1、1溶解度曲线在高考中的拓展应用知识查补1溶解度在一定温度下，某固体物质在 100 g 溶剂(通常是水)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” 。固体物质溶解度(饱和溶液) S 100 g。m溶 质m溶 剂影响溶解度大小的因素(1)内因：物质本身的性质(由结构决定)。(2)外因：溶剂的影响(如 NaCl 易溶于水不易溶于汽油)。温度的影响：升温，大多数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溶解度曲线(1)定义：溶解度曲线是同种物质在不同温度下的溶解度绘制出来的曲线，一般随着温度的升高而升高，但是少部分
2、物质会随着温度的升高而降低。由于固体物质的溶解度随温度变化而变化，该变化可以用溶解度曲线来表示；用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温度，绘出固体物质的溶解度随温度变化的曲线就叫做溶解度曲线。(2)意义：表示同一种物质在不同温度时的溶解度或溶解度随温度变化的情况；表示不同物质在同一温度时的溶解度，可以比较同一温度时，不同物质的溶解度的大小。若两种物质的溶解度曲线相交，则在该温度下两种物质的溶解度相等；根据溶解度曲线可以确定从饱和溶液中析出晶体或进行混合物分离提纯的方法；可以用冷却热饱和溶液或蒸发溶剂；根据溶解度曲线能进行有关的计算。要在一定的温度下，溶液质量、溶剂质量，溶解度这是进行溶解度计算所要的
3、四个重要条件。(3)曲线举例2增分题例增分点 1 溶解度曲线概念的理解【例 1】 (安徽高考)蔗糖是生活中常用的调味剂其溶解度曲线如下图。下列说法正确的是( )A蔗糖在热水中的溶解度比在冷水中的小B将蔗糖饱和溶液蒸发溶剂后恢复至原温度，有结晶现象C温度升高，溶液中蔗糖的质量分数一定增大D t1和 t2时的两份蔗糖溶液，所含溶质的质量不可能相等解析 A由于蔗糖的溶解度随温度的升高而增大，故 A 错误；B.给蔗糖的饱和溶液蒸发溶剂再恢复到原来的温度，则原来溶解在这部分溶剂中的溶质就会结晶析出，故 B 正确；C.如果只是单纯的温度升高，在不考虑溶剂蒸发的情况下，溶液中若没有未溶解的溶质存在，则溶液中
4、溶质的质量分数则不发生变化，故 C 错误；D.由于温度越高溶解度越大，只能说这两个温度下的饱和溶液中溶质的质量分数不可能相等，但溶液所含溶质的质量可能相等，故 D 错误。答案 B【例 2】 工业上用重铬酸钠(Na 2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质 Fe3 )生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：3(1)由 Na2Cr2O7生产 K2Cr2O7的化学方程式为_。通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，
5、回收的洗涤液转移到母液_(填“” 、 “”或“”)中，既能提高产率又可使能耗最低。解析 (1)Na 2Cr2O7与 KCl 发生复分解反应，化学方程式为Na2Cr2O72KCl= =K2Cr2O72NaCl，根据图像可知，低温下 K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K 2Cr2O7的溶解度明显减小。(2)加碱使 Fe3 生成沉淀而除去 Fe3 。(3)根据溶解度的大小，高温浓缩时，NaCl 析出，所以固体 A 主要为 NaCl；冷却结晶时，K2Cr2O7析出，所以固体 B 主要为 K2Cr2O7。(4)用热水洗涤固体 NaCl，洗涤液中含有 NaCl，所以洗涤液转移到母液中，既能
6、提高产率又能使能耗最低。答案 (1)Na 2Cr2O72KCl= =2NaClK 2Cr2O7 低温下 K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K 2Cr2O7溶解度明显减小(合理即可)(2)除去 Fe3 (3)NaCl K 2Cr2O7 (4)4增分点 2 分离、提纯【例 3】 (2017课标全国，27)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为 FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：(1)步骤的主要反应为：FeOCr2O3Na 2CO3NaNO 3 Na2CrO4Fe 2O3CO 2NaNO 2 高 温 上述反应配平后 Fe
7、OCr2O3与 NaNO3的系数比为_。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_。(2)滤渣 1 中含量最多的金属元素是_，滤渣 2 的主要成分是_及含硅杂质。(3)步骤调滤液 2 的 pH 使之变_(填“大”或“小”)，原因是_(用离子方程式表示)。(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量 KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到 K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的 K2Cr2O7固体产品最多。a80 b60 c40 d10 步骤的反应类型是_。解析 (1)首先标出变价元素的化合价，分析价态变化可知：1 mol FeOCr2O3失去 7 mol电子，1 mol NaNO3得到
