高中化學(xué)競(jìng)賽溶液

1、第2講 溶液【競(jìng)賽要求】分散系。膠體。溶解度。亨利定律。稀溶液通性。溶液濃度。溶劑（包括混合溶劑）。【知識(shí)梳理】一、 分散系的基本概念及分類一種或幾種物質(zhì)以細(xì)小的粒子分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系稱分散系。被分散的物質(zhì)稱分散質(zhì)，把分散質(zhì)分開(kāi)的物質(zhì)稱分散劑。按照分散質(zhì)粒子的大小，常把分散系分為三類，見(jiàn)表2-1。表2-1 分散系銨分散質(zhì)粒子的大小分類分散系類型分散質(zhì)粒子直徑 / nm分散質(zhì)主要性質(zhì)實(shí)例分散系分散質(zhì)分散劑分子分散系1小分子、離子或原子均相*，穩(wěn)定，擴(kuò)散快，顆粒能透過(guò)半透膜糖水糖水膠體分散系高分子溶液1100大分子均相，穩(wěn)定擴(kuò)散慢，顆粒不能透過(guò)半透膜血液蛋白質(zhì)水溶膠1100分子的小聚集

2、體多相，較穩(wěn)定，擴(kuò)散慢，顆粒不能透過(guò)半透膜Fe(OH)3膠體Fe(OH)3n水粗分散系100分子的大聚集體多相，不穩(wěn)定，擴(kuò)散很慢，顆粒不能透過(guò)半透膜泥水泥土水*在體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的一部分稱相。分子分散系又稱溶液，因此溶液是指分散質(zhì)分子、離子或原子均勻地分散在分散劑中所得的分散系。溶液可分為固態(tài)溶液（如某些合金）、氣態(tài)溶液（如空氣）和液態(tài)溶液。最常見(jiàn)也是最重要的是液態(tài)溶液，特別是以水為溶劑的水溶液。二、 溶解度和飽和溶液1、溶解度在一定溫度下的飽和溶液中，在一定量溶劑中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量，叫做該物質(zhì)在該溫度下的溶解度。易溶于水的固體的溶解度用100 g水中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量（g）表示；一

3、定溫度下，難溶物質(zhì)飽和溶液的“物質(zhì)的量”濃度也常用來(lái)表示難溶物質(zhì)的溶解度。例如298 K氯化銀的溶解度為1×10-5 mol·L-1。2、飽和溶液在一定溫度下，未溶解的溶質(zhì)跟已溶解的溶質(zhì)達(dá)到溶解平衡狀態(tài)時(shí)的溶液稱為飽和溶液。在飽和溶液中，存在著下列量的關(guān)系： = 常數(shù) = 常數(shù)3、溶解度與溫度溶解平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，其平衡移動(dòng)的方向服從勒沙特列原理。一個(gè)已經(jīng)飽和的溶液，如果它的繼續(xù)溶解過(guò)程是吸熱的，升高溫度時(shí)溶解度增大；如果它的繼續(xù)溶解過(guò)程是放熱的，升高溫度時(shí)溶解度減小。大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大。氣體物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而減小。4、溶解度與壓強(qiáng)固體或液

4、體溶質(zhì)的溶解度受壓力的影響很小。氣體溶質(zhì)的溶解度受壓力影響很大。對(duì)于溶解度很小，又不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，“在溫度不變時(shí)，氣體的溶解度和它的分壓在一定范圍內(nèi)成正比”，這個(gè)定律叫亨利（Henry）定律。其數(shù)學(xué)表達(dá)式是： Cg = Kg·pg （2-1）式中pg為液面上該氣體的分壓，Cg為某氣體在液體中的溶解度（其單位可用g·L-1、L·L、mol·L-1表示），Kg稱為亨利常數(shù)。5、溶解平衡任何難溶的電解質(zhì)在水中總是或多或少地溶解，絕對(duì)不溶的物質(zhì)是不存在的。對(duì)于難溶或微溶于水的物質(zhì)，在一定條件下，當(dāng)溶解與結(jié)晶的速率相等，便建立了固體和溶液中離子之間的動(dòng)態(tài)

