比較不同飽和溶液在溫度改變后的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

黃云英

(甘肅省天水市甘谷縣模范初級(jí)中學(xué) 741200)

在化學(xué)課堂中，分析比較能力經(jīng)常運(yùn)用于解題，許多考點(diǎn)的出題形式都會(huì)采用這種方式.對(duì)于溶解度的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)中有較多需要被關(guān)注的知識(shí)點(diǎn)，教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)需要著重把握教學(xué)進(jìn)度，關(guān)注學(xué)生的掌握情況.在比較分析不同飽和溶液在溫度改變后的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的問(wèn)題上，采用多角度的創(chuàng)新教學(xué)方式，幫助學(xué)生更好地理解這一知識(shí)點(diǎn).

一、溶解度的定義

溶解度一般可以用英文字母s表示，是初中化學(xué)中的重要知識(shí)點(diǎn)之一，一般要求學(xué)生理解基本概念、掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和運(yùn)用于實(shí)驗(yàn).溶解度的含義是指限定溫度下，將某一樣呈現(xiàn)固體的物質(zhì)每次取少量并不斷加入到100g的溶劑中，直至溶劑中不再能溶解更多的溶質(zhì)時(shí)，即是該物質(zhì)在這一溫度、這一溶劑中的溶解度.溶解度的概念一般屬于物理范疇，通常采用100g溶劑中能溶解的最高溶質(zhì)質(zhì)量來(lái)表示，而影響其溶解度高低的主要因素是溶劑的選擇和溶質(zhì)的特性.不同物質(zhì)在定量物質(zhì)中的最大溶解能力不同，根據(jù)其溶解性可以定義為易溶物質(zhì)、可溶物質(zhì)、微溶物質(zhì)、難溶物質(zhì)或不溶物質(zhì)等.在生活中，水就是一種很常見(jiàn)的溶劑，許多化學(xué)物品都能通過(guò)攪拌、加熱等方式與水進(jìn)行混合，甚至像乙醇一類的物品能夠和水以任一比例進(jìn)行互溶.另外，大部分堿性金屬鹽也能夠溶于水，但苯一般不會(huì)和水相溶.

某一物質(zhì)的溶解度并不是固定的，也會(huì)隨著環(huán)境變化等因素而造成溶解度改變.其中，溫度是一個(gè)重要影響因素，溶解度會(huì)因?yàn)闇囟鹊母淖兌淖?對(duì)于大部分固態(tài)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，溶解物質(zhì)時(shí)采取加熱的方式能夠使溶劑中溶入更多的溶質(zhì)，即提升溶解度.這是溶解度隨著溫度上升而提高的現(xiàn)象.但也存在部分特殊物質(zhì)，會(huì)隨著溶劑溫度上升而溶解度下降的.氣態(tài)物質(zhì)則與固態(tài)物質(zhì)正好相背，大多數(shù)氣態(tài)物質(zhì)隨著溫度上升，溶解度降低.溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是可以表現(xiàn)溶液的構(gòu)成，但其與溫度高低沒(méi)有直接聯(lián)系，因此在計(jì)算溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)不必考慮溫度這一環(huán)境因素.除了溫度變化能夠改變?nèi)芙舛龋瑝毫ψ兓材茉谝欢ㄇ闆r下改變某些物質(zhì)的溶解度.一般來(lái)說(shuō)，大部分固態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)在溶解時(shí)不會(huì)受到壓力影響，但是當(dāng)氣態(tài)物質(zhì)放入溶劑中會(huì)因壓力變化而變化，且溶解度與壓力變化成正比.溶解度的研究對(duì)于化工業(yè)發(fā)展有著重要意義，無(wú)論是固液氣物質(zhì)分離，還是溶劑配制，都需要運(yùn)用到溶解度的原理.

二、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的概念

溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)用來(lái)表示溶質(zhì)質(zhì)量在某一溶液中的占比.值得注意的是，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能用來(lái)體現(xiàn)具體的溶液質(zhì)量，也不能判斷溶質(zhì)質(zhì)量.溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常寫作百分?jǐn)?shù)，且在計(jì)算過(guò)程中要注意溶質(zhì)和溶劑質(zhì)量的單位一致，才能確保計(jì)算無(wú)誤.此外，在計(jì)算溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)要明確只有被溶劑溶解的溶質(zhì)才能計(jì)算質(zhì)量，不被溶解的部分不能參與計(jì)算.

