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专题提优特训二 溶解度曲线问题
类型一:溶解度曲线的意义
溶解度曲线表示的意义:⑴可以查出某物质在一定温度时的溶解度;⑵交点表示两种物质在该温度时的溶解度相等;⑶可以比较不同物质在一定温度时溶解度的大小;⑷可以看出固体溶解度受温度的影响情况,曲线“坡度”越陡,物质的溶解度受温度影响较大,“坡度”越平缓,物质溶解度受温度影响较小。主要考查固体的溶解度曲线所表示的意义,及根据固体的溶解度曲线来解决相关的问题,从而培养分析问题、解决问题的能力。
1.(2021·广东) 如图是硼酸的溶解度曲线,下列说法正确的是( )
A. a点的硼酸溶液中溶质的质量分数为10%
B. 将a点的硼酸溶液升温至t2℃时,仍是饱和溶液
C. 将b点的硼酸溶液降温至t1℃时,有晶体析出
D. t2℃时,向50g水中加入20g硼酸后充分搅拌,可得70g溶液
C【解析】a点是溶解度曲线上的点,表示饱和溶液,溶解度是10g,此时硼酸溶液中溶质的质量分数为<10%;将a点的硼酸溶液升温至t2℃时,溶解度变大,变为不饱和溶液;b点是溶解度曲线上的点,表示饱和溶液,硼酸溶液降温至t1℃时,溶解度减小,有晶体析出;t2℃时,向50g水中加入20g硼酸后充分搅拌,溶解硼酸,可得50g+15g=65g溶液。
2.(2021青海)硝酸钾的溶解度曲线如下图所示,将100g60℃的硝酸钾饱和溶液分别进行如下操作,所得溶液与原溶液相比,变化结果全部正确的是( )
C【解析】A、硝酸钾的溶解度随温度的升高而增加,从60℃升温至80℃,硝酸钾的溶解度增加,变为不饱和溶液,溶质质量不变,溶液质量分数不变,溶液质量不变,不符合题意;
B、从60℃降温至40℃,降温后,硝酸钾的溶解度减小,有溶质析出,还是饱和溶液,溶质质量减小,溶液质量减小,溶解度减小,故饱和溶液的溶质质量分数减小,不符合题意;
C、恒温蒸发部分水,溶剂质量减小,溶质析出,还是饱和溶液,溶质质量减小,溶液质量减小,温度不变,溶解度不变,饱和溶液的溶质质量分数不变,符合题意;
D、保持温度不变,再加入20g硝酸钾固体,溶液已经达到饱和,不能继续溶解硝酸钾,溶质质量不变、溶液质量不变,溶质质量分数不变,溶解度不变,不符合题意。
故选C。
3.(2021•岳阳)几种固体物质的溶解度曲线如图所示,下列分析正确的是( )
A.硝酸钾的溶解度大于氯化钾的溶解度
B.将60℃的硝酸钾溶液降温到0℃,不一定有晶体析出
C.在0℃﹣100℃之间的某一温度下,氢氧化钙的溶解度与氯化钾的溶解度可能相同 D.60℃时,硝酸钾的饱和溶液与氯化钾的饱和溶液相比,前者溶液中溶质的质量大
B【解析】不知道温度范围,不能比较两种物质的溶解度大小;将60℃的硝酸钾溶液降温到0℃,不一定有晶体析出,是因为不知道硝酸钾溶液是否饱和;在0℃﹣100℃之间的某一温度下,氯化钾的溶解度始终大于氢氧化钙的溶解度,因此氢氧化钙的溶解度与氯化钾的溶解度不可能相同;60℃时,不知道溶液质量,不能比较溶质质量大小。
4.(2021·达州)甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示,回答下列问题:
(1)t1℃时,甲、乙、丙三种物质溶解度由大到小的顺序是______________。
(2)t3℃时,将20 g物质丙加入50 g水中充分溶解,并恢复到原温度,所得溶液的溶质质量分数为_______。(结果保留到0.1%)
(3)在不改变溶质质量分数的前提下,将甲的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法是_____________________。
(4)下列说法不正确的是_______(填字母序号)。
A.t1℃时,用甲、乙、丙三种固体配制等质量的饱和溶液,所需水的质量大小关系是乙>甲>丙
B.t2℃时,甲、丙两物质饱和溶液中所含溶质质量相等
C.将t3℃时的甲、丙的饱和溶液降低温度至t2℃,所得溶液的溶质质量分数相等
