杨超,王文磊,曾德文
(中南大学化学化工学院,湖南 长沙 410083)
摘要:本文重点介绍了硫酸钙最常见晶型石膏 (CaSO?2HO),在硫酸锌不同浓度(40 g/L 和 140 g/L)、25, 42
100?时的溶解度,以及其溶解度随温度的变化趋势,并通过对其热力学性质的研究,简略探讨了其工业应 用价值。
关键词:石膏; 硫酸锌;溶解度;工业应用
中图分类号:TQ 028.8 文献标识码:A
The Study of the solubility of gypsum in zinc sulfate solution
Yang Chao, Wang Wenlei,Zeng Dewen
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China)
Abstract:This paper focuses on the solubility of the most common crystalline form of calc ium
sulfate CaSO? 2HO (gypsum) at different concentrations (140g / L and 40g / L) under the zinc 4 2
sulfate solution at 25 , 100 ? and the trends of its solubility changing with temperature. The
value of its industrial applications is briefly discussed through data analysis.
Key words:CaSO?2HO, ZnSO, solubility, industrial application 424
引 言
湿法冶金炼锌工艺中的钙杂质问题一直是未解决的难题。钙离子通常是在焙砂浸出时进 入溶液系统后以石膏的形式存在,它在系统中形成浸出溶解和内部循环两个平衡,浓度约为 1.5g/L,2.0g/L,由于锌焙砂的含钙量远大于硫酸钙达到饱和时的浓度,所以一方面,大部 分的钙直接以硫酸钙的形式进入浸出渣直接除去。另一方面,浸出液中的硫酸钙总是过饱和 的。由于浸出工序和净化工序的温度都远高于电解工序,在电解前需降温,从而石膏的溶解
[1,2]度降低,导致石膏达到饱和而结晶析出。比如株州冶炼厂管道结晶速度可高达 1mm/d,电
[1]解液冷却塔平均 40 天就要清理一次,消耗大量的人力、物力 。报道称,钙镁结晶约占结 晶总量的 25,,而在钙镁结晶中,石膏含量又占绝大多数(,90%),一水硫酸镁只占少部分 (,10%)。目前国内外已开发出各种除钙方法。主要有以下几种:?定期清除法,成本比较 高;?稀释法,会使电积的效率下降;?氟盐沉淀法,成本高污染环境;?硅质河沙过滤法,, 效果不明显。因此研究其在硫酸锌溶液中的溶解度并用相图规律加以工业应用有重大意义。
[3-5]目前而言,石膏在 CaSO-ZnSO-HO 体系中的溶解度已经得到广泛的研究。Umetsu 442
*联系人:杨超,电话:15874184119,E-mail:comehappyon@139.com。
第一作者:杨超(1987—),男,硕士研究生。
[3] 等研究了在该体系中,石膏在 25,200?时的溶解度,但硫酸锌的浓度从 9.75g/L 到
[4] 84.5g/L, 并未研究硫酸锌在极稀浓度和较高浓度时对石膏溶解度的影响。Wollmann 等研究了 CaSO-ZnSO-HO 体系中石膏在 25?和 40?时的溶解度,测定了硫酸锌从极稀到饱 和442
时对石膏的溶解度的影响,从该研究结果中我们可以得到硫酸锌浓度在增加时石膏的溶解 度
[5]变化的规律。Zatonskaya 等研究了 CaSO-ZnSO-HO 体系中石膏在 25,70?时的溶解 度。442
由已有的研究结果表明,石膏在硫酸锌溶液中的溶解度随着温度的升高而升高,而在同 温度下随着硫酸锌的浓度的升高而呈现先急剧下降,然后逐渐升高,再降低的溶解度热力学 行为。因此,我们选择国内某湿法炼锌企业的生产工艺中的条件进行了石膏溶解度的测定, 测定了石膏在硫酸锌不同浓度(40 g/L 和 140 g/L)、25,100?时的溶解度,以及其溶解度 随温度的变化趋势,并通过对其热力学性质的研究,以探究在湿法炼锌中的钙杂质问题的根 本原因,寻求石膏的热力学行为在生产工艺中的应用价值。
1 实验材料与方法
1.1 材料
硫酸锌溶液(40g/L 和 140g/L),石膏(分析纯),去离子水。
1.2 分析测试仪器
日本理学公司 D/max22 型全自动转靶 X 射线衍射仪,美国热电 ICP—AES 电感耦合等 离子体发射光谱仪。
1.3 实验方法
试验中的石膏是由分析纯的二水硫酸钙,置于去离子水中,搅拌 24 小时,除去可溶性 的杂质,经抽滤于 50?烘干,得到石膏;所制得的石膏由 XRD 分析验证。采用 ICP,AES
2+2+测定 Ca的浓度,从而得到 40g/L 和 140g/L Zn溶液中石膏分别在 25?、45?、60?、65 ?、75?、90?和 100?时的溶解度。 200000 A
CaSO , ,, , , 4 , 160000
120000
Intensity 80000
A
40000 A
A
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
2, /degree
图 1 CaSO?2HO 的 XRD 图42
2 实验结果与讨论
2.1 实验结果
2+Ca溶解度 25? 45? 60? 65? 75? 90? 100?
2+40g/L Zn 0.545g/L 0.633g/L 0.649g/L 0.677g/L 0.709g/L 0.721g/L 0.729g/L 2+140g/LZn 0.548g/L 0.493g/L 0.536g/L - 0.539g/L 0.603g/L -
2+ )在锌溶液中的溶解度 表 1:石膏(Ca2.2 结果分
析
2.0
ZnSO4(40g/L) 1.5 ZnSO4(140g/L)
-1 4 g.L / 1.0 )
c(CaSO
0.5
0.0
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
T/:C
图 2 不同浓度 ZnSO溶液中石膏随温度变化溶解度4
电解锌时,在进入电解槽前,电解母液中锌的浓度一般浓缩到 140g/L,而电解后液中 锌的浓度约为 40g/l。通过图 2 我们可以得知,在硫酸锌溶液中,石膏的溶解度随着温度的
2+2+升高而升高,而在同一温度下,石膏的溶解度在 140g Zn/ L 时要大大低于 40g Zn/ L,且 相差的幅度随着温度的升高而增大。
由于在电解后液中,硫酸锌的浓度约为 140g/L,而石膏的浓度达到 1.5g/L,2.0g/L,远 远高于此时石膏的溶解度,因此,在中性浸液阶段,石膏不断的结晶析出。而进入电解工序 后,
2+硫酸锌的浓度降低为 40g Zn/ L,而此时溶液中石膏的浓度要低于石膏的溶解度,因此, 在电解槽中并不会出现结晶的现象。
3 结论
通过测定石膏在硫酸锌不同浓度(40 g/L 和 140 g/L)、25,100?时的溶解度,了解石
膏在硫酸锌溶液中的热力学性质。石膏在硫酸锌溶液中的溶解度随着温度的升高而升高,在
同样的温度下,硫酸锌溶液的浓度的变化对石膏的溶解度影响较为复杂。我们测定的石膏在
2+特定体系中的溶解度实验数据表明,而在同一温度下,石膏的溶解度在 140g Zn/ L 时要大
2+大低于 40g Zn/ L,且相差的幅度随着温度的升高而增大。这为我们探究湿法炼锌过程中石
膏结晶的原因提供了理论依据,也为我们更深入了解石膏在湿法炼锌工艺条件下的热力学性
质提供了实验数据,以寻求石膏的热力学行为在生产工艺中的应用价值。
参考文献
[1] 杨 景.湿法炼锌过程中钙镁结晶的危害及对策. 株冶科技.2004,129-4.
