九年级第一学期3.2 溶液同步达标检测题
展开知识01 溶解度曲线
1.溶解度曲线:溶解度曲线表示某物质在不同温度下的溶解度随温度变化的情况。
2.溶解度曲线的意义:
s(g/100g水)
t(℃)
t2
t1
O
m3
m4
m1
m2
B
c
a
b
A
(1)点
①曲线上的点:表示对应温度下该物质饱和溶液的溶解度。如,右图中a表示A物质在t1℃时溶解度为m1g。
②曲线上方的点:表示在对应温度下该物质的饱和溶液中存在不能继续溶解的溶质。如右图中b表示在t1℃时,A的饱和溶液中有(m2-m1)g未溶解的溶质。
③曲线下方的点:表示在对应温度下该物质的不饱和溶液。
④两条曲线的交点:表示两种溶质在统一温度下具有相同的溶解度。
(2)线
S(g)
t(℃)
C
B
A
O
①大多数固体物质溶解度随温度升高而增大,如右图中A物质,表现为“陡升型”,如KNO3等大多数固体物质;
②少数固体物质溶解度受温度影响很小,如图中B物质,表现为“缓升型”,如NaCl等少数固体物质;
③极少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如图中C物质表现为“下降型”,如气体及Ca(OH)2等极少数固体物质。
S(g)
t(℃)
A
O
(3)面
如图曲线A左边的是A物质的过饱和溶液区域,升温将多余的溶质溶解,可形成饱和溶液,右边是A物质的不饱和溶液区域,降温溶液将转化为饱和溶液。
3.溶解度曲线的应用
(1)溶解度曲线上的每一点,代表着某温度下某物质的溶解度,因此利用溶解度曲线可以查出某物质在不同温度下的溶解度,并根据物质的溶解度判断其溶解性;
(2)可以比较在同一温度下不同物质溶解度的相对大小;
(3)从溶解度曲线上的交点,可以判断哪些物质在该点所示的温度下具有相同的溶解度。
(4)根据溶解度曲线的形状走向,可以看出某物质的溶解度随温度的变化情况。并根据此情况可以确定从饱和溶液中析出晶体或进行混合物分离提纯的方法以及饱和溶液和不饱和溶液之间转化的方法。
例如:某物质的溶解度曲线“陡”,表明该物质溶解度随温度变化明显,提纯或分离该物质时适合采用降温结晶法。某物质溶解度曲线“平缓”,提纯或分离该物质时适合采用蒸发溶剂法。
(1)对于所有固体溶质的溶液,都可用“蒸发溶剂法”;
t/℃
溶解度/g
(2)对于形如的溶质的溶液,还可用“降温结晶法”;
(3)对于形如的溶质的溶液,一般只采用“蒸发溶剂法”;
(4)对于形如的溶质的溶液,还可用“升温结晶法”。
利用溶解度曲线可以确定一定质量的某物质的饱和溶液降温时析出晶体的质量。
例1(2021·上海静安·一模)如图是M、N两种固体物质(不含结晶水)的溶解度曲线,下列说法错误的是( )
A.图中A点表示两种物质在t℃时溶解度相等
B.M中含有少量N,通常采用降温结晶的方法提纯M
C.t1℃时分别将M、N饱和溶液升温到t2℃,所得溶液的溶质质量分数相等
D.t1℃时,M溶液恒温蒸发10g水析出1g晶体,再恒温蒸发20g水析出2g晶体
【标准答案】D
【精准解析】
A、由图可知,t1℃时,M和N相交于A点,故图中A点表示t1℃时,M和N的溶解度相等,不符合题意;
B、M、N的溶解度都随温度的升高而增加,M的溶解度受温度影响较大,N的溶解度受温度影响较小,故M中含有少量N,通常采用降温结晶的方法提纯M,不符合题意;
C、t1℃时分别将M、N饱和溶液升温到t2℃,M、N的溶解度增加,变为不饱和溶液,溶质质量分数均不变,t1℃时,M和N的溶解度相等,溶质质量分数相等,故升温后,所得溶液的溶质质量分数相等,不符合题意;
D、t1℃时,M的溶解度是25g,溶液恒温蒸发10g水析出1g晶体,说明该溶液是不饱和溶液,析出晶体后,变为饱和溶液,再恒温蒸发20g水析出5g晶体,符合题意。
故选D。
【变式1-1】(不定向)(2023·上海崇明·统考二模)现有t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的饱和溶液,将其均降温到t1℃,对所得溶液的描述正确的是