D.乙中混有少量甲,可以采用蒸发结晶的方法提纯乙
(1)丙>甲>乙 (2)16.7% (3)降低温度 (4)BC
【解析】(1)据图可知,在t1℃丙的溶解最大,其次是甲、乙。(2)溶液的溶质质量分数为。 (3)由于甲的溶解度随温度的升高而增大,在不改变溶质质量分数的前提下,将甲的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法是降低温度。(4)t1℃时,甲、乙、丙三种固体大小是:丙>甲>乙,用甲、乙、丙三种固体配制等质量的饱和溶液,所需水的质量大小关系是乙>甲>丙;t2℃时,甲、丙两物质饱和溶液的质量不确定,所含溶质质量无法判断;将t3℃时的甲、丙的饱和溶液降低温度至t2℃,甲成为此温度的饱和溶液,丙成为不饱和溶液,丙的溶质质量分数等于t3℃是饱和溶液的质量分数,由于t2℃时甲的溶解度大于t3℃时丙的溶解度,所以溶质的质量分数是甲大于丙;由于甲物质的溶解度受温度的影响较大,乙物质的溶解度受温度的影响不大,乙中混有少量甲时,可用蒸发结晶的方法提纯乙。
5.(2021·广安)如图是甲、乙、丙三种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线,回答下列问题:
(1)t1℃时,甲物质的溶解度 (填“>”“<”或“=”)丙物质的溶解度;
(2)将丙的不饱和溶液变为饱和溶液的方法是 (任写一种);
(3)t2℃时,将一定质量的甲物质加入到100g水中完全溶解,再降温到t1℃,析出甲物质15g,则t2℃时,加入甲物质的质量为 g;
(4)将t3℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到t1℃,所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序为 。
(1)=;(2)升高温度或增加溶质或减少溶剂;(3)45;(4)乙>甲>丙。
【解答】解:(1)t1℃时,甲物质的溶解度等于丙物质的溶解度,因为该温度下,它们有交点;(2)将丙的不饱和溶液变为饱和溶液的方法是:升高温度、增加溶质、减少溶剂;
(3)t2℃时,将一定质量的甲物质加入到100g水中完全溶解,再降温到t1℃,析出甲物质15g,则t2℃时,设加入甲物质的质量为x,x﹣30g=15g,x=45g;
(4)将t3℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到t1℃,所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序为乙>甲>丙,因为降温后乙的溶解度大于甲,丙的质量分数不变,还是最小。
题型二:溶解度曲线的应用
⑴根据物质的溶解度,可以判断某一溶液是饱和溶液还是不饱和溶液;⑵可以查出某物质在一定温度下的溶解度,从而确定形成溶液的质量分数;⑶可以比较不同物质在同一温度下的溶解度大小,从而判断饱和溶液中溶质的质量分数的大小;⑷可以判断不同物质的结晶方法:①蒸发溶剂法:适用于固体溶解度受温度变化影响不大的物质;②冷却热饱和溶液的方法,适用于固体溶解度受温度变化影响大的物质。⑸可以判断物质的溶解度随温度变化的变化情况,从而判断温度改变后,析出晶体质量的多少。
6.(2021·苏州)NaCl和KNO3的溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.KNO3的溶解度一定大于NaCl
B.NaCl的溶解度受温度影响的程度比KNO3大
C.40℃时,KNO3饱和溶液的溶质质量分数为63.9%
D.将60℃时210g KNO3饱和溶液降温至20℃,析出KNO3晶体78.4g
D 【解析】A、在比较物质的溶解度时,需要指明温度,温度不能确定,溶解度也不能确定,故A错误;
B、氯化钠的溶解度曲线较平缓,所以NaCl的溶解度受温度影响的程度比KNO3小,故B错误;
C、40℃时,硝酸钾的溶解度是63.9g,所以KNO3饱和溶液的溶质质量分数为×100%≠63.9%,故C错误;
