(上海专用)备战2022年中考化学一轮复习考点清-考点07-溶液的结晶方法、溶液中的相关计算-教师版

溶液的结晶、溶液中的相关计算可能用到的相对原子质量：H1，C12，N14，O16，Cl35.5，K39，Mn55，Fe56，Cu64。1.结晶：一种分离混合物的方法。（1）热的溶液冷却后，溶质的溶解度减小，已溶解在溶液中的溶质从溶液中以晶体的形式析出，这一过程叫做冷却结晶。（2）加热蒸发溶液，溶剂减少，已溶解在溶液中的溶质从溶液中以晶体的形式析出，这一过程叫做蒸发结晶。注意：结晶后所得到的溶液是饱和溶液（填“饱和”或“不饱和”）。2.结晶的实验操作：（1）冷却结晶的实验操作为加热浓缩，冷却结晶。（2）蒸发结晶的实验操作为恒温蒸发，趁热过滤。注意：要得到纯净干燥的晶体，后续实验操作还有________________________________。3.结晶方法及适用范围：（1）结晶方法有：_______________和____________________。（2）对溶解度受温度影响小的固态溶质，一般用_______________的方法得到晶体。对溶解度受温度影响大的固态溶质，一般用_______________的方法得到晶体。a.当甲溶液中含有少量乙时，可___________________提纯甲（填结晶方法）。b.当乙溶液中含有少量甲时，可___________________提纯乙（填结晶方法）。4.结晶水合物：有些物质在溶液中析出形成晶体时，会结合一定数目的水分子，形成结晶水合物。如，胆矾为__________________，明矾为_________________，石碱为______________________。例1.（溶解度曲线的考查）1.20℃时，将等质量的A.b两种固体，分别加入到盛有l00g水的烧杯中，充分搅拌后，现象如图甲，升温到50℃时，现象如图乙，A.b两种固体的溶解度曲线如图丙。下列说法不正确的是（）A.图丙中M表示a的溶解度曲线B.图甲溶液中溶质的质量分数：a大于bC.图乙溶液中b溶液一定不饱和D.30℃时A.b溶解度相等【答案】B【详解】A.20℃时，将等质量的A.b两种固体，分别加入到盛有l00g水的烧杯中，充分搅拌后，现象如图甲，a中有固体剩余，所以a物质的溶解度小于b物质的溶解度，a物质的溶解度受温度影响变化大，所以M表示的是a物质的溶解度曲线，故A正确；B.图甲中，溶剂相等，a中溶解的固体质量小于b中溶解的固体质量，所以a的质量分数小于b，故B错误；C.图甲中固体b就已经溶解，根据曲线，升温到50℃（如图乙），b溶液一定是不饱和溶液，故C正确；D.通过分析溶解度曲线可知，30℃时，A.b的溶解度相等，故D正确。故选B。例2.（溶解度、质量分数等的计算，常用方法是：比例方程法、溶质/溶剂守恒法、等效转化法）2.1.把100克20℃时KNO3的饱和溶液蒸干，得到24克KNO3。则：（1）若配制350克20℃的KNO3的饱和溶液，需KNO3和H2O各多少克？（2）若将78克KNO3配成20℃时的饱和溶液，需H2O多少克？解：（1）m(KNO3)=84g，m(H2O)=266g（2）m(H2O)=247g2.2.已知：90℃时氯化铵溶解度为71.3g，40℃时氯化铵溶解度为45.8g。将90℃饱和氯化铵溶液680g，蒸发100g水再冷却至40℃，共析出晶体多少克？解：147.0g2.3.