学科教师辅导讲义
学员姓名: 学科教师:
年 级:初三 辅导科目: 化学
授课日期
××年××月××日
时 间
A / B / C / D / E / F段
主 题
溶解度和质量分数
教学内容
掌握溶解度的概念及相关计算
掌握质量分数的概念及相关计算,掌握溶解度与质量分数的换算
掌握溶液稀释的计算
(此部分15分钟左右。可根据本次课的需要,选择不同的互动探究方法,通过案例分析、趣味故事等进行新课导入,且此部分内容与本节课的主题相关连,并写清楚教学建议。)
【提问】1、什么叫固体物质的溶解度?其要素是什么?
(1)、概念 在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量, 叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度.如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。
(2)、在理解固体溶解度概念时,要抓住的四个要点:
?、“在一定温度下”:因为每种物质的溶解度在一定温度下有一个对应的值,或者说固体物质溶解度随温度变化而变化.所以给出某固体物质的溶解度时,必须标明温度。
?、“在100克溶剂里”:溶解度的概念中,规定溶剂的质量为100克.也即是每一百克溶剂中所溶解溶质的克数。
?、“饱和状态”:可以理解为在一定温度下,在100克溶剂里,所能溶解溶质的最大值.
④、“所溶解的克数”:表明溶解度的单位是“克/100g水”
2、20℃时,NaCl的溶解度为36克/100克水,其含义是什么?
要求学生弄清以下关系:
温度 溶质 溶剂 饱和溶液
20℃ 36g 100g 136g
(讲解)由此,若在20℃时,将36gNaCl溶于100g水中恰好饱和,则在20℃时,NaCl的溶解度为36g,由此所组成的饱和溶液的质量为136g。
3、20℃时,若要将200g水配制成NaCl饱和溶液,应加入NaCl多少克?可得到多少克饱和溶液?
关系式:温度 溶质 溶剂 饱和溶液
20℃ 36g 100g 136g
72g 200g 272g
4、20℃时,若要将18克NaCl 配成饱和食盐水,应加入多少克水?可得到多少克饱和溶液?
关系式:温度 溶质 溶剂 饱和溶液
20℃ 36g 100g 136g
18g 50g 68g
(引言)由此可见,在一定温度下,饱和溶液中溶质、溶剂及饱和溶液三者的质量是成正比的。在有关溶解度的计算中,其实质就是溶解度概念的具体应用。计算的关键是搞清关系式中温度、溶质、溶剂、饱和溶液液质量的相对应关系,通过正比例的方法计算。
(此部分60分钟左右;是本节课的重点。请做到讲练结合,尽量做到每一个知识点都附有相应的练习题;最多不超过3个知识点必须附有相关知识点练习)
例题1、把50g20℃时的硝酸钾饱和溶液蒸干,得到12g硝酸钾,求硝酸钾在20℃时的溶解度。
(讲解)求物质的溶解度,实际上就是求在一定温度时,100g水最多可溶解的溶质的质量,因此,在这种题型的解题中,要懂得利用溶解度概念中暗含的一个已知量,即溶剂量为100克。
解:设20℃时,硝酸钾的溶解度为S。
温度 溶质 溶剂 饱和溶液
20℃ 12g (50-12)g 50g
S 100g
(50-12)g = 100g
12g S
S=31.6g/100g水
答:硝酸钾在20℃时的溶解度为31.6g/100g水。
【思考】若本题告知20℃时KNO3的溶解度为31.6g/100g水如何求得50g饱和溶液中所含有的溶质和溶剂的质量?(通过学生思考总结出解题思路,由此引入第二种题型。)
例题2、已知氯化铵在20℃时的溶解度是37.2g/100g水,实验室在20℃配制1000g氯化铵饱和溶液,需氯化铵和水各多少克?
(讲解)已知氯化铵在20℃时的溶解度是37.2g/100g水,即表示在20℃时,每100g水最多可溶解37.2g氯化铵或者说每(100+37.2)g饱和溶液中含有氯化铵37.2g,据此可解题如下:
解:设1000g饱和NH4Cl溶液中含NH4Cl质量为xg。
温度 溶质 溶剂 饱和溶液
20℃ 37.2g 100g 137.2g
x (1000-x)g 1000g
137.2 = 1000g
37.2 x
x=271g
水的质量为:1000g-271g=729g
答:需要氯化铵37.2g,水729g。
【练习】(注意给学生思考和汇报的时间,学生汇报后强调解题思路和解题格式,及时点评到位)
1、20℃时,将38gKCl溶解在水中制成150g饱和溶液,求20℃时KCl溶液的溶解度。(34g/100g水)
2、20℃时,NaCl的溶解度为36g/100g水,求20℃时80g饱和氯化钠溶液蒸干,可得NaCl多少克?(21.2g/100g水)
例题3、 已知氯化钠在20℃时的溶解度是36g/100g水,在20℃时,要把40gNaCl配成饱和食盐水,需加水多少克?