三、飽和溶液與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生總會(huì)對(duì)飽和溶液的定義產(chǎn)生誤解，認(rèn)為飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定很大，但其實(shí)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶液是否飽和沒(méi)有影響，依據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的公式可以看出其只與被溶解的溶質(zhì)質(zhì)量和溶劑質(zhì)量有關(guān).因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要注意把基本知識(shí)梳理給學(xué)生，讓其不要犯低級(jí)錯(cuò)誤，比如，盡管濃溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)值很大，卻也可能是不飽和溶液；當(dāng)面對(duì)稀溶液時(shí)，其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小，卻也可能已經(jīng)是飽和溶液.溶液是否飽和與具體溶質(zhì)的特性有關(guān)，而不能單憑溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)判斷.

四、比較不同飽和溶液在溫度改變后的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

在具體教學(xué)比較不同飽和溶液在溫度改變后的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以采用例題分析的方式，幫助學(xué)生清晰透徹地理解該考點(diǎn)，使其能在做題中準(zhǔn)確快速地得出結(jié)論.下面將舉一個(gè)相關(guān)例題，詳細(xì)表述其兩種解題過(guò)程：

例題如圖1中有三種固態(tài)物質(zhì)A、B、C，圖中曲線代表三種物質(zhì)的溶解度.在t1℃時(shí)對(duì)這三種進(jìn)行加溫，直至t2℃，比較此時(shí)三種溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小.

一般解題方法： 首先要對(duì)飽和溶液的特性有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，飽和溶液受到溫度的影響后，物質(zhì)的溶解度將會(huì)變化.如果物質(zhì)溶解度變大，那么這一溶液最終的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其最初的飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等；如果物質(zhì)溶解度變小，那么這一溶液最終的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其最終的飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等.從圖1中可以看出A和B的溶解度隨著溫度上升而上升，C則相反，所以A和B此時(shí)的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與在t1℃的飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，C的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與在t2℃的飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等.因?yàn)檫@一情況下飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶解度成正比，圖2中b>a>c,所以s(b)>s(a)>s(c)，所以溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)B>A>C.這一解法考驗(yàn)學(xué)生的審題能力，觀察圖像能力和基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，在實(shí)際解題中學(xué)生往往因?yàn)榛竟Σ辉鷮?shí)、不細(xì)心導(dǎo)致答案出錯(cuò).下面將講述這一例題的新解法.

新解法:由題目可知，三種固態(tài)物質(zhì)從t1℃到t2℃這一過(guò)程中并沒(méi)有改變?nèi)苜|(zhì)質(zhì)量和溶劑質(zhì)量.如圖3所示，將t1℃時(shí)所對(duì)應(yīng)三條曲線溶解度的點(diǎn)作為原點(diǎn)，分別作與橫坐標(biāo)的平行線，將其與t2℃時(shí)的縱坐標(biāo)相交的點(diǎn)分別標(biāo)為a、b、c. 可以發(fā)現(xiàn)，a、b兩點(diǎn)均在A、B曲線之下，所以溶液呈不飽和狀態(tài)，而C此時(shí)處于飽和狀態(tài).因?yàn)檫@一情況下飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶解度成正比，所以可以直接比較a、b、d對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)數(shù)值，圖中顯示b>a>d，所以溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)B>A>C.這一解法對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)不需要進(jìn)行過(guò)多參考值的比較，簡(jiǎn)化了解題的步驟，讓學(xué)生能夠快速地明白溶解度影響的相關(guān)知識(shí)，迅速比較出不同飽和溶液在溫度改變后的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù).

在中學(xué)化學(xué)中，溶解度是較為重要的知識(shí)點(diǎn)且具有一定的難度，比較不同飽和溶液溫度改變后的溶解度這一考點(diǎn)作為課堂教學(xué)的重難點(diǎn)，教師需要列舉例題，運(yùn)用創(chuàng)新思維幫助學(xué)生理解這一問(wèn)題涉及的概念和判斷方法，努力提升學(xué)生的課堂理解力和教學(xué)質(zhì)量.