溶解度:向饱和氢氧化钙溶液中加入生石灰
文章摘要:饱和溶液与不饱和溶液的相互转化是初中化学一大难点,而氢氧化钙是一种特殊的物质,溶解度随温度升高而降低,当氧化钙溶于饱和氢氧化钙溶液时,会发生哪些变化呢?
溶解度这一知识点,有一种特殊的物质氢氧化钙。与大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大不同,氢氧化钙的溶解度却随温度升高反而减小。其溶解度曲线如图所示:
我们知道生石灰(氧化钙)与水反应能够生成氢氧化钙,即一种物质可以与溶剂反应生成溶质。这样必然对溶液的组成产生不小的影响。
下面分析一下,向饱和氢氧化钙溶液中加入一定质量的生石灰,在反应过程中,溶液都发生了哪些变化。
一定温度下,向饱和Ca(OH)2溶液中,加入一定量的生石灰,生石灰会与溶液中的水发生如下反应:CaO+H2O=Ca(OH)2。反应过程中,放出大量的热,使得溶液的温度升高。在整个反应的过程中,因为消耗了部分水,导致溶液中溶质水的质量减少。如图
温度:生石灰与水反应放出大量的热。溶液的温度会升高。
溶剂质量:反应消耗了水,溶剂减少。
溶质质量:有些人认为生石灰与水反应生成氢氧化钙,溶质质量会增加。事实上,恰相反,可以从两方面分析,(1)饱和溶液中,溶剂水减少,部分溶质会析出,溶液中溶质减少;(2)温度升高后,氢氧化钙溶解度降低,部分溶质析出,同样溶液中溶质减少。
溶液质量:溶剂和溶质都减小,溶液质量也减小。
溶液中溶质质量分数:温度相同时,同种饱和溶液的质量分数相等;温度升高后,饱和氢氧化钙溶解度降低,质量分数降低。
溶液pH:温度升高后,溶解度降低,溶液中氢氧化钙减少,碱性减弱,pH降低。
接下来我们分析,反应结束后,溶液温度恢复到反应前温度时,溶液有会发生那些变化。
溶质质量:随着溶液温度的降低,当溶液温度恢复到原来的温度后,溶液中刚刚析出的部分Ca(OH)2还会继续溶解一部分。因为水被消耗,所以溶液中溶质始终达不到原来的质量。
溶质质量分数和pH:恢复到原来温度。所得溶液仍然是原温度下的饱和溶液,质量分数与原始溶液的质量分数相等。pH也与原来的值相等。
整个过程中,各种变化如图,(溶液的pH变化图与溶质的质量分数变化相似)
参考例题
【例1】在25℃时,向饱和的氢氧化钙溶液中中,加入少量的氧化钙,再恢复到25 ℃,关于该溶液的下列说法中正确的是( )
A.溶液的质量增加
B.溶液的质量减小
C.溶液中溶质的溶解度增大
D.溶液中溶质的质量分数增大
解析:饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙后,氧化钙与水反应导致溶液中溶剂的质量会减少,因此溶解的溶质也会相应的减少,溶液质量也减少。而反应前后溶液的温度不变,所以溶质的质量分数不变,溶解度也不变,选项B正确。
【例2】向20 ℃的饱和澄清石灰水中投入适量的氧化钙粉末,充分反应,下列说法错误的是( )
A.溶液温度未冷却到20℃时,溶液一定是饱和溶液
B.溶液温度未冷却到20℃时,溶质质量分数比原溶液大
C.溶液温度恢复到20℃时,溶液质量比原溶液小
D.溶液温度恢复到20℃时,溶液的溶质质量分数和原溶液的相等
解析:向20 ℃的饱和澄清石灰水中加氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙并放热,由于原来溶液就已经饱和,且氢氧化钙的溶解度是温度越高溶解度越小,所以不可能再溶解,不管是否恢复20 ℃,溶液仍然饱和。但在这个过程中,水由于参与反应减少了,即溶剂减少了,溶质肯定相应减少。由于是相同温度下的饱和溶液,溶质质量分数相等,选项B错误。












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