(讲解):根据20℃时NaCl溶解度为36g/100g水,即每100g水最多可溶解NaCl 36g或者说在20℃时,每36gNaCl溶于100g水中,即可恰好制成饱和溶液,而且,等温下,溶剂和溶质质量是成正比的。
解:设需加水的质量为xg。
36g=40g
100g x
x=111g
答:需加水111g。
【练习】已知20℃时,KNO3的溶解度为31.6g/100g水,若把20gKNO3溶解在80g水中,问能否形成饱和溶液?若不饱和,怎样才能使之变为饱和?通过计算回答。(不饱和,在该温度下80g水最多可溶解硝酸钾25.28g,应该再加5.28g硝酸钾或者只用63.3g水来溶解20g硝酸钾)
【归纳】若设溶解度为S,饱和溶液质量为M液,溶质质量为M质,溶剂质量为M剂,则在一定温度下,饱和溶液中有以下关系式:
M质= S ②M质= S ③M剂= 100
M剂 100 M液 100+S M液 100+S
可见,根据溶解度的计算都统一于固体溶解度的概念,在一定温度下,溶质、溶剂、饱和溶液的质量是成正比的。
(以下思考题可给给学生提升思维能力使用,教师可自行选择)
【思考】在t℃时,CuSO4的溶解度为Sg/100g水,在该温度下,把Sg无水硫酸铜粉末加入(100+S)g饱和硫酸铜溶液中,得到一定量的蓝色晶体,若要把此晶体溶解成饱和溶液,应加水的质量为( )(答案:B)
A.(100+S)g B.100g C.(100-98/25)g D.无法确定
(过渡:饱和溶液的浓度可以用溶解度表示,不饱和溶液的浓度该怎么表示呢?)
举例:医院里用的生理盐水是0.9%的,问0.9%的生理盐水表示 每100生理盐水中含有溶质氯化钠0.9克。
练习:有一硝酸钾溶液,溶质的质量分数为12%,它表示的意义是 。
质量分数:
定义:
(2)计算公式:溶质的质量分数=
例1:从一瓶氯化钾溶液中取出20g溶液,蒸干后得到2.8g氯化钾固体,则这瓶溶液中溶质的质量分数是多少?(14%)
【练习】1、某温度下,将5g硝酸钾放入20g水中完全溶解,求溶液中溶质的质量分数?(20%)
2/ 2、某食盐溶液60g,含有45g水,求溶液中食盐的质量分数?(25%)
【例2】 从一瓶氯化钾溶液中取出20g溶液,蒸干后得到2.8g氯化钾固体,则这瓶溶液中溶质的质量分数是多少?
练习:1、某温度下,将5克硝酸钾放入20克水中完全溶解,求溶液中溶质的质量分数?
2、某食盐溶液60克,含有45克水,求溶液中食盐的质量分数?
【例3】某溶液的密度是1.2g/cm3,实验测得每100ml该溶液中含溶质24g,求该溶液的溶质质量分数?
1、 1L密度为1.3 g/cm3的硫酸溶液中含硫酸520g,?硫酸溶液的溶质质量分数是多少? (取整数)
2、0.25L 20%的硫酸溶液(ρ=1.14g/cm3),含硫酸多少克?
【例4】 在农业生产上,有时用10%~20%的食盐溶液来选种。如配制150kg16%的食盐溶液,需要食盐和水各多少克?
练习1、现要配制1000克0.9%的生理盐水,需盐和水各多少克?
2、某10%的氢氧化钠溶液含水135g,则含氢氧化钠多少克?
