例题 01 能搅匀,不一定能形成溶液 2024 湖北、湖南、江苏苏州中考·合并改编
题目
将少量泥土、蜡烛碎屑、蔗糖、汽油分别加入水中并充分搅拌,哪一种能形成溶液?
再判断:蓝色硫酸铜溶液因有颜色而不是溶液;碘的酒精溶液中酒精是溶质。两句话是否正确?
答案与解析
解析
蔗糖能以分子分散形成溶液。泥土主要形成悬浊体系,蜡烛难溶,汽油以液滴分散,不因搅拌变为水溶液。硫酸铜溶液虽有颜色,仍是均一稳定的混合物。碘酒中碘是溶质,酒精是溶剂。
本题结论
蔗糖;后两句话均错误。
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糖在水里看不见了,并不是糖消失了;一杯水能溶得更多,也不代表杯中已经多出了糖。读溶液题时,要分清三个量:投入多少、实际溶解多少、在当前条件下最多能溶多少。
溶液是一种或几种物质分散到另一种物质中,形成的均一、稳定的混合物。本页主要讨论液体溶液。
| 特征 | 具体含义 | 不要误读成 |
|---|---|---|
| 均一 | 同一份溶液各部分组成比例相同 | 大杯、小杯含有的溶质质量必定一样 |
| 稳定 | 温度等条件不变、溶剂不蒸发时,溶质不会自行分离 | 加热、蒸发、降温后也永远不变 |
| 混合物 | 含两种或更多物质 | 蒸馏水均一稳定,所以也是溶液 |
蔗糖溶于水时,蔗糖分子分散在水中;NaCl溶于水时,Na⁺、Cl⁻分散在水中。微粒仍存在,溶质没有消失。硫酸铜溶液呈蓝色,高锰酸钾溶液可呈紫红色,透明不等于无色。
没有反应、损失时,溶液质量=已溶溶质质量+溶剂质量。未溶固体不属于液相,不能计入溶液质量。体积却不一定相加:酒精和水混合,微粒间距改变,总体积可以小于混合前体积之和。
| 体系 | 溶质 | 溶剂或判断依据 |
|---|---|---|
| 食盐水 | 已溶NaCl | 水 |
| 酒精的水溶液 | 酒精 | 初中水溶液按水作溶剂 |
| 碘的酒精溶液 | 碘 | 酒精;不是所有溶液都以水作溶剂 |
| 多种盐共同溶于水 | 各种实际溶解的盐 | 可以有多种溶质 |
| CaO投入水中 | 已溶的Ca(OH)₂ | 先发生CaO+H₂O=Ca(OH)₂;未溶固体不算溶质 |
| CuSO₄·5H₂O溶于水 | 按初中组成模型记作CuSO₄ | 结晶水并入溶剂水,不能把晶体总质量都当无水盐 |
气体也可以作溶质,如氯化氢溶于水形成盐酸。无水的两种互溶液体,教材通常把量多者作为溶剂;但不能据此把含水溶液的命名约定反过来。若发生反应,先判断生成物及剩余物,再辨认溶质。
盐溶液有能自由移动的离子,通常可以导电;蔗糖等以分子分散的水溶液不因此具有盐溶液那样的导电性。不是所有溶液都导电。
| 体系 | 分散的主要形态 | 常见现象 |
|---|---|---|
| 溶液 | 分子或离子尺度的分散 | 均一,在条件不变时稳定 |
| 悬浊液 | 不溶的固体小颗粒 | 如泥水,静置可沉降 |
| 乳浊液 | 不溶的小液滴 | 如振荡后的油水,普通体系静置可分层 |
洗涤剂的乳化作用使油污成为较小液滴,并让分散维持较久,便于随水带走;不是把油污“变成水”或必然化学分解。汽油溶解油污是另一种原理;这里只作性质比较,不宜把易燃溶剂作为家庭清洗建议。碱与某些油脂反应去污又属于化学变化,不能把三种原理混写。
| 常见实验物质 | 溶于水的净热效应 | 观察到的温度变化 |
|---|---|---|
| NaOH固体 | 放热 | 升高 |
| NH₄NO₃固体 | 吸热 | 降低 |
| NaCl固体 | 净效应较小 | 通常无明显变化 |
粒子从原有聚集状态分散需要吸收能量,粒子与水相互作用又会释放能量。温度反映的是两方面合计,不是只发生其中一种过程。氯化钠溶解时温变不明显,不能说微观过程完全没有能量变化。
比较实验要使初温、固体用量、水量和容器等可比,并尽量减少散热。温升只说明热效应,不能单独证明化学变化;是否化学变化仍看有无新物质生成。NaOH有腐蚀性,相关实验应在规范实验条件下进行。
在一定温度、一定量溶剂中,不能继续溶解某种溶质的溶液,叫这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解,则是不饱和溶液。
| 判断方法 | 有效证据 | 必须检查 |