A.溶质质量分数:乙>甲=丙
B.溶液质量:乙>甲>丙
C.溶剂质量:丙>乙>甲
D.溶解度:乙>甲=丙
【答案】CD
【详解】A、降温过程中,甲、乙的饱和溶液均会析出固体,达到在t1℃时的饱和状态,丙溶液降温过程中溶液组成不变,会向左平移到与原来等高的位置,故在t1℃时,乙的点最高,其次是甲,最后是丙,溶质质量分数由大到小是甲、乙、丙,A错误;
B、原三种溶液质量相等,丙未析出固体,甲析出固体较多,乙析出固体较少,溶液质量由大到小是丙、乙、甲,B错误;
C、溶剂的质量在降温过程中不变,三种等质量的溶液在t2℃时溶质质量分数最大的溶剂质量最小,溶剂最小的是甲,其次是乙,最多的是丙,溶剂质量由大到小的顺序是丙>乙>甲,C正确;
D、溶解度大小与物质是否达到饱和状态无关,图中可知,t1℃时溶解度由大到小的顺序是乙>甲=丙,D正确。
故选:CD。
知识02物质从溶液中析出
1.晶体:具有规则几何形状的固体叫做晶体,如:氯化钠晶体、硫酸铜晶体等。
【注意】①不是所有的固体都是晶体,如:面粉;
②有些晶体中含有结晶水,如:硫酸铜晶体CuSO4·5H2O
2.结晶:形成晶体的过程叫做结晶,如海水晒盐等。
3.常用的结晶方法:
(1)蒸发溶剂:溶解度受温度影响变化比较小的固体物质,如:氯化钠等;
(2)冷却热饱和溶液(降温结晶):溶解度受温度影响比较大的固体物质,如:硝酸钾等。
4.分离可溶性固体形成的混合物的方法及步骤:
(1)蒸发溶剂:提纯“缓升型”物质,如:氯化钠中混有少量的硝酸钾;
操作步骤:溶解→蒸发→过滤→洗涤、干燥
(2)降温结晶:提纯“陡升型”物质,如:硝酸钾中混有少量的氯化钠;
操作步骤:溶解→加热浓缩(加热溶液至饱和)→冷却热饱和溶液(降温结晶)→过滤→洗涤、干燥
例1(上海浦东新·一模)20℃时KCl的溶解度是34g/100g水,按如图所示进行操作(整个过程中无溶剂损失)。以下说法正确的是
A.甲和丙都是KCl的饱和溶液
B.丁中溶液的溶质质量分数为34%
C.溶液中溶质质量大小的关系是:甲>丙=丁
D.若乙溶液恰好饱和,则40℃时KCl的溶解度为40g/100g水
【标准答案】D
【精准解析】
A、由,甲中还能继续溶解KCl,故甲中不是氯化钾的饱和溶液,故A项错误;
B、丁烧杯中为20℃时,KCl的饱和溶液,其溶质的质量分数为:,故B项错误;
C、丙、丁都是20℃时的饱和溶液,溶质的质量分数相等,40℃时含100g水的氯化钾溶液,再加入10g氯化钾至完全溶解,且20℃时只析出6g氯化钾,则丙的质量分数大于甲的质量分数,所以丙=丁>甲,故C项错误;
D、20℃是饱和溶液,100g水中含有34g氯化钾,且过滤析出6g氯化钾,若乙溶液恰好饱和,乙中溶质的质量为40g,40℃时KCl的溶解度为40g/100g水,故D项正确;
标准答案:D。
【变式1-1】(2023·上海金山·统考二模)《天工开物》中记载了许多我国古代劳动人民对物质的认识和应用的事例。如:石灰:“凡石灰经火焚炼为用。……用以砌墙、石,则筛去石块,水调黏合。”
硝石:“硝质与盐同母,大地之下潮气蒸成,现于地面。”
(1)文中石灰指氧化钙,请写出水调黏合过程中,氧化钙和水发生反应的化学方程式为____。
(2)硝石(硝酸钾)属于_________(选填“酸”“碱”或“盐)类物质,用洁净的铂丝蘸取硝酸钾溶液灼烧,透过蓝色钴玻璃,火焰为_________色。
(3)下表是硝酸钾和氯化钠在不同温度下的溶解度。
I.溶解度受温度的影响较大的物质是______(选填“KNO3”或“NaCl”)。
II.20℃时,在50 g水中投入20 g NaCl,待充分溶解后,所得溶液的质量为____ g。
III.现有含49gKNO3和7.2gNaCl的样品,某同学设计了如下提纯混合物中KNO3的实验步骤:
i.滤液B中,KNO3_______(选填“达到”或“未达到”)饱和状态。
ii.上述过程中采用的结晶方法是_______。
