高中基础化学实验放大镜 钾的溶解与结晶 1
实验二 钾的溶解与结晶
一 实验目的
熟悉溶解度的测定方法及结晶法的技巧。
二 实验原理 一﹑溶解度
1.溶解度的定义：在定温﹑定压下﹐饱和溶液中所含溶质的量﹐称为该溶质在此温度时的溶解度。
(1)溶解度常用的表示法：
1以每 ○
溶質 g
100 克溶剂中所含溶质的克数表示。（单位：）
溶劑 100 g
溶質 mol
）
溶液 L
2以每升溶液中所含溶质的莫耳数。○（单位：
3以重量百分率浓度（％）表示。 ○
(2)饱和溶液﹑不饱和溶液与过饱和溶液的定义：
1饱和溶液：溶剂中所能溶解的溶质已达最大量﹐此时的溶液称为饱和溶液；是一种动○
平衡。
2不饱和溶液：溶剂中所能溶解的溶质未达最大量﹐此时的溶液称为不饱和溶液；再加○
入少许固体溶质时﹐固体溶质继续溶解。
3过饱和溶液：溶剂中所能溶解的溶质超过最大量﹐此时的溶液称为过饱和溶液；过饱○
和溶液是一种不稳定状态﹐加入一些微小晶体当作晶种﹐或利用搅拌﹐都可使过量溶质结晶析出而成为饱和溶液。
4配制法：在较高的温度时﹐配制成饱和溶液﹐而后缓慢或迅速降低温度﹐使过剩的溶○
质不结晶析出。 (3)溶解度的分类：
－
1可溶：溶解度大于 101 M。 ○
－－
2微溶：溶解度介于 101 ～ 104 M。 ○
－
3难溶或不溶：溶解度小于 104 M。 ○
2.溶解的实例：
(1)在溶液里进行化学反应通常较快。
在实验室里或化工生产中﹐要使两种能反应的固体起反应﹐先将它们溶解后﹐再混合﹑振荡或搅动﹐以加快反应进行。 (2)溶液对动﹑植物生理活动的影响：
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1动物摄取食物里的养分﹐经消化变成溶液后再吸收。 ○
2动物体内﹐氧和二氧化碳先溶解在血液中﹐再循环进出。 ○
钾的溶解与结晶 2
3医疗用眼药水﹑葡萄糖溶液﹑生理食盐水及注射液……等﹐按一定比例﹐先配成溶液○
后再使用。
4许多有机堆肥﹐在施用前先经腐熟；其目的之一是使复杂﹑难溶的有机物﹐变成简单○
﹑易溶物﹐使其能溶解于水中﹐供农作物吸收。
二﹑结 晶 1.结晶的定义：
结晶是指从饱和溶液或气体中﹐凝聚出具有一定几何形状固体的过程。在自然环境里﹐于气温或压力下降时﹐都会造成结晶析出。 2.结晶的实例：
(1)天然矿物水晶﹑钟乳石的形成﹑雪花的形成及蜂蜜的结晶等。 (2)硅晶﹑食盐及蔗糖等产业﹐皆为结晶物的制造。
补充资料 再结晶 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 1.再结晶的定义：利用物质溶解度﹐对温度变化的差异性﹐先加热溶解﹐而后过滤﹐再降温结晶﹐以达分离混合物﹐而纯化物质。
(1)再结晶的条件：欲达纯化的物质﹐其溶解度随温度变化而有较大的变化量﹐其他一起溶入的物质﹐其溶解度则随温度变化而有较小的变化量。
(2)再结晶的步骤：高温时加入适量溶剂﹐使欲纯化的物质完全溶解﹐而后热过滤﹑降温﹑
析出结晶。
▲再结晶的趁热过滤图
2.再结晶的实例：
观察溶解度曲线图（如下图所示）﹐溶解度随温度的升高而明显升高﹐此溶质的溶解度曲线叫陡升型﹐反之叫缓升型。例如：钾的溶解度曲线就属陡升型﹐氯化钠的溶解度曲线则属缓升型。
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当陡升型溶液中﹐混有缓升型时﹐若要分离出陡升型的溶质﹐可用降温结晶法分离；若要分离出缓升型的溶质﹐可用蒸发结晶法分离。所以可用蒸发结晶法分离出氯化钠；也可用降温结晶法分离出钾。
三 实验器材与药品 一﹑器 材 图 片 器材名称∕规格 数 量 图 片 器材名称∕规格 数 量 烧杯（100 毫升） 2 个 铁架 1 组 大试管（30 毫升） 1 支 称量纸 1 张 温度计 搅拌棒 1 支 1 支 橡皮塞 1 个 电子天平 1 台 刮勺 1 支 棉布手套 1 只 高中基础化学实验放大镜 钾的溶解与结晶 4 广用夹