溶解度与质量分数的比较
比较项目
溶解度
溶质的质量分数
意义
表示物质溶解性的度量,受外界温度、压强等影响
表示溶液中溶质质量的多少,不受外界条件限制
温度要求
一定
不一定
溶剂量要求
100g
不一定
溶液是否饱和
一定达到饱和
不一定
单位
g
无单位
关系式
溶解度=
溶质的质量分数=
例1:20℃时氯化钠的溶解度为36g/100g水,求此温度下氯化钠饱和溶液中氯化钠的质量分数。
解:根据溶解度的定义,20℃时氯化钠的溶解度是36g,即意味着100g水可溶解36g氯化钠,则溶液质量为100+36=136g,据质量分数计算公式:
可得公式:
答:20℃时NaCl饱和溶液中NaCl质量分数为26.47%。
由以上计算可知,某温度下饱和溶液的溶质质量分数的计算公式是:
练习: 某温度下某物质的饱和溶液的溶质质量分数为m%,求此温度下该物质的溶解度。
注意事项:
1、在一定温度下,溶质在溶剂中溶解的质量达到溶解度时,一定是饱和溶液,所以在进行溶质质量分数与溶解度的换算时,必须是饱和溶液才能进行。
2、一定温度下,物质的溶解度的数值总是大于该物质的饱和溶液的溶质质量分数的数值,根据此规律可检查计算是否正确。
3、在一定温度下,物质溶于水的最大量是根据其溶解度的数值换算出来的,超过这数值的质量,不进入溶液,因而不能把没有溶解的固体的质量,列入溶质质量去换算成溶质质量分数。
【提高升华】综合计算
一、稀释、浓缩型计算题
这种类型的有关溶质质量分数的计算是最基本、最简单的计算,只要把握住稀释、浓缩前后溶质质量守恒关系,即可由此列出方程求得结果。
稀释定律:稀释前后溶液所含溶质质量相等(浓缩也适用)
例1.将一瓶80g 溶质质量分数为10%的NaCl溶液平均分为2等份,每份溶液中溶质的质量分数为? ? ;若将其中的一份溶液中溶质的质量分数减小一半,应加水? ?? g,若将另一份溶液中溶质的质量分数增大一倍,应加入NaCl???? g
二、溶液配制型
溶液的配制可谓综合性的题目,既包括实验步骤,也包括有关计算,甚至还有对误差的分析和判断,但其核心还是计算问题,是依据溶质质量分数计算公式的计算。
例2.实验室要配制50g6%的硝酸钾溶液,按下列步骤进行:
(1)计算:需硝酸钾质量为_____g;水的质量为_____g,约_____mL。
(2)称量:托盘天平只能准确称量到_____g,检查时,若发现指针偏右应将平衡螺母向_____调至平衡。
(3)溶解:应选择的量筒规格为_____(50mL或100mL),量取时,若视线仰视,则量筒的读数偏_____,实际量取水的体积偏_____,所配溶液中溶质的质量分数偏____。
三、计算温度升高时变成饱和溶液需加入溶质或蒸发溶剂的质量
例3 将20℃时263.2g硝酸钾饱和溶液温度升至60℃需加入几克硝酸钾或蒸发几克水才能变为饱和溶液?(20℃硝酸钾溶解度为31.6g/100g水,60℃为110g/100g水)
四、结晶与蒸发问题
例4 某物质的溶液250克,蒸发掉20克水,温度恢复到t℃,有5克晶体析出,若再蒸发掉20克水,将温度恢复到t℃,又析出10克晶体(晶体均不含结晶水)。则该物质在t℃时的溶解度是 ( )
A.25g/100g水 B.50g/100g水 C.15g/100g水 D.195g/100g水
例5 已知100℃和10℃时硝酸钾的溶解度分别为246g/100g水和21g/100g水,现在有100℃硝酸钾饱和溶液346克,当温度降到10℃时,能析出硝酸钾晶体多少?
例6 20℃时,食盐的溶解度为36g/100g水,现有20℃时饱和食盐溶液100克和200克,在温度保持不变的情况下,各蒸发掉10克水,析出晶体分别是多少?
(此部分测试时间为20分钟左右,讲评时间为15分钟左右。队本次所学内容进行检测)
要配制50℃的KCl饱和溶液,(50℃时KCl的溶解度是42.6g/100g)
⑴25gKCl应溶解在多少克水中? ⑵在25g水中能溶解多少克KCl?
