溶解度的测定.docx
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溶解度的测定
目的
藉由不同温度下测定物质的溶解度,以了解温度与溶解度之间的关系,并以图形表达之。
实验原理
溶质的溶解度会受到许多因素的影响,如溶质的本性、溶剂的种类、温度…等。
即使是在同一种溶剂中,如图E2-1所示,不同的溶质在水中的溶解度也各不相同,硝酸钾在约22℃以下,其溶解度小于氯化钠,但高于此温度时,其溶解度则远大于氯化钠。
大部分的固体溶质,其溶解度随着温度的增高而变大,但是如下图所示有些变化较大,有些则变化较小。
图E2-1中的各条曲线是如何画出来的?
我们可以在高温下配制数支不同浓度的不饱和溶液,然后依序让试管内溶液的温度徐徐降低,直至溶液中有碎屑开始出现时,记录当时的温度,将其浓度换算即可得知该温度的溶解度,将数点不同温度下的溶解度在图形中相连,即可得相似的曲线。
实验器材
器材(规格)
数量
器材(规格)
数量
天平
共享
中型试管(18mm口径)
4支
试管夹
1支
烧杯(600mL)
1个
量筒(25mL)
1个
电热板和磁搅拌子(或其他加热装置)
1组
温度计
1支
末端有环的铁丝(可自制)
1支
试管架
1座
实验试药
药品
份量
药品
份量
水
约20mL
硝酸钾(KNO3)
约14g
实验步骤
取600mL烧杯,装热水半满并置于电热板上,开启电源,把火力调至最小,加热烧杯内的水。
称取质量为2.0g、3.0g、4.0g和5.0g的硝酸钾倒入四支试管。
再各加入5.0g水于四支试管。
将4支试管放入装水烧杯中,以水浴法加热。
注意观察各试管内固体。
依序用试管夹将固体已溶解的试管取出(其先后顺序应为加了2.0g、3.0g、4.0g和5.0g硝酸钾固体的试管),先进行下一步骤,直到所有试管均取出为止,关闭电热板的电源。
将温度计置于试管中,一面上下移动铁丝,搅拌溶液。
一面观察试管内溶液,直到溶液中出现白色固体碎屑,记录当时的温度。
如为第一支试管,则在此温度时,其溶解度为5.0g的水可溶解硝酸钾2.0g,或40g/100g水。
将溶解度的实验数据标示在表格中,并以平滑曲线连结绘成KNO3溶解度对温度的关系图。
废弃物处理
名称
种类
处理方法
硝酸钾
固体盐类
使用大量清水稀释后排放
实验前问题与讨论
为什么步骤3说5.0g的水,而不说5.0mL的水?
是否可以使用温度计直接搅拌溶液?
为什么?
实验目的
药品性质查询
●硝酸钾(KNO3)
实验前问题与讨论
为什么步骤3说5.0g的水,而不说5.0mL的水?
是否可以使用温度计直接搅拌溶液?
为什么?
实验记录
硝酸钾溶解度与温度的关系图
将实验数据记录于下表后,依记录之数据绘出关系图。
温度(℃)
溶解度
由图中求出75℃时,硝酸钾的溶解度(S)为 g/100g水。
实验后问题探讨
依据实验结果所绘制的溶解度与温度的关系图中,硝酸钾溶解度和温度的关系为何?
试判断硝酸钾溶于水的反应是吸热或放热反应?
混合物6g含有硝酸钾和难溶于水的盐类,若加入10g的水后,你认为最少需将溶液的温度加热至多少℃后,则溶液过滤分离后能回收最大量的硝酸钾?
一、单选题:
(1.(A)固体溶解放热者,溶解度随温度升高而减小。
)
( A )1.下列有关溶解度的叙述,何者错误?
(A)固体之溶解度随温度之升高而增大
(B)气体之溶解度通常随温度之升高而降低
(C)颗粒小、溶解快,但溶解度不变
(D)温度一定时,溶于一定量液体之气体体积与压力无关
(E)液体溶于液体之溶解度,大都因本性而不同
(2.(E)Ce2(SO4)3溶于水为放热,故温度升高,溶解度下降。
)
( E )2.下列物质中,何者在水中的溶解度随温度升高而下降?
