高中化学30个难点专题突破难点15多离子盐溶液的结晶

难点15 多离子盐溶液的结晶

多离子盐溶液中晶体的析出属初中所学内容，但初中所学不能满足于高考的要求，因此高中阶段有必要加深。

●难点磁场

请试做以下题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

已知四种物质在水中、液氨中的溶解度(g溶质/100 g溶剂)如下表：

(1)分别是1.0 mol·L－1的Ag＋、Ba2＋、NO－3和Cl－在水中发生反应的离子方程式是。

(2)分别是0.50 mol·L－1的以上四种离子在液氨中发生反应的离子方程式是

。

(3)得出以上结论的依据是。

(4)将以上四种离子按适当浓度混合于液氨之中，能否有AgCl沉淀析出？

答：________(“能”或“否”)。

●案例探究

[例题]下面是四种盐在不同温度下的溶解度(g／100 g H2O)：

NaNO3 KNO3 NaCl KCl

10℃80.5 20.9 35.7 31.0

100℃175 246 39.1 56.6

(计算时假定：①盐类共存时不影响各自的溶解度；②过滤晶体时，溶剂损耗忽略不计)

(1)取23.4 g NaCl和40.4 g KNO3，加70.0 g H2O，加热溶解。在100℃时蒸发掉50.0 g H2O，维持该温度，过滤析出晶体，计算所得晶体的质量(m高温)。

将滤液冷却至10 ℃，待充分结晶后过滤。计算所得晶体的质量(m低温)。

(2)另取34.0gNaNO3和29.8 g KCl，同样进行如上实验。10℃时析出的晶体是_______________(写化学式)。100℃和10℃得到的晶体质量(m′高温和m′低温)分别是多少?

命题意图：本题考查多离子溶液中晶体的析出(实为沉淀生成)和溶解度的计算技能。

知识依托：物质的结晶。

错解分析：不了解物质的结晶与复分解反应的关系，(1)问无解；没看出(2)问数据的巧妙而费解。

解题思路：(1)100℃时S(NaCl)最小，所以析出NaCl晶体，则不析出KCl、NaNO3；KNO3溶液未达饱和，亦不会析出。

m高温＝23.4 g－39.1 g×(70.0 g－50.0 g)÷100 g

＝23.4 g－7.82 g

＝15.6 g

将溶液冷却到10℃，析出晶体为KNO3和NaCl，析出KNO3晶体质量为：

40.4 g－20.9 g×(70.0g－50.0 g)÷100 g

＝40.4 g－4.18 g

=36.2 g

析出NaCl 晶体的质量为：

(39.1 g －35.7 g)×(70.0 g －50.0 g)÷100 g=0.68 g 则：m 低温=0.68 g ＋36.2 g=36.9 g

(2)两种原始溶液中，各种盐的物质的量都相等。 n (NaCl)=

1mol g 58.5g 23.4-⋅=n (KNO 3)=1

mol g 011g

40.4-⋅=n (NaNO 3) =

1mol g 85.0g 34.0-⋅=n (KCl)=1

mol g 5.74g

8.29-⋅=0.400 mol 。

因而溶解后得到的两种溶液中四种离子浓度完全相同，根据溶解度数据可知，100℃时

蒸发后得到的是NaCl 晶体，冷却后得到的是KNO 3晶体，但也含有少量的NaCl 。所以第(2)小题不必再计算，便知：

m ′高温=m 高温=15.6 g m ′低温=m 低温=36.9 g 答案：(1)15.6 g 36.9 g (2)15.6 g 36.9 g ●锦囊妙计

多离子溶液中的任何一种阳离子与任何一种阴离子相结合都可构成为溶液的一种溶质，若忽略同离子效应和盐效应(即假定盐类共存时不影响各自的溶解度)，当溶液中各离子浓度．．．．

相等．．

时，不论蒸发还是降温，溶解度最小的溶质首先析出，且析出盐的阳离子(或阴离子)与溶液中的其他阴离子(或其他阳离子)不会结晶析出，但与析出盐晶体中阴、阳离子无关的其他阴、阳离子所形成的溶质有析出的可能。

若溶液中各离子浓度不等，则有析出多种晶体的可能。若S A ＞S B ＞S C ＞S D ，则晶体析出的先后顺序为：D 、C 、B ，一般不会析出A 。

●歼灭难点训练

1.(★★★)取100 g H 2O ，配成10℃饱和KCl 溶液，又取50 g 水，加入35.4 g NaNO 3，配成10℃ NaNO 3溶液。将以上两溶液混合后，10℃时有 种晶体析出，质量是

______g ，该晶体的化学式为 ，析出该晶体的原因是 (溶解度见例题)。

2.(★★★)将例题中的“40.4 g KNO 3”改为“29.8 g KCl ”，其他不变，试求m 高温和m 低温。

3.(★★★★)将例题中的“23.4 g NaCl 和40.4 g KNO 3”改为“0.120 mol KCl 和0.110 mol NaNO 3”，其他不变，求m 高温和m 低温。

4.(★★★★★)某化学兴趣小组欲从NaNO 3和KCl 的混合溶液中分离出KNO 3，设计了如下实验方案：

假设：①混合溶液中，n (KCl)=n (NaNO 3)；②盐类共存时不影响各自的溶解度。溶液中各种溶质在100℃和10℃的溶解度参照例题。试回答下列问题：

(1)①的主要操作是 ； ②的主要操作是 。

(2)晶体A 的主要成分是____________，若含有杂质可能是____________。晶体C 的主要成分是____________，若含有杂质可能____________；通过实验确定晶体C 中是否含有该杂质的方法是 。

(3)若晶体C 中确实含有杂质，进一步提纯的方法是____________。

附：参考答案 难点磁场

解析：(4)若析出BaCl 2沉淀之后，Ag ＋与剩余Cl －

的浓度超过了饱和AgCl 液氨溶液中Ag ＋和Cl －

的浓度就会有AgCl 沉淀析出。

答案：(1)Ag ＋

＋Cl －

====AgCl ↓

Ba 2＋

＋2NO -

3====Ba(NO 3)2↓

(2)Ba 2＋

＋2Cl －====BaCl 2

(3)溶液中复分解反应发生的条件之一是有沉淀生成，而溶解度小者首先形成沉淀析出 (4)能

歼灭难点训练

1.解析：10℃时，KNO 3溶解度最小，所以首先计算是否有KNO 3晶体析出。 100 g ＋50 g=150 g 水中能溶解KNO 3质量为：

g

100g

150g 9.20⨯=31.4 g

而n (NaNO 3)=

1-mol g 85.0g 4.35⋅=n (KCl)=1

-mol

g 74.5g

0.31⋅=0.416 mol 则析出KNO 3质量为： 101 g ·mol －

1×0.416 mol －31.4 g=42.0 g －31.4 g=10.6 g 析出KNO 3晶体，则不析出KCl 晶体和NaNO 3晶体。 其次，计算是否有NaCl 晶体析出。 150 g 水能溶解NaCl 质量为：

g

100g

150g 7.35⨯=53.6 g

此时溶液中共有NaCl 质量为：