[2] B(M(?ATOHCKA? 等.硫酸钙在硫酸锌溶液中的溶解度. 株冶科技.1989,4,63-65.
[3] Umetsu, Yoshiak, Mutalala, Bedah K., Tozawa, Kazuteru.Solubility of calcium sulfate in solutions of zinc,
magnesium, copper and cobalt sulfates over a temperature range of 25 to 200 ?. Tohoku Daigaku Senko
Seiren Kenkyusho Iho .1989,45,13-22
[4] Georgia Wollmann ,Wolfgang Voigt . Solubility of Gypsum in MSO4 Solutions (M ) Mg, Mn, Co, Ni, Cu, Zn)
at 298.15K and 313.15 K. J. Chem. Eng. 2008,53,1375-1380
[5] Zatonskaya, V. M.Volkova, N. A.Krashenina, S. V. Samoilenko, A. I.;Burtseva, N. F. Solubility of gypsum in
zinc sulfate solutions. Tsvetnye Metally (Moscow, Russian Federation) .1988, 2, 29-31.
(3)硫酸锌溶解度
硫酸锌溶解度
(2010-12-11 10:38:40)
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一水硫酸锌
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水 (温度)0???10? ?20??25???30? ? 40??50?? 60? 70? ?80?90? 100
硫酸锌????41.8 47.5? 54.1?58.0? 62.1 70.4?/?? 74.8 / 67.2/????60.5
一水硫酸锌 41.9 / 54.2 / / / 74.0 / / 86.683.5???????????????????80.8
六水硫酸锌 / / / / / 70.1 76.8 / / / / /
七水硫酸锌 41.9? 47.0?54.4? 58.0 / / / / / //??????????????????81.0
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物质化学式碳酸氢铵NH4HCO3溴化铵NH4Br碳酸铵(NH4)2CO3氯酸铵NH4ClO3氯化铵NH4Cl
氯铂酸铵(NH4)2PtCl6铬酸铵(NH4)2CrO4重铬酸铵(NH4)2Cr2O7砷酸二氢铵NH4H2AsO4磷酸铵(NH4)3PO4硒酸铵(NH4)2SeO4硫酸铵(NH4)2SO4亚硫酸铵(NH4)2SO3酒石酸铵(NH4)2C4H4O6硫氰酸铵NH4SCN硫代硫酸铵(NH4)2S2O3物质
化学式
溴酸钡Ba(BrO3)2
0?°C
88.51611.960.6
29.40.2892518.233.722.710242.9
1551182.212
9670.647.945120
0?°C
58.812.50.29
10?°C
20?°C0.0022
70
5625.320
16.121.768.1
76.410028.7
33.237.20.3740.49929.23425.535.648.739.5
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1051157375.45460.85563144
1702.15
0.48
10?°C
20?°C4.106×10-105.247×10-14
6272
2.586×10-9
16.117.40.44
0.65
30?°C
44.5
28.483.2
41.40.63739.346.546.4
75.11822426.0937.7
1267868.870.52080.84
30?°C
75
0.95
40?°C
3437.1
36.691.2
45.80.81545.358.563.856.7204
81.8
1912978.1834.6
1438178.476.52341.32
40?°C
78.5
1.31
氯酸钡氯化钡氯酸钡铬酸钡氰化钡磷酸氢钡亚磷酸氢钡氢氧化钡碘酸钡高氯酸钡高锰酸钡焦磷酸钡砷酸铋氢氧化铋氢氧化铂(II)溴化铂(IV)一氧化氮一氧化二氮Ba(ClO3)2BaCl2Ba(ClO2)2BaCrO4Ba(CN)2BaHPO4BaHPO3
Ba(OH)2·8H2OBa(IO3)2Ba(ClO4)2Ba(MnO4)2Ba2P2O7BiAsO4Bi(OH)3Pt(OH)2PtBr4化学式NON2O
9820.331.243.9
26.2
1.671824.9550.3
239
2.88
0?°C101104
1091141.409×10
-3
26.933.941.649.733.535.838.1
40.844.6
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1.3×10
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0.6872.483.89
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-33.8336
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-4
1.096×10-101.561×10-203.109×10-111.352×10-73.144×10-4
3.622×10-4
7.998×10
-2
10?°C20?°C30?°C40?°C
5.6×10
-3
0.112
铬酸镝(III)
物质
化学式0?°C化学式0?°C
·9H2O50.2
3.9859.537.4
叠氮化钙Ca(N3)22.32碳酸氢钙Ca(HCO3)216.1溴酸钙Ca(BrO3)2溴化钙CaBr2
125
霰石CaCO3-霰石4.5
8.575×10-3
氟硅酸钙CaSiF6甲酸钙Ca(HCO2)216.1磷酸氢钙CaHPO4氢氧化钙Ca(OH)20.1899×10
-2
64.6
0.663
10?°C20?°C1.363×10
-5
10?°C20?°C
0.8
10?°C
20?°C
11.65.61
70.1
95.6
1.882×10
-5
3.32.664.774.536
34.7
3.629×10-3
45
2.452.7216.6230
132143
7.753×10
-4
6.170×10-4
209
2.251.8
0.518
16.6
4.303×10-3
0.182
0.1730.2466
30?°C30?°C30?°C1262.3210033.8
3.021.830.160.3867.6
40?°C
40?°C
40?°C
166
12833.2
3.4217.1213
1.49
17.1
0.1410.5270.8
高氯酸钙高锰酸钙磷酸钙硒酸钙溴酸镉溴化镉碳酸镉氯酸镉氯化镉碘酸镉碘化镉硝酸镉硫化镉钨酸镉硝酸铬硫酸铬Ca(ClO4)2Ca(MnO4)2Ca3(PO4)2CaSeO4·2H2OCd(BrO3)2CdBr2CdCO3Cd(ClO3)2CdCl2Cd(IO3)2CdI2Cd(NO3)2CdSCdWO4Cr(NO3)3Cr2(SO4)3·18H2O4.099×10-3
102115
12963.9
84.5
6.7×10-4
188338
2×10-3
9.739.779.220.223
0.244
0.255
2.387×10
-3
1.3252.5
7.091×10
-6
2.81125
56.375.498.8
3.932×10-5
299308322100
135
135
2.2×10
-2
8.736×10
-5
4
8.3
11.1
14.4
2.697×10
-4
9.7×10
-2
78.784.7122
136
6.046×10-3
180
188
6.235×10
-6
72.568.46475.4
76
76.6
1.292×10-124.642×10
-2
108124130104
123
130220
2.727×10-21.352×10
-6
4.351×10-7
152191
104
8.797.140.264
0.265
129152348376135
135
18.625.3
87.992.115019419520358.9
5578.5
152
铬酸亚汞Hg2CrO4氰化亚汞Hg2(CN)2Hg(C7H5O2)2·H2O溴酸汞Hg(BrO3)2·2H2O碘化汞HgI2草酸汞HgC2O4·6H2O高氯酸钴Co(ClO4)2硫酸钴CoSO4物质
化学式
氢氧化铪(III)Hf(OH)3氢氧化铪(IV)Hf(OH)4氦
He
282
0.33.63
91.913543.5
84
7.6×10-2
25.5
0?°C