iii.步骤Ⅱ中蒸发ag水适宜的量为多少并结合相关数据说明理由。_____________
【答案】(1)CaO + H2O = Ca(OH)2
(2) 盐 紫
(3) KNO3 68 达到 冷却结晶 蒸发80g水,因为20℃时,7.2g氯化钠在20g水中恰好全溶,确保氯化钠全部溶解且降温到20℃时不析出,同时得到最多量的硝酸钾
【详解】(1)氧化钙和水发生反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO + H2O = Ca(OH)2;
(2)硝酸钾由硝酸根离子和钾离子构成,属于盐;钾离子的焰色反应火焰颜色是紫色;
(3)I、从表中看出,硝酸钾的溶解度随温度的升高变化更大,故填KNO3;
II、20℃时,氯化钠溶解度为36.0g,50g水可溶解18.0g氯化钠,故所得溶液的质量为50g+18.0g=68g;
III i、步骤三后得到硝酸钾固体和滤液,故滤液B中硝酸钾是饱和的;
ii、图中是先采用高温水溶解更多质量的硝酸钾,再冷却,使得硝酸钾溶解度下降、结晶出固体,采用的结晶方法是冷却结晶;
iii、因为20℃时,7.2g氯化钠在20g水中恰好全部溶解,为确保氯化钠全部溶解且降温到20℃时不析出,同时得到最多量的硝酸钾,可采用蒸发80g水。
例2(2021·上海闵行·一模)下表是硝酸钾和氯化钠的部分溶解度数据,回答下列问题。
①60℃时,硝酸钾的溶解度是_______。
②20℃,50g水中加入30g硝酸钾,所得溶液的质量是_______g。
③若硝酸钾中混有少量的氯化钠,提纯硝酸钾可采取的方法是_______。
④在20℃时,将等质量的硝酸钾和氯化钠分别加入到各盛有100g水的甲、乙两个烧杯中,充分搅拌后如图,说法错误的是_______(填序号)。
A 烧杯甲中溶液一定是不饱和溶液
B 烧杯乙中溶液的溶质是硝酸钾
C 若使烧杯乙中固体全部溶解,其溶液浓度一定增大
D 将温度升高到50℃,烧杯乙中的固体一定全部溶解
⑤20℃时,在100g水中溶解NaCl和KNO3,进行以下实验:
Ⅰ.溶液c所含溶质为_______,固体a为_______g。
Ⅱ.对整个实验过程思路点拨正确的是_______。
A 固体b是纯净物
B 溶液c、d中NaC1质量分数相等
C 溶液d中硝酸钾的质量小于氯化钠的质量
D 实验过程中硝酸钾溶液始终是不饱和溶液
【标准答案】110.0g/100g水 65.8 降温结晶法 AC KNO3、NaCl 114 AD
【精准解析】
①由表中数据可知,60℃时,硝酸钾的溶解度是110.0g/100g水
②由表中数据可知,20℃时,硝酸钾的溶解度是水,50g水中最多溶解硝酸钾的质量为 ,所以,所得溶解的质量为50g+15.8g=65.8g;
③硝酸钾的溶解度随温度变化远大于氯化钠,当硝酸钾中混有少量的氯化钠,可以用降温结晶法提纯硝酸钾;
④A、由表中数据20℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是31.6g/100g水和36.0g/100g水,对比烧杯中的溶解现象可知,加入的质量大于31.6g,小于或等于36.0g, 所以,不能判断烧杯甲中的溶液是否饱和,错误,符合题意;
B、由表中数据20℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是31.6g/100g水和36.0g/100g水,对比烧杯中的溶解现象可知,烧杯甲中的溶质是氯化钠,烧杯乙中的溶质是硝酸钾,正确,不符合题意;
C、烧杯乙中溶液为饱和溶液,若使烧杯乙中固体全部溶解,可以加水,其溶液浓度不变或者减小,错误,符合题意;
D、烧杯乙中的溶质是硝酸钾,加入硝酸钾的质量大于31.6g,小于或等于36.0g,50℃时硝酸钾的溶解度是110.0g,温度升高到50℃,烧杯乙中的固体一定全部溶解,正确,不符合题意;
故选AC;