（2021安徽）有一杯t℃时的KNO3溶液，在该溶液中加入27克KNO3晶体，充分搅拌后有11克没有溶解；若将原溶液加热蒸发掉40克水再冷却至原温度，溶液恰好达到饱和，则t℃时KNO3的溶解度为（）A.50克 B.28 C.36克 D.40克【答案】D【详解】有一杯t℃时的硝酸钾溶液，在该溶液中加入27克硝酸钾晶体，充分搅拌后有11克没有溶解，说明溶解了16g；若将原溶液加热蒸发掉40克水再冷却至原温度，溶液恰好达到饱和，说明了将16g硝酸钾加入到40克水中，恰好达到饱和，所以设t℃时硝酸钾的溶解度为x，则：x＝40克，所以t℃时硝酸钾的溶解度为40克。故选：D。2.4.物质M的溶液在t℃时，恒温蒸发掉10g水，析出了2g晶体，再恒温蒸发掉10g水，又析出了3g晶体，则下列说法正确的是（）A.M的溶解度随温度的降低而减小B.原溶液在t℃时一定是不饱和溶液C.继续蒸发20g水，析出晶体质量为5gD.最后剩余溶液的溶质质量分数比原溶液小【答案】B【分析】物质M的溶液在t℃时，恒温蒸发掉10g水，析出了2g晶体，变为饱和溶液，再恒温蒸发掉10g水，又析出了3g晶体，说明该物10g水中最多溶解3g固体，则在t℃时，该物质的溶解度为30g。【详解】A.析出晶体过程中温度不变，M的溶解度随温度的变化情况不能确定；故选项错误；B.物质M的溶液在t℃时，恒温蒸发掉10g水，析出了2g晶体，变为饱和溶液，再恒温蒸发掉10g水，又析出了3g晶体，说明该物10g水中最多溶解3g固体，则原溶液在t℃时一定是不饱和溶液；故选项正确；C.在t℃时，该物质的溶解度为30g，继续蒸发20g水，析出晶体质量为6g；故选项错误；D.原溶液为不饱和溶液，最后剩余溶液为饱和溶液，则剩余溶液的溶质质量分数比原溶液大；故选项错误；故选：B。例3.（结晶水合物的相关计算，常用方法是：溶质/溶剂守恒法）3.1.已知：80℃时，硫酸铜的溶解度为55g，30℃时，硫酸铜的溶解度为25g。现有80℃饱和硫酸铜溶液310g，加热蒸发掉100g水，再冷却至30℃，共析出多少克胆矾晶体？解：154.5g3.2.在一定温度下，某无水盐R在水中溶解度为23g，向R的饱和溶液中加入Bg该无水盐，保持温度不变，析出R的结晶水合物Wg，从原饱和溶液中析出溶质R的质量为（A）A.23(W－B)/123gB.23(W－B)/77gC.23(W－B)/100gD.(W－77B/23)g变式训练：1.（上海中考，双选）如图所示，在分别盛有100g水的烧杯中放入KNO3充分溶解，则说法正确的是（）温度（℃）t1t2KNO3的溶解度（g/100g水）6090A.甲、乙混合后为t1℃的饱和溶液B.乙升温至t2℃，溶液质量增加C.乙、丙溶液中溶质质量分数相等D.丙降温至t1℃，有晶体析出【答案】AC【详解】A.t1℃硝酸钾溶解度是60g，故甲是饱和溶液，乙是饱和溶液，甲、乙混合后为t1℃的饱和溶液，A正确。B.乙升温至t2℃，变为不饱和溶液，溶质质量不变，溶剂质量不变，溶液质量不变，B错误。C.t1℃硝酸钾溶解度是60g，t2℃硝酸钾溶解度是90g，故乙丙溶质全部溶解，乙、丙溶液中溶质质量相等，溶剂质量相等，故溶质质量分数相等，C正确。D.t1℃硝酸钾溶解度是60g，丙降温至t1℃，刚好饱和，没有晶体析出，D错误。故选：AC。2.（双选）甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线如图所示，下列说法正确的是（）A.甲是易溶物B.60℃时，将等质量的甲、乙饱和溶液降温至40℃，溶液的质量乙>甲C.60℃时，将15g乙放入50g水中可以得到65g饱和溶液D.甲中混有少量丙，若要得到较纯净的甲，常采用降温结晶的方法【答案】BD【详解】A.由图可知，20℃时，甲的溶解度是5g，属于可溶物，选项说法不正确；B.