第三讲 物质的溶解
一、物质在水中的分散状况
1.溶液
(1)由溶质溶解于溶剂后形成的均一、稳定的混合物叫做溶液。能溶解其他物质的物质叫溶剂,常用的溶剂有水、酒精、汽油、丙酮等。被溶解的物质叫溶质,如食盐水溶液中的溶质是食盐。
(2)溶剂一般是液体,溶质可以是固体,也可以是液体或气体。当固体、气体溶于液体时,固体、气体作溶质,液体作溶剂。当两种液体互溶时,量多的作溶剂,量少的作溶质。但当其中一种液体是水时,则不管量多量少,水总是作溶剂。
2.悬浊液和乳浊液
(1)由固体小颗粒分散在液体里所形成的不稳定的混合物叫做悬浊液(或悬浮液),常见的悬浊液有石灰水、泥水、血液等。
(2)由小液滴分散在液体里所形成的不稳定的混合物叫做乳浊液(或乳状液),常见的乳浊液有牛奶、肥皂水等。
注意点:溶液是溶质均匀、稳定地分散在溶剂中,而悬浊液和乳浊液久置后会分层。
3.固体和液体药品的取用方法
(1)固体药品的取用方法:①取粉末状药品:用药匙或纸槽取药品;装入试管时,将试管倾斜,把盛有药品的药匙小心送入试管底部,再将试管竖立起来,使药品落入试管底部,或是将试管水平放置,把粉末状药品放在纸槽中,送入试管底部,然后将试管竖立起来,使药品落入试管底部;②取块状药品:先把试管水平放置,然后用镊子把块状药品放入试管口,再缓慢竖起试管,使药品慢慢滑入试管底部。
(2)液体药品的取用方法:先把细口瓶的瓶塞取下,倒放在桌上;然后一只手拿试剂瓶,另一只手斜持试管,将瓶口紧挨着试管口,让药品缓缓流入试管;当所需药品取用完毕后,立即盖紧瓶盖,放回原处,并使瓶上标签朝外。
注意点:(1)取用液体药品时,要选用合适量程的量筒;(2)取用液体药品时,瓶上标签应向着手心,以免被流下来的药品腐蚀。
二、物质在水中的溶解
1.饱和溶液和不饱和溶液
(1)在一定温度下,在一定量的溶剂里不能继续溶解某种溶质的溶液,称为该溶质的饱和溶液。
(2)在一定温度下,在一定量的溶剂里还能继续溶解某种溶质的溶液,称为该溶质的不饱和溶液。
注意点:(1)溶液是否饱和有两个前提条件:一定的温度和一定量的溶剂。
(2)饱和溶液是对某种溶质而言的,如某温度下的蔗糖饱和溶液对蔗糖来说是饱和的,即不能再溶解蔗糖,若加入其他溶质如食盐,仍可溶解。
2.饱和溶液与不饱和溶液的相互转化(大多数物质适用)
饱和溶液不饱和溶液
3.浓溶液和稀溶液:
溶有较多溶质的溶液称为浓溶液,溶有较少溶质的溶液称为稀溶液。
注意点:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液,如澄清的石灰水属于饱和溶液但是很稀,很浓的蔗糖水有可能未饱和。在一定的温度和同种溶剂的条件下,同种溶质的饱和溶液要比不饱和溶液浓。
4.溶解度:
在一定温度下,某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。
注意点:(1)四个关键词:一定的温度,100g溶剂,达到饱和状态,溶质的质量。
(2)100g是溶剂的质量,不是溶液的质量。
(3)溶解度的单位为g。
5.物质的溶解性与溶解度(20℃时的溶解度)的关系
所谓易溶、可溶、微溶、难溶是相对的,由于难溶物质的溶解度很小,习惯上将难溶物质称作“不溶”。
6.溶解度曲线
以温度为横坐标、以溶解度为纵坐标,形象地表示物质的溶解度随温度变化情况的图线叫做溶解度曲线。
注意点:(1)大多数固体物质的溶解度随着温度的升高而增大,如硝酸钾等。(2)少数固体物质的溶解度受温度影响不大,如氯化钠(食盐)等。 (3)极少数物质的溶解度随着温度的升高而减小,如氢氧化钙、气体物质等。
7.溶解度的计算
公式:=或=,此处的S表示物质的溶解度,m溶质与m溶剂分别表示的是一定温度下某物质饱和溶液的溶质质量与溶剂质量。
8.溶液中溶质的质量分数
(1)计算公式
溶质的质量分数=×100%=×100%
注意点:(1)溶质的质量分数常用小数或百分数表示,它是一个比值,没有单位。
