高考化学难点结晶水合物的析出
<p> </p><p>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。</p><p>●难点磁场</p><p>请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。</p><p>t℃时向a g饱和Na2CO3(aq)中加入1.06 g无水Na2CO3，搅拌后静置，冷却到原温度，结果溶液全部变为晶体(Na2CO3•10H2O)。求：</p><p>(1)S(Na2CO3)与a的关系式，S=_____________(S代表溶解度)。</p><p>(2)a的取值范围。</p><p>●案例探究</p><p>[例题]已知某温度下，无水Na2CO3的溶解度是10.0 g/(100 g水)。在该温度下，向足量的饱和Na2CO3(aq)中加入1.06 g无水Na2CO3，搅拌后静置。试求最终所得晶体的质量。</p><p>命题意图：考查学生对析出结晶水合物的计算能力。</p><p>知识依托：溶解度的概念和计算。</p><p>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。</p><p>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。</p><p>方法1(过程思维法)：先求加入的1.06 g无水Na2CO3形成并析出晶体的质量m1(Na2CO3•10H2O)及溶液中由此减少的水的质量m1(H2O)</p><p>Na2CO3 ～ Na2CO3•10H2O ～ 10H2O</p><p>106 g 286 g 180 g</p><p>1.06 g m1(Na2CO3•10H2O) m1(H2O)</p><p>m1(Na2CO3•10H2O)=2.86 g m1(H2O)=1.80 g</p><p>再求溶解在1.80 g水中Na2CO3的质量m2(Na2CO3)，及这些Na2CO3析出所形成晶体的质量m2(Na2CO3•10H2O)和溶液由此而减少水的质量m2(H2O)</p><p>m2(Na2CO3)= =0.180 g</p><p>Na2CO3 ～ Na2CO3•10H2O ～ 10H2O</p><p>106 g 286 g 180 g</p><p>0.180 g m2(Na2CO3•10H2O) m2(H2O)</p><p>m2(Na2CO3•10H2O)=0.486 g m2(H2O)=0.306 g</p><p>依次类推，求m3(Na2CO3)及m3(Na2CO3•10H2O)和m3(H2O)，直至所得晶体质量mi(Na2CO3•10H2O)在 (Na2CO3•10H2O)的和中可以忽略为止。</p><p>m3(Na2CO3)= =0.2023 g</p><p>Na2CO3 ～ Na2CO3•10H2O ～ 10H2O</p><p>106 g 286 g 180 g</p><p>0.2023 g m3(Na2CO3•10H2O) m3(H2O)</p><p>m3(Na2CO3•10H2O)=0.2023 g m3(H2O)=0.2023 g</p><p>m4(Na2CO3)= =0.20230 g</p><p>m4(Na2CO3•10H2O)= =0.2023 g</p><p>……(生成固体质量以0.170倍递减)</p><p>最后得出所得晶体质量m(Na2CO3•10H2O)</p><p>m(Na2CO3•10H2O)= (Na2CO3•10H2O)</p><p>=2.86 g+0.486 g+0.2023 g+0.2023 g+……</p><p>=3.44 g</p><p>方法2(终态思维法)：设最终析出Na2CO3•10H2O的质量为x，则其中含有Na2CO3和水的质量分别为：</p><p>m(Na2CO3)= m(H2O)=</p><p>这样，若将( -1.06 g) Na2CO3溶解在质量为 的水中，在题设温度下，当形成饱和溶液，所以：</p><p>x=3.45 g。</p><p>答案：3.45 g</p><p>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。</p><p>●锦囊妙计</p><p>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。</p><p>●歼灭难点训练</p><p>1.(★★★)在一定温度下，向足量的饱和Na2CO3(aq)中加入1.06 g无水Na2CO3，搅拌后静置，最终所得晶体的质量是( )</p><p>A.等于1.06 g B.大于1.06 g而小于2.86 g</p><p>C.等于2.86 g D.大于2.86 g</p><p>2.(★★★)将例题中的“10.0 g”改为“50.0 g”，其他不变，试求之。</p><p>3.(★★★★)t℃时，向足量饱和Na2CO3(aq)中，加入1.06 g无水Na2CO3，搅拌后静置，并冷却至t℃，最终所得晶体质量为5.83 g，求该温度下Na2CO3的溶解度。</p><p>4.(★★★★★)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)俗名海波、大苏打。现向定量饱和Na2S2O3(aq)中加入m g无水Na2S2O3固体，搅拌后静置，得到一定质量的Na2S2O3•5H2O晶体，欲求所得晶体质量x(g)，还必须补充一个条件。则：</p><p>(1)所补充的条件是 (用字母表示，但要说明它的含义);</p><p>(2)写出求所得晶体质量的计算式，x=______。</p><p>附：参考答案</p><p>难点磁场</p><p>解析：(1)最后所得晶体质量为(a+1.06)g，其中含Na2CO3质量是：106(a+1.06)/286 g，含水质量为：180(a+1.06)/286 g;则：</p><p>S= ×100 g= g</p><p>(2)由于S>0，所以：2023a-2023>0，a>1.8。</p><p>答案：(1)S= g (2)a>1.8</p><p>歼灭难点训练</p><p>1.D</p><p>2.解析：设析出Na2CO3•10H2O质量为x，则：其中含Na2CO3质量为106 x/286，含水质量为180 x/286;</p><p>(106x/286-1.06 g)∶50.0 g=(180x/286)∶100g</p><p>x=18.9 g</p><p>答案：18.9 g</p><p>3.解析：5.83 g Na2CO3•10H2O中含Na2CO3质量5.83 g×106/286=2.16 g，含水质量5.83 g×180/286=3.67 g。</p><p>则：</p><p>S(Na2CO3)=30.0 g</p><p>答案：30.0 g</p><p>4.提示：(1)所补充的条件是：一定温度下，Na2S2O3在水中的溶解度S(g)。(若未指明温度，该小题不能得分)</p><p>(2)所得x(g)Na2S2O3•5H2O中：m(Na2S2O3)= g，m(水)= g，</p><p>则</p><p>答案：(1)一定温度下，Na2S2O3在水中的溶解度S(g)</p><p>(2)</p>
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