王俊
摘要:溶解度曲線既是初中化學(xué)溶液部分知識(shí)學(xué)習(xí)中的重點(diǎn),也是難點(diǎn).溶解度曲線有關(guān)題型的涵蓋面廣,綜合性強(qiáng),可以較好地考查學(xué)生的獲取信息能力和知識(shí)應(yīng)用能力,也是中考命題人的熱衷題型,
關(guān)鍵詞:溶解度曲線;初中化學(xué);溶液
初中化學(xué)中的飽和溶液、溶解度相關(guān)的題型是中考化學(xué)中的一個(gè)重難點(diǎn),這類題分值雖不大,但一直是中考化學(xué)中的失分重災(zāi)區(qū)之一.溶解度在《2019年武漢市初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)考試說明》中的認(rèn)知過程維度上屬于“理解”維度,要求學(xué)生能夠理解溶解度,并且能讀懂溶解度曲線的含義.下面,筆者將針對(duì)這個(gè)專題來系統(tǒng)地進(jìn)行分析.
1 溶解度相關(guān)知識(shí)點(diǎn)
(1)飽和溶液:在一定溫度下,向一定量溶劑里加入某種溶質(zhì),當(dāng)溶質(zhì)不能繼續(xù)溶解時(shí),所得到的溶液叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液.
(2)固體溶解度(可用s表示):在一定溫度下,某固態(tài)物質(zhì)在1009溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量.(3)溶解度的相對(duì)大?。?0℃)
(4)結(jié)晶方法
①提取硝酸鉀溶液中硝酸鉀,采用降溫結(jié)晶法(也叫冷卻熱飽和溶液法);
②提取氯化鈉溶液中的氯化鈉,采用蒸發(fā)結(jié)晶法;
③提取氫氧化鈣溶液中的氫氧化鈣,采用升溫結(jié)晶法.
2 溶解度曲線的含義
(1)點(diǎn)
溶解度曲線上面的點(diǎn)稱作飽和點(diǎn),曲線上任意一點(diǎn)表示對(duì)應(yīng)的溫度下該物質(zhì)的溶解度,對(duì)應(yīng)該點(diǎn)的溶液為該溫度下的飽和溶液;兩條溶解度曲線的交點(diǎn)表示兩種物質(zhì)在交點(diǎn)所示溫度下溶解度相等.
(2)線
溶解度曲線表示的是溶解度隨溫度變化的趨勢(shì),分為三種:(1)陡升型:多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大,如硝酸鉀;(2)緩升型:少數(shù)固體物質(zhì)的溶解度受溫度變化的影響很小,如氯化鈉;(3)下降型:極少數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小,如氫氧化鈣.
(3)面
①溶解度曲線下方的面表示不同溫度下該物質(zhì)的不飽和溶液;
②溶解度曲線上方的面表示不同溫度下該物質(zhì)的過飽和溶液(現(xiàn)初中階段不作要求).
3 溶解度曲線的應(yīng)用
例1 甲、乙兩種物質(zhì)的溶解度曲線如圖1所示.下列說法中正確的是( ).
A.a1℃時(shí)甲和乙的飽和溶液,升溫到a2℃時(shí)仍是飽和溶液
B.甲和乙的溶解度相等
C.a1℃時(shí),甲和乙各30g分別加入100g水中,均形成飽和溶液
D.a2℃時(shí),在100g水中加60g甲,形成不飽和溶液
分析本題考查了溶解度曲線的點(diǎn)、線以及應(yīng)用.al℃時(shí)甲和乙的飽和溶液,升溫到a2C,甲和乙的溶解度均變大,所以兩者的溶液都變成不飽和溶液,A錯(cuò)誤;a1℃時(shí),甲和乙的溶解度相等,但是B選項(xiàng)沒有指明溫度,B錯(cuò)誤;a1℃時(shí),甲和乙的溶解度都為30g,溶解度的含義就是指在某溫度下,某物質(zhì)在100g溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)所溶解的質(zhì)量,所以甲和乙各30g分別加入100g水中,剛好都形成飽和溶液,C正確;。:℃時(shí),甲的溶解度為50g,在100g水中最多只能溶解50g甲,現(xiàn)給60g甲溶解100g水中,有10g固體會(huì)剩余,形成的溶液是飽和溶液,D錯(cuò)誤.答案:C
例2 甲、乙、丙三種固體物質(zhì)的溶解度曲線如圖2所示.回答下列問題:
(l)a3℃時(shí),三種物質(zhì)的溶解度由大到小的順序是____;
(2) a2℃時(shí),____和 一的溶解度大小相等;
(3)三種物質(zhì)中,____的溶解度受溫度的影響最大,____的溶解度受溫度的影響最小,____的溶解度隨溫度的升高而減小.
分析本題考查溶解度曲線的點(diǎn)、線以及應(yīng)用.(l)a3℃時(shí),由圖可以看到,溶解度大小關(guān)系為甲>丙>乙.(2)a2℃時(shí),甲和丙的溶解度曲線相交,說明二者的溶解度在a2℃時(shí)相等.(3)從三條溶解度曲線的趨勢(shì)來看,甲的溶解度受溫度的影響最大,乙的溶解度受溫度的影響較小,丙的溶解度隨溫度的升高反而減小.
