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【热点题型】47 溶解度 溶解曲线
1.溶解度
固体物质的溶解度 定义:在一定温度下,某固体物质在100g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为g。
利用饱和溶液求溶解度的公式:S固体=×100 g。
影响因素:①溶剂的影响,如NaCl易溶于水不易溶于汽油。②温度的影响:升高温度,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质的溶解度减小,如Ca(OH)2。
气体物质的溶解度 定义:通常指该气体(压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积；常记为1∶x。如NH3在常温常压下溶解度为1∶700。
影响因素:气体溶解度的大小与温度和压强有关,温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。
2．常见物质的溶解度曲线：
(1)溶解度曲线的含义
①不同物质在各温度时的溶解度不同。
②两曲线交点的含义：表示两物质在某温度时有相同的溶解度
③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小
④能反映出溶解度随温度变化的趋势
(2)影响因素：溶剂和温度。
①溶剂的影响：如NaCl易溶于水，不易溶于汽油。
②温度的影响：大多数固体的溶解度随温度升高而增大，Ca(OH)2相反。
3．溶解度与结晶方法
(1)对于大多数固体物质，溶解度随温度升高而增大，如KNO3，应采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法结晶。
(2)对于溶解度随温度变化不大的固体物质，如NaCl，应采取蒸发结晶的方法结晶。
(3)若KNO3溶液中混有NaCl，结晶的方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，从而得到较纯净的KNO3固体。
(4)若NaCl溶液中混有KNO3，结晶的方法是：蒸发浓缩至有较多固体析出时趁热过滤，从而得到较纯净的NaCl固体。
(5)带有结晶水的晶体，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。
4．根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法
(1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶，趁热过滤的方法。
(2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法;若KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
【专题训练】
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)20 ℃时，100 g NaCl饱和溶液中含有26.5 g NaCl，因此NaCl在20 ℃时的溶解度为26.5 g。(　×　)
(2)任何物质的溶解度都随温度升高而增大。(　×　)
(3)20 ℃时KNO3的溶解度约为30 g，则该溶液的溶质质量分数为30%。(　×　)
(4)因为KNO3的溶解度大，故可以用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl。(　×　)
(5)如图表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80 ℃时KNO3的不饱和溶液。(　√　)
(6)A、B、C三种物质的溶解度曲线如图所示，
将t2 ℃时等质量A、B、C的饱和溶液降温到t1 ℃时，析出的晶体A最多。(　√　)
2．2019年10月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射通信技术试验卫星四号。高氯酸钾(KClO4)可作为火箭推进剂，下表是高氯酸钾在不同温度的溶解度。下列说法正确的是(　　)
温度/℃ 20 40 60 80
溶解度/g 1.68 3.73 7.3 13.4
A.20 ℃时高氯酸钾的溶解度为1.68
B．40 ℃时，将4 g高氯酸钾溶于100 g水中可得到104 g溶液
C．80 ℃的高氯酸钾饱和溶液冷却至40 ℃有结晶现象
D．高氯酸钾的溶解度随温度升高而减小
【答案】C
【解析】
溶解度的单位是克，20 ℃时高氯酸钾的溶解度为1.68 g，A错误；40 ℃时，高氯酸钾的溶解度为3.73 g，不能得到104 g溶液，B错误；高氯酸钾在不同的温度时溶解度不同，随着温度的升高而增大，80 ℃的高氯酸钾饱和溶液冷却到40 ℃，有晶体析出，有结晶现象，C正确，D错误。
3．下表是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水)：(假设：盐类共存时不影响各自的溶解度，分离晶体时，溶剂的损耗忽略不计)
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10 ℃ 80.5 21.2 35.7 31.0