|---|---|---|
| 观察 | 同种可溶固体充分溶解后仍有剩余,量不再减少 | 不是刚投料未溶完,也不是难溶泥沙 |
| 再加少量同种溶质 | 仍能溶解,说明原液不饱和;不能再溶,支持饱和 | 温度、溶剂量不变,给予充分接触时间 |
| 计算 | 实际已溶量达到该杯的容量上限 | 数据对应同温、同溶质和同溶剂 |
没有剩余固体,可能不饱和,也可能恰好饱和。氯化钠饱和不表示其他任何物质都不能溶;这里的“饱和”有指定对象。
浓稀和饱和是两套比较。 饱和石灰水仍可能很稀,因为Ca(OH)₂的溶解度小。只有同温、同溶质、同溶剂的比较中,饱和溶液才比对应不饱和溶液浓。
固体溶解度指:一定温度下,某固体在100 g某种溶剂中达到饱和时,所溶解的质量。记为S,单位g。
| 要素 | 为什么不能省略 |
|---|---|
| 一定温度 | 同一物质的溶解度可能随温度改变 |
| 指定溶质、溶剂 | 碘在水和酒精中的溶解情况不同 |
| 100 g溶剂 | 这是统一比较标准,不是100 g溶液 |
| 达到饱和 | 少量固体全部溶解,只说明能溶这些,不能证明最多只能溶这些 |
例如20℃时硼酸在水中的S=5.0 g,表示100 g水最多溶5.0 g硼酸,形成105.0 g饱和溶液。
若水量为W,当前温度的可溶上限为C,则由比例得到:
WC=100 gS,C=W×100 gS
增加水量使这杯水的容量C增大,不改变标准S。搅拌、磨细通常加快溶解,不改变同温同溶剂下普通固体的溶解度。温度、溶质或溶剂种类变化时,才要查新的S。
20℃时的常用溶解性分档(下表S均以100 g水为基准):
| 名称 | S的范围 | 常见例子 |
|---|---|---|
| 难溶 | S<0.01 g | AgCl |
| 微溶 | 0.01 g≤S<1 g | Ca(OH)₂ |
| 可溶 | 1 g≤S≤10 g | KClO₃ |
| 易溶 | S>10 g | NaCl |
这是初中常用的定性分档,不是发生突变的物理界线;临界数值若题目另给约定,按题设。习惯说“不溶”通常指难溶,不能理解为溶解量绝对为零。
多数常见固体的S随升温增大;NaCl随温度变化较小;Ca(OH)₂在常见温区随升温减小。判断必须依据具体物质及温区,不能套“升温一定多溶”。
| 操作 | 容量或实际量的改变 | 判断条件 |
|---|---|---|
| 加水 | 总容量增大 | 若有很多残固体,它还会溶解,未必立即变不饱和 |
| 加同种溶质 | 可供溶解的总量增加 | 到达容量后,再加部分留为固体 |
| 蒸发水 | 水减少,总容量减小 | 先到饱和,再继续蒸发才析晶 |
| 降温 | 对KNO₃等容量减小 | 原液很稀时也可能不析晶 |
| 升温 | 对Ca(OH)₂等容量减小 | 饱和石灰水可能析出固体,规则与KNO₃不同 |
结晶是溶质以晶体形式从溶液中析出。KNO₃、NH₄Cl在适当温区溶解度变化较大,常用冷却热饱和溶液的方法;NaCl变化较小,常用蒸发结晶。晶体析出后,母液仍含溶质,不是全部析出。
在不失水、析出无水晶体、充分达到平衡的模型中:
m(晶体)=m(原已溶质)−m(终态已溶质)
只有原已溶量超过终态容量才析晶;否则晶体质量为0。水合晶体会带走水,不能继续假设水量不变。用结晶提纯还要考虑杂质是否一同析出,单次结晶不等于得到绝对纯物质。
教材常把气体溶解度表示为:该气体压强101 kPa、温度确定时,1体积水中溶解至饱和的气体体积。它与固体“100 g溶剂中的质量”不是同一种表示标准。
| 改变条件 | 常见气体在水中的一般趋势 | 例子 |
|---|---|---|
| 温度不变,气体压强降低 | 溶解度减小,原溶解气体可能逸出 | 汽水开盖冒泡 |
| 压强不变,温度升高 | 溶解度通常减小 | 水加热时溶解气体更易逸出 |
| 搅动、增加气液接触 | 加快气体进入水中的过程 | 增氧设备促进水与空气接触,不等于搅拌本身提高S |
现实水体含氧量还受生物活动、气液交换等因素影响,不能仅凭鱼跃出水面就作唯一判断。
依次问:是否混合物?物质是否真正溶解?液相是否均一稳定?若先发生反应,就以反应后的组成判断,不只看投入物的名字。
题目
将少量泥土、蜡烛碎屑、蔗糖、汽油分别加入水中并充分搅拌,哪一种能形成溶液?
