溶解度和溶质的质量分数(提高) 知识讲解

溶解度和溶质的质量分数(提高)

撰稿:熊亚军 审稿:于洋

【学习目标】

1.掌握饱和溶液、不饱和溶液、溶解度等概念及相互关系;掌握溶解度曲线的意义及应用。 2.认识一种溶液组成的表示方法——溶质的质量分数;掌握溶质质量分数的有关计算。 3.初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。 【要点梳理】

要点一、饱和溶液、不饱和溶液(高清课堂《溶解度》一)

1.饱和溶液:在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫做饱和溶液。

2.不饱和溶液:在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质还能继续溶解时的溶液,叫做不饱和溶液。

3.饱和溶液、不饱和溶液的转化方法:

大多数情况下饱和溶液和不饱和溶液存在以下转化关系(溶质为固体):

4.判断溶液是否饱和的方法:

一般说来,可以向原溶液中再加人少量原溶质,如果溶解的量不再增大则说明原溶液是饱和溶液,如果溶解的量还能增大则说明原溶液是不饱和溶液。 【要点诠释】

1.饱和溶液、不饱和溶液概念的理解

(1)首先要明确“一定条件”、“一定量的溶剂”。在某一温度和一定量的溶剂里,对某种固态溶质来说饱和了,但若改变温度或改变溶剂的量,就可能使溶液不饱和了。如室温下,100 g水中溶解31.6 g KNO3达到饱和,若升高温度或增大溶剂(水)量,原来饱和溶液就变为不饱和溶液。所以溶液饱和与否,首先必须明确“一定条件”和“一定量的溶剂”。

(2)必须明确是某种溶质的饱和溶液或不饱和溶液。如:在一定条件下不能再溶解食盐的溶液,可能还能继续溶解蔗糖,此时的溶液对于食盐来说是饱和溶液,但是对于蔗搪来说就是不饱和溶液。 2.由于Ca(OH)2的溶解度在一定范围内随温度的升高而减小,因此将Ca(OH)2的不饱和溶液转化为饱和溶液,在改变温度时应该是升高温度;将熟石灰的饱和溶液转化为不饱和溶液,在改变温度时应该是降低温度。

要点二、溶解度、溶解度曲线

1.固体的溶解度:(高清课堂《溶解度》二)

在一定温度下,某固态物质在100g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。如果不说明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。 2.正确理解固体的溶解度概念需要抓住四个因素:

(1)一定温度。同一种固体物质在不同温度下对应的溶解度是不同的,因此必须指明温度。 (2)100g溶剂。此处100 g是指溶剂质量,不能误认为溶液质量。

(3)饱和状态。在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂里所溶解的最大质量为这种物质在这种溶剂里的溶解度。 (4)单位:g

3.影响固体溶解度的因素:

(1)溶质、溶剂的性质;(2)温度。

4.固体物质的溶解度与溶解性的关系:

20℃溶解度/g 物质的溶解性 实例 >10 易溶 NaCl 10~1 可溶 KClO3 1~0.01 微溶 Ca(OH)2 <0.01 难溶 CaCO3 5.溶解度曲线:

(1)当溶质一定、溶剂一定时.固态物质的溶解度主要受温度的影响,也就是说,固态物质的溶解度是温度的函数。这种函数关系既可用表格法表示,也可以用图像法(溶解度曲线)来表示。用纵坐标表

示溶解度,横坐标表示温度,得到物质溶解度随着温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。 (2)温度对固体溶解度的影响规律

①大多数物质的溶解度随温度升高而增大(如KNO3) ②少数物质的溶解度受温度影响不大(如NaCl)

③极少数物质的溶解度随温度升高而减小(如Ca(OH)2) (3)溶解度曲线的意义及应用

①根据溶解度曲线可以查出某温度下该物质的溶解度;也可以查出该物质已知溶解度所对应的温度。曲线上的点即该物质对应温度时的溶解度,按其数据配成的溶液正好为饱和溶液;若按曲线下面的任何一点的数据所配溶液,均为该温度下该物质的不饱和溶液;如按曲线上面任何一点所表示的数据配制溶液,溶液中均含有未溶解的晶体,所配溶液为饱和溶液。

②固体物质的溶解曲线主要有三种情况:“陡升型”,该类物质(大多数固体物质)的溶解度随温度升高而明显增大;“缓升型”,这类物质(少数固体物质)的溶解度随温度升高变化不明显;“下降型”,它(极少数物质)的溶解度随温度升高而减小。

③不同物质在同一温度下的溶解度借助不同物质的溶解度曲线,可比较相同温度下各物质溶解的大小。

④几种物质溶解度曲线的交点,表示对应温度下几种物质的溶解度相等。 6.气体的溶解度:

