2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第1章認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)第4節(jié)素養(yǎng)提升4溶解度及曲線在物質(zhì)分離過程中的應(yīng)用學(xué)案魯科版

PAGE5-素養(yǎng)提升4溶解度及曲線在物質(zhì)分別過程中的應(yīng)用固體溶解度的概念屬于初中學(xué)問體系，與之有關(guān)的溶度積屬于中學(xué)學(xué)問，本部分內(nèi)容學(xué)問跨度大，在高考復(fù)習(xí)過程中簡單被忽視，設(shè)計(jì)本素養(yǎng)提升可以強(qiáng)化學(xué)習(xí)化學(xué)的科學(xué)方法，結(jié)合圖表，理解物質(zhì)溶解度的改變規(guī)律，培育識(shí)圖實(shí)力，閱讀查找數(shù)據(jù)實(shí)力和比較分析實(shí)力。1．溶解度在肯定溫度下，某固體物質(zhì)在100g溶劑(通常是水)里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，叫作這種物質(zhì)在該溶劑里的溶解度，其單位為“g”。固體物質(zhì)的溶解度(飽和溶液)S＝eq\f(m溶質(zhì),m溶劑)×100g。影響溶解度大小的因素(1)內(nèi)因：物質(zhì)本身的性質(zhì)(由結(jié)構(gòu)確定)。(2)外因：①溶劑的影響(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)：“相像相溶”原理。②溫度的影響：升溫，大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度增大，少數(shù)物質(zhì)卻相反，如Ca(OH)2；溫度對(duì)NaCl的溶解度影響不大。2．溶解度曲線(1)定義：溶解度曲線是依據(jù)同種物質(zhì)在不同溫度下的溶解度繪制出來的曲線，一般隨著溫度的上升而上升，但是少部分物質(zhì)會(huì)隨著溫度的上升而降低。由于固體物質(zhì)的溶解度隨溫度改變而改變，該改變可以用溶解度曲線來表示；用縱坐標(biāo)表示溶解度，橫坐標(biāo)表示溫度，繪出固體物質(zhì)的溶解度隨溫度改變的曲線就叫作溶解度曲線。(2)曲線舉例(3)應(yīng)用：利用溶解度曲線選擇不同的物質(zhì)分別方法。①溶解度受溫度影響較小的物質(zhì)(如NaCl)實(shí)行蒸發(fā)結(jié)晶的方法，如NaCl溶液中含有KNO3，應(yīng)實(shí)行蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾的方法。②溶解度受溫度影響較大的物質(zhì)(或帶有結(jié)晶水)實(shí)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法，如KNO3溶液中含有NaCl，應(yīng)實(shí)行加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的方法。3．溶解度曲線上的點(diǎn)、線、面(1)點(diǎn)的意義①溶解度曲線上的點(diǎn)表示物質(zhì)在該點(diǎn)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(diǎn)，表示溶液所處的狀態(tài)是不飽和狀態(tài)，依其數(shù)據(jù)配制的溶液為對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的不飽和溶液。③溶解度曲線上面的點(diǎn)，依其數(shù)據(jù)配制的溶液為對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的飽和溶液，且該溶質(zhì)有剩余。④兩條溶解度曲線的交點(diǎn)，表示在該點(diǎn)所示的溫度下，兩種物質(zhì)的溶解度相等。(2)線的意義溶解度曲線表示某物質(zhì)在不同溫度下的溶解度或溶解度隨溫度的改變狀況。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(gè)方面的應(yīng)用：①依據(jù)溶解度曲線，可以看出物質(zhì)的溶解度隨著溫度的改變而改變的狀況。②依據(jù)溶解度曲線，比較在肯定溫度范圍內(nèi)的物質(zhì)的溶解度大小。③依據(jù)溶解度曲線，選擇分別某些可溶性混合物的方法。(3)面的意義對(duì)于曲線下部面上的任何點(diǎn)，依其數(shù)據(jù)配制的溶液為對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的不飽和溶液；曲線上部面上的點(diǎn)，依其數(shù)據(jù)配制的溶液為對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的飽和溶液，且溶質(zhì)有剩余。假如要使不飽和溶液(曲線下部的一點(diǎn))變成對(duì)應(yīng)溫度下的飽和溶液，方法有兩種：第一種是向該溶液中添加溶質(zhì)使之到達(dá)曲線上；其次種是蒸發(fā)肯定量的溶劑。1．蔗糖是生活中常用的調(diào)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)溶劑后復(fù)原至原溫度，有結(jié)晶現(xiàn)象C．溫度上升，溶液中蔗糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)肯定增大D．