第一節(jié) 溶液的形成
1.溶液
?定義:一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里,形成均一的、穩(wěn)定的混合物,叫做溶液。
?基本特征
均一性——指溶液中各部分的濃度和性質(zhì)都相同。
穩(wěn)定性——外界條件不變(溫度、壓強(qiáng)不改變,溶劑不蒸發(fā))時(shí),溶質(zhì)、溶劑不分層,也不會(huì)析出固體。
?溶液具有均一性、穩(wěn)定性的原因:溶質(zhì)以分子或離子的形式分散到水分子中。
?溶質(zhì)由兩部分組成——溶劑和溶質(zhì)。
?溶劑的定義:能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)叫做溶劑。
?溶質(zhì)的定義:被溶解的物質(zhì)叫做溶質(zhì)。
?常見的溶劑有水、酒精、汽油。
?溶質(zhì)可以有一種或多種,但溶劑只能有一種。
?溶質(zhì)和溶劑在被分散前可以是固體、液體或氣體。
?溶液、溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量關(guān)系:溶液的質(zhì)量=溶質(zhì)的質(zhì)量+溶劑的質(zhì)量
(溶液的體積≠溶質(zhì)的體積+溶劑的體積)
?區(qū)分溶劑和溶質(zhì)
?固體(或氣體)與液體混合——固體(或氣體)是溶質(zhì),液體是溶劑。
?液體和液體混合——質(zhì)量小的為溶質(zhì),質(zhì)量大的為溶劑。如果其中一種液體是水,那么水是溶劑。
?當(dāng)兩種物質(zhì)完全反應(yīng)后,新生成的物質(zhì)是溶質(zhì),而析出的沉淀或產(chǎn)生的氣體不是溶質(zhì),溶劑仍是水。
例如鋅溶于稀硫酸后,所得到的溶液中的溶質(zhì)是硫酸鋅。
?溶液的命名:“[溶質(zhì)]的[溶劑]溶液”。如果沒有指明溶劑,我們就認(rèn)為水是溶劑。
?水和酒精能以任意體積互溶。
探究水與乙醇能否互溶時(shí),要先滴入紅墨水(目的:為了顯色,利于觀察)。
2.懸濁液、乳濁液與乳化作用
?懸濁液:由固體小顆粒分散到液體里形成的混合物叫做懸濁液。
例如鋇餐(硫酸鋇的懸濁液)、粉刷墻壁用的涂料、黃河水都是懸濁液。
?乳濁液:由小液滴分散到液體里形成的混合物叫做乳濁液。
例如在農(nóng)業(yè)上,一般把不溶于水的液體農(nóng)藥配制成乳濁液。
?懸濁液和乳濁液都不是溶液,不具備均一、穩(wěn)定的特征。
?洗滌劑具有乳化作用。用洗滌劑洗衣服時(shí),油污沒有溶解在水中,沒有形成均一、穩(wěn)定的溶液。
?用洗滌劑和汽油洗衣服的區(qū)別:
汽油——用汽油洗衣服時(shí),油污能溶解在汽油里,形成溶液,隨著汽油揮發(fā)油污就能被帶走。
洗滌劑——洗滌劑具有乳化作用,它能使油污分散成無數(shù)細(xì)小的液滴,隨水流去。
3.溶解時(shí)的吸熱或放熱現(xiàn)象
?擴(kuò)散過程——溶質(zhì)的分子(或離子)向水中擴(kuò)散——吸收熱量。
?水合過程——溶質(zhì)的分子(或離子)和水分子作用,生成水合分子(或水合離子)——放出熱量。
?如果擴(kuò)散過程吸收的熱量小于水合過程放出的熱量,溶液的溫度就會(huì)升高。(例如氫氧化鈉固體、濃硫酸)
?如果擴(kuò)散過程吸收的熱量大于水合過程放出的熱量,溶液的溫度就會(huì)降低。(例如硝酸鉀)
?氯化鈉等溶于水時(shí),不會(huì)有明顯的吸熱、放熱現(xiàn)象。
?氧化鈣與水反應(yīng)放出大量的熱。有的實(shí)驗(yàn)為了節(jié)省能源,可以采用氧化鈣和水反應(yīng)來提高溫度。
第二節(jié) 溶解度
1.飽和溶液與不飽和溶液
?定義:在一定溫度下,向一定量溶劑里加入某種溶質(zhì),當(dāng)溶質(zhì)不能繼續(xù)溶解時(shí),所得到的溶液叫做飽和溶液;還能繼續(xù)溶解的溶液,叫做不飽和溶液。
?判斷溶液是否飽和的方法:繼續(xù)加入該種溶質(zhì),如果該物質(zhì)的質(zhì)量減少,那么溶液是不飽和溶液;如果該物質(zhì)的質(zhì)量不變,那么溶液是飽和溶液。
?由于水可以和酒精以任意比例互溶,所以水和酒精不可以形成飽和溶液。
?不飽和溶液與飽和溶液的轉(zhuǎn)化
① 氫氧化鈣和氣體的溶解度隨著溫度升高而降低。所以若把氫氧化鈣和氣體的不飽和溶液變成飽和溶液,在改變溫度時(shí)要升高溫度。
② 最可靠的方法是蒸發(fā)溶劑、加溶質(zhì)、加溶劑。
③ 若想把氫氧化鈣的飽和溶液變成不飽和溶液,可以通入適量的二氧化碳并過濾。
④ 若想把氫氧化鈣的不飽和溶液變成飽和溶液,也可以加入CaO并冷卻。
⑤ 氫氧化鈣不是晶體,從氫氧化鈣溶液也不會(huì)析出晶體,所以只能稱作“澄清的石灰水變渾濁”。