100 ℃ 175 246 39.1 56.6
用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料，制取硝酸钾晶体，其流程如图所示
以下说法错误的是(　　)
A．①和②的实验过程中，都需要控制温度
B．实验①操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
C．实验②操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
D．用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好
【答案】C
【解析】
①为蒸发浓缩，②为冷却结晶，均需要控制温度，故A正确；①实验分离出NaCl，操作依次为：加水溶解、蒸发浓缩结晶，趁热过滤，故B正确；②实验操作为冷却结晶，故C错误；用95%的酒精洗涤所得KNO3晶体比较好，可减少KNO3的溶解，D正确，故选C。
4．蔗糖是生活中常用的调味剂，其溶解度曲线如图。下列说法正确的是(　　)
A．蔗糖在热水中的溶解度比在冷水中的小
B．将蔗糖饱和溶液蒸发溶剂后恢复至原温度，有结晶现象
C．温度升高，溶液中蔗糖的质量分数一定增大
D．t1 ℃和t2 ℃时的两份蔗糖溶液，所含溶质的质量不可能相等
【答案】B
【解析】
由图可知蔗糖的溶解度随温度的升高而增大，故A错误；将蔗糖的饱和溶液蒸发溶剂后再恢复到原来的温度，则原来溶解在这部分溶剂中的溶质就会结晶析出，故B正确；如果只是单纯的温度升高，在不考虑溶剂蒸发的情况下，溶液中若没有未溶解的溶质存在，则溶液中溶质的质量分数不发生变化，故C错误；由于温度越高溶解度越大，只能说这两个温度下的饱和溶液中溶质的质量分数不可能相等，但溶液所含溶质的质量可能相等，故D错误。
5．如图是MgSO4、NaCl的溶解度曲线。下列说法正确的是(　　)
A．MgSO4的溶解度随温度升高而增大
B．NaCl的溶解度比MgSO4的溶解度大
C．在t2℃时，MgSO4的饱和溶液通过降温或升温均能析出晶体
D．把MgSO4饱和溶液的温度从t3℃降至t2℃时，会有晶体析出
【答案】C
【解析】
A项，t2℃之前，MgSO4的溶解度随温度的升高而增大，t2℃之后，随温度的升高而降低；B项，t1℃、t3℃时，NaCl、MgSO4的溶解度相等；C项，t2℃时溶解度最大，温度升高或降低，溶解度均减小；D项，把MgSO4饱和溶液的温度从t3℃降至t2℃时，由饱和溶液变成不饱和溶液，不会有晶体析出。
6．有关物质的溶解度如图所示。向“含Na2Cr2O7的滤液”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到______得到的K2Cr2O7固体产品最多。(　　)
A．80 ℃　　　 B．60 ℃　　　
C．40 ℃　 D．10 ℃
【答案】D
【解析】
发生反应为2KCl＋Na2Cr2O7===K2Cr2O7＋2NaCl，根据题图，可知温度越低，K2Cr2O7的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，即冷却到10 ℃左右时得到的K2Cr2O7固体最多，故D项正确。
7．溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
【答案】A
【解析】
从图像可看出随温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐升高，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A项错误；温度升高，其溶解速度加快，B项正确；60 ℃时饱和溶液中AgBrO3的物质的量浓度约为≈2.5×10－2mol/L，其Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)≈6×10－4，C项正确；由于AgBrO3的溶解度比较小，故KNO3中含有AgBrO3时，可采用重结晶的方法提纯，D项正确。
8．高氯酸铵(NH4ClO4)常作火箭发射的推进剂，实验室用NaClO4、NH4Cl等原料制取NH4ClO4(部分物质的溶解度如图1、图2所示)，其实验流程如图3所示。
①反应器中发生反应的基本反应类型是　。
②图3所示流程中由粗产品获得纯净高氯酸铵的方法(操作Ⅰ)为　。
③洗涤粗产品时，宜用　 (填“0 ℃冷水”或“80 ℃热水”)洗涤。
④已知NH4ClO4在400 ℃时分解为N2、Cl2、H2O等。某课题组设计实验探究NH4ClO4的分解产物(假设装置内药品均足量，部分夹持装置已省略)。
实验开始前，已用CO2气体将整套实验装置中空气排尽；焦性没食子酸溶液用于吸收氧气。
A．写出高氯酸铵分解的化学方程式：　 。
B．为了验证NH4ClO4的分解产物，按气流从左至右，装置的连接顺序为A→　(填装置对应的字母)，证明氧气存在的实验现象为　 。
C．若将装置E的硬质玻璃管中的Cu粉换成Mg粉，向得到的产物中滴加蒸馏水，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。滴加蒸馏水发生反应的化学方程式为　 。