⑤Ⅰ.20℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是31.6g/100g水和36.0g/100g水,100g水中加入15g硝酸钾全部溶解,150g氯化钠36g溶解,溶质为KNO3和NaCl;过滤以后的固体为未溶解的氯化钠,质量为150g-36.0g=114g
Ⅱ. AD由表中数据80℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是169.0g/100g水和38.4g/100g水,溶液C中的溶质为15g硝酸钾和36.0g氯化钠,温度升高到80℃,蒸发掉90g水以后,溶液中最多能溶解硝酸钾和氯化钠的质量为:, ,
A、溶液C温度升高到80℃,蒸发掉90g水,过滤后的固体b为氯化钠,是纯净物,正确,符合题意;
B、溶液c为氯化钠20℃时的饱和溶液,溶液d为氯化钠80℃时的饱和溶液,溶解度不同,质量分数也不相等,错误,不符合题意;
C、溶液d中硝酸钾的质量为15g,氯化钠的质量为3.84g,故选项说法错误,不符合题意;
D、20℃时,硝酸钾溶解度是31.6g/100g水,50g水中最多溶解,温度升高到80℃,蒸发掉90g水以后,溶液中最多能溶解硝酸钾的质量为:,加入硝酸钾的质量为15g,所以,实验过程中硝酸钾溶液始终是不饱和溶液,正确,符合题意;
故选AD。
【变式1-1】(2022·上海浦东新·统考二模)下表是KNO3在不同温度下的溶解度。
(1)20℃时,KNO3的溶解度是 。
(2)将一定量的KNO3晶体加入盛有100g水的烧杯中,缓缓升温、充分溶解,不同温度下烧杯中溶液质量如图所示。
Ⅰ.a、b、c、d四点对应的溶液中,属于饱和溶液的是 (选填字母)。
Ⅱ.b点对应的溶液质量为 g。
Ⅲ.d点对应的溶液,经过 、 、过滤、洗涤、干燥等操作,可以重新得到KNO3晶体。
【答案】(1)31.6g/100gH2O
(2) a、b 163.9 加热浓缩 降温结晶
【详解】(1)根据表格分析可知,20℃时,KNO3的溶解度是31.6g/100gH2O;
(2)Ⅰ、根据如图所示分析,60℃时,c点溶解的溶质质量为208g-100g=108g<110g(60℃时,KNO3的溶解度),所以c、d对应的溶液不是饱和溶液,而a、b对应的溶液是饱和溶液;
Ⅱ、40℃时,b点对应的溶液质量为100g+63.9g=163.9g
Ⅲ、由于硝酸钾的溶解度受温度影响较大,故d点对应的不饱和溶液,经过加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,可以重新得到KNO3晶体。
基础巩固
1.(2022·上海黄浦·统考二模)60℃和20℃时,氯化铵的溶解度分别为55.2 g/100 g水、37.2 g/100 g水。对60℃时,含有120 g水的氯化铵溶液进行如下图所示操作,有关说法正确的是
A.溶液①的溶质质量分数小于溶液②
B.溶液②为60℃时,氯化铵的不饱和溶液
C.溶液④中含氯化铵19.2 g
D.若溶液①蒸发25 g水,仍无氯化铵析出
【答案】A
【详解】A、由图可知溶液①恒温蒸发20g水后仍没有溶质析出,说明溶液①和溶液②中溶质质量相等,但因为溶剂减少,故溶液①的溶质质量分数小于溶液②,说法正确;
B、溶液②降温至20℃析出18g氯化铵,说明溶液③为饱和溶液,其中含有水100g,因20℃时,氯化铵的溶解度为37.2g,故其中含有溶质氯化铵为37.2g,则溶液②中含有溶质质量为37.2g+18g=55.2g,溶液②中水为100g,因60℃时,氯化铵的溶解度为55.2g,则溶液②为60℃时,氯化铵的饱和溶液,说法不正确;
C、溶液②降温至20℃析出18g氯化铵,说明溶液③为饱和溶液,溶液中含有水分100g,因20℃时,氯化铵的溶解度为37.2g,故其中含有溶质氯化铵为37.2g,因溶液③过滤后得到溶液④,故溶液④中含有溶质氯化铵为37.2g,说法不正确;
D、溶液①中含有水分120g,溶液①中含有溶质氯化铵为55.2g,60℃时,氯化铵的溶解度为55.2g,蒸发25 g水,则溶剂为95g,则在该温度下,95g水不能完全溶解55.2g氯化铵,故会析出晶体,说法不正确。
