2021学年专题六 物质的溶解单元2 物质的溶解性教学设计

第六章  溶解现象
第三节 物质的溶解性

教学目标：

1.知道物质的溶解性及影响溶解性的因素。

2.知道什么叫饱和溶液与不饱和溶液及相互转化。

教学重点：

影响溶解性的因素及饱和溶液与不饱和溶液的关系。

教学过程：

创设情景：1. 消毒酒精中酒精的质量分数是多大？

          2. 生理盐水的溶质质量分数是多少？

          3.工业制氯气通常采用电解食盐水的方法，我们知道，越浓的食盐水中氯化钠越多，得到的氯气越多，为什么工业上只用26%的食盐水溶液，而不用30%、40%甚至50%的食盐水来电解呢？

交流讨论：氯化钠、氢氧化钙、碳酸钙在水中是否都容易溶解呢？

联想与启示：P166

小结：一、溶解性

1.定义：一种物质溶解在另一种物质里的能力称为溶解性。

活动探究：P166实验1

填表：在室温条件下：

结论：2.影响物质溶解性的因素

（1）不同物质在同一种溶剂中的溶解性不同。

[即与溶质的种类（或性质）]有关

活动探究：P167实验2

填表：在室温条件下        

结论： （2）同一种物质在不同溶剂中的溶解性不同。

 [即与溶剂的种类（或性质）]有关

活动探究：P167实验3

填表：

结论：（3）同一种物质在同一溶剂中的溶解性与温度有关。

交流讨论：P167    阅读：P167

过渡：上述实验3中在室温下将3g硝酸钾加到5ml水中，硝酸钾没有全部溶解，说明了什么呢？（不能无限制的溶解，也就是不能无限制地提高溶液的浓度）那么，你能否解决上课前提出的问题：电解食盐水制氯气时，为什么不用50%的食盐水呢？

交流讨论：那么，除了用加热的方法可以使未溶解的硝酸钾溶解以外，你还有什么方法呢？

活动探究：P167

小结：①大多数固体，在一定量的溶剂内，随着温度的升高，溶解量增多。

②大多数固体，在一定温度下，随着溶剂的量增多，溶解量增多。

③在一定温度下，一定量的溶剂中，大多数物质的溶解量是有限的。

展示：观察一瓶底部仍有少量白色硝酸钾固体的溶液。

小结：二、 饱和溶液：在一定温度下，一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液。

不饱和溶液：在一定温度下，一定量的溶剂里，能再溶解某种溶质的溶液。

提问：那么饱和溶液与不饱和溶液之前是否可以转化呢？

举例：以上述实验为例。

小结：                  ① 加水    ② 加热

          饱和溶液                                      不饱和溶液

                        ①蒸发  ② 降温  ③ 加溶质

一、影响物质溶解性的因素：

1. 不同的物质在同一溶剂中的溶解性不同
2. 同一种物质在不同溶剂中的溶解性不同
3. 同一物质在同一溶剂中的溶解性与温度有关

二、物质溶解性的定量表示：常用溶解度来衡量                        

溶解度 ＝ ×100克

但在解题过程中还是让学生套公式进行计算。由于初中教材对溶解度计算的要求比较简单，只要求涉及单一的溶剂量改变或温度改变的情况下溶解度的计算，其它较复杂的情况则不要求，因此，书上的习题学生根据公式表面上也会计算，但这种方法学生只是死记硬背，死套公式，没有真正理解到计算公式的原理、实质，更谈不上能力、发散思维上的培养，这样，学生到高三总复习时，遇到稍复杂的涉及到溶解度的计算时，就不知所措了。鉴于此，解度计算的教学利用学生学习化学方程式的计算时打下的基础，采用与化学方程式计算相似的方法来教学，效果很好，绝大部分学生在学习后，对溶解度计算中较复杂的习题都能解答。此法对学生发散思维、特别是迁移能力的培养很有好处，具体方法如下：

一、在讲解了溶解度的定义后，复习化学方程式的计算：化学方程式计算的原理、实质就是根据化学方程式，推导出反应物、生成物各物质之间的质量关系进行的一种计算。                                         

例如，根据化学方程式：   2H2 ＋  O2   2H2O

4   ： 32    ：   36     

得出：每4份质量的氢气跟32份质量的氧气完全反应，能生成36份质量的水。现只要知道H2、O2、H2O三种物质中任意一种物质的质量，就可以根据化学方程式中推导出的质量关系，求出另外两种物质的质量。