3.246×10-52.313×10-32.266×10-12
325
407
4.277×10-2
251.10.08
0.40.56254.82
6.579.3
2.372×10-3
6×10-31.1×10-22.943×10-256.3×10
-2
45.5
11216218047.7
52.91.361181.02203
89.697.40.240.410430.5
36.1
1.2×10
-2
10?°C
20?°C4.50305×10-4
4.503×10
-6
0.6
2.519×10-5
455
0.668.34
12819559.7
0.91110.6142
30?°C0.9110.2
16321469.5
0.88
1250.8548.8
40?°C
硫酸钬(III)
8.186.14.52
物质
化学式
0?°C
10?°C
20?°C8.616×10-9
30?°C
40?°C
草酸镓硒酸镓溴铂酸钾碳酸钾氯酸钾氯化钾铬酸钾氰化钾重铬酸钾砷酸二氢钾磷酸二氢钾铁氰化钾高氯酸钾高碘酸钾高锰酸钾过二硫酸钾磷酸钾硒酸钾K2PtBr6K2CO3KClO3KClK2CrO4KCNK2Cr2O7KH2AsO4KH2PO4K3Fe(CN)6KClO4KIO4KMnO4K2S2O8K3PO4K2SeO4
21623341.446.265.83.094.7253.659.51051093.35.22831.256.3604.7714.818.330.23814.321.144.753.531322.527.4
36.295.71034.66.2712813613.921.927929225.531.90.761.060.170.282.83
4.3181.5
107
1090.418.1
256283
1950.855.870.776.76.919.6465.370.7
1.891111147.310.134.237.263.766.7
5012.318.1
1922.628465328.235.194.910833736133.739.9
15048.654.31121268.0810.314415331.645.330632036.439.91.682.560.420.656.349.03
4.792.3108111
113
324
6182.113.175.4
11713.940.167.8
26.3
35.559.341.413839847.5
6113412.616261.332943.83.73112.6
133115
硫氰酸钾KSCN硫代硫酸钾K2S2O3钨酸钾K2WO4三氯化金AuCl3三碘化金AuI3
物质
化学式Sc2(C2O4)3·6H2O
物质
化学式
溴酸镧La(BrO3)3碘酸镧La(IO3)3钨酸镧La2(WO4)3·3H2O铬酸锂Li2CrO4.2H2O重铬酸锂Li2Cr2O7.2H2O磷酸二氢锂LiH2PO4氟化锂LiF
氟硅酸锂Li2SiF6.2H2O甲酸锂LiHCO2亚磷酸氢锂
Li2HPO3
7.417796
0?°C0?°C
98
10050.53
31.261.338.91541431.5424169.2
126
32.34.43
9.3
11.1
1.8×10-5
198
22415551.568
1.295×10-10
0.258
10?°C20?°C6×10-3
54.6
10?°C
20?°C
16.9
120
149
4.575×10-22.473×10
-3
13645452.72
2.336.06
35.140.864.267.241.644.71661791471601.431.3328337274.5
83.5142
0.1673
35.7
39.3
13255175
30?°C30?°C200
451.9
50.671.253.81981831.2648886.2151
44.19.97
14.8289205
40?°C
40?°C
168451.67
68.675.42212111.1760489.8
49.57.61
草酸锂高氯酸锂高锰酸锂磷酸锂硒化锂亚硒酸锂硫酸锂酒石酸锂硫氰酸锂硫酸镥(III)苯甲酸镁溴酸镁氯酸镁氯化镁铬酸镁氟化镁氟硅酸镁Li2C2O4LiClO4LiMnO4Li3PO4Li2SeLi2SeO3Li2SO4Li2C4H4O6LiSCNLu2(SO4)3·8H2O
化学式Mg(ClO3)2MgCl2
MgCrO4·7H2OMgF2MgSiF612.715182.653.470.942.7
2536.1422.5
43.90.566012231.2
0?°C
56.7
9811452.9
26.314
120
12.712.815716579.560.870.182.596.8849
56.171.40.03957.7
23.321.535.534.831.8
27.11144.829.4
1.164×10-5
57.9
44.945.80.560.6766.773.912813333.5
36.40.0001
10?°C
20?°C
59.7
53.4
991013.9×10-2
12313553.6
54.6137
7.325×10-3
30.814.214.4
9.628×10-4
7.2
8.6140
12.917179.513811463.6
19.634.226.61316.28
46.60.7881.840.4
30?°C
68.6
10415555.8
14.9
10131797815213372.3
17.933.727.21534.38
47.30.9188.745.8
40?°C
75.7558
10617857.5
34.915.911.7173
磷酸镁Mg3(PO4)2硒酸镁MgSeO4亚硒酸镁MgSeO3氟化锰MnF2
氟硅酸锰MnSiF6·6H2O氢氧化锰Mn(OH)2硝酸锰Mn(NO3)2物质
化学式
重铬酸钠Na2Cr2O7磷酸二氢钠NaH2PO4氟化钠NaF甲酸钠HCOONa碳酸氢钠NaHCO3氢氧化钠NaOH碘酸钠NaIO3碘化钠NaI钼酸钠Na2MoO413.7
62.1
66
69.573.678.9
0.10449.6
2.588×10
-4
2030.438.3
44.348.65.454×10-2
2228.233.738.944.550127136147
1571694.877×10-5
63.4
68.1
73.9
80.8
88.51.882×10-3
10.60.67
140
3.221×10
-4
102
118
139
2062×10-2
2.4×10-2
2.8×10-2
3.3×10-2
52.9
59.7
62.9
62.9
60
0?°C
10?°C
20?°C
30?°C
40?°C
36.240.846.454.6
65.6
38.939.940.85324.230.336.442.648.880.285.290.898.4107712.521.539.74979.687.695.910511535.735.835.936.136.431.750.184889640.848.158.771.216317218319821556.569.8
86.91071333.664.064.224.443.962.581.210210878.19.611.112.742981091191292.484.598.0810.713.315916717819120544.164.765.366.968.67380.887.694.910271.2
75.180.8
87.6
94.9
硒酸钠Na2SeO4硫酸钠Na2SO4硫代硫酸钠Na2S2O3溴化镍NiBr2碳酸镍NiCO3氯酸镍Ni(ClO3)2氯化镍NiCl2硫酸镍NiSO4·6H2O氯化钕(III)NdCl3
钼酸钕(III)Nd2(MoO4)3硝酸钕(III)Nd(NO3)3硒酸钕(III)Nd2(SeO4)3物质
化学式
硼酸
H3BO32.691671.834.52.2613.34.971.5
11311153.40.7412479.2105
43.912745.213
0?°C
97
37
3.053.413.811832012225.610.319.98.212.116.325.226.9779.1
19.540.8
7328
122131
1389.643×10
-4
12013315556.366.870.62.55
2.56
6.2×10-2
1.43
13514816194.2105107
110
1131.017×10-3
44.446.6
26.2
59.275.695.296.7
9899.6
1.9×10-3
14214515944.641.839.99.7
7.1
5.3
10?°C
20?°C
30?°C5.72.20.218
42
423.02102
10811363.514749
37.6
39.1
41.42.378×10
-14
4.1824530.420.281.848.877.6
14418173.2
17411911749.2
116102
39.9
4.1
40?°C
125
45.8
乙酸镨(III)硝酸镨(III)砷化氢氯化氢硫化氢乙酸铅氯化铅铬酸铅亚磷酸氢铅氢氧化铅硝酸铅草酸铅硒酸铅硫氰酸铅硫代硫酸铅钨酸铅
H2O
Pr(NO3)3化学式AsH3HClH2S
