基本概念和原理复习（二）
专题5、溶液
【知识结构】
一、学习要求
（1）了解：溶液、溶质、溶剂、饱和溶液、不饱和溶液、溶解度的概念，固体溶解度曲线的涵义。
（2）对混合物分离的常用方法：过滤、结晶有大致印象。
（3）掌握溶液中有关溶质质量分数的计算。
二、重点知识点拨
1．溶液、溶质、溶剂的概念
溶液概念包含三个要点：
①溶液是由一种或几种物质分散到另一种物质里形成的；
②其分散粒子为肉眼看不见的分子或离子，所以具有均一、稳定的特征；
③溶液是混合物。
应用：溶质、溶剂的判断：
A、根据溶液的名称，一般溶质在前，溶剂在后。
B、若物质在溶解时发生化学反应，在形成的溶液中，溶质是反应后分散到溶剂中的生成物。
2．饱和溶液和不饱和溶液的判断及相互转化
其转化关系如下：
3．饱和溶液与浓溶液、不饱和溶液与稀溶液的关系
饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液也不一定是稀溶液。
一定温度下，对于同一溶质的饱和溶液要比不饱和溶液浓一些。
4．溶解性与溶解度
溶解性与溶解度是两个既有区别又有联系而且易于混淆的概念。
溶解性是指一种物质溶解在另一种物质里的能力。溶解性的大小跟溶质和溶剂的性质有关，通常用易溶、微溶、可溶、难溶表示。溶解度是衡量某物质在某溶剂里溶解性大小的尺度，是溶解性定量的表示方法。
5．溶解度曲线的涵义及其应用
涵义：
①表示物质在不同温度下的溶解度；
②不同物质在同一温度下的溶解度；
③物质的溶解度受温度影响的大小。
应用：
①判断某物质在不同温度下溶解度的大小；
②比较同一温度下，不同物质溶解度的大小；
③判断不同物质溶解度受温度影响的变化趋势；
④确定混合物分离、提纯的方法。
6．混合物分离的两种方法——过滤和结晶
过滤是分离不溶于液体的固体和液体的方法，结晶是分离几种可溶性固体的方法。
7．溶液组成的表示方法
溶液组成用溶质的质量占全部溶液质量的分数来表示：
★溶解度与溶质质量分数的区别：
溶解度和溶质的质量分数
项目溶解度溶质的质量分数
量的关系表示溶质质量与溶剂质量的关系表示溶质质量与溶液质量的关系
条件①与温度有关
②必须是饱和溶液
③在一定温度下，某溶质对100克溶剂来说，
溶解度是一个固定的质量
①与温度无关
②不一定是饱和溶液
③在一定温度下，某溶液溶质的质量分数可有多种变
化，但饱和溶液溶质的质量分数最大
计算公式
×100%
单位用克表示没有单位，是个比值
联系
某温度下饱和溶液中溶质的质量分数=×100%
三、盲点与误区
1、溶解度与溶质质量分数的区别和联系
（1）区别：溶解度是衡量物质在某种溶剂中溶解能力大小的尺度，它与温度等条件有关，学习是必需注意四要素。质量分数是一定量溶液里溶解溶质的多少，与温度等外界条件无关，也不一定是饱和溶液。
（2）联系：在饱和溶液中二者有密切的关系，可以进行相互换算。
2、溶质质量分数的六不变
在溶液变化过程中，其质量分数不变的大致有以下六种。
（1）将溶液倒出一部分，溶质的质量分数不变。因为溶液具有均一性。
（2）相同质量分数的同种溶质的溶液混合后，溶质的质量分数不变。因为溶液具有均一性。
（3）恒温下，向饱和溶液中加入同种溶质，溶质的质量分数不变。因为一定温度下的饱和溶液中，不能再继续同种溶质。
（4）升高硝酸钾等溶液的温度（溶剂不变，无另加同种溶质），溶质的质量分数不变。因为硝酸钾等溶质的溶解度随温度的升高而增大，故升高溶液的温度，溶液中溶质的质量不会发生改变。
（5）降低氢氧化钙等溶质溶液的温度（溶剂不变，无另加同种溶质），溶质的质量分数不变。因为氢氧化钙等溶质的溶解度随温度的降低而增大，降低溶液的温度，溶液中不会析出溶质。
（6）恒温蒸发饱和溶液中的水，溶质的质量分数不变。因为虽然恒温蒸发饱和溶液中的溶剂会导致溶质晶体析出，但由于析出晶体后所得溶液依然是该温度下的饱和溶液，所以溶液的质量分数不变。
3、溶液中的“不一定”
（1）向溶剂（水）中加入固体、气体等不一定就是溶质。如向一定量的水中加入氧化钠，搅拌后得到的是氢氧化钠溶液，故溶质是氢氧化钠而不是氧化钠。
（2）溶液饱和与不饱和是指溶质是否达到了最大溶解限度。
（3）饱和溶液升高温度后不一定变为不饱和溶液。
