设降温至t1时,析出的晶体的质量为x
根据公式:100+S(高温)∶S(高温)-S(低温)=高温下饱和溶液质量∶析出晶体质量
(100 +a2)∶(a2-a1)=(300-50)∶x
x=250(a2-a1)/(100+a2)g
【评价】对学生讨论的情况进行小结,充分肯定学生的正确回答,激励学生积极思考和回答问题。
学生回答问题后归纳出:某温度下,饱和溶液的溶质质量分数可直接由溶解度的数据所推出的公式进行计算。因为某温度下,用100g水配制饱和溶液所需溶质的质量等于该温度下溶质的溶解度。而该温度下用100g水所配制的饱和溶液的溶质质量分数和用任意质量的水配制成的饱和溶液的溶质质量分数相等。
【指导练习】A、B两种化合物的溶解度曲线如图1-4,要用结晶法从A、B混合物中提取A(不考虑A、B共存时,对各自溶解度的影响)。
(1)取50g混合物将它溶于100g热水,然后冷却至20℃。若要使A析出,B不析出,则混合物中B的质量分数(B%)最高不超过多少?(写推理与计算过程)
(2)取Wg混合物,将它溶于100g热水,然后冷却至10℃,若仍要使A析出B不析出,请写出下列两种情况下,混合物中A的质量分数(A%)应满足什么关系式(以W,a,b表示),当W<a+b时,A%____,当W>a+b时,A%____。
再根据物质的量浓度和溶质质量分数的换算公式,求出溶液的物质的量浓度。
由t2℃的溶解度数据可求出溶液的溶质质量分数=
【组织讨论】请分析此题的解题思路和方法。
讨论并回答:由溶解度曲线可知,在t2时,该物质的溶解度为a2g,
析出晶体的质量应为283.0g-136.0g=147.0g。
【指导练习】摩尔质量为Mg/mol的某物质的溶解度曲线如图1-3,现有t2℃300g该物质的溶液,在温度不变时蒸发掉50g水后,溶液恰好达到饱和,此饱和溶液的密度为ρg/mL,则饱和溶液的物质的量浓度为____mol/L,若将此饱和溶液降温至t1℃时,析出无水物晶体的质量为______g。
297g∶y=100g∶45.8g,y=136.0g
171.3g∶100g=680g∶x
x=397g(水的质量)
氯化铵的质量=680g-397g=283g
蒸发100g水后,余下水297g,在40℃时,297g水最多能溶氯化铵的质量为y,则根据40℃时,溶解度的数据列出比例式可求出y。
在90℃时,若以100g水配制饱和氯化铵溶液,则饱和液的质量为171.3g。因此可得以下比例式:
75.7g+71.3g=147g。
【评价】肯定学生的解题思路和方法正确,结论也正确,然后指出有关溶解度计算的常用的一种方法:比例式法。
指出:上述比例关系只适用于析出的晶体不含结晶水时的有关计算,而且要注意,若原溶液不是饱和溶液,上述比例关系不成立。
【提问】上题还有没有更简便的解题方法?
在学生分析和解答的基础上指出有关溶解度计算的另一种方法: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。
讨论后回答:可先求出680g饱和氯化铵溶液中含有水和氯化铵的质量。再求出蒸发100g水后,余下的水的质量,并求出在40℃时,余下的水最多能溶解多少克氯化铵。原有的饱和溶液中氯化铵的质量和蒸发水及降温后饱和溶液中所含溶质质量之差为析出的晶体的质量。
具体方法是:(1)求90℃时,680g的饱和氯化铵溶液中,溶质和溶剂的质量。设溶剂的质量为x。
根据溶解度的数据可知:
x=75.7g
蒸发水100g和降温后,共析出晶体
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