答案:(1)甲>丙>乙(2)甲丙(3)甲乙丙
例3 甲、乙兩種物質(zhì)的溶解度曲線如圖3所示.請(qǐng)回答以下問題:
(1)t1℃時(shí),1509甲的飽和溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量為____;
(2)降溫能使____(填“甲”或“乙”)的不飽和溶液變成飽和溶液.若乙中混有少量的甲,提純乙可采取____的方法;
(3)以下說法中正確的是
A.t1℃時(shí),等質(zhì)量的甲、乙不飽和溶液升溫至t2℃,兩種溶液一定都不會(huì)析出晶體
B.t1℃時(shí),等質(zhì)量的甲、乙飽和溶液恒溫蒸發(fā)等質(zhì)量的水,析出晶體的質(zhì)量相等
C.t2℃時(shí),等質(zhì)量甲、乙分別配成飽和溶液,完全溶解所需水的質(zhì)量甲>乙
D.將t2℃時(shí)甲、乙的飽和溶液降溫至tl℃,所得甲、乙溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等
分析本題考查了溶解度曲線的多方面應(yīng)用,如不飽和溶液與飽和溶液之間的轉(zhuǎn)化、將兩種飽和溶液降溫處理后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較、結(jié)晶方法.(1)t1℃時(shí),圖上顯示甲的溶解度為50g,也就是說t1℃時(shí),50g甲溶解在100g水中剛好達(dá)到飽和狀態(tài),形成的溶液質(zhì)量恰好是150g,和題中的信息相符,所以t1℃時(shí),150g甲的飽和溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量為50g.(2)分析題中信息,要通過降溫方法使不飽和溶液變成飽和溶液,必須要求該種物質(zhì)的溶解度在降溫后變小,圖中不難看出,甲的溶解度隨溫度的降低而減小;現(xiàn)在需要提純乙,圖中看到乙的溶解度隨溫度的升高反而減小,所以,提純乙可以采取升溫結(jié)晶的方法.(3)此小題是溶解度曲線的大綜合,考查的知識(shí)點(diǎn)比較廣.tl℃時(shí),甲和乙的不飽和溶液升溫到t2℃,甲的溶解度變大,更不飽和,不會(huì)析出晶體,但是乙的溶解度變小,可以變成飽和溶液,此時(shí)會(huì)有晶體析出,A錯(cuò)誤;tl℃時(shí),等質(zhì)量的甲、乙飽和溶液恒溫蒸發(fā)等質(zhì)量的水,二者均會(huì)析出晶體,筆者采取逆向思維來分析,可以理解成“t1℃時(shí),往等質(zhì)量的水中分別加入甲、乙形成飽和溶液,需要甲、乙的質(zhì)量關(guān)系”,在這種題目中,我們可以選用公式s/100g=溶質(zhì)的質(zhì)量/溶劑的質(zhì)量,在100g和溶劑的質(zhì)量都一定的情況下,溶解度s和溶質(zhì)的質(zhì)量成正比關(guān)系.t1℃時(shí),甲、乙的溶解度相等,得出需要溶質(zhì)的質(zhì)量也相等,因此,析出晶體質(zhì)量也就相等,B正確.t2℃時(shí),等質(zhì)量甲、乙分別配成飽和溶液,此小題可以類比B,采用公式s/100=溶質(zhì)的質(zhì)量/溶劑的質(zhì)量,在lOOg和溶質(zhì)的質(zhì)量都一定的情況下,溶解度s和溶劑的質(zhì)量成反比關(guān)系,t2℃時(shí),從圖中可以看到,甲的溶解度大于乙的溶解度,得出所需水的質(zhì)量是甲小于乙,C錯(cuò)誤.將t2℃時(shí)甲、乙的飽和溶液降溫至t1℃,甲溶液變成tl℃時(shí)的飽和溶液,點(diǎn)會(huì)下滑到P點(diǎn),此時(shí)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生了改變,而乙溶液變成t1℃時(shí)的不飽和溶液,在這個(gè)變溫過程中,沒有溶質(zhì)的析出,也沒有溶劑的蒸發(fā),所以乙的溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒有發(fā)生改變,與t2℃時(shí)的乙的飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等.選用公式飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=s/ 100g +s×100%,可以發(fā)現(xiàn)飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溶解度s呈正相關(guān).s越大的飽和溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)就越大,剛才分析出t1℃的甲的溶解度大于t2℃的乙的溶解度,所以溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也是甲大于乙,D錯(cuò)誤.
答案:(1)509(2)甲升溫結(jié)晶 (3)B
縱觀2018年各省市中考化學(xué)試題,有關(guān)溶解度曲線的題型有選擇題和填空題,分值在3-5分之間,分值不是很大,但是考查知識(shí)點(diǎn)卻比較寬泛,命題人經(jīng)常將溶解度的概念及含義、結(jié)晶的方法、飽和溶液與不飽和溶液之間的轉(zhuǎn)化、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)及有關(guān)溶液的計(jì)算等核心知識(shí)點(diǎn)與溶解度曲線結(jié)合起來,凸顯出命題人的出題立意,為高中選拔高水平人才,這類試題將繼續(xù)成為中考命題人熱衷的題型.
參考文獻(xiàn):
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[2]武漢出版社,武漢市教育科學(xué)研究院.2019年武漢市初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)考試說明[M].武漢:武漢出版社,2019.