（4）饱和溶液析晶后过滤，所得母液中溶质的质量分数不一定不变。因为析晶方法常有恒温蒸发和降温两种。若采用恒温蒸发，析晶后母液中溶质的质量分数不变。但如果采用的方法为降温，则析晶后母液中溶质的质量分数却要发生改变——变小。
（5）饱和溶液中溶质的质量分数不一定比不饱和溶液中溶质质量分数大。因为如果在不同温度下或是不同种溶质，就很难比较。
【例题】
考点1、利用不变规律解题
例1、将80g30％的食盐水倒出三分之一，剩下的溶液中食盐的质量分数是()
A．40％
B．30％
C．20％
D．10％
分析：
根据“不变规则”可知食盐溶液的质量分数仍为30％。迁移与拓展：不论溶质的质量分数是
多少，取出的溶液或剩余的溶液其溶质质量分数不变。
答案：B
考点2、利用混合规律解题
例2、把150g25％的食盐水与150g15％的食盐水混合后，溶质的质量分数是()
A．25％
B．20％
C．15％
D．10％
解：
混合后所得溶液溶质的分数为：
分析：
溶质质量分数不同而质量相同的同种溶液混合后，溶液的质量分数等于这两溶液质量分数之和的一半。注意：当两溶液的质量不相等时，不遵守此规律。所以，不要见到两溶液相混合，就认为其溶质质量分数就等于原来两溶液的平均值。
答案：B
考点3、利用蒸发规律解题
例3、把M克某溶质溶于N克水中，要使所得溶液的溶质质量分数增大一倍，可采取的办法是()
A．蒸发水
B．蒸发水
C．加入M克溶质
D．加入溶质
解：
原溶液溶质质量分数为：
溶质质量分数增大一倍为：
(1)若采用蒸发溶剂的方法，设需蒸发溶剂质量为x
(2)若采用增加溶质的方法，设需增加溶质质量为y
分析：
要使溶液的质量分数增大一倍，则应蒸发掉溶剂的质量等于原溶液质量的一半。注意：不要把“原溶液质量”误认为“原溶剂质量”。
答案：B
考点4、利用加入规律解题
例4、一定温度下，把88g20％的硝酸钾溶液的质量分数降至10％，可采取的办法是() A．将溶液减去一半
B．减去8.8g硝酸钾
C．加入88g水
D．蒸发掉44g水
解：
设需加溶剂水质量为x
x＝88g
分析：
要使溶液的质量分数减小一半，应加入溶剂的质量等于原溶液的质量。注意：不要与前面规律相混淆。
答案：C
例5、欲使20kg15％的食盐水变为20％的食盐水，应加入食盐多少千克？
解：
设需加入食盐质量为x
x＝1.25kg
点评：
溶液“加浓”问题的特点是增加溶质来提高溶质质量分数的题型。从分析溶质、溶液、溶剂几个量的变化情况中找出质量关系，再列方程式，求解。
考点5、利用配制规律解题
例6、用20％的硫酸溶液和50％的硫酸溶液混合，配制成30％的硫酸溶液，需取20％的硫酸与50％的硫酸的质量比是()
A．2∶5
B．5∶2
C．2∶1
D．1∶2
解：
设应取20％的硫酸溶液和50％的硫酸溶液质量分别为x、y
根据溶液混合前后溶质质量相等：x×20％＋y×50％＝(x＋y)×30％
得：
答案：C
点评：
本题也可以用十字交叉法解题：
20％∶10％＝2∶1
20％的硫酸与50％的硫酸质量比为2∶1。
考点6、溶解度曲线的应用
例7、下图为A、B两种物质的溶解度曲线图。在t℃时，向两个都装有M克水的烧杯中，分别加入A物质、B物质各N克，充分搅拌，两烧杯均有晶体(均不含结晶水)剩余。剩余晶体质量分别用W A和W B表示，试据图比较下列各温度下W A和W B的大小：
(1)t1℃时，W A _________W B
(2)t2℃时，W A _________W B
(3)t3℃时，W A _________W B
分析：
t1℃时，溶解度A＞B，等质量的水中溶解A较多，剩余A较少，故W A＜W B；
t2℃时，溶解度A＝B，等质量的水中溶解A、B质量相同，剩余A、B质量相同，故W A＝W B；
t3℃时，溶解度A＜B，等质量的水中溶解B较多，剩余B较少，故W A＞W B。
观察溶解度曲线，关键是看溶解度曲线的走向与曲线的变化形式，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，说明受温度影响越小。
答案：
(1)W A＜W B
(2)W A＝W B
(3)W A＞W B
考点7、溶质质量分数概念的理解
例8、20℃时，氯化钠的溶解度为36g，在20℃时，把10g氯化钠加入到25g水中，充分搅拌后，溶液中溶质的质量分数是多少?
