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第7节 物质在水中的溶解
联想情景导入
蔗糖或食盐很容易溶解在水里，但是。在一杯水里是不是可以无限制地溶解呢？生活经验告诉我们，在杯水里，如果蔗糖或食盐放得太多，在杯底就会剩下溶解不了的蔗糖或食盐。这种现象告诉我们，在一定的温度下，物质在一定量的溶剂里溶解的量是有限的。
我们已经知道，在相同的条件下。有些物质容易溶解在水里，而有些物质很难溶解，也就是说各种物质在水里的溶解能力是不同的。例如：食盐容易溶解在水里。却很难溶解在汽油里；油脂很难溶解在水里，却很容易溶解在汽油里，用汽油擦洗衣服上的油污，正是利用了油脂容易溶解在汽油里的性质。
在许多情况下，仅仅了解物质的溶解性是远远不够的，人们需要精确地知道在一定量的溶剂里最多能溶解多少溶质。这就要学习溶解度的有关知识。
相关公式：溶液中的溶质的质量分数==
重点知识详解
一、饱和溶液和不饱和溶液
1．物质的溶解性实验；在烧杯中加约20毫升水，用酒精灯加热约至70℃，往烧杯中加硫酸铜晶体，每次加一匙，用玻璃棒不断搅拌，结果看到加到一定时间。硫酸铜晶体不能再溶解了。
实验结论：上述实验中看到的现象可以说明在一定温度下。一定量溶剂溶解物质的能力是有限的，即溶解可以达到一个最大值。
2．饱和溶液和不饱和溶液：在一定温度下，在一定量的溶剂里不能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液，还能继续溶解某种溶质的溶液称为这种溶质的不饱和溶液。
3．饱和溶液与不饱和溶液的相互转化：21世纪教育网
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二、饱和溶液、不饱和溶液与溶液浓稀之间的关系
实验：在两支试管中各盛约l0毫升的水，分别加入10克蔗糖和0.2克熟石灰，可以看到蔗糖在水中全部溶解(浓度较大)却未达到饱和，而熟石灰却溶解极少(浑浊)已达到饱和。
实验结论：
(1)浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液不一定是不饱和溶液；
(2)对于同一种溶质和溶剂的溶液来说，在一定温度下的饱和溶液一定比不饱和溶液浓一些。
三、溶解度
1．溶解度：在一定温度下。某物质在100克溶剂中达到饱和状态时所溶懈的质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。
2．对固体溶解度涵义理解时。应注意以下几点：21世纪教育网
(1)要强调在一定的温度下，因为温度变化对溶解度大小有一定影响；
(2)各种固体物质的溶解度需要对溶剂量制定一个统一的标准，涵义中100克溶剂作为标准；
(3)因为每一种溶质在一定量溶剂里达到饱和和不饱和状态时溶解溶质的量是不同的，所以应规定达到饱和状态；
(4)这里指的质量用克作单位，与溶剂单位一致。
3．物质的溶解性与溶解度[室温(20℃)时的溶解度]的关系：
溶解性等级 易 溶 可 溶 微 溶 难 溶
溶解度 >10克 1～l0克 0.01～1克 <0.Ol克
举 例 食盐、硝酸钾 氯酸钾 氢氧化钙 碳酸钙
4．影响固体溶解度大小的因素。
(1)提出探究的问题：影响硝酸钾溶解度大小的因素有哪些？
(2)建立假设：温度可能是影响硝酸钾溶解度大小的因素。
(3)设计实验：
①在室温下配制硝酸钾的饱和溶液；
②给饱和溶液加热后再加入硝酸钾，现象：硝酸钾又溶解了，一直加到硝酸钾不能再溶解为止；21世纪教育网
③将上述饱和溶液冷却到室温，现象：有较多的硝酸钾固体析出。
(4)实验结论：硝酸钾的溶解度随温度升高而增大，随温度的降低而减小，温度是影响硝酸钾溶解度大小的因素。
5．固体物质的溶解度曲线。
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(1)溶解度曲线的表示意义。21世纪教育网
①曲线上每个点表示某温度下某溶质的溶解度；
②溶解度曲线表示同一物质在不同温度时的不同溶解度数值；
③不同曲线同一温度的点线表示不同物质在同一温度时的溶解度数值；
④曲线表示物质的溶解度受温度变化影响大小的情况；
⑤两条曲线的交点，表示在该温度下两种物质的溶解度相等；
⑥曲线上每个点所配制的溶液是该温度下这种溶质的饱和溶液，曲线下方的点表示对应温度下该溶质的不饱和溶液。
