高考化学总复习.doc

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解析溶解度曲线,破解审题障碍 在化学实验和化学工艺流程类解答题中经常借助溶解度曲线进行物质的分别与提纯; 溶 解度曲线作为一个重要的命题点,但考生往往因审题、读图能力短缺而失分;故特别有必要 对溶解度曲线有关知识进行系统的解说。打破审题障碍,就能取得满分。 1.固体物质的溶解度 (1) 观点:在一定温度下,某固体物质在100g溶剂(往常是水)里达到饱和状态时所溶解 的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为“g”。 m溶质 (2) 公式:固体物质溶解度(饱和溶液)S=m溶剂×100g。 (3) 影响因素: 内因 决定于物质本身的性质 溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油) 外因 温度的影响:升温,大多半固体物质的溶解度增大,少数物质却相反,如 Ca(OH)2;温度对NaCl的溶解度影响不大 2.溶解度的表示方法 (1) 列表法 硝酸钾在不同温度时的溶解度: 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 溶解度/g 13.3 20.9 31.6 45.8 63.9 85.5 110 138 168 202 246 (2) 曲线法 3.对溶解度曲线的理解 (1) 点的含义①溶解度曲线上的点表示物质在该点所示温度下的溶解度,溶液所处的状态是饱和溶 液。 ②溶解度曲线下方的点,表示溶液所处的状态是不饱和状态,依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液。要使不饱和溶液变成对应温度下的饱和溶液,其方法有两种:一是向该溶液中增添溶质使之抵达曲线上;二是蒸发一定量的溶剂。 ③溶解度曲线上方的点,依其数据配制的溶液为对应温度时的过饱和溶液,该温度时有晶体析出。 ④两条不同物质溶解度曲线的交点, 表示在该点所示的温度下, 两种物质的溶解度相等。 (2) 线的含义 溶解度曲线表示某物质在不同温度下的溶解度随温度的变化情况。曲线的坡度越大,说 明溶解度受温度影响越大;反之,说明受温度影响较小。 溶解度曲线有以下三个方面的应用: ①根据溶解度曲线,能够看出物质的溶解度随着温度的变化而变化的情况。 ②根据溶解度曲线,比较在一定温度范围内的不同物质的溶解度大小。 ③根据溶解度曲线,对可溶性混淆物进行分别与提纯。 [示例] (2016江·苏高考)向滤液中加入稍过度 KCl固体可将Ca(ClO3)2转变为KClO3。 若溶液中KClO3的含量为 100g·L -1 KClO3固体的方法是 ,从该溶液中尽可能多地析出 ________________________。 [解析] 由溶解度曲线可知, KClO3 的溶解度受温度的影响较大,将溶液蒸发浓缩,得 到较高温度下的浓溶液;然后再降温,大多半 KClO3将会结晶析出。 [答案] 蒸发浓缩、冷却结晶 [方法技巧] 利用溶解度受温度影响不同进行除杂的方法 (1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶、趁热过滤的方法,如 NaCl溶液中含有 KNO3。 (2) 溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法, 如 KNO3溶液中含有NaCl。 [专项增分集训] 1.如图能够看出,从 MnSO4和MgSO4混淆溶液中结晶 MnSO4·H2O晶体,需控制的 结晶温度范围为 ( ) A.20 ℃以下 B.20 ℃~40℃ C.40 ℃~60℃ D.60 ℃以上 解析:选D由图可知,60℃时,MgSO4·6H 2O与MnSO4·H2O的溶解度相等,随着温 度的不断升高,MgSO4·6H2O的溶解度渐渐增大,而 MnSO4·H2O的溶解度渐渐减小,因此 欲从混淆溶液中结晶析出 MnSO4·H2O,需控制温度在 60℃以上。 2.已知四种盐的溶解度 (S)曲线如下图,下列说法不正确的选项是 ( ) A.将NaCl溶液蒸干可得 NaCl固体 B.将MgCl2溶液蒸干可得 MgCl2固体 C.Mg(ClO3)2 中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯 D.可用MgCl 2和NaClO3制备Mg(ClO3)2 解析:选B因为NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将 NaCl溶液蒸干可得NaCl 固体,A正确;MgCl2水解产生 Mg(OH)2和HCl,加热水解平衡正向移动, HCl易挥发,所 以将MgCl2溶液蒸干可得固体 Mg(OH)2,B错误;Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且 受温度影响变化较大, NaCl 的溶解度受温度影响较小,所以 Mg(ClO3)2中混有少量 NaCl 杂质,可用重结晶法提纯, C正确;反响 MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl近似于侯 德榜制碱法生成 NaHCO3的原理,因为 NaCl 溶解度小而从溶液中析出,使反响向生成 Mg(ClO3)2的方向进行,故 D正确。 3.如图是 NaCl、MgSO4的溶解度曲线。下列说法正确的选项是 ( ) A.