(A)NaCO3 (B)KNO3
(C)NaCl (D)KCl
(E)Ce2(SO4)3
( C )3.有关固体溶质在水中的溶解度之叙述,何者正确?
(A)将硝酸钾放入试管中的水溶解时,试管
底部的温度会升高
(B)所有固体溶质在水中的溶解度均会随温度的升高而变大
(C)固体溶质的溶解度与外界压力无关
(D)欲从溶液中析出固体物质均可用冷却法
(E)NaOH固体在水中溶解时,其溶解热ΔH>0
( B )4.20%的硝酸钾溶液150克,在100℃时蒸发水若干克即成饱和溶液?
(100℃时硝酸钾溶液之溶解度为250克/100克水)
(A)120
(B)108
(C)96
(D)88
(E)72
◎右图为硝酸钾在不同温度下的溶解度,回答5.~
7.题:
(5.溶解度==,由图知为60℃。
)
( C )5.若在10毫升水中加入8克硝酸钾,则
至少要加热到多少℃,才能完全溶解?
(假设水分没蒸发)
(A)20 (B)40 (C)60
(D)80 (E)100
(6.40℃溶解度==,故析出8-5=3(克)。
)
( A )6.承5.题,若降温到40℃则会有多少克硝酸钾析出?
(A)3 (B)5 (C)15
(D)30 (E)35
(7.×100%≒33%。
)
( B )7.承6.题,40℃时,硝酸钾饱和的重量百分率浓度约等于多少?
(四舍五入到整数位)
(A)50% (B)33% (C)30%
(D)20% (E)10%
(8.(A)(B)皆增加溶解速率,但定温溶解度不变;(C)水量增加,溶解量增加,但定温溶解度不变;(D)硝酸钾溶解吸热,故温度升高,溶解度增大。
)
( D )8.下列何种方法可以提高硝酸钾在水中的溶解度?
(A)用玻棒快速搅拌
(B)将硝酸钾磨成粉末
(C)加入大量的水
(D)加热提高溶液温度
(E)增加硝酸钾的量
(9.74℃之饱和溶液200克含KNO3=200×=
120(克)水=200-120=80(克);18℃,80克水可溶
80×=24(克),∴析出120-24=96(克)。
)
( A )9.18℃及74℃时,硝酸钾对100克水的溶解度为30克、150克,将
74℃之饱和溶液200克冷却至18℃,将析出KNO3几克?
(A)96 (B)69
(C)48 (D)33
(E)24
二、非选题:
1.在40℃下,KNO3(s)对水的溶解度60g/100g水。
则40℃下,多少重量百分浓度之KNO3(aq)是饱和溶液?
(1.×100%=37.5%。
)
:
37.5%
2.右图为硝酸钾溶解度曲线,蔡同学取63克硝
酸钾于60℃溶于水100克,由此水溶液析出
硝酸钾结晶,回答下列问题:
(注:
硝酸钾
60℃的溶解度为110克/100克水)
(1)此溶液冷却至几℃时,结晶开始析出?
(2)保持60℃,蒸发多少克的水后开始有结晶
析出?
(3)若另取60℃、210克的饱和硝酸钾溶液,
冷却至10℃,试问可析出硝酸钾若干克?
:
(1)40℃;
(2)42.73克;(3)83克
(2.
(1)由图中可知降至40℃时,KNO3溶解度大约为。
(2)60℃时,KNO3溶解度为:
110克/100克水w质/w剂=110/100,设蒸发去x克水后,变为饱和,故=,x≒42.73
克。
(3)60℃,210克饱和溶液含KNO3=210×=100克,水有210-110=100克
,由图可知,10℃时,100克水可溶KNO3约27克,故析出110-27=83克。
)
3.KNO3对水的溶解度在60℃及10℃时依次为110g及20g/100g水,现有60℃之KNO3饱和溶液140g,当温度降到10℃时析出KNO3若干g?
:
60g
(3.60℃,140g饱和溶液含水140×(100/210)=200/3,含KNO3=140-=g;
10℃时,g水可溶解KNO3=×=g,∴析出:
(220/3)-(40/3)=
180/3=60g。
)
4.右图是某盐类甲的溶解度对温度曲线图,已
知甲的式量=45,请回答下列问题:
(1)在70℃下,380g之饱和溶液冷却至
10℃时,约可析出甲物质的质量多少g?
