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(人教通用版)2022高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 第一章 溶解度曲線在高考中的拓展應(yīng)用講義+精練(含解析)

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1、(人教通用版)2022高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 第一章 溶解度曲線在高考中的拓展應(yīng)用講義+精練(含解析) 1.溶解度 在一定溫度下,某固體物質(zhì)在100 g溶劑(通常是水)里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量,叫做這種物質(zhì)在該溶劑里的溶解度,其單位為“g”。 固體物質(zhì)溶解度(飽和溶液)S=×100 g。 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)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(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

2、是同種物質(zhì)在不同溫度下的溶解度繪制出來的曲線,一般隨著溫度的升高而升高,但是少部分物質(zhì)會(huì)隨著溫度的升高而降低。由于固體物質(zhì)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(biāo)表示溶解度,橫坐標(biāo)表示溫度,繪出固體物質(zhì)的溶解度隨溫度變化的曲線就叫做溶解度曲線。 (2)意義: ①表示同一種物質(zhì)在不同溫度時(shí)的溶解度或溶解度隨溫度變化的情況; ②表示不同物質(zhì)在同一溫度時(shí)的溶解度,可以比較同一溫度時(shí),不同物質(zhì)的溶解度的大小。若兩種物質(zhì)的溶解度曲線相交,則在該溫度下兩種物質(zhì)的溶解度相等; ③根據(jù)溶解度曲線可以確定從飽和溶液中析出晶體或進(jìn)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

3、劑; ④根據(jù)溶解度曲線能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。要在一定的溫度下,溶液質(zhì)量、溶劑質(zhì)量,溶解度這是進(jìn)行溶解度計(jì)算所要的四個(gè)重要條件。 (3)曲線舉例 [增分題例] 增分點(diǎn)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(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)溶劑后恢復(fù)至原溫度,有結(jié)晶現(xiàn)象 C.溫度升高,溶液中蔗糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定增大 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(cuò)誤;B.給蔗糖的飽和溶液蒸發(fā)溶劑再恢復(fù)

4、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;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(zhì)存在,則溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則不發(fā)生變化,故C錯(cuò)誤;D.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)不可能相等,但溶液所含溶質(zhì)的質(zhì)量可能相等,故D錯(cuò)誤。 答案 B 【例2】 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________________________

5、_ _______________________________________________________________。 通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是____________________________ ________________________________________________________________。 (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)。

6、 (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,根據(jù)圖像可知,低溫下K2Cr2O7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)根據(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)用熱水洗滌固體NaCl,洗滌液中含有NaCl

7、,所以洗滌液轉(zhuǎn)移到母液Ⅱ中,既能提高產(chǎn)率又能使能耗最低。 答案 (1)Na2Cr2O7+2KCl===2NaCl+K2Cr2O7 低溫下K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)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(diǎn)2 分離、提純 【例3】 (2017·課標(biāo)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FeO·Cr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示: 回答下列問題: (1)步驟①的主要反應(yīng)為: FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+

8、Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)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(zhì)。 (3)步驟④調(diào)濾液2的pH使之變________(填“大”或“小”),原因是___________________________

9、_________________________________ (用離子方程式表示)。 (4)有關(guān)物質(zhì)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(jié)晶,過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到________(填標(biāo)號(hào))得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。 a.80 ℃   b.60 ℃   c.40 ℃   d.10 ℃ 步驟⑤的反應(yīng)類型是________。 解析 (1)首先標(biāo)出變價(jià)元素的化合價(jià),分析價(jià)態(tài)變化可知:1 mol FeO·Cr2O3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(shù)比應(yīng)為2∶7;該步驟中主要反應(yīng)的反

10、應(yīng)物中有Na2CO3,而陶瓷中含有二氧化硅,二者在熔融時(shí)反應(yīng),故不能使用陶瓷容器;(2)步驟①的反應(yīng)產(chǎn)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(diào)節(jié)pH=7后,Al3+會(huì)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(zhì);(3)濾液2中的主要成分是Na2CrO4,濾液3中的主要成分應(yīng)為Na2Cr2O7,則第④步調(diào)節(jié)pH的作用是使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,離子方程式為2CrO+2H+Cr2O+H2O,酸性越強(qiáng)越利于Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,故應(yīng)調(diào)節(jié)pH使之變小;(4)由溶解度曲線圖可知

11、,10 ℃時(shí)K2Cr2O7溶解度最小,而Na2Cr2O7、KCl、NaCl此時(shí)溶解度均大于K2Cr2O7,三者均存在于溶液當(dāng)中,故冷卻到10 ℃時(shí)得到的K2Cr2O7固體最多,該步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式為2KCl+Na2Cr2O7===2NaCl+K2Cr2O7,顯然該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)。 答案 (1)2∶7 陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng) (2)Fe Al(OH)3 (3)小 2CrO+2H+Cr2O+H2O (4)d 復(fù)分解反應(yīng) 【例4】 (廣東化學(xué))以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)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。回答下列問題:

12、 (1)欲制備10.7 g NH4Cl,理論上需NaCl________ g。 (2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(jié)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(chǎn)品是否純凈的方法及操作是______________________________________________________________。 (5)若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì),進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是________。 解析 根據(jù)氯守恒可列關(guān)系求m(NaCl)=10.7 g×58.5 g/mol÷53.

13、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(jié)晶法。但溫度不能太低以防硫酸鈉析出。所以應(yīng)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(chǎn)品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產(chǎn)品純凈 (5)重結(jié)晶 增分點(diǎn)3 與溶度積的結(jié)合 【例5】 (2014·新課標(biāo)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(cuò)誤的是(  ) A.溴酸銀的溶解是放熱過程 B.溫度升高時(shí)溴酸銀溶解速度加快 C.60 ℃時(shí)

14、溴酸銀的Ksp約等于6×10-4 D.若硝酸鉀中含有少量溴酸銀,可用重結(jié)晶方法提純 解析 A項(xiàng),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(cuò)誤;B項(xiàng),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(xiàng),由溶解度曲線可知,60 ℃時(shí)AgBrO3的溶解度約為0.6 g,則其物質(zhì)的量濃度為0.025 mol·L-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)·c(BrO)=0.025×0.025≈6×10-4,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。

15、 答案 A 【歸納總結(jié)】 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(gè)方面的應(yīng)用: (1)根據(jù)溶解度曲線,可以看出物質(zhì)的溶解度隨著溫度的變化而變化的情況。 (2)根據(jù)溶解度曲線,比較在一定溫度范圍內(nèi)的物質(zhì)的溶解度大小。 (3)根據(jù)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(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。如果要使不飽和溶液(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:第一種方法是向該溶液中添加溶質(zhì)使之到達(dá)曲線上;第二種方法是蒸發(fā)一定量的溶劑。

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