骨魔洞五层:水中的溶解

物质在水中的溶解
【课标要求】
●认识溶解现象，知道水是最重要的溶剂，酒精、汽油等也是常见的溶剂。
●了解溶液在生产、生活中的重要意义；能说出一些常见的乳化现象。
●能进行溶质质量分数的简单计算；初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。
【核心内容】
知道什么是溶液及溶液的基本特征；
能分辨出典型溶液中的溶质、溶剂；
溶解的过程 了解溶质的溶解过程中通常伴随着能量的变化；
能说出一些常见的乳化现象，了解乳化作用；
能说出一些生活中洗去油污的简单方法。
了解溶液在生产和生活中的应用，激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力；
溶质质量分数  掌握溶质质量分数的涵义，能进行溶质质量分数的简单计算；
初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。
【要点精讲】
一、溶解的过程：
1、定义：溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物。
2、组成：溶液是由溶质和溶剂组成的，能溶解其它物质的物质叫溶剂，被溶解的物质叫溶质。（溶液的质量 = 溶质质量 + 溶剂质量）
溶质、溶剂的确定：
⑴固体、气体溶于液体时，固体、气体是溶质，液体是溶剂；
⑵同种状态的物质互溶时，量多的一种叫溶剂，量少的一种叫溶质；
⑶当溶液中有水存在时，不论水的量有多少，习惯上把水看作溶剂；通常不指明溶剂的溶液，
一般就是水溶液。酒精、汽油也是常见的溶剂。
方法导引：SO3、Na2O等易与水反应的物质溶于水，溶质不是SO3、Na2O，而是H2SO4、NaOH。
3、基本特征：⑴均一性；⑵稳定性。
这是从外观上区别溶液、悬浊液和乳浊液的依据。均一性是指溶质的分子或离子和溶剂的分子混合得十分均匀，溶液各处的组成、物理性质和化学性质都完全一样。但应注意，这是指溶液形成以后，而不是指在溶剂中溶质的溶解的过程中，如蔗糖溶于水时，在溶解过程中，可能上层稀，下层浓。这仅仅是分子扩散尚未达到均一的情况。稳定性是指条件不发生变化时溶质和溶剂长期不会分离，就是说只要水分不蒸发，温度不变化，不管放置多久，溶质都不会从溶液里分离出来。
4、用途：在溶液中进行的化学反应比较快，所以实验室、化工生产中常把固体反应物溶解后混合。溶液对动植物的生理活动也有很大意义，动植物摄取的养料必须变成溶液才能吸收。
5、溶解过程中的能量变化：
在溶解过程中发生了两种变化，一种是溶质的分子(或离子)向水中扩散，这一过程吸收热量；
另一种是溶质的分子(或离子)和水分子作用，生成水合分子(或水合离子)，这一过程放出热量。不同的溶质，这两种过程吸收或放出的热量不同，这就使溶液的温度发生变化。如氢氧化钠溶于水放热，，而硝酸铵则吸热。
6、乳化现象：
乳浊液：小液滴分散到液体里形成的混合物。
乳化现象就是将油脂分散成无数细小的液滴，而不聚成大的油珠。
7、溶液与浊液的区别与联系：
溶液
悬浊液
乳浊液
定义
一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一稳定的混合物
固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物
小液滴分散到液体里形成的混合物。
微粒半径
小于1nm
大于100nm
大于100nm
分散到水里的微粒
分子或离子
许多分子集合体（固体小颗粒）
许多分子集合体（小液滴）
分散物质原来状态
固、液、气态
固态
液态
宏观特征
均一、稳定
不均一，不稳定
不均一，不稳定
实例
食盐水、盐酸、碘酒
泥浆
振荡后的油水混合物
共同点
都是混合物
二、溶质质量分数
定义：是溶质质量与溶液质量之比.
有关计算：
计算依据：
1、溶质、溶剂、溶液的质量与质量分数的相互换算：

