溶液的形成 溶解度.txt爱情是彩色气球,无论颜色如何严厉,经不起针尖轻轻一刺。一流的爱人,既能让女人爱一辈子,又能一辈子爱一个女人![学习目标集成]
1.认识溶解现象,知道溶液、溶质、溶剂等概念。
2.探究几种物质在水中溶解时溶液的温度变化。
3.知道一些常见的乳化现象。
4.了解溶解度的涵义,初步学习绘制和查阅溶解度曲线。
重点:溶液、饱和溶液、溶解度、溶解度曲线的应用
难点:溶液、饱和溶液和溶解度概念的建立。
[知识要点梳理]
知识点一:溶液
1.溶液、溶质、溶剂
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液;被溶解的物质叫做溶质;能溶解.其他物质的物质叫溶剂。
对溶液的认识要注意以下几点:
①溶质在被分散前的状态可以是固体、液体、气体。
②溶液不一定都是无色的,其颜色由溶质、溶剂的性质而决定。
③水是最常用的溶剂,酒精(乙醇)、汽油等物质也可以作溶剂。多种液体形成溶液时,量最多的一种为溶剂,其余为溶质,但当溶液中有水存在时,不论水的量有多少,习惯上把水看作溶剂;通常不指明溶剂的溶液,一般指的是水溶液。
2.溶液的特征:均一性、稳定性
均一性:是指溶液各部分的溶质浓度和性质都相同。但溶液中分散在溶剂中的分子或离子达到均一状态之后,仍然处于不停地无规则运动状态之中。
稳定性:是指外界条件(温度、压强等)不变时,溶液长期放置不会分层,也不会析出固体或放出气体。
3.溶液的用途
①许多化学反应在溶液中进行,可以加快反应的速率。
②溶液对动植物和人的生理活动有很重要的意义。动物摄取食物里的养料必须经过消化,变成溶液后才能吸收;植物从土壤里获得各种养料,也要变成溶液,才能由根部吸收。(如图24-1所示)
图24-1 溶液具有广泛的用途
【要点诠释】
①一种溶液中只有一种溶剂,但可以有多种溶质。
②溶液“透明”包括无色透明和有色透明(如CuSO4溶液);透明液体不一定是溶液,如水、酒精。
③SO3、CaO等易与水反应的物质溶于水,溶质不是SO3、CaO,而是H2SO4、Ca(OH)2。
④溶液的质量等于溶质、溶剂的质量之和(溶质的质量是指被分散的那部分物质的质量,没有分散进溶剂内的物质,就不能计算在内)。溶液体积不一定等于溶质和溶剂体积之和,如100 mL酒精和100 mL水混合后体积小于200 mL。这是因为分子间有间隔的缘故。
知识点二:溶解过程中的热现象
溶质分散到溶剂中形成溶液的过程,叫做物质的溶解。在物质溶解形成溶液的过程中,所发生的溶质的分子(或离子)向溶剂中扩散的过程吸收热量,而溶质的分子(或离子)与溶剂作用生成溶剂合物的过程放出热量,所以物质溶解通常伴随着热量的变化。
┏ 扩散吸热>水合放热——溶液温度降低
溶解热现象┫ 扩散吸热=水合放热——溶液温度不变
┗ 扩散吸热<水合放热——溶液温度升高
:如图24-2所示装置:向小试管中加入不同物质,玻璃管中的红墨水液面会发生不同变化。加入浓硫酸、氢氧化钠等物质,右侧液柱上升;加入硝酸铵、硝酸钾等物质,左侧液柱上升;加入氯化钠等物质,两侧液面基本不变。
【要点诠释】
①浓硫酸、氢氧化钠溶于水,温度升高,不是二者溶解时只有放热过程,而是扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,试管内液体温度上升;同样硝酸铵等物质溶于水时,温度降低是扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量;氯化钠等物质溶于水,温度基本不变是因为扩散过程吸收的热量与水合过程放出的热量基本相等。
②酸、碱、盐等物质溶于水时,以离子形式扩散;蔗糖、酒精等有机物溶于水时,一般以分子形式扩散。
知识点三:乳浊液和乳化现象
乳浊液:小液滴分散到液体里形成的混合物,叫乳浊液。如:把植物油和水混合振荡后得到的浑浊的液体,就是乳浊液。该混合物不稳定,静置分层。
乳化是指加入乳化剂后,乳浊液(油脂和水的混合物)不在分层而能稳定存在,能变成细小的液滴随水流走。衣服餐具上的油污可以用加入洗涤剂的水洗掉就是这个道理。乳化不是溶解,不能形成溶液。
【要点诠释】汽油和洗洁精都能洗去油污但原理不同,汽油洗油污是油污溶解在汽油中形成溶液,而洗洁精洗油污是发生了乳化现象,不能形成溶液。
知识点四:饱和溶液、不饱和溶液
1.饱和溶液、不饱和溶液的概念
饱和溶液:在一定温度下(溶质为气体时还需在一定压强下),向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时所得到的溶液,叫做这种溶质在这种溶剂里的饱和溶液。
不饱和溶液:在一定温度下(溶质为气体时,还需在一定压强下),向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质还能继续溶解时的溶液,叫做这种溶质在这种溶剂里的不饱和溶液。
2.饱和溶液、不饱和溶液的转化方法
大多数情况下饱和溶液和不饱和溶液存在以下
转化关系(溶质为固体):
但是,由于Ca(OH)2的溶解度在一定范围内随温度的升高而减小,因此将Ca(OH)2的不饱和溶液转化为饱和溶液,在改变温度时应该是升高温度;将熟石灰的饱和溶液转化为不饱和溶液,在改变温度时应该是降低温度。
