溶解度曲线图的含义和例题
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溶解度曲线图的含义和例题
上海市清流中学朱初耀
上海市浦东新区上南路801号200126
溶解度曲线图是初中化学的重要基础知识,有关习题涉及溶解度、溶解度计算、浓度计算、饱和溶液与不饱和溶液相互转化、物质的结晶、物质分离等概念和知识,本文简述了溶解度曲线的含义,并列举常见相关习题并分析,供参考。
溶解度曲线图通常有如图所示的图A、图B二类
涉及的计算公式有:
公式1:
)
(
)
(
100
)
(
)
(
100溶液
溶质
或
溶剂
溶质
m
m
S
S
m
m
S
=
+
=
公式2:C%=
)
(
)
(
溶液
溶质
m
m
×100%
公式3:C%(饱和溶液)=
100
+
S
S
×100%
一、根据溶解度曲线图可以查出同种物质在不同温度下的溶解度数值,并计算相应的C%等数值。
例1:由曲线溶解度图A 回答下列问题:
①t 2时,B 物质的饱和溶液中溶质和溶剂的质量比为 ∶
②t 1时,将30克A 物质投入60克水中,求所得溶液中溶质的质量分数为
③t 4时, 90克B 物质溶解在150克水中,所得溶液为不饱和溶液,为了得到B 物质的饱和溶液,问:
a. 维持温度不变,至少要蒸发掉 克水,才能使溶液饱和。
b. 维持温度不变,原溶液中至少再加入B 物质 克,才能使溶液饱和。
c.不改变溶液组成,只要把温度降低到 ℃,也能使溶液恰好达到 饱和。
④要配制C%为28.6%的C 物质溶液,配制时的温度应控制在 ℃。
解:①由图A 知t 2时,S B =60克∕100克水,根据溶解度定义:在一定温度下,某物质在100克溶剂里达到饱和时所溶解的克数,即当溶剂的质量为100克时,溶质的质量为60克,则溶质和溶剂的质量比为60∶100或3:5。
②由图A 知t 1时,S A =32克∕100克水,根据公式1计算可知,在60克水中最多溶解19.2克A 物质,即30克A 物质不能全部溶解,则根据公式2计算 C%=
60
2.192.19+×100%=24.2%
③a :已知t 4时,S B =65克∕100克水,设90克B 物质完全溶解并形成饱和溶液只需要溶剂水为x 克,根据公式1,x 9010065= x =138克, 由于原溶剂为150克,则150-138=12克,即蒸发12克水能使溶液达到饱和。
b :同理,根据t 4时,S B =65克∕100克水,设150克溶剂水最多可溶解B 物质的质量为y 克,根据公式1,150
10065y = y =97.5克,由于原则97.5-90=7.5克,即再加入7.5克B 物质可使溶液饱和。
c :不改变溶液组成,即溶质为90克,溶剂为150克,设达到饱和时的溶解度为S ,根据公式1,
150
90100=S 计算得S =60克∕100克水,由图A 知t 2时,S A =60克∕100克水,
即把温度降低到t 2时,溶液恰好饱和。
④要配制C%为28.6%的C 物质溶液,根据公式3解得Sc =40克∕100克水,由图A 知C 物质的溶解度随温度升高而下降,即温度应控制在t 2以下才能配制C%为28.6%的C 物质溶液。
二、根据溶解度曲线图可以查出不同物质在同一温度时的溶解度的数值。 例2:如图B ,t 2时,A 和C 两物质的溶解度相等,而B 物质的溶解度比A 、C 两物质的溶解度大。
①t 3时(图B ),A 、B 物质的饱和溶液中溶质的质量分数是A B 。(填“大于”、“小于”、“等于” )
②在t 5时(图B ),两烧杯各装入m 克水,分别完全溶解A 、B 两种物质达到饱和,其中溶解多的是 物质。(填“A ”或“B ”)
③在 ℃时,A 和B 两物质的饱和溶液浓度相等,即溶液的质量分数 为 %。 解:①由图B 可知,t 3时,S A <S B ,另由公式3可知,C%与S 成正比,因此A 、B 物质的饱和溶液中溶质的质量分数A 小于B 。
②由图B 知,t 5时,S A >S B ,由于水的质量相等,因此A 、B 物质的饱和溶液中溶解多的是A 物质。
③两物质的饱和溶液浓度相等,在溶解度曲线图中表现为两物质的溶解度曲线交于一点时的温度,由图B 可知,当温度为t 4时,A 和B 两曲线交于一点,即S A =S B =S 5,在该温度时,A 和B 两物质的饱和溶液浓度相等。又根据公式3,计算得溶液的质量分数为
100
55 S S ×100% 。 三、由溶解度曲线图可以确定物质溶解度受温度变化影响的大小。
例3:由图知,A 、B 两物质的溶解度随温度升高而增大,而且A 物质溶解度受温度影响较B 要大。C 物质溶解度随温度升高而下降。
①从t 3降温到0℃,A 、B 、C 物质的饱和溶液的质量分数不变的是 。
②将含100克水的t 4 A 物质的饱和溶液,温度降至t 2
(图A ),溶液的质量 是 ,析出晶体是 克。
解:①由溶解度曲线图知, A 、B 两物质随温度下降,溶解度减小,即随温度下降,A 、B 两物质都有晶体析出,饱和溶液的质量分数随晶体析出而下降,但C 物质随温度下降,溶解度升高,而其溶液的组成不变,所以质量分数不变。
②由于A 物质溶解度随温度下降而减小,当A 物质的饱和溶液从t 4降至t 2,就有A 物质的晶体析出,浓度较大的饱和溶液变为浓度较小的饱和溶液,由图A 知t 2时,S A =40克∕100克水,则含100克水的的饱和溶液,溶质的质量是40克,溶液的质量是40+100=140克,而t 4时,S A =65克∕100克水,即含100克水的的饱和溶液,溶质的质量是65克,则析出的晶体是65-40=25克。
四、由溶解度曲线图可以确定饱和溶液和不饱和溶液相互转化的措施。
例4:如图B ,F 点在曲线A 的下方,即为A 物质在t 5时的不饱和溶液,为使它变成饱和溶液可采取三种措施:①降温 ②增加溶质 ③蒸发水。回答下列问题:
①t 4时(图B ),N 点B 物质溶液呈 状态。如要该溶液从N 点状态变为M 点状态,应采取的措施有 或 。
②t 2时,接近饱和的C 溶液,要使它成为饱和溶液,则应 (填“升温” 或“降温” )
解:①t 4时,位于曲线B 的下方,即每100克水所含的溶质少于状态(饱和状态),故呈不饱和状态,由于N 点和M 点分别对应于S 3和S 5,为从N 点变为M 点状态,应采取的措施有:每100克水增加溶质为S 5-S 3克, 或蒸发水:
x
S S -=10010035,x 为每100克水所蒸发的水的质量。
②由于C 物质随温度升高,溶解度下降,为使接近饱和的溶液变为饱和溶液,则应升温。 五、根据溶解度曲线图可以确定可溶性混合物分离采用的方法。
例5:由图知,由于A 物质的溶解度受温度变化的影响较大,而B 物质的溶解度受温度变化的影响较小,即当A 物质中混有少量 B 物质,可以采取冷却热的饱和溶液方法,使A 物质大量结晶析出,而B 物质仍留在溶液中。反之,当B 物质中混有少量A 物质,可采用蒸发溶液的方法,使B 物质大量结晶析出,A 仍留在B 物质的饱和溶液中。以上方法同样适用