2、溶液质量（m）=溶液体积（V）×溶液密度（ρ）
溶液质量=溶质质量+溶剂质量，不同的液体混合，混合后溶液的体积不等于混合前各液体的体积之和。
3、常见题型及基本思路：
(1)溶液的稀释与浓缩的计算：
溶液变浓有两种方法：一种是补充溶质，另一种是蒸发溶剂，又称为“浓缩”。溶液稀释的方法是补充溶剂。
基本思路：设稀释或浓缩前后溶液质量分别为m1 、m2，稀释或浓缩前后溶液中溶质的质量分数分别为a1 、a2
根据稀释或浓缩前后溶质的质量保持不变可得如下关系：m1 ×a1  = m2 ×a2
(2)溶质质量分数不同的同溶质溶液混合问题：
一般可用下式计算：
m(浓)×a%(浓)+m(稀)×a%(稀)=m(混)×a%(混)
(3)根据化学方程式和溶质质量分数的综合计算：
①在根据化学方程式列有关反应物、生成物的质量比时，必须把溶液的质量或体积换算（或表示）为溶质的质量才能带入方程式计算。
②求化学反应后所得溶液的质量有两种求法：
法1：溶液质量=溶质质量+溶剂质量，其中溶剂水的质量在计算中应注意：有些反应中不生成水时，溶剂水的质量等于参加反应的各溶液中溶剂质量之和；若生成物中有水生成，则还需加上生成的水的质量。（说明：有水参加的反应除外）
法2：质量守恒法.
溶液质量=原溶液的质量 + 新溶解的物质的质量 － 反应生成的气体或沉淀的质量。
配制一定溶质质量分数的溶液：
仪器：天平、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙
步骤：
⑴计算：按配制要求计算出需要的溶质和溶剂的量。（固体计算出质量，液体换算出体积）
⑵称量或量取：称量是指称量固体物质的质量；量取是指量出液体物质的体积。根据计算结果，用天平称出固体溶质的质量，放入大小适当的烧杯中。再用大小适当的量筒量取所需水的体积，并倒入盛有溶质的烧杯中。
⑶溶解：用玻璃棒搅拌，使溶质完全溶解。
⑷装瓶：把配制好的溶液倒入试剂瓶中，并贴上标签。
配制溶液时常用仪器有托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒等。
例题解析
【例1】有Ag质量分数为15%的NaNO3溶液，若想将其质量分数变为30%，可采用的方法是（        ）
A.蒸发掉溶剂的1/2        B.蒸发掉（1/2）Ag溶剂
C.蒸发掉溶剂的15%       D.加入（3/20）Ag NaNO3
E.加入（3/14）Ag NaNO3
【解析】这是一道毕业、中考、高考和竞赛都使用过的经典题。关键是明确浓缩前后溶质的质量保持不变和增加溶质后溶液中溶质质量=原溶液中溶质质量+增加的溶质质量
1) 设蒸发掉的溶剂质量为χ，据定义式：
[Ag×15%/（Ag－χ）] ×100%=30%
解得χ=（1/2）Ag  选B
2) 设加入溶质的质量为y，据定义式：
[（Ag×15%+y）/（Ag+y）] ×100%=30%
解得y=（3/14）Ag  选E
则正确选项为B、E
【例2】请根据下图要求，自编一道有关溶液的计算题，并进行解答。