2、在60℃的恒温条件下,200g的甲物质溶液蒸发掉20g水,能析出10g不含结晶水的甲物质,再蒸发20g水又能析出20g不含结晶水的甲物质,那么原溶液中质量分数为_______________;在此温度下甲物质的溶解度为____________。
3、某温度时,化合物甲的饱和溶液mg中含溶质ag,化合物乙的饱和溶液mg中含有溶质bg,则在此温度时,甲、乙两化合物的溶解度之比是_____________。
4、某物质Wg,在t℃时溶于水成VmL饱和溶液,其物质的相对分子质量为m。该溶液的密度为ρ,则该溶液的质量分数为______________, 此温度下,某物质的溶解度为__________________。
5、参照物质的溶解度,以NaOH固体、水、碳酸钙固体、盐酸为原料制取33g纯碳酸氢钠。
25℃
碳酸氢钠
碳酸钠
氢氧化钠
溶解度(g/100g水)
9
33
110
⑴若用水100g,则制取时需用NaOH固体_____________克。
⑵若用固体NaOH 17.86g,则需用水________________克。
6、用一定浓度的硫酸溶液,逐滴滴入氯化钡溶液中,直到沉淀恰好完全为止。已知所生成的溶液的质量等于原氯化钡溶液的质量,则硫酸溶液的质量分数为_______________________。
(此部分10分钟左右,以学生自我总结为主,TR引导为辅,为本次课做一个总结回顾)
【巩固练习】
(此部分内容包含本次课所学内容相关的练习题及综合练习题。建议题量保持在30分钟左右可以完成的范围内)
1、设CuSO4在某温度下的溶解度为Sg/100g水,则CuSO4·5H2O在同温度下的溶解度为________________。
2、已知某盐在不同温度下的溶解度如表,若把质量分数为22%的该盐由50℃逐渐冷却,则开始析出晶体的温度范围是 ( )
A 0-10℃ B 10-20℃ C 20-30℃ D 30-40℃
温度(℃)
0
10
20
30
40
溶解度(g/100g水)
11.5
15.1
19.4
24.4
37.6
3、把60℃时300g硝酸钾饱和溶液蒸发掉40g水,再冷却到10℃时,问有多少克硝酸钾晶体析出?(硝酸钾溶解度60℃时为110g/100g水,10℃时为21g/100g水.)
4、向268g20℃时的KCl饱和溶液中加入50g水,并把温度升高到40℃,问要使溶液继续饱和,还需要加入多少克氯化钾? (已知KCl20℃时溶解度为34g/100g水,40℃时为40g/100g水。)
5、将80℃时的500g硫酸铜溶液,蒸发掉100g水,再冷却到30℃,问可析出硫酸铜晶体多少克?(已知硫酸铜溶解度80℃时为55g/100g水,30℃时为41g/100g水。)
6、将30℃的含有某溶质的溶液136g分成等量的两份,向其中一份加入该溶质10g,结果只溶解了2g就不再溶解了;另一份冷却至0℃,析出溶质(不含结晶水)5.5g,此时溶液的质量分数为20%。则该物质在30℃时的溶解度为多少?
7、将100g50%的硫酸铜溶液的温度从t1℃降到t2℃后过滤,得滤液80g。下列说法中正确的是( )
A 滤液的浓度为37.2%
B t1℃时硫酸铜的溶解度是100g/100g水
C t2℃时硫酸铜的溶解度是86.9g/100g水
D 把滤得的晶体投入80gt2℃的水中,所得的溶液浓度是12.8%
8、有一包Wg的固体混和物中含有硝酸钾和不溶性杂质,把它们加入一定量的水中溶解,结果如下所示:
温度(℃)
10
40
75
剩余固体质量(克)
261
175
82
又已知硝酸钾的溶解度为:
温度(℃)
10
40
50
60
65
75
80
溶解度(g/100g水)
20.5
63.5
85.5
110
126
150
169
由上述结果可知:
⑴加入水的质量为________________克; ⑵W的数值为_____________;
⑶样品中所含杂质的质量为_____________克;
⑷要全部溶解硝酸钾所必需的最低温度是__________________。
9、要使Wg10%的食盐溶液的浓度增大一倍,可采用的方法是( )
A 加入W/10g食盐 B 蒸发浓缩成W/2g食盐溶液
C 蒸发溶剂的一半 D 再加入2Wg25%食盐溶液
10、现有浓度为10%的磷酸(H3PO4)溶液20g,如欲使其浓度变为25%,可以采用的方法有( )
A 蒸发掉10g水 B 蒸发掉12g水
C 在加热下加入2.655gP2O5 D 加入9.865g80%的磷酸
11、浓度不等的两种硫酸溶液(ρ>1)等质量混合时,其质量分数为a%,而等体积混合时为b%;浓度不等的两种乙醇溶液(ρ<1)等质量混合后,其质量分数为a%,而等体积混合时则为c%。则a、b、c间的大小关系为 ( )
A a>b>c B b>a>c C c>b>a D 不能比较
12、常温下将20g14%的NaCl溶液和30g24%的NaCl溶液混合。计算:
⑴该混合溶液的质量分数;
⑵在1000g水中需溶入多少克氯化钠才能使其浓度恰好与上述混合液的浓度相等。
【预习思考】
(此部分旨在对下节课将要学习的内容进行提前预习。可根据下节课主题进行设置。)