Pb(C2H3O2)2PbCl2PbCrO4PbHPO3Pb(OH)2Pb(NO3)2PbC2O4
PbSeO4Pb(SCN)2PbS2O3PbWO432
55.9
73
91.8114
104
1.5×10-3
112
16219.8
15.6
12.6
9.89
0?°C
10?°C
20?°C30?°C8×10
-2
817570
65.50.3319.8
29.5
44.3
69.8
2.49×10
-2
7.920.45
0.63
0.86
1.127.269×10-5
3.7×10-2
0.67
0.82
11.21.71×10-55.991×10-44.634×10-2
190
222
3.457×10-42.187×10-21.615×10-42.4×10
-34.4×10
-2
5.6×10
-2
6.9×10-2
9×10
-2
1.161×10-5
37.5
46.2
54.3
63.4
6.495×10
-4
440
1.31×10-23.836×10-36.767×10-13
2.5×10
-3
0.553
2.02×10-22.838×10-27.229×10-11
144
178
2.56
40?°C
61116
1.5
1.42
0.124
72.1
物质
化学式
重铬酸铷Rb2Cr2O7氟化铷RbF氟硅酸铷Rb2SiF6甲酸铷RbHCO2碳酸氢铷RbHCO3氢氧化铷RbOH碘酸铷RbIO3碘化铷RbI硝酸铷RbNO3物质
化学式
碘化铯CsI硝酸铯CsNO3草酸铯Cs2C2O4高氯酸铯CsClO4高锰酸铯CsMnO4硒酸铯Cs2SeO4硫酸铯Cs2SO4
0?°C
902.17762
19.51.09
37.5
0?°C
0.21
146
33544.19.330.8
167
10?°C
993.18467.5
443
331.19
42.6
10?°C
3.8
17571.4
38158.514.91244
173
20?°C
1085.49173.65.93000.157
5541101801.96144
52.91.550.648159
48.1
20?°C
1010307
3.661086.2187
3220.818
4502.676.5233131.60.228
179
30?°C
3.6
11989878.910
614
81.22.2
53.6
30?°C
4.53
9.5197
694
9633.9
2.6
184
40?°C
865.113211.610485.615.2
694
1173.26
58.5
40?°C
5.3
13.8208
12447.2
4
190
乙酸铈(III)氯化铈(III)氢氧化铈(III)碘酸铈(III)硝酸铈(III)甲酸锶碘酸锶碘化锶钼酸锶硝酸锶硫酸锶·3H2OCe(C2H3O2)3CeCl3Ce(OH)3Ce(IO3)3Ce(NO3)3Ce2(SO4)3·2H2OSr(HCO2)2Sr(IO3)2SrI2SrMoO4Sr(NO3)2SrSO4SrS2O3·5H2O
×10
-2
15
34.2
47.692.4
62.593.42.765.8
4.454×10
-4
7994.63.1
98.596.9
20.35100
9.43×10
-5
0.123234
7.434×10-11
39.521.4
37.2
35.29.84
1.981×10-9
37
42.9
41.130.9
85.243.59.10.91
93.447.710.61.25
10217552.9
8.5×10-2
12.71.770.19
16539.51.13
×10
-2
33.27.24
32.65.63
39.538.3
11258.7
9.0×10-2
15.22.64
12365.317.83.95
178
1.107×1052.91.29
-2
192
88.71.38
×10
-2
69.50.656
1.32×10
-2
89.41.41
×10
-2
2.5
3.957×10
-4
0?°C0.171
10?°C0.236
20?°C
0.3640.306
30?°C
40?°C
氯酸亚铊氰化亚铊氟化亚铊碳酸氢亚铊氢氧化亚铊碘酸亚铊TlClO3TlCNTlFTlHCO3TlOHTlIO32.2×10-2
2
3.2×10-24.8×10-2
5.33.9216.878500
6.8×10-29.7×10-2
12.7
25.4
-3
29.6
-3
35
6.678×10-2
40.449.4
-2
钒酸亚铊二氧化碳一氧化碳硫酸铽三氟化锑三氯化锑溴化亚铁碳酸亚铁氟硅酸亚铁硝酸亚铁草酸亚铁高氯酸亚铁硫酸亚铁氯化铁2×10TlVO3CO2CO
SbF3SbCl3
2-Feb
FeCO3FeSiF6·6H2OFe(NO3)2·6H2OFeC2O4·2H2OFe(ClO4)2·6H2OFeSO4·7H2OFeCl3·6H2O6×103.96.229.551.836
8.04
13.10.1540
2.17
2.82.73
3.7
4.870.870.17822.6×10-3
3.56
66.489.7117385444602910
101109117
6.554×10-5
49.75962.5
72.1
74.4
5.255×10
-5
113
134
8×10-3
299
28.8
40
481.47×10-9
74.4
91.8
9.1×10
-2
2.097×10
-9
0.36
1.5×1014.32119.7
28.3
6.16
7.53
152198
562水解1090137012413366.770
77
6073.3
107
·9H2OFe2(SO4)3·9H2O氢氧化亚铜CuOH碘化亚铜CuI碳酸铜CuCO3氯酸铜Cu(ClO3)2氯化铜CuCl2铬酸铜CuCrO4亚硒酸铜CuSeO3
硫酸铜CuSO4·5H2O硫化铜CuS氟化钍(IV)ThF4·4H2OTh(SeO4)2·9H2O硫酸钍(IV)
Th(SO4)2
物质
化学式
112289
107
68.673.583.51223.1
1860.650.74
0?°C
8584
138368440
9.9×10
-3
1.602×10-98.055×10-71.997×10-51.361×10-158.427×10
-7
116
126
1.462×10-4
242
70.9
73
3.407×10-2
7.5×10
-2
76.581.612.5
1.722×10
-6
0.109
10012514.517.5
2.761×10
-3
27.5
32
2.4×10-17
0.914
3.691×10
-2
187
191
0.99
1.38
10?°C
20?°C
300.99
422
12877.384.11561462137.8
1.99
30?°C
1.17
175
478
131
87.6
91.2
16325.244.6
3
40?°C
1.42
碳酸锌氯酸锌氯化锌氰化锌高锰酸锌硫酸锌亚硫酸锌酒石酸锌ZnCO3Zn(ClO3)2ZnCl2Zn(CN)2Zn(MnO4)2ZnSO4
ZnSO3.2H2OZnC4H4O6
18.92430
389145342
152353
5.8×10-2
1.6
3.743098
2.521×10
41.6
47.2
-3
446
4.692×10
-5
528223437
591
209395
452
4.36.1
7.749×10-2
432
7.4
445
138
211
33.353.80.16
2.2×10-2
1.5
4.1×10-2
6×10-2
61.3
70.5
物质
化学式
0?°C
10?°C
20?°C
30?°C
40?°C
氩硫酸钇溴化铟氯化铟氟化铟氢氧化铟溴酸银溴化银4Ar
-2-2-3-3-3
1.52×101.17×109.4×107.8×106.2×1044.237.522.217.2Y(C2H3O2)39.03·4H2O
16863.975.187.377.378.178.879.680.85.769×10-393.11061231431638.057.677.36.786.09Y2(SO4)3
571InBr3
210212InCl3
11.2InF3
3.645×10-8In(OH)3
6.7×10-22.867×10-140.730.891.051.231.43-4
7.931×100.110.160.230.32AgBrO3
-5
1.328×10AgBr
氯化银AgCl亚氯酸银AgClO2铬酸银Ag2CrO4氧化银Ag2O高氯酸银AgClO4高锰酸银AgMnO4硫酸银Ag2SO4醋酸铀酰UO2(C2H3O2)2·2H2O甲酸铀酰UO2(HCO2)2·H2O碘酸铀酰UO2(IO3)2·H2O硫酸铕(III)
物质
化学式
D-葡萄糖C6H12O6
85.9122
4550.57
980?°C
3.489×10-3
10.4
15.30.0001923
0.248
2.157×10-31.467×10
-7
0.159120172167
216
3.27×10-3
1.3×10
-3
4845250.90.7
0.8
1.462×10-2
11.97.693207.20.124
1071220.45
0.521
1.5538×10
-5
2.56
10?°C
20?°C
