就小于98.2 g。【归纳提升】物质的量浓度、溶解度、质量分数的相互换算1
6、.溶质的质量分数w与物质的量浓度cc=(密度的单位为gcm-3或gmL-1)2.饱和溶液溶质的质量分数与溶解度w=100%,c=(密度的单位为gcm-3或gmL-1)溶解度曲线及应用4.(2023年吴忠模拟)如图是MgSO4、NaCl的溶解度曲线。下列说法正确的是()A.MgSO4的溶解度随温度升高而增大B.NaCl的溶解度比MgSO4的溶解度大C.在t2 时,MgSO4的饱和溶液通过降温或升温均能析出晶体D.把MgSO4饱和溶液的温度从t3 降至t2 时,有晶体析出【解析】选C。A项,t2 之前,MgSO4的溶解度随温度的升高而增大,t2 之后,随温度的升高而降低;B项,t1 、t3 时,N
7、aCl、MgSO4的溶解度相等;C项,t2 时溶解度最大,温度升高或降低,溶解度均减小;D项,把MgSO4饱和溶液的温度从t3 降至t2 时,由饱和溶液变成不饱和溶液,不会有晶体析出。5.有关物质的溶解度如图所示。向“含Na2Cr2O7的滤液”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_得到的K2Cr2O7固体产品最多。()A.80 B.60 C.40 D.10 【解析】选D。发生反应为2KCl+Na2Cr2O7K2Cr2O7+2NaCl,由图象并结合选项可知,在10 左右时得到的K2Cr2O7固体最多。6.(2023年淮阴模拟)As2O3在医药、电子等领域有重要
8、应用。某含砷元素(As)的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。(1)“碱浸”的离子方程式_。(任写一个)(2)通入氧气的作用_。(3)“还原”过程反应的化学方程式是_。(4)“还原”后加热溶液,H3AsO3分解为As2O3,同时结晶得到粗As2O3。As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如图所示。为了提高粗As2O3的沉淀率,“结晶”过程进行的操作是_。【解析】(1)H3AsO4与氢氧化钠反应转化为Na3AsO4,反应的化学方程式H3AsO4+3NaOHNa3AsO4+3H2O;(2)向Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液中通入氧气,氧气将Na3AsO3氧化为Na3AsO
9、4;(3)“还原”过程中二氧化硫将H3AsO4还原为H3AsO3,自身被氧化生成硫酸,反应为H3AsO4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4;(4)由图可知,硫酸浓度约为7 molL-1,25 时As2O3的沉淀率最大,易于分离,故为了提高粗As2O3的沉淀率,调硫酸浓度约为7 molL-1,冷却至25 ,过滤。答案:(1)H3AsO4+3OH-As+3H2O(答案合理即可)(2)将As氧化生成As(3)H3AsO4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4(4)调硫酸浓度约为7 molL-1,冷却至25 ,过滤【加固训练】1.如图是A、B两种物质的溶解度曲线,下列说法不正确的是()A.A物
10、质的溶解度随温度升高而增大B.t2 时,A物质的溶解度大于B物质的溶解度C.温度越高A的饱和溶液溶质质量分数越大D.t1 时,A、B两种物质饱和溶液的质量分数为25%【解析】选D。A.根据物质的溶解度与温度的关系可知:A物质的溶解度随温度升高而增大,正确;B.在温度是t2 时,A物质的溶解度大于B物质的溶解度,正确;C.由于A的溶解度随温度的升高而增大,溶质的质量增加,溶剂质量不变,所以A的饱和溶液温度越高,溶质质量分数越大,正确;D.t1 时,A、B两种物质溶解度是25 g,表示100 g水最多溶解溶质的质量是25 g,则在该温度下,饱和溶液的质量分数为(25125)100%甲丙。(3)由不
11、饱和溶液变为饱和溶液的方法有增加溶质、蒸发溶剂,由于丙物质的溶解度随温度的升高而减小,所以升高温度会变为饱和溶液。(4)据饱和时质量分数的计算式w=100%,即溶解度越大质量分数也就越大;降温至10 时乙的溶解度大于甲的,所以降温后乙的溶液溶质质量分数大于甲,因为丙溶液降温后溶解度变大,溶质质量分数没变,由于10 时甲的溶解度大于50 时丙的溶解度,所以溶质质量分数最小的是丙。答案:(1)40 g(2)乙甲丙(3)升高温度或蒸发水分等(4)丙3.高氯酸铵可用作火箭推进剂,实验室可由NaClO3等原料制取(部分物质溶解度如图),其实验流程如下:(已知氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠)(1)80
12、 时浸取液冷却至0 过滤,滤渣的主要成分为_(写化学式)。(2)反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为_。【解析】(1)80 时浸取液主要含有NaClO4和NaCl,NaClO4溶解度受温度影响较大,而NaCl受温度影响很小,当冷却至0 时,NaClO4会因温度降低溶解度减小而析出,所以滤渣中主要物质是NaClO4。(2)反应器中含有NaClO4,加入氯化铵饱和溶液后,根据不同物质的溶解度相对大小关系,可知溶解度最小的NH4ClO4首先结晶析出,发生反应的离子方程式为N+ClNH4ClO4。答案:(1)NaClO4(2)N+ClNH4ClO4【归纳提升】溶解度曲线上的点、线、面1.点
13、的意义(1)溶解度曲线上的点表示物质在该点所示温度下的溶解度,溶液所处的状态是饱和溶液。(2)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。2.线的意义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.面的意义对于曲线下部面上的任何点,依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液;曲线上部面上的点,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。- 7 -