【答案】①复分解反应 ②重结晶 ③ 0 ℃冷水 ④A．
2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O↑　。
B． F→B→D→C→E→H→G　， 装置E的硬质玻璃管中红色粉末变为黑色　。
C． Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑　。
【解析】
①由题图3可知，高氯酸钠与氯化铵反应可生成高氯酸铵，由质量守恒定律可知化学方程式为NaClO4＋NH4Cl===NH4ClO4＋NaCl，该反应为复分解反应。②由题图1、2可知，NH4ClO4的溶解度受温度的影响较大，且一定温度下与NaClO4、NH4Cl、NaCl的溶解度相差较大，可以使用重结晶的方法从粗产品中获得纯净的高氯酸铵。③由题图2可知，NH4ClO4的溶解度随温度的升高而增大，因此洗涤NH4ClO4粗产品时，应选用0 ℃冷水洗涤，减少NH4ClO4溶解损耗。④A.由题干可知，400 ℃时NH4ClO4分解产生N2、Cl2和H2O等，该反应中氮元素的化合价由－3升高到0，氯元素的化合价由＋7降低到0，由氧化还原反应中化合价升降总数相等知，还应有元素的化合价升高，只能为氧元素，所以还有O2生成，再结合质量守恒定律可写出化学方程式：2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O↑。B.检验产生的产物时，应先用无水CuSO4(装置F)检验H2O(g)，再用湿润的红色布条(装置B)检验Cl2。O2的检验需要利用O2能将铜氧化的性质，由于Cl2同样具有氧化性，因此需先用NaOH溶液(装置D)除去Cl2，再通过浓硫酸(装置C)干燥，然后将气体通过Cu粉(装置E)检验O2。装置G利用排水集气法收集N2用于后续检验，由于O2也难溶于水，因此需先用焦性没食子酸溶液(装置H)吸收O2，因此装置的连接顺序为A→F→B→D→C→E→H→G。O2将铜氧化为黑色的氧化铜，则证明O2存在的实验现象为装置E中红色粉末变为黑色。C.滴加蒸馏水产生的使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，说明装置E中氮气和Mg反应生成了Mg3N2，Mg3N2与水反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。
9.如图是X、Y、Z三种固体物质的溶解度曲线。按要求回答下列问题：
(1)若X溶液中混有少量Y，怎样提纯X
加热浓缩，冷却结晶，过滤。
(2)若Y溶液中混有少量的X，怎样提纯Y
蒸发结晶，趁热过滤。
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【热点题型】47 溶解度 溶解曲线
1.溶解度
固体物质的溶解度 定义:在一定温度下,某固体物质在100g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在该溶剂里的溶解度,其单位为g。
利用饱和溶液求溶解度的公式:S固体=×100 g。
影响因素:①溶剂的影响,如NaCl易溶于水不易溶于汽油。②温度的影响:升高温度,大多数固体物质的溶解度增大,少数物质的溶解度减小,如Ca(OH)2。
气体物质的溶解度 定义:通常指该气体(压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积；常记为1∶x。如NH3在常温常压下溶解度为1∶700。
影响因素:气体溶解度的大小与温度和压强有关,温度升高,溶解度减小;压强增大,溶解度增大。
2．常见物质的溶解度曲线：
(1)溶解度曲线的含义
①不同物质在各温度时的溶解度不同。
②两曲线交点的含义：表示两物质在某温度时有相同的溶解度
③快速比较两种物质在某温度时溶解度的大小
④能反映出溶解度随温度变化的趋势
(2)影响因素：溶剂和温度。
①溶剂的影响：如NaCl易溶于水，不易溶于汽油。
②温度的影响：大多数固体的溶解度随温度升高而增大，Ca(OH)2相反。
3．溶解度与结晶方法
(1)对于大多数固体物质，溶解度随温度升高而增大，如KNO3，应采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法结晶。
(2)对于溶解度随温度变化不大的固体物质，如NaCl，应采取蒸发结晶的方法结晶。
(3)若KNO3溶液中混有NaCl，结晶的方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，从而得到较纯净的KNO3固体。
(4)若NaCl溶液中混有KNO3，结晶的方法是：蒸发浓缩至有较多固体析出时趁热过滤，从而得到较纯净的NaCl固体。
(5)带有结晶水的晶体，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。
4．根据溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法
(1)溶解度受温度影响较小的物质采取蒸发结晶的方法;若NaCl溶液中含有KNO3,应采取蒸发结晶，趁热过滤的方法。
(2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法;若KNO3溶液中含有NaCl,应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