(2)在40℃时,有20%之不饱和溶液125g,
若要使之成为饱和溶液需再加入甲物质多
少g?
:
(1)120g;
(2)35g
(4.
(1)70℃,380g饱和溶液含溶质甲=380×〔90/(100+90)〕=
180g,含水=380-180=200g,10℃时,此200g水可溶解甲=
200×(30/100)=60g,∴析出甲=180-60=120g。
(2)125×20%=25g水有125-25=100g,此100g水在40℃
可溶解甲=60g,故需再加入甲=60-25=35g才饱和。
)
5.NaCl及KNO3在不同温度及不同溶剂中之溶解度如下表,现有一试样含8克KNO3及2克NaCl,试回答下列问题:
甲
乙
丙
丁
25℃时100克溶剂溶解克数
KNO3
6
15
10
10
NaCl
3
25
14
25
80℃时100克溶剂溶解克数
KNO3
20
70
80
80
NaCl
50
70
60
35
(1)加热至80℃,欲分离此试样,所需试剂最理想量是若干克?
(2)理论上,由80℃将上述溶液降至25℃时,可得KNO3多少克?
:
(1)10克;
(2)7克
(5.
(1)80℃,欲完全溶解8克KNO3,需溶剂丁x克=,x=10克。
(2)25℃,10克溶剂丁可溶解KNO3==1(克),∴析出8-1=7(克)。
)
一、单选题:
(1.有晶体存在,为饱和。
)
( B )1.某人配制食盐水溶液,将200克食盐置入500克、20℃的水中。
完全搅拌后,发现溶液底部沉有过量之食盐晶体。
此溶液是:
(A)过饱和溶液 (B)饱和溶液
(C)未饱和溶液 (D)理想溶液
(2.由图可知甲降温溶解度小,可达饱和;乙升温溶解度小,可达饱和。
)
( C )2.物质甲与乙在溶剂中的溶解度和温度
的关系如右图。
现有甲和乙的未饱和
溶液各一,若要达到饱和溶液可利用
下列什么方法?
(A)分别使甲与乙的温度升高
(B)分别使甲与乙的温度下降
(C)使甲的温度下降,乙的温度升高
(D)使甲的温度升高,乙的温度下降
( D )3.右图为NaCl、NaNO3、
KCl、KNO3溶解度与温度的关系图。
今将此四种盐类各100克分别加入各含100克纯水之四个烧杯中并加热至100℃,趁热过滤,滤液慢慢冷却至
40℃,使固体结晶析出。
比较四个烧杯中所析出晶体的重量,下列叙述何者正确?
(A)KCl最多,NaCl最少 (B)KCl最多,KNO3最少
(C)KNO3最多,NaCl最少 (D)KNO3最多,NaNO3最少
(3.NaNO3在40℃溶解度仍大于100g/100g水,故不析出;KNO3在40℃溶解度为60g/100g水,故
析出40g;KCl在100℃溶解度约48g/100g水,在40℃溶解度约35g/100g水,析出13g;NaCl
在100℃溶解度约40g/100g水,在40℃溶解度约38g/100g水,析出2g,故选(D)。
)
(4.溶解放热,则温度愈高,溶解度愈小,选(E)。
)
( E )4.有五种化合物,其溶解度(每100克水中,所含溶质的克数)和温度的关系如下图,试问哪一种化合物溶解的过程为放热反应?
(A)NaNO3 (B)CaCl2
(C)KCl (D)Na2SO4.10H2O
(E)Na2SO4
( D )5.王同学在不同的温度分别进行盐类化
合物甲(
)与乙(
)在水中的溶
解度实验,得到的结果如右图。
已知
溶解度定义为每100克的水所溶解
的化合物质量(克),则下列叙述,
哪一项正确?