由图可知，60℃时，溶解度：甲＞乙，该温度下，饱和溶液的溶质质量分数：甲＞乙，等质量的甲、乙饱和溶液中溶质质量：甲＞乙，溶剂的质量甲＜乙；降温时，溶剂质量不变，因此降温至40℃，溶液均为饱和溶液，溶解度：甲=乙，溶剂的质量甲＜乙，则溶质质量：甲＜乙，故降温后溶液的质量：乙＞甲，选项说法正确；C.60℃时，乙的溶解度为25g，50g水中最多溶解乙物质的质量为12.5g，则所得溶液的质量为50g+12.5g=62.5g，选项说法不正确；D.由图可知，甲的溶解度随温度的升高而增加，且受温度影响较大，丙的溶解度随温度的升高而减小，故甲中混有少量丙，若要得到较纯净的甲，常采用降温结晶的方法，选项说法正确。故选BD。3.物质溶于水溶液的温度可能发生变化。下列物质溶于水时，溶液温度明显会降低的是（）A.氯化钠 B.硝酸铵 C.浓硫酸 D.氢氧化钠【答案】B【详解】A.氯化钠溶于水温度几乎无变化，故选项错误。B.硝酸铵固体溶于水吸收热量，溶液的温度降低，故选项正确。C.浓硫酸溶于水放出大量的热，溶液的温度升高，故选项错误。D.氢氧化钠溶于水放出大量的热，溶液的温度升高，故选项错误。故选：B。4.欲使50g质量分数为10%的NaCl溶液变为20%，操作最简便的方法是（）A.加入5gNaClB.加入6.25gNaClC.蒸发22.5g水D.蒸发25g水【答案】B【解析】【详解】A.设需要再溶解该物质的质量为x，（50g+x）×20%=50g×10%+x，x=6.25g，故选项说法错误；B.设需要再溶解该物质的质量为x，（50g+x）×20%=50g×10%+x，x=6.25g，故选项说法正确；C.设需要蒸发水的质量为y，（50g-y）×20%=50g×10%，y=25g，故选项说法错误；D.根据C选项的分析，应蒸发25g水，但与加入溶质相比较，加入6.25gNaCl操作更简便，故选项错误。故选B。5.25℃时，80g水中最多能溶解8gM晶体，50℃时，100g水中最多能溶解10gN晶体，则M和N的溶解度相比（D）A.M＞NB.M＜NC.M＝ND.无法比较6.t℃时，M物质的溶解度为Sg，则bgM物质在t℃时，可配成的饱和溶液的质量是（A）A.b(100+S)/SgB.(100+S+b)gC.S(100+b)/bgD.100b/Sg7.t℃时，NaNO3的溶解度是25g，现向盛有200g10%NaNO3溶液的烧杯中，加入30gNaNO3固体，则此时烧杯中（D）A.溶液质量是230gB.溶质质量是50gC.溶剂质量是170gD.溶质质量是45g8.某温度下，一只烧杯中盛有20g水，放入2g熟石灰并搅拌，有白色固体沉淀到烧杯底部，则对于烧杯中的上层清液，说法错误的是（）A.是无色溶液B.是不饱和溶液C.是碱性溶液D.是饱和溶液【答案】B【解析】有白色固体沉淀到烧杯底部说明有氢氧化钙并没有溶解，说明已经达到了饱和，对于烧杯中的上层清液就是指的氢氧化钙溶液，是无色，氢氧化钙属于碱，所以氢氧化钙溶液属于碱性溶液。故选B。9.在24℃时，100mLKCl饱和溶液的质量为116g，如将这些溶液蒸干，获得KCl晶体28.9g。（1）24℃时KCl的溶解度（结果保留一位小数）。（2）KCl饱和溶液中溶质的质量分数。解：（1）33.18g（2）24.9%10.已知：10℃时氯化铵溶解度为33.3g。在加热情况下，300g水中溶解了231.9g氯化铵，如果把这种溶液冷却到10℃，会有多少克氯化铵析出？如果把析出的氯化铵在10℃又配成饱和溶液，需加水多少克？（结果保留一位小数）解：132.0g396.4g11.20℃时，甲、乙两烧杯内依次放入饱和的KNO3溶液100g、200g，若各蒸发5g水，再恢复到20℃后，两杯中析出晶体质量为（）A.甲＞乙 B.甲＜乙 C.甲＝乙 D.