(2)从固体物质溶解度曲线图中可以看出：
①大多数固体物质的溶解度，随温度升高而增大，如硝酸钾；
②少数固体物质的溶解度，受温度影响不大，如氯化钠；
③极少数固体物质的溶解度，随温度升高而减小，如氯氧化钙。
四、溶质的质量分数
1．溶质的质量分数：溶液中溶质的质量分数是指溶质质量与溶液质量的比值。
2．计算公式：21世纪教育网
溶液中的溶质的质量分数==
(1)溶质的质量分数只是一个比值，没有单位；
(2)溶质的质量分数可以用小数或百分数表示；
(3)公式的变换形式：m质=m液×溶质的质量分数。
五、配制50克溶质质量分数为l0％的氯化钠溶液
1．计算：配制50克溶质质量分数为l0％的氯化钠溶液需要氯化钠5克，水45克。
2．称量和量取：用托盘天平称取所需的氯化钠，放入烧杯中。用量筒量取所需的水，倒人盛有氯化钠的烧杯里。
3．溶解：用玻璃棒搅拌烧杯中的氯化钠和水，使氯化钠全部溶解。
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精典例题解析
[例1] 50℃的某硝酸钾饱和溶液冷却至20℃时，没有发生变化的是 ( )
A．溶液的质量 B．溶质的质量
C．溶剂的质量 D．溶质的质量分数
[解析] 硝酸钾的溶解度随温度的升高而升高。温度降低，解度减小，有硝酸钾晶体析出，溶质的质量减小，溶液的质量减小，溶质的质量分数减小，溶剂的质量不变。
[答案] C
[例2] 下列关于饱和溶液的叙述正确的是 ( )
A．饱和溶液在任何时候都不可能再溶解物质21世纪教育网
B．在一定温度下，某物质的饱和溶液是该温度下该物质浓度最大的溶液
C．在一定温度下向硝酸钾的饱和溶液中加入少量硝酸钾晶体后，溶液质一量变大
D．在一定温度下，在食盐的饱和溶液中，加入少量硝酸钾，则晶体不再溶解
[解析] 此题考查的是饱和溶液的概念。饱和溶液是指在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能继续溶解某种溶质的溶液。所以温度不变，某物质的饱和溶液就是该温度下该物质浓度最大的溶液。选项B正确。给饱和溶液升温或增加溶剂可以使其向不饱和溶液转化，能继续溶解物质，所以A的叙述不正确。根据饱和溶液的概念C中再加入少量KNO3。已经不能继续溶解。所以溶液质量不变。D中在一定温度下，一定量溶液中对某种物质已成为饱和溶液，但对其他溶质仍为不饱和溶液，所以食盐的饱和溶液中加入硝酸钾仍可继续溶解。
[答案] B
[例3] 关于硝酸钾溶解度的说法中正确的是 ( )
A．20℃时，20g硝酸钾溶在100g水里，所以20℃时硝酸钾的溶解度是20g
B．20℃时，把20g硝酸钾溶在水里制成饱和溶液，所以20℃时硝酸钾的溶解度是20g
C．把31.6g硝酸钾溶在100g水里，形成饱和溶液，所以20℃时硝酸钾的溶解度是31.6g
D．20℃时，把31.6g硝酸钾溶在lO0g水里，形成饱和溶液，所以20℃时硝酸钾的溶解度是31.6g
[解析] 本题关键是抓住4个要素：(1)在一定温度下；(2)在lOOg水里；(3)达到饱和状态；(4)所溶解溶质的克数。A缺少“饱和状态”。B不是“在100g溶剂里”。C缺少“一定温度”。 21世纪教育网
[答案] D
[例4] 每天补充适量的维生素C，有利于提高人体免疫力。某维生索C泡腾片，每片含lg维生素C，将l片该泡腾片投入适量水中，最终得到250g溶液，此溶液中维生素C的质量分数为 ( )
A．0.4％ B．1％ C．2.5％ D．4％
[解析] 本题考查溶液最基本的计算，根据溶质质量分数的定义进行计算。溶质的质量为lg．，溶液的质量为250g，由，溶质质量分数=溶质的质量/溶液的质量，即可求得。
[答案] A
[例5] 生物实验小组探究选稻种的实验，需配制质量分数为10％的氯化钠溶液105g。实验操作步骤如图所示：
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(1)计算应称取氯化钠_________g，需加水________mL(把水的密度近似看作lg／cm )。
(2)如果配制的氯化钠溶液的溶质质最分数小于l0％，则造成误差的原因可能有(请举两条)：①______________________________________________________________________；②____________________________________________________________________________。