3.判断溶液是否饱和的方法
一般说来,可以向原溶液中再加人少量原溶质,如果溶解的量不再增大则说明原溶液是饱和溶液,如果溶解的量还能增大则说明原溶液是不饱和溶液。
【要点诠释】主要从下面几个方面理解这两个概念:
①首先要明确“一定条件”、“一定量的溶剂”。在某一温度和一定量的溶剂里,对某种固态溶质来说饱和了,但若改变温度或改变溶剂的量,就可能使溶液不饱和了。如室温下,100 g水中溶解31.6 g KNO3达到饱和,若升高温度或增大溶剂(水)量,原来饱和溶液就变为不饱和溶液。所以溶液饱和与否,首先必须明确“一定条件”和“一定量的溶剂”。
②必须明确是某种溶质的饱和溶液或不饱和溶液。如:在一定条件下不能再溶解食盐的溶液,可能还能继续溶解蔗糖,此时的溶液对于食盐来说是饱和溶液,但是对于蔗搪来说就是不饱和溶液。
知识点五、溶解度
1.固体的溶解度
在一定温度下某固体物质在100g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。如果不说明溶剂通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。
正确理解固体的溶解度概念需要抓住四个因素:
①一定温度。同一种固体物质在不同温度下对应的溶解度是不同的,因此必须指明温度。
②100g溶剂。此处100 g是指溶剂质量,不能误认为溶液质量。
③饱和状态。在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂里所溶解的最大质量为这种物质在这种溶剂里的溶解度。
④单位:g[严格地说应该是g/100g(溶剂)]。
影响因素:
①溶质、溶剂的性质;
②温度。
2.固体物质的溶解度与溶解性的关系
20℃溶解度/g >10 10~1 1~0.01
物质的溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
实例 NaCl KClO3 Ca(OH)2 CaCO3
3.溶解度曲线
当溶质一定、溶剂一定时.固态物质的溶解度主要受温度的影响,也就是说,固态物质的溶解度是温度的函数。这种函数关系既可用表格法表示,也可以用图像法(溶解度曲线)来表示。用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,得到物质溶解度随着温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。如图24-3。
A几种物质的溶解度曲线 图24-3 B熟石灰的
溶解度曲线
(1)温度对固体溶解度的影响规律
①大多数物质的溶解度随温度升高而增大(如KNO3)
②少数物质的溶解度受温度影响不大(如NaCl)
③极少数物质的溶解度随温度升高而减小(如Ca(OH)2)
(2)溶解度曲线的意义及应用
①根据溶解度曲线可以查出某温度下该物质的溶解度;也可以查出该物质已知溶解度所对应的温度。曲线上的点即该物质对应温度时的溶解度,按其数据配成的溶液正好为饱和溶液;若按曲线下面的任何一点的数据所配溶液,均为该温度下该物质的不饱和溶液;如按曲线上面任何一点所表示的数据配制溶液,溶液中均含有未溶解的晶体,所配溶液为饱和溶液。
②固体物质的溶解曲线主要有三种情况:“陡升型”,该类物质(大多数固体物质)的溶解度随温度升高而明显增大;“缓升型”,这类物质(少数固体物质)的溶解度随温度升高变化不明显;“下降型”,它(极少数物质)的溶解度随温度升高而减小。
③不同物质在同一温度下的溶解度借助不同物质的溶解度曲线,可比较相同温度下各物质溶解的大小。
④几种物质溶解度曲线的交点,表示对应温度下几种物质的溶解度相等。
4.气体的溶解度
气体的溶解度是指该种气体在一定压强和一定温度时溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积(气体的体积要换算成标准状况时的体积)。
影响气体溶解度的因素:
内因:气体和水本身的性质。
外因:①温度:随温度升高而减小;②压强:随压强增大而增大。
【要点诠释】
①温度是影响固体物质溶解的唯一外界因素,振荡、搅拌只能加快固体物质的溶解速率,而不能改变固体的溶解度。
②溶解度曲线既能定性地反映固体的溶解度受温度影响而变化的趋势(溶解度曲线的伸展方向),也能表示某固态物质在某温度下的溶解度,还能用于比较同一温度不同溶质的溶解度的大小。比较溶解度大小必须指明温度,否则无法比较。
③气体的溶解度受温度和压强的影响。温度一定,气体的溶解度随压强的增大而增大,随压强的减小而减小;压强一定,气体的溶解度随温度的升高而减小,随温度的降低而增大。
[规律方法指导]
本部分内容包括溶液、饱和溶液、不饱和溶液、溶解度的内容,概念性的东西比较多,学习时要注意抓住概念的特点,注意去理解概念的内涵,如对于溶液的定义要抓住:均一、稳定、混合物;学习概念时还要注意对相似概念进行比较学习,如对于饱和溶液和不饱和溶液,对比去理解,效果更好。
[
经典例题透析]
类型一:物质溶解的现象及溶液