8、2 mol 电子，则由得失电子守恒可知二者系数比应为 27；该步骤中主要反应的反应物中有 Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融时反应，故不能使用陶瓷容器；(2)步骤的反应产生了不溶于水的 Fe2O3，故熔块水浸后滤渣 1 的主要成分是 Fe2O3，则含量最多的金属元素是铁元素；将滤液 1 调节 pH7 后，Al 3 会变为 Al(OH)3沉淀而除去，故滤渣 2 的主要成分是 Al(OH)3和含硅杂质；(3)滤液 2 中的主要成分是5Na2CrO4，滤液 3 中的主要成分应为 Na2Cr2O7，则第步调节 pH 的作用是使 Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，离子方程式为 2CrO
9、2H Cr2O H 2O，酸性越强越利于 Na2CrO4转化24 27为 Na2Cr2O7，故应调节 pH 使之变小；(4)由溶解度曲线图可知，10 时 K2Cr2O7溶解度最小，而 Na2Cr2O7、KCl、NaCl 此时溶解度均大于 K2Cr2O7，三者均存在于溶液当中，故冷却到 10 时得到的 K2Cr2O7固体最多，该步骤的化学反应方程式为2KClNa 2Cr2O7=2NaClK 2Cr2O7，显然该反应为复分解反应。答案 (1)27 陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应(2)Fe Al(OH) 3(3)小 2CrO 2H Cr2O H 2O24 27(4)d 复分解反应【例 4】 (广
10、东化学)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图所示。回答下列问题：(1)欲制备 10.7 g NH4Cl，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_。6(5)若 NH4Cl 产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是_。解析 根据氯守恒可列关系求 m(NaCl)10.7 g58.5 g/mol53.5 g/mol11.7 g，氯化铵的溶解度随温度变化较
11、大，而硫酸钠在 30100 变化不大，故可用冷却结晶法。但温度不能太低以防硫酸钠析出。所以应大约在 3340 。答案 (1)11.7(2)蒸发皿(3)35 (33 40 都可以)(4)加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净(5)重结晶增分点 3 与溶度积的结合【例 5】 (2014新课标卷，11)溴酸银(AgBrO 3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )A溴酸银的溶解是放热过程B温度升高时溴酸银溶解速度加快C60 时溴酸银的 Ksp约等于 6104D若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯解析 A 项，由题图可知，随着温度升高，溴
12、酸银的溶解度逐渐增大，因此 AgBrO3的溶解是吸热过程，错误；B 项，由图像曲线可知，温度升高斜率增大，因此 AgBrO3的溶解速度加快，正确；C 项，由溶解度曲线可知，60 时 AgBrO3的溶解度约为 0.6 g，则其物质的量浓度为 0.025 molL1 ，AgBrO 3的 Ksp c(Ag )c(BrO )0.0250.025610 4 ， 3正确；D 项，由于温度对 KNO3的溶解度的影响程度远大于 AgBrO3，故可用重结晶的方法提纯含有少量 AgBrO3的 KNO3，正确。答案 A7【归纳总结】溶解度曲线上的点、线、面1点的意义(1)溶解度曲线上的点表示物质在该点所示温度下的溶
13、解度，溶液所处的状态是饱和溶液。(2)溶解度曲线下面的点，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。(3)溶解度曲线上面的点，依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液，且该溶质有剩余。(4)两条溶解度曲线的交点，表示在该点所示的温度下，两种物质的溶解度相等。2线的意义溶解度曲线表示某物质在不同温度下的溶解度或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。溶解度曲线也有三个方面的应用：(1)根据溶解度曲线，可以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物质的溶解度大小。(3)根据溶解度曲线，选择分离某些可溶性混合物的方法。3面的意义对于曲线下部面上的任何点，依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液；曲线上部面上的点，依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液，且溶质有剩余。如果要使不饱和溶液(曲线下部的一点)变成对应温度下的饱和溶液，方法有两种：第一种方法是向该溶液中添加溶质使之到达曲线上；第二种方法是蒸发一定量的溶剂。8
