Question

4．晶體從溶液中析出的過程稱為結(jié)晶，結(jié)晶的方法有蒸發(fā)溶劑、冷卻熱飽和溶液等．
（1）已知某鹽在不同溫度下的溶解度（見下表）

T/℃	0	10	20	30	40
S（g/100g水）	11.5	15.1	19.4	24.4	37.6

若把質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%的該鹽溶液由60℃逐漸冷卻，則開始析出晶體的溫度應(yīng)在D（填字母）
A．0℃～10℃B．10℃～20℃C．20℃～30℃D．30℃～40℃
（2）t℃時，CuSO₄在水中溶解度為25g，將32g CuSO₄白色粉末加入到mg水中，形成飽和CuSO₄溶液，并有CuSO₄•5H₂O晶體析出，則m的取值范圍是18＜m＜128．
（3）向50mL 4mol/L的NaOH溶液中通入一定量H₂S后，將得到的溶液小心蒸干，稱得無水物7.97g．請通過計算確定該無水物的成分．
（4）下面是四種鹽在不同溫度下的溶解度（克/100克水）

	NaNO3	KNO3	NaCl	KCl
10℃	80.5	20.9	35.7	31.0
100℃	175	246	39.1	56.6

（計算時假定：①鹽類共存時不影響各自的溶解度；②過濾晶體時，溶劑損耗忽略不計．）
取23.4g NaCl和40.4g KNO₃，加70.0g H₂O，加熱溶解．在100℃時蒸發(fā)掉50.0g H₂O，維持該溫度，過濾出晶體，計算所得晶體質(zhì)量m₁的值．將濾液冷卻至10℃，待充分結(jié)晶后，過濾，計算所得晶體的質(zhì)量m₂的值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)析出晶體時的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%，計算該溶液的溶解度S，以此判斷所在的溫度范圍；
（2）一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100g溶劑中達(dá)到飽和狀態(tài)時所溶解的溶質(zhì)的質(zhì)量，叫做這種物質(zhì)在這種溶劑中的溶解度．根據(jù)溶解度的定義并運(yùn)用極限法計算；
（3）注意反應(yīng)順序：NaOH先和H₂S反應(yīng)生成NaHS，若NaOH還有剩余，則NaOH繼續(xù)和NaHS反應(yīng)生成Na₂S；
（4）根據(jù)100℃蒸發(fā)后的溶液中NaCl為飽和溶液，KNO₃為不飽和溶液，求出溶液中NaCl的質(zhì)量，然后求出析出的NaCl晶體；將濾液冷卻至10℃，NaCl為飽和溶液，KNO₃為飽和溶液，分別求出溶液中NaCl、KNO₃的質(zhì)量，然后求出析出的NaCl、KNO₃晶體的質(zhì)量．

解答 解：（1）設(shè)質(zhì)量百分比濃度為22%的飽和溶液的溶解度為S，
則有：$\frac{s}{s+100}$=22%，解得S=28.20g，則該鹽溶液由50℃逐漸冷卻，則開始析出晶體的溫度范圍是30～40℃．
故選：D；
（2）a．假設(shè)正好形成了CuSO₄.5H₂O晶體，則$\frac{32}{m}$，m=18；
b．假設(shè)正好形成飽和溶液，則溶質(zhì)質(zhì)量為32g，溶劑質(zhì)量為mg，故$\frac{25}{100}$=$\frac{32}{m}$，m=128，由于形成飽和CuSO₄溶液并有CuSO₄•5H₂O晶體析出，故m的取值范圍為：18＜m＜128；
故答案為：18＜m＜128；
（3）設(shè)8克NaOH完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫氫化鈉，其質(zhì)量為x
NaOH+H₂S=NaHS+H₂O
40        56
8g         x
x=$\frac{8g×56}{40}$=11.2g，
即8克NaOH完全反應(yīng)可生成硫化鈉的質(zhì)量為11.2g，
設(shè)8克NaOH完全反應(yīng)只生成硫化鈉，其質(zhì)量為y，
2NaOH+H₂S=Na₂S+2H₂O
80         78
8g          y
y=$\frac{8g×78}{80}$=7.8g，
即8克NaOH完全反應(yīng)可生成硫化鈉的質(zhì)量為7.8g，
固體質(zhì)量在7.8-8之間，可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS，但若在8-11.2之間，則是Na₂S和NaHS，
由8g＞7.97g＞7.8g，則產(chǎn)物：可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS；
若產(chǎn)物為NaOH和Na₂S，設(shè)氫氧化鈉物質(zhì)的量為a，硫化鈉物質(zhì)的量為b，則：
a+2b=0.2；
40a+78b=7.97；
解得：a=0.17mol；b=0.015mol；
若產(chǎn)物為Na₂S和NaHS，設(shè)硫化鈉物質(zhì)的量為a，硫氫化鈉物質(zhì)的量為b，則：
2a+b=0.2；
78a+56b=7.97；
解得a=0.095mol；b=0.01mol；
答：①NaOH 0.17mol、Na₂S  0.015mol ②NaHS  0.01mol、Na₂S  0.095mol；
（4）100℃蒸發(fā)掉50.0克H₂O后溶液中NaCl的質(zhì)量為 39.1g×$\frac{70.0g-50.0g}{100g}$=7.82g，
析出的NaCl晶體質(zhì)量m（高溫）=23.4g-7.82g=15.58g；
冷卻到10℃，析出的NaCl晶體質(zhì)量為 （39.1g-35.7g）×$\frac{70.0g-50.0g}{100g}$=0.68g，
溶液中KNO₃的質(zhì)量為20.9g×$\frac{70.0g-50.0g}{100g}$=4.18g，
析出的KNO₃晶體質(zhì)量為40.4g-4.18g=36.2g，
所以10℃析出的晶體總質(zhì)量m（低溫）=0.68g+36.2g=36.9g，
答：m₁=15.58g；m₂=36.9g．

點評 本題考查了溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算，明確溶解度概念及與質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算是解題關(guān)鍵，注意極限法在解題過程中的應(yīng)用，題目難度較大．