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竞赛专题辅导5:溶液的基本知识


竞赛专题辅导五:溶液的基本知识
【内容综述】 本期主要讲解有关溶液的基本知识。 溶液知识是初中化学的一个重点和难点知识, 其主 要重、难点知识要点包括:(1)饱和溶液和不饱和溶液的相互转化(2)溶解度的概念及其 计算(3)过滤和结晶知识的理解和应用(4)溶液组成的表示方法及其应用。 在一些大型考试和竞赛试题中, 关于溶液知识的试题往往使众多考生感到困惑和较为棘 手。为此

,本期主要从关于溶液知识的重难点知识进行分析,希望能给大家一些帮助。 【要点讲解】 一、灵活应用溶解度概念知识解题 【例 1】在 t1℃时,20 克水中最多能溶解 15 克 X,t2℃时 50 克水中最多能溶解 30 克 Y 物质。则 X 和 Y 两种物质的溶解度的关系是( ) A.X>Y B.X<Y C.X==Y D.无法确定 【解析】依题意知:本题对溶解度的概念进行了另一种较为抽象的理解,即在一定量的溶 剂中最多溶解某物质的质量,说明该溶液已经达到饱和.按照溶解度的定义计算:X 物质的溶 解度应为:15 克/20 克× 100 克==75 克;Y 物质的溶解度应为:30 克/50 克× 100 克==60 克.值得注 意的是如果本题不对溶解度的定义进行深层次的理解,容易误选 A 选项.由于 X 和 Y 两物质 所对应的温度不相同,故溶解度是无法进行比较的.故本题的答案为:D. 【例 2】某温度下,将 A 物质(不含结晶水)的水溶液分成等质量的 2 份。向第一份加 入 9 克 A 物质,充分搅拌,还有 1 克固体不能溶解;将第二份溶液蒸发掉 40 克水,并恢复 到原温度,溶液恰好饱和(无 A 析出),则 A 物质在该温度下的溶解度是( ) A.40 克 B.20 克 C.8 克 D.无法计算 【解析】由题意分析可知:本题含有两个隐含条件:(1)分成两等份的溶液中蒸发掉 40 克水都恰好能形成饱和溶液(2)蒸发掉 40 克水恰好能溶解 9-1==8 克 A 物质。因此原题 意可以转化为:某温度下,8 克 A 物质(不含结晶水)溶解在 40 克水中恰好形成饱和溶液, 试求 A 物质在该温度下的溶解度。显然,经过题意转化后给解题带来了很大的方便。直接 求出答案为:8 克/40 克 ×100 克==20 克。 故本题的答案为:B。 二、灵活应用溶液组成知识解题 【例 3】要使 A 克质量分数为 20%的食盐溶液变为质量分数为 10%的溶液,可以采用 的方法是( ) A.加入 0.8A 克水 B.加水使溶液的质量为 2A C.蒸发水,析出 0.1A 克固态食盐 D.加入 2A 克质量分数为 5%的食盐溶液 【解析】本题是考查关于溶液组成知识的一道综合性较强的试题。解答本题的关键在于 充分理解和应用溶质质量分数的定义。 对于 A:加入 0.8A 后溶液中溶质的质量分数为:(A× 20%)/(A+0.8A)==11.1% 对于 B:加入水后溶液中溶质的质量分数为: (A× 20%)/2A==10% 对于 C:蒸发水,析出 0.1A 克固态食盐后溶质的质量变为原来的一半,但溶液的质量 变为 A-0.1A==0.9A,故溶液中溶质的质量分数一定大于 10% 对于 D:加入 2A 克质量分数为 5%的食盐溶液后溶质的质量分数为: (A× 20%+2A× 5%)/(A+2A)==10% 综合以上分析得:答案为 B、D。 三、灵活运用溶解度概念解决结晶问题的计算 【例 4】A、B 两种化合物的溶解度曲线如图所示。现要用结晶法从 A 和 B 的混合物中
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提取 A(不考虑 A、B 共存时对各自溶解度的影响)。 (1)取 50 克混合物,将它溶于 100 克热水,然后冷却到 20℃ 。若要使 A 析出而 B 不 析出,则混合物中 B 的质量分数(B%)最高不能超过多少?(写出推理及计算过程) (2)取 W 克混合物,将它溶于 100 克热水,然后冷却到 10℃ ,若仍然要 A 析出而 B 不析出,请写出在这两种情况下混合物中 A 的质量分数(A%)应该满足的关系式(以 W, a,b 表示,只需将答案填在横线上) 当 W<a+b 时, A% 当 W>a+b 时, A%

【解析】(1)在 20℃ 时,若要使 B 不析出,该溶液中 B 的质量不能超过 20 克.由于 A 和 B 的质量总和为 50 克,所以此时 A 的质量超过 30 克,大于其溶解度,A 析出,符合题意. 即 50 克×B%≤20 克,即得: B%≤40% 或 B%<40%.21 世纪教育网 (2)要使 A 析出而 B 不析出,至少要满足:A%==a/(a+b),因为 W<a+b,则 A%>a/W; 而当 W>a+b 时,则 a<W-b,则有 A%≥(W-b)/W 或 A%>(W-b)/W. 四、溶解度和溶液组成知识的综合应用 【例 5】某物质在 20℃ 时的溶解度为 20 克,在 20℃ 时将该物质 20 克投入 80 克水中充 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 【解析】本题是一道溶解度和溶质质量分数的简单综合计算题,也是一道容易错解的试 题。依题意知首先必需依据溶解度计算出 80 克水中最多溶解溶质的质量:(设最多溶解的 质量为 X) 则有 X/80 克==20 克/100 克 X==16 克, 然后依据溶质的质量分数的定义计算得: 16 克/(16 克+80 克)× 100%==16.7% 故答案为: C。