不一定【答案】C【详解】同一温度下，分别将饱和的KNO3溶液100g、200g，各蒸发掉5g水，由于蒸发掉水的质量相等，因此，析出晶体的质量相等。故选C。12.t°C时，某物质的溶液200g，蒸发去15g水后，析出晶体6g，又蒸发去10g水，析出10g晶体，再蒸去10g水析出晶体的质量为（）A.4g B.6g C.10g D.15g【答案】C【分析】相同温度下，同种物质的饱和溶液溶质质量分数不变，蒸发水分析出晶体后的溶液是饱和溶液。【详解】t℃时，某物质的溶液200g，蒸发去15g水后，析出晶体6g，又蒸发去10g水，析出10g晶体，由此可知10g晶体溶解在10g水中形成饱和溶液，也就是说10g水中最多溶解10g该物质，由于析出晶体后的溶液是饱和溶液，所以将饱和溶液蒸发掉10g水析出晶体的质量应为10g。故选C。13.在25℃时，将某浓度的Na2SO4溶液分为等质量的两份溶液，一份加热蒸发掉20g水后降至25℃成为饱和溶液，另一份加入10gNa2SO4后也成为饱和溶液，则25℃时Na2SO4的溶解度是（B）A.20gB.50gC.33.3gD.22.05g14.t℃时，某物质的溶液220g，蒸发去15g水后，析出晶体6g，又蒸发去10g水，析出6g晶体，再蒸去10g水又析出晶体的质量为（）A.4g B.6g C.10g D.15g【答案】B【详解】t℃时，某物质的溶液220g，蒸发去15g水后，析出晶体6g，又蒸发去10g水，析出6g晶体，由此可知，6g晶体溶解在10g水中形成饱和溶液，也就是说10g水中最多溶解6g该物质，由于析出晶体后的溶液是饱和溶液，所以将饱和溶液蒸发掉10g水析出晶体的质量应为6g。故选B。15.某温度下，甲、乙两个烧杯中各盛有100g相同浓度的氯化钾溶液，现将甲烧杯中的溶液蒸发掉35g水，析出5g晶体；乙烧杯中的溶液蒸发掉45g水，析出10g晶体.则原溶液的质量分数为（）A.10% B.25% C.20% D.15%【答案】B【详解】可以认为蒸发掉45gH2O是在蒸发掉35gH2O的基础上完成的，也就是说，在10g水中最多能溶解氯化钾5g，从而得出在此温度下氯化钾的溶解度为50g。这样100g溶液中所含的氯化钾的质量为+5g=25g，质量分数为×100%=25%。故选：B。16.t℃，将一定量溶质A（不含结晶水）的不饱和溶液分成三等份，分别加热蒸发水，然后冷却至t℃，已知三份溶液分别蒸发水10g、20g、30g，析出晶体A的质量依次为ag、bg、cg，则A.B.c三者之间的关系是（B）A.c=a+bB.c=2b-aC.c=2a+bD.c=2a-b17.在一定温度下，物质M的溶解度为Ag。向(100+A)g物质M的饱和溶液中加入AgM，析出带一定结晶水的晶体Bg，现取出Bg结晶水合物加水配成相同温度下的饱和溶液，需加水的质量为（）A.100g B.大于100g C.小于100g D.(100+A)g【答案】A【详解】将（100+A）g饱和溶液和AgM看作一个整体，假设AgM在饱和溶液中不形成结晶水合物，要溶解AgM，需要加入100g水，这与把结晶水合物取出后配成饱和溶液是等效的，是因为两种方法都是最终通过加入AgM和水得到了饱和溶液，因此需加水的质量为100g。故选：A。18.t℃时，Na2CO3溶解度为Ag，现有饱和Na2CO3溶液(100+A)g，溶质质量分数为a%，向该溶液中投入无水碳酸钠Ag，静置后析出碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)Bg，加水使晶体全部溶解，所得溶液质量分数为a%，则加入水的质量为（）A.(100+A)gB.100gC.(100-180A)/286gD.