分散系及溶液有关计算复习

高三化学复习 基本概念 分散系及溶液有关计算 （ 1） 了解 溶液的涵义 （ 2） 了解 溶液的组成 ， 理解 溶液中溶质的质量分数的 概念 . （ 3） 了解 饱和溶液 、 不饱和溶液的概念 ， 理解 溶解度 的概念 ， 了解 温度对溶解度的影响及溶解度曲线 。 （ 4） 了解 结晶 、 结晶水 、 结晶水合物 、 风化 、 潮解的 概念 。 （ 5） 了解 胶体的概念及其重要性质和应用。 （ 6） 掌握 有关物质溶解度的计算 . 考纲要求 一、 分散系、分散质和分散剂的概念及分类 分散系 由一种物质（几种物质）以粒子形式 分散到另一种物质里所形成的混合物。 分散质 分散系中分散成粒子的物质 分散剂 分散质微粒分散于其中的物质 1、概念： 2、分类： 分散系 根据分散质微粒的大小 溶液 浊液 悬浊液 乳浊液 胶体 酒精、氯 化钠溶液 氢氧化铁胶 体、淀粉胶体 石灰乳、 油水 溶液 胶体 浊液 分散质种类 单个分子或 离子 分子集合体 或大分子 许多 分子集合体 分散质直径 d 外部特征 能否 透过 滤纸 半透膜 d 100nm 透明、均匀、 稳 定 透明、均匀、 相对稳定 不透明、不均匀、 不稳定 鉴别 丁达尔现象 实例 胶体的鉴别和精制 如何分离淀粉和食盐的混合物？ 分子或离子可以透过半透膜，而胶体粒子不能透过 半透膜，根据这一原理可利用半透膜使分子或离子 从胶体里分离出来，这样的操作叫 渗析 。 通过渗析可以达到净化、精制胶体的目的。 按分散剂的不同 气溶胶（云、烟、雾）：分散剂为气体 液溶胶 （ Fe(OH)3等 ） ：分散剂为液体 固溶胶 （ 有色玻璃 ， 烟水晶 ） ：分散剂为固体 胶体的分类 三、胶体的制备 某些物质的分子直径很大，达到了胶体 粒子的限度，这样的物质溶于水时，也能形 成胶体。 如：肥皂溶液，淀粉溶液，蛋白质溶液等。 1.物理法 研磨法 如：制豆浆，研墨 直接分散法 FeCl3(饱和 ) + 3H20 Fe(OH)3(胶体 ) + 3HCl 沸水 三、胶体的制备 2.水解法 【注意事项】 Fe(OH)3分子集团与分散剂呈 “ 胶着状态 ” ，胶粒不沉析， 故用 “ ” 号。 如何制得澄清透明的 Fe(OH)3胶体？ a.往沸水里 慢慢滴加 FeCl3饱和液时，要 边滴边振荡 ， 直至 溶液呈红褐色为止 。 b.过多、过快滴加 FeCl3饱和液，以及 过度加热 ，都会使胶 体凝聚沉析！ 能否用 FeCl3与 NaOH反应制备 Fe(OH)3胶体？ 【例】 Fe(OH)3胶体的制备： 三、胶体的制备 3.复分解反应法 如： KI+AgNO3=AgI（ 胶体） +KNO3 ； Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（ 胶体） +2NaCl 【注意事项】 溶液浓度需很稀（一般不超过 0.01mol/ L）； 浓度大， 含产生沉淀。 逐滴加入，边滴边充分振荡； 防止形成大集团颗粒而沉淀 若要制备 硅酸 胶体，只能把水玻璃溶液滴加到盐酸中， 否则易发生凝聚，因为电解质硅酸钠比盐酸对胶体溶液凝聚 作用大；而制备 碘化银 胶体时尽量将密度大的硝酸银溶液滴 入到密度小的碘化钾溶液中，这样能避免胶体凝聚。 五、胶体的性质 1.丁达尔现象（效应） 当一束强入射光射入胶体溶液时，从入射光线垂直的方 向可以看到一条发亮的光柱 ,这种现象叫做丁达尔现象。 这种现象的产生是因为入射光的波长（ 400 700） nm大于胶粒而发生 散射 ，从侧面看每个胶粒 似乎成为一个发光点，因此光束通过溶胶的途径就 变的可以看见了。 鉴别胶体和溶液 【解释】 【应用】 丁达儿效应是一种物理现象 2.布朗运动 五、胶体的性质 胶粒受到水分子（或其它溶剂分子）从 各个方向、大小不同的撞击，因而其运动方 向每一瞬间都在改变 。 【解释】 胶粒作不停的、无秩序的 无规则 运动的现象。 胶粒不停地作布朗运动是胶体较稳定的原因之一！ 五、胶体的性质 3.电泳现象 在外加电场作用下，胶体的微粒在分散剂里向 阴极（或向阳极）作定向移动的现象叫电泳。 