例题1、把少量物质分别加入到另一物质中,充分搅拌,可以得到溶液的是 ( )
A.碘加入汽油中 B.面粉加入水中
C.高锰酸钾加入汽油中 D.植物油加入水中
【思路点拨】该题考查的是溶液的概念,抓住概念的特征即可解决 。
【解析】溶液是均一稳定的混合物,碘加入汽油中,可以形成均一、稳定的混合物;面粉加入水中,高锰酸钾加入汽油中,植物油加入水中形成的混合物都不稳定,故选A。
【答案】A
【总结升华】解决溶液概念的题时一定要抓住溶液是均一、稳定的混合物,,这三点是判断是否是溶液的根本。
举一反三:
【变式1】下列物质中不属于溶液的是( )
A.食盐水 B.汽水 C.泥水 D.澄清石灰水
【变式2】下列有关溶液的说法正确的是 ( )
A.稀硫酸中水是溶剂;
B.物质投入水中搅拌均匀就能形成溶液;
C. 无色的液体都是溶液;
D.乳化现象就是油脂溶于乳化剂。
类型二、物质溶解时的吸热和放热现象
题2、图24-4是同学们根据所学知识设计的一个趣味实验,请参与实验并回答问题:将分液漏斗里适量的水加人大试管中,使足够量的氢氧化钠固体完全溶解后,能观察到的现象是:__________________请解释产生上述现象的主要原因是____________________________________。
【思路点拨】此题出题角度新,把物质溶解时的放热、吸热现象和物质溶解度受温度影响以及物理知识联系起来了。U型管中液面的变化主要和压强有关,而容器内的压强又与温度相关联,解决此题的关键就是要把温度和压强的关系搞清楚。
【解析】氢氧化钠固体溶于水放出热量,使试管内温度升高,压强增大,大于外界大气压,在试管内部压强的作用下u型管中a处液面下降,b处上升;试管内温度升高使硝酸钾饱和溶液的温度也升高,硝酸钾的溶解度增大,溶液中的硝酸钾晶体减少甚至消失。
【答案】放热;u型管中a处液面下降,b处液面上升;烧杯内硝酸钾晶体减少。
产生的原因是:氢氧化钠固体溶于水放出热量,使试管内温度升高,压强增大,大于外界大气压,在试管内部压强的作用下u型管中a处液面下降,b处上升;试管内温度升高使硝酸钾饱和溶液的温度也升高,硝酸钾的溶解度增大,溶液中的硝酸钾晶体减少甚至消失。
【总结升华】对于氢氧化钠溶于水放热要记准,然后要注意和物理知识联系起来,温度升高,气体受热膨胀,
压强增大;另外还要知道:温度升高,硝酸钾的溶解度增大。
举一反三:
【变式3】如图24-5所示装置,向试管里的水中加入某种物质后,U形管右边支管的红墨水液面降低,左边支管的红墨水液面上升,则加入的物质可能是 ( )
A.氢氧化钠
B.生石灰
C.浓硫酸
D.硝酸铵
【变式4】图24-6中A图表示硝酸钾和氢氧化钙的溶解度随温度变化的情况。B图中甲、乙试管分别盛有硝酸钾、氢氧化钙的饱和溶液,试管底部均有未溶解的固体。向烧杯中加入一种物质后,甲试管中固体减少,乙试管中的固体增加,则加入的物质不可能是( )
A.浓硫酸 B.氢氧化钠 C.氧化钙 D.硝酸铵
类型三、饱和溶液和不饱和溶液的判断及转化
题3、如图24-7表示A、B两种固体物质的溶解度曲线,在t2℃时,当A、B两种物质的溶液接近饱和时,下列哪种方法使两溶液都能达到饱和( )
A.降低温度 B.加入溶剂
C.加入溶质 D.倒出一部分溶液
【思路点拨】不饱和溶液转化成饱和溶液的方法要根据溶质的溶解度和温度的关系具体而定,而加溶质可以使任何不饱和溶液变得饱和。
【解析】根据溶解度曲线可以看出A、B的溶解度随温度变化的趋势不同,因此改变温度一定不能同时使A、B变为饱和;加入溶剂只能使溶液更不饱和;加入溶质可以使A、B都变得饱和;倒出溶液,溶液的不饱和状态不会改变。故选C。
【答案】C
【总结升华】对于任何物质加入溶质都可以使不饱和溶液变为饱和溶液,而像改变温度、蒸发溶剂等方法还得具体物质具体分析。
举一反三:
【变式5】t℃时有一杯接近饱和的澄清石灰水,下列做法不能使其变为饱和溶液的是 ( )
A.往溶液中加入少量CaO B.将溶液升温
C.将溶液降温 D.恒温蒸发部分溶剂
【变式6】可以证明某种硝酸钾溶液是20℃时的饱和溶液的事实是 ( )
A.降温到10℃时,有硝酸钾晶体析出
B.蒸发掉10g水,有硝酸钾晶体析出
C.20℃时,向原溶液中加入少量硝酸钾晶体,溶液中硝酸钾的溶质的质量分数不变
D.加热到30℃后,在加入硝酸钾晶体能继续溶解
类型四、溶解度及溶解度曲线的应用
题4、图24-8是a、b、c三种物质的溶解度曲线,a与c的溶解度曲线相交于P点。据图回答:
(1)P点的含义是_____________________。
(2)t2℃时30g a物质加入到50g水中不断搅拌,形成的溶液质量是______g。
(3
)t2℃时a、b、c三种物质的溶解度按由小到大的顺序排列是________(填写物质序号)。
(4)在t2℃时,将等质量的a、b、c三种物质的饱和溶液同时降温至t1℃时,析出晶体最多的是____________________,所得溶液中溶质质量分数最小的是_____________________。
【思路点拨】认真分析溶解度曲线,弄清各物质溶解度随温度的变化趋势是解题的关键。