(10-A·a%)g【答案】B【详解】t℃时，Na2CO3溶解度为Ag，现有饱和Na2CO3溶液(100+A)g，溶质质量分数为a%；向该溶液中投入无水碳酸钠Ag，静置后析出碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)Bg；加水使晶体全部溶解，所得溶液质量分数为a%，说明所得溶液还是该温度下的饱和溶液，所以就相当于计算该温度下溶解Ag无水碳酸钠所需要的水的质量，该温度下，Na2CO3溶解度为Ag，说明加入100g水该温度下正好饱和，所以加入水的质量为100g，故选B。19.在25℃时，向足量的饱和碳酸钠溶液中加入1.06g无水碳酸钠，搅拌静置后，最终所得Na2CO3·10H2O晶体的质量为（）A.等于1.06g B.大于1.06g而小于2.86C.等于2.86g D.大于2.86g【答案】D【详解】1.06g无水碳酸钠的物质的量为，加入到饱和溶液中生成0.01molNa2CO3·10H2O结晶水合物，其质量为0.01mol×286g/mol=2.86g，又因为原饱和溶液加入无水碳酸钠与水反应而消耗溶液中的水，会有晶体析出，故析出晶体的质量大于2.86g；故选D。20.t℃时，在饱和硫酸铜溶液中加入ag无水硫酸铜，恢复至原温度可析出bg硫酸铜晶体。说法正确的是（）A.溶液中溶剂的量不变，颜色不变B.bg硫酸铜晶体中含硫酸铜的质量大于agC.溶质质量分数不变，溶解度变小D.(b-a)g表示原溶液损失的溶质质量【答案】B【解析】试题分析：无水硫酸铜和水反应生成无水硫酸铜，化学方程式为CuSO4+5H2O═CuSO4•5H2O，向硫酸铜的饱和溶液中加入ag无水硫酸铜，析出bgCuSO4•5H2O。因为温度不变，饱和溶液析出晶体还是此温度下的饱和溶液，b与a的差表示减少的饱和溶液的质量。由于硫酸铜溶液的浓度不变，故颜色不变，A正确；由于溶剂的质量减少了，故b大于a，B正确；温度不变，溶质质量分数不变，C错误；b与a的差表示减少的饱和溶液的质量，D错误。故选B。

21.某温度下，硫酸铜的溶解度是25g。若温度不变，将32g无水硫酸铜粉末放入mg水中，形成饱和溶液并有胆矾晶体析出时，则m的取值范围是（C）A.18g≤m≤128gB.36g＜m＜180gC.18g＜m＜128gD.36g≤m≤128g22.t℃时，某硫酸铜溶液中加入14.2g无水硫酸铜粉末或投入25gCuSO4·5H2O晶体，均完全溶解得到饱和溶液，则t℃时CuSO4的溶解度为（A）A.20gB.43.2gC.120gD.158g23.已知：20℃时CuSO4的溶解度为20.7g。将20gCuO溶于123.5g温热的20%H2SO4溶液。求溶液冷却到20℃时析出的胆矾质量（结果保留一位小数）。解：32.9g24.（2018上海天原杯初中化学竞赛复赛试题）如图是甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。（1）三种物质溶解度关系为甲<乙<丙时的温度为T℃，则T的取值范围为_________。（2）现有含有少量甲的乙固体，若要通过结晶法进行提纯（甲与乙不发生反应），现有下列实验步骤可供选择：①取一定质量水将固体溶解②充分冷却后过滤③趁热过滤④加热蒸发至有大部分晶体析出⑤加热蒸发至溶液接近饱和⑥停止加热，用余热将溶液蒸干⑦用少量水洗涤晶体并烘干合理的操作顺序为：__________________________（按顺序选填编号）。（3）T4℃时，取相同质量的甲、乙、丙三种饱和溶液，恒温蒸发一定质量的水（析出晶体均不含结晶水），剩余溶液质量大小关系为：甲=乙<丙。则析出晶体质量由大到小排序为__