2.1化学中的溶解平衡

1第二单元化学中的平衡2．1溶解平衡【知识结构】【考点诠释】1、溶解过程溶解过程就是一种物质（溶质）分散于另一种物质（溶剂）中成为溶液的过程。溶解过程中常伴有温度、体积、颜色等变化。（1）溶解过程的温度变化物质溶解于水，通常包含两个过程：一种是溶质分子（或离子）的扩散过程，这种过程为物理过程，需要吸收热量；另一种是溶质分子（或离子）和溶剂（水）分子作用，形成溶剂（水合）分子（或水合离子）的过程，这种过程是化学过程，放出热量。当放出的热量大于吸收的热量时，溶液温度就会升高，如浓硫酸、氢氧化钠等；当放出的热量小于吸收的热量时，溶液温度就会降低，如硝酸铵等；当放出的热量等于吸收的热量时，溶液温度不变，如食盐、蔗糖。（2）溶解过程的颜色变化白色的无水CuSO4粉末溶于水后，形成的溶液呈淡蓝色；蓝色无水CoCl2溶于水，形成的溶液呈粉红色。（3）溶解过程的体积变化苯与醋酸混合后形成的混合溶液的体积往往大于两种溶液混合前的体积之和；水与酒精混合后，其混合溶液的体积往往小于两种溶液混合前的体积之和。2、结晶过程（1）结晶结晶就是溶液中的溶质分子或离子碰撞到固体表面，被固体表面的微粒吸引，不断地在晶体表面聚集成晶体的过程。（2）饱和溶液和不饱和溶液在一定温度下，未溶解的溶质和已溶解的溶质达到溶解平衡时的溶液，称为饱和溶液．．．．。还没有达到溶解平衡的溶液，溶质还可以继续溶解的溶液称为不饱和溶液．．．．．。结晶是分离混和物的方法，常用的有：①冷却结晶．．．．。此法适用于混合液含两种以上溶质，有一种溶质的溶解度随温度变化很大的，这种溶质的提纯就可以用冷却结晶法。如从氯化钠和硝酸钾混和液中提纯硝酸钾（氯化钠少量）。②蒸发结晶．．．．。适用于一切固体溶质从它们溶2液中的分离，或从含两种以上溶质的混合液中提纯溶解度随温度变化不大的溶质，如从氯化钠和硝酸钾混和液中提纯氯化钠（硝酸钾少量）。当晶体从饱和溶液中析出后，剩余的液体被称为母液．．，它通常是饱和溶液。（3）结晶水和结晶水合物许多物质从水溶液里析出晶体时，晶体里常含有一定数目的水分子，这样的水分子叫做结晶水．．．。含有结晶水的物质叫做结晶水合物．．．．．。结晶水合物里的水分子属于结晶水合物化学固定组成的一部分，结晶水合物．．．．．是纯净物．．．．。比较常见的结晶水合物及它们的俗名和它们的化学式：五水硫酸铜胆矾（或蓝矾）CuSO4·5H2O二水硫酸钙石膏CaSO4·2H2O七水硫酸铁绿矾FeSO4·7H2O十二水硫酸铝钾明矾（净水的过程要用，油条制作有它！所以少吃油条。Al元素吃多了对身体不好）KAl(SO4)2·12H2O十水硫酸钠芒硝Na2SO4·10H2O（4）重结晶重结晶是指通过结晶的方法析出的晶体再溶解到适当的溶剂里，然后再通过加热、蒸发、冷却等步骤重新得到晶体的方法。重结晶的目的是为了获得更纯的固体。（5）风化和潮解有的结晶水合物在室温和干燥．．．．．的空气里，能自动失去．．．．部分或全部结晶水，这种现象叫做风化．．。例如，在室温时，碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)放在干燥的空气中，会逐渐失去结晶水而变成粉末。风化过程生成了新的物质，所以是化学变化．．．．．。有的晶体能自动吸收空气中的水蒸气，而在表面逐渐形成溶液，这种现象叫做潮解．．。例如，氯化钙和氢氧化钠固体在空气中都很容易潮解。由于潮解是一个吸水表面形成溶液过程，溶质的成分没发生变化，所以一般被认为是物理变化．．．．（实际上也有化学的水合过程）。3、溶解平衡（1）概念单位时间内扩散到溶液里的溶质微粒数目（即溶解的速率），与回到固体溶质表面的溶质微粒相等时（即结晶的速率），固体溶质不再增加也不再减少时的状态就称为溶解平衡状态。速率溶质变化溶解状态溶液V（溶解）V（结晶）溶质溶解质量减小非平衡态不饱和溶液V（溶解）=V（结晶）溶质质量不变溶解平衡饱和溶液V（溶解）V（结晶）溶质析出质量增加非平衡态析出晶体后溶液饱和（2）表示方式如：Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-NaCl(s)Na++Cl-注意：与电离方程式不同。