【专题训练】
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)20 ℃时，100 g NaCl饱和溶液中含有26.5 g NaCl，因此NaCl在20 ℃时的溶解度为26.5 g。(　　)
(2)任何物质的溶解度都随温度升高而增大。(　)
(3)20 ℃时KNO3的溶解度约为30 g，则该溶液的溶质质量分数为30%。(　　)
(4)因为KNO3的溶解度大，故可以用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl。(　　)
(5)如图表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80 ℃时KNO3的不饱和溶液。(　　)
(6)A、B、C三种物质的溶解度曲线如图所示，
将t2 ℃时等质量A、B、C的饱和溶液降温到t1 ℃时，析出的晶体A最多。(　　)
2．2019年10月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射通信技术试验卫星四号。高氯酸钾(KClO4)可作为火箭推进剂，下表是高氯酸钾在不同温度的溶解度。下列说法正确的是(　　)
温度/℃ 20 40 60 80
溶解度/g 1.68 3.73 7.3 13.4
A.20 ℃时高氯酸钾的溶解度为1.68
B．40 ℃时，将4 g高氯酸钾溶于100 g水中可得到104 g溶液
C．80 ℃的高氯酸钾饱和溶液冷却至40 ℃有结晶现象
D．高氯酸钾的溶解度随温度升高而减小
3．下表是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水)：(假设：盐类共存时不影响各自的溶解度，分离晶体时，溶剂的损耗忽略不计)
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10 ℃ 80.5 21.2 35.7 31.0
100 ℃ 175 246 39.1 56.6
用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料，制取硝酸钾晶体，其流程如图所示
以下说法错误的是(　　)
A．①和②的实验过程中，都需要控制温度
B．实验①操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
C．实验②操作依次为加水溶解、蒸发浓缩结晶、趁热过滤
D．用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好
4．蔗糖是生活中常用的调味剂，其溶解度曲线如图。下列说法正确的是(　　)
A．蔗糖在热水中的溶解度比在冷水中的小
B．将蔗糖饱和溶液蒸发溶剂后恢复至原温度，有结晶现象
C．温度升高，溶液中蔗糖的质量分数一定增大
D．t1 ℃和t2 ℃时的两份蔗糖溶液，所含溶质的质量不可能相等
5．如图是MgSO4、NaCl的溶解度曲线。下列说法正确的是(　　)
A．MgSO4的溶解度随温度升高而增大
B．NaCl的溶解度比MgSO4的溶解度大
C．在t2℃时，MgSO4的饱和溶液通过降温或升温均能析出晶体
D．把MgSO4饱和溶液的温度从t3℃降至t2℃时，会有晶体析出
6．有关物质的溶解度如图所示。向“含Na2Cr2O7的滤液”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到______得到的K2Cr2O7固体产品最多。(　　)
A．80 ℃　　　 B．60 ℃　　　
C．40 ℃　 D．10 ℃
7．溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
8．高氯酸铵(NH4ClO4)常作火箭发射的推进剂，实验室用NaClO4、NH4Cl等原料制取NH4ClO4(部分物质的溶解度如图1、图2所示)，其实验流程如图3所示。
①反应器中发生反应的基本反应类型是　。
②图3所示流程中由粗产品获得纯净高氯酸铵的方法(操作Ⅰ)为　。
③洗涤粗产品时，宜用　 (填“0 ℃冷水”或“80 ℃热水”)洗涤。
④已知NH4ClO4在400 ℃时分解为N2、Cl2、H2O等。某课题组设计实验探究NH4ClO4的分解产物(假设装置内药品均足量，部分夹持装置已省略)。
实验开始前，已用CO2气体将整套实验装置中空气排尽；焦性没食子酸溶液用于吸收氧气。
A．写出高氯酸铵分解的化学方程式：　 。
B．为了验证NH4ClO4的分解产物，按气流从左至右，装置的连接顺序为A→　(填装置对应的字母)，证明氧气存在的实验现象为　 。
C．若将装置E的硬质玻璃管中的Cu粉换成Mg粉，向得到的产物中滴加蒸馏水，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。滴加蒸馏水发生反应的化学方程式为　 。
9.如图是X、Y、Z三种固体物质的溶解度曲线。按要求回答下列问题：
(1)若X溶液中混有少量Y，怎样提纯X
。
(2)若Y溶液中混有少量的X，怎样提纯Y
。
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