再判断:蓝色硫酸铜溶液因有颜色而不是溶液;碘的酒精溶液中酒精是溶质。两句话是否正确?
解析
蔗糖能以分子分散形成溶液。泥土主要形成悬浊体系,蜡烛难溶,汽油以液滴分散,不因搅拌变为水溶液。硫酸铜溶液虽有颜色,仍是均一稳定的混合物。碘酒中碘是溶质,酒精是溶剂。
本题结论
蔗糖;后两句话均错误。
把固体磨细,会增大它与水的总接触面积;搅拌使固体表面附近较浓的溶液更快与周围水交换,使溶解更快进行。这些主要改变速率,不是把同温的平衡容量抬高。
比较相同量固体完全溶解所需时间前,要保证各组都能完全溶解。确定研究因素后,其他条件保持相同;两组都存在多项差别,不能把结果只归因于其中一项。
题目
各组均用10 g冰糖和50 mL水,记录完全溶解时间。
| 组别 | 冰糖形态 | 水温 | 搅拌 |
|---|---|---|---|
| A | 块状 | 60℃ | 是 |
| B | 粉末状 | 60℃ | 是 |
| C | 粉末状 | 40℃ | 否 |
| D | 粉末状 | 60℃ | 否 |
| E | 块状 | 60℃ | 否 |
| F | 块状 | 40℃ | 是 |
①研究搅拌作用,选哪组与A比较?②A、B比较什么?③若A比C溶解快,能否证明块糖比粉末糖溶得快?
解析
①A、E的形态、水温、用量相同,只差搅拌。②A、B只差颗粒大小。③A、C同时改变形态、温度和搅拌,不能确定是哪一个因素起作用。研究温度可比较A/F或C/D。
本题结论
①E;②颗粒大小;③不能,变量不唯一。
封闭气体温度升高通常使压强增大,降温则减小;U形管液面较低的一侧通常承受较大气压。还要排除产气、吸收气体和注入液体改变气相空间的影响,不能只背“放热向哪边移动”。
题目

两容器体积和初始气体状态相同,红墨水两侧液面相平。左边5 g硝酸铵,右边5 g氯化钠;同时注入等体积、同初温的水并关闭夹子,短时比较,忽略散热及其他小影响。
红墨水哪边高?如果改为左侧发生明显放热、右侧温度基本不变,又会怎样?
解析
两侧注入同体积水,压缩气相空间的共同影响相同。左侧硝酸铵溶解吸热,气体温度降低;右侧NaCl溶解温变小。左气压较低,红墨水左高右低。
若仅左侧明显放热,左气压较大,红墨水左低右高。若有产气或吸收气体,还需重新综合判断。
本题结论
硝酸铵组左高右低;题设改为左侧放热时,左低右高。
题目
20℃时,向100 g水中依次加入2 g硼酸,每步都充分溶解并恢复20℃,得到①②③④。四步总投料分别为2、4、6、8 g。
已知20℃硼酸S=5.0 g,40℃S=8.7 g,无蒸发及其他损失。
①哪一步溶质与水质量比为1:50?②第③步溶液质量是多少?③把第②步升到40℃,溶质质量是否增加?④把第④步升到40℃,是否还有固体?最终是否饱和?
解析
20℃时100 g水的容量都是5 g。
| 状态 | 总投料/g | 已溶/g | 剩固体/g | 溶液/g |
|---|---|---|---|---|
| ① | 2 | 2 | 0 | 102 |
| ② | 4 | 4 | 0 | 104 |
| ③ | 6 | 5 | 1 | 105 |
| ④ | 8 | 5 | 3 | 105 |
①2:100=1:50。③的整杯体系为106 g,但溶液只105 g。第②步只有4 g硼酸且已全溶,升温不会凭空增加溶质。第④步升温后容量8.7 g,大于总8 g,所以残固体全溶,最后仍不饱和。
本题结论
①第①步;②105 g;③不增加,仍4 g;④无剩固体,得到不饱和溶液。
先读温度横轴、溶解度纵轴及单位,再沿同温竖线比较。交点只直接说明该温度S相等。要比较两杯的浓度、晶体或液体质量,还必须知道水量、是否饱和、残固体等。
题目

①a₁℃时,甲、乙的S分别是多少?②a₂℃时哪一种S较大?③在不加固体、不失水的条件下,把甲的不饱和溶液升温,能仅凭升温使它饱和吗?
