专项培优2　利用溶解度进行物质分离 学案（含答案）2026届高三化学一轮总复习

专项培优2　利用溶解度进行物质分离
　　　　　　　　　　　　　　　　
【知识归纳】
1. 溶解度
(1)含义
在一定温度下，某固体物质在100 g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量，叫作这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为“g”。
(2)公式
固体物质的溶解度(饱和溶液)S＝×100 g。
(3)影响因素
①内因：物质本身的性质(由结构决定)。
②外因：
a. 溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)：“相似相溶”原理。
b. 温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca(OH)2；温度对NaCl的溶解度影响不大。
2. 溶解度曲线
(1)概念：溶解度曲线是根据同种物质在不同温度下的溶解度绘制出来的曲线，一般随着温度的升高而升高，但是少部分物质会随着温度的升高而降低。由于固体物质的溶解度随温度变化而变化，该变化可以用溶解度曲线来表示；用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温度，绘出固体物质的溶解度随温度变化的曲线就叫作溶解度曲线。
(2)溶解度曲线(如图)
(3)溶解度曲线的含义
①同一物质在各温度时的溶解度不同。
②两曲线交点的含义：表示两物质在某温度时的溶解度相同。
③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小。
④能反映出溶解度随温度变化的趋势。
3. 根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法
(1)溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法，如NaCl溶液中含有KNO3，应采取蒸发结晶、趁热过滤的方法。
(2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法，如KNO3溶液中含有NaCl，应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
【专项训练】
1. 如图是甲、乙、丙三种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线。下列说法正确的是(　　)
A. 三种物质的溶解度大小关系为甲>乙>丙
B. t2 ℃时，将20 g甲加入50 g水中，得到70 g溶液
C. t3 ℃时，用等质量的甲、乙、丙固体配成饱和溶液，需要水的质量大小关系是乙>甲>丙
D. 将t2 ℃的三种物质的饱和溶液分别降温到t1 ℃，所得溶液的溶质质量分数大小关系为乙>丙>甲
2. 下表是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水)：
(假设：盐类共存时不影响各自的溶解度，分离晶体时，溶剂的损耗忽略不计)
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10 ℃ 80.5 21.2 35.7 31.0
100 ℃ 175 246 39.1 56.6
用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料，制取硝酸钾晶体，其流程如图所示
以下说法错误的是(　　)
A. ①和②的实验过程中，都需要控制温度
B. ①实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
C. ②实验操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
D. 用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好
3. “侯氏制碱法”是将二氧化碳通入氨化的食盐饱和溶液中，使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出。过滤得到的碳酸氢钠晶体，经洗涤、灼烧分解后生成碳酸钠。部分物质的溶解度曲线如图所示。
(1)滤液中除含有大量NH4Cl外，还含有少量的NaCl和NaHCO3。设计实验方案提纯NH4Cl样品：________________________________________________________________________________________________________________，冰水洗涤，低温干燥。(实验中必须用到的试剂：盐酸)
(2)图中碳酸氢钠的溶解度在60 ℃后无数据的原因可能是________________________________。
4. (2025·扬州高三开学)向Na2CO3溶液中通入SO2可制得Na2SO3。已知：Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO、SO随pH的分布如图1所示，Na2SO3的溶解度曲线如图2所示。
(1)边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为________时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于________ ℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。
专项培优2　利用溶解度进行物质分离
1. D　解析：没有说明温度，无法比较三种物质的溶解度大小，A错误；t2 ℃时，甲的溶解度为30 g，故50 g水中只能溶解15 g甲，因此将20 g甲加入50 g水中，得到65 g饱和溶液，B错误；t3 ℃时，溶解度：乙>甲>丙，用等质量的甲、乙、丙固体配成饱和溶液，需要水的质量大小关系是丙>甲>乙，C错误；t2 ℃时，溶解度：乙>甲＝丙，故t2 ℃时三种溶液的质量分数：乙>甲＝丙，降温到t1 ℃，甲、乙溶解度随温度的降低而减小，故甲、乙溶液的质量分数减小，丙的溶解度随着温度的降低而增大，溶液变为不饱和，但是溶质质量分数不变，由于t1 ℃时乙的溶解度大于t2 ℃时丙的溶解度，故温度降到t1 ℃时所得溶液的溶质质量分数大小关系为：乙>丙>甲，D正确。故选D。
2. C　解析：A项，①为蒸发浓缩，②为冷却结晶，均需要控制温度，正确；B项，①实验分离出NaCl，操作依次为加水溶解、蒸发浓缩、趁热过滤，正确；C项，②实验操作为冷却结晶，错误；D项，用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好，可减少硝酸钾的溶解，正确。
3. (1)边搅拌边向滤液中加入盐酸至无气泡产生，80 ℃蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时，降温结晶，过滤　(2)60 ℃以上溶液中的NaHCO3受热分解
解析：(1)滤液中除含有大量NH4Cl外，还含有少量的NaCl和NaHCO3，要提纯NH4Cl样品，可向样品中加入盐酸至无气泡产生，待碳酸氢钠完全反应后，溶液中剩余氯化铵和氯化钠，由图可知，NH4Cl的溶解度受温度影响比较大，而NaCl受温度的影响较小，因此采用蒸发浓缩，再降温结晶后过滤，冰水洗涤，低温干燥后可得到氯化铵晶体。
(2)碳酸氢钠受热易分解，图中碳酸氢钠的溶解度在60 ℃后无数据的原因可能是：60 ℃时溶液中的NaHCO3受热分解。
4. (1)测量溶液的pH，当pH约为4时，停止通入SO2　(2)10　34
解析：(1)边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液，由图1可知，当pH为4时，溶质的主要成分为亚硫酸氢钠，故实验操作测量溶液的pH，当pH约为4时，停止通入SO2；
(2)由图1可知，pH值约为10时，溶质的主要成分为亚硫酸钠，由图2可知，当温度高于34 ℃时亚硫酸钠随着溶液温度升高溶解度降低，故制备无水亚硫酸钠的步骤为：边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 ℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。