故选A。
2.(2023·上海·模拟预测)下图是甲、乙两种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线,结合图示判断,下列说法正确的是
A.甲的溶解度大于乙的溶解度
B.乙中混有少量的甲,用冷却热的饱和溶液的方法提纯乙
C.t1℃时,甲、乙饱和溶液中溶质的质量分数相等
D.将t2℃时甲、乙两种物质的饱和溶液降温至t1℃,析出晶体质量:甲一定大于乙
【答案】C
【详解】A、没有指明温度,无法比较溶解度,选项错误;
B、乙溶解度受温度影响小,甲溶解度受温度影响大,因此乙中混有少量的甲,用蒸发溶剂的方法提纯乙,选项错误;
C、t1℃时,甲、乙溶解度曲线交于一点,说明该温度下,二者溶解度相等,则饱和溶液中溶质的质量分数相等,选项正确;
D、将t2℃时甲、乙两种物质的饱和溶液降温至t1℃,虽然甲的溶解度变化较大,但由于未指明原溶液的质量关系,因此无法确定二者析出溶质的多少,选项错误。
故选:C。
3.(2023·上海徐汇·统考一模)分析如图所示的硝酸钾和氯化钠溶解度曲线,下列说法错误的是
A.t1℃时,硝酸钾和氯化钠在水中的溶解度相等
B.硝酸钾中混有少量氯化钠,可以用降温结晶的方法提纯硝酸钾
C.t2℃时,氯化钠溶液的质量分数可能大于硝酸钾溶液的质量分数
D.t2℃的硝酸钾饱和溶液降温到t1°C,析出晶体质量一定为(110-a)g
【答案】D
【详解】A、由图可知,t1℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线相交于一点,故该温度下,硝酸钾和氯化钠的溶解度相等,不符合题意;
B、由图可知,硝酸钾、氯化钠的溶解度均随温度的升高而增加,硝酸钾的溶解度受温度影响较大,氯化钠的溶解度受温度影响较小,故硝酸钾中混有少量氯化钠,可用降温结晶的方法提纯硝酸钾,不符合题意;
C、t2℃时,溶解度:硝酸钾大于氯化钠,该温度下,饱和溶液的溶质质量分数:硝酸钾大于氯化钠,但是溶液的状态未知,故t2℃时,氯化钠溶液的质量分数可能大于硝酸钾溶液的质量分数,不符合题意;
D、t2℃的硝酸钾饱和溶液降温到t1°C,降温后,硝酸钾的溶解度减小,有溶质析出,但是溶液质量未知,析出晶体质量不一定为(110-a)g,符合题意。
故选D。
4.(上海黄浦·统考三模)水是生命的源泉,也是不可缺少的资源.
①某矿泉水的主要矿物质成分及含量如下表:
这里Ca、K、Zn、F是指 (填“元素、原子、单质”).
②家用净水机中用活性炭的作用是 .
③能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验是 (填字母).
Ⅰ.氢气在氧气中燃烧生成水Ⅱ.水的蒸发Ⅲ.水的电解Ⅳ.水的净化
④如图所示是a、b、c三种物质的溶解度曲线,根据图示回答:
Ⅰ.P点的含义是 .
Ⅱ.t2℃时,将30ga物质加入到50g水中不断搅拌,溶液质量为 g.
Ⅲ.要把t1℃时C物质的不饱和溶液变为饱和溶液,有关说法正确的是 .
A 可以采取升高温度的方法 B 溶剂的质量一定不变
C 溶质的质量分数一定变大 D 溶质的质量可能不变
Ⅳ.若a溶液中含有少量b,则提纯a的方法是 .
Ⅴ.将t3℃时将等质量的a、b、c三种物质饱和溶液降温到t1℃时,三种溶液的溶剂质量大小关系是 .
【答案】 元素 吸附 Ⅰ,Ⅲ t1℃,a和c的溶解度相等,都为20g/100g水 75 AD 蒸发浓缩、降温结晶 c>b>a
【详解】①水的主要矿物质中的“Ca、K、Zn、F”等不是以单质、分子、原子等形式存在,而是指元素;
②活性炭有疏松多孔的结构,有很强的吸附性,净水时起到吸附和过滤的作用;
③能确认水是由氧元素和氢元素组成的实验要根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,氢气在氧气中燃烧生成水和水通电生成氧气和氢气,都能说明水中含有氢元素和氧元素.