①形式不同。溶解平衡表达式中溶质需注明状态，而电离方程式是不注明状态。②意义不同。溶解平衡是指未溶解的固体溶质与已溶解的溶质之间的溶解平衡，电离方程式中是指已溶解的溶质与由溶质电离出来的离子之间的动态平衡。（3）特点：溶解平衡符合动态平衡的共同特点①等、动：V(溶)=V(结)≠0，即结晶和溶解是同时进行的两个相反过程，这两个过程是3可逆的：，达到平衡状态时，单位时间里未溶解的溶质微粒扩散到溶剂里和从溶剂里回到未溶解的溶质的表面数目相等，从宏观上看固体溶质不再溶解，但从微观上看溶解和结晶两个相反的过程仍在继续进行，所以溶解是一个动态平衡。②定：饱和溶液的浓度一定、固体的质量不再变化。③变：条件改变溶解平衡发生改变。如：溶解平衡：KNO3(s)K++NO3-实验操作条件改变速率变化平衡移动宏观现象Ⅰ加水c(K+)、c(NO3-)减少V（溶解）减小右移KNO3(s)再溶解Ⅱ加入KNO3(s)c(K+)、c(NO3-)不变V（溶解）不变不移KNO3(s)不再溶解Ⅲ加热温度升高V（溶解）增大右移KNO3(s)再溶解Ⅳ蒸发水分c(K+)、c(NO3-)增加V（结晶）增大左移KNO3(s)析出4、溶解度固体物质的溶解度是指在一定的温度下，某固体物质在100克溶剂里（通常为水）达到饱和状态时所能溶解的质量（在一定温度下，100克溶剂里溶解某物质的最大量），用字母S表示，其单位是“g”。在未注明的情况下，通常溶解度指的是物质在水里的溶解度。固体溶解度四要素：（1）一定温度（2）100g溶剂（通常是水）（3）达饱和（4）溶解溶质质量气体的溶解度通常指的是该气体（其压强为1标准大气压）在一定温度时溶解在1体积水里的体积数。溶解度是衡量物质在溶剂里溶解性大小的尺度，是溶解性的定量表示。固体物质溶解度10g以上易溶，1g-10g可溶，0.01g-1g微溶（如氢氧化钙），0.01g以下难溶。气体物质溶解度没有确切的界限．．．．．，在常温常压下，大约在100g以上极易溶，10g-100g易溶，10g-0.1g微溶，0.1g以下难溶。常见气体溶解度(/100gH2O)：CO2:1gCl2:2gH2S:2.6gSO2:40gHCl:500gNH3:700g物质的溶解度除与溶质和溶剂的性质有关外，还与温度、压力等条件有关，一般规律如下：（1）多数固体物质的溶解度随温度的上升而增大，如氯化铵、硝酸钾。（2）少数物质的溶解度受温度变化的影响很小，如氯化钠。（3）含有结晶水的硫酸钠（Na2SO4·10H2O）的溶解度开始随温度的升高而增大，当达到一定温度（32.4℃）时，随温度的升高而减小（这时Na2SO4·10H2O脱水成Na2SO4）。（4）含有结晶水的氢氧化钙[Ca(OH)2·2H2O]和醋酸钙[Ca(CH3COO)2·2H2O]等物质的4溶解度随温度的升高而减小。（5）气体的溶解度随温度的升高而减小，随压强的增大而增大。5、溶解度曲线（1）溶解度曲线由于固体物质的溶解度随温度变化而变化、随温度一定而一定，这种变化可以用溶解度曲线来表示。我们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，这种曲线叫做溶解度曲线。（2）溶解度曲线的意义及其应用溶解度曲线的意义与应用可从点、线、面和交点四方面来分析。①点：溶解度曲线上的每个点表示的是某温度下某种物质的溶解度。溶解度曲线上的点有三个方面的作用:(1)根据已知温度查出有关物质的溶解度;(2)根据物质的溶解度查出对应的温度;(3)比较相同温度下不同物质溶解度的大小或者饱和溶液中溶质的质量分数的大小。②线：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。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。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。