解：
设20℃时，25g水中最多溶解氯化钠的质量为x。
x＝9g
所得溶液是该温度下的饱和溶液。
溶质质量分数＝
评析：
解决此题首先要利用溶解度进行判断，溶液是否饱和，然后再进行计算。
考点8、知识点的综合
例9、某温度时，硝酸铵在水中的溶解度是A克。在该温度时，将B克硝酸铵放入C克水中，充分搅拌，求所得溶液中硝酸铵的质量分数。
分析：
若硝酸铵全部溶解：
若硝酸铵未完全溶解，则溶液为饱和溶液，可根据该温度时硝酸铵的溶解度计算溶质的质量分数：
此题为字母题，要从两方面解题，溶质全部溶解和溶质未完全溶解，其答案是不一样的。
例10、将10g锌投入到49g未知浓度的稀硫酸中，当反应停止后，过滤称得溶液质量增加了6.3 g，求原稀硫酸中溶质的质量分数。
解：
设49 g未知浓度的稀硫酸中含硫酸质量为x
Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑溶液增重
6598265－2
x 6.3g
x＝9.8g
评析：
在解此类题目时，利用质量差值进行计算很方便。解题时注意挖掘题意中的有关差量是解题的突破口。根据质量守恒定律，发生反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等。但反应前后同一状态的物质质量或不同状态的物质质量之间总有一定的差量，这些差量与反应物的质量或生成物的质量成正比的关系。
例11、把50g铁片放入400g硫酸铜溶液中，充分反应后，假定硫酸铜溶液中的铜全部沉积在铁片上，将铁片取出洗净、烘干、称量，“铁片”重51．6g，求反应后溶液中溶质的质量分数。
解：
设生成FeSO4的质量为x，铜的质量为y，参加反应的铁的质量为z
Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu“铁片”增重
561526464－56
z x y 1.6g
x＝30.4g y＝12.8g z＝11.2g
硫酸亚铁溶液的质量＝11.2g＋400g－12.8g＝398.4g
反应后溶液中溶质的质量分数＝
评析：
对于反应后的溶液，必须要搞清什么是溶质，溶质的量是多少。一般来讲，应后溶液的质量等于参加反应的各物质的质量总和减去反应后所生成的气体质量或沉淀的质量。
考点9、跨学科的综合
例12、A、B两元素的相对原子质量都是两位数，A元素的相对原子质量的个位数和十位数与B元素的相对原子质量的个位数和十位数刚好颠倒过来，且2A+B＝C，C的相对分子质量为78，A的相对原子质量的个位数减去十位数为1。求C的化学式。
解：
设A元素的相对原子质量的十位数为x，个位数为y，则依题意有如下关系：
解得：x＝2，y＝3
即A的相对原子质量为23，B为32，亦即A为Na，B为S，C的化学式为Na2S。
评析：
利用数学的方程组法解题，可以简化计算的难度，关键是要认真的审题，找到相关量之间的关系。
例13、有1g重的气球皮，若充入氢气时气球开始上升，至少要充入多少升氢气。(空气的密度为1.29g／L，氢气的密度为0.09g／L，气球皮的体积忽略不计)
解：
当F浮≥G气球皮+G(H2)时，气球才上升。
设至少要充入x升H2，则有1.29x≥1+0.09x
解得：x≥0.833L
评析：
这是一道与物理学科中的浮力有关的化学题。相关学科的相互渗透是提高分析问题解决问题能力的有效途径，可以扩大知识面，在学习化学的基础上复习物理知识。
考点10、多解讨论
例14、将10g锌粒投入36.5g未知浓度的盐酸中，当反应停止后，溶液中尚有锌粒剩余。过滤后滤液质量为42.8g。求这种盐酸的质量分数。
解法一：
根据反应后溶剂质量不变(水未参加反应)，求溶质的质量，然后按溶质的质量分数的概念求解。
设反应消耗氯化氢的质量为x
Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑差量
73136136－73＝63
x42.8g－36.5g＝6.3g
x＝7.3g7.3g/36.5g×100％＝20％
