2022年高考化学二轮复习核心素养提升2 剖析溶解度曲线、破解审题障碍 (含解析)
展开素养说明:固体溶解度的概念属于初中知识体系,气体的溶解度属于知识拓展内容,与之有关的溶度积属于高中知识,本素养属于知识衔接部分。设计本素养,可以进一步强化学生学习化学的科学方法,真正做到“从生活到化学,从化学到社会”,所以通过图表,让学生进一步得到物质溶解度的变化规律,从而培养学生识图能力,阅读查找数据能力和比较分析能力。
1.溶解度
在一定温度下,某固体物质在100 g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。
固体物质溶解度(饱和溶液)S=×100 g。
影响溶解度大小的因素
(1)内因:物质本身的性质(由结构决定)。
(2)外因:
①溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)。
②温度的影响:升温,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如Ca(OH)2;温度对NaCl的溶解度影响不大。
2.溶解度曲线
(1)定义:溶解度曲线是同种物质在不同温度下的溶解度绘制出来的曲线,一般随着温度的升高而升高,但是少部分物质会随着温度的升高而降低。由于固体物质的溶解度随温度变化而变化,该变化可以用溶解度曲线来表示;用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,绘出固体物质的溶解度随温度变化的曲线就叫做溶解度曲线。
(2)曲线举例
(3)应用:利用溶解度曲线选择不同的物质分离方法
①溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶,趁热过滤的方法。
②溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法;若KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
[题型专练]
题型一 溶解度曲线概念的理解
1.(安徽高考)蔗糖是生活中常用的调味剂其溶解度曲线如下图。下列说法正确的是( )
A.蔗糖在热水中的溶解度比在冷水中的小
B.将蔗糖饱和溶液蒸发溶剂后恢复至原温度,有结晶现象
C.温度升高,溶液中蔗糖的质量分数一定增大
D.t1℃和t2℃时的两份蔗糖溶液,所含溶质的质量不可能相等
解析 A.由于蔗糖的溶解度随温度的升高而增大,故A错误;B.给蔗糖的饱和溶液蒸发溶剂再恢复到原来的温度,则原来溶解在这部分溶剂中的溶质就会结晶析出,故B正确;C.如果只是单纯的温度升高,在不考虑溶剂蒸发的情况下,溶液中若没有未溶解的溶质存在,则溶液中溶质的质量分数则不发生变化,故C错误;D.由于温度越高溶解度越大,只能说这两个温度下的饱和溶液中溶质的质量分数不可能相等,但溶液所含溶质的质量可能相等,故D错误。
答案 B
2.(2014·新课标Ⅰ卷,11)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.溴酸银的溶解是放热过程
B.温度升高时溴酸银溶解速度加快
C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4
D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯
解析 A项,由题图可知,随着温度升高,溴酸银的溶解度逐渐增大,因此AgBrO3的溶解是吸热过程,错误;B项,由图像曲线可知,温度升高斜率增大,因此AgBrO3的溶解速度加快,正确;C项,由溶解度曲线可知,60 ℃时AgBrO3的溶解度约为0.6 g,则其物质的量浓度为0.025 mol·L-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)·c(BrO)=0.025×0.025≈6×10-4,正确;D项,由于温度对KNO3的溶解度的影响程度远大于AgBrO3,故可用重结晶的方法提纯含有少量AgBrO3的KNO3,正确。
答案 A
题型二 根据溶解度及溶解度曲线选择分离、提纯方法
3.(2018·山东德州一中三模)已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体
B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体
C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯
D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
解析 因NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,故A正确;因MgCl2能够水解,水解产生了氢氧化镁和氯化氢,加热水解平衡正向移动,氯化氢易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干得到的固体为氢氧化镁,故B错误;因Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,故C正确;反应MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,故D正确。
答案 B
4.(广东化学)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题:
(1)欲制备10.7 g NH4Cl,理论上需NaCl________ g。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有________、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。
(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为______。
(4)不用其他试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_____________________________________________________________________。
(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是________。
解析 根据氯守恒可列关系求m(NaCl)=10.7 g×58.5 g/mol÷53.5 g/mol=11.7 g,氯化铵的溶解度随温度变化较大,而硫酸钠在30~100 ℃变化不大,故可用冷却结晶法。但温度不能太低以防硫酸钠析出。所以应大约在33~40 ℃。
答案 (1)11.7
(2)蒸发皿
(3)35 ℃(33 ℃~40 ℃都可以)
(4)加热法;取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净
(5)重结晶
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