④Ⅰ、由溶解度曲线可知,P点的含义是:t1℃,a和c的溶解度相等,都为20g/100g水;
Ⅱ.t2℃时,a的溶解度是50g,因此30ga物质加入到50g水中不断搅拌,形成溶液的质量=25g+50g=75g;
Ⅲ.A、C的溶解度随温度的升高而降低,可以采取升高温度的方法变为饱和溶液,故正确;
B、将C的不饱和溶液变为饱和溶液,若采取升温或增加溶质的方法,则溶剂质量不变,故错误;
C、若采取升温变为饱和溶液的方法,溶质的质量分数不变,故错误;
D、若采取升温或蒸发溶剂恰好至饱和的方法,则溶质质量不变,若采取增加溶质的方法,则溶质的质量增加,正确;
Ⅳ.若a溶液中含有少量b,则提纯a的方法是蒸发浓缩、降温结晶;
Ⅴ.将t3℃时a、b、c三种物质为a>b>c,将等质量的a、b、c三种物质饱和溶液降温到t1℃时,三种溶液的溶剂质量大小关系是a<b<c.
答案:
①元素;②吸附;③Ⅰ,Ⅲ;④Ⅰ.t1℃,a和c的溶解度相等,都为20g/100g水;
Ⅱ.75;Ⅲ.A D;Ⅳ.蒸发浓缩、降温结晶;Ⅴ.c>b>a.
5.(2022·上海浦东新·统考二模)下图是 NH4Cl、NaCl、NaHCO3(碳酸氢钠)三种物质的溶解度曲线,回答下列问题:
(1)60℃时,NH4Cl 的溶解度是 g/100g 水;
(2)能将接近饱和的 NaHCO3溶液转化为饱和溶液的一种方法是 ;
(3)60℃的饱和 NH4Cl 溶液中含有少量的 NaCl,提纯 NH4Cl 的方法是 ;
(4)20℃时,将 NH3、CO2通入饱和 NaCl 溶液中,可生成 NaHCO3和 NH4Cl,反应的化学方程式为:
Ⅰ、以上过程中,操作 a 是 ,产物中可作氮肥的是 ;
Ⅱ、经测定,以上反应中,参加反应的 NaCl 的物质的量为 1ml,20℃的固液混合物中,NaHCO3固体首先析出,而 NH4Cl 固体不析出,请结合相关数据分析说明 。
【答案】(1)55
(2)加入碳酸氢钠;降低温度;蒸发溶剂(任写一点)
(3)降温结晶(或冷却结晶或冷却热饱和溶液)
(4) 过滤 NH4Cl/氯化铵 1ml 氯化钠参加反应生成碳酸氢钠为 84g、氯化铵 53.5g。20℃150g水中最多溶解碳酸氢钠 15g、氯化铵 55.5g。所以碳酸氢钠首先析出,而氯化铵不析出
【详解】(1)由曲线可知,60℃时,NH4Cl 的溶解度是55g/100g 水。
(2)NaHCO3的溶解度随温度的升高而增大,故可通过加入碳酸氢钠或降低温度或蒸发溶剂的方法将将接近饱和的 NaHCO3溶液转化为饱和溶液。
(3)NH4Cl 、 NaCl的溶解度都随温度的升高而增大,但NH4Cl 受温度影响较大,NaCl受温度影响较小,所以可以通过降温结晶(或冷却结晶或冷却热饱和溶液)的方法提纯含有少量的 NaCl的NH4Cl。
(4)Ⅰ、操作 a 是将固体和液体分离的操作,故操作a是过滤;由流程可知NH4Cl 中含有氮元素,可用作氮肥。
Ⅱ、由可知,1ml 氯化钠参加反应生成碳酸氢钠为 84g、氯化铵 53.5g。由溶解度曲线可知,20 ℃碳酸氢钠的溶解度是10g, 氯化铵的溶解度是37g,所以,20 ℃时150g水中最多溶解碳酸氢钠 ,溶解氯化铵 ,所以碳酸氢钠首先析出,而氯化铵不析出。
6.(2022·上海普陀·统考二模)根据溶解度曲线,请回答下列问题:
(1)溶解度的单位是 。
(2)20℃时,将24gKNO3加到80g水中,充分搅拌后所得溶液的质量为 g。为了进一步提高该溶液的溶质质量分数,可进行的操作是 。
(3)60℃时,等质量的硝酸钾和氯化钾饱和溶液降温到20℃,析出固体最多的是 。
(4)硝酸钾中混有少量氢氧化钙,氢氧化钙的溶解度变化如图所示,为了分离硝酸钾两位同学设计了以下两种方法:
Ⅰ、溶解、加热浓缩、降温结晶、过滤,得硝酸钾固体
Ⅱ、溶解、加热至沸腾、趁热过滤、蒸发滤液,得硝酸钾固体
你认为方法 (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的硝酸钾纯度更高,理由是 。
(5)上述过滤所得的硝酸钾表面附着有可溶性杂质,可用 洗涤,达到既不损耗硝酸钾又能洗去杂质的目的。
