(5月黄金档)2013高考化学冲刺秘籍难点14结晶水合物的析出

-1-难点14结晶水合物的析出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。●难点磁场请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。t℃时向ag饱和Na2CO3(aq)中加入1.06g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：(1)S(Na2CO3)与a的关系式，S=_____________(S代表溶解度)。(2)a的取值范围。●案例探究[例题]已知某温度下，无水Na2CO3的溶解度是10.0g/(100g水)。在该温度下，向足量的饱和Na2CO3(aq)中加入1.06g无水Na2CO3，搅拌后静置。试求最终所得晶体的质量。命题意图：考查学生对析出结晶水合物的计算能力。知识依托：溶解度的概念和计算。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1.06g碳酸钠和相应的结晶水。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。方法1(过程思维法)：先求加入的1.06g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)Na2CO3～Na2CO3·10H2O～10H2O106g286g180g1.06gm1(Na2CO3·10H2O)m1(H2O)m1(Na2CO3·10H2O)=2.86gm1(H2O)=1.80g再求溶解在1.80g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)m2(Na2CO3)＝g100g1.80g10.0＝0.180gNa2CO3～Na2CO3·10H2O～10H2O106g286g180g0.180gm2(Na2CO3·10H2O)m2(H2O)m2(Na2CO3·10H2O)=0.486gm2(H2O)=0.306g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niim1(Na2CO3·10H2O)的和中可以忽略为止。m3(Na2CO3)＝g100g306.0g10.0＝0.0306gNa2CO3～Na2CO3·10H2O～10H2O106g286g180g-2-0.0306gm3(Na2CO3·10H2O)m3(H2O)m3(Na2CO3·10H2O)=0.0826gm3(H2O)=0.0520gm4(Na2CO3)=g100g0.0520g10.0=0.00520gm4(Na2CO3·10H2O)=g106g286g0.00520=0.0140g……(生成固体质量以0.170倍递减)最后得出所得晶体质量m(Na2CO3·10H2O)m(Na2CO3·10H2O)=niim1(Na2CO3·10H2O)=2.86g＋0.486g＋0.0826g＋0.0140g＋……=3.44g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：m(Na2CO3)=286106xm(H2O)=286180x这样，若将(286106x－1.06g)Na2CO3溶解在质量为286180x的水中，在题设温度下，当形成饱和溶液，所以：g100g10.0286180g1.06286106xxx＝3.45g。答案：3.45g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。●锦囊妙计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。●歼灭难点训练1.(★★★)在一定温度下，向足量的饱和Na2CO3(aq)中加入1.06g无水Na2CO3，搅拌后静置，最终所得晶体的质量是()A.等于1.06gB.大于1.06g而小于2.86gC.等于2.86gD.大于2.86g2.(★★★)将例题中的“10.0g”改为“50.0g”，其他不变，试求之。3.(★★★★)t℃时，向足量饱和．．Na2CO3(aq)中，加入1.06g无水Na2CO3，搅拌后静置，并冷却至t℃，最终所得晶体质量为5.83g，求该温度下Na2CO3的溶解度。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mg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-3-体质量x(g)，还必须补充一个条件．．．．。则：(1)所补充的条件是(用字母表示，但要说明它的含义)；(2)写出求所得晶体质量的计算式，x＝______。附：参考答案难点磁场解析：(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)／286g，含水质量为：180(a＋1.06)／286g；则：S=g286/)06.1(180g1.06g286/)06.1(106aa×100g=7.474547702650aag(2)由于S＞0，所以：2650a－4770＞0，a＞1.8。答案：(1)S=7.474547702650aag(2)a＞1.8歼灭难点训练1.D2.解析：设析出Na2CO3·10H2O质量为x，则：其中含Na2CO3质量为106x／286，含水质量为180x／286；(106x／286－1.06g)∶50.0g=(180x／286)∶100gx=18.9g答案：18.9g3.解析：5.83gNa2CO3·10H2O中含Na2CO3质量5.83g×106／286=2.16g，含水质量5.83g×180／286=3.67g。则：100)CONa(67.3g1.06g16.232SS(Na2CO3)=30.0g答案：30.0g4.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)(2)所得x(g)Na2S2O3·5H2O中：m(Na2S2O3)=248158xg，m(水)=24890g，则SmSmSmxSxmx915802480,901580024800,2489024815800100g100gg24890gg248158或或答案：(1)一定温度．．．．下，Na2S2O3在水中的溶解度S(g)(2)SmSmSm915802480,901580024800,2489024815800100或或