5、平衡，簡(jiǎn)稱溶解平衡。三、 溶液的性質(zhì)1、稀溶液的依數(shù)性稀溶液的某些性質(zhì)主要取決于其中所含溶質(zhì)粒子的數(shù)目，而與溶質(zhì)本身的性質(zhì)無(wú)關(guān)，這些性質(zhì)稱為依數(shù)性。稀溶液的依數(shù)性包括溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和和滲透壓。（1）溶液的蒸氣壓下降19世紀(jì)80年代拉烏爾（Raoult）研究了幾十種溶液的蒸氣壓與溫度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)：在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)溶液的蒸氣壓p等于純?nèi)軇┱魵鈮簆與溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x的乘積，即：p = p·x （2-2） 這就是拉烏爾定律。用分子運(yùn)動(dòng)論可以對(duì)此作出解釋。當(dāng)氣體和液體處于相平衡時(shí)，液態(tài)分子氣化的數(shù)目和氣態(tài)分子凝聚的數(shù)目應(yīng)相等。若溶質(zhì)不揮發(fā)，則溶液的蒸氣

6、壓全由溶劑分子揮發(fā)所產(chǎn)生，所以由液相逸出的溶劑分子數(shù)目自然與溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)成正比，而氣相中溶劑分子的多少?zèng)Q定蒸氣壓大小，因此有： = 即： p = p·x 由于溶質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x與x之和應(yīng)等于1，因此p = p·x式可作如下變換： p = p（1x） pp = p·x p = px （2-3）這是拉烏爾定律的另一表達(dá)式，p為溶液的蒸氣壓下降值。對(duì)于稀溶液而言，溶劑的量n遠(yuǎn)大于溶質(zhì)的量n，n + n n，因此（2-3）式可改寫為：p = p·在定溫下，一種溶劑的p為定值， 用質(zhì)量摩爾度b表示，上式變?yōu)椋簆 p· = K·b （2-

7、4）式中K = p·M/1000，M是溶劑的摩爾質(zhì)量。（2-4）式也是拉烏爾定律的一種表達(dá)形式。（2）液體的沸點(diǎn)升高液體的蒸氣壓隨溫度升高而增加，當(dāng)蒸氣壓等于外界壓力時(shí)，液體就沸騰，這個(gè)溫度就是液體的沸點(diǎn)（T）。因溶液的蒸氣壓低于純?nèi)軇?，所以在T時(shí)，溶液的蒸氣壓小于外壓。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到T時(shí)，溶液的蒸氣壓才等于外壓，此時(shí)溶液沸騰。T與T之差即為溶液的沸點(diǎn)升高值（T） TpT = kp k·p· = K·b即： T K·b （2-5） 式中K是溶劑的摩爾沸點(diǎn)升高常數(shù)。不同溶劑的K值不同（表2-2）。利用沸點(diǎn)升高，可以測(cè)定溶質(zhì)的分子量。在實(shí)驗(yàn)工作中

8、常常利用沸點(diǎn)升高現(xiàn)象用較濃的鹽溶液來(lái)做高溫?zé)嵩?。?）溶液的凝固點(diǎn)降低在101 k Pa下，純液體和它的固相平衡的溫度就是該液體的正常凝固點(diǎn)，在此溫度時(shí)液相的蒸氣壓與固相的蒸氣壓相等。純水的凝固點(diǎn)為0，此溫度時(shí)水和冰的蒸氣壓相等。但在0水溶液的蒸氣壓低于純水的，所以水溶液在0不結(jié)冰。若溫度繼續(xù)下降，冰的蒸氣壓下降率比水溶液大，當(dāng)冷卻到T時(shí)，冰和溶液的蒸氣壓相等，這個(gè)平衡溫度（T）就是溶液的凝固點(diǎn)。TT = T就是溶液的凝固點(diǎn)降低值。同樣，它也是和溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，即：T K·b （2-6）式中K是溶劑的摩爾凝固點(diǎn)降低常數(shù)。不同溶劑的K值不同（表2-2）。利用凝固點(diǎn)降低，可以測(cè)

9、定溶質(zhì)的分子量，并且準(zhǔn)確度優(yōu)于沸點(diǎn)升高法。這是由于同一溶劑的K比K大，實(shí)驗(yàn)誤差相應(yīng)較小，而且在凝固點(diǎn)時(shí)，溶液中有晶體析出，現(xiàn)象明顯，容易觀察，因此利用凝固點(diǎn)降低測(cè)定分子量的方法應(yīng)用很廣。此外，溶液的凝固點(diǎn)降低在生產(chǎn)、科研方面也有廣泛應(yīng)用。例如在嚴(yán)寒的冬天，汽車散熱水箱中加入甘油或乙二醇等物質(zhì)，可以防止水結(jié)冰；食鹽和冰的混合物作冷凍劑，可獲得22.4的低溫。表2-2 常用溶劑的K和K溶劑T/KK/(K·kg·mol-1)T/KK/(K·kg·mol-1)水273.01.863730.512苯278.55.10353.152.53環(huán)己烷279.520.203