【解释】 胶体微粒具有较大的表面积，能 选择性 的吸 附溶液中 与胶粒有相同组成 的阳离子或阴离 子，从而使胶体微粒带正电荷或负电荷。 胶粒带电规律： 一般说来 带正电的有： 金属氢氧化物、金属氧化物 ，如： Al(OH)3、 Fe(OH)3胶体 带负电的有： 非金属氧化物、金属硫化物、硅酸 及土壤 ，如 H2SiO3、 As2S3胶体， 淀粉胶粒不带电。 KI过量时， AgI胶粒带负电， AgNO3过量时， AgI胶 粒带正电。 因胶粒带电荷，且同种胶粒带有的电荷相同， 相互排斥在一般情况下，胶粒不容易聚集， 因而胶体是比较稳定的分散系 ,可以保存较 长的时间。 胶体较稳定的主要原因！ 五、胶体的性质 4.胶体的聚沉 使溶胶粒子变大而从溶液中析出沉淀的过程。 怎样才能使胶粒凝聚沉淀？ 加入电解质溶液： 加入带相反电荷胶粒的胶体 加热 中和胶粒所带电荷，使之聚成大颗粒。 显然，胶粒带正电，所加电解质中阴离子所带负 电荷越高，阴离子浓度越大，聚沉效果越明显； 胶粒带负电，所加电解质中阳离子电荷愈高、离 子浓度愈大，聚沉效果越明显 . 加入电解质溶液： 4.胶体的聚沉 例 1 要使 H2SiO3胶体聚沉，加入下列物质中的哪一种，效 果最明显？（物质的量浓度相同，体积相同）（ ） A.Na2SO4 B.MgCl2 C.酒精溶液 D.FeCl3 例 2 向 Fe(OH)3胶体中加入下列哪种物质，先出现浑浊，后 又澄清 （ ） A.Na3PO4 B.MgSO4 C.盐酸 D.硅酸胶体 D C 加入带相反电荷胶粒的胶体 互相中和电性，减小同种电性的相互排斥而 使之聚成大颗粒。 加热 因为加热使胶粒运动加快，使它们之间碰撞 机会增多，加热也可以减弱胶核对离子的吸 附作用，减少胶粒所带的电荷而使胶体凝聚。 温度升高，胶粒碰撞速率加快，从而使小颗 粒成为大颗粒而聚沉。 例如：蛋白质遇热凝聚。国外最近制成一种 “ 微波 手术刀 ” ，这种刀能发出微波把割口附近血液中的 蛋白质加热，使蛋白质凝固，减少流血。 注意： 胶体聚沉后一般情况下都生成沉淀，但有些胶 体聚沉后，胶体粒子和分散剂凝聚在一起，成为不流动 的冻状物，这类物质叫 凝胶 。常见的重要的凝胶： 豆腐 重要的植物蛋白质； 硅胶 硅酸胶体聚沉，在空气中失水成为含水 4% 的 SiO2其表面积大，因而吸附性强，常用做干燥剂、吸 附剂及催化剂载体。 例题：下列操作中不能使硫化砷胶体凝聚的是 （ ） A.加入 NaCl溶液 B.加入 Fe(OH)3胶体 C.加入硅酸胶体 D.加热 C 二、胶体的应用 提纯分离物质 明矾净水原理 制豆腐的化学原理 江河入海口处形成三角洲 土壤的保肥作用 1、 胶体区别于其他分散系的本质特征是 （ ） A 光束穿过胶体时形成一条光亮的 “ 通路 ” B 胶体粒子直径在 1nm100nm之间 C 胶体粒子可以透过滤纸 D 胶体粒子不能透过半透膜 2、 下列物质不能发生丁达尔现象的现象是 （ ） A 蔗糖水 B 肥皂水 C 碘酒 D 碘化砷胶体 B AC 巩固练习 3、 填写分离下列各组混合物所用的物理方法： （ 1） 除去水中少量的溴 （ ） （ 2） 除去碘化银胶体中的碘离子 （ ） （ 3） 除去石灰水中悬浮的碳酸钙 （ ） （ 4）从硬酯酸甘油酯经皂化的液体中，分离出硬 脂酸钠，先 ( ) ，然后进行 ( )。 萃取 渗析 过滤 盐析 过滤 4.下列关于 Fe(OH)3胶体的说法不正确的是 A Fe(OH)3溶胶与硅酸溶胶混合将产生凝聚现象 B Fe(OH)3胶体在电场作用下；向阳极运动 C Fe(OH)3胶体微粒不停地作布朗运动 D 光线通过 Fe(OH)3溶胶时会发生丁达尔现象 B 溶 液 一溶解过程： 溶质 + 溶剂 第一过程： 溶质的扩散，是物理 过程，吸热 第二过程： 溶质与水形成水合离 子，是化学过程放热 溶液 结论： 1溶解过程不是单一的物理过程，也不是单一的化学过程， 而是非常复杂的“物理化学”过程。 