(2)计算稀释后溶液的浓度时,要抓住要点——溶液稀释后,溶质的质量不变。
(3)此公式中的m溶质与m溶剂仅表示某溶液中溶质的质量与溶剂的质量,与溶解度计算公式中的m溶质、m溶剂意义不同。
(2)溶液中溶质的质量=溶液的质量×溶质的质量分数=溶液的体积×溶液的密度×溶质的质量分数
9.配制一定溶质质量分数的溶液的步骤
(1)计算(溶剂和溶质的质量或体积)。(2)称量(固体用天平称取,液体用量筒量取)。
(3)溶解(完成后装瓶,并贴上标签)。
考点一 物质在水中的分散
例1.大豆油是从大豆中提取出来的一种油脂,通常我们称之为“大豆色拉油”,是最常用的烹调油之一。大豆油的生产方法主要有压榨法和浸出法两种。我们可在实验室体验浸出法提取大豆油,其实验过程如下:①将20g干燥的大豆研碎;②将研碎的大豆放入小烧杯中,再加入40mL己烷液体,搅拌后静置几分钟;③过滤;④将盛放滤液的小烧杯放入一个盛有热水的大烧杯中,通过热水浴蒸发掉己烷;⑤在装大豆油的小烧杯中再加入40mL水,搅拌后静置,豆油浮在水面上。根据实验过程,下列有关说法中不正确的是( )。
① ②③ ④ ⑤
A.将大豆研碎可增加大豆与己烷的接触面积,既加快油脂溶解又提高溶解能力
B.实验步骤③得到的混合物是溶液,实验步骤⑤搅拌后得到的混合物是乳浊液
C.第④步利用热水浴的优点是小烧杯内受热较均匀且温度不超过100℃
D.从实验中可知豆油易溶于己烷难溶于水,己烷的沸点低于豆油和水
考点二 溶液的特点
例2.【佛山】下列关于溶液的说法中,正确的是( )。
A.溶液一定是均一、无色、稳定的
B.均一、稳定的液体一定是溶液
C.溶液的溶质一定是固体
D.溶液一定是混合物
考点三 对溶解度概念的理解
例3.在t1℃时,20g水中最多能溶解15g X物质。在t2℃时,50g水中最多能溶解30g Y物质,则X和Y两种物质的溶解度的关系是( )。
A.X>Y B.X考点四 溶解度曲线的应用
(2019 孝感)甲、乙两种固体的溶解度曲线如图所示。将①②两支试管中的甲、乙饱和溶液(均有少量未溶解的固体)放进盛有热水的烧杯里,升高温度后,下列有关说法正确的是( )
A.甲的溶解度大于乙的溶解度
B.①②两溶液均变为不饱和溶液
C.①溶液质量增加,②溶液质量减少
D.①溶液中溶质的质量分数一定大于②溶液
考点五 溶解度和溶质的质量分数的综合计算
例5.某物质在20℃时的溶解度为20g,在20℃时将20g该物质投入80g水中充分溶解,则该物质溶液中溶质的质量分数为( )。
A.25% B.20% C.16.7% D.无法计算
练习
一、选择题
1.向装有等量水的A、B、C三个烧杯中分别加入10g、25g、25g硝酸钠固体,充分溶解后,现象如图1所示.图2是甲、乙两种物质的溶解度曲线.下列有关说法正确的是( )
A.A、C烧杯中的溶液一定属于不饱和溶液
B.图2中,能表示硝酸钠溶解度曲线的是乙
C.甲在C杯中溶液的浓度一定大于B杯中溶液浓度
D.依据图2,分别将甲、乙的饱和溶液从 t1℃升温到t2℃,甲、乙都形成不饱和溶液
2.在一定温度下,某固态溶质(不含结晶水)的水溶液甲,经历如下变化:
,下列结论正确的是( )
A.溶液甲可能是饱和溶液 B.溶液乙和溶液丙中的溶质质量分数不可能相等
C.溶液乙一定是不饱和溶液 D.溶液丙若再蒸发5g水,析出的晶体可能大于2g
3.一定温度下,向烧杯中加入一定质量的水,仅有部分晶体溶解.所得溶液与原溶液相比,说法正确的是( )
A.溶剂的质量增加,溶液颜色变浅
B.溶质溶解度不变,溶液颜色变深
C.溶质的质量增加,溶液颜色变深
D.溶质溶解度不变,溶液颜色不变
4.分别取等质量80℃的甲、乙两种化合物的饱和溶液,降温至20℃后,所析出的甲的质量比乙的大(甲和乙均不含结晶水)。下列关于甲、乙溶解度的叙述中肯定正确的是( )
A.温度对甲的溶解度影响较大 B.温度对乙的溶解度影响较大
