（人教通用版）2020高考化學新一線大一輪復習 第一章 溶解度曲線在高考中的拓展應用講義+精練（含解析）.doc

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溶解度曲線在高考中的拓展應用 [知識查補] 1．溶解度 在一定溫度下，某固體物質在100 g溶劑(通常是水)里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質量，叫做這種物質在該溶劑里的溶解度，其單位為“g”。 固體物質溶解度(飽和溶液)S＝100 g。 影響溶解度大小的因素 (1)內因：物質本身的性質(由結構決定)。 (2)外因： ①溶劑的影響(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)。 ②溫度的影響：升溫，大多數固體物質的溶解度增大，少數物質卻相反，如Ca(OH)2；溫度對NaCl的溶解度影響不大。 2．溶解度曲線 (1)定義：溶解度曲線是同種物質在不同溫度下的溶解度繪制出來的曲線，一般隨著溫度的升高而升高，但是少部分物質會隨著溫度的升高而降低。由于固體物質的溶解度隨溫度變化而變化，該變化可以用溶解度曲線來表示；用縱坐標表示溶解度，橫坐標表示溫度，繪出固體物質的溶解度隨溫度變化的曲線就叫做溶解度曲線。 (2)意義： ①表示同一種物質在不同溫度時的溶解度或溶解度隨溫度變化的情況； ②表示不同物質在同一溫度時的溶解度，可以比較同一溫度時，不同物質的溶解度的大小。若兩種物質的溶解度曲線相交，則在該溫度下兩種物質的溶解度相等； ③根據溶解度曲線可以確定從飽和溶液中析出晶體或進行混合物分離提純的方法；可以用冷卻熱飽和溶液或蒸發(fā)溶劑； ④根據溶解度曲線能進行有關的計算。要在一定的溫度下，溶液質量、溶劑質量，溶解度這是進行溶解度計算所要的四個重要條件。 (3)曲線舉例 [增分題例] 增分點1　溶解度曲線概念的理解 【例1】　(安徽高考)蔗糖是生活中常用的調味劑其溶解度曲線如下圖。下列說法正確的是(　　) A．蔗糖在熱水中的溶解度比在冷水中的小 B．將蔗糖飽和溶液蒸發(fā)溶劑后恢復至原溫度，有結晶現象 C．溫度升高，溶液中蔗糖的質量分數一定增大 D．t1℃和t2℃時的兩份蔗糖溶液，所含溶質的質量不可能相等 解析　A．由于蔗糖的溶解度隨溫度的升高而增大，故A錯誤；B.給蔗糖的飽和溶液蒸發(fā)溶劑再恢復到原來的溫度，則原來溶解在這部分溶劑中的溶質就會結晶析出，故B正確；C.如果只是單純的溫度升高，在不考慮溶劑蒸發(fā)的情況下，溶液中若沒有未溶解的溶質存在，則溶液中溶質的質量分數則不發(fā)生變化，故C錯誤；D.由于溫度越高溶解度越大，只能說這兩個溫度下的飽和溶液中溶質的質量分數不可能相等，但溶液所含溶質的質量可能相等，故D錯誤。 答案　B 【例2】　工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結晶后的母液(含少量雜質Fe3＋)生產重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關物質溶解度曲線如圖： (1)由Na2Cr2O7生產K2Cr2O7的化學方程式為_________________________ _______________________________________________________________。 通過冷卻結晶析出大量K2Cr2O7的原因是____________________________ ________________________________________________________________。 (2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調pH的目的是_________________________。 (3)固體A主要為________________(填化學式)，固體B主要為______________(填化學式)。 (4)用熱水洗滌固體A，回收的洗滌液轉移到母液________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高產率又可使能耗最低。 解析　(1)Na2Cr2O7與KCl發(fā)生復分解反應，化學方程式為Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl，根據圖像可知，低溫下K2Cr2O7溶解度遠小于其他組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小。 (2)加堿使Fe3＋生成沉淀而除去Fe3＋。 (3)根據溶解度的大小，高溫濃縮時，NaCl析出，所以固體A主要為NaCl；冷卻結晶時，K2Cr2O7析出，所以固體B主要為K2Cr2O7。 (4)用熱水洗滌固體NaCl，洗滌液中含有NaCl，所以洗滌液轉移到母液Ⅱ中，既能提高產率又能使能耗最低。 答案　(1)Na2Cr2O7＋2KCl===2NaCl＋K2Cr2O7　低溫下K2Cr2O7溶解度遠小于其他組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7溶解度明顯減小(合理即可) (2)除去Fe3＋　(3)NaCl　K2Cr2O7　(4)Ⅱ 增分點2　分離、提純 【例3】　(2017課標全國Ⅲ，27)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有硅、鋁等雜質。制備流程如圖所示： 回答下列問題： (1)步驟①的主要反應為： FeOCr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2 上述反應配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數比為________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_________________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)濾渣1中含量最多的金屬元素是________，濾渣2的主要成分是________及含硅雜質。 (3)步驟④調濾液2的pH使之變________(填“大”或“小”)，原因是____________________________________________________________ (用離子方程式表示)。 (4)有關物質的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到________(填標號)得到的K2Cr2O7固體產品最多。 a．80 ℃　　　b．60 ℃　　　c．40 ℃　　　d．10 ℃ 步驟⑤的反應類型是________。 解析　(1)首先標出變價元素的化合價，分析價態(tài)變化可知：1 mol FeOCr2O3失去7 mol電子，1 mol NaNO3得到2 mol電子，則由得失電子守恒可知二者系數比應為2∶7；該步驟中主要反應的反應物中有Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融時反應，故不能使用陶瓷容器；(2)步驟①的反應產生了不溶于水的Fe2O3，故熔塊水浸后濾渣1的主要成分是Fe2O3，則含量最多的金屬元素是鐵元素；將濾液1調節(jié)pH＝7后，Al3＋會變?yōu)锳l(OH)3沉淀而除去，故濾渣2的主要成分是Al(OH)3和含硅雜質；(3)濾液2中的主要成分是Na2CrO4，濾液3中的主要成分應為Na2Cr2O7，則第④步調節(jié)pH的作用是使Na2CrO4轉化為Na2Cr2O7，離子方程式為2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，酸性越強越利于Na2CrO4轉化為Na2Cr2O7，故應調節(jié)pH使之變?。?4)由溶解度曲線圖可知，10 ℃時K2Cr2O7溶解度最小，而Na2Cr2O7、KCl、NaCl此時溶解度均大于K2Cr2O7，三者均存在于溶液當中，故冷卻到10 ℃時得到的K2Cr2O7固體最多，該步驟的化學反應方程式為2KCl＋Na2Cr2O7===2NaCl＋K2Cr2O7，顯然該反應為復分解反應。 答案　(1)2∶7　陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應 (2)Fe　Al(OH)3 (3)小　2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O (4)d　復分解反應 【例4】　(廣東化學)以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產品硫酸鈉，工藝流程如下： 氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)欲制備10.7 g NH4Cl，理論上需NaCl________ g。 (2)實驗室進行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有________、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。 (3)“冷卻結晶”過程中，析出NH4Cl晶體的合適溫度為______。 (4)不用其他試劑，檢查NH4Cl產品是否純凈的方法及操作是______________________________________________________________。 (5)若NH4Cl產品中含有硫酸鈉雜質，進一步提純產品的方法是________。 解析　根據氯守恒可列關系求m(NaCl)＝10.7 g58.5 g/mol53.5 g/mol＝11.7 g，氯化銨的溶解度隨溫度變化較大，而硫酸鈉在30～100 ℃變化不大，故可用冷卻結晶法。但溫度不能太低以防硫酸鈉析出。所以應大約在33～40 ℃。 答案　(1)11.7 (2)蒸發(fā)皿 (3)35 ℃(33 ℃～40 ℃都可以) (4)加熱法；取少量氯化銨產品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產品純凈 (5)重結晶 增分點3　與溶度積的結合 【例5】　(2014新課標Ⅰ卷，11)溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A．溴酸銀的溶解是放熱過程 B．溫度升高時溴酸銀溶解速度加快 C．60 ℃時溴酸銀的Ksp約等于610－4 D．若硝酸鉀中含有少量溴酸銀，可用重結晶方法提純 解析　A項，由題圖可知，隨著溫度升高，溴酸銀的溶解度逐漸增大，因此AgBrO3的溶解是吸熱過程，錯誤；B項，由圖像曲線可知，溫度升高斜率增大，因此AgBrO3的溶解速度加快，正確；C項，由溶解度曲線可知，60 ℃時AgBrO3的溶解度約為0.6 g，則其物質的量濃度為0.025 molL－1，AgBrO3的Ksp＝c(Ag＋)c(BrO)＝0.0250.025≈610－4，正確；D項，由于溫度對KNO3的溶解度的影響程度遠大于AgBrO3，故可用重結晶的方法提純含有少量AgBrO3的KNO3，正確。 答案　A 【歸納總結】 溶解度曲線上的點、線、面 1．點的意義 (1)溶解度曲線上的點表示物質在該點所示溫度下的溶解度，溶液所處的狀態(tài)是飽和溶液。 (2)溶解度曲線下面的點，表示溶液所處的狀態(tài)是不飽和狀態(tài)，依其數據配制的溶液為對應溫度時的不飽和溶液。 (3)溶解度曲線上面的點，依其數據配制的溶液為對應溫度時的飽和溶液，且該溶質有剩余。 (4)兩條溶解度曲線的交點，表示在該點所示的溫度下，兩種物質的溶解度相等。 2．線的意義 溶解度曲線表示某物質在不同溫度下的溶解度或溶解度隨溫度的變化情況。曲線的坡度越大，說明溶解度受溫度影響越大；反之，說明受溫度影響較小。 溶解度曲線也有三個方面的應用： (1)根據溶解度曲線，可以看出物質的溶解度隨著溫度的變化而變化的情況。 (2)根據溶解度曲線，比較在一定溫度范圍內的物質的溶解度大小。 (3)根據溶解度曲線，選擇分離某些可溶性混合物的方法。 3．面的意義 對于曲線下部面上的任何點，依其數據配制的溶液為對應溫度時的不飽和溶液；曲線上部面上的點，依其數據配制的溶液為對應溫度時的飽和溶液，且溶質有剩余。如果要使不飽和溶液(曲線下部的一點)變成對應溫度下的飽和溶液，方法有兩種：第一種方法是向該溶液中添加溶質使之到達曲線上；第二種方法是蒸發(fā)一定量的溶劑。