只有在 t1℃时,NaCl和MgSO4的溶解度才相等 B.t1~t2℃,MgSO4的溶解度随温度升高而减小 C.在t2℃时,MgSO4饱和溶液的溶质质量分数最大 D.把MgSO4饱和溶液的温度从 t3℃降至t2℃时,有晶体析出 解析:选CA项,在t1℃、t3 ℃时,NaCl、MgSO4的溶解度都相等,错误; B项,t2 从前,MgSO4的溶解度随温度的升高而增大, t2之后,随温度的升高而降低,错误; C项, w= S ×100%,S越大,w越大,正确;D项,把MgSO4饱和溶液的温度从 t3℃降至 100+S t2℃时,由饱和溶液变成不饱和溶液,不会有晶体析出,错误。 4.(2018银·川重点中学模拟)根据常有物质溶解度随温度变化情况 (如图甲所示),实验室 提纯硝酸钾(含少量NaCl)的过程如图乙所示。下列解析正确的选项是( ) A.提纯操作中用到蒸发皿 B.操作Ⅱ是加热浓缩,趁热过滤,除掉杂质氯化钠 C.操作Ⅲ是过滤、洗涤,将硝酸钾晶体从溶液中分别出来 D.如果提纯含有少量 KNO3的NaCl,操作Ⅲ中也是结晶析出 KNO3 解析:选C 固体试样在烧杯中加热溶解,制成热饱和溶液,随后降温结晶不需要蒸发 操作,A不正确;操作 Ⅱ是冷却、结晶,而杂质氯化钠含量少,不会析出, B不正确;操作 Ⅲ是过滤、洗涤,然后获得硝酸钾晶体,氯化钠留在母液中, C正确;如果提纯含有少量 KNO3的NaCl,经过操作Ⅱ蒸发结晶,再经操作 Ⅲ(趁热过滤),应析出 NaCl晶体,D不正 确。 5.(2018黄·冈模拟)甲、乙两物质的溶解度曲线如下图。下列 表达中正确的选项是 ( ) A.t1℃时,在100g水中放入 60g甲,其溶质的质量分数为 37.5% B.t1℃时,甲和乙的饱和溶液的物质的量浓度一定相等 C.t2 ℃时,甲和乙的饱和溶液中溶质的质量分数一定相等 D.t2 ℃时,分别在100g水中各溶解20g甲、乙,同时降低温度,甲先达到饱和 解析:选Dt1℃时,在100g水中放入60g甲,根据溶解度曲线可知溶解的固体为30 g,溶质的质量分数应是 30g ×100%≈23.08%,A 错误;t1℃时,甲和乙的溶解度相 30g+100g 等,其饱和溶液的质量分数相同,但溶质的摩尔质量和溶液密度不一定相等,物质的量浓度 不一定相等,B错误;t2℃时,甲的溶解度大于乙的,则甲、乙的饱和溶液中溶质质量分数 不相等,C错误;在溶解度 20g时,做一条水平的直线,与甲、乙两曲线相交点对应的温度 分别为t甲,t乙,由图可知,t甲>t乙,故降温甲先达到饱和, D正确。 6.(2016·京高考节选北 )以废旧铅酸电池中的含铅废料 (Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑 等)和H2SO4为原料,制备高纯 PbO,实现铅的重生利用。其工作流程如下: PbO 溶解在 NaOH 溶液中,存在平衡:PbO(s)+ NaOH(aq) NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下图。 (1)过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液 1经办理后可在过程Ⅱ中重复使 用,其目的是 ________(选填序号)。 A.减小PbO的损失,提高产品的产率 B.重复利用 NaOH,提高原料的利用率 C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率 (2) 过程Ⅲ的目的是提纯。联合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作: ________________________________________________________________________。 解析:(1)过程Ⅱ脱硫过程中发生的反响为 PbSO4+2NaOH===PbO+Na2SO4+H2O,滤 液1中还有节余的  NaOH  ,部分  PbO  溶解在滤液  1中,所以重复使用的目的是减少  PbO  的 损失,提高产率,重复利用  NaOH  ,提高原料的利用率,应选  A、B。(2)根据溶解度曲线, PbO在35%的NaOH  溶液中的溶解度随温度升高而增大较快,  可将粗  PbO溶解在  35%NaOH 溶液中配成高温下的饱和溶液,然后降温结晶、过滤,获得高纯  PbO。 答案:(1)A、B  (2)向  PbO  粗品中加入一定量的  35%NaOH  溶液,加热至  110℃,充分 溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤获得  PbO  固体 7.工业上用重铬酸钠  (Na2Cr2O7)结晶后的母液  (含少量杂质  Fe3+  )生产重铬酸钾 (K2Cr2O7)。工艺流程及有关物质溶解度曲线如图: (1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为 _______________________________。经过 冷却结晶析出大量 K2Cr2O7的原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)向 Na2Cr2O7母液 中 加碱 液调 pH的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 (3) 固体A主要为________(填化学式)。固体B主要为________(填化学式)。 (4) 用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中, 既能提高产率又可使能耗最低。 解析:(1)由框图中加入的物质为 Na2Cr2O7 和KCl可知,制备 K2Cr2O7的反响物为 Na2Cr2O7和KCl,联合化学反响中的元素守恒可知, 此外的生成物为 NaCl,故制备K2Cr2O7 的化学方程式为Na2Cr2O7+2KCl===K 2Cr2O7+2NaCl。由物质的溶解度曲线可知,K2Cr2O7 的溶解度受温度的影响较大,即随着温度的降低,该物质的溶解度显然减小,因此降低温度 可析出K2Cr2O7。(2)在Na2Cr2O7母液中加碱,可使杂质 Fe3+生成积淀,进而达到除掉杂质 的目的。(3)由物质的溶解度曲线可知, NaCl 的溶解度受温度影响不大,而 K2Cr2O7的溶解 度受温度的影响较大,降温时会大量析出 K2 27。由此可知固体A为NaCl,而固体B为 CrO 227。(4)因析出的NaCl表面有K2 2 O 7,热水洗涤后的溶液中既含有 K22 O 7,又含 KCrO Cr Cr 有NaCl,故需要将洗涤液转移到母液 Ⅱ中,再分别NaCl与K2 27。 CrO 答案:(1)Na2Cr2O7+2KCl===K2Cr2O7+2NaCl 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组 分,随温度的降低,K2Cr2O7溶解度显然减小(合理即可) (2)除掉 3+ Fe (3)NaCl K2Cr2O7 (4)Ⅱ 8.以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下: 氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下列图所示。回答下列问题: (1)欲制备10.7gNH4Cl,理论上需 NaCl________g。 (2) 实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有____________、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。 (3)“冷却结晶”过程中,析出 NH4Cl晶体的合适温度为 ________。 (4)不用其他试剂,检查 NH4Cl 产品是否纯净的方法及操作是 ________________________________________________________________________。 (5)若NH4Cl品中含有硫酸,一步提品的方法是 ____________。 解析:根坚守恒可列关系求 m(NaCl)=10.7×58.5g=11.7g,化的溶解度随温度 53.5 化大,而硫酸在 30~100℃化不大,故可用冷却晶法。但温度不能太低以防硫酸 析出。所以大在 33~40℃。 答案:(1)11.7 (2) 蒸皿 (3)35℃(33℃~40℃都能够) (4) 加法;取少量化品于管底部,加,若管底部无残留物,表示化 品 (5) 重晶 9.在自然界中,原生的硫化物氧化、淋后成 CuSO4溶液,向地下深渗透, 碰到深(ZnS)和方(PbS),慢慢化 (CuS)。已知:Ksp(PbS)=1.3×10 -24 , Ksp(CuS)=4×10 -36 -22 -5 -1 ,表示已除 ,Ksp(ZnS)=1.0×10 ,溶液中离子度≤ 10 mol·L 尽。 (1) ①PbS、ZnS均能够化的原因是______________________________________。写出PbS化CuS的离子方程式:______________________________________。 ②下列有关ZnS和PbS的法不正确的选项是________。 A.向同度的ZnCl2和PbCl2的混淆溶液中滴加 Na2S溶液,PbS先析出 B.将某工水中的Pb2 + 除掉,加入Na2S 溶液后保c(S2 - -19 )不低于1.3×10 -1 mol·L + )/c(Zn2 + -2 C.ZnS和PbS共存的液中,c(Pb2 )=1.3×10 D.PbS液中加入 ZnCl2溶液,PbS不可能化ZnS (2) 中除含有大量CuS外,含有少量的化合物,工上以原料生 粉碎NaCl焙空气气酸浸酸 pH 3~4F渣液B⋯CuCl2·2H2O 已知:Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2完全积淀的pH分9.0、3.2、6.7。CuCl2与Na2SO4的溶解度曲如所示。 ①配平焙烧过程中发生反响的主要方程式: 焙烧 ______CuS+______NaCl+_____===== ______CuCl2+______Na2SO4。 ②试剂 F可采用 NaClO,其电子式为________________,则加入试剂 F发生反响的离 子方程式为______________________________________。 ③为了获得 CuCl2·2H2O晶体,对滤液 B进行蒸发浓缩、趁热过滤。则“趁热过滤”得 到的固体是______________________________________________________。 解析:(1)①一般地,化合物的组成种类相同时,溶度积较小的物质易向溶度积更小的物 质转变。②向同浓度的 ZnCl2和PbCl2 的混淆溶液中滴加Na2 S 溶液, sp sp, K(PbS)
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