C.80℃时,甲的溶解度.比乙的大 D.20℃时,乙的溶解度比甲的大
5.下表是氯化钠、硝酸钾在不同温度时的溶解度:
温度/℃ 10 20 30 40 50 60
溶解度/g 氯化钠 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
硝酸钾 20.9 31.6 45.8 63.9 85.5 110
据此数据判断,下列说法不正确的是( )
A.氯化钠和硝酸钾的溶解度曲线在20~30℃温度范围内会相交
B.在40℃时,100g氯化钠饱和溶液中的溶剂质量大于100g硝酸钾饱和溶液中的溶剂质量
C.在50℃时,氯化钠和硝酸钾各30g分别加入两只各盛有50g水的烧杯中,均不能形成饱和溶液
D.在60℃时,向52.5g硝酸钾饱和溶液中加入47.5g水,溶液中溶质的质量分数为27.5%
6.将20℃时某硝酸钾溶液均分为两份,第一份恒温蒸发掉10克水,析出a克晶体;第二份恒温蒸发掉20克水,析出晶体b克.则a与b的关系正确的是( )
A.2a=b B.2a≤b C.2a≥b D.2a<b
7.实验室用密度为1.84g/cm3、质量分数为98%的浓硫酸和蒸馏水,配制500g 质量分数为20%的稀硫酸.需要用多少mL的量筒量取多少mL的浓硫酸?( )
A.100mL、54.35mL B.100mL、55.5mL
C.250mL、54.35mL D.250mL、55.5mL
8.用下图操作可完成甲、乙两个实验。甲实验为配制溶质的质量分数为20%的氯化钠溶液,乙实验为粗盐中难溶性杂质的去除。下列说法中,正确的是( )
A.甲实验按照②③①的步骤,如图所示操作,配制的溶液浓度偏小
B.甲实验操作顺序为②③①,②①如图所示操作,操作③在读取体积时仰视了,配制的溶液浓度偏大
C.乙实验各步操作中的玻璃棒都是用来搅拌的
D.乙实验的步骤是①⑤④,其中④当蒸发皿中出现较多固体时,就停止加热
9.下表给出了化合物X和Y于两种温度下,在不同溶剂中的溶解度,某一样品中含60gX和10gY,采用降温结晶法提纯X时,得到 X晶体最多的溶剂是( )
溶剂 10°C时的溶解度 80°C时的溶解度
化合物X 化合物Y 化合物X 化合物Y
A 5 2 70 50
B 14 18 70 70
C 10 14 80 65
D 10 4 85 75
10.将两种不同浓度的硫酸等质量混合,混合液的密度为d1;等体积混合,混合液的密度为d2.将两种不同浓度的酒精等质量混合,混合液的密度为d3;等体积混合,混合液的密度为d4.下列判断正确的是( )
A.d1>d2>d3>d4 B.d4>d3>d2>d1
C.d3>d4>d1>d2 D.d2>d1>d4>d3
二、简答题 。
11.甲、乙两同学在室温下各取100g某溶液,分别做如下实验.将溶液蒸发掉20g水后冷却至室温,得到3.6g晶体;乙将溶液蒸发掉30g水,冷却至室温,得到6g晶体(晶体均不含结晶水)。若两项实验结果都正确,是100g该溶液蒸发掉 l0g水并冷却到室温时,析出晶体的质量是 g。
12.溶液的配制是日常生活和化学实验中的常见操作.硫酸溶液和氨水的密度与其溶质的质量分数对照表如下:(20℃)
溶质的质量分数/% 4 12 16 24 28
硫酸溶液的密度/g/mL 1.02 1.08 1.11 1.17 1.20
氨水的密度/g/mL 0.98 0.95 0.94 0.91 0.90
请你仔细分析后回答下列问题:
(1)20℃时,随着溶液中溶质的质量分数逐渐增大,氨水的密度逐渐 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)取24%的氨水100g,加入100g水混匀后,所得溶液的溶质的质量分数为 。
(3)将100mL溶质的质量分数为16%的硫酸与100mL水混匀后,所得溶液的溶质质量分数 8%(填“>”、“<”、“=”或“无法判断”)
