高中化学多离子盐溶液结晶的解题方法

龙源期刊网高中化学多离子盐溶液结晶的解题方法作者：何燕来源：《理科考试研究·高中》2013年第03期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.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SASBSCSD，则晶体析出的先后顺序为：D、C、B，一般不会析出A.例题1已知四种物质在水中、液氨中的溶解度（g溶质/100g溶剂）如下表：（2）分别是0.50mol·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”）.解析（4）若析出BaCl2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↓（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）能例题2下面是四种盐在不同温度下的溶解度（g/100gH2O）：（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23.4gNaCl和40.4gKNO3，加70.0gH2O，加热溶解.在100℃时蒸发掉50.0gH2O，维持该温度，过滤析出晶体，计算所得晶体的质量（m高温）.龙源期刊网℃，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29.8gKCl，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？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.将溶液冷却到10℃，析出晶体为KNO3和NaCl，析出KNO3晶体质量为：析出NaCl晶体的质量为：（39.1g-35.7g）×（70.0g-50.0g）÷100g=0.68g则：m低温=0.68g+36.2g=36.9g（2）两种原始溶液中，各种盐的物质的量都相等.n（NaCl）=23.4g58.5g·mol-1=n（KNO3）=40.4g101g·mol-1=n（NaNO3）=34.0g85.0g·mol-1=n（KCl）=29.8g74.5g·mol-1=0.400mol.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KNO3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=15.6gm′低温=m低温=36.9g答案：（1）15.6g36.9g（2）15.6g36.9g例题3某化学兴趣小组欲从NaNO3和KCl混合溶液中分离出KNO3，设计了如下实验方案：混合溶液①→晶体A→液体B②→晶体C→晶体D龙源期刊网假设：①混合溶液中，n（KCl）=n（NaNO3）；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.解析从含有4种离子：K+、Na+、Cl-和NO-3的溶液中提取KNO3，应该采取冷却热饱和溶液的方法.而原溶液可能是不饱和的（对KNO3而言）、低温的.欲冷却，应制成高温的；欲使KNO3饱和，要蒸发水分——此为操作①.高温（100℃）下蒸发水，溶解度小者就会首先析出（NaCl）——此为A主要成分.过滤出NaCl晶体，然后冷却的饱和溶液——此即操作②，可析出晶体——主要是KNO3，也含有少量NaCl——C的主要成分.进行再结晶可提纯KNO3.答案：（1）①蒸发水分，并将溶液控制在较高温度（如100℃）下，过滤析出晶体②冷却至较低温度（如10℃），过滤析出晶体（2）NaClKNO3KNO3NaCl用焰色反应检验是否含有Na+，用AgNO3（aq）和稀HNO3检验是否含有Cl-（3）重结晶