强化练习:
★1.在 t℃时,物质 A 的溶液蒸发掉 a 克水,当温度回到 t℃时析出溶质 b 克,将剩下 的溶液再蒸发掉 a 克水后当温度回到 t℃时又析出溶质 c 克(c≠b),则在 t℃时 A 物质的 溶解度为( )克。 A.100b/a 克 B.100c/a 克 C.50(b+c)/a 克 D.100c/(a+c)克 ★2.20℃时,NaCl 的溶解度为 36 克。在 20℃时,将 20 克 NaCl 放入 50 克水中, 充分溶解后,所得饱和溶液的质量为( ) A.86 克 B .70 克 C.69 克 D.68 克

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★ 3.t℃时,某物质的饱和溶液中,溶质与溶液的质量比是 n:m,则在 t℃时,该 物质的溶解度为( ) A.100n/(m-n)克 B.(m-n)/100n 克 C.100n/m 克 D.m/100n 克 ★★4.氢氧化钙在 80℃时的溶解度为 X 克,20℃时的溶解度为 Y 克。取 20℃时的 氢氧化钙饱和溶液,蒸发掉 W 克水后再恢复到 20℃,其溶液中溶质的质量分数为 Z%,则下 列关系式正确的是( ) A.Y>X,Y>Z B.X>Y>Z C.Y<X, Y<Z D.X<Y<Z ★5.已知 KNO3 在不同得温度下的溶解度如下表.若把溶质的质量分数为 30%的 KNO3 溶液由 50℃逐渐冷却,则开始析出晶体的温度范围是( ) 温度(℃) 0 10 20 30 40

溶解度 (克)

13.3

20.9

31.6

45.8

63.9

A.0℃ ~10℃ B.10℃ ~20℃ C.20℃ ~30℃ D.30℃ ~40℃ ★6.t℃ 时,220 克某硝酸钾的溶液,蒸发掉 15 克水后,析出 2 克晶体;又蒸发掉 10 克水,再 析出 6 克晶体;继续蒸发掉 10 克水时,又将析出晶体( ) A.4 克 B.2 克 C.6 克 D.8 克 ★7. 用足量含杂质的食盐(杂质不溶)配制 m 克质量分数为 P%的 NaCl 溶液,实验操作有 (1)称量 (2)过滤 (3)蒸发结晶 (4)计算 (5)溶解 (6)洗涤干燥.正确操作的顺序是( ) A.(4)(5)(2)(3)(6)(1)(5) B. (4)(5)(2)(3)(1)(6)(5) C.(5)(2)(3)(6)(4)(1)(5) D. (4)(1)(5)(3)(6)(1)(5) ★8.将 W 克质量分数为 10%的食盐溶液,要使其质量分数变为 20%,可以采用的方法是 () A.再加入 W/10 克食盐 B.再加入 2W 克质量分数为 25%的食盐溶液 C.蒸发掉溶剂的一半 D.蒸发浓缩成 W/2 食盐溶液 ★★9. 20℃ 时将一种可溶性盐与一种不溶物组成的固态混合物 30 克,投入 40 克水中,搅 拌、溶解、过滤,还剩 15.6 克固体.将此固体 15.6 克再加到 40 克水中, 搅拌、溶解、过滤、, 最后还剩余 5 克固体.在此混合物中,可溶性盐的质量分数为______________,它在 20℃ 时的溶 解度是_________________. ★★10.t℃ 时,将 V 毫升密度为 d 克/厘米 3、质量分数为 c%的某物质的饱和溶液蒸发掉 m 克水,得到该物质的饱和溶液,则该饱和溶液中溶质的质量分数为 ;t℃ 时该物质的溶解 度为_____________。

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【能力训练题答案及提示】 1.B.提示:依题意可知原溶液蒸发掉一定质量的水后有晶体析出,则析出晶 体的溶液才为饱和溶液,可以进行溶解度的计算,对于原溶液,由于未直接说明是否为饱和 溶液,因此不能直接进行计算 2.D.提示:先根据溶解度进行 50 克水中最多溶解溶质的质量为 18 克,故所 得的溶液质量为 68 克而不是 70 克 3.A.提示:本题直接依据溶解度的计算公式进行计算 4.A.提示:本题应该注意氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低,故 Y>X,然 后再依据饱和溶液的溶质的质量分数计算溶解度比较得 Y>Z 5.C. 提示:据题意将溶质质量分数为 30%,当作是饱和溶液的溶质质量分数, 反求溶解度,可计算出溶解度的数值为 37.5 克,对比溶解度与温度的变化,可知此数值在 31.6 克与 45.8 克之间,故答案选 C 6.C.提示:依题意知蒸发溶剂有晶体析出则表明所得的溶液为饱和溶液,当饱 和溶液蒸发 10 克水后,析出 6 克晶体,则再蒸发 10 克水,仍然析出 6 克晶体 7.C.提示:本题是考查粗盐的提纯和溶质质量分数配制的综合应用 8.BD.提示:本题的解法可以参照例题 3 9. 83.3%;36 克. 10. Vdc%/(dV-m) dVc/(dV-dVc%-m)克

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