10.33.68.324837568.91081411710883
20.926.8
190203265
311
5946350.890.9817.9
29.2
1411670.61
0.8
30?°C
40?°C
混溶
538
167
8
181.9
190.6
201.9
216.7
235.6
50?°C
26.5
50.450?°C60?°C
20
59.2108
55.31.4459868382.531197.2
2094211449.9
1928810486.93462.42
60?°C752.2770?°C
80?°C
15
11
109125
60.265.62.1676.1115107118533
22958022.468.9
95144
70?°C80?°C743.5290?°C
8
170135
71.22.61
122
74027.9
150
90?°C0.95100?°C
7
354145
77.33.36156
173
25087134.7
103153
100?°C
74.8
1.31
38.650?°C12366.746.253.8
20.926420.4151
49527.760?°C13584.852.566.6
44.247.6101
27.2222
57549.970?°C80?°C55.8
51.3
291
261
67.390?°C14910559.480.8
30134.4325
653
60.3
100?°C
50?°C60?°C50?°C60?°C50?°C60?°C13732.7
4.7117.5278
0.83
17.50.1210.6574
70?°C80?°C90?°C70?°C80?°C90?°C70?°C80?°C90?°C14715433.5
31.1
6.878.5517.9295
17.9
8.6×10-2
7.6×10-2
0.660.67
78
100?°C
100?°C
100?°C
15929.7
8.718.4312
18.4
81
134
0.244153455136
59.510031022144.281.8
358
151
166
0.23415614080.585.211171324332.527.266.7
63.1
363178
0.205
160
147
94.6
125
2722260.8
4991.6816.3
22731693.8
0.821745550?°C60?°C5412.7730
24197.6
0.7320453.870?°C80?°C580
101
300
45.390?°C4.961.3
257106
0.7
38.9
100?°C
50?°C60?°C35022.785.512723.845.870.145.650.27054.814247165.676.415418.3
168
17610634853.27.32.122.1
11970?°C80?°C38134.194.914037.548.8
51.3
7370.466.9150580
96.124.819216737663.613.44.4
12190?°C100?°C
398
106
49.999.21041481564656.353.956.3
74.5
83.5
91
71.5
74.2
65812217832.319820620324539041069.275.317.722.3
5.9
122
50?°C50?°C1.08
18.2372238
60?°C60?°C24718.51.26
86.6269223
1.0177798.4
64.77.11
21.4492293
70?°C80?°C70?°C80?°C5.40.91
3082450.85
112
92.722.9571312
90?°C90?°C2.20.79
329
121
11624.1675
100?°C
100?°C
0.68
1003552660.72128
1386.03
13.313.820217517792.3
14.732.629.52.67
48.11.110659.2
50?°C60?°C
118
11224261
44.417.915.2
15.3435
233128
11.931.4
48.61.3213273
70?°C80?°C66.1
20.515.5186
440
272151
11.130.9
15380.8
90?°C26869.5
22.215.6
17.548173.9
324
9.9
491.7216089
100?°C
125
73.3
22.9
78.955.854.61971090.44
53.650?°C60?°C
139
62.61184613737.11152691724.681221617419.825771.8122111
91.655.8225113
45.670?°C80?°C
153
75.712043.9167381253762114.89138
26.6295148113
106
52.9226114
40.990?°C
161
12143.918438.5
40523414729.550.42281150.48
35.3
100?°C
170
90.812120439.21264155.08160
33302180160
211
50?°C4.9328820.978.645.3
15322181.22.56184158
55.6105
43.92.8
60?°C178
53.15.713066074.843.790.8
15430886.6
187187
64.572.2
70?°C80?°C67.268.17342.7
2.59
188188
70.13.31.2
90?°C6.53297772.742.597.2
155
87.6
76.7
100?°C
82.8
50?°C
57.5
5.0460?°C
53
2.291.944030.19391.6
3.570?°C
80?°C
50
47
3.322.544280.294111
1.190?°C
43
3.862.880.91
100?°C
40
4.55
3.2
463
0.42133
50?°C60?°C1582211595.732.3
900
2006.27
67.550?°C60?°C26.2230
15083.87.3
20070?°C80?°C38127
31011
75.170?°C80?°C45250
19013414.4
21090?°C49133
37415.5
78.690?°C58260
20516320.5
215100?°C
63143
45222
81.8
100?°C
79271
19730
200
13.73.87
36.815081.8258.42
21893.41.31
×10
-2
50?°C60?°C4.6
36.136.218290.531.932.920.2
44.5
27036596.998.41.16
1.15
×10
-2
×10
-2
70?°C80?°C90?°C36.4
22310134.491.2
383
100?°C
0.117
36.6
57.3
73.3
-2
-2
1061261500.12
3.5×1046.150.8
11
水解
14478.384
1017×1079.911020081.5
8.5
14.6
16.5
16817688.792.3
88
68.357.8
414
10.818.4
18494.9100
772
96.518236.561.8
50?°C60?°C2.1110493.2
20853.783.8
70?°C80?°C3.0410822290?°C3.58120
247
114
100?°C
4.2
11.8
50?°C618488467
75.40.104
60?°C10.41012004.44
1.930.57
64554121.228.8490
71.10.59
70?°C80?°C6.41162.89
2.590.94
38
90?°C5.8123
2.2
1.33
672
614
510
60.5
100?°C
4.7
5.2×10
-5
4401.1555.8
3171.22
50?°C60?°C2515851.3
3881.94
70?°C80?°C4006521.36
42690?°C733
793
1.41
4743.16
100?°C
68.3
733
259.6288.8323.7365.1414.9476
固体的溶解度及溶解度曲线
固体的溶解度及溶解度曲线
(2005)5.许多同学喜欢吃家庭腌制的小菜,腌制小菜的一般方法是:将食盐、香料等一起放入水中煮制得浓盐水,盐水冷却后放入洗净待腌制的鲜菜,腌制过程中还要不断打开缸盖晒缸并及时补充食盐,一段时间后,即得成品小菜。若室温时食盐的溶解度为36 g。关于小菜腌制过程中的下列说法,错误的是 ( )
A(煮制浓盐水时,10 kg水最多可得到浓盐水13(6 kg
B(腌菜的过程中,原来的浓盐水会逐渐变稀
C(晒缸的目的一是防止腌菜腐败变质,二是促使水分蒸发以保持盐水的浓度
D(补充食盐的目的是保持盐水的浓度,以利于食盐往蔬菜中渗透 (2006)4.(3分)氯化钠和硝酸钾两种物质的溶解度随温度(0,100?)的变化见下表:
100? 0? 20? 40? 60? 80?
