對溶解度曲線的應(yīng)用點(diǎn)探究

朱明月

應(yīng)用點(diǎn)一：用以判斷和分析物質(zhì)的溶解度大小

溶解度曲線上的點(diǎn)表示的是對應(yīng)溫度下物質(zhì)的溶解度，因此可以通過讀取曲線數(shù)值的方式來獲得物質(zhì)的溶解度，并比較不同物質(zhì)的溶解性大小。一般判斷和分析物質(zhì)的溶解度有兩種方式：一是分析同一物質(zhì)的溶解度曲線，從而獲得物質(zhì)溶解度隨溫度變化的情形;二是比較同一溫度下不同物質(zhì)的溶解度，從而獲得物質(zhì)的溶解度大小關(guān)系。

例1?圖1所示為a、b、c三種物質(zhì)的溶解度曲線，點(diǎn)P為物質(zhì)a和c溶解度曲線的交點(diǎn)，試分析下列選項，其中錯誤的為（ ）。

A. 點(diǎn)P表示在t1℃時物質(zhì)a和b的溶解度相等

B. 物質(zhì)a的溶解度大于物質(zhì)b的溶解度

C. 溫度為t1℃時，將30 g的物質(zhì)a投入到50 g的水中，完全溶解后不能獲得80 g的溶液

D. 溫度為t2℃時，三種物質(zhì)溶解度由小到大的順序為c

解析?圖1給出了三種物質(zhì)的溶解度曲線，溶解度曲線上的交點(diǎn)表示在對應(yīng)溫度下兩種物質(zhì)的溶解度相等，故選項A正確;分析圖像物質(zhì)a和物質(zhì)b的溶解度曲線，可知在某一溫度之前a的溶解度小于b，之后b的溶解度大于a，故不能籠統(tǒng)的說a的溶解度大于物質(zhì)b，故選項B錯誤;由溶解度曲線上點(diǎn)的定義可知：在t1℃時100 g的水中最多可以溶解20 g的物質(zhì)a，推算可知50 g的水中最多可以溶解10 g的物質(zhì)a，故只能形成60 g的溶液，選項C正確;由溶解度曲線的含義可知特定溫度下，曲線上的點(diǎn)越靠近上方，其對應(yīng)物質(zhì)的溶解度越大，故t2℃時三者溶解度的大小為c

應(yīng)用點(diǎn)二：用于物質(zhì)的分離與提純

溶解度曲線表示物質(zhì)隨溫度變化的溶解度大小及變化趨勢，因此可以利用溶解度隨溫度變化的性質(zhì)對混合物進(jìn)行分離和提純。確定分離和提純方法的思路為：首先分析圖像曲線的走勢，判斷是否隨溫度變化明顯，然后確定曲線的類型（陡升型、緩升型、下降型），最后基于不同的類型確定對應(yīng)的分離與提純方法。

例2?圖2所示為固體物質(zhì)a圖2和b的溶解度曲線，則下列選項說法正確的是（ ）。

A. 由圖可知物質(zhì)a的溶解度比物質(zhì)b的溶解度受溫度影響小

B. 在t℃時，若物質(zhì)a和b飽和溶液的質(zhì)量相同，則溶質(zhì)的質(zhì)量也相等

C. 若溫度大于t℃，a溶液與b溶液相比，前者的濃度更大

D. 若物質(zhì)a中混有少量的雜質(zhì)b，則可以采用冷卻熱的飽和溶液的方式對a進(jìn)行提純

解析?根據(jù)圖2的曲線可知物質(zhì)a的溶解度曲線比b更為陡，顯然物質(zhì)a的溶解度受溫度影響更大，選項A錯誤;溫度為t℃時，由圖可知物質(zhì)a的溶解度比b的大，結(jié)合溶解度的定義可知等質(zhì)量的a和b的飽和溶液，前者溶質(zhì)質(zhì)量更大，故選項B錯誤;當(dāng)溫度大于t℃時，雖然a飽和溶液比b飽和溶液所含的溶質(zhì)多，但并不能確定兩者不飽和情形下的濃度大小，故選項C錯誤;由圖中曲線可知物質(zhì)a的溶解度曲線屬于陡升型，物質(zhì)b的屬于緩升型，因此根據(jù)對應(yīng)的化學(xué)原理可確定應(yīng)選用冷卻熱的飽和溶液的方法來對物質(zhì)a進(jìn)行提純。所以正確的選項為D。

應(yīng)用點(diǎn)三：計算飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

求解溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是初中化學(xué)必須掌握的知識，而溶解度與其之間存在一定的關(guān)系，溶解度表示100 g溶劑中固態(tài)物質(zhì)達(dá)到飽和狀態(tài)時的質(zhì)量，因此可以利用物質(zhì)的溶解度來計算對應(yīng)飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，只需要由溶解度曲線明確溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量即可。另外溶解度曲線上點(diǎn)的高低反映的是物質(zhì)在對應(yīng)溫度下的溶解度大小，因此溶解度越大，對應(yīng)飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量越大，特定情形下可以據(jù)此分析溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

例3?圖3所示為甲、乙、丙三種物質(zhì)的溶解度曲線，下列選項對其分析正確的是（ ）。

A. 溫度為t2℃時，甲溶液和乙溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定相等

B. 若乙中混有少量的雜質(zhì)甲，則可以采用降溫結(jié)晶的方式對乙進(jìn)行提純

C. 溫度為t3℃時，分別將三種物質(zhì)的飽和溶液降溫至t1℃，則所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小為甲>丙>乙

D. 溫度為t2℃時，向100 g甲的飽和溶液中加入400 g的水進(jìn)行稀釋，所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%

解析?圖中給出了甲、乙、丙三種物質(zhì)的溶解度曲線，在溶液的溶質(zhì)和溶劑質(zhì)量不確定的情況下無法判斷溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否相等，故選項A錯誤;由圖可知甲物質(zhì)的溶解度曲線屬于陡升型，而乙屬于緩升型，故可以采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式對乙進(jìn)行提純，故選項B正確;將t3℃時的三種物質(zhì)的飽和溶液降溫至t1℃，只需要比較不同物質(zhì)在對應(yīng)溫度下的溶解度即可，分析可知丙的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，甲和乙的會減小，故有晶體析出，且對應(yīng)t1℃時的溶解度關(guān)系為丙>乙>甲，所以對應(yīng)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也為乙>丙>甲，故選項C錯誤;加400 g的水對溫度為t2℃時甲的飽和溶液進(jìn)行稀釋，其溶液必然變?yōu)椴伙柡腿芤?，其中的溶質(zhì)質(zhì)量為33.33 g，溶液質(zhì)量變?yōu)?00 g，故稀釋后得到的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.33 g500 g×100%=6.67%，選故項D錯誤。所以正確的選項為B。

（收稿日期：2019-02-12）