[解析] 本题考查溶液配制的相关知识。配制一定质量分数溶液的步骤主要有①计算；②称取或量取；③溶解。计算时应根据溶液质量和溶质质量分数求出溶质质量和溶剂质量。然后应用密度公式计算出溶剂的体积。本题中所需氯化钠的质量为：l05g×10％=10.5g。需加水的体积为：(105 - 10.5)÷1g／cm = 94.5cm = 94.5mL。配制的氯化钠溶液中溶质的质量分数小于10％，原因是多方面的，以下几条可作参考：①氯化钠固体中有杂质；②烧杯中原先有水；③天平读数有误；④读数时，视线仰视了量筒刻度；⑤天平未调零等等。
[答案] (1)10.5 94.5 (2)①氯化钠固体中有杂质；②烧杯中原先有水；③天平读数有误；④读数时，视线仰视了量筒刻度；⑤天平未调零等等。(任选两条即可)
实践创新应用
1．20℃时，向一盛有40g氯化钠的烧杯内加入100g水，充分搅拌后静置，烧杯底部仍有未溶解的氯化钠固体，过滤得到4g固体和澄清溶液。下列有关叙述错误的是 ( )
A．该溶液中溶质的质量等于36g
B．20℃时氯化钠在水中的溶解度为36g
C．该溶液中溶质的质量分数等于36％
D．加水后该溶液变为不饱和溶液21世纪教育网
2．下列有关溶液的说法正确的是 ( )
A．食盐水中水是溶剂
B．物质投入水中搅拌均匀就能形成溶液
C．无色的液体都是溶液
D．饱和溶液一定是浓溶液
3．在配制一定质量分数的氯化钠溶液时，下列出现的操作失误，会引起所配溶液的溶质质量分数降低的是 ( )
A．用托盘天平称量氯化钠时，将砝码放在左盘，但未使用游码
B．用量筒量取蒸馏水读数时，仰视凹液面的最低处
C．将量筒中的水倒入烧杯时，量筒中有少量水残余
D．将配好的氯化钠溶液转移到细口瓶中时，不慎洒出部分溶液
4．木糖醇是一种理想的蔗糖替代品，它的溶解度曲线如图所示。据图判断，下列关于木糖醇溶解度的叙述正确的是 ( )
A．30℃时溶解度是70克
B．60℃时溶解度是70克
C．溶解度不受温度影响
D．溶解度随温度的升高而降低
5．人体血液的无机盐质量分数约为0.9％。研究表明，30亿年前原始海水的无机盐质量分数也约为0.9％。对此，下列观点不可取的是 ( )
A．人类的祖先可能是从原始海洋中的原始生命逐渐进化而来的
B．人体血液和原始海水的无机盐质量分数相同纯属巧合
C．人体血液和原始海水之间存在着某种尚未被认识的关系
D．人体血液仍然带有原始海水的某些印痕21世纪教育网
6．把60℃的硝酸钾饱和溶液冷却到20℃，下列叙述错误的是 ( )
A．溶解度减小 B．溶液的质量不变
C．溶液由浓变稀 D．溶剂的质量不变
7．嵊泗是个易旱缺水的海岛县，现在依靠海水淡化技术，每天可生产6600吨淡水，解决了缺水问题。该技术(原理如图所示)采用对海水加压。海水中的溶剂分子可以通过半透膜，而溶质分子很难透过。下列说法正确的是 ( )
A．浓海水中溶质质量增加
B．水分子能透过半透膜
C．浓海水的溶质质量分数减小
D．解决了缺水问题，就可以不用节水了
8．实验室中有饱和食盐水和蒸馏水各一瓶，为了区分它们，某学习小组的同学设计了以下四种方案。你认为不能把两者区分开来的是 ( )
A．进行导电性试验，能导电的是饱和食盐水
B．用压强计来测定同深度处的压强，压强较大的是饱和食盐水
C．分别加入少量食盐晶体，晶体不能继续溶解的是饱和食盐水
D．用普通显微镜观察，能看到钠离子的是饱和食盐水21世纪教育网
9．室温下，一杯饱和食盐水露置在空气中一段时间，有少量晶体析出，是因为 ( )
A．氯化钠的溶解度变小 B．溶液中溶质质量分数变小
C．溶剂质量减小 D．溶液变成不饱和溶液
10．下列对右图所示的溶解度曲线图分析正确的是( )
A．30℃时，甲的溶解度小于乙的溶解度
B．乙物质溶解度随温度变化比甲大
C．18℃时，甲、乙两物质的溶解度相等
D．甲物质的溶解度一定大于乙物质的溶解度
11．A、B两烧杯中均盛有100克水，分别加入不同质量的同种固体物质，用玻璃棒搅拌使其充分溶解，现象如图所示。此时，_________烧杯中的溶液一定是该温度下的饱和溶液。
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12．木糖醇是一种理想的蔗糖替代品，适合糖尿病患者食用。木糖醇和蔗糖的溶解度曲线如图，据图回答：
