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溶解度曲线的涵义及应用

2015-09-10马亚楼

中学生数理化·中考版 2015年11期
关键词:饱和溶液硝酸钾溶质

马亚楼

一、溶解度曲线的含义

在直角坐标系中,我们用横坐标表示温度,纵坐标表示溶解度,画出固体物质在水中的溶解度随温度变化的曲线,称之为溶解度曲线,那么曲线上的点、线、面有什么意义呢?

1.溶解度曲线上的任意一点,表示此时溶液为对应温度下的饱和溶液。曲线上的点叫饱和点,两条曲线的交点表示对应温度下两种物质的溶解度相等。

2.溶解度曲线表示物质的溶解度随温度的变化情况。大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大,曲线为陡升型,如KNO等;少数物质的溶解度受温度的影响很小,曲线为缓升型,如NaCl等;极少数物质的溶解度随温度的升高而减小,曲线为下降型,如Ca(OH)等。

3.溶解度曲线下方的面表示不同温度下该物质的不饱和溶液。该面上的点叫做不饱和点。曲线上方的面表示对应温度下的过饱和溶液。

二、溶解度曲线的应用

1.根据曲线上的点可以查出某物质在一定温度下的溶解度,或根据溶解度查出相对应的温度,也可比较同一温度下不同物质的溶解度大小。

2.根据溶解度曲线的倾斜度可以确定提取溶质晶体的方法:曲线为陡升型,一般用冷却热饱和溶液使之结晶;曲线为缓升型,一般用蒸发溶剂使之结晶;曲线为下降型,一般采用升温结晶的方法。

例1(2015·雅安)甲物质的溶液可用作化肥、电镀液等。甲的溶解度曲线如图1所示,下列说法正确的是( )。

A.甲的溶解度是102.5g

B.甲的溶解度随温度的升高而增大

C.20℃时,100g甲的饱和溶液中溶质质量为28.6g

D.将70℃时甲的饱和溶液升高温度或降低温度,都有晶体析出

研析与解答:由题给溶解度曲线,可知在70℃时,甲物质的溶解度为102.5g,由于溶解度受温度的变化而变化。因此在表述溶解度时必须指明温度,否则说溶解度毫无意义;由曲线可以看出,在70℃之前,随着温度的升高,溶解度逐渐增大,但在70℃之后。随着温度的升高,溶解度逐渐减小;由于在20℃时,甲物质的溶解度为28.6g,即此时128.6g甲的饱和溶液中溶质质量为28.6g;在70℃时,该物质的溶解度达到最大值,在70℃之前和之后,该物质的溶解度均比70℃时小。

答案:D

例2(2015·安徽)甲、乙两种物质的溶解度曲线如图2所示。下列说法正确的是( )。

A.甲的溶解度大于乙的溶解度

B.两种物质的溶解度都随温度升高而增大

C.t℃时,甲、乙两种物质的溶液中,溶质质量分数相等

D.t℃时,甲饱和溶液的溶质质量分数为50%

研析与解答:由题给溶解度曲线可以看出,在t℃之前,乙曲线在甲曲线的上方,即同温度下乙的溶解度大于甲的溶解度,而在t℃之后,甲曲线又在乙曲线的上方,所以同温度下甲的溶解度大于乙的溶解度;由于在t℃时,甲、乙两曲线有交点,故此时两者的溶解度相等,但也只在两者的饱和溶液中溶质质量分数相等;由于t℃时,甲物质的溶解度数值不知道,因此甲饱和溶液的溶质质量分数不能计算。

答案:B

例3(2015·呼和浩特)20℃时,将等质量的a、b两种固体,分别加入到盛有100g水的烧杯中,充分搅拌后现象如图3甲所示,升温到50℃时,现象如图3乙,a、b两种固体的溶解度曲线如图4。下列说法正确的是( )。

A.图4中M表示b的溶解度曲线

B.图甲溶液中溶质的质量分数a大于b

C.图乙中a、b溶液一定是不饱和溶液

D.30℃时,a、b溶液的溶质质量分数不相等

研析与解答:依题意,20℃时,a没有溶解完,而b溶解完了,说明20℃时a物质的溶解度小。而b物质的溶解度大,结合图4可知M表示a的溶解度曲线,则此时甲图溶液中溶质的质量分数b大于a。且20℃时b物质溶解完了,故a、b的质量肯定大于20℃时a物质的溶解度而小于或等于20℃时b物质的溶解度,因此在30℃和50℃时,a、b溶液一定是不饱和溶液,在此范围内,a、b溶液的溶质质量相等,溶剂质量相等,故a、b溶液的溶质质量分数也相等。

答案:C

例4(2015·枣庄)图5和图6分别表示氯化钠和硝酸钾在水中的溶解度曲线。

(1)比较两图可知:影响固体物质溶解度曲线陡斜程度的因素是____,两物质中____的溶解度受温度影响更小。

(2)20℃时,硝酸钾的溶解度为____。

(3)若将20℃时硝酸钾的饱和溶液升温到50℃。此时溶液为____(填“饱和溶液”或“不饱和溶液”),溶液中硝酸钾的质量分数____(填“变大”、“变小”或“不变”)。

研析与解答:(1)由图可知,影响固体物质溶解度曲线陡斜程度的因素是溶质的性质,两物质中NaCl的溶解度受温度影响更小。(2)由题给溶解度曲线可以看出,20℃时硝酸钾的溶解度为31.6g。(3)由于硝酸钾在20℃时的溶解度小,而在50℃时溶解度大,所以将20℃时硝酸钾的饱和溶液升温到50℃,此时溶液为不饱和溶液。在升温的过程中,溶质和溶剂的质量均没有变化,因此溶液中硝酸钾的质量分数不变。

答案:(1)溶质的性质 NaCl (2)31.6g (3)不饱和溶液 不变

责任编辑:彭德利

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