10、54.02.79乙酸290.03.90391.02.93氯仿333.193.63萘353.06.90491.05.80樟腦451.040.00481.05.95從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，溶液沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低乃是熵效應(yīng)的結(jié)果。如水在沸點(diǎn)時(shí)的相變過(guò)程：H2O(1) H2O(g) G = 0。根據(jù)吉布斯-亥姆霍茲方程，有T= H/（SH2O(g)SH2O(l)）加入難揮發(fā)的溶質(zhì)后，使液體熵值增加，而SH2O(g)和H卻幾乎不變，于是式中分母項(xiàng)變小，導(dǎo)T升高。對(duì)凝固點(diǎn)降低，可作同樣的分析。（4）溶液的滲透壓如圖2-2所示，用一種能夠讓溶劑分子通過(guò)而不讓溶質(zhì)分子通過(guò)的半透膜（如膠棉、硝酸纖維素膜、動(dòng)植物膜組織

11、等）把純水和蔗糖溶液隔開(kāi)，這時(shí)由于膜內(nèi)外水的濃度不同，因此單位時(shí)間內(nèi)純水透過(guò)半透膜而進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)比從蔗糖水溶液透過(guò)半透膜而進(jìn)入純水的水分子數(shù)多，從表觀看來(lái)，只是水透過(guò)半透膜而進(jìn)入蔗糖溶液。這種讓溶劑分子通過(guò)半透膜的單方向的擴(kuò)散過(guò)程，稱為滲透。由于滲透作用，蔗糖溶液的體積逐漸增大，垂直的細(xì)玻璃管中液面上升，因而靜水壓隨之增加，這樣單位時(shí)間內(nèi)水分子從溶液進(jìn)入純水的個(gè)數(shù)也就增加。當(dāng)靜水壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)，水分子從兩個(gè)方向穿過(guò)半透膜的數(shù)目彼此相等，這時(shí)體系達(dá)到滲透平衡，玻璃管內(nèi)的液面停止上升，滲透過(guò)程即告終止。這種剛剛足以阻止發(fā)生滲透過(guò)程所外加的壓力叫做溶液的滲透壓。19世紀(jì)80年

12、代，范特荷甫對(duì)當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納比較后發(fā)現(xiàn)，稀溶液的滲透壓與濃度、溫度的關(guān)系，與理想氣體狀態(tài)方程相似，可表示為： = RT （2-8）式中是溶液的滲透壓，V式溶液體積，n是溶質(zhì)的物質(zhì)的量，R是氣體常數(shù)，T是絕對(duì)溫度。滲透作用在動(dòng)植物生活中有非常重要的作用。動(dòng)植物體都要通過(guò)細(xì)胞膜產(chǎn)生的滲透作用，以吸收水分和養(yǎng)料。人體的體液、血液、組織等都有一定的滲透壓。對(duì)人體進(jìn)行靜脈注射時(shí)，必須使用與人體體液滲透壓相等的等滲溶液，如臨床常用的0.9 %的生理鹽水和5 %的葡萄糖溶液。否則將引起血球膨脹（水向細(xì)胞內(nèi)滲透）或萎縮（水向細(xì)胞外滲透）而產(chǎn)生嚴(yán)重后果。同樣道理，如果土壤溶液的滲透壓高于植物細(xì)胞液的滲透

13、壓，將導(dǎo)致植物枯死，所以不能使用過(guò)濃的肥料?；瘜W(xué)上利用滲透作用來(lái)分離溶液中的雜質(zhì)，測(cè)定高分子物質(zhì)的分子量。近年來(lái)，電滲析法和反滲透法普遍應(yīng)用于海水、咸水的淡化。非電解質(zhì)稀溶液的p，T，T以及的實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值基本相符，但電解質(zhì)溶液的實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值差別相當(dāng)大。如0.01 mol·kg-1的NaCl溶液，T計(jì)算值為0.0186 K，而實(shí)際測(cè)定T值卻是0.0361 K。阿累尼烏斯認(rèn)為，這是由于電解質(zhì)在溶液中發(fā)生了電離的結(jié)果。有些電解質(zhì)（如醋酸、氨水、氯化汞等）電離度很小，稱為弱電解質(zhì)；有些電解質(zhì)（如鹽酸、氫氧化鈉、氯化鉀等）的電離度相當(dāng)大，稱為強(qiáng)電解質(zhì)?，F(xiàn)代的強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論認(rèn)為，強(qiáng)電解質(zhì)在