D、60℃时,硝酸钾的溶解度是110g,210g KNO3饱和溶液中含有溶质110g,溶剂100g,降温至20℃,溶解度变成31.6g,析出KNO3晶体110g﹣31.6g=78.4g,故D正确。
7.(2021·潍坊)如图是a、b、c三种固体物质的溶解度曲线,下列分析正确的是( )
A. t1℃时a、c两物质溶液中溶质的质量分数相等
B. t2℃时,物质a的100g饱和溶液中含有25g物质a
C. t2℃时,分别将a、b、c的饱和溶液降温至t1℃,溶质质量分数关系是b>a=c
D. t2℃时向50g水中加入15g物质b充分搅拌,所得溶液质量一定小于65g
D【解析】A、t1℃时a、c两物质溶解度相同,二者饱和溶液中溶质质量分数相等,题干中未注明“饱和”,溶质的质量分数不一定相等,故A错误;
B、t2℃时,物质a的溶解度是25g,100g水中最多溶解物质a的质量为25g,所以100g饱和溶液中含有20g物质a,故B错误;
C、t2℃降温至t1℃,由于c的溶解度随温度降低而增大,c的质量分数不变;a、b溶解度随温度降低而减小,故质量分数减小。故比较t1℃时a、b饱和溶液的质量分数与t2℃物质c饱和溶质质量分数即可。溶质质量分数关系是b>a>c,故C错误;
D、t2℃时b的溶解度为25g,即该温度下100g水中最多溶解b12.5g,向50g水中加入15g物质b充分搅拌,所得溶液质量一定小于65g,故D正确。
8.[2021·呼伦贝尔、兴安盟]t1℃时,将 a、b 两种固体物质各 25g,分别加入盛有 100g 水的烧杯中,充分搅拌后现象如 图甲所示;升温到 t2℃时(忽略水分蒸发),现象如图乙所示;图丙是 a、b 两种固体物质在水中的溶解度曲线。下列说法正确的是( )
A.图丙中曲线 N 表示 b 物质的溶解度曲线
B.图甲中两烧杯内 a、b 溶液的溶质质量分数相等
C.图乙中烧杯内 b 溶液的溶质质量分数为 25%
D.可用降温结晶的方法从饱和 a 溶液中得到固体 a
B [解析]结合图甲、图乙可知,b物质的溶解度随着温度升高而增大,故图丙中曲线M表示b物质的溶解度曲线,则曲线N表示a物质的溶解度曲线;由图甲可知,t1℃时,a、b均是饱和饱和溶液,结合图丙可知,t1℃时a、b两物质溶解度相等,故图甲中两烧杯内a、b溶液的溶质质量分数相等;图乙中烧杯b内固体全部溶解,b溶液的溶质质量分数为×100%=20%;a物质的溶解度随温度降低而增大,降低温度,a的溶解度增大,饱和溶液变成不饱和溶液,故不能用降温结晶的方法从饱和a溶液中得到固体a。
9.(2021•衡阳)A、B、C三种固体物质的溶解度曲线如图所示。回答下列问题:
(1)P点的意义 。
(2)t2℃时分别把10g A、B、C加入到50g水中,能形成饱和溶液的是 。
(3)将t1℃A、B、C的饱和溶液分别升温到t2℃,所得溶液的溶质质量分数由大到小的顺序为 。
(4)A中混有少量的B,提纯A可采用的方法是 。(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)
(1)在t1℃时,A和C两种物质的溶解度相等,都是20g (2)C (3)B>A>C (4)降温结晶
【解析】(1)P点的意义是,在t1℃A和C两种物质的溶解度相等,都是20g。(2)t2℃时,A和B的溶解度大于20g,C物质的溶解度小于20g,所以t2℃时分别把10g A、B、C加入到50g水中,能形成饱和溶液的是C。(3)将t1℃A、B、C的饱和溶液分别升温到t2℃,A和B的溶解度变大,溶质质量分数不变;C升温后溶解度变小,析出晶体,溶质质量分数变小,升温后所得溶液的溶质质量分数由大到小的顺序为B>A>C。(4)A的溶解度受温度影响较大,可用降温结晶法提纯。
10.(2021·武汉)下表是氯化钠和硝酸钾在不同温度下的溶解度。
温度/℃
0
10
20
30
40
50
溶解度/g
氯化钠
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
硝酸钾
