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初中化学九年级上册溶液主题饱和溶液与溶解度知识清单一、【核心概念建构】饱和溶液与不饱和溶液的界定与判定【重要】【基础】(一)概念的建立:从定性角度理解“饱和”与“不饱和”在一定的温度下,向一定量的溶剂(如水)里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫作这种溶质的饱和溶液【重要】。反之,还能继续溶解某种溶质的溶液,叫作这种溶质的不饱和溶液【基础】。理解这一概念必须抓住四个关键词:“一定温度”、“一定量溶剂”、“不能继续溶解”、“这种溶质”。这意味着当我们讨论饱和性时,必须指明具体的温度和溶质量,且饱和是相对于特定溶质而言的。例如,在一定温度下,一杯不能再溶解氯化钠的溶液,对于氯化钠来说是饱和的,但对于硝酸钾来说,可能还能继续溶解,因此它是氯化钠的饱和溶液,却是硝酸钾的不饱和溶液【难点】。(二)饱和溶液的判定方法【高频考点】判定一种溶液是否为饱和溶液,最可靠、最直接的方法是实验法:保持温度不变,向溶液中加入少量同种溶质,充分搅拌后观察【重要】。1.若加入的溶质质量减少或保持不变(不再溶解),则证明原溶液是该温度下该溶质的饱和溶液。2.若加入的溶质继续溶解直至消失,则证明原溶液是该温度下该溶质的不饱和溶液。需要特别注意的是,不能仅仅根据溶液“浓”或“稀”来判断其是否饱和。饱和溶液不一定是浓溶液(如微溶的氢氧化钙饱和溶液就很稀),不饱和溶液也不一定是稀溶液(如溶解度很大的硝酸钾接近饱和时已经很浓了)【易错点】。只有在同一温度下,同一种溶质的饱和溶液才一定比其不饱和溶液浓【重要】。(三)溶解性概念的拓展:饱和溶液与“结晶”的初步联系当外界条件改变(如降温或蒸发溶剂)时,饱和溶液可能会析出固体,这一过程称为结晶【基础】。析出晶体后的母液,一定是该温度下该溶质的饱和溶液【重要】。二、【核心过程探究】饱和溶液与不饱和溶液的相互转化【热点】(一)转化的一般规律(适用于绝大多数固体溶质,如硝酸钾、氯化钠等)饱和溶液与不饱和溶液是可以在一定条件下相互转化的动态过程。对于绝大多数溶解度随温度升高而增大的物质,其转化关系如下【高频考点】:1.由不饱和溶液转变为饱和溶液,通常有三种途径:①降低温度(使溶解度减小);②蒸发溶剂(减少溶剂质量);③增加溶质(继续溶解直至不能溶解)【重要】。2.由饱和溶液转变为不饱和溶液,通常有两种途径:①升高温度(使溶解度增大);②增加溶剂(稀释)【重要】。(二)特殊情况的辨析(针对溶解度随温度升高而减小的物质,如氢氧化钙)【难点】对于熟石灰(氢氧化钙)这类溶解度随温度升高而反常减小的物质,其转化方向正好相反:1.将其不饱和溶液变为饱和溶液,应采用的措施是:①升高温度;②蒸发溶剂;③加入溶质【易错点】。2.将其饱和溶液变为不饱和溶液,应采用的措施是:①降低温度;②增加溶剂【易错点】。在解题时,必须首先看清题目涉及的具体溶质,不能一概而论。(三)转化过程中的溶质质量分数变化分析【高频考点】【思维】1.不饱和溶液→饱和溶液(通过加溶质):溶质质量增加,溶剂质量不变,溶液质量增加,溶质质量分数增大,直至达到该温度下的最大值(即饱和状态)。2.不饱和溶液→饱和溶液(通过恒温蒸发溶剂):溶质质量不变,溶剂质量减少,溶液质量减少,溶质质量分数增大,直至饱和。3.