【答案】(1)g/克
(2) 104 升温加氯化钾(上述得到的是恰好饱和的氯化钾溶液,如果只升温的话质量分数不变)
(3)硝酸钾
(4) Ⅰ 硝酸钾的溶解度随温度下降而下降,氢氧化钙的溶解度随温度下降而上升,降温结晶后只有硝酸钾会析出,而氢氧化钙不会析出,得到的硝酸钾固体更纯净
(5)硝酸钾饱和溶液
【解析】(1)
固体的溶解度表示在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。故溶解度的单位是“g”或“克”。
(2)
20℃时,硝酸钾的溶解度是30g,即该温度下100克水能溶解30克硝酸钾,那么80克水能溶解 硝酸钾,所以24克硝酸钾能完全溶解,故所得溶液的质量是24g+80g=104g;因为该溶液是恰好饱和的,所以提高该溶液的溶质质量分数应升高温度并继续加入硝酸钾。
(3)
60℃时,硝酸钾的溶解度大于氯化钾的,20℃时,硝酸钾的溶解度等于氯化钾的,所以由60℃降温到20℃,硝酸钾的溶解度变化大,所以析出固体最多的是硝酸钾。
(4)
方法Ⅰ得到的硝酸钾纯度更高,因为硝酸钾的溶解度随温度下降而下降,氢氧化钙的溶解度随温度下降而上升,降温结晶后只有硝酸钾会析出,而氢氧化钙不会析出,得到的硝酸钾固体更纯净。
(5)
为了达到既不损耗硝酸钾又能洗去杂质的目的,应用硝酸钾的饱和溶液去洗涤过滤所得的硝酸钾,这样硝酸钾不会溶解,而其他的可溶性杂质可溶解于溶液中而除去。
7.(2018秋·上海·九年级阶段练习)如图为A、B、C三种物质的溶解度曲线,请回答:
(1)P点表示的含义是 。
(2)t3℃时,A、B、C三者溶解度的大小关系为 。
(3)将t1℃时B的饱和溶液升温至t3℃,此时溶液的质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)t2℃时,将30克B溶解到60克水中,得到的溶液为 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”),溶质质量分数为 。
(5)从C的饱和溶液中获得C晶体的最佳方法为 。
【答案】 t2℃时,A、B物质的溶解度相等 A>B>C 减小 饱和溶液 28.6% 蒸发结晶
【详解】(1)通过分析溶解度曲线可知,P点表示的含义是:t2℃时,A、B物质的溶解度相等;
(2)通过分析溶解度曲线可知,t3℃时,A、B、C三者溶解度的大小关系为:A>B>C;
(3)将t1℃时B的饱和溶液升温至t3℃,溶解度减小,析出晶体,所以此时溶液的质量减小;
(4)t2℃时,B物质的溶解度是40g,将30克B溶解到60克水中,得到的溶液为饱和溶液,溶质质量分数为;
(5)C物质的溶解度受温度变化影响较小,所以从C的饱和溶液中获得C晶体的最佳方法为蒸发结晶。
模考训练
1.(不定向)(2021·上海虹口·统考一模)氯化钠和硝酸钾的部分溶解度(单位:g/ml 水)如下表所示。某硝酸钾样品中含有少量氯化钠,为得到较纯净的硝酸钾,进行如下实验。下列选项正确的是
A.溶液甲可能是硝酸钾的热饱和溶液
B.样品中硝酸钾的质量不小于 16.15g
C.若固体丙的质量大于 14.3g,则固体丙是硝酸钾
D.若固体丙是硝酸钾,则溶液甲、乙中氯化钠的质量分数相等
【答案】BC
【详解】A、90℃时,硝酸钾的溶解度为203g,10g水最多能溶解硝酸钾的质量为:,该硝酸钾样品中含有少量氯化钠20g,溶于10g水不可能形成饱和溶液,错误;
B、为得到较纯净的硝酸钾,氯化钠不析出,硝酸钾析出。10℃时,当氯化钠恰好饱和时,10g水中含有氯化钠的质量为,则硝酸钾的质量为20g-3.58g=16.42g,故样品中硝酸钾的质量不小于 16.15g,正确;
C、当冷却至10℃时,硝酸钾溶液是饱和溶液,则乙中含硝酸钾的质量为,氯化钠可能恰好饱和,此时含氯化钠质量3.58g,则溶液中硝酸钾和氯化钠的质量和为3.58g+2.12g=5.7g,则固体丙的质量为20g-5.7g=14.3g,正确;
D、由C解析,若固体丙是硝酸钾,则溶液甲、乙中氯化钠的质量分数不可能相等,错误;
故选BC。
