



典例呈現
1.《天工開物》記載:“凡引水種鹽……南風大起,則一宵結成,名曰顆鹽”,表明古人已經掌握了制鹽工藝。回答問題:
(1)古人的制鹽工藝屬于______(填“物理”或“化學”)變化。該工藝獲得的“顆鹽”屬于______(填“混合物”或“純凈物”)。
(2)用化學知識能很好地解釋古人的制鹽工藝。如圖1 為氯化鈉的溶解度曲線,20 ℃時氯化鈉的溶解度為______g。此溫度下,將9 g氯化鈉溶解到25 g水中,可配得氯化鈉的______(填“飽和”或“不飽和”)溶液,保持溫度不變,蒸發部分溶劑,該溶液溶質的質量分數______(填“變大”“不變”或“變小”)。
2. 鶯歌海鹽場是海南省最大的鹽場,陽光強烈,日照平均7小時以上。請結合圖2分析海水曬鹽利用的結晶方法是______,曬鹽時不能將水全部蒸干,目的是保證大量的NaCl析出,而MgCl2、MgSO4等物質基本不析出,它們基本不析出的原因是_______________________________________________。
破解策略
1.(1)古人的制鹽工藝是利用蒸發結晶的方法獲得食鹽,過程中沒有生成新物質,屬于物理變化。該工藝獲得的“顆鹽”中含有氯化鈉和其他物質,例如還含有泥沙、氯化鎂等物質,屬于混合物。答案:物理;混合物。
(2)分析圖1可知,20 ℃時氯化鈉的溶解度為36.0 g。此溫度下,將9 g氯化鈉溶解到25 g水中,恰好完全溶解,可配得氯化鈉的飽和溶液。保持溫度不變,蒸發部分溶劑,析出固體,仍然是飽和溶液。由于溫度不變,因此溶解度不變,該溶液溶質的質量分數不變。答案:36.0;飽和;不變。
2. 結晶方法:溶解度隨溫度變化不大的物質一般采取蒸發結晶的方法;溶解度隨溫度的升高而變大的物質一般采取降溫結晶的方法。相同溫度下,溶解度較大的物質在溶液中不易析出。
海水曬鹽利用風吹日曬蒸發水分,從而得到粗鹽,故利用的結晶方法是蒸發結晶。MgCl2、MgSO4的溶解度隨溫度的升高而增大,溫度較高時,MgCl2、MgSO4的溶解度較大,故MgCl2、MgSO4等物質基本不析出。答案:蒸發結晶;MgCl2、MgSO4的溶解度隨溫度的升高而增大,溫度較高時,MgCl2、MgSO4的溶解度較大,故MgCl2、MgSO4等物質基本不析出。
總結提升
要點1:溶解度隨溫度的變化趨勢
看溶解度曲線的坡度及走向,從左到右看曲線的走勢是向上、向下還是平緩。向上表示隨溫度的升高溶解度增大;平緩表示隨溫度升高溶解度增大的趨勢不顯著;向下表示隨溫度的升高溶解度減小。
要點2:溶解度曲線交點的含義
溶解度曲線交點表示該溫度時,兩種物質的溶解度相等,此時兩種物質飽和溶液的溶質質量分數也相同。描述兩條溶解度曲線交點所表示的意義時要指明溫度。
要點3:溶解度大小的判斷與比較
物質溶解度大小的比較離不開溫度。過該溫度對應的點作垂直于橫軸的直線,看直線對應的交點的縱坐標:
(1)該縱坐標為此溫度下對應物質的溶解度;
(2)針對兩種或兩種以上物質溶解度大小的比較,縱坐標越大,溶解度越大。
要點4:飽和溶液與不飽和溶液的判斷
在一定溫度下,若m溶質/m溶劑× 100 g lt; 溶解度,則溶液為不飽和溶液;若m溶質/m溶劑× 100 g =溶解度,則溶液恰好為飽和溶液;若m溶質/m溶劑× 100 g gt; 溶解度,則溶液為飽和溶液,且有未溶解的固體。
要點5:溶液溶質的質量分數的計算與比較
(1)所有溶液:溶質的質量分數= 溶質質量/溶液質量× 100%。
(2)飽和溶液:溶質的質量分數= 溶解度/溶解度+ 100 g × 100%。
(3)飽和溶液溶質的質量分數的比較實質是對應溫度下溶解度大小的比較,溶解度越大,溶質的質量分數越大。
要點6:溫度改變時,溶液中各種量的變化情況
(1)物質的溶解度隨溫度的升高而增大(即曲線為上升型)。
①若將飽和溶液降低溫度,則會析出晶體,溶液中溶質質量減小,溶劑質量不變,溶液質量減小,因此溶質的質量分數變小。
②若將飽和溶液升高溫度,則飽和溶液變為不飽和溶液,溶液中溶質、溶劑質量均不變,因此溶質的質量分數也不變。
(2)物質的溶解度隨溫度升高而減小(即曲線為下降型)。
改變溫度時,溶液中溶質、溶劑、溶液的質量,溶質的質量分數變化情況與上述分析相反。
要點7:物質的結晶方法和提純方法
(1)結晶方法:物質的溶解度隨溫度的升高而增大(即曲線為上升型),結晶方法為降溫結晶;物質的溶解度隨溫度的升高而變化不大(即曲線為平緩型),結晶方法為蒸發結晶。
(2)提純方法:物質的溶解度隨溫度的升高而增大(即曲線為上升型)的物質中含有少量的溶解度隨溫度的升高而變化不大(即曲線為平緩型)的物質,用降溫結晶的方法提純,反之用蒸發結晶的方法提純。
變式訓練
1. 硫酸鋁的溶解度曲線如圖3,下列說法正確的是( )。
A. 將硫酸鋁飽和溶液從10 ℃升溫至40 ℃,仍是飽和溶液
B. 20 ℃時,將16.0 g硫酸鋁加入50.0 g水中,形成不飽和溶液
C. 30 ℃時,硫酸鋁的溶解度為36.4 g
D. 40 ℃時,硫酸鋁飽和溶液的溶質質量分數為45.8%
2. 柴米油鹽醬醋茶,琴棋書畫詩酒花,都與化學息息相關。《天工開物·作咸》記載:“候潮一過,明日天晴,半日曬出鹽霜,疾趨掃起煎煉。”“鹽霜”的主要成分是氯化鈉固體,結合圖4氯化鈉溶解度曲線,回答下列問題。
(1)20 ℃時,氯化鈉的溶解度是______g。
(2)氯化鈉的溶解度隨溫度升高而______。
(3)“半日曬出鹽霜”中的“曬”說明,從氯化鈉溶液中得到晶體的方法是______結晶。
答案:1. B 2.(1)36.0 (2)增大 (3)蒸發
(作者單位:遼寧省實驗中學初中部)