14、水溶液中是完全電離的，但由于離子間存在著相互作用，離子的行動(dòng)并不完全自由，所以實(shí)際測(cè)定的“表觀”電離度并不是100 %。2、分配定律（1）分配定律在一定溫度下，一種溶質(zhì)分配在互不相溶的兩種溶劑中的濃度比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)規(guī)律就稱為分配定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： K = c/c （2-9）式中K為分配系數(shù)；c為溶質(zhì)A在溶劑中的濃度；c為溶質(zhì)A在溶劑中的濃度。（2）萃取分離萃取分離法是利用一種與水不相溶的有機(jī)溶劑與試液一起震蕩，使某組分轉(zhuǎn)入有機(jī)相，另外的組分留在水相，從而達(dá)到分離的目的。溶劑萃取的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)在互不相溶的兩種溶劑中的分配差異。萃取過(guò)程是物質(zhì)在兩相中溶解過(guò)程的競(jìng)爭(zhēng)，服從相似相溶原理。萃取分

15、離的主要儀器是分液漏斗。具體操作如下：將試液（水溶液）置于60 125mL的梨形分液漏斗中，加入萃取溶劑后立即震蕩，使溶質(zhì)充分轉(zhuǎn)移至萃取溶劑中。靜置分層，然后將兩相分開(kāi)。在實(shí)際工作中，常用萃取百分率E來(lái)表示萃取的完全程度。萃取百分率是物質(zhì)被萃取到有機(jī)相中的比率。 E = ×100%萃取時(shí)，為提高萃取效率，通常采用“少量多次”的方法。設(shè)有V(mL)溶液內(nèi)含有被萃取物質(zhì)m(g)，用V(mL)溶劑萃取n次后，水相中剩余被萃取物質(zhì)m(g)，則 m= m()n （2-10）式中K為分配系數(shù)，K = ；c為溶質(zhì)A在水溶液中的濃度，c為溶質(zhì)A在萃取溶劑中的濃度。3、溶解度原理（相似相溶原理）限于理

16、論發(fā)展水平，至今我們還無(wú)法預(yù)言氣體、液體、固體在液體溶劑中的溶解度，但是我們可以按照“相似相溶”這個(gè)一般溶解度原理來(lái)估計(jì)不同溶質(zhì)在液體溶劑中的相對(duì)溶解程度?！跋嗨啤笔侵溉苜|(zhì)與溶劑在結(jié)構(gòu)或極性上相似，因此分子間作用力的類型和大小也基本相同；“相溶”是指彼此互溶。也就是說(shuō)，極性分子易溶于極性溶劑（如水），而弱極性或非極性分子易溶于弱極性或非極性溶劑（如有機(jī)溶劑氯仿、四氯化碳等）液體溶質(zhì)，如乙醇C2H5OH在水中的溶解度比乙醚CH3OCH3大得多，這是因?yàn)橐掖际菢O性分子，分子中含有OH基，與水相似，而且C2H5OH與C2H5OH、C2H5OH與H2O、H2O與H2O分子間都含有氫鍵，作用力也大致相等

17、；而乙醚屬非極性分子。在固體溶質(zhì)中，大多數(shù)離子化合物在水中的溶解度較大，非極性分子如固態(tài)I2難溶于水而易溶于弱極性或非極性的有機(jī)溶劑（如四氯化碳）中。另外，固態(tài)物質(zhì)的熔點(diǎn)對(duì)其在液體溶劑中的溶解度也有一定的影響，一般結(jié)構(gòu)相似的固體化合物在同一溶劑中低熔點(diǎn)的固體將比高熔點(diǎn)固體易溶解。對(duì)于氣體而言，在液體溶劑中的溶解度規(guī)律是：在同一溶劑中，高沸點(diǎn)氣體比低沸點(diǎn)氣體的溶解度大；具有與氣體溶質(zhì)最為近似分子間力的溶劑是該氣體的最佳溶劑。如鹵化氫氣體較稀有氣體易溶于水，而且隨著鹵素原子序數(shù)的遞增，鹵化氫的沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大。四、溶液組分含量的表示方法， 有很多方法表示溶液的組成，化學(xué)上常用物質(zhì)的量濃

18、度、質(zhì)量摩爾濃度、摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等表示。1、物質(zhì)的量濃度在國(guó)際單位制中，溶液的濃度用物質(zhì)的量濃度（簡(jiǎn)稱濃度）表示。其定義為：溶液中所含溶質(zhì)A的物質(zhì)的量除以溶液的體積，用符號(hào)c表示。 c= （2-11）若溶質(zhì)A的質(zhì)量為m，摩爾質(zhì)量為M，則：c= = （2-12）（2）質(zhì)量摩爾濃度用1kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示的濃度稱為質(zhì)量摩爾濃度，用b表示，單位為mol·kg-1，即：b= = （2-13）（3）摩爾分?jǐn)?shù)溶液中某一組分A的物質(zhì)的量（n）占全部溶液的物質(zhì)的量（n）的分?jǐn)?shù)，稱為A的摩爾分?jǐn)?shù)，記為x。 = （2-14）若溶液由A和B兩種組分組成，溶質(zhì)A和B的物質(zhì)的量分別為n和n，則