不饱和溶液→饱和溶液(通过降温,假设无晶体析出):溶质、溶剂、溶液质量均不变,但由于溶解度降低,溶液恰好变为饱和,溶质质量分数不变(此情况特指刚好降温到临界点且无析出);若降温导致析出晶体,则溶质质量减少,溶剂质量不变,溶液质量减少,溶质质量分数减小至该温度下饱和溶液的数值。4.饱和溶液→不饱和溶液(通过升温,假设无特殊说明):通常认为溶质、溶剂、溶液质量均不变,溶质质量分数也不变。若升温后溶解度增大,溶液变为不饱和。5.饱和溶液→不饱和溶液(通过加水):溶质质量不变,溶剂质量增加,溶液质量增加,溶质质量分数减小。三、【核心定量描述】溶解度:物质溶解能力的精确量度【最重要】【基础】(一)固体溶解度的定义与四要素【必考】固体溶解度是一个定量的概念,它表示在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量【重要】。理解这个概念必须紧扣四个要素:1.条件:一定温度(因为温度改变,溶解度改变)。2.标准:100g溶剂(通常指水,这是规定的统一标准)。3.状态:饱和状态(必须是饱和溶液)。4.单位:克(g)。例如,“20℃时,氯化钠的溶解度为36g”,这句话的含义是:在20℃时,氯化钠在100g水中达到饱和状态时所溶解的质量为36g;或者说在20℃时,100g水中最多能溶解36g氯化钠【基础】。(二)溶解度与溶解性的关系(定性到定量)【基础】溶解性只是对物质溶解能力的一种粗略描述(如易溶、可溶、微溶、难溶),而溶解度是对这种能力的精确量化。根据20℃时的溶解度,通常将物质的溶解性划分为以下等级(四要素之一):1.难溶(或不溶):溶解度小于0.01g(如碳酸钙)。2.微溶:溶解度在0.01g~1g之间(如氢氧化钙)。3.可溶:溶解度在1g~10g之间。4.易溶:溶解度大于10g(如氯化钠、硝酸钾)。(三)影响固体溶解度的因素【重要】1.内因:溶质和溶剂本身的性质。这是决定溶解度大小的根本原因。例如,同样是20℃,氯化钠溶解度为36g,而硝酸钾为31.6g,这是因为它们自身的化学性质不同。2.外因:温度。对于绝大多数固体,溶解度随温度升高而显著增大(如硝酸钾、硝酸铵);少数固体溶解度受温度影响不大(如氯化钠);极少数固体溶解度随温度升高而减小(如氢氧化钙)。(四)气体溶解度【拓展】气体的溶解度也有其特定的定义:在压强为101kPa和一定温度时,在1体积水里溶解达到饱和状态时的气体体积(体积比)【基础】。其影响因素与固体不同:1.温度:温度越高,气体溶解度越小(如烧开水时,水未沸腾就有气泡冒出)。2.压强:压强越大,气体溶解度越大(如打开汽水瓶盖,压强减小,二氧化碳气体溶解度减小而逸出)【高频考点】。四、【核心工具解析】溶解度曲线:数形结合的深度应用【最重要】【热点】(一)溶解度曲线的点、线、面的含义【必考】溶解度曲线是表示物质溶解度随温度变化关系的图像,它蕴含着丰富的化学信息【重要】。1.点:曲线上的任意一点,表示该物质在对应温度下的溶解度,此时溶液是饱和的。两条曲线的交点,表示在该温度下,这两种物质的溶解度相等【基础】。2.线:曲线的走向(坡度)反映了物质的溶解度随温度变化的趋势。曲线越陡峭,说明该物质的溶解度受温度影响越大;曲线越平缓,说明受温度影响越小【重要】。3.面:曲线下方的区域,表示该温度下溶液处于不饱和状态;曲线上方的区域,表示溶液处于过饱和状态或有未溶解的溶质存在【难点】。