【解析】这道题比传统的一道关于溶液、溶质、溶剂的计算题也许更能培养学生的运用知识的能力。题目给定溶质和溶剂来配制一定质量分数溶液，溶质、溶剂、溶液的量需要自己设定，并计算。解题时可任意确定其中两个量，求另一个量。如：（1）由NH4HCO3晶体配制成5％的溶液200 g，需加水多少克？（2）配制m g5％的NH4HCO3溶液，需NH4HCO3晶体和水各多少克？（3）m g水配制5％NH4HCO3溶液，需加入NH4HCO3晶体多少克？即分别从溶质、溶剂、溶液的质量分析、编制试题。
解答示例：配制5％的碳酸氢铵溶液200 g，需碳酸氢铵和水各多少克?
解：需碳酸氢铵质量为：200g×5％=10g
需水1200g-10g=190g
答：略（自编题目符合要求，答案合理均可）
【例3】我省境内的白石山，因其石灰石呈白色且含杂质较少而得名，是国家级石灰岩结构地质公园。某化学兴趣小组从白石山采集来一些样品，进行了下列实验：取4份质量不同的石灰石样品，分别与27.0g相同溶质质量分数的稀盐酸充分反应后（石灰石样品中的杂质既不溶于水，也不与盐酸反应），经过滤、干燥，称量剩余固体的质量。剩余固体的质量与所取样品质量的关系如下表所示。试计算：
实验序号
石灰石
样品质量/g
稀盐酸的
质量/g
剩余固体
质量/g
1
1.0
27.0
0.1
2
2.0
27.0
0.2
3
3.0
27.0
0.3
4
4.0
27.0
1.3
⑴石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
⑵所用稀盐酸中溶质的质量分数。
【解析】这是一道数据分析题。关键是能在表格的数据分析中找到可以用与化学方程式计算的量，进而利用溶液中溶质质量分数的公式进行解答。
答案：　　⑴
⑵与27.0g稀盐酸恰好反应的CaCO3的质量
3.0g-0.3g=2.7g
[4.0g-1.3g=2.7g给分]
设稀盐酸中溶质的质量分数为X
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
100　　73
2.7g　 X×27g

X=7.3%
答：⑴石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90%；⑵所用稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%。
【例4】⑴若中和反应需要60g 10％的NaOH溶液，现提供50g 20％的NaOH溶液、40g 5％的NaOH溶液以及足够的NaOH固体和水，请选用以上提供的药品设计两种配制方案(只要说明配制所需的各种药品用量)填入下表中。
序　　号
配制方案
举　　例
6 g NaOH固体和54 g水
方案1
方案2
⑵下图是某学生用氢氧化钠固体和水配制60 g10％NaOH溶液的部分操作过程，该同学在称量氢氧化钠时，先在两个托盘上各放一张质量相同的纸，然后把药品直接放在纸上称量。

①a操作中的错误是__________。
②下列操作中导致溶质质量分数偏低的是__________(填字母)。
A．a操作中砝码和氢氧化钠放错盘
B．b中烧杯用水洗涤后未干燥就使用
C．c操作中平视量筒凹液面最低处读数为50 mL
D．d操作中有少量水溅出
【解析】此题为溶液配制的方法归纳题。要配制10％的NaOH溶液，可选用的方法较多，但前提是①溶液中NaOH的质量为60g×10％＝6g；②溶液总质量保持60g不变。
方案1：NaOH固体和水。
NaOH固体质量为60g×10％＝6g，水的质量为60g－6g＝54g。
方案2：20％的NaOH溶液和水。

