用描点法比较溶质的质量分数

用描点法比较溶质的质量分数

摘要：将固体物质的溶解度曲线与溶解度的定义、饱和溶液与不饱和溶液的转化、溶质质量分数的变化与比较等知识综合起来进行命题, 成为近年中考的热点题型。这样的命题要求学生识别图像获取相关信息，理解与信息有关的化学知识,对化学知识进行分析推理, 从而解决与原化学知识相关的"新"问题。增加了知识的深度,提高了学生综合应用知识的能力。

关键词：溶解度曲线、饱和溶液、不饱和溶液、溶质质量分数、描点法

溶解度曲线是中学化学的重点，根据溶解度曲线进行溶质质量分数的比较更是学生学习的难点。教师要引导学生由溶解度的定义推导饱和溶液的溶质质量分数与同一温度下的溶解度的换算关系，根据溶解度曲线分析温度对溶解度的影响，比较同种溶质在不同温度下的饱和溶液中溶质的质量分数，学会用描点法比较不同种溶质在同一温度下的饱和溶液中溶质的质量分数，分析改变饱和溶液的温度后所得溶液中溶质的质量分数的变化，用描点法比较在相同温度范围内改变饱和溶液的温度后所得溶液中溶质的质量分数。让学生在不断深入的过程中，加深对溶解度曲线的理解，提高解决图像类题目的能力，发展他们的逻辑思维。

一、溶解度的定义

固体物质的溶解度：一定温度下，某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。它有四个要素：①在一定温度下。 ②在100g 溶剂里。③达到饱和状态。④被溶解的溶质的质量，没有溶解的部分溶质不能计入。 二、由溶解度计算同一温度下饱和溶液中溶质的质量分数

在t ℃时，溶质A 在水中的溶解度为Sg ，该怎样计算t ℃时A 的饱和溶液中溶质的质量分数？根据溶解度的定义，在t ℃时，Sg 溶质A 完全溶解在100g 水中得到（100+S ）g 溶液，可以得出：

结论1：%100100

⨯+=

s s

分数饱和溶液中溶质的质量

能使用该计算公式的前提条件是形成某一温度下的饱和溶液(比如图1中E 点对应的溶液)。未达到饱和状态时溶质的质量分数小于

%100100

⨯+s s

(比如图1

t/℃

S 1S /g

S 2中F 点对应的溶液)；达到过饱和状态时溶质的质量分数也是%100100

⨯+s s

，不能大于

%100100

⨯+s s

(比如图1中M 点对应的溶液),因为没有溶解的溶质不能计入，也就是说M 点的位置虽然比E 点高，但是溶质的质量分数不变。由此可以得出：

结论2：某温度下溶质A 的溶解度为Sg ，则该温度下A 溶液的最大浓度为

%100100

⨯+s s

。

三、同种溶质在不同温度下的饱和溶液中溶质的质量分数比较

温度改变，同种溶质的溶解度S 就会改变，饱和溶液中溶质的质量分数

%100100

⨯+s s

也会改变。 图2中，温度从t 1℃升高到t 2℃，A 的溶解度由S 1增加到S 2，饱和溶液对应的点由A 1上升到A 2，溶质的质量分数相应增大，于是得出：

结论3：同种溶质在不同温度下的饱和溶液中溶质的质量分数与溶解度曲线上对应的点的高度成正比。

四、溶解度曲线的交点对应的溶液中溶质的质量分数比较

由溶解度的定义可知，图3中的P 点表示在温度为t 2℃时A 和C 的溶解度相等，t 2℃温度时A 或C 的饱和溶液对应的点都是P 点，在同一高度。根据饱和溶液中溶质的质量分数的计算公式