解法二：
根据反应物与生成物和剩余物之间的量的关系求出氯化氢的质量。
设反应消耗氯化氢的质量为x，剩余锌的质量为y。则由质量守恒定律可知，剩余的锌粒与逸出的氢气总质量为：10g+36.5g－42.8g＝3.7g
Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑
6573 2
10g－y x 3.7g－y
y＝3.5g x＝7.3g
7.3g/36.5g×100％＝20％
解法三：
根据反应物与生成物中氯元素的含量相等求解。
设反应消耗氯化氢的质量为x，反应前HCl中含氯量与生成ZnCl2中的含氯量相等。由解法一中可知，盐酸中含水质量36.5g－7.3g＝29.2g，则ZnCl2的质量为42.8g－29.2g＝13.6g
列式：x＝7.3g7.3g/36.5g×100％＝20％
解法四：
根椐反应后生成的滤液质量，列式求解。
设盐酸溶液的质量分数为x，由解法三知生成的氯化锌为13.6g
Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑
73136
36.5gx13.6g
x＝20％
评析：
此类题有利于巩固加深所学溶液、溶质的质量分数等概念的理解，提高自己分析和解决问题的应变能力，养成良好的思维习惯。
考点11、溶液判断的实验探究
例15、请设计一个简单的实验，说明矿泉水是溶液，蒸馏水是纯水。
实验步骤实验现象结论
解：
用试管分别取适量的矿泉水和蒸馏水，加热蒸干；盛放矿泉水的试管内壁有水痕，说明矿泉水是混合物（溶液），其中溶有难挥发的物质；盛放蒸馏水的试管内壁无水痕，说明蒸馏水是纯水。
评析：
抓住溶液是混合物这一特征来进行区分。
考点12、理化综合
例16、向下图试管的水中加入一些固体硝酸铵，完全溶解后，弯曲的玻璃管内液面的变化情况是（）
A、a液面升高，b液面下降
B、a液面下降，b液面上升
C、a、b液面均无变化
D、条件不足，无法判断
分析：
物质溶解过程有热量变化，硝酸铵溶解时吸收热量，使得锥形瓶内气体压强减小，因此液体向a端运动，a液面升高，b液面下降。
答案：A
例17、如图所示，在室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。
①现加入少量食盐晶体，充分搅拌和静置后，在温度不变的情况下，小球在液面沉浮情况有何变化，并简述原因？________________________________________________。
②若要在不用外力的情况下使小球略上浮，你准备采取的具体方法是
_________________________________。
分析：
在室温下，食盐的饱和溶液即不能再继续溶解食盐。所以饱和食盐水中加入食盐，食盐不能继续溶解，因此溶液浓度不变，但对于其它物质而言并没有达到饱和，还可以继续溶解，溶解后使得溶液密度变大，因此会上浮。
答案：
①不发生变化，因为食盐水的浓度不变。
②加入少量的硝酸钾并将溶液加热，或者向其中加入其它可溶性物质。
例18、把一只新鲜的鸡蛋放入盛有大半杯水的烧杯中，向水中逐渐加氯化钠（假设溶液体积变化忽略不计）请画出加入氯化钠（横轴）与浸入液体体积（纵轴）关系的图像。
分析：
鸡蛋刚放入时，沉于杯底处于完全浸没状态，随着加入食盐的量的增多，鸡蛋会逐渐上浮，当达到某一浓度时开始露出液面，浸入液体的体积会减小，当达到饱和时，浸入液体的体积就不变了。
答案：
例19、已知浓硫酸溶于水会使溶液的温度升高，硝酸铵溶于水会使溶液温度降低。按下图所示的实验装置，向烧杯中加入适量的浓硫酸，试管中的混合物有什么变化？如果向烧杯中加入
适量的硝酸铵，试管中的混合物又有什么变化？（烧杯里盛的是水，试管里盛放的是含有硝酸钾晶体的硝酸钾饱和溶液）
分析：
此题考查硝酸钾溶解度受温度的影响情况，随温度升高而增大。加入浓硫酸使得烧杯中液体温度升高，硝酸钾溶解度增大，硝酸钾晶体会继续溶解。反之，硝酸钾析出。
答案：
硝酸钾晶体完全溶解或部分溶解；
会有更多的硝酸钾晶体析出。