NaCl(g) 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4 39.8
KNO(g) 13.3 31.6 63.9 110 169 246 3
请分析表格中的数据,回答下列问题:
?若两物质的溶解度相等,此时所对应的温度范围在 之间;
?20?时,氯化钠饱和溶液的质量分数 硝酸钾饱和溶液的质量分数(填“>”、“<”或“=”);>”或“=”);>
?某同学欲从含有少量氯化钠的硝酸钾中分离出硝酸钾,他应采取的方法是
。
(2007)16.右图是A、B两物质的溶解度曲
线,分别得到的下列信息中,正确的是
A.图中阴影部分表明A、B两溶液都是饱和
溶液
B.t?时,A、B两饱和溶液的溶质质量分数1
相等
C. t?时,B物质的溶解度大于t?时A物21
质的溶解度
D. t?时,等质量的A、B两饱和溶液降温到t?时析 21出溶质的质量相同
(2008)4((4分)右图是A、B两种固体物质的溶解度曲
线。请分析曲线中A、B两种物质溶解度随温度的变化 情况后,回答下面问题:
(1)我们一般将20?时溶解度大于l0g的物质称为
易溶物质,小于l0g的物质称为可溶物质。那么,B物质应属于 ;
(2)比较A、B两种物质的溶解度曲线,可看出A、 B两物质溶解性的共同点是 ; (3)有同学认为“同一温度时,可配得质量分数相同的A、B两种物质的饱和溶液”。你的观点是,理由是
(2009)(2)(5分)控制变量是科学探究的重要方法之一。小华同学实验中发现:把质量相等的不同物质放入同样一杯水中,有的溶解快,有的溶解多,有的溶解又快又多。是哪些因素影响着物质溶解的快慢与多少呢,
请你参考下表硝酸钾的溶解度随温度的变化关系,以硝酸钾为例,选择一种可能影响硝酸钾溶解快慢的因素设计实验进行探究: 温度20 30 40 50 60 70 80 (?)
溶解度31.6 45.8 63.9 85.5 110 138 168 (g)
?影响因素:
?实施方案:
?通过实验得出 。实验中,控制不变的因素是 。 (2010)17.室温下,称取氯化钠和碳酸钠各30g放入同一烧杯中,加入lOOg水充分搅拌后静置,得到二者的混合溶液。请参照氯化钠、碳酸钠两物质的溶解度表判断,以下结论不正确的是
A(20?时,氯化钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度
B(20?时,未溶解固体是氯化钠和碳酸钠的混合物
C(30?时,溶液中氯化钠和碳酸钠的质量分数相同
D(30?时,溶液为氯化钠和碳酸钠的不饱和溶液
(2011)(4分)下表提供了A、B两种物质的溶解度数
据,读取信息后回答:
(1)A、B物质都属于_____________ 物质(填“难溶”、“微溶”、“可溶”或“易溶”);
(2)A、B两物质溶解度随温度变化趋势的不同是
___________________________________________________________
___________________________________________________________
如右图给出的曲线中,___与A物质溶解度的变化趋势相符(填曲线编号);
(3)从A、B两物质的混合物中分离出B物质,一般采用_____的方法。 (2012)降温结晶是分离硝酸钾和氯化钠混合物的常用
方法.现取硝酸钾和氯化钠混合物160g,放入100ml水中,加热到80?,固体全部溶解.请根据硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线判断,下列说法正确的是:
A(80?时,溶液是硝酸钾和氯化钠的饱和溶液
B(80?时,溶液中硝酸钾不饱和,氯化钠饱和
C(降温到20?时,析出的固体一定是硝酸钾和氯化钠的混合物
D(降温到20?时,一定析出硝酸钾,可能析出氯化钠
溶解度的计算
溶解度的计算
知识点归纳:
一、溶解度曲线:
溶解度曲线表示以下几方面的意义:
(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 数值; (3)曲线表示不同物质在同一温度时的 数值; (4)曲线表示物质的溶解度受变化影响大小的情况;
(5)两条曲线的交点,表示在该下两种物质的相等;
(6)曲线上每个点所配制的溶液是该温度下这种溶质的的 不饱和 溶液
例:根据图所示的物质溶解度曲线图,回答以下问题:
(1)当温度高于t2℃时,A、B、C三种物质溶解度由小到大的顺序是; (2)P点表示 ℃A、B两种物质的溶解度相等 ; (3)A、B、C的溶解度为B>A>C的温度范围是 ;
(4)Q点表示t2℃时在 克水中已溶解A物质 克,此时的溶液是A物质的
溶液。
针对性练习:
一、选择题
1.图82-2为NH4Cl溶解度曲线,则70℃时NH4Cl饱和溶液的质量分数是 ( )
(A)33.3% (B)37.5% (C)50% (D)60%
2.某固体物质的溶解度曲线如图82-3所示,在40℃时将75克物质放入150克水中,则溶液的质量分数是 ( )
(A)28.6% (B)33.3% (C)40.0% (D)50.0%
3.如图82-4所示,配制33.33%的NH4Cl饱和溶液的最低温度是
(A)0℃ (B)30℃ (C)50℃ (D)70℃
4.如图82-5所示,m克KNO3的不饱和溶液,恒温蒸发水份,直到有少量晶体析出,则在此变化过程中,纵坐标溶液的质量分数(a%)与横坐标时间(t)的变化关系是
( )
( )
5.图82-6为X和Y两种物质的溶解度曲线。X、Y的混合溶液在100℃时都达到饱和,高温时降低到70℃时,得到的固体成分是 ( ) (A)纯净的X (B)纯净的Y (C)等量的X和Y (D)大量的X和少量的Y 二、填空题
1.如图82-7所示:(1)在 时,A和B的溶解度相等。(2)在t3℃时,溶解度最小的是 (3)在t3℃时,A的饱和溶液的质量分数是
2.图82-8是A、B、C三种物质的溶解度曲线。用100克水充分溶解三种物质,制成20℃的饱和溶液,假设溶液中溶质不发生反应,且它们的溶解度互不影响。现将温度升高至80℃,则: (1)将会有 物质的晶体析出,析出 克。 (2)80℃蒸发 克水时,才会有最后一种晶体析出。
3.图82-9为某物质在不同温度下的溶解度曲线。现有t1℃下此物质的饱和溶液100克,温度变化到t2℃时,欲使其仍为饱和溶液,试计算,应加入溶质的克数(设加入溶质为x克,列出计算式,不用求解),x= 克。 4.图82-10为固体A的溶解度曲线。
(1)t1℃时,在x克A的饱和溶液中含有 克水。
(2)把y固体A放入 克水中,恰好形成t2℃时A的饱和溶液。
(3)在100克含A的溶液中加入5克固体A后,恰好形成t2℃时的饱和溶液,则原来溶液中含溶质A为
参考答案
一、1.(B) 2.(A) 3.(C) 4.(C) 5.(D) 二、1.(1)t2 (2)C (3)
100mm
%或?100% 2.(1)B,20 (2)大于80
100?m100?m
100a??
b(100??100m2?500100x100y100a?3.? 4.(1) (2) (3) ??
100?mm100?m100100?a122??
??