(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：对于曲线下部面积上的任何点，依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液;曲线上部面积上的点，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。④交点：两条溶解度曲线的交点表示该点所示的温度下两物质的溶解度相同，此时两种物质饱和溶液的溶质质量分数也相同。6、溶解度计算一定条件下的饱和溶液：溶质：溶剂比是一定值。100溶解度溶剂溶质溶解度计算的类型有：（1）已知一定温度下，饱和溶液中溶质的质量和溶剂的质量。求该温度下的溶解度。（2）已知某温度时物质的溶解度，求此温度下饱和溶液中的溶质或溶剂的质量。（3）蒸发溶剂、改变温度析出或加入晶体及结晶水合物的质量（4）与质量分数、物质的量浓度之间换算【例题精析】【例1】Ag2SO4溶于水达到溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag++SO42－-Q，改变下列条件中的一个，平衡向哪个方向移动？①升温②再加Ag2SO4③加入AgNO3④加入BaCl2⑤加压【考点分析】本题以Ag2SO4溶解平衡为例，考查外界条件对溶解平衡的影响。【思维点悟】①Ag2SO4溶解吸热，所以升温向右移；②再加Ag2SO4，固体物质浓度是一个常数，不影响平衡，平衡不移动；③加入AgNO3，c(Ag+)增大，平衡左移；④加入BaCl2，c(Cl-)增大，平衡左移；⑤加压，对离子浓度不影响，平衡不移。【正确答案】①向右②不移动③向左④向右⑤不变【例2】现有500g20℃的A物质溶液，若保持温度不变，蒸发掉20g水后，有5gA析出，5若再蒸发掉20g水后，又有7gA析出，则在20℃时A物质的溶解度是________。【考点分析】本题是物质的溶解度，考查学生对溶解度概念的理解和计算能力。【误区警示】固体物质的溶解度是指在一定的温度下，某固体物质在100克溶剂里（通常为水）达到饱和状态时所能溶解的质量。溶解度的有关计算前提必须是饱和溶液。前蒸发掉20g水后，只有5gA析出，后蒸发掉20g水后，却有7gA析出，说明蒸发前的溶液是不饱和的，是不能进行溶解度计算的。有的同学忘记了这一前提，用100205溶解度溶剂溶质，得溶解度=25g，而导致计算错误。【思维点悟】20℃时500gA溶液gg520水，析晶蒸发（500－25）gA溶液（饱和）gg720水，析晶蒸发（500－25－27）gA溶液（饱和）∴20℃时A饱和溶液中：100207溶解度溶剂溶质溶解度=35g【正确答案】35g【拓展题】20℃时，将一定质量的NH4NO3完全溶解于100g水中，将所得溶液分成两等份，其中一份蒸发18.75g水，可使溶液饱和，另一份加入36gNH4NO3也达饱和，求⑴20℃时，NH4NO3的溶解度。⑵原溶液中NH4NO3的质量。【正确答案】（1）192g，（2）60g【例3】A、B两种化合物的溶解度曲线如右图。现要用结晶法从A、B混和物中提取A。(不考虑A、B共存时，对各自溶解度的影响。)（1）取50克混和物，将它溶于100克热水，然后冷却至20℃。若要使A析出而B不析出，则混和物中B的质量百分比(B%)最高不能超过多少？(写出推理及计算过程。)（2）取W克混和物，将它溶于100克热水，然后冷却至10℃。若仍要使A析出而B不析出，请写出在下列两种情况下,混和物中A的质量百分比(A％)应满足什么关系式。(以W、a、b表示。只需将答案填写在下列横线的空白处.)当W＜a+b时，A％当W＞a+b时，A％。【考点分析】本题考查学生对溶解度曲线上点的意义的理解以及应用溶解度曲线解决实际问题的能力。【误区警示】本题有的同学认为只要满足A析出或者只要满足B不析出即可，从而导致解题错误。满足A析出，不一定B不析出，B不析出不一定A析出，所以要同时满足A析出而B不