2H2  ＋  O2 2H2O

4   ：  32   ：    36    

x    ：  y   ：    z     

 即： 4∶32 ＝ x∶y    （ x已知：则可求y、z

                            或   4∶36 ＝ x∶z       y已知：则可求x、z

或  32∶36 ＝ y∶z       z已知：则可求x、y）

据此，根据溶解度的定义：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里（一般情况下指水做溶剂）达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在此温度下在这种溶剂里的溶解度。因此，根据此定义，解题时利用此关系，先把溶剂设定为100克（已知数），一定温度下的溶解度即是在这100克溶剂中达到饱和时所溶解的溶质，然后找出溶质、溶剂和饱和溶液之间的质量关系就可进行求解：

温度（℃）  ～   溶剂质量（克） ～  溶质质量（克） ～   饱和溶液质量（克）

t℃              100克     ∶     溶解度（S）克  ∶ （100 ＋ 溶解度）克

学生在解有关溶解度计算的问题时，先将上式列出，再根据题意，找出溶质、溶剂和饱和溶液间的质量比关系： 

溶剂质量∶溶质质量 ＝ 100 ∶ 溶解度

溶剂质量∶饱和溶液质量 ＝ 100 ∶ （100＋溶解度）

溶质质量∶饱和溶液质量 ＝ 溶解度∶（100＋溶解度）

（相当于根据化学方程式计算时先找出反应物、生成物间的质量关系）就可进行计算了（包括一些比较复杂的习题）。在具体教学过程中，不是让学生死记以上推导出的关系式，而是将重点放在根据溶解度的实质和化学方程式的计算二者的结合上。具体如下：

