结晶水合物析出问题的考查

结晶水合物析出问题的考查

魏东

在一定温度下，在结晶水合物对应的饱和溶液中，蒸发溶剂或加入相应的无水化合物都可使结晶水合物析出，值得注意的是结晶水合物与无水盐的析出不同，其晶体的析出同时会带出溶液中的水。

在与之相关的计算问题中，常利用由质量守恒原理得出的下列关系：

1. 蒸发溶剂时

溶液中减少的溶质质量=析出晶体中溶质质量

溶液中减少的溶剂的质量=蒸发的溶剂的质量+析出晶体中结晶水的质量

2. 当增加溶质时

溶液中减少的溶质质量+加入的溶质质量=析出晶体中溶质质量

溶液中减少的溶剂的质量=析出晶体中结晶水的质量

例1. 在一定温度下，向足量的饱和溶液中加入1.06g无水，搅拌

后静置，最终所得晶体的质量（）

A. 等于1.06g

B. 大于1.06g而小于2.86g

C. 等于2.86g

D. 大于2.86g

解析：饱和溶液中加入1.06g无水，析出的晶体为

。

��

106g 286g

1.06g

2.86g

但因析出晶体带出溶液中的水，使原来溶解在这部分水中的溶质也随之析出，故最终得到晶体的质量必定大于2.86g。答案为D项。

变式1：某温度时的溶解度为25g，在该温度下，将16g无水硫酸铜粉末加入

a g水中，充分溶解后溶液中有蓝色硫酸铜晶体析出，则a的取值范围是（）A. 9＜a＜64 B. 9＜a≤64

C. 18＜a＜90

D. 18≤a≤90

解析：要求a的取值范围，就要确定两个极值。当16g无水硫酸铜加入x g水中，

溶液恰好饱和时，有，解得x=64。当溶液中有晶体析出时，即溶液已经达到了饱和状态，此时应有a＜x=64。当16g无水硫酸铜加入到y g水中，析

出的晶体将y g水全部转化为结晶水带出，根据的组成有

，解得y=9。而本题应有溶液剩余，故有a＞y=9。答案为A项。

例2. 在一定温度下，向足量硫酸铜饱和溶液中加入a g无水硫酸铜粉末并搅拌，

析出b g晶体，根据上述已知条件及数据，下列物理量中可以求出的是（）

①该温度下的溶解度

②原饱和溶液失掉水的质量

③原饱和溶液失掉溶质的质量

④析出晶体中含的质量

⑤原饱和溶液的物质的量浓度

A. ①③B．①②③④⑤

C. ①②③④

D. ①②④

解析：原饱和溶液失掉水的质量=；

析出晶体中含的质量=；

原饱和溶液失掉溶质的质量=析出晶体中溶质的质量-加入的溶质的质量

=。

因析出晶体后的溶液仍是饱和的，故原饱和溶液失掉的溶质溶解在原饱和溶液失掉的水中也恰好是饱和的，该温度下的溶解度可由②③两个数据求得。

根据已求得的物理量求原饱和溶液的物质的量浓度，还需要溶液的密度，而本题无法求得。故可以求出①②③④。答案为C项。

变式2：80℃时，饱和硫酸铜溶液310g，加热蒸发掉100g水，再冷却至30℃，可析

出多少克胆矾（硫酸铜80℃时溶解度为55g，30℃时为25g）？

解析：析出晶体后的溶液仍为饱和溶液，所以析出晶体之后饱和溶液中水和溶质的质量比为100：S。

设80℃ 310g饱和溶液中含x g水，则有：

溶质质量为。

蒸发掉100g水后，设析出胆矾的质量为y，则其中含结晶水为，无水硫酸铜为，析出晶体后溶液中余下水，余下溶质的质量为

。30℃时，硫酸铜的溶解度为25g，所以析出晶体后，饱和溶液中溶质和溶剂的质量比为25:100。

即

解出y=154g。

答：析出154g胆矾。