%100100

⨯+s s

可知，P 点对应的两种饱和溶液中溶质的质量分数相等，由此得出：

结论4：溶解度曲线的交点对应的溶液中溶质的质量分数相等。

s 溶解度

/g

图5

s /g

五、改变饱和溶液的温度后所得溶液中溶质的质量分数比较

例题1：如图4为A 和C 的溶解度曲线，请根据曲线回答：

（1） t 2℃时，将A 和C 的饱和溶液分别升温到t 3℃，所得溶液中溶质的质量分

数的大小关系是______________。

（2） t 2℃时，将A 和C 的饱和溶液分别降温到t 1℃，所得溶液中溶质的质量分

数的大小关系是___________。

解决问题（1），过t 3℃作横轴的垂线与两条溶解度曲线分别相交于点A 3、C 3

（如图5），分析升温到t 3℃引起的变化。先分析A ，从t 2℃升温到t 3℃，溶解度变大，溶液由饱和溶液变为不饱和溶液，溶质的质量不变，溶液中溶质的质量分数也不变，对应的点与P 点应为同一高度，即图5中的N 点，不能取点A 3。再分析C ，从t 2℃升温到t 3℃，溶解度变小，溶液由饱和溶液变为过饱和溶液，析出晶体，溶质的质量变小，溶液中溶质的质量分数也变小，对应的点应低于P 点的高度，即图5中的C 3点，不能取与P 点同一高度的N 点。经过这样的分析，可以发现，从某一温度的饱和溶液升温到另一温度，如果溶解度变大，不能得到饱和溶液，不能取升温后曲线上的点，只能取与升温前曲线上的点同一高度的点；如果溶解度变小，得到过饱和溶液，析出晶体，溶质的质量变小，溶液中溶质的质量分数也变小，也不能取与升温前曲线上的点同一高度的点，只能取升温后曲线上的点。即升高饱和溶液的温度后，所得溶液不能取升温前、后曲线上较高的点，只能取升温前、后曲线上较低的点。比较所得溶液中溶质的质量分数大小，就是比较点

N 和点C 3的高度，结果为A ＞C.

用同样的方法解决问题（2），过t 1℃作横轴的垂线与两条溶解度曲线分别相交于点A 1、C 1（如图5），分析降温到t 1℃引起的变化。先分析A ，从t 2℃降温到

图4

12t 3

s /g

图7

t /℃

t 3

t 2

t 1

s /g

t 1℃，溶解度变小，溶液由饱和溶液变为过饱和溶液，析出晶体，溶质的质量变小，溶液中溶质的质量分数也变小，对应的点的高度应低于P 点，即图5中的A 1点，不能是与P 点同一高度的M 点。再分析C ，从t 2℃降温到t 1℃，溶解度变大，溶液由饱和溶液变为不饱和溶液，溶质的质量不变，溶液中溶质的质量分数也不变，对应的点与P 点应为同一高度，即图5中的M 点，不能是C 1点。这说明降低饱和溶液的温度后，不能取降温前、后曲线上较高的点，只能取降温前、后曲线上较低的点。比较所得溶液中溶质的质量分数大小，就是比较A 1点和M 点的高度，结果为A ＜C.

根据前面2个小题的结果，我们可以得出：

结论5：改变饱和溶液的温度后，所得溶液对应的点只能与变温前、后曲线上较低的点保持相同高度，与升温、降温无关，与溶解度变大、变小无关。 六、同等改变饱和溶液的温度后所得溶液中溶质的质量分数比较 例题2：如图6为A 和C 的溶解度曲线，请根据曲线回答：

(1)t 1℃时，将A 和C 的饱和溶液分别升温到t 3℃，所得溶液中溶质的质量分数大小关系是______________。

(2)t 3℃时，将A 和C 的饱和溶液分别降温到t 1℃，所得溶液中溶质的质量分数大小关系是___________。

(3)分析前面2个小题的结果，你有什么发现？____________________________ ____________________________________________________________________。

问题（1）：过t 1℃作横轴的垂线与两条溶解度曲线分别相交于点A 1、C 1，过t 3℃作横轴的垂线与两条溶解度曲线分别相交于点A 3、C 3（如图7），t 1℃→t 3℃可以分成t 1

℃→t 2℃和t 2℃→t 3℃两个过程。先分析A ，从t 1℃→t 2℃，在曲线上

图6

12t 3

s /g