【解析】溶解度曲线上的点表示一定温度下该物质的溶解度;由溶解度曲线可知t2℃时a的溶解度为50g,因此50g水中最多可溶解a25g,30ga物质加入到50g水中形成溶液的质量的75g。由溶解度曲线可以看出t2℃时a、b、c三种物质的溶解度按由小到大的顺序排列是c、b、a;a物质的溶解度随温度升高变化较大,因此降温时析出晶体最多,t2℃时C的溶解度最小,饱和溶液的溶质质量分数最小,降温到t1℃时其溶质质量分数不变,还是最小。
【答案】(1)t1℃时a和c的溶解度均为20g(2)75(3)cba(4)a,c
【总结升华】根据溶解度曲线可以查出某温度下该物质的溶解度;也可以查出该物质已知溶解度所对应的温度。曲线上的点即该物质对应温度时的溶解度,按其数据配成的溶液正好为饱和溶液;不同物质在同一温度下的溶解度的大小可借助不同物质的溶解度曲线加以比较。几种物质溶解度曲线的交点,表示对应温度下几种物质的溶解度相等。
举一反三:
【变式7】图24-9是a、b两种固体物质的溶解度曲线。下列叙述正确的是 ( )
A.a的溶解度一定大于b的溶解度
B.t1℃时,a、b两种物质的饱和溶液中溶质的质量一定相等
C.0℃时,将100g水加入盛有m2g的a物质的烧杯中,搅拌,再升温至t1℃时(溶剂不蒸发),溶液的质量一定增大
D.取tl℃时等质量的a、b两种物质的饱和溶液,升温至t2℃(溶剂不蒸发),所得a溶液中溶质的质量分数一定大于b溶液中溶质的质量分数
【变式8】图24-10是甲、乙两种物质的溶解度曲线。在t2℃时往盛有100g水的烧杯中先后加入wg甲和wg乙(两种物质溶解时互不影响,且溶质仍是甲、乙),充分搅拌。将混合物的温度降低到t1℃。下列说法正确的是( )
A.甲物质的溶解度随温度升高而减小
B.乙物质的溶解度随温度升高而增大
C.温度降低到t1℃时,甲、乙的溶质质量分数相等,得到甲、乙的不饱和溶液
D.t2℃时,甲物质的溶液为饱和溶液,乙物质的溶液为不饱和溶液
[答案]
【变式1】C
【解析】溶液是均一稳定的混合物,食盐水、汽水、澄清是石灰水都是均一、稳定的混合物;
而泥水不稳定,故选C。
【变式2】A
【解析】溶液是均一稳定的混合物,一般溶液如果没特殊指明,溶剂都是水。A选项中稀硫酸是溶液,其中水是溶剂;B选项中如果物质投入水中不能形成均一稳定的混合物就不能形成溶液;C项中无色液体比如水是纯净物不是溶液;D选项乳化现象实质是油脂在乳化剂的作用下形成很小的液滴,不能形成溶液。
【变式3】D
【解析】图中U形管右边支管的红墨水液面降低,左边支管的红墨水液面上升,说明瓶中的压强小于大气压,也就是瓶中气体温度降低,因此加入的物质溶解是吸热的,符合条件的只有硝酸铵。
【变式4】D
【解析】依题意:甲、乙两支试管中分别为KNO3和Ca(OH)2的饱和溶液,甲中固体减少,乙试管中的固体增加,根据两种物质的溶解度曲线可知:溶液的温度升高了,而浓硫酸、氢氧化钠、氧化钙三种物质溶于水时均放出大量的热 ∴答案选D硝酸铵,其溶于水温度降低。
【变式5】C
【解析】生石灰和水反应生成熟石灰,往接近饱和的石灰水中加入少量CaO可以增加溶质,减少溶剂,因此可以使接近饱和的溶液变得饱和。熟石灰的溶解度随着温度的升高而减小,将溶液升温,可以使接近饱和的石灰水变为饱和;降温不可以。恒温蒸发溶剂,同样可以使接近饱和的溶液变成饱和。
【变式6】C
[解析]A选项中降温后有晶体析出,只能说明降温到10℃时是饱和溶液;B选项也只能说明是蒸发10g水后是饱和溶液;D选项说明加热到30℃后是不饱和溶液,都不能确定20℃时溶液的情况,因此都是错误的;C选项是在20℃时加硝酸钾没有溶解,可以说明该溶液是20℃时的硝酸钾的饱和溶液。
【变式7】C
【解析】溶解度和温度有关,温度不同,溶解度也就不同,因此比较两种物质的溶解度大小,必须指明一定温度,选项A不正确;t1℃时ab两种物质的溶解度虽然相等,但饱和溶液的质量没有说明相等,所含溶质的质量就不一定相等,因此选项B错误;0℃时a的溶解度为m1g,t1℃时为m2g,0℃时100g水中加入m2g的a物质不能全部溶解,升温到t1℃时原来未溶解的固体可以继续溶解,因此溶液质量一定增大,C选项正确;t1℃时ab的溶解度相等,则饱和溶液的溶质质量分数也相等,升温,两种物质的溶解度都增大,不会有晶体析出,溶剂质量也不变,因此溶质质量分数不变,D选项错误。
【变式8】C
【解析】由所给溶解度曲线图可以看出甲物质的溶解度随温度升高而增大,乙物质的溶解度随温度升高而减小,因此A、B选项都是错误的。C选项中要想判断
得出t1℃时的溶液情况,得先分析开始t2℃时的溶液,根据溶解度曲线t2℃时乙的溶解度正好为Wg,甲的大于Wg,把等量的Wg甲乙加入到100g水中,可得到乙的饱和溶液,甲的不饱和溶解,但溶质的质量分数是相等的(溶液中甲乙的溶质质量、溶剂质量、溶液质量都是相等的 )降温到t1℃时甲的溶解度降低但仍然高于Wg,仍是不饱和溶液,而乙溶解度升高,乙由饱和溶液变成了不饱和溶液,降温过程中溶液中甲乙溶质质量、溶剂质量都没有改变,因此溶质质量分数都不变还是相等的,因此C选项是正确的。D选项中t2℃时,甲的溶解度大于Wg,乙的溶解度等于Wg,甲物质的溶液为不饱和溶液,乙物质的溶液为饱和溶液,故D不正确。