2(不定向)(2023·上海崇明·统考二模)现有t2℃时等质量的甲、乙、丙三种物质(不含结晶水)的饱和溶液,将其均降温到t1℃,对所得溶液的描述正确的是
A.溶质质量分数:乙>甲=丙
B.溶液质量:乙>甲>丙
C.溶剂质量:丙>乙>甲
D.溶解度:乙>甲=丙
【答案】CD
【详解】A、降温过程中,甲、乙的饱和溶液均会析出固体,达到在t1℃时的饱和状态,丙溶液降温过程中溶液组成不变,会向左平移到与原来等高的位置,故在t1℃时,乙的点最高,其次是甲,最后是丙,溶质质量分数由大到小是甲、乙、丙,A错误;
B、原三种溶液质量相等,丙未析出固体,甲析出固体较多,乙析出固体较少,溶液质量由大到小是丙、乙、甲,B错误;
C、溶剂的质量在降温过程中不变,三种等质量的溶液在t2℃时溶质质量分数最大的溶剂质量最小,溶剂最小的是甲,其次是乙,最多的是丙,溶剂质量由大到小的顺序是丙>乙>甲,C正确;
D、溶解度大小与物质是否达到饱和状态无关,图中可知,t1℃时溶解度由大到小的顺序是乙>甲=丙,D正确。
故选:CD。
3.(2023·上海崇明·统考一模)硝酸钾(KNO3)和氯化钾(KCl)的部分溶解度数据如下表:
(1)20℃时,硝酸钾的溶解度 (填“大于”“小于”或“等于”)氯化钾的溶解度。
(2)溶解度受温度的影响较大的物质是 (选填“KNO3”或“KCl”)。
(3)40℃时, (填“可以”或“不可以”)配制溶质质量分数为30%的KCl溶液。
(4)现有含122gKNO3与15.5gKCl的混合物,某同学设计了如下提纯混合物中KNO3的实验步骤:
流程中ag水适宜的量为多少并说明理由: 。
【答案】(1)小于
(2)KNO3
(3)不可以
(4)50g,确保氯化钾全部溶解且降温到10℃时不析出,同时得到最多量的硝酸钾
【详解】(1)根据表中数据可知,20℃时,硝酸钾的溶解度31.6g,氯化钾的溶解度是34g,20℃时,硝酸钾的溶解度小于氯化钾的溶解度;
(2)由溶解度表可知,溶解度受温度的影响较大的物质是KNO3;
(3)40℃时,氯化钾饱和溶液的溶质质量分数为:,所以不可以配制溶质质量分数为30%的氯化钾溶液;
(4)过程中加入水适宜的量为50g,因为100℃时硝酸钾的溶解度是246g,要溶解122g的硝酸钾有50g的水足够,且15. 5g的氯化钾也能全部溶解,10℃时氯化钾的溶解度为31. 0g,即100g水中最多溶解31. 0g氯化钾,50g水中最多溶解15. 5g氯化钾,确保氯化钾全部溶解且降温到10℃时不析出,同时得到最多量的硝酸钾。
学习目标
重难点
1.知道溶解度的两种不同呈现形式-溶解度曲线和溶解度表;
2.能运用溶解度曲线解决问题
重点:知道晶体和结晶的概念并掌握结晶的原理、方法及其应用范围。
温度(℃)
0
10
20
30
40
100
溶解度(g/100g水)
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
39.8
KNO3
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
246
温度(℃)
0
20
40
60
80
溶解度(g/100g水)
氯化钠
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
硝酸钾
13.3
31.6
63.9
110.0
169.0
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度(g/100gH2O)
13.3
31.6
63.9
110
169
成分
Ca
K
Zn
F
含量(mg/L)
20
3
0.06
0.02
温度(℃)
10
90
氯化钠
35.8
38.5
硝酸钾
21.2
203
温度/℃
0
10
20
40
100
溶解度(g/100g水)
KNO3
13.3
20.9
31.6
63.9
246
KC1
27.6
31.0
34.0
40.0
56.7
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