(A)甲的溶解度总是比乙大
(B)在摄氏80度时,甲的溶解度是乙的两倍
(C)当溶液温度上升,甲与乙溶解度皆变大
(D)在摄氏50度时,甲与乙溶解度几乎相同
(E)于摄氏80度时,将20克的乙溶于50克的水中,将此溶液温度缓
慢降低至摄氏50度,溶液中会出现化合物乙结晶
( C )6.某盐在100克水中的溶解度
如右图所示。
下列叙述何者
正确?
【94.学测】
(A)此盐的溶解度随着温度的
升高而增大
(B)使用降温法可将此盐从饱
和的水溶液中析出
(C)在50℃与60℃之间,此盐在水中的溶解度大致相等
(D)于10℃时,放此盐30克于100克水中,充分搅拌后则其溶解度为
18克
二、多选题:
(AB)1.晶体试样甲、乙、丙三种,假定在小
温度的范围内,其溶解度(克/100克
水)曲线可简化为如右图。
今在室温
20℃,配制甲、乙、丙三种试样的饱
和溶液,分别过滤得到澄清溶液后,
做了下列实验。
试问下列叙述哪些正
确?
(A)升温或降温,丙溶液都不会有晶体析出
(B)若将各溶液分别降温至15℃,则甲晶体会析出
(C)若将各溶液的温度,从20℃升温至35℃,则只有乙晶体会析出
(D)若将各溶液升温至30℃后过滤,所得澄清溶液在30℃蒸发。
当蒸
发到溶液的体积变为原体积的约十分之九时,甲与乙的晶体会析出
(E)若将各溶液升温至35℃后过滤,所得澄清溶液在35℃蒸发。
当蒸
发到溶液的体积变为原体积的约十分之九时,乙与丙的晶体会析出
(AB)2.右图为硝酸钾(KNO3)
在不同温度之水中的溶解度(定义为每100公克水所能溶解之硝酸钾公克数)。
王同学在26℃时,将30公克硝酸钾加入50公克水中,充分搅拌以达成溶解平衡。
下列叙述哪些正确?
(应选3项)
(A)当混合液达成溶解平衡时,尚有10公克的硝酸钾未溶解
(B)再加入25公克水,可使硝酸钾完全溶解,形成饱和溶液
(C)在饱和溶液中,加入愈多的水,硝酸钾在水中的溶解度愈大
(D)若将原混合液加热至38℃时,则硝酸钾刚好可完全溶解,形成饱和
溶液
(2.(A)26℃之溶解度=,X=20,所以尚有30-20=10g未溶解之KNO3;(B)26℃之溶解度=,Y=75,须再加入75-50=25g水;(C)溶解度受温度影响,与所加入的水量无关;(D)由图观察可知:
38℃之溶解度=,恰可形成饱和溶液;(E)20℃之溶解度=,Z=16,所以会析出20-16=4gKNO3。
)
(AB)3.右图是甲与乙的溶解度曲线。
下列有
关溶解度与浓度的叙述,哪些正确?
(应选3项)
(A)在55℃时的溶解度甲>乙
(B)在40℃时,对溶质乙而言,在点
的浓度为50g/100g水
(C)在20℃时,配制甲与乙的饱和溶液均会使水温上升
(D)对溶质甲与乙而言,在点
的重量百分浓度相同
(E)将同在60℃的甲与乙的饱和溶液,冷却至20℃时,析出的质量甲
<乙
(4.(A)部分盐类溶解度随温度升高而减小;(B)气体溶解度随该气
体压力增加而增大,与他种气体压力无关;(E)亨利定律适用溶解度小的气体。
)
(CD)4.下列有关溶解度的叙述,何者正确?
(应选2项)
(A)盐类在水中的溶解度均随温度增加而增加
(B)混合气体中,某物种在水中的溶解度随总压增加而增加
(C)气体在水中的溶解度随温度增加而减少
(D)亨利定律不适用于氨气在水中的溶解度
(E)亨利定律在气体溶解度愈大时愈适用
三、非选题:
1.将等重量的NaNO3与KNO3充分均匀混合
后,另取一个醇类有机化合物为溶剂,进
行混合物的溶解度量测实验,量测结果如
右图所示,其纵轴为100克溶剂中溶质的
克数。
试问:
(1)在160℃时,100克的溶液溶有
克的溶质。
(2)在160℃时,100克的溶剂溶有 克的溶质。
:
(1)50;
(2)100