三、实验探究题
13.下表列出了硝酸钾与氯化钠在不同温度时的溶解度:
温度(℃) 0 10 20 40 60 80 100
硝酸钾的溶解度(g) 13.3 20.9 31.6 63.9 110 169 246
氯化钠的溶解度(g) 35.7 35.8 36.0 36.6 37.3 38.4 39.8
现有含123g硝酸钾与17.9g氯化钠的混合物,某同学设计了以下实验除去硝酸钾中的氯化钠(操作过程中不考虑额外的水损失)。
①向混合物中加入适量水,加热溶解;
②继续加热溶液至100℃并恒温蒸发浓缩;
③将溶液降温至10℃,仅得到硝酸钾晶体,过滤,将所得硝酸钾晶体洗涤并干燥.
A.步骤②中,为确保没有晶体析出,溶液中至少要保留 g水;
B.步骤③中,最多可得到硝酸钾晶体 g;
C.根据上述实验可概括出除去硝酸钾中少量氯化钠的主要步骤:
加热溶解→蒸发浓缩→ →过滤→洗涤→干燥;
D.洗涤时,应选用少量 (选填“热水”或“冷水”).其目的是: ;
(2)除去氯化钠中少量硝酸钾的一种方法是:将氯化钠和硝酸钾的混合物置于适量水中,加热,搅拌,待硝酸钾全部溶解,趁热过滤,将过滤所得的氯化钠晶体进行洗涤和干燥.上述方法中,趁热过滤的目的是: ;
(3)取23.4g氯化钠和40.4g硝酸钾,加70g水,加热溶解.在100℃时蒸发掉50g水,维持该温度过滤,得到的晶体质量为 g。
四、分析计算题(本题6分。)
14.在1℃时硝酸钾溶解度为S克,该温度下把a克硝酸钾固体投入到b克水中,充分搅拌。
(1)当S、a、b满足的关系是 时,溶质的质量分数为×100%;
(2)当S、a、b满足的关系是 时,溶质的质量分数为×100%,若要使其溶质质量分数变为原来的倍,需加水 克.
(2020 台州)如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
2.小明研究浮力大小与深度的关系。现有一正方体金属块,将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示;再将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,如图乙所示。不考虑液面变化。根据该图象可以得出的正确结论是( )
A.物体的质量是25g
B.物体的密度为3.5×103kg/m3
C.物体浸没在液体中时,受到的浮力大小为0.1N
D.浮力的大小总是随着浸入深度的增加而变大
17.如图所示,一木块上面放着一实心铁块A,木块顶部刚好与水面相平,在同样的木块下挂另一铁块B,木块也刚好全部浸在水中,则A、B两铁块的体积比是多少 (ρ铁=7.8×103千克/米3,ρ水=1.0×103千克/米3)
20.如图甲所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2.不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部.质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度L=5cm.已知水的密度是1.0×103kg/m3,求:
(1)甲图中,木块对容器底部的压强多大?
(2)向容器A中缓慢加水,当细线受到的拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B受到的浮力是多大?
(3)将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大?
例题1 A,2 D,3 D,4 C,5 C
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D D A C B B D C D
练习
11 1.2
12 减小 12% >
13
14