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
请回答下列问题:
(1)30℃时,硝酸钾的溶解度为___________________。
(2)使硝酸钾饱和溶液变为不饱和溶液,可采用的一种方法是__________________。
(3)50℃时,将80.0g一定质量分数的氯化钠溶液恒温蒸发,溶液的质量随蒸发水的质量变化关系如下图所示,则a点溶液中溶质的质量为__________________。
(4)下列有关说法正确的是______________(填标号)。
A.与氯化钠相比,硝酸钾的溶解度受温度影响较大
B.除去硝酸钾中混有的氯化钠,可采用降温结晶的方法
C.20℃时,向40.0g质量分数为25%的氯化钠溶液中加入10.0g氯化钠,可得到40%的氢化钠溶液
D.40℃时,分别向氯化钠和硝酸钾的饱和溶液中加入等量的水,所得溶液的质量分数可能相等
答案:
1.C【解析】a点是溶解度曲线上的点,表示饱和溶液,溶解度是10g,此时硼酸溶液中溶质的质量分数为<10%;将a点的硼酸溶液升温至t2℃时,溶解度变大,变为不饱和溶液;b点是溶解度曲线上的点,表示饱和溶液,硼酸溶液降温至t1℃时,溶解度减小,有晶体析出;t2℃时,向50g水中加入20g硼酸后充分搅拌,溶解硼酸,可得50g+15g=65g溶液。
2.C【解析】A、硝酸钾的溶解度随温度的升高而增加,从60℃升温至80℃,硝酸钾的溶解度增加,变为不饱和溶液,溶质质量不变,溶液质量分数不变,溶液质量不变,不符合题意;
B、从60℃降温至40℃,降温后,硝酸钾的溶解度减小,有溶质析出,还是饱和溶液,溶质质量减小,溶液质量减小,溶解度减小,故饱和溶液的溶质质量分数减小,不符合题意;
C、恒温蒸发部分水,溶剂质量减小,溶质析出,还是饱和溶液,溶质质量减小,溶液质量减小,温度不变,溶解度不变,饱和溶液的溶质质量分数不变,符合题意;
D、保持温度不变,再加入20g硝酸钾固体,溶液已经达到饱和,不能继续溶解硝酸钾,溶质质量不变、溶液质量不变,溶质质量分数不变,溶解度不变,不符合题意。
故选C。
3.B【解析】不知道温度范围,不能比较两种物质的溶解度大小;将60℃的硝酸钾溶液降温到0℃,不一定有晶体析出,是因为不知道硝酸钾溶液是否饱和;在0℃﹣100℃之间的某一温度下,氯化钾的溶解度始终大于氢氧化钙的溶解度,因此氢氧化钙的溶解度与氯化钾的溶解度不可能相同;60℃时,不知道溶液质量,不能比较溶质质量大小。
4.(1)丙>甲>乙 (2)16.7% (3)降低温度 (4)BC
【解析】(1)据图可知,在t1℃丙的溶解最大,其次是甲、乙。(2)溶液的溶质质量分数为。 (3)由于甲的溶解度随温度的升高而增大,在不改变溶质质量分数的前提下,将甲的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法是降低温度。(4)t1℃时,甲、乙、丙三种固体大小是:丙>甲>乙,用甲、乙、丙三种固体配制等质量的饱和溶液,所需水的质量大小关系是乙>甲>丙;t2℃时,甲、丙两物质饱和溶液的质量不确定,所含溶质质量无法判断;将t3℃时的甲、丙的饱和溶液降低温度至t2℃,甲成为此温度的饱和溶液,丙成为不饱和溶液,丙的溶质质量分数等于t3℃是饱和溶液的质量分数,由于t2℃时甲的溶解度大于t3℃时丙的溶解度,所以溶质的质量分数是甲大于丙;由于甲物质的溶解度受温度的影响较大,乙物质的溶解度受温度的影响不大,乙中混有少量甲时,可用蒸发结晶的方法提纯乙。
5.(1)=;(2)升高温度或增加溶质或减少溶剂;(3)45;(4)乙>甲>丙。
【解析】(1)t1℃时,甲物质的溶解度等于丙物质的溶解度,因为该温度下,它们有交点;(2)将丙的不饱和溶液变为饱和溶液的方法是:升高温度、增加溶质、减少溶剂;
(3)t2℃时,将一定质量的甲物质加入到100g水中完全溶解,再降温到t1℃,析出甲物质15g,则t2℃时,设加入甲物质的质量为x,x﹣30g=15g,x=45g;