解析
①交点纵坐标为30 g,两者均为30 g。②a₂同温竖线处甲曲线更高,甲较大。③图示温区甲的容量随升温增加,但实际溶质量不增,原不饱和液仍不饱和。不能把“交点S相等”扩大为任意两杯实际浓度都相等。
本题结论
①均30 g;②甲;③不能,题设下仍不饱和。
题目


T₁℃时,等质量KNO₃、KCl分别加入100 g水,充分搅拌后的现象如图。升温至T₂℃,无水损失。
①哪杯上清液一定饱和?②甲、乙分别装哪种盐?③乙中固体能否全部溶解?不能只用“升温”两个字解释。
解析
①乙充分溶解后仍有同种固体,上清液饱和;甲无固体不等于必然不饱和。②T₁时KCl的S更大,等量加入后全溶的甲是KCl,乙是KNO₃。
③共同投料不超过甲在T₁的容量;KCl到T₂的容量又增大。T₂时两种盐的S相等,水又等量,所以乙的新容量也大于共同投料,固体能全溶。依据是相同投料、水量和曲线关系共同成立。
本题结论
①乙;②甲KCl、乙KNO₃;③能全部溶解。
相同水量时可以直接比较相应溶解度差;等质量饱和溶液的水量不一定相同;等质量固体分别配饱和液时,所需水量也不同。不能只看谁的曲线更陡。
已知高温饱和液质量M和S₁,先按水:溶质=100 g:S₁拆出水量。降温不失水、析出无水晶体时,才可计算:
m(晶体)=M×100 g+S1S1−S2
这个式子是“原溶质-终态留下的溶质”推得的,要求S₁>S₂;原液不饱和或水量变化时,回到实际组成分别算。
题目

t₃℃时,取等质量NH₄Cl、NaCl固体,分别加入恰好能使其完全溶解的水,制成饱和溶液。降到t₂℃,无水损失,晶体不含结晶水。
①哪杯起初用水较少?②降温后哪杯剩余溶液质量较小?③NH₄Cl中混有少量NaCl,可考虑什么结晶方法?
解析
①t₃时NH₄Cl的S较大。同质量固体m所需水量为m×100 g/S,所以NH₄Cl用水少。
②降到交点t₂,两个体系都有晶体析出,剩余液都饱和且S相同。剩余溶液质量为各自水量乘同一个因子1+S/(100 g),水较少的NH₄Cl组溶液较少。不是把两杯误设为相同水量。
③可冷却热饱和溶液,使较多NH₄Cl析出,少量NaCl主要留在母液中;不保证一次达到绝对纯。
本题结论
①NH₄Cl;②NH₄Cl组;③降温结晶。
“全溶”只说明已加入的量没有超过容量,也可能刚好到达上限。可用继续加料后的变化验证,不能只看杯底。
题目
温度不变,100 g水中每次加入10 g KNO₃。第①次得到110 g溶液,第②次得到120 g溶液,第③次仍只有120 g溶液且有固体剩余。各步充分溶解,无损失。
哪些步骤所得溶液饱和?该温度S是多少?
解析
第③次增加固体却没有增加液相质量,说明第②次已到上限。因此②③都饱和。120 g溶液中水100 g、已溶20 g,故S=20 g。第②步无固体只是恰好全部溶解,不是“不饱和”的证明。
本题结论
②③饱和;S=20 g。
增加水量、升温、搅拌都可能使固体更快消失,但理由不同。要分别问:是速率改变、这杯总容量改变,还是标准溶解度改变?
题目
恒温下,一杯饱和食盐水中仍有食盐固体,已经充分接触并达到稳定状态。继续搅拌能否使这些食盐全部溶解?如果加入足够水,改变的是溶解度还是该杯容量?
解析
恒温同溶剂时,搅拌不改变平衡溶解度。已经达到饱和,继续搅拌不会因此无限多溶。加水增大溶剂量,使该杯可溶总量增大,但每100 g水的标准S不变。
本题结论
继续搅拌不能靠改变容量使其全溶;加水改变总容量,不改变同温S。
物质是否发生化学变化,可回看物质的变化;分子与离子的基本认识见分子、原子与原子结构。