溶液的形成 溶解度.txt爱情是彩色气球,无论颜色如何严厉,经不起针尖轻轻一刺。一流的爱人,既能让女人爱一辈子,又能一辈子爱一个女人![学习目标集成]
1.认识溶解现象,知道溶液、溶质、溶剂等概念。
2.探究几种物质在水中溶解时溶液的温度变化。
3.知道一些常见的乳化现象。
4.了解溶解度的涵义,初步学习绘制和查阅溶解度曲线。
重点:溶液、饱和溶液、溶解度、溶解度曲线的应用
难点:溶液、饱和溶液和溶解度概念的建立。
[知识要点梳理]
知识点一:溶液
1.溶液、溶质、溶剂
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液;被溶解的物质叫做溶质;能溶解.其他物质的物质叫溶剂。
对溶液的认识要注意以下几点:
①溶质在被分散前的状态可以是固体、液体、气体。
②溶液不一定都是无色的,其颜色由溶质、溶剂的性质而决定。
③水是最常用的溶剂,酒精(乙醇)、汽油等物质也可以作溶剂。多种液体形成溶液时,量最多的一种为溶剂,其余为溶质,但当溶液中有水存在时,不论水的量有多少,习惯上把水看作溶剂;通常不指明溶剂的溶液,一般指的是水溶液。
2.溶液的特征:均一性、稳定性
均一性:是指溶液各部分的溶质浓度和性质都相同。但溶液中分散在溶剂中的分子或离子达到均一状态之后,仍然处于不停地无规则运动状态之中。
稳定性:是指外界条件(温度、压强等)不变时,溶液长期放置不会分层,也不会析出固体或放出气体。
3.溶液的用途
①许多化学反应在溶液中进行,可以加快反应的速率。
②溶液对动植物和人的生理活动有很重要的意义。动物摄取食物里的养料必须经过消化,变成溶液后才能吸收;植物从土壤里获得各种养料,也要变成溶液,才能由根部吸收。(如图24-1所示)
图24-1 溶液具有广泛的用途
【要点诠释】
①一种溶液中只有一种溶剂,但可以有多种溶质。
②溶液“透明”包括无色透明和有色透明(如CuSO4溶液);透明液体不一定是溶液,如水、酒精。
③SO3、CaO等易与水反应的物质溶于水,溶质不是SO3、CaO,而是H2SO4、Ca(OH)2。
④溶液的质量等于溶质、溶剂的质量之和(溶质的质量是指被分散的那部分物质的质量,没有分散进溶剂内的物质,就不能计算在内)。溶液体积不一定等于溶质和溶剂体积之和,如100 mL酒精和100 mL水混合后体积小于200 mL。这是因为分子间有间隔的缘故。
知识点二:溶解过程中的热现象
溶质分散到溶剂中形成溶液的过程,叫做物质的溶解。在物质溶解形成溶液的过程中,所发生的溶质的分子(或离子)向溶剂中扩散的过程吸收热量,而溶质的分子(或离子)与溶剂作用生成溶剂合物的过程放出热量,所以物质溶解通常伴随着热量的变化。
┏ 扩散吸热>水合放热——溶液温度降低
溶解热现象┫ 扩散吸热=水合放热——溶液温度不变
┗ 扩散吸热<水合放热——溶液温度升高
:如图24-2所示装置:向小试管中加入不同物质,玻璃管中的红墨水液面会发生不同变化。加入浓硫酸、氢氧化钠等物质,右侧液柱上升;加入硝酸铵、硝酸钾等物质,左侧液柱上升;加入氯化钠等物质,两侧液面基本不变。
【要点诠释】
①浓硫酸、氢氧化钠溶于水,温度升高,不是二者溶解时只有放热过程,而是扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,试管内液体温度上升;同样硝酸铵等物质溶于水时,温度降低是扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量;氯化钠等物质溶于水,温度基本不变是因为扩散过程吸收的热量与水合过程放出的热量基本相等。
②酸、碱、盐等物质溶于水时,以离子形式扩散;蔗糖、酒精等有机物溶于水时,一般以分子形式扩散。
知识点三:乳浊液和乳化现象
乳浊液:小液滴分散到液体里形成的混合物,叫乳浊液。如:把植物油和水混合振荡后得到的浑浊的液体,就是乳浊液。该混合物不稳定,静置分层。
乳化是指加入乳化剂后,乳浊液(油脂和水的混合物)不在分层而能稳定存在,能变成细小的液滴随水流走。衣服餐具上的油污可以用加入洗涤剂的水洗掉就是这个道理。乳化不是溶解,不能形成溶液。
【要点诠释】汽油和洗洁精都能洗去油污但原理不同,汽油洗油污是油污溶解在汽油中形成溶液,而洗洁精洗油污是发生了乳化现象,不能形成溶液。
知识点四:饱和溶液、不饱和溶液
1.饱和溶液、不饱和溶液的概念
饱和溶液:在一定温度下(溶质为气体时还需在一定压强下),向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时所得到的溶液,叫做这种溶质在这种溶剂里的饱和溶液。
不饱和溶液:在一定温度下(溶质为气体时,还需在一定压强下),向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质还能继续溶解时的溶液,叫做这种溶质在这种溶剂里的不饱和溶液。
2.饱和溶液、不饱和溶液的转化方法
大多数情况下饱和溶液和不饱和溶液存在以下
转化关系(溶质为固体):
但是,由于Ca(OH)2的溶解度在一定范围内随温度的升高而减小,因此将Ca(OH)2的不饱和溶液转化为饱和溶液,在改变温度时应该是升高温度;将熟石灰的饱和溶液转化为不饱和溶液,在改变温度时应该是降低温度。
