[例1]已知15℃时碘化钾的溶解度为140g,计算在该温度下250g水中最多能溶解多少克碘化钾?
[分析]:15℃时碘化钾的溶解度为140g,这表明在该温度下100g水最多能溶解140g碘化钾。
那么,250g水最多能溶解多少克碘化钾,可通过关系式法列比例求得,亦可用基本公式法求解。
解法1:关系式法
设:15℃时,250g水里最多能溶解x克碘化钾。
关系式:
m质+m剂=m液
15℃时 140g 100g
? x250g
[解答]:15℃时,250g水最多能溶解350g碘化钾。
解法2:基本公式法
已知: s=140g m剂=250g
求: m质=?
[解答]:
解之,得:
m质=350g
[例2] 把20℃的282g硝酸钾饱和溶液加热,升温到60℃,需要加入多少克硝酸钾才能使溶液重新达到饱和?(已知20℃时硝酸钾的溶解度为31.6g,60℃时为110g)。
分析:溶剂量不变,当饱和溶液的温度升高时,由于溶解度的增大,使溶液由饱和变为不饱和。
如果要在高温时使溶液重新达到饱和,则需加入一定量的溶质。
所加溶质的量可用质量关系式通过比例进行计算,也可用公式法求得。
解答1 关系式法
设:所需加的硝酸钾为x克。
关系式: m质+m剂=m液20℃→60℃添加量20℃ 31.6g 100g 131.6g 110g-31.6g=78.4g
282g
x
每有131.6g硝酸钾饱和溶液从20℃升到60℃时,需要加入78.4g硝酸钾才能使溶液在60℃时亦达饱和,那么282g20℃的硝酸钾饱和溶液升温到60℃,应加入多少克硝酸钾才能使溶液重新达到饱和,可通过比例求得。
答:应加入168g硝酸钾。
解答2:公式法
根据上述的比例式,可导出如下的计算公式。
设:应添加硝酸钾晶体为x克。
答:(略)
[例3]已知30℃时硝酸钾的溶解度为45.8g。
在这温度时,某硝酸钾溶液500g中溶有硝酸钾137.4g。
如果蒸发掉90g水后,再冷却到30℃,可析出多少克硝酸钾?
分析:首先要通过计算得知这硝酸钾溶液是不是饱和溶液?根据硝酸钾在30℃时的溶解度和关系式得:
由于137.4g<157.1g,可知原溶液是不饱和溶液。
蒸发水时,溶液首先应由不饱和变成饱和,在这过程蒸发掉的水,并不能引起硝酸钾结晶析出。
当溶液达到饱和后,继续蒸发掉的水才能使硝酸钾晶体析出。
如果蒸发掉90g水后,溶液仍不饱和,则不会有硝酸钾晶体析出。
解答:设30℃时137.4g硝酸钾配成饱和溶液时需水x克。
原溶液里所含的水为:
500g-137.4g=362.6g
使溶液由不饱和变为饱和,在这过程所蒸发掉的水为:
362.6g-300g=62.6g
溶液达到饱和后,继续蒸发的水为:
90g-62.6g=27.4g
30℃时,溶解在27.4g水里的硝酸钾会全部结晶析出。
答:能析出硝酸钾晶体12.55g。
[例4]有60℃时A物质的溶液100g,若温度不变,蒸发掉10g水时,有4gA 的晶体析出(不含结晶水),再蒸发掉10g水时,又有6gA的晶体析出,求60℃时A物质的溶解度是多少克。
分析:由于两次蒸发等量的溶剂,析出晶体质量不同.可以断定原溶液是不饱和溶液,根据第二次蒸发掉溶剂的质量与析出晶体的质量求溶解度。
解答:设60℃时A物质的溶解度为S克。
则10∶6=100∶S
解之 S=60(g)
[例5]在20℃时某物质的不饱和溶液50g,平均分成两等份。
一份中加入0.7g 该物质,另一份蒸发掉5g水,结果两份溶液都达饱和。
那么该物质在此温度下的溶解度为多少克?
解析:原题所说的两份溶液,实际上是质量均为25g的等同溶液,而且是不饱和的,我们可以把两份溶液合并在一份溶液中进行分析。
大家知道,一定温度下某物质的不饱和溶液还可以再溶解该物质,其原因就是它比相同条件下同质量的饱和溶液中的水显得“多”,因此,我们把25g不饱和溶液假想为一部分饱和溶液和水组成的(如图所示)。
依题意,向其中加0.7g该物质溶液即达饱和,饱和溶液是不可能再溶解的了,只有其中的水去溶解0.7g该物质并达饱和。
而若使此不饱和溶液经蒸发水达到饱和状态,也就是将能溶解0.7g该物质的那部分水
去掉就行了,即:该温度下5g水溶解0.7g该物质达饱和,此题与不饱和溶液质量50g无关。
解:设20℃时该物质的溶解度为X。
x:0.7g = 100g∶5g
解得:x=14g
答:(略)
[例6]一定温度下,取某固体物质的溶液mg,分成等质量的两份,将一份溶液恒温蒸发达饱和时,其质量减轻一半。
给另一份溶液里加入原溶质的晶体(该晶体不含结晶水),当达饱和时,所加晶体的质量恰好是此份溶液质量的1/8,求此温度下该物质的溶解度。
分析:
解答:设该物质的溶解度为S克。
解之:S=25(g)
[例7] 某物质溶解度曲线如图所示。
现有该物质的A、B两种不同浓度的不饱和溶液,当A冷却至10℃时有晶体析出,B在60℃时成为饱和溶液。
若取10℃时A的100g饱和溶液,取60℃时B的50g饱和溶液混合得C溶液,则需降温到多少时能析出5g无水晶体?
分析:从图可以看出,温度与溶解度在数值上始终相同。
据题意知,结晶后残留在母液中的溶质质量与析出的5g无水晶体之和,等于结晶前A、B两溶液中所含溶质质量之和。
解答:设需降温到x℃时能析出5g无水晶体,从图可知x℃时溶解度为xg。
依题意得:
解之:x=18.8(g) 则:x℃=18.8℃
[例8]某固体混合物中含有硝酸钾和不溶性杂质、把它们加入一定量的水中充分溶解,其结果如下表:
KNO3的溶解度见下表:
求:1.所加水的质量。
2.该固体混合物中KNO3的质量。
分析:题意分两个层次展开。
第一层次:从KNO3的溶解度数据可知,100g水温度从10℃升高到40℃多溶解的KNO3为63.9─20.9=43(g)。
根据原饱和溶液温度从10℃升高到40℃实际溶解了261-175=86(g),便可求出原溶液中所含的水量。
第二层次:由表可知温度升高到75℃时,所剩余的82克固体为不溶性杂质,据此可求出混合物中KNO3的质量。
解答:1.设所加水的质量为x克。
100∶43=x∶86
解之:x=200(g)
2.设在10℃时溶解的KNO3质量为y克。
则:
100∶20.9=200∶y y=41.8(g)
故原混合物中KNO3的质量为:
41.8+261-82=220.8(g)。