19、：x= x= 很顯然 x + x = 1（4）質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶質(zhì)A的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的分?jǐn)?shù)稱為溶質(zhì)A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，符號(hào)為wA，即 wA = （2-15）【典型例題】例1、在某溫度下，當(dāng)蔗糖的溶解達(dá)成平衡后，杯底還剩有大量蔗糖，試分析這種溶液是否為過(guò)飽和溶液？分析：在這種情況下，溶質(zhì)雖然大大地過(guò)量，但過(guò)量的溶質(zhì)并未進(jìn)入溶液中，該溶液的濃度等于而并未超過(guò)該溫度下飽和溶液的濃度，而且過(guò)飽和溶液一般不穩(wěn)定，溶液中必須沒(méi)有固體溶質(zhì)存在，才有形成過(guò)飽和溶液的可能。因此，該溶液不是過(guò)飽和溶液，而是飽和溶液。答：該溶液不是過(guò)飽和溶液。例2、已知20時(shí)Ca(OH)2的溶解度為0.165 g / 100 g水，及在不同的

20、CO2壓力下碳酸鈣的溶解度為：CO2壓力/Pa01408499501溶解度(g CaCO3/100g H2O)0.00130.02230.109請(qǐng)用計(jì)算說(shuō)明，當(dāng)持續(xù)把CO2（壓強(qiáng)為99501Pa，下同）通入飽和石灰水，開(kāi)始生成的白色沉淀是否完全“消失”？在多次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了下列現(xiàn)象，請(qǐng)解釋：（1）由碳酸鈣和鹽酸（約6 mol/L）作用生成的CO2直接通入飽和石灰水溶液，所觀察到的現(xiàn)象是：開(kāi)始通CO2時(shí)生成的沉淀到最后完全消失。若使CO2經(jīng)水洗后再通入飽和石灰水溶液則開(kāi)始生成的白色沉淀到最后不能完全“消失”，為什么？（2）把飽和石灰水置于一敞口容器中，過(guò)了一段時(shí)間后，溶液表面有一層硬殼。把硬殼下部

21、的溶液倒入另一容器中，再通入經(jīng)水洗過(guò)的CO2，最后能得清液，請(qǐng)解釋。若把硬殼取出磨細(xì)后，全部放回到原石灰水溶液中，再持續(xù)通入經(jīng)水洗過(guò)的CO2，最后能得清液?jiǎn)?？?）用適量水稀釋飽和石灰水溶液后，再持續(xù)通入經(jīng)水洗過(guò)的CO2結(jié)果是因稀釋程度不同，有時(shí)到最后能得清液；有時(shí)得不到清液，請(qǐng)估算用水將飽和石灰水稀釋多少倍時(shí)，準(zhǔn)能得到清液（設(shè)反應(yīng)過(guò)程中，溫度保持恒定，即20）分析：CO2通入澄清石灰水中產(chǎn)生渾濁，繼續(xù)通入過(guò)量的CO2渾濁“消失”。本題借助于一些數(shù)據(jù)，定量地分析這一常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)的各種可能發(fā)生的變化，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，由于是等物質(zhì)的量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即1 mol Ca(OH)2吸收1 mol

22、 CO2，生成1 mol CaCO3 因此將溶解度中溶質(zhì)的克數(shù)換算成物質(zhì)的量，便于分析得出結(jié)論。20時(shí)飽和石灰水溶解度為0.165 g，相當(dāng)于0.165/74 = 0.00223 mol，而當(dāng)CO2壓力為1.01×105 Pa時(shí)，CaCO3溶解度為0.109 g，相當(dāng)于0.109/100 = 0.00109 mol。由于0.00109 mol0.00223 mol，所以把過(guò)量CO2通入飽和石灰水后產(chǎn)生的沉淀不能全部消失。（1）由CaCO3和6 mol /L鹽酸制取的CO2中混有逸出的HCl氣體，當(dāng)過(guò)量的該氣體通入飽和石灰水中，開(kāi)始產(chǎn)生的沉淀溶于鹽酸及生成Ca(HCO3)2而消失。用水