?濃、稀溶液與飽和、不飽和溶液之間的關(guān)系:
① 飽和溶液不一定是濃溶液,不飽和溶液不一定是稀溶液。
② 在一定溫度時(shí),同一種溶質(zhì)的飽和溶液要比它的不飽和溶液濃。
?混合物的分離和提純
?分離可溶物和不溶物:過濾法(溶解、過濾、蒸發(fā)或溶解、過濾、洗滌、干燥)
?鐵屑和其他固體:用磁鐵反復(fù)吸引
?除去氯化鈉中少量的硝酸鉀:蒸發(fā)溶劑結(jié)晶法(蒸發(fā)溶劑)
?除去硝酸鉀中少量的氯化鈉:冷卻熱飽和溶液結(jié)晶法(高溫溶解、降溫、過濾)
(結(jié)晶:熱的溶液冷卻后,已溶解在溶液中的溶質(zhì)從溶液中以晶體的形式析出,這一過程叫結(jié)晶)
?后兩者往往應(yīng)用在分離兩種可溶于水的物質(zhì),并且其中一種的溶解度受溫度影響大,另一種受溫度影響小。我們希望析出的晶體是量多的一種,所以選用的方法要適合量多的那種。
?蒸發(fā)溶劑時(shí)溶液濃度不變,冷卻熱飽和溶液時(shí)溶液濃度變小。
?在一定溫度和溶質(zhì)相同的條件下,100g的飽和溶液和200g的飽和溶液,二者都蒸發(fā)10g水,析出晶體的質(zhì)量相等。
在60℃和溶質(zhì)相同的條件下,把100g的飽和溶液和200g的飽和溶液降低到20℃,若前者析出晶體的質(zhì)量為M,后者析出晶體的質(zhì)量為N,那么N=2M。
2.固體的溶解度
?定義:在一定溫度下,某固體物質(zhì)在100g溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。
?四要素:
?溫度——必須指明具體的溫度,溶解性才有意義。
?溶劑的質(zhì)量是100g。
?固體在溶解在溶液中,必須達(dá)到飽和狀態(tài)。
?溶解度的單位通常是g。
?影響固體溶解度的因素:(內(nèi)因)溶質(zhì)性質(zhì)、溶劑性質(zhì);(外因)溫度。
一般來說,溫度越高,固體的溶解度越大。
?溶解度的相對大。簻囟仁20℃,并且溶劑的質(zhì)量是100g。
在20℃下,溶解度小于0.01g,被稱為難溶(或不溶);溶解度介于0.01~1g之間,被稱為微溶;
溶解度介于1~10g之間,被稱為可溶;溶解度大于10g,被稱為易溶。
?有關(guān)溶解度曲線的常見試題(見右上圖)
?t3℃時(shí)A的溶解度為 80g 。
?P點(diǎn)的的含義是: 在該溫度時(shí),A和C的溶解度相同 。
?N點(diǎn)為 t3℃時(shí)A的不飽和溶液 ,可通過 加入A物質(zhì),降溫,蒸發(fā)溶劑 的方法使它變?yōu)轱柡汀?br />曲線上的點(diǎn)代表對應(yīng)溫度的飽和溶液,曲線以下的點(diǎn)代表對應(yīng)溫度的不飽和溶液。
加溶質(zhì)相當(dāng)于把點(diǎn)向正上方移動(dòng)(但是點(diǎn)不能被移動(dòng)到圖象上方),加溶質(zhì)相當(dāng)于向下豎直移動(dòng),降溫相當(dāng)于向左水平移動(dòng),升溫相當(dāng)于向右水平移動(dòng)。
?t1℃時(shí)A、B、C、溶解度由大到小的順序 C>B>A 。
?從A溶液中獲取A晶體可用 降溫結(jié)晶 的方法獲取晶體。
?從B的溶液中獲取晶體,適宜采用 蒸發(fā)結(jié)晶 的方法獲取晶體。
?t2℃ 時(shí)A、B、C的飽和溶液各W克,降溫到t1℃會(huì)析出晶體的有 A和B ,無晶體析出的有 C ,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由小到大依次為 A
?氯化鈉等物質(zhì)的溶解度受溫度變化的影響較小;硝酸鉀等物質(zhì)的溶解度受溫度變化的影響較大。
它們的溶解度都隨著溫度的升高而變大。
?氫氧化鈣的溶解度隨著溫度的升高而減小。
3.氣體的溶解度
?定義:在壓強(qiáng)為101kPa和一定溫度時(shí),氣體溶解在1體積水里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的氣體體積。
氣體的溶解度沒有單位。
?氣體溶解度的影響因素:
(內(nèi)因)氣體的性質(zhì)、水的性質(zhì);(外因)溫度、壓強(qiáng)。
一般來說,溫度越高,氣體的溶解度越;壓強(qiáng)越大,氣體的溶解度越大。
第三節(jié) 溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
?牢記下面的公式:
?使用該公式時(shí)的注意事項(xiàng):
?溶質(zhì)的質(zhì)量是指形成溶液的那部分溶質(zhì),沒有進(jìn)入溶液的溶質(zhì)不應(yīng)考慮。(計(jì)算溶質(zhì)質(zhì)量時(shí)要考慮溶解度)
?溶液的質(zhì)量包括溶液中所有溶質(zhì)的質(zhì)量。
?上下的單位要統(tǒng)一。