(4)将t3℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到t1℃,所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序为乙>甲>丙,因为降温后乙的溶解度大于甲,丙的质量分数不变,还是最小。
6.D 【解析】A、在比较物质的溶解度时,需要指明温度,温度不能确定,溶解度也不能确定,故A错误;
B、氯化钠的溶解度曲线较平缓,所以NaCl的溶解度受温度影响的程度比KNO3小,故B错误;
C、40℃时,硝酸钾的溶解度是63.9g,所以KNO3饱和溶液的溶质质量分数为×100%≠63.9%,故C错误;
D、60℃时,硝酸钾的溶解度是110g,210g KNO3饱和溶液中含有溶质110g,溶剂100g,降温至20℃,溶解度变成31.6g,析出KNO3晶体110g﹣31.6g=78.4g,故D正确。
7.D【解析】A、t1℃时a、c两物质溶解度相同,二者饱和溶液中溶质质量分数相等,题干中未注明“饱和”,溶质的质量分数不一定相等,故A错误;
B、t2℃时,物质a的溶解度是25g,100g水中最多溶解物质a的质量为25g,所以100g饱和溶液中含有20g物质a,故B错误;
C、t2℃降温至t1℃,由于c的溶解度随温度降低而增大,c的质量分数不变;a、b溶解度随温度降低而减小,故质量分数减小。故比较t1℃时a、b饱和溶液的质量分数与t2℃物质c饱和溶质质量分数即可。溶质质量分数关系是b>a>c,故C错误;
D、t2℃时b的溶解度为25g,即该温度下100g水中最多溶解b12.5g,向50g水中加入15g物质b充分搅拌,所得溶液质量一定小于65g,故D正确。
8.B [解析]结合图甲、图乙可知,b物质的溶解度随着温度升高而增大,故图丙中曲线M表示b物质的溶解度曲线,则曲线N表示a物质的溶解度曲线;由图甲可知,t1℃时,a、b均是饱和饱和溶液,结合图丙可知,t1℃时a、b两物质溶解度相等,故图甲中两烧杯内a、b溶液的溶质质量分数相等;图乙中烧杯b内固体全部溶解,b溶液的溶质质量分数为×100%=20%;a物质的溶解度随温度降低而增大,降低温度,a的溶解度增大,饱和溶液变成不饱和溶液,故不能用降温结晶的方法从饱和a溶液中得到固体a。
9.(1)在t1℃时,A和C两种物质的溶解度相等,都是20g (2)C (3)B>A>C (4)降温结晶
【解析】(1)P点的意义是,在t1℃A和C两种物质的溶解度相等,都是20g。(2)t2℃时,A和B的溶解度大于20g,C物质的溶解度小于20g,所以t2℃时分别把10g A、B、C加入到50g水中,能形成饱和溶液的是C。(3)将t1℃A、B、C的饱和溶液分别升温到t2℃,A和B的溶解度变大,溶质质量分数不变;C升温后溶解度变小,析出晶体,溶质质量分数变小,升温后所得溶液的溶质质量分数由大到小的顺序为B>A>C。(4)A的溶解度受温度影响较大,可用降温结晶法提纯。
10.(1)45.8g;(2)加溶剂(或“升温”“加KNO3的不饱和溶液”等);(3)18.5g;
(4)ABD。
【解析】(1)由表格可以看出,30℃时,氯化钠的溶解度为45.8g。
(2)要使得硝酸钾的饱和溶液变为不饱和溶液的方法有加入溶剂或升高温度或加KNO3的不饱和溶液。
(3)50℃时,将80.0g一定质量分数的氯化钠溶液恒温蒸发,由图像所示,a点溶液恰好饱和,50℃时氯化钠的溶解度为37.0g,设a点溶液中溶质的质量为x,则
,x=18.5g。
(4)A.由表格可知,与氯化钠相比,硝酸钾的溶解度受温度影响较大,正确;
B.除去硝酸钾中混有的氯化钠,硝酸钾的溶解度受温度影响较大,可采用降温结晶的方法,正确;
C.20℃时,氯化钠的溶解度为36g,该温度下,饱和氯化钠溶液中溶质质量分数为,所以向40.0g质量分数为25%的氯化钠溶液中加入10.0g氯化钠,可得到40%的氯化钠溶液,错误;
D.40℃时,分别向氯化钠和硝酸钾的饱和溶液中加入等量的水,溶剂质量增加,溶质质量分数减小,所得溶液的质量分数可能相等,正确。
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