23、洗過(guò)的CO2，因除去了混有的HCl氣體，所以沉淀不消失。（2）飽和石灰水吸收空氣中的CO2，在表面形成一層硬殼，取硬殼下面的溶液，由于產(chǎn)生表面的硬殼，消耗了一定量的Ca(OH)2。當(dāng)CO2通入時(shí)產(chǎn)生CaCO3的量將減少，通入過(guò)量水洗的CO2可能沉淀消失，得澄清溶液。若將硬殼全部放回，由于生成的沉淀CaCO3總量不變，再通入水洗過(guò)的過(guò)量CO2，沉淀不消失。（3）要使開(kāi)始產(chǎn)生的沉淀消失，必須將Ca(OH)2在100g水中溶解量降到0.00109 mol，這樣產(chǎn)生的CaCO3也是0.00109 mol，過(guò)量水洗過(guò)的CO2通入，沉淀將消失。所以加水量是：（1）= 1. 05倍解：由于0.165/740

24、.109/100，沉淀不消失（1）CO2中混有HCl氣體，沉淀溶解；水洗除去HCl后，沉淀不消失。（2）CaCO3總量減少，沉淀可能消失；“硬殼”返回后，CaCO3總量不變，沉淀不消失。（3）加入超過(guò)1.05倍體積的水，可得清液。例3、A、B兩種化合物的溶解度曲線入下圖所示?，F(xiàn)要用結(jié)晶法從A、B混合物中提取A（不考慮A、B共存時(shí)，對(duì)各自溶解度的影響）（1）50 g混合物，將它溶于100 g熱水，然后冷卻至20，若要使A析出而B(niǎo)不析出，則混合液中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高不能超過(guò)多少？（2）取w g混合物，將它溶于100 g熱水，然后冷卻至10，若仍要A析出而B(niǎo)不析出，則混合物中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)滿足什么關(guān)系

25、式（以w、a、b表示）分析：本題不考慮A、B共存時(shí)，對(duì)各自溶解度的影響，因此只需要找出同時(shí)滿足各自條件的量即可。由于都溶于熱水中，可直接用溶解度數(shù)值計(jì)算。解：（1） A要析出 50×A%10 B不析出 50 ×B%20 B%40%（2）10溶解度：Aa；BbA要析出 w×A%a A% B不析出 w×B%b （A% + B%= 1） A% 當(dāng)wba即 wa + b 包含 A%wba即 wa + b 包含 A%例4、Na2CrO4在不同溫度下的溶解度見(jiàn)下表?，F(xiàn)有100 g 60時(shí)Na2CrO4飽和溶液分別降溫到（1）40（2）0時(shí)，析出晶體多少克？（020

26、析出晶體為Na2CrO4·10H2O，3060析出晶體為Na2CrO4·4H2O）溫度/010203040506070Na2CrO4(g/100g H2O)31.7050.1788.7088.7095.96104114.6123.0分析：表中所列數(shù)據(jù)是指在該溫度下，100g水中溶解無(wú)水物的克數(shù)。若析出晶體不含結(jié)晶水，其計(jì)算方法很簡(jiǎn)單，這里不再贅述。若析出晶體含結(jié)晶水，晶體質(zhì)量將超過(guò)無(wú)水物的質(zhì)量。其計(jì)算方法通常有兩種：（1）先假設(shè)析出無(wú)水物，并計(jì)算其質(zhì)量；根據(jù)化學(xué)式計(jì)算，求出無(wú)水物對(duì)應(yīng)結(jié)晶水的質(zhì)量。再由結(jié)晶水量（相當(dāng)于溶劑減少）計(jì)算又析出無(wú)水物質(zhì)量 無(wú)限循環(huán)。求和，取極限，導(dǎo)

27、出晶體總質(zhì)量，此法繁瑣。（2）從最終結(jié)果考慮，析出一定質(zhì)量的晶體。其中晶體中無(wú)水物為原溶液中溶質(zhì)的一部分，結(jié)晶水為溶劑的一部分，剩余溶質(zhì)和溶劑和該溫度下的溶解度對(duì)應(yīng)。解：（1）設(shè)析出x g Na2CrO4·4H2O晶體 = x =21.876 g（2）設(shè)析出y g Na2CrO4·10H2O晶體 = y = 125.9g因?yàn)?25.9100說(shuō)明已全部結(jié)晶析出，但不全為Na2CrO4·10H2O例5、若某溶質(zhì)在水和一有機(jī)溶劑中的分配常數(shù)為K 一次萃取后，溶質(zhì)在有機(jī)溶劑和水中的濃度（g/L）之比。求證：（1）用與水溶液等體積的該有機(jī)溶劑進(jìn)行一次萃取后，溶質(zhì)在水溶液中的

