馬亞樓
一、溶解度曲線的含義
在直角坐標(biāo)系中,我們用橫坐標(biāo)表示溫度,縱坐標(biāo)表示溶解度,畫出固體物質(zhì)在水中的溶解度隨溫度變化的曲線,稱之為溶解度曲線,那么曲線上的點(diǎn)、線、面有什么意義呢?
1.溶解度曲線上的任意一點(diǎn),表示此時(shí)溶液為對(duì)應(yīng)溫度下的飽和溶液。曲線上的點(diǎn)叫飽和點(diǎn),兩條曲線的交點(diǎn)表示對(duì)應(yīng)溫度下兩種物質(zhì)的溶解度相等。
2.溶解度曲線表示物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化情況。大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增大,曲線為陡升型,如KNO等;少數(shù)物質(zhì)的溶解度受溫度的影響很小,曲線為緩升型,如NaCl等;極少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小,曲線為下降型,如Ca(OH)等。
3.溶解度曲線下方的面表示不同溫度下該物質(zhì)的不飽和溶液。該面上的點(diǎn)叫做不飽和點(diǎn)。曲線上方的面表示對(duì)應(yīng)溫度下的過(guò)飽和溶液。
二、溶解度曲線的應(yīng)用
1.根據(jù)曲線上的點(diǎn)可以查出某物質(zhì)在一定溫度下的溶解度,或根據(jù)溶解度查出相對(duì)應(yīng)的溫度,也可比較同一溫度下不同物質(zhì)的溶解度大小。
2.根據(jù)溶解度曲線的傾斜度可以確定提取溶質(zhì)晶體的方法:曲線為陡升型,一般用冷卻熱飽和溶液使之結(jié)晶;曲線為緩升型,一般用蒸發(fā)溶劑使之結(jié)晶;曲線為下降型,一般采用升溫結(jié)晶的方法。
例1(2015·雅安)甲物質(zhì)的溶液可用作化肥、電鍍液等。甲的溶解度曲線如圖1所示,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.甲的溶解度是102.5g
B.甲的溶解度隨溫度的升高而增大
C.20℃時(shí),100g甲的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為28.6g
D.將70℃時(shí)甲的飽和溶液升高溫度或降低溫度,都有晶體析出
研析與解答:由題給溶解度曲線,可知在70℃時(shí),甲物質(zhì)的溶解度為102.5g,由于溶解度受溫度的變化而變化。因此在表述溶解度時(shí)必須指明溫度,否則說(shuō)溶解度毫無(wú)意義;由曲線可以看出,在70℃之前,隨著溫度的升高,溶解度逐漸增大,但在70℃之后。隨著溫度的升高,溶解度逐漸減小;由于在20℃時(shí),甲物質(zhì)的溶解度為28.6g,即此時(shí)128.6g甲的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為28.6g;在70℃時(shí),該物質(zhì)的溶解度達(dá)到最大值,在70℃之前和之后,該物質(zhì)的溶解度均比70℃時(shí)小。
答案:D
例2(2015·安徽)甲、乙兩種物質(zhì)的溶解度曲線如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.甲的溶解度大于乙的溶解度
B.兩種物質(zhì)的溶解度都隨溫度升高而增大
C.t℃時(shí),甲、乙兩種物質(zhì)的溶液中,溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等
D.t℃時(shí),甲飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%
研析與解答:由題給溶解度曲線可以看出,在t℃之前,乙曲線在甲曲線的上方,即同溫度下乙的溶解度大于甲的溶解度,而在t℃之后,甲曲線又在乙曲線的上方,所以同溫度下甲的溶解度大于乙的溶解度;由于在t℃時(shí),甲、乙兩曲線有交點(diǎn),故此時(shí)兩者的溶解度相等,但也只在兩者的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等;由于t℃時(shí),甲物質(zhì)的溶解度數(shù)值不知道,因此甲飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能計(jì)算。
答案:B
例3(2015·呼和浩特)20℃時(shí),將等質(zhì)量的a、b兩種固體,分別加入到盛有100g水的燒杯中,充分?jǐn)嚢韬蟋F(xiàn)象如圖3甲所示,升溫到50℃時(shí),現(xiàn)象如圖3乙,a、b兩種固體的溶解度曲線如圖4。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.圖4中M表示b的溶解度曲線
B.圖甲溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a大于b
C.圖乙中a、b溶液一定是不飽和溶液
D.30℃時(shí),a、b溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不相等
研析與解答:依題意,20℃時(shí),a沒(méi)有溶解完,而b溶解完了,說(shuō)明20℃時(shí)a物質(zhì)的溶解度小。而b物質(zhì)的溶解度大,結(jié)合圖4可知M表示a的溶解度曲線,則此時(shí)甲圖溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)b大于a。且20℃時(shí)b物質(zhì)溶解完了,故a、b的質(zhì)量肯定大于20℃時(shí)a物質(zhì)的溶解度而小于或等于20℃時(shí)b物質(zhì)的溶解度,因此在30℃和50℃時(shí),a、b溶液一定是不飽和溶液,在此范圍內(nèi),a、b溶液的溶質(zhì)質(zhì)量相等,溶劑質(zhì)量相等,故a、b溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相等。
答案:C
例4(2015·棗莊)圖5和圖6分別表示氯化鈉和硝酸鉀在水中的溶解度曲線。
(1)比較兩圖可知:影響固體物質(zhì)溶解度曲線陡斜程度的因素是____,兩物質(zhì)中____的溶解度受溫度影響更小。
(2)20℃時(shí),硝酸鉀的溶解度為_(kāi)___。
(3)若將20℃時(shí)硝酸鉀的飽和溶液升溫到50℃。此時(shí)溶液為_(kāi)___(填“飽和溶液”或“不飽和溶液”),溶液中硝酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)____(填“變大”、“變小”或“不變”)。
研析與解答:(1)由圖可知,影響固體物質(zhì)溶解度曲線陡斜程度的因素是溶質(zhì)的性質(zhì),兩物質(zhì)中NaCl的溶解度受溫度影響更小。(2)由題給溶解度曲線可以看出,20℃時(shí)硝酸鉀的溶解度為31.6g。(3)由于硝酸鉀在20℃時(shí)的溶解度小,而在50℃時(shí)溶解度大,所以將20℃時(shí)硝酸鉀的飽和溶液升溫到50℃,此時(shí)溶液為不飽和溶液。在升溫的過(guò)程中,溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量均沒(méi)有變化,因此溶液中硝酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變。
答案:(1)溶質(zhì)的性質(zhì) NaCl (2)31.6g (3)不飽和溶液 不變
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