例题1、把50克20℃时的硝酸钾饱和溶液蒸干，得到12克硝酸钾，求硝酸钾在20℃时的溶解度。

解析：设硝酸钾在20℃时的溶解度为S

此题是在一定温度下且定温（t＝20℃）时求溶解度的题，即溶解度为未知数（一般把溶解度设为S），跟化学方程式中物质的相对原子质量或相对分子质量未知时的计算相似。

温度（℃）  ～   溶剂质量（克） ～  溶质质量（克） ～   饱和溶液质量（克）

20℃               100克    ∶    溶解度（S）  ∶  （100 ＋ 溶解度）克

20℃            50克－12克           12克                50克 

列出比例式：  100克  ∶ （100＋S） ＝（50克－12克）∶  50克  

        或      S    ∶ （100＋S） ＝  12  ∶ 50

或    100克 ∶ S ＝（50克－12克）∶ 12克   （用此式计算最简单）

                       S ＝ 31.6克

例题2、已知氯化铵在20℃时的溶解度是37. 2克。实验室在20℃时，配制1000克氯化铵饱和溶液，需氯化铵和水各多少克？

解析：设需氯化铵的质量为x，水的质量为y

此题溶解度已知（相当于一般化学方程式的计算）

温度（℃）  ～   溶剂质量（克） ～  溶质质量（克） ～  饱和溶液质量（克）

20℃               100克     ∶   溶解度＝37.2克 ∶ （100＋37.2）克

  20℃           （1000－x）克         x克                1000克 

列出比例式：37.2克 ∶（100＋37.2）克 ＝ x ∶ 1000克   （∵用这个式子计算最简单）

                    x  ＝  271克    

∴需要水的质量y＝1000克－271克＝729克

例题3、已知氯化钠在20℃时的溶解度是36克。在20℃时要把40克氯化钠配制成饱和氯化钠溶液，需要水多少克？

解析：设需要水的质量为x

此题溶解度已知（相当于一般化学方程式的计算了）

温度（℃）  ～   溶剂质量（克） ～  溶质质量（克） ～  饱和溶液质量（克）

20℃               100克     ∶   溶解度＝36克  ∶ （100＋36）克

  20℃                 x                40克           （40＋x）克 

列出比例式：100克∶ 36克 ＝  x ∶ 40克   （∵这个式子计算最简单）

                        x ＝ 111克

例题4、把200克氯化铵的饱和溶液从50℃降低到10℃，计算有多少克氯化铵析出？（已知氯化铵在50℃和10℃时溶解度分别为50克和33克）

解析：设有x克氯化铵析出

因为氯化铵在50℃和10℃时溶解度分别为50克和33克，根据溶解度的定义：50℃时，100克水中最多溶解50克氯化铵即饱和，当此（100＋50）克50℃时的饱和溶液降到10℃时，溶剂量不变，但此时100克水中最多溶解33克氯化铵即饱和。所以（100＋50）克50℃时的饱和溶液降到10℃时，只有（100＋33）克，析出晶体[（100＋50）－（100＋33）]克＝17克，即析出的晶体等于两温度下的溶解度之差：50克－33克＝17克（如果是升温的题，则两溶解度之差即是溶液在高温时重新达到饱和所需加入的溶质质量）。

温度（℃） ～ 溶剂质量（克）～ 溶质质量（克） ～  饱和溶液质量（克）

50℃           100克           溶解度＝50克       （100＋50）克

 ↓降到         ↓不变             ↓降到                 ↓变为

10℃           100克          溶解度＝33克       （100＋33）克

                                  ↓析出晶体             ↓析出晶体             

50℃→10℃   100克（不变）   （50－33）克     [（100＋50）－（100＋33）]克

50℃→10℃  （200－x）克   ∶      x         ∶        200克

列出比例式：      （50－33）克∶（100＋50）克  ＝  x ∶ 200克

                                             x ＝ 22.7克

二、对于一些较复杂的溶解度的习题，在教学过程中，常常采用画图的方法进行教学。图示法有着直观、明显的特点，学生容易理解。

例题1、将某物质的溶液蒸发60g水后，温度降到20℃，析出无水晶体5g；再蒸发60g水后，温度仍降到20℃，又析出无水晶体6g。则在20℃时，该溶质的溶解度为多少克？

解析：设在20℃时，该溶质的溶解度为x克

首先，该题温度一定（20℃）。某溶液在第一次蒸发60克水后，析出无水晶体5克，此时剩余溶液一定是饱和溶液（但原溶液可能是饱和溶液也可能是不饱和溶液）。然后，再蒸发60克水，又析出6克晶体，则20℃时，蒸发的60克水中溶解6克晶体即饱和。（60克∶6克 ＝ 100克∶S）

如图所示：

                      蒸发掉60克水                     蒸发掉60克水

                           ↑         20℃的饱和溶液          ↑

20℃               →                           →

某溶液（可能是      

 析出晶体5克                析出晶体6克（则60克水溶解6克晶体即饱和）

饱和溶液，也可        （此溶液现在肯定饱和）            

能是不饱和溶液）                         

 所以，得出比例式：   60克∶6克 ＝ 100克∶S

S  ＝ 10克

例题2、有t℃时的硝酸钾溶液m克，在该溶液中加入x克硝酸钾固体，充分搅拌后仍有y克不溶；若将原溶液加热蒸发掉z克水，再恢复到t℃，溶液恰好达到饱和。则t℃时硝酸钾的溶解度为多少。

解析：假设将此m克溶液分成两部分（如图），中间有一块隔板隔开，上边A克是纯水，下边（m－A）克恰好是t℃时硝酸钾的饱和溶液：

①.将此溶液中加入x克硝酸钾晶体后，充分搅拌仍有y克不溶，则A克水中刚好溶解（x－y）克硝酸钾；

②.如将原溶液加热蒸发掉z克水，再恢复到t℃，溶液恰好达到饱和，则蒸发的水应等于第一种情况下的纯水，即z克 ＝ A克。

 ①          加入x克KNO3固体

纯水（A克） →     ↓    　残留y克晶体（则：此部分饱和溶液质量为

                            A＋x－y ，此时如将隔板抽去，由于温度不

t℃时KNO3                                      变，因此，混和后的溶液仍然刚好饱和）。

的饱和溶液  

（m－A）克

②             蒸发掉A克水

纯水（A克） →     ↑

t℃时KNO3               此时剩下的溶液也恰好饱和：

的饱和溶液                               因此：100克∶S ＝ z∶（x－y）

(m－A)克                                 则：  S ＝ 100（x－y）／z

例题3、在某温度下，某盐的饱和溶液的质量分数为26.8﹪，在足量的此溶液中加入W克该无水盐，在保持温度不变的情况下，析出N克含有一定量结晶水的该盐晶体，则从饱和溶液中析出的溶质的质量是多少克？