二、根据溶解度的计算
1.根据溶解度的概念可知,要计算物质的溶解度,溶液一定要是的。
2.由于在饱和溶液中,溶液、溶剂和饱和溶液的质量比是确定的,因此溶解度跟饱和溶液中的溶质、溶剂和溶液质量之间存在着对应的定量关系:
Sm质
Sm质
100克?Sm液
100克 m 剂 = 或 =
3.根据上述关系式,可以进行有关溶解度的计算。但计算时还应注意格式的规范化。
[例1] 10℃时,将50克氯化铵溶于水,正好制成200克饱和溶液,求此温度下氯化铵的溶解度。 [解析] 根据题中已知条件可知:m质=50克,m液=200克 所以m剂=m液—m质=200克—50克=150克
m质
根据公式可以计算:S= m 剂 ×100克
= 50 克 ×100克=33.3克 答: 略
150克
[例2] 已知20℃时硝酸钾的溶解度是31.6克,求此温度下的40克水溶解多少克硝酸钾才能得到饱和溶液。 [解析] 20℃时,100克水可溶解硝酸钾31.6克,设20℃时40克水中最多可溶解硝酸钾的质量为x,那么: 100克:31.6克 = 40克: x
31.6克?40克 x = 100 克 = 12.6克
答: 略
[例3] 20℃时,硝酸铵的溶解度是192克,现要配制此温度下的硝酸铵饱和溶液500克,需要硝酸铵和水各
多少克?
[解析] 由溶解度定义可知,20℃时192克硝酸铵溶于100克水中,可得到292克硝酸铵饱和溶液。 设500克硝酸铵饱和溶液中含硝酸铵质量为x,则 292克 : 192克=500克 : x x = =329克
192克?500克
292克
所以需要水的质量为500克—329克=171克 答: 略
[例4] 20℃时,氯化钠的溶解度为36克,现有20℃时100克氯化钠溶液,其中已溶解氯化钠20克,问此溶
液是否饱和?如果不饱和,可以采取什么方法使其成为20℃时的饱和溶液?
[解] 从题中所给条件可知,20℃时100克氯化钠溶液中已溶解氯化钠20克,则含有溶剂水80克,设20℃时
80克水中达到饱和状态最多可溶解氯化钠的质量为x 则100克 : 36克=80克: x, 解得x=28.8克
所以可以判断原溶液为20℃时的不饱和溶液,要使其成为20℃时的饱和溶液,具体方法有: (1)加溶质氯化钠,则应再加氯化钠28.8克—20克=8.8克; (2)蒸发溶剂,设应蒸发水的质量为y
则36克:100克=20克:(80克—y) 解得y=24.4克 即应蒸发水24.4克,才能刚好成为20℃时的饱和溶液
[例5]将15.8克硝酸钾加到60克水中全部溶解,若在20℃时,恒温蒸发10克水后溶液恰好饱和,则20℃硝酸
钾的溶解度是多少?
解: 设20℃时硝酸钾的溶解度为x,
克10 则 60 ? 克
15.8克
x =31.6克
100克
= x
答: 20℃硝酸钾的溶解度是31.6克
[例6]20℃时硝酸钾的溶解度为31.6克,要配制20℃的硝酸钾饱和溶液,计算: (1)40克硝酸钾应溶解在多少克水中刚好饱和? (2)40克水里最多能溶解硝酸钾多少?
(3)配制40克硝酸钾饱和溶液需硝酸钾和水各多少? [解] (1)设 40克硝酸钾应溶解在x克水中刚好饱和
100 克 = x x=126.6克
31.6克
40克
(2) 设40克水里最多能溶解硝酸钾为y克
100 克 = 40 克 y=12.64克
31.6克y
(3)设需硝酸钾的质量为z 131 . 6克
31.6克
= z=9.6克
40克
z
需水40克 - 9.6克=30.4克 答: 略
[例7] 在20℃时,蔗糖的溶解度是204克,现有20℃时蔗糖溶液100克,其中已溶解蔗糖50克,问此溶液在
20℃时是否饱和?若不饱和,应再加多少克蔗糖才能饱和?
解: 100 克 =
x=102克
因为102克>50克, 所以不饱和 应再加蔗糖102克—50克= 52克 答: 略
[例8] 20℃时,A物质的不饱和溶液100克,要使其成为20℃的饱和溶液,可以恒温蒸发20克水或加入8克溶
质,求20℃时A物质的溶解度。
解: 本题可以思考第一种方法中恒温下蒸发20克水即剩下80克饱和溶液,第二种方法中加入的8克溶质溶解
在第一份蒸发出来的水中刚好应该成为饱和溶液,这样易求解,易分析。 设20℃时A物质的溶解度为x
20 克 = 100 克 x=40克
204克
50克
x
8克x
答: 略
[例9].要配制50℃时氯化钾饱和溶液(50℃时氯化钾的溶解度是42.6克)。 (1)25克氯化钾应溶解在多少克水里? (2)在25克水里能溶解多少克氯化钾?
(3)配制71.3克饱和溶液,需氯化钾和水各多少克?
100[解] (1) 克 = x x=58.7克
42.6克
25克
100克25克(2) 42 . = y y=10.65克 6 克
71.3克142.6克
z (3) 42 . 6 克 =
z=21.3克(氯化钾) 需水50克
[例10].将含有某种溶质的溶液136克分成两份,其中一份在30℃时加入该溶质10克,结果只溶解2克就不再
溶解了。另一份在10℃时析出晶体5.5克,此时溶液中溶质的质量分数为20%,求: (1)该物质在10℃时的溶解度; (2)该物质在30℃时的溶解度。 解: (1)10℃时该物质的溶解度为 :
×100克=25克 (2)68克原溶液中含溶质的质量为
(68克—5.5克) × 20% + 5.5克 = 18克 30℃时饱和溶液中溶质的质量: 18克 + 2克 = 20克 所以30℃时该物质的溶解度为
20克100克?20克
克 20 ×100克=40克
答: 略
针对性练习:
1、已知15℃时碘化钾的溶解度为140g,计算在该温度下250g水中最多能溶解多少克碘化钾?
[分析]:15℃时碘化钾的溶解度为140g,这表明在该温度下100g水最多能溶解140g碘化钾。那么,250g水最多能溶解多少克碘化钾,可通过关系式法列比例求得,亦可用基本公式法求解。 解法1:关系式法
设:15℃时,250g水里最多能溶解x克碘化钾。 关系式:
m质+m剂=m液
15℃时
68克?2克?20克
[解答]:15℃时,250g水最多能溶解350g碘化钾。 解法2:基本公式法
已知: s=140g m剂=250g 求: m质=? [解答]:
解之,得:
m质=350g
2、 把20℃的282g硝酸钾饱和溶液加热,升温到60℃,需要加入多少克硝酸钾才能使溶液重新达到饱和?(已知20℃时硝酸钾的溶解度为31.6g,60℃时为110g)。
分析:溶剂量不变,当饱和溶液的温度升高时,由于溶解度的增大,使溶液由饱和变为不饱和。如果要在高温时使溶液重新达到饱和,则需加入一定量的溶质。所加溶质的量可用质量关系式通过比例进行计算,也可用公式法求得。 解答1 关系式法
设:所需加的硝酸钾为x克。
关系式: m质+m剂=m液 20℃→60℃添加量 20℃ 31.6g 100g 131.6g 110g-31.6g=78.4g 282g x
每有131.6g硝酸钾饱和溶液从20℃升到60℃时,需要加入78.4g硝酸钾才能使溶液在60℃时亦达饱和,那么282g20℃的硝酸钾饱和溶液升温到60℃,应加入多少克硝酸钾才能使溶液重新达到饱和,可通过比例求得。
答:应加入168g硝酸钾。 解答2:公式法
根据上述的比例式,可导出如下的计算公式。
设:应添加硝酸钾晶体为x克。
答:(略)
3、 已知30℃时硝酸钾的溶解度为45.8g。在这温度时,某硝酸钾溶液500g中溶有硝酸钾137.4g。如果蒸发掉90g水后,再冷却到30℃,可析出多少克硝酸钾?