3.判断溶液是否饱和的方法
一般说来,可以向原溶液中再加人少量原溶质,如果溶解的量不再增大则说明原溶液是饱和溶液,如果溶解的量还能增大则说明原溶液是不饱和溶液。
【要点诠释】主要从下面几个方面理解这两个概念:
①首先要明确“一定条件”、“一定量的溶剂”。在某一温度和一定量的溶剂里,对某种固态溶质来说饱和了,但若改变温度或改变溶剂的量,就可能使溶液不饱和了。如室温下,100 g水中溶解31.6 g KNO3达到饱和,若升高温度或增大溶剂(水)量,原来饱和溶液就变为不饱和溶液。所以溶液饱和与否,首先必须明确“一定条件”和“一定量的溶剂”。
②必须明确是某种溶质的饱和溶液或不饱和溶液。如:在一定条件下不能再溶解食盐的溶液,可能还能继续溶解蔗糖,此时的溶液对于食盐来说是饱和溶液,但是对于蔗搪来说就是不饱和溶液。
知识点五、溶解度
1.固体的溶解度
在一定温度下某固体物质在100g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。如果不说明溶剂通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。
正确理解固体的溶解度概念需要抓住四个因素:
①一定温度。同一种固体物质在不同温度下对应的溶解度是不同的,因此必须指明温度。
②100g溶剂。此处100 g是指溶剂质量,不能误认为溶液质量。
③饱和状态。在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂里所溶解的最大质量为这种物质在这种溶剂里的溶解度。
④单位:g[严格地说应该是g/100g(溶剂)]。
影响因素:
①溶质、溶剂的性质;
②温度。
2.固体物质的溶解度与溶解性的关系
20℃溶解度/g >10 10~1 1~0.01
物质的溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
实例 NaCl KClO3 Ca(OH)2 CaCO3
3.溶解度曲线
当溶质一定、溶剂一定时.固态物质的溶解度主要受温度的影响,也就是说,固态物质的溶解度是温度的函数。这种函数关系既可用表格法表示,也可以用图像法(溶解度曲线)来表示。用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,得到物质溶解度随着温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。如图24-3。
A几种物质的溶解度曲线 图24-3 B熟石灰的
溶解度曲线
(1)温度对固体溶解度的影响规律
①大多数物质的溶解度随温度升高而增大(如KNO3)
②少数物质的溶解度受温度影响不大(如NaCl)
③极少数物质的溶解度随温度升高而减小(如Ca(OH)2)
(2)溶解度曲线的意义及应用
①根据溶解度曲线可以查出某温度下该物质的溶解度;也可以查出该物质已知溶解度所对应的温度。曲线上的点即该物质对应温度时的溶解度,按其数据配成的溶液正好为饱和溶液;若按曲线下面的任何一点的数据所配溶液,均为该温度下该物质的不饱和溶液;如按曲线上面任何一点所表示的数据配制溶液,溶液中均含有未溶解的晶体,所配溶液为饱和溶液。
②固体物质的溶解曲线主要有三种情况:“陡升型”,该类物质(大多数固体物质)的溶解度随温度升高而明显增大;“缓升型”,这类物质(少数固体物质)的溶解度随温度升高变化不明显;“下降型”,它(极少数物质)的溶解度随温度升高而减小。
③不同物质在同一温度下的溶解度借助不同物质的溶解度曲线,可比较相同温度下各物质溶解的大小。
④几种物质溶解度曲线的交点,表示对应温度下几种物质的溶解度相等。
4.气体的溶解度
气体的溶解度是指该种气体在一定压强和一定温度时溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积(气体的体积要换算成标准状况时的体积)。
影响气体溶解度的因素:
内因:气体和水本身的性质。
外因:①温度:随温度升高而减小;②压强:随压强增大而增大。
【要点诠释】
①温度是影响固体物质溶解的唯一外界因素,振荡、搅拌只能加快固体物质的溶解速率,而不能改变固体的溶解度。
②溶解度曲线既能定性地反映固体的溶解度受温度影响而变化的趋势(溶解度曲线的伸展方向),也能表示某固态物质在某温度下的溶解度,还能用于比较同一温度不同溶质的溶解度的大小。比较溶解度大小必须指明温度,否则无法比较。
③气体的溶解度受温度和压强的影响。温度一定,气体的溶解度随压强的增大而增大,随压强的减小而减小;压强一定,气体的溶解度随温度的升高而减小,随温度的降低而增大。
[规律方法指导]
本部分内容包括溶液、饱和溶液、不饱和溶液、溶解度的内容,概念性的东西比较多,学习时要注意抓住概念的特点,注意去理解概念的内涵,如对于溶液的定义要抓住:均一、稳定、混合物;学习概念时还要注意对相似概念进行比较学习,如对于饱和溶液和不饱和溶液,对比去理解,效果更好。
[
经典例题透析]
类型一:物质溶解的现象及溶液