28、殘留量為原質(zhì)量的；（2）用相當(dāng)于水溶液體積的的該有機(jī)溶質(zhì)進(jìn)行10次萃取后，溶質(zhì)在水溶液中的殘留量為原質(zhì)量的()10證：（1）假設(shè)：有機(jī)相的體積為V（L）；水相的體積為V（L）；萃取前溶質(zhì)的質(zhì)量為m（g）；一次萃取后溶質(zhì)在有機(jī)相中的質(zhì)量為m（g）濃度為c（g/L）；一次萃取后溶質(zhì)在水相中的質(zhì)量為m（g）；濃度為c（g/L）；分配常數(shù)為K根據(jù)分配定律：K = K = = m = m·根據(jù)題意 V= V m = m ·即一次萃取后溶質(zhì)在水相中的殘留量m為原質(zhì)量（m）的（2）由上述可知，一次萃取后溶質(zhì)在水相中的質(zhì)量為：m（1） = m ·據(jù)題意：V = V 代入上式得：m

29、（1） = m · = m·同理，二級(jí)萃取時(shí)，溶質(zhì)在水相中的質(zhì)量為：m（2） = m（1） = m ()2三級(jí)萃取時(shí)，溶質(zhì)在水相中的質(zhì)量為：m（3）= m（2） = m ()3n級(jí)萃取時(shí)，溶質(zhì)在水相中的質(zhì)量為：m（n）= m（n-1） = m ()n當(dāng)n = 10時(shí)，則溶質(zhì)在水相中的殘留質(zhì)量為：m（10）= m ()10例6、有每毫升含碘1 mg的水溶液10 mL，若用6 mL CCl4一次萃取此水溶液中的碘，問(wèn)水溶液中剩余多少碘？若將6 mL CCl4分成三次萃取，每次用2 mL CCl4，最后水溶液中剩余多少碘？哪個(gè)方法好？（已知K為85）解：溶液中碘的含量為：m =

30、1×10 =10 mg用6 mL CCl4一次萃取后水相中碘的剩余量為：m = m · = 10· 0.19 mg若每次萃取用2 mL CCl4（相當(dāng)于水相體積的進(jìn)行三次萃取，則水相中碘的剩余量應(yīng)為：m（3）= m ()3 = 10 ()30.0017 mg顯然后一種方法比前一種方法的萃取效果要好，后者碘在水相中的剩余量為前者的。例7、在20和101 kPa下，每升水最多能溶解氧氣0.0434 g，氫氣0.0016 g，氮?dú)?.0190 g，試計(jì)算：（1）在20時(shí)202 k Pa下，氧、氫、氮?dú)庠谒械娜芙舛龋ㄒ詍L·L-1表示）。（2）設(shè)有一混合氣體，

31、各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)是氧氣25 %、氫氣40 %、氮?dú)?5 %?？倝毫?05 k Pa。試問(wèn)在20時(shí)，該混合氣體的飽和水溶液中含氧氣、氫氣、氮?dú)獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少？分析：根據(jù)亨利定律，求出202 k Pa下各組分氣體的溶解度。再根據(jù)氣態(tài)方程pV=nRT公式就可將這些理想氣體質(zhì)量換算為體積。根據(jù)分壓定律，分別求出O2、H2、N2分壓，從而求出它們?cè)诿可械娜芙舛?。解：?）在202 k Pa下各組分氣體的溶解度為：O2：(2×0.0434)g·L-1 = 0.0868 g·L-1H2：(2×0.0016)g·L-1 = 0.0032 g

32、83;L-1 N2：(2×0.0190)g·L-1 = 0.0380 g·L-1應(yīng)用pV= nRT公式，將這些氣體質(zhì)量換算成體積：V() = (×8.31×103 k Pa·L-1mol-1·K×293K) = 32.70 mLV() = (×8.31×103 k Pa·L-1mol-1·K×293K) = 19.29 mLV() = (×8.31×103 k Pa·L-1mol-1·K×293K) = 16.36

33、mL（2）根據(jù)分壓定律： p() =（505×25%）kPa = 126 kPap() =（505×40%）kPa = 202 kPa p() =（505×35%）kPa = 177 kPa所以它們?cè)诿可械娜芙舛葹椋?O2（×0.434）g·L-1 = 0.05425 g·L-1H2（×0.0016）g·L-1 = 0.0032 g·L-1 N2（×0.019）g·L-1 = 0.03325 g·L-1所以它們?cè)陲柡退芤褐兴嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為：O2：×100% =