2溶解过程中一定有热效应产生： 浓 H2SO4稀释则放热 铵盐溶于水则吸热 3物质的溶解速率取决于 物质的本性：相似相溶原理，极性分子易溶于极性溶剂 (H2O) 非极性分子易溶于非极性溶剂 (CCl4、 CS2、 苯、甲苯、汽油 ) 温度的高低 物质本身的溶解度 颗粒的粗细 (大小 ) 有无搅拌，振荡等机械操作 4液体溶解于液体中有三种情况： 二种液体可以以任何比例溶解：如酒精 +水、 65 以上苯酚 +水 在一定温度下有一定的溶解度 互不相溶 二、溶解平衡 一定温度、一定量的溶剂，溶质 溶解的速率 等于 结 晶速率 ，溶解达到平衡状态，溶液浓度不再变化， 所得的溶液为 饱和溶液 ，反之为 不饱和溶液 。 例： Ag2SO4(s) 2Ag+SO42 说明： 1、在一定条件下，溶液达到饱和时，溶液处 于溶解平衡状态，它与化学平衡状态相似，具有 “ 等 ” 、 “ 定 ” 、 “ 动 ” 、 “ 变 ” 等特点。即在一定 条件下，当溶液达饱和时，溶质溶解和结晶的速率相 等，溶液处于动态平衡，溶液的浓度保持不变。当条 件改变时，例如：改变温度，对于溶质的溶解度随温 度升高而增大的可使溶液由饱和变成不饱和。 2、当溶液溶解一种溶质达饱和时，溶液中仍可溶解 其他溶质。 思考： Ag2SO4溶于水达到溶解平衡改变下 列条件中的一个 ， 平衡向哪个方向移动 ？ 升温 再加 Ag2SO4 加入 AgNO3 加入 BaCl2 加压 Ag2SO4(s) 2Ag+SO42 答： 向右 不移动 向左 向右 不变 正因为溶解平衡的存在，任何溶质都不能无 限制地溶解到水里，一旦达到溶解平衡形成 的溶液称为饱和溶液 . 饱和溶液 不饱和溶液 升温、加溶剂 降温、加溶质 饱和与不饱和溶液是相对的 ， 一定要注 意前提条件： “ 一定温度 、 一定量溶剂 ” ， 否则没有任何意义； 升高温度是否所有饱和溶液均能转化为 不饱和溶液 ？ （ 不对 ， 如 Ca(OH)2） ； 饱和溶液与浓溶液 、 不饱和溶液与稀溶 液之间没有明确关系 ， 只有在同温度 ， 相 同溶质 、 饱和溶液比不饱和溶液浓一些 . 【注意】 三、固体溶解度（ S ） 1.定义： 在一定温度下，某物质在 100克的溶 剂里达到饱和状态时所溶解的质量。 2.意义： 已知溶解度 100g水最多能溶解溶质质量 饱和溶液的 质量分数 S 100 S 100% 3.影响因素： 内因 溶质、溶剂本性 外因 温度 多数温度升高， S增大 ； 极少数 温度升高 S降低 如： Ca(OH)2、 H3BO3 4饱和溶液中，加入同种溶质不能溶解，但加入其它少 量物质， 还可以溶解，原溶质不会析出。 5在饱和溶液中，降低温度，析出结晶水化物，溶剂和 溶质均减小，但溶液仍为饱和溶液，浓度相应减小。 溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度 溶解度与溶解性关系 （ 20 ） S10g 1gS10g 0.01gS1g S0.01g 6如果采用加热蒸发溶剂使不饱和溶液变为饱和溶液时， 溶质是 易挥发和易分解的，则不能采用。 8溶液中有多种离子存在时，采用不同方法则结晶出来 的物质是 不同的。 加热蒸发溶剂时，先结晶出来的是：温度对溶解度影 响小的物质 降低温度时，先结晶出来的是：温度对溶解度影响大 的物质 重结晶一般方法：是利用高温和低温时的溶解度差值 大提纯物质 四、气体溶解度 在一定的温度下， 1.01 105Pa， 1体积 水中达到饱和时，所溶解的气体的体积数。 常见气体常温常压下的溶解度： CO2:1 Cl2:2 H2S:2.6 SO2:40 HCl:500 NH3:700 影响因素： 温度 T升高 ， 溶解度减小 压强 P增大 ， 溶解度增大 常见气体的溶解性： 极易溶： NH3(1 : 700) 、 HCl(1 : 500) 、 HBr、 HI 易溶： HCHO、 SO2(1 : 40) 能溶或可溶： CO2(1 : 1) 、 Cl2(1 : 2.26) 、 H2S(1 : 2.6) 微溶： C2H2 难溶或极难溶、不溶： O2、 H2、 CO、 NO、 CH4、 CH3Cl、 C2H4 C2H6 与水反应的： F2、 NO2 五 .