(二)溶解度曲线的核心应用【高频考点】【解题步骤】1.查溶解度:根据曲线可以查找某物质在任一温度下的具体溶解度数值。2.比较大小:在同一温度下,可以比较不同物质溶解度的大小。当温度高于或低于两曲线交点时,溶解度的大小关系会发生改变,这是中考选择题的常考点。3.判断饱和与不饱和溶液的转化方法:根据曲线走向,确定应采用升温还是降温的方法来实现饱和状态的转化。4.判断结晶方法【高频考点】:a.对于溶解度受温度影响较大的物质(如硝酸钾),应采用降温结晶(又称冷却热饱和溶液)的方法使其结晶。b.对于溶解度受温度影响不大的物质(如氯化钠),应采用蒸发结晶的方法使其结晶。c.当混合物中一种物质溶解度受温度影响大,另一种影响小时(如KNO3中混有少量NaCl),常用降温结晶法提纯KNO3;反之(如NaCl中混有少量KNO3),常用蒸发结晶法提纯NaCl【难点】。五、【核心计算与综合应用】溶质质量分数与溶解度的关联【最重要】【难点】(一)溶质质量分数的基本公式【基础】溶质质量分数=(溶质质量/溶液质量)×100%=[溶质质量/(溶质质量+溶剂质量)]×100%。(二)饱和溶液中溶质质量分数与溶解度的换算关系【必考公式】在饱和溶液中,因为溶解度S的定义是“100g溶剂中最多溶解的溶质质量”,此时溶液质量为(100g+S),所以该饱和溶液的溶质质量分数有一个最大值,计算公式为:【重要】饱和溶液的溶质质量分数=[S/(100g+S)]×100%(其中S为该温度下的溶解度,单位为克)。根据此公式,只要知道某温度下的溶解度,就能算出该温度下饱和溶液的最大浓度;反之,已知饱和溶液的浓度,也可反推溶解度。(三)涉及溶解度的综合判断与计算题型【解题步骤】【易错点】1.题型一:判断投料是否完全溶解(即溶液是否饱和)【高频考点】解题步骤:a.第一步:查阅或已知该温度下溶质的溶解度S。b.第二步:根据溶解度,计算给定溶剂(通常100g)中最多能溶解的溶质质量。c.第三步:比较实际加入的溶质质量与最多能溶解的质量。若加入量≤最多溶解量,为不饱和溶液;若加入量>最多溶解量,为饱和溶液且有固体剩余。d.第四步:计算溶液质量。若不饱和,溶液质量=溶质质量+溶剂质量;若饱和且有剩余,溶液质量=最多溶解的溶质质量+溶剂质量=(100g+S)×(实际溶剂质量/100g)【易错点,很多同学误将未溶解部分算入溶液质量】。2.题型二:饱和溶液改变温度后,溶质质量分数的变化判断【热点】解题步骤:a.第一步:比较起始温度与终点温度的溶解度大小。b.第二步:判断是否有晶体析出。若降温后溶解度变小,则饱和溶液一定会析出晶体,此时溶质质量减少,溶剂不变,溶质质量分数减小至新温度下的饱和浓度。c.第三步:计算新温度下的饱和浓度。利用公式:新浓度=[新温度下的溶解度/(100g+新温度下的溶解度)]×100%。d.第四步:特别注意的是,如果是将两种不同物质的饱和溶液降温,比较析出晶体后的溶质质量分数,关键在于它们是否还饱和?降温后谁析出的晶体多?一般来说,溶解度曲线更陡峭(受温度影响更大)的物质,降温时析出的晶体更多【难点】。3.题型三:混合物的分离与提纯(除杂)中的溶解度原理【高频考点】解题思路:a.若要提纯溶解度随温度变化较大的物质(如KNO3中含少量NaCl),应采用“高温溶解→降温结晶→过滤”的方法。因为降温时,KNO3大量析出,而NaCl因溶解度变化不大,大部分仍留在母液中。b.