例题1、把少量物质分别加入到另一物质中,充分搅拌,可以得到溶液的是 ( )
A.碘加入汽油中 B.面粉加入水中
C.高锰酸钾加入汽油中 D.植物油加入水中
【思路点拨】该题考查的是溶液的概念,抓住概念的特征即可解决 。
【解析】溶液是均一稳定的混合物,碘加入汽油中,可以形成均一、稳定的混合物;面粉加入水中,高锰酸钾加入汽油中,植物油加入水中形成的混合物都不稳定,故选A。
【答案】A
【总结升华】解决溶液概念的题时一定要抓住溶液是均一、稳定的混合物,,这三点是判断是否是溶液的根本。
举一反三:
【变式1】下列物质中不属于溶液的是( )
A.食盐水 B.汽水 C.泥水 D.澄清石灰水
【变式2】下列有关溶液的说法正确的是 ( )
A.稀硫酸中水是溶剂;
B.物质投入水中搅拌均匀就能形成溶液;
C. 无色的液体都是溶液;
D.乳化现象就是油脂溶于乳化剂。
类型二、物质溶解时的吸热和放热现象
题2、图24-4是同学们根据所学知识设计的一个趣味实验,请参与实验并回答问题:将分液漏斗里适量的水加人大试管中,使足够量的氢氧化钠固体完全溶解后,能观察到的现象是:__________________请解释产生上述现象的主要原因是____________________________________。
【思路点拨】此题出题角度新,把物质溶解时的放热、吸热现象和物质溶解度受温度影响以及物理知识联系起来了。U型管中液面的变化主要和压强有关,而容器内的压强又与温度相关联,解决此题的关键就是要把温度和压强的关系搞清楚。
【解析】氢氧化钠固体溶于水放出热量,使试管内温度升高,压强增大,大于外界大气压,在试管内部压强的作用下u型管中a处液面下降,b处上升;试管内温度升高使硝酸钾饱和溶液的温度也升高,硝酸钾的溶解度增大,溶液中的硝酸钾晶体减少甚至消失。
【答案】放热;u型管中a处液面下降,b处液面上升;烧杯内硝酸钾晶体减少。
产生的原因是:氢氧化钠固体溶于水放出热量,使试管内温度升高,压强增大,大于外界大气压,在试管内部压强的作用下u型管中a处液面下降,b处上升;试管内温度升高使硝酸钾饱和溶液的温度也升高,硝酸钾的溶解度增大,溶液中的硝酸钾晶体减少甚至消失。
【总结升华】对于氢氧化钠溶于水放热要记准,然后要注意和物理知识联系起来,温度升高,气体受热膨胀,
压强增大;另外还要知道:温度升高,硝酸钾的溶解度增大。
举一反三:
【变式3】如图24-5所示装置,向试管里的水中加入某种物质后,U形管右边支管的红墨水液面降低,左边支管的红墨水液面上升,则加入的物质可能是 ( )
A.氢氧化钠
B.生石灰
C.浓硫酸
D.硝酸铵
【变式4】图24-6中A图表示硝酸钾和氢氧化钙的溶解度随温度变化的情况。B图中甲、乙试管分别盛有硝酸钾、氢氧化钙的饱和溶液,试管底部均有未溶解的固体。向烧杯中加入一种物质后,甲试管中固体减少,乙试管中的固体增加,则加入的物质不可能是( )
A.浓硫酸 B.氢氧化钠 C.氧化钙 D.硝酸铵
类型三、饱和溶液和不饱和溶液的判断及转化
题3、如图24-7表示A、B两种固体物质的溶解度曲线,在t2℃时,当A、B两种物质的溶液接近饱和时,下列哪种方法使两溶液都能达到饱和( )
A.降低温度 B.加入溶剂
C.加入溶质 D.倒出一部分溶液
【思路点拨】不饱和溶液转化成饱和溶液的方法要根据溶质的溶解度和温度的关系具体而定,而加溶质可以使任何不饱和溶液变得饱和。
【解析】根据溶解度曲线可以看出A、B的溶解度随温度变化的趋势不同,因此改变温度一定不能同时使A、B变为饱和;加入溶剂只能使溶液更不饱和;加入溶质可以使A、B都变得饱和;倒出溶液,溶液的不饱和状态不会改变。故选C。
【答案】C
【总结升华】对于任何物质加入溶质都可以使不饱和溶液变为饱和溶液,而像改变温度、蒸发溶剂等方法还得具体物质具体分析。
举一反三:
【变式5】t℃时有一杯接近饱和的澄清石灰水,下列做法不能使其变为饱和溶液的是 ( )
A.往溶液中加入少量CaO B.将溶液升温
C.将溶液降温 D.恒温蒸发部分溶剂
【变式6】可以证明某种硝酸钾溶液是20℃时的饱和溶液的事实是 ( )
A.降温到10℃时,有硝酸钾晶体析出
B.蒸发掉10g水,有硝酸钾晶体析出
C.20℃时,向原溶液中加入少量硝酸钾晶体,溶液中硝酸钾的溶质的质量分数不变
D.加热到30℃后,在加入硝酸钾晶体能继续溶解
类型四、溶解度及溶解度曲线的应用
题4、图24-8是a、b、c三种物质的溶解度曲线,a与c的溶解度曲线相交于P点。据图回答:
(1)P点的含义是_____________________。
(2)t2℃时30g a物质加入到50g水中不断搅拌,形成的溶液质量是______g。
(3
)t2℃时a、b、c三种物质的溶解度按由小到大的顺序排列是________(填写物质序号)。
(4)在t2℃时,将等质量的a、b、c三种物质的饱和溶液同时降温至t1℃时,析出晶体最多的是____________________,所得溶液中溶质质量分数最小的是_____________________。
【思路点拨】认真分析溶解度曲线,弄清各物质溶解度随温度的变化趋势是解题的关键。