分析:首先要通过计算得知这硝酸钾溶液是不是饱和溶液?根据硝酸钾在30℃时的溶解度和关系式得:
由于137.4g
蒸发水时,溶液首先应由不饱和变成饱和,在这过程蒸发掉的水,并不能引起硝酸钾结晶析出。当溶液达到饱和后,继续蒸发掉的水才能使硝酸钾晶体析出。
如果蒸发掉90g水后,溶液仍不饱和,则不会有硝酸钾晶体析出。 解答:设30℃时137.4g硝酸钾配成饱和溶液时需水x克。
原溶液里所含的水为: 500g-137.4g=362.6g
使溶液由不饱和变为饱和,在这过程所蒸发掉的水为: 362.6g-300g=62.6g
溶液达到饱和后,继续蒸发的水为: 90g-62.6g=27.4g
30℃时,溶解在27.4g水里的硝酸钾会全部结晶析出。
答:能析出硝酸钾晶体12.55g。
4、蒸发掉10g水时,又有6gA的晶体析出,求60℃时A物质的溶解度是多少克。
分析:由于两次蒸发等量的溶剂,析出晶体质量不同.可以断定原溶液是不饱和溶液,根据第二次蒸发掉溶剂的质量与析出晶体的质量求溶解度。 解答:设60℃时A物质的溶解度为S克。 则10∶6=100∶S 解之 S=60(g)
5、在20℃时某物质的不饱和溶液50g,平均分成两等份。一份中加入0.7g该物质,另一份蒸发掉5g水,结果两份溶液都达饱和。那么该物质在此温度下的溶解度为多少克?
解析:原题所说的两份溶液,实际上是质量均为25g的等同溶液,而且是不饱和的,我们可以把两份溶液合并在一份溶液中进行分析。大家知道,一定温度下某物质的不饱和溶液还可以再溶解该物质,其原因就是它比相同条件下同质量的饱和溶液中的水显得“多”,因此,我们把25g不饱和溶液假想为一部分饱和溶液和水组成的(如图所示)。依题意,向其中加0.7g该物质溶液即达饱和,饱和溶液是不可能再溶解的了,只有其中的水去溶解0.7g该物质并达饱和。而若使此不饱和溶液经蒸发水达到饱和状态,也就是将能溶解0.7g该物质的那部分水去掉就行了,即:该温度下5g水溶解0.7g该物质达饱和,此题与不饱和溶液质量50g无关。
解:设20℃时该物质的溶解度为X。
x:0.7g = 100g∶5g 解得:x=14g 答:(略)
6、 一定温度下,取某固体物质的溶液mg,分成等质量的两份,将一份溶液恒温蒸发达饱和时,其质量减轻一半。给另一份溶液里加入原溶质的晶体(该晶体不含结晶水),当达饱和时,所加晶体的质量恰好是此份溶液质量的1/8,求此温度下该物质的溶解度。
分析:
解答:设该物质的溶解度为S克。
解之:S=25(g)
7、某物质溶解度曲线如图所示。现有该物质的A、B两种不同浓度的不饱和溶液,当A冷却至10℃时有晶体析出,B在60℃时成为饱和溶液。若取 10℃时A的100g饱和溶液,取60℃时B的50g饱和溶液混合得C溶液,则需降温到多少时能析出5g无水晶体?
分析:从图可以看出,温度与溶解度在数值上始终相同。据题意知,结晶后残留在母液中的溶质质量与析出的5g无水晶体之和,等于结晶前A、B两溶液中所含溶质质量之和。
解答:设需降温到x℃时能析出5g无水晶体,从图可知x℃时溶解度为xg。
依题意得:
解之:x=18.8(g) 则:x℃=18.8℃
8、 某固体混合物中含有硝酸钾和不溶性杂质、把它们加入一定量的水中充分溶解,其结果如下表:
KNO3的溶解度见下表:
求:1.所加水的质量。 2.该固体混合物中KNO3的质量。
分析:题意分两个层次展开。
第一层次:从KNO3的溶解度数据可知,100g水温度从10℃升高到40℃多溶解的KNO3为63.9─20.9=43(g)。根据原饱和溶液温度从10℃升高到40℃实际溶解了261-175=86(g),便可求出原溶液中所含的水量。 第二层次:由表可知温度升高到75℃时,所剩余的82克固体为不溶性杂质,据此可求出混合物中KNO3的质量。 解答:1.设所加水的质量为x克。
100∶43=x∶86
解之:x=200(g)
2.设在10℃时溶解的KNO3质量为y克。则:
100∶20.9=200∶y y=41.8(g)
故原混合物中KNO3的质量为:
41.8+261-82=220.8(g)
9、 80℃时把10g硝酸钾溶解于50g水中形成溶液。根据溶解度曲线(初中化学课本)和计算说明:①此溶液是否饱和?②如冷却降温到什么温度下才能达到饱和?③欲使其达到饱和(80℃),可采取哪些方法?
分析:查溶解度曲线可知硝酸钾80℃时的溶解度是169g,可判断上述溶液肯定不饱和;如果降温形成饱和溶液时,其溶解度应为20g,查溶解度曲线即可得出其相应温度;欲使上述溶液形成80℃饱和溶液,一是增加溶质的量,二是加热蒸发,减少溶剂(水),然后都使温度保持80℃达到饱和。
解答:①:查溶解度曲线,80℃时硝酸钾的溶解度为169g。设50g水中溶解x克硝酸钾即达饱和。 169∶100=x∶50
x=169×50/100=84.5(g)
84.5>10 溶液未饱和
②降温使溶液达到饱和,则此温度下的溶解度为y克.
100∶y=50∶10
y=100×10/50=20(g)
查溶解度曲线,硝酸钾溶解度为20克的温度为9℃.
③欲使原溶液形成80℃的饱和溶液,可采用的方法有两种:
a.继续溶解溶质,使之饱和且保持80℃,从①中可知50g水中溶解84.5g,即达饱和。
应再溶解(84.5-10)g=74.5g硝酸钾
b.加热蒸发减少水的质量,使之饱和并恢复到80℃.设需蒸发m克水.
169:100=10:(50一m)
50-m=100×10/169=5.92
m=50-5.92=44.08g
1.溶液未达到饱和.
2.降温到9℃时溶液达到饱和.
3.欲使溶液成80℃的饱和溶液,可再溶解硝酸钾74.5 g或蒸发掉水44.08g,再保持温度为80℃即可。
10、一定温度下,溶质的质量分数为a%的硝酸钾溶液取其等质量的溶液两份,在温度不变的情况下,将一份蒸发掉10g水,析出1g晶体,另一份蒸发掉12.5g水,析出2g晶体,求该温度下KNO3的溶解度。 分析:第二次比第一次多蒸发2.5g水.第二次比第一次多析出1g晶体,说明2.5g水溶解lgKNO3达到饱和。 解答:设该温度下KNO3的溶解度为S克。
则:(12.5-10)∶(2-1)=100∶S
解之:S=40(g)
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