若要提纯溶解度随温度变化不大的物质(如NaCl中含少量KNO3),应采用“蒸发结晶→趁热过滤”的方法。因为蒸发时,NaCl达到饱和先析出,而少量的KNO3因溶解度较大,仍留在母液中。六、【高频考点与易错点深度剖析】(一)常见考查方式与考点预测【考向】1.选择题:通常考查溶液的基本概念(均一性、稳定性)、饱和与不饱和的转化方法、溶解度曲线的点线面意义、溶解度与溶质质量分数的简单换算。常设置干扰项,如“饱和溶液一定是浓溶液”、“均一稳定的液体就是溶液”等【易错点】。2.填空题:多以溶解度曲线为载体,综合考查溶解度数值的查阅、比较大小、判断结晶方法、计算某一温度下的饱和溶液浓度。3.简答题:常结合生产生活实际(如“夏天晒盐,冬天捞碱”),要求学生解释现象背后的溶解度原理【热点】。4.计算题:常结合稀释或与化学方程式计算,考查溶质质量分数在化学反应中的应用。(二)本课时经典易错点辨析【易错点】1.误将“饱和”绝对化:认为饱和溶液就不能再溶解任何物质。纠正:饱和是相对的,是针对“某种溶质”而言,饱和氯化钠溶液仍可溶解蔗糖。2.忽视“一定温度”和“一定量溶剂”的前提:脱离条件讨论饱和性无意义。3.转化方法混淆:特别是针对Ca(OH)2这种特例,不能与KNO3的转化方法混淆。例如,将Ca(OH)2的不饱和溶液变为饱和,绝不能采取“降温”的方法,而应“升温”。4.计算时误加未溶解溶质:在计算饱和溶液的溶质质量时,只计算溶解了的那部分,未溶解的固体不能计入溶液总质量。5.对溶解度曲线交点理解不清:交点只表示溶解度数值相等,但不表示溶液的浓度在混合后相等,也不表示溶液质量相等。(三)解答溶解度曲线类问题的“三步法”【思维模型】面对一道溶解度曲线综合题,可按下述步骤快速构建答题思路:第一步:观走势。观察各条曲线的走向,判断哪些物质溶解度随温度升高而显著增大,哪些变化不大,哪些减小。第二步:找交点。找出不同曲线的交点,明确在该温度下,哪些物质溶解度相同。第三步:定区域。根据题目给出的温度范围或点所在位置,判断溶液是饱和还是不饱和,比较不同温度下溶解度大小,确定结晶方法。七、【学科思想与方法提炼】宏观辨识与微观探析的融合【素养提升】(一)溶解过程的微观本质决定了宏观的饱和现象从微观角度看,溶解过程包括两个相反的过程:溶质的分子(或离子)扩散进入溶剂的过程(物理过程,吸热)和溶质分子(或离子)与溶剂分子结合形成溶剂合物(如水合离子)的过程(化学过程,放热)【重要】。当溶质扩散到溶液中的速率与已溶解的溶质回到固体表面的速率相等时,体系就达到了动态平衡。此时,表面上溶解仍在进行,但结晶也在以相同速率进行,所以宏观上表现为不再溶解,这就是饱和状态的微观本质【难点】。溶解度的大小,本质上取决于溶质、溶剂分子间的作用力以及这种动态平衡的位置。(二)定性与定量的统一我们从“能不能再溶”的定性描述(饱和与不饱和),上升到“在100g溶剂里最多能溶多少克”的定量描述(溶解度),体现了化学从宏观感知走向精确量化的学科思想。溶解度的引入,使我们能够用数学的方法精确描述和预测物质的溶解行为,这是化学作为一门中心科学的重要特征。八、【知识迁移与生活实践】溶解度的应用价值1.工农业生产中的应用:利用不同物质的溶解度差异进行分离提纯,是化学工业的基础。例如,侯氏制碱法就是利用碳酸氢钠在低温下溶解度较小而析出的原理【热点】。2.