【解析】溶解度曲线上的点表示一定温度下该物质的溶解度;由溶解度曲线可知t2℃时a的溶解度为50g,因此50g水中最多可溶解a25g,30ga物质加入到50g水中形成溶液的质量的75g。由溶解度曲线可以看出t2℃时a、b、c三种物质的溶解度按由小到大的顺序排列是c、b、a;a物质的溶解度随温度升高变化较大,因此降温时析出晶体最多,t2℃时C的溶解度最小,饱和溶液的溶质质量分数最小,降温到t1℃时其溶质质量分数不变,还是最小。
【答案】(1)t1℃时a和c的溶解度均为20g(2)75(3)cba(4)a,c
【总结升华】根据溶解度曲线可以查出某温度下该物质的溶解度;也可以查出该物质已知溶解度所对应的温度。曲线上的点即该物质对应温度时的溶解度,按其数据配成的溶液正好为饱和溶液;不同物质在同一温度下的溶解度的大小可借助不同物质的溶解度曲线加以比较。几种物质溶解度曲线的交点,表示对应温度下几种物质的溶解度相等。
举一反三:
【变式7】图24-9是a、b两种固体物质的溶解度曲线。下列叙述正确的是 ( )
A.a的溶解度一定大于b的溶解度
B.t1℃时,a、b两种物质的饱和溶液中溶质的质量一定相等
C.0℃时,将100g水加入盛有m2g的a物质的烧杯中,搅拌,再升温至t1℃时(溶剂不蒸发),溶液的质量一定增大
D.取tl℃时等质量的a、b两种物质的饱和溶液,升温至t2℃(溶剂不蒸发),所得a溶液中溶质的质量分数一定大于b溶液中溶质的质量分数
【变式8】图24-10是甲、乙两种物质的溶解度曲线。在t2℃时往盛有100g水的烧杯中先后加入wg甲和wg乙(两种物质溶解时互不影响,且溶质仍是甲、乙),充分搅拌。将混合物的温度降低到t1℃。下列说法正确的是( )
A.甲物质的溶解度随温度升高而减小
B.乙物质的溶解度随温度升高而增大
C.温度降低到t1℃时,甲、乙的溶质质量分数相等,得到甲、乙的不饱和溶液
D.t2℃时,甲物质的溶液为饱和溶液,乙物质的溶液为不饱和溶液
[答案]
【变式1】C
【解析】溶液是均一稳定的混合物,食盐水、汽水、澄清是石灰水都是均一、稳定的混合物;
而泥水不稳定,故选C。
【变式2】A
【解析】溶液是均一稳定的混合物,一般溶液如果没特殊指明,溶剂都是水。A选项中稀硫酸是溶液,其中水是溶剂;B选项中如果物质投入水中不能形成均一稳定的混合物就不能形成溶液;C项中无色液体比如水是纯净物不是溶液;D选项乳化现象实质是油脂在乳化剂的作用下形成很小的液滴,不能形成溶液。
【变式3】D
【解析】图中U形管右边支管的红墨水液面降低,左边支管的红墨水液面上升,说明瓶中的压强小于大气压,也就是瓶中气体温度降低,因此加入的物质溶解是吸热的,符合条件的只有硝酸铵。
【变式4】D
【解析】依题意:甲、乙两支试管中分别为KNO3和Ca(OH)2的饱和溶液,甲中固体减少,乙试管中的固体增加,根据两种物质的溶解度曲线可知:溶液的温度升高了,而浓硫酸、氢氧化钠、氧化钙三种物质溶于水时均放出大量的热 ∴答案选D硝酸铵,其溶于水温度降低。
【变式5】C
【解析】生石灰和水反应生成熟石灰,往接近饱和的石灰水中加入少量CaO可以增加溶质,减少溶剂,因此可以使接近饱和的溶液变得饱和。熟石灰的溶解度随着温度的升高而减小,将溶液升温,可以使接近饱和的石灰水变为饱和;降温不可以。恒温蒸发溶剂,同样可以使接近饱和的溶液变成饱和。
【变式6】C
[解析]A选项中降温后有晶体析出,只能说明降温到10℃时是饱和溶液;B选项也只能说明是蒸发10g水后是饱和溶液;D选项说明加热到30℃后是不饱和溶液,都不能确定20℃时溶液的情况,因此都是错误的;C选项是在20℃时加硝酸钾没有溶解,可以说明该溶液是20℃时的硝酸钾的饱和溶液。
【变式7】C
【解析】溶解度和温度有关,温度不同,溶解度也就不同,因此比较两种物质的溶解度大小,必须指明一定温度,选项A不正确;t1℃时ab两种物质的溶解度虽然相等,但饱和溶液的质量没有说明相等,所含溶质的质量就不一定相等,因此选项B错误;0℃时a的溶解度为m1g,t1℃时为m2g,0℃时100g水中加入m2g的a物质不能全部溶解,升温到t1℃时原来未溶解的固体可以继续溶解,因此溶液质量一定增大,C选项正确;t1℃时ab的溶解度相等,则饱和溶液的溶质质量分数也相等,升温,两种物质的溶解度都增大,不会有晶体析出,溶剂质量也不变,因此溶质质量分数不变,D选项错误。
【变式8】C
【解析】由所给溶解度曲线图可以看出甲物质的溶解度随温度升高而增大,乙物质的溶解度随温度升高而减小,因此A、B选项都是错误的。C选项中要想判断
得出t1℃时的溶液情况,得先分析开始t2℃时的溶液,根据溶解度曲线t2℃时乙的溶解度正好为Wg,甲的大于Wg,把等量的Wg甲乙加入到100g水中,可得到乙的饱和溶液,甲的不饱和溶解,但溶质的质量分数是相等的(溶液中甲乙的溶质质量、溶剂质量、溶液质量都是相等的 )降温到t1℃时甲的溶解度降低但仍然高于Wg,仍是不饱和溶液,而乙溶解度升高,乙由饱和溶液变成了不饱和溶液,降温过程中溶液中甲乙溶质质量、溶剂质量都没有改变,因此溶质质量分数都不变还是相等的,因此C选项是正确的。D选项中t2℃时,甲的溶解度大于Wg,乙的溶解度等于Wg,甲物质的溶液为不饱和溶液,乙物质的溶液为饱和溶液,故D不正确。