加水的质量为60g－30g＝30g。
方案3：20％的NaOH溶液和5％NaOH溶液。
设需要两种溶液的质量依次为x、y，则

方案4：NaOH固体和5％NaOH溶液，设需要两种物质的质量依次为x、y，则


答案：⑴方案1：30g20％NaOH溶液和30g水。方案2：20g20％NaOH溶液和40g5％NaOH溶液（其他合理答案均可）。⑵①氢氧化钠直接放在纸上称量，②AB
【技能训练】
1．如果把家庭中的①食盐 ②纯碱  ③面粉  ④芝麻油  ⑤蔗糖  ⑥白酒，分别加入适量水中充分搅拌，能够得到溶液的是 (    )
A．①④⑥    B．①②⑤⑥    C．②③⑥    D．①②③⑤
2．下列关于溶液的叙述中错误的是(    )
A．溶液中一定含有溶质   B．溶液中一定含有溶剂，且溶剂一定是水
C．溶液一定是混合物     D．溶液一定是无色、透明的液体
3．下列有关溶液的叙述正确的是(    )
A．一杯食盐水，下部分比上部分咸
B．NaOH溶液加入到硫酸铜溶液中恰好完全完全反应，溶质是NaOH，溶剂是CuSO4
C．物质溶于水时，常使溶液的温度发生改变
D．75%的医用酒精消毒液，溶剂是酒精
4．下列说法正确的是    (    )
A．厨房洗涤剂具有溶解油污的作用
B．冰投入水中，冰是溶质，水是溶剂
C．NH4NO3溶于水制成的冰袋可用于给高烧病人降温
D．冬季向公路上的积雪撒盐，可使冰雪快速融化
5．市场上有一种俗称“摇摇冰”的罐装饮料。在饮料罐的夹层中分别装入一种固体物质和水，饮用前摇动使他们混合，罐内饮料温度就会降低。这种固体物质可能是 (    )
A．硝酸铵    B．烧碱    C．食盐    D．生石灰
6．农业生产中通常用10％～20％的食盐水来选种，现有配制好的15％的食盐水200 kg，其中含水 (  )
A．30 kg    B．170 kg    C．140 kg      D．200 kg
7．右图是采用膜分离技术的海水淡化装置，对海水加压后，只有水分子可以通过淡化膜，离子等其他粒子不能通过淡化膜。加压前后，装置右侧海水的        增加。
A．溶质质量分数        B．溶剂质量
C．溶液质量            D．溶质质量
8.有①镊子、②烧杯、③试管、④胶头滴管、⑤药匙、⑥燃烧匙、⑦坩埚钳、⑧10mL量筒、⑨100mL量筒、⑩托盘天平等仪器。
⑴请为下列实验操作各选一种仪器（填写相应的序号）：吸取或滴加少量液体时用          ；可以直接在酒精灯火焰上加热的玻璃仪器是       ；硫在氧气中燃烧的实验用         ；量取8mL的水用           。
⑵配置一定质量分数的食盐溶液，除上述可选仪器外，还必需的一种仪器为         。
9．工人师傅配制溶质质量分数为9．8％的稀硫酸18．4kg，用于清洗钢铁表面的铁锈，需要溶质质量分数98％(密度为1．84g／cm3)浓硫酸的体积为________mL。
拓展提高
10．生活中的洗涤问题大都与化学知识有关。下列有关说法不正确的是(    )
A．厨房洗涤剂可使餐具上的油污乳化      B．汽油可溶解衣服上的油渍
C．食醋可用来除去热水瓶中的水垢        D．自来水可溶解掉铁栅栏上的铁锈
11．配制10%的氯化钠溶液时，不会引起溶液中氯化钠的质量分数偏小的是(    )
A．用量筒量取水时仰视读数           B．配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗
C．氯化钠晶体不纯                   D．转移已配好的溶液时，有少量溶液溅出
12、今有溶质质量分数为２０％的某溶液１００g，倒出一半以后，再加水至原来的质量，又倒出一半，最后剩余溶液中的溶质质量分数为（    ）
A. 20% B. 15%   C. 10%  D. 5%
13．人胃酸(主要成分是盐酸)过多，会引起很多胃病。下图为某抗酸药包装标签上的部分文字，请回答下列问题。
(1)该药“嚼碎后吞服”的原因是：                。
(2)某同学为测定该药中氢氧化铝的质量分数进行如下几步操作：取一片药片(药片质量为0.5 g)，研碎后加20ml蒸馏水，然后用质量分数为5％，密度为1．02g／mL的盐酸进行反应(假设其他成分不与盐酸反应)，测得实验反应掉的盐酸体积为6.0 mL。通过计算：
①判断该药片中氢氧化铝的含量是否达到标注?
②确定该药片中氢氧化铝的质量分数为多少?
14．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100g，其中含洗涤剂的质量分数为1%，则湿衣服上残留的洗涤剂质量
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100g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（用分数表示）        g；
方法二：将5700g清水均分成质量相等的三份（每份1900g），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（用分数表示）        g；
第2次，再用1900g清水漂洗，“拧干”后残留在衣服上的洗涤剂的质量为（用分数表示）________g；
第3次，再用1900g清水漂洗，“拧干”后残留在衣服上的洗涤剂的质量为（用分数表示）        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？                             。