34、 59.81 %H2：×100% = 3.53 % N2：×100% = 36.66 %例8、已知某不揮發(fā)性物質(zhì)的水溶液的沸點(diǎn)是100.39，在18 101 kPa下，將3.00 L空氣緩慢地通過(guò)此溶液時(shí)，將帶走水多少克？（已知水的摩爾沸點(diǎn)升高常數(shù)K= 0.52）分析：根據(jù)稀溶液定律公式求得溶液質(zhì)量摩爾濃度b，根據(jù)18時(shí)水的飽和蒸氣壓公式求得溶液的蒸氣壓。將水的蒸氣壓按理想氣體處理，根據(jù)氣態(tài)方程式求得。解：根據(jù)稀溶液定律 T= K·b b = T=100.39100.00 = 0.39 b = 0.75查表得18時(shí)水的飽和蒸氣壓p= 2.06 kPa，則溶液的蒸氣

35、壓為：p = p p= = 0.9867×2.06 k Pa =2.03 k Pa如將此水蒸氣按理想氣體處理，忽略水蒸氣所增加的體積（精確計(jì)算時(shí)不可忽略），則根據(jù)氣態(tài)方程式得：m = = 0.0453 g【知能訓(xùn)練】1、現(xiàn)有50 g 5 %的硫酸銅溶液，要使其溶液濃度提高至10 %，應(yīng)該采取措施有：（1）可蒸發(fā)水 g。 （2）加入12.5 %的硫酸銅溶液 g。（3）加入無(wú)水硫酸銅粉末 g。 （4）加入藍(lán)礬晶體 g。2、在1 L水中溶解560 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氨氣，所得氨水的密度是0.9 g/cm3，該氨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（1） ，物質(zhì)的量濃度是（2） ，質(zhì)量摩爾濃度是（3） ，摩爾分

36、數(shù)是（4） 。3、分子的相對(duì)質(zhì)量為M，化學(xué)式為A的物質(zhì)（不含結(jié)晶水），在溫度t1時(shí)，用W g水配制成飽和溶液，該溶液中若按物質(zhì)的量計(jì)算，A占a %，問(wèn)：（1）t1時(shí)該物質(zhì)的溶解度為若干？（2）當(dāng)溫度降至t2時(shí)，析出A·n H2O結(jié)晶多少克？（已知t2時(shí)每克水中能溶解S g該物質(zhì)）。（3）t2時(shí)，剩余溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為若干？（4）若A是Na2CO3，將t2 = 373 K，W = 180g，a % = 6.96 %，t2 = 393 K，S = 0.22，n = 10，分別代入（1）、（2）、（3）題所得關(guān)系式中得到什么結(jié)果？4、已知CO2過(guò)量時(shí)，CO2與NaOH反應(yīng)生成NaHCO3

37、（CO2NaOHNaHCO3）。參照物質(zhì)的溶解度，用NaOH（固）、CaCO3（固）、水、鹽酸為原料制取33 g純NaHCO3。25NaHCO3Na2CO3NaOH溶解度/g933110（1）若用100 g水，則制取時(shí)需用NaOH g。 （2）若用17.86 g NaOH（固），則需用水 g。5、下表是四種鹽的溶解度（g）。溫溶解度 鹽度/ / g0102030406080100NaCl35.735.836.036.336.637.338.439.8NaNO373808896104124148180KCl27.63134.037.040.045.551.156.7KNO313.320.931.

38、645.863.9110.0169246請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)從硝酸鈉和氯化鉀制備純硝酸鉀晶體的實(shí)驗(yàn)（要求寫出化學(xué)方程式及實(shí)驗(yàn)步驟）。6、下面是四種鹽在不同溫度下的溶解度（g100g水）NaNO3KNO3NaClKCl1080.520.935.731.010017524639.156.6（計(jì)算時(shí)假定：鹽類共存時(shí)不影響各自的溶解度；過(guò)濾晶體時(shí)，溶劑損耗忽略不計(jì)）取23.4 g NaCl和40.4 g KNO3，加70.0 g H2O，加熱溶解，在100時(shí)蒸發(fā)掉50.0 g H2O，維持該溫度，過(guò)濾析出晶體。計(jì)算所得晶體的質(zhì)量（）；將濾液冷卻到10，待充分結(jié)晶后、過(guò)濾，計(jì)算所得晶體的質(zhì)量（）。7、25時(shí)，水的飽和蒸氣壓為3.166 kPa，求在相同溫度下5.0 %的尿素CO(NH2)2水溶液的飽和蒸氣壓。8、煙草的有害成分尼古丁的實(shí)驗(yàn)式是C5H7N，今將496 mg尼古丁溶于10.0 g水中，所得溶液的沸點(diǎn)是100.17。求尼古丁的分子式。（水的K= 0.512 K·kg·mol-1）9、把1.00 g硫溶于20.0 g荼中，溶液的凝固點(diǎn)為351.72 K，求硫的分子量。10、在1.00 dm3溶液中，