t1℃和t2℃時(shí)的兩份蔗糖溶液，所含溶質(zhì)的質(zhì)量不行能相等B解析：由于蔗糖的溶解度隨溫度的上升而增大，故A錯(cuò)誤；給蔗糖的飽和溶液蒸發(fā)溶劑再復(fù)原到原來的溫度，則原來溶解在這部分溶劑中的溶質(zhì)就會(huì)結(jié)晶析出，故B正確；假如只是單純的溫度上升，在不考慮溶劑蒸發(fā)的狀況下，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不發(fā)生改變，故C錯(cuò)誤；由于溫度越高溶解度越大，只能說這兩個(gè)溫度下的飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不行能相等，對(duì)于不飽和溶液，溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量可能相等，故D錯(cuò)誤。2．溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度改變曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．溴酸銀的溶解是放熱過程B．溫度上升時(shí)溴酸銀溶解速率加快C．60℃時(shí)溴酸銀的Ksp約等于6×10－4mol2·L－2D．若硝酸鉀中含有少量溴酸銀，可用重結(jié)晶方法提純A解析：A項(xiàng)，由題圖可知，隨著溫度上升，溴酸銀的溶解度漸漸增大，因此AgBrO3的溶解是吸熱過程，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由圖像曲線可知，溫度上升斜率增大，因此AgBrO3的溶解速率加快，正確；C項(xiàng)，由溶解度曲線可知，60℃時(shí)AgBrO3的溶解度約為0.6g，則其物質(zhì)的量濃度約為0.025mol·L－1，AgBrO3的Ksp＝c(Ag＋)·c(BrOeq\o\al(－,3))＝0.025mol·L－1×0.025mol·L－1≈6×10－4mol2·L－2，正確；D項(xiàng)，由于溫度對(duì)KNO3的溶解度的影響程度遠(yuǎn)大于AgBrO3，故可用重結(jié)晶的方法提純含有少量AgBrO3的KNO3，正確。3．已知四種鹽的溶解度(S)曲線如圖所示，下列說法不正確的是()A．將NaCl溶液蒸干可得NaCl固體B．將MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固體C．Mg(ClO3)2中混有少量NaCl雜質(zhì)，可用重結(jié)晶法提純D．可用MgCl2和NaClO3制備Mg(ClO3)2B解析：因NaCl的溶解度受溫度的影響不大，所以將NaCl溶液蒸干可得NaCl固體，故A正確；因MgCl2能夠水解，水解產(chǎn)生了氫氧化鎂和氯化氫，加熱水解平衡正向移動(dòng)，氯化氫易揮發(fā)，所以將MgCl2溶液蒸干得到的固體為氫氧化鎂，故B錯(cuò)誤；因Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度上升而增大且受溫度影響改變較大，NaCl的溶解度受溫度影響改變較小，所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl雜質(zhì)，可用重結(jié)晶法提純，故C正確；反應(yīng)MgCl2＋2NaClO3=Mg(ClO3)2＋2NaCl類似于侯德榜制堿法生成NaHCO3的原理，因?yàn)镹aCl溶解度小而從溶液中析出，使反應(yīng)向生成Mg(ClO3)2的方向進(jìn)行，故D正確。4．如圖可以看出，從MnSO4和MgSO4的混合溶液中結(jié)晶MnSO4·H2O晶體，需限制的結(jié)晶溫度范圍為________。解析：由題圖可知，要從MnSO4和MgSO4的混合溶液中結(jié)晶MnSO4·H2O晶體，溫度應(yīng)大于60℃，其緣由是此時(shí)MgSO4·6H2O的溶解度大于MnSO4·H2O的溶解度，有利于MnSO4·H2O晶體析出，MgSO4·6H2O不易析出。答案：高于60℃5．工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3＋)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖：(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為_______________。通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的緣由是__________________。(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是_______________。(3)固體A主要為________(填化學(xué)式)，固體B主要為________(填化學(xué)式)。(4)用熱水洗滌固體A，回收的洗滌液轉(zhuǎn)移到母液________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高產(chǎn)率又可使能耗最低。解析：(1)Na2Cr2O7與KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為Na2Cr2O7＋2KCl=K2Cr2O7＋2NaCl，依據(jù)圖像可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度遠(yuǎn)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)依據(jù)溶解度的大小，高溫濃縮時(shí)，NaCl析出，所以固體A主要為NaCl；冷卻結(jié)晶時(shí)，K2Cr2O7析出，所以固體B主要為K2Cr2O7。(4