生活中的应用:“夏天晒盐”是因为氯化钠的溶解度受温度影响不大,依靠阳光和风力蒸发水分,使氯化钠结晶析出;“冬天捞碱”是因为纯碱(碳酸钠)的溶解度随温度降低而显著减小,冬天低温条件下,湖水中的碳酸钠因过饱和而自然结晶析出【高频考点】。3.医疗健康中的应用:医疗上常用的生理盐水是0.9%的氯化钠溶液,这一浓度的确定与人体的生理环境密切相关,是模拟人体体液浓度的结果,浓度过高(饱和)或过低都会破坏细胞结构。九、【本课时典型例题解析与思维建模】【例1】(2024·山东枣庄模拟)20℃时,氯化钠的溶解度为36g。现有20℃时的氯化钠溶液100g,其中溶质质量为20g。下列说法正确的是()A.该溶液为饱和溶液B.将该溶液升温至40℃(假设溶解度增大),溶液变为不饱和溶液,溶质质量分数不变C.向该溶液中加入10g氯化钠,充分搅拌后,溶液总质量为110gD.蒸发掉10g水,再恢复到20℃,一定有晶体析出【解析】A选项:根据溶解度,20℃时,100g水最多溶36gNaCl。现在溶液100g中溶质20g,意味着溶剂约80g,水远未达到饱和状态所需溶质(80g水最多溶28.8g),故为不饱和,A错。B选项:升温后溶解度增大,但溶质和溶剂均未变,故变为不饱和,且溶质质量分数不变,B正确。C选项:加入10gNaCl后,此时溶液中的水还是约80g,最多能再溶8.8gNaCl,所以加入的10g只能溶解8.8g,有1.2g剩余,溶液总质量=原溶液100g+溶解的8.8g=108.8g,不是110g,C错。D选项:蒸发10g水,原溶液不饱和,蒸发后是否饱和不确定,若不饱和则无晶体析出,D错。【答案】B【例2】(2024·山东潍坊改编)如图是a、b、c三种物质的溶解度曲线,请回答下列问题:(1)P点的含义是____________________。(2)t2℃时,将30ga物质加入到50g水中,充分溶解后,所得溶液的质量为______g。(3)将t2℃时a、b、c三种物质的饱和溶液降温到t1℃,所得溶液中溶质质量分数由大到小的顺序是____________________。(4)若a物质中混有少量b物质,提纯a物质可采用的方法是____________________。【解析】(1)P点是a和c两曲线的交点,表示在t1℃时,a和c的溶解度相等,均为20g。(2)t2℃时,a的溶解度是50g,即100g水中最多溶解50ga,那么50g水中最多溶解25ga。将30ga投入50g水,只能溶解25g,有5g剩余,故溶液质量=25g+50g=75g。(3)t2℃时,a、b、c的饱和溶液溶质质量分数关系为a>b>c(因为溶解度a>b>c)。降温到t1℃后,a和b的溶解度都减小,析出晶体,变成t1℃时的饱和溶液,此时b的溶解度大于a,所以t1℃时b的饱和浓度大于a;而c的溶解度增大,但溶质质量不变,溶剂不变,故c由饱和变成不饱和,其浓度保持t2℃时的数值不变(即c在t2℃时的浓度)。比较t1℃时a的饱和浓度、t1℃时b的饱和浓度、t2℃时c的饱和浓度(即图中t1℃时a的溶解度、t1℃时b的溶解度、t2℃时c的溶解度对应的数值),由图可知,t1℃时b的溶解度>t2℃时c的溶解度>t1℃时a的溶解度,故溶质质量分数:b>c>a。(4)a的溶解度受温度影响大,b的溶解度受温度影响小,故提纯a采用降温结晶(或冷却热饱和溶液)。【答案】(1)t1℃时,a和c的溶解度相等,均为20g;(2)75;(3)b
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