解析：设从饱和溶液中析出的溶质的质量是x克

此题涉及结晶水合物的计算。W克无水盐加入该盐的饱和溶液中后，不仅不溶，反而要从溶液中吸水，形成含一定量结晶水的该盐晶体。由于溶液是饱和溶液，这些水被吸去形成晶体后，它们所溶解的溶质又要析出，析出过程中又要吸水，不断进行，趋于一个数值（数学中的极限）。因此，这类题正解很烦琐，一般先设析出的晶体质量，再求解。

本题加入W克无水盐后，析出晶体N克，则：原溶液减少了（N－W）克。因此，设（N－W）克饱和溶液中有溶质x克，依题意得：    

                ×100％ ＝ 26.8％            x ＝ （N－W）×26.8％

 此题用下图解更直观：假设将此饱和溶液分成两部分，中间有一隔板：上部分加入W克该无水盐后，刚好全部析出（得N克含结晶水的晶体）；下部分是剩余的饱和溶液。

                                                     W克

                                                      ↓

上部分饱    溶剂→   水                    上部分饱和    水      N克晶体

和溶液y克  溶质→  x克            →       溶液 y克    x克        

                          ←隔板                                ←隔板

下部分饱和溶液  →                     下部分饱和溶液→          

∴  N－W ＝ y            x ＝ y×26.8％＝（N－W）×26.8％

三、 结晶：人们通常把从溶液中析出晶体的过程称为结晶

用途：常用结晶的方法从溶液中提取溶质。例如：用海水晒盐。

四、有关守恒法做溶液计算题

根据某些量守恒的关系进行解题，思路清晰，条理分明，解题快速是中学化学计算中最常用的一种方法。
　　守恒法的最基本原理为——质量守恒定律，并由此衍生出来：
　　一切化学变化中都存在的——微粒守恒
　　氧化还原反应中存在的——得失电子守恒
　　化合物的化学式存在的——正、负化合价总数相等
　　电解质溶液中存在的——阴、阳离子电荷守恒
　　下面我们就每种举例说明。

【典型例题】
　　1. 元素守恒：
[例1] 粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，取120g粗盐溶于水过滤除去6g不溶物，向滤液中依次加入过量的①固体氯化钡；③ ，发现白色沉淀逐渐增多，过滤除去沉淀物，再加入过量的盐酸，使溶液呈酸性，加热蒸发得NaCl晶体126.65g ，求粗盐中含NaCl的质量分数。

[例2] 现有组成的混合气体，欲用溶液，使该混合气体全部转化成盐进入溶液，使混合气体全部转化成盐进入溶液，需用NaOH溶液的体积是（ ）
 

　在足量的时，混合气体可全部被吸收转化成盐。我们不必设多个未知数，只要认真观察两种盐的化学式会发现：元素的物质的量之比为1:1 ，由氮原子物质的量即为所需的物质的量：
      答案：D
　　2. 电荷守恒：
[例3] 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁，将燃烧后的产物全部溶解在50mL，浓度为1.8mol/L盐酸溶液中，以20mL0.9mol/L的氢氧化钠溶液中和多余的酸，然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来，用足量盐酸吸收，经测定氨为0.006mol，求镁带物质的量。
解析：化学反应方程式为：


　　3. 正、负化合价总数相等：
[例4] 向一定量的的混合物中，加入的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出 （标况）的气体，所得溶液中加入溶液无血红色出现，若用足量的在高温下还原相同质量的此混合物，能得到的铁的质量为（ ）
 

4. 得失电子相等（守恒）：
   　　解析：由反应物、生成物可知：
   
   　　5. 综合守恒：
   [例6] 取钠、钙各一小块，投入适量水中，反应完毕时只收集到（标准状况）。再取碳酸钠和碳酸氢钠的混合物加入到所得的溶液中，当反应完后（此时完全进入沉淀）将溶液蒸干，得到白色固体8.8g，再将白色固体用水洗涤、干燥得白色不溶物4g。试求：
   （1）钠、钙各多少克？
   （2）NaHCO3、Na2CO3各多少克？
   解析：为了便于分析各量之间的关系，先将题目画如图（图示法分析题）