(1)气体的溶解度是指该种气体在一定压强和一定温度时,气体溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积(气体的体积要换算成标准状况时的体积)。 (2)影响气体溶解度的因素 内因:气体和水本身的性质。

外因:①温度:随温度升高而减小;②压强:随压强增大而增大。 7.结晶:溶质从溶液中以晶体的形式析出的过程,叫做结晶。

(1)结晶通常有两种方法:一是蒸发溶剂,如将氯化钠溶液蒸发水分,就可以析出氯化钠晶体。二是改变饱和溶液温度,如将硝酸钾溶液降温,也可以析出硝酸钾晶体。

(2)海水晒盐:利用蒸发溶剂结晶的方法可以从海水中提取食盐。其过程是:先将海水引入蒸发池,经风吹日晒蒸发水分到一定程度,再导入结晶池,继续风吹日晒就逐渐析出食盐来。海水晒盐是靠蒸发

水分,海水进入贮水池,各成分基本不变,但在蒸发池中,随着水分的不断蒸发,溶剂不断减少,但溶质氯化钠的质量不变,只是浓度变大;达到饱和后继续蒸发,溶液中会析出氯化钠晶体,将晶体分离出去后剩下的溶液称为母液,它仍然是氯化钠的饱和溶液,利用其可生产出多种化工产品,因此海洋中蕴藏着丰富的资源。

【要点诠释】

1.温度是影响固体物质溶解度的唯一外界因素,振荡、搅拌只能加快固体物质的溶解速率,而不能改变固体的溶解度。

2.溶解度曲线既能定性地反映固体的溶解度受温度影响而变化的趋势,也能表示某固态物质在某温度下的溶解度,还能用于比较同一温度不同溶质的溶解度的大小。比较溶解度大小必须指明温度,否则无法比较。

3.气体的溶解度受温度和压强的影响。温度一定,气体的溶解度随压强的增大而增大,随压强的减小而减小;压强一定,气体的溶解度随温度的升高而减小,随温度的降低而增大。 要点三、溶质的质量分数、配制一定溶质质量分数的溶液

1.溶质的质量分数:是溶质质量与溶液质量之比。(高清课堂《溶质的质量分数》一) (1)溶质的质量分数=溶质质量/溶液质量 ×100%

(2)饱和溶液中溶质的质量分数=溶解度÷(100g+溶解度)×100% 2.配制50g溶质质量分数为5%的蔗糖溶液:

(1)实验用品:托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、量筒(10mL、100mL)蔗糖。 (2)实验步骤:

①计算:配制50g溶质质量分数为5%的蔗糖溶液所需要的溶质质量为50g×5%=2.5g,水的质量为50g-2.5g=47.5g。

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②称量(量取):用托盘天平称量2.5g蔗糖倒入烧杯中,把水的密度近似地看作1g/cm,用量筒量取47.5mL水。(思考:为什么不选用10mL的量筒呢?如果选用10mL的量筒,需要量取5次才能量取到所需的水,这样将会导致误差偏大。)

③溶解:把量好的水倒入盛有蔗糖的烧杯中,用玻璃棒搅拌,加速蔗糖的溶解。 ④贮存:把配好的溶液装入试剂瓶中,盖好瓶塞并贴上标签,放到试剂柜中。 【要点诠释】

1.溶质的质量分数一般用百分数表示;是溶质质量占溶液质量的百分比,而不是体积关系。

2.溶质的质量分数数学表示式中,溶质的质量是指被溶解的那部分溶质的质量,没有被溶解的那部分溶质的质量不能计算在内。

3.称量蔗糖时,要注意左物右码,规范使用托盘天平。如果砝码跟蔗糖左右颠倒(1g以下用游码),所配溶液就会变稀;量取水时,使用量筒要规范,读数要正确。如果俯视读数,所配溶液就会变浓。 要点四、溶液的稀释、浓缩

1.关于溶液稀释的计算:(高清课堂《溶质的质量分数》二、2) (1)溶液稀释前后,溶质的质量不变。

(2)若设浓溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,加水稀释成溶质的质量分数为b%的稀溶液B g,则

A g×a%=Bg×b%(其中B=A+m水) 2.关于溶液浓缩(无溶质析出)的计算:

(1)向原溶液中添加溶质:溶液增加溶质前后,溶剂的质量不变。增加溶质后,溶液中溶质的质量=原溶液中溶质的质量+增加的溶质的质量,而溶液的质量=原溶液的质量+增加的溶质的质量。若设原溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,加溶质Bg后变成溶质的质量分数为b%的溶液,则

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