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(1)30℃时，木糖醇的溶解度______蔗糖的溶解度。(选填“大于”小于”或“等于”)
(2)60℃时，向100克水中加入80克木糖醇，充分溶解后，所得的溶液是________溶液(选填“饱和”或“不饱和”)，该溶液的溶质质量分数为______________。
13．某温度时，有ng溶质配成mg不饱和溶液，若再加入bg溶质，恰好得到该温度下的饱和溶液，此时饱和溶液的质量为_______g，溶剂的质量为______g，溶质的质量为______g。
14．下表是氯化钾在不同温度时的溶解度，根据溶解度完成下列填空：
温 度／℃ O 20 40 60 80 100
溶解度／g 27.6 34 40 45.5 51.5 56.7
(1)氯化钾溶解度随温度升高而____________；
(2)将35g KCl溶解在40℃的100g水中得到的是KCl的________溶液；若将此溶液降温至0℃，则有________g晶体析出；
(3)将35g KCl溶解在60℃的100g水中，得到的是不饱和溶液，需加入______g KCl才能变为60℃的饱和溶液；
(4)将70g KCl溶解在80℃的l00g水中，此时得到溶液的质量是_________g。
15．某同学欲配制100g质量分数为2.5％的氢氧化钠溶液，该同学进行如下实验操作：
(1)称取2.5g固体氢氧化钠：在天平两托盘上各放一张质量相同的纸片，然后在左盘按2g砝码，游码拔至0.5g处，再在右盘上加固体氢氧化钠至天平平衡。指出该同学称量操作中的两个错误；21世纪教育网
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)配制溶液：用量筒量取l00mL水，然后将氢氧化钠固体加入量筒中的水里，边加边搅拌，直至氢氧化钠固体完全溶解。
指出配制过程中的两处错误及其后果：
错 误 后 果
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16．日常生活中我们要科学地节约用水。现有一件刚用洗涤剂洗过的衣服，“拧干”后湿衣服上残留的溶液为lO0g，其中含洗涤剂的质量分数为1％，则湿衣服上残留的洗涤剂的质量为________g。现用5700g清水对这件衣服进行漂洗，有以下两种漂洗方法(假设每次“拧干”后湿衣服仍残留lO0g溶液)。
方法一：用5700g清水一次漂洗。“拧干”后残留在衣服上的洗涤剂的质量为_________g(用分数表示，下同)。
方法二：将5700g清水平均分成质量相等的三份(每份l900g)，分三次漂洗。
第1次，用1900g清水漂洗，“拧干”后残留在衣服上的洗涤剂的质量为______g；
第2次，再用l900g清水漂洗，“拧干”后残留在衣服上的洗涤剂的质量为______g；
第3次，再用l900g清水漂洗，“拧干”后残留在衣服上的洗涤剂的质量为______g。
由以上计算分析，用相同质量的水漂洗衣服，是一次漂洗效果好，还是将水等分成三份，分三次漂洗效果好？
参考答案
1．C 2．A 3．B 4. A 5．B 6．B 7．B 8．D 9．C l0．C ll．B
l2．(1)等于 (2)不饱和 44.4％或0．444
13．m+b m-a a+b
14．(1)增大 (2)不饱和 7.4 (3)10.5 (4)151.5
15．(1)①称量固体氢氧化钠，不能在托盘上垫纸，应放在烧杯里 ②称量时应左物右码
(2)错误：不应量取lOOmL水，只需97.5mL水；后果：配制溶液的质量分数小于2.5％ 错误：不应在量筒内配制溶液；后果：易使量筒破裂
16. 1 1/58 1/20 1/400 1/8000 将水等分成三份，分三次漂洗效果好(或方法二好)
课后练习答案
1．加入水
2．溶液由不饱和溶液变成饱和溶液，继续加热后会有晶体析出。因为在一定温度下，在一定量的水中食盐的溶解是有一定限度的。
3．26.7％
4．110.6毫升。用量筒量取368.4毫升的水，倒入烧杯中，将ll0.6毫升的盐酸沿玻璃棒慢慢地倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
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