溶解度曲线 会绘制曲线（用光滑的曲线） 意义： 线 表示溶解度随温度变化情况 点 线上 的任一点表示溶质在某温度下的溶解度 线上方 的点表示饱和溶液加晶体（过饱和） 线下方 的点表示不饱和溶液 交点 不同溶质在某温度下溶解度相同 横轴：温度（ ） 纵轴：溶解度（ g ） V结晶 V溶解 V结晶 V溶解 V结晶 V溶解 六、溶解度的有关计算 基本计算的计算依据 在一定的温度下饱和溶液中： 溶质、溶剂、溶液的质量比一定等于 S 100 (S 100) ， m溶质 m溶剂 S 100 m溶质 m溶剂 S 100 m溶质 m溶液 S 100 S m溶剂 m溶液 100 100 S 【例】 t 时，有 A、 B两种浓度、质量均相 同的硫酸铜溶液，将 A等温蒸发 31g水恰好达 到饱和， B中加入 25g胆矾也恰好达到饱和， 计算 t 时硫酸铜的溶解度。 【解答】 依题意可知： 25g胆矾溶于 31g水 中恰好达到饱和， m溶质 m溶剂 S 100 25gCuSO45H2O中，含 CuSO4： 16g， H2O： 9g 16 31 9 100 40(g) 隔离法 某温度下 ， 某盐的饱和溶液的浓度为 26.8 ， 取一定量的该饱和溶液 ， 向其中加入 Wg该无水盐 ， 在保持温度不变的情况下 ， 析出 Mg含有一定量结晶 水的该盐晶体 ， 那么从饱和溶液中析出的溶质质 量 ） A、 26.8W% B、 (M W)g C、 (W M) 26.8% D、 (M W) 26.8 在饱和溶液中，加入一定量的无水溶质 a 克后 (温度不变 ) ，如果有结晶水合物析出 b 克，则溶液 中的溶质和溶剂都同时减少， 减少的量为 (b a)克， 则原溶液仍为饱和溶液，质量分数不变。 b中含溶质为 (b a) 质量分数 + a 析出溶质为 (b a) 质量分数， 例：将 90 饱和氯化铵溶液 680g， 蒸发 100g水再冷却 至 40 ，将析出晶体多少克？已知 90 时溶解度为 71.3g， 40 时溶解度为 45.8g。 守恒法 ，即高温下饱和液中溶质的质量 =析晶后饱和溶 液中溶质的质量 +蒸发水和降温后析出的晶体的质量。 （析出的晶体带结晶水时的有关计算） 80 时，饱和硫酸铜溶液 310g， 加热蒸发掉 100g水， 再冷却至 30 ，可析出多少克胆矾？ （ 80 硫酸铜 S=55g， 30 S=25g） 【小结】 带结晶水合物的析晶计算的基本思路是：析 出结晶水合物后的溶液仍为饱和溶液，其中溶剂与溶 质的质量比 =100 S， 或饱和溶液的质量与溶质质量之 比 =（ 100+S） S 。 例某温度下 CaF2饱和溶液的物质的量浓度为 2 10 4mol/L， 则在此温度下 CaF2的溶解度为 （设 CaF2在水中达到饱和时，溶液密度 1g/cm3 ）（ ） A、 1.56 10-3g B、 1.56 10-2g C、 7.8 10-4g D、 无法计算 把一定量的无水氢氧化钾溶于某硝酸溶液中恰好 完全反应， 40 时得到饱和溶液 320g， 当冷却到 15 时，析出晶体 70g， 此时剩余溶液溶质的质量分数为 20 .求： （ 1） 40 时溶质的溶解度 . （ 2）溶解于硝酸中的无水氢氧化钾的质量 . 某温度下 ， 在 100 g水中加入 m g CuSO4或加入 n g CuSO45H2O， 均可使溶液恰好达到溶液的饱和 ， 则 m与 n 的关系符合 A B C D m 160250 n m 1600 n 2500 9 n m 1600 n2500 16 n m 1600 2500 25 n 已知： t 时 ， 某物质的不饱和溶液 a g中含溶质 m g， 若溶液蒸发 b g水并恢复到 t 时 ， 析出溶质 m1 g。 若原溶液蒸发 c g水并恢复到 t 时 ， 则析出溶质 m2 g 。 用 S表示该物质在 t 时的溶解度 ， 下式中正确的是 A B C D S 100 ma m S 100 mc 2 S 100(m m )b c1 2 S 100(m m ) a b 1