?
?氯化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%,“16%”的意義:每100份質(zhì)量的氯化鈉溶液中含16份質(zhì)量的氯化鈉。
?配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液
?用固體配制溶液
?儀器:天平、藥匙、量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。
?步驟:計(jì)算、稱量、溶解、裝瓶貼標(biāo)簽。
?用濃溶液稀釋
?儀器:量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。
?步驟:計(jì)算、量取、稀釋、裝瓶貼標(biāo)簽。
?標(biāo)簽一般包括藥品的名稱(化學(xué)式)和濃度。
?溶液的稀釋計(jì)算
?稀釋的方法:加入溶劑或加入低濃度溶液。
?依據(jù):稀釋前后溶液中的溶質(zhì)的質(zhì)量不變。
?關(guān)系式
① 加水稀釋:濃溶液液質(zhì)量×濃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%=稀釋后溶液質(zhì)量×稀釋后溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%
濃溶液質(zhì)量×濃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%=(溶液質(zhì)量+加入水的質(zhì)量)×稀釋后溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%
② 加入低濃度溶液稀釋:濃溶液質(zhì)量×濃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%+稀溶液質(zhì)量×稀溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%=(濃溶液質(zhì)量+稀溶液質(zhì)量)×混合后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
?溶液的混合計(jì)算
?依據(jù):混合前各溶液溶質(zhì)的質(zhì)量之和,等于混合后溶液中溶質(zhì)的總質(zhì)量。
?已知的問題
① 如果用固體配制溶液時(shí),固體帶有結(jié)晶水(例如硫酸銅晶體),那么所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏小。
② 量取液體時(shí),如果仰視讀數(shù),量取的液體會(huì)偏少;如果俯視讀數(shù),量取的液體會(huì)偏多。
③ 用固體配制溶液時(shí),天平未配平、物碼顛倒等情況會(huì)影響溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
?有關(guān)化學(xué)方程式與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相結(jié)合的計(jì)算
【例題】把2.8g鐵片放入20g稀鹽酸中,恰好完全反應(yīng),求:
① 原鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
② 反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解:設(shè)參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為x,生成的FeCl2的質(zhì)量為y,生成H2的質(zhì)量為z。
① 鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
② 反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
答:原鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.5%,反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.97%。
【注意事項(xiàng)】
① 鐵片放入鹽酸中,發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。溶液中的溶質(zhì)不是鐵,而是氯化亞鐵。
② 不要設(shè)“鹽酸的質(zhì)量為x”,因?yàn)辂}酸是混合物,而溶解到鹽酸中的氯化氫才是純凈物。
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