(5月黄金档)2013高考化学 冲刺秘籍难点14 结晶水合物的析出
难点14 结晶水合物的析出
溶液中晶体的析出是初中学习的内容,初中学习时要求低,不能满足于高考的需要,因
此有必要深入学习。
?难点磁场
请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。
t?时向a g饱和NaCO(aq)中加入1.06 g无水NaCO,搅拌后静置,冷却到原温度,结2323果溶液全部变为晶体(NaCO?10HO)。求: 232
(1)S(NaCO)与a的关系式,S=_____________(S代
溶解度)。 23
(2)a的取值范围。
?案例探究
[例题]已知某温度下,无水NaCO的溶解度是10.0 g/(100 g水)。在该温度下,向足量23
的饱和NaCO(aq)中加入1.06 g无水NaCO,搅拌后静置。试求最终所得晶体的质量。 2323
命题意图:考查学生对析出结晶水合物的计算能力。
知识依托:溶解度的概念和计算。
错解分析:常见错解有三:一是忽略析出的碳酸钠晶体中含有结晶水,二是不知道析出
的碳酸钠晶体中含多少结晶水,三是认为析出的碳酸钠晶体中只含有1.06 g碳酸钠和相应的
结晶水。
解题思路:解答本题有两种方法,一是过程思维法,二是终态思维法。
方法1(过程思维法):先求加入的1.06 g无水NaCO形成并析出晶体的质量23m(NaCO?10HO)及溶液中由此减少的水的质量m(HO) 123212
NaCO, NaCO?10HO , 10HO 23 2322
106 g 286 g 180 g
1.06 g m(NaCO?10HO) m(HO) 123212
m(NaCO?10HO)=2.86 g m(HO)=1.80 g 123212
再求溶解在1.80 g水中NaCO的质量m(NaCO),及这些NaCO析出所形成晶体的质量2322323m(NaCO?10HO)和溶液由此而减少水的质量m(HO) 223222
10.0g,1.80g
m(NaCO),,0.180 g 223100g
NaCO, NaCO?10HO , 10HO 23 2322
106 g 286 g 180 g
0.180 g m(NaCO?10HO) m(HO) 223222
m(NaCO?10HO)=0.486 g m(HO)=0.306 g 223222
依次类推,求m(NaCO)及m(NaCO?10HO)和m(HO),直至所得晶体质量m(NaCO?10HO)323323232i232
n
m在(NaCO?10HO)的和中可以忽略为止。 i232,i,1
10.0g,0.306g
m(NaCO),,0.0306 g 323100g
NaCO, NaCO?10HO , 10HO 23 2322
106 g 286 g 180 g
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0.0306 g m(NaCO?10HO) m(HO) 323232
m(NaCO?10HO)=0.0826 g m(HO)=0.0520 g 323232
10.0g,0.0520g
m(NaCO)==0.00520 g 423100g
0.00520g,286g
(NaCO?10HO)==0.0140 g m4232106g
„„(生成固体质量以0.170倍递减)
最后得出所得晶体质量m(NaCO?10HO) 232
n
m(NaCO?10HO)=(NaCO?10HO) mi232232,i,1
=2.86 g,0.486 g,0.0826 g,0.0140 g,„„
=3.44 g
方法2(终态思维法):设最终析出NaCO?10HO的质量为x,则其中含有NaCO和水的质23223量分别为: 106x180x
m(NaCO)= m(HO)= 232286286106x180x
这样,若将(,1.06 g) NaCO溶解在质量为的水中,在题设温度下,当形成23286286
饱和溶液,所以: 106x
,1.06g10.0g286, x,3.45 g。 180x100g
286答案:3.45 g
评注:二法相比,方法一不及方法二简捷、准确。方法一之答案较方法二之答案出现一定的误差,是有效运算和四舍五入的结果。若进行纯数字运算,则两种方法的计算结果应该是完全相同的。
?锦囊妙计
求析出结晶水合物的质量,常有两种思维:(1)过程思维:按晶体析出分过程计算的一种方法,思维朴素易接受,但计算量大;(2)终态思维:摒弃晶体析出过程,直接由最终结果计算的方法,优点是计算量相对较小。
?歼灭难点训练
1.(???)在一定温度下,向足量的饱和NaCO(aq)中加入1.06 g无水NaCO,搅拌后2323静置,最终所得晶体的质量是( )
A.等于1.06 g B.大于1.06 g而小于2.86 g
C.等于2.86 g D.大于2.86 g
2.(???)将例题中的“10.0 g”改为“50.0 g”,其他不变,试求之。
3.(????)?时,向足量饱和NaCO(aq)中,加入1.06 g无水NaCO,搅拌后静置,t2323((
并冷却至t?,最终所得晶体质量为5.83 g,求该温度下NaCO的溶解度。 23
4.(?????)硫代硫酸钠晶体(NaSO?5HO)俗名海波、大苏打。现向定量饱和NaSO(aq)2232223中加入m g无水NaSO固体,搅拌后静置,得到一定质量的NaSO?5HO晶体,欲求所得晶2232232
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体质量x(g),还必须补充一个条件。则: ((((
(1)所补充的条件是 (用字母表示,但要说明它
的含义);
(2)写出求所得晶体质量的计算式,x,______。
附:参考答案
难点磁场
解析:(1)最后所得晶体质量为(a,1.06)g,其中含NaCO质量是:106(a,1.06),286 g,23含水质量为:180(a,1.06),286 g;则:
106(a,1.06)/286g,1.06g2650a,4770
S=×100 g=g 45a,47.7180(a,1.06)/286g
(2)由于,0,所以:2650,4770,0,,1.8。 Saa2650a,4770
答案:(1)S=g (2)a,1.8 45a,47.7
歼灭难点训练
1. D
2.解析:设析出NaCO?10HO质量为x,则:其中含NaCO质量为106 x,286,含水质23223量为180 x,286;
(106x,286,1.06 g)?50.0 g=(180x,286)?100g
x=18.9 g
答案:18.9 g
3.解析:5.83 g NaCO?10HO中含NaCO质量5.83 g×106,286=2.16 g,含水质量23223
5.83 g×180,286=3.67 g。
(NaCO)2.16g1.06gS,23则: ,3.67100
S(NaCO)=30.0 g 23
答案:30.0 g
4.提示:(1)所补充的条件是:一定温度下,NaSO在水中的溶解度S(g)。(若未指明温223((((
度,该小题不能得分) 158x90
(2)所得x(g) NaSO?5HO中:m(NaSO)=g,m(水)=g, 2232223248248158x
g,mgSg100m2480m24800m248,x,,或,或则 90x90S15800100g15800,90S1580,9Sg,
248248248答案:(1)一定温度下,NaSO在水中的溶解度S(g) 223((((
100m2480m24800m
,或,或(2) 90S1580015800,90S1580,9S,
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