溶解度与结晶问题及其计算

20 溶解度与结晶问题及其计算

1．混合物的分离：为了适应各种不同的需要，把混合物里的几种物质分开，得到较纯净的物质叫做混合物的分离。过滤和结晶是最常用的混合物分离的方法。

2．过滤：把不溶于液体的固态物质跟液体分离的一种方法。

晶体：具有规则几何外形的固体叫晶体。

结晶：晶体是溶液中析出的过程叫结晶。

结晶的方法：（1）蒸发溶剂——适用于溶解度受温度变化影响不大的固态溶质。

（2）冷却热饱和和溶液——适用于溶解度受温度变化影响相当大的固态物质。

3．过滤所用的实验用品及操作注意事项

过滤所用的实验用品有：铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸。

过滤时要求做到“一贴”、“二低”、“三靠”，即滤纸要紧贴漏斗壁；滤纸的高度略低于漏斗的边缘，倾注液体的液面要略低于滤纸的过缘；盛过滤液的烧杯和玻璃棒相靠，玻璃棒的下端要靠在滤纸的三折层处，滤斗的下端要靠在盛过滤液的烧杯内壁。

4．粗盐提纯实验的步骤及有关问题

（1）粗盐提纯实验的步骤：①溶解；②过滤；③蒸发；④转移。

（2）粗盐提纯实验的四个步骤中各有一次使用玻璃棒，其作用分别为：①溶解时，起加速食盐溶解的作用；②过滤时，起引液的作用；③蒸发时，起防止液体局部温度过高的作用；④转移时，起转移食盐晶体的作用。

5．溶解度与溶质质量分数的比较

溶解度与溶质质量分数是两个不同的概念，它们之间有着本质的区别，但在一定条件下又有着联系，现比较如下

6．配制一定质量分数的溶液的实验用品及步骤

（1）实验用品：托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、量筒。

（2）实验步骤：①计算；②称量；③溶解。

7．有关溶质的质量分数的计算类型及所用方法

有关溶质质量分数的计算类型主要有以下几种：

（1）已知一定量的溶液中溶质的质量，求溶质的质量分数——可直接运用溶质的质量分数公式计算。

（2）已知某溶液中溶质的质量分数，求溶液中溶质或溶剂的质量——设未知数，然后用溶质的质量分数的公式计算。

（3）溶液的稀释计算——可分为二类稀释：①直接用水稀释；②用稀溶液稀释浓溶液。二类稀释问题的计算依据是：稀释前后溶液中溶质的质量不变，据此可列出计算式。

（4）饱和溶液中溶质的质量分数与溶解度之间的转化计算——可用二者的转化公式计算。

（5）溶质的质量分数与化学方程式的综合计算。该类计算主要突出的还是化学方程式的计算，只要注意，在溶液中发生的化学反应，参加反应的是只是溶质，与水无关，有些反应中有水生成，当最后求所得溶液的质量分数时要注意生成的沉淀或没有溶解的溶质都不能算作溶液的一部分，注意有无气体产生，若有应从溶液的质量中减去。

例1 某一饱和硫酸铜溶液中，加入含18O（带标记的氧）的无水硫酸铜粉末ag，如果保持温度不变，其结果是（）（18O为一种特殊的氧原子，其质子数为8，中子数为10。）（A）无水硫酸铜不再溶解，ag粉末不变

SO-，而且白色粉末变为蓝色晶体，其质量大于ag （B）溶液中可找到带标记的2

4

SO-，而且白色粉末变为蓝色晶体，其质量小于ag （C）溶液中可找到带标记的2

4

SO-进入溶液，但固体粉（D）溶液中溶解与结晶达到平衡状态，有部分带标记的2

4

末仍是ag

解题思路溶解与结晶是一可逆过程，当溶液达到饱和时，溶解与结晶处于动态平衡状态，当硫酸铜白色粉末放入已饱和的硫酸铜溶液中时，硫酸铜与水反应消耗了一部分水，使平衡被打破，必建立新的平衡，很显然，溶液中存在的固体不再是硫酸铜，而是五水硫酸铜，

SO-。（B）

且质量比原白色固体大，因为是动态平衡，在溶液中有带标记的2

4

例2 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物使之完全反应，在t℃时将残留固体加入10g水中，充分搅拌后有7.6g固体未溶；保持温度不变，再缓慢加入5.0g水恰好至固体质量不再变化，此时仍有5.0g固体未溶。则t℃时氯化钾的溶解度可能是（）

（A）91.2g （B）65.2g （C）52g （D）15.2g

解题思路解此题必须明确二点，一是当加入水的总量达到15g时，此时溶液恰好达到饱和；二是此时剩余物为二氧化锰，且不溶于水，从而也就知道了此时实际溶解了多少氯化钾。（C）

解完此题后，读者朋友可以思考：KCl和MnO2的混合物中各成分的质量为多少？可以根据推算出来的溶解度和总水量计算原混合物中氯化钾的质量。

练 习

1．将wgKNO 3的不饱和溶液恒温蒸发水分，直到有晶体析出。在此变化过程中，溶液中溶质质量分数与蒸发时间的变化关系可用图表示的是（ ）

（A ） （B ） （C ） （D ）

2．某温度下，在100g 水中加入mgCuSO 4或加入ng 胆矾晶体均可使溶液恰好达到饱和，则m 与n 的关系符合（ ）

（A ）1625m n = （B ）160025009n m n =+ （C ）1600250016n m n =+ （D ）1600250025n m n

=+ 3．用浓度为50%的硝酸钾溶液A 和15%的硝酸钾溶液B 配制成36%的硝酸钾溶液，所用A 、B 溶液的质量比为（ ）

（A ）1：2 （B ）3：2 （C ）4：3 （D ）2：3

4．t ℃时，有一定量的某物质的不饱和溶液，其浓度为10%。加热蒸发掉20g 水后，再冷却到t ℃，析出了5g 晶体，溶液的浓度变为20%。该物质在t ℃时溶解度为（ ）

（A ）10g （B ）20g （C ）25g （D ）15.7g

5．将质量分别为50g 和100g 的甲、乙两份硝酸钾的饱和溶液从60℃降到20℃，析出晶体的质量分别为mg 和ng ，则（ ）

（A ）m=n （B ）m>n （C ）m

6．在同温下有50g 和100g 甲乙两杯食盐饱和溶液，各蒸发10g 水后析出的食盐晶体的质量分别为mg 和ng 。m 和n 在数值上的关系是（ ）

（A ）m=n （B ）m>n （C ）m

7．25℃时，KNO 3溶液中溶质的质量分数为30%，则硝酸钾在25℃时的溶解度为（ ）

（A ）30g （B ）43g （C ）23g （D ）无法计算

8．有t ℃时A 物质的溶液，若温度不变蒸发掉5g 水有2gA 析出，再蒸发5g 水又有2.5gA 析出，则A 物质在t ℃时的溶解度为（ ）

（A ）4g （B ）5g （C ）40g （D ）50g

9．图（a ）是利用海水提取食盐的过程。

（1）根据图（b ）溶解度曲线推断：

图（a ）中①是 池（填“蒸发”或“冷却”）

（2）下列分析正确的是（填序号） 。

（A ）海水进入贮水池，氯化钠的质量分数基本不变

（B ）在①的溶液中氯化钠的质量分数不改变

（C ）结晶过程中氯化钠的溶解度一定减小

（D ）析出晶体后的母液是食盐的不饱和溶液

（E ）海洋中蕴藏着丰富的资源