二﹑药 品
药 品 钾（KNO3） 冰块
四 实验流程
份 量 16.0 克 适量 1 支 药 品 蒸馏水 热水 份 量 10.0 毫升 适量 1于大试管中注入 10.0 毫升蒸馏水﹐加入 2.0 ●
克钾。
2充分搅拌后﹐隔水加热﹐直到固体全部溶解为●
止。
注：拿取热烧杯时﹐需戴棉布手套﹐以防烫伤。
3取出置于空气中冷却﹐将一支温度计放入大试●
管中﹐并以搅拌棒搅拌﹐使溶液温度均匀且诱导结晶产生﹐仔细观察﹐记录晶体刚好析出时的温度﹐若降温过慢﹐可置于冰水浴中。
4每次添加 2.0 克钾于步骤●3之试管中﹐并重复●2﹑●3步骤 ●
5如此重复操作﹐至少测得 8 个数据﹐画出钾溶解度与温度的关系图。 ●
五 废弃物处理
废弃物名称 钾 废弃物种类 固体废弃物 处理方法 丢入垃圾桶 高中基础化学实验放大镜 钾的溶解与结晶 5
实验评量
一﹑基本题：
（ (B) ）1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料﹐吸食时可将饮料罐隔离层中的化学物质与水混
合后﹐摇动即可致冷。该化学物质为下列何者？
(A)氯化钠 (B)铵 (C)氢氧化钠 (D)生石灰 (E)活性碳
（ (D) ）2. 下列有关人造雨的叙述﹐何者错误？
(A)发生在高空中有过饱和的水蒸气存在时 (B)在高空中散布干冰的目的是在降低水气的温度 (C)以碘化银作为晶种﹐使过饱和水蒸气凝结成水 (D)人造雨是利用再结晶的方法﹐将高空中的水和冰分离出来 (E)人造雨所采用的干冰是二氧化碳的固体
（ (B) ）3.若要趁热过滤钾的饱和溶液﹐以求其溶解度﹐使用哪种漏斗最适宜？
(B) (C) (D) (E)(A)
（ (C) ）4.物质甲与乙在溶剂中的溶解度和温度之关系﹐如下图。现有甲和乙的不饱和溶液
各一﹐若要使其达到饱和可利用下列何种方法？
(A)分别使甲与乙的温度升高 (B)分别使甲与乙的温度下降 (C)使甲温度下降﹐乙温度升高 (D)使甲温度升高﹐乙温度下降 (E)分别用玻棒搅拌甲与乙溶液
（ (B) ）5.钾的溶解度在 75 °C 时为 150 克∕100 克水﹐25 °C 时为40 克∕100 克
水。将 75 °C﹑100 克的饱和钾水溶液冷却至 25 °C﹐且加入一小块钾晶体﹐则将可从溶液中析出若干克的钾？ (A) 22 (B) 44 (C) 55 (D) 88 (E) 110
（ (C) ）6.市售一种加热包﹐内含过饱和的醋酸钠溶液﹐使用时需先折动内附的圆形薄铁片
﹐始能迅速结晶而放出热量﹐温度可高达 145 °C﹐则该圆形薄铁片主要的作用为何？
(A)氧化剂 (B)冷剂 (C)当作晶种 (D)制酸剂 (E)传递热量
二﹑历届大考试题：（以 * 标示者为多重选择题）
（ (E) ）1.有五种化合物﹐其溶解度（每 100 克水中﹐所含溶质的克数）和温度的关系如下
图﹐试问下列哪一化合物溶解的过程为放热反应？
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(A) NaNO3 (B) CaCl2 (C) KCl (D) Na2SO4．10H2O (E) Na2SO4
*（(A)(B)(C)(E)）2.晶体试样甲﹑乙﹑丙三种﹐假定在小温度的范围内﹐其溶解度（克∕100 克
水）曲线可简化为如下图。今在室温 20 °C﹐配制甲﹑乙﹑丙三种试样的饱和溶液﹐分别过滤得到澄清溶液后﹐做了下列实验。试问下列叙述哪些正确？（应选四项）
(A)升温或降温﹐丙溶液都不会有晶体析出来 (B)若将各溶液分别降温至 15 °C﹐则甲晶体会析出来 (C)若将各溶液的温度﹐从 20 °C 升温至 35 °C﹐则只有乙晶体会析出来 (D)若将各溶液升温至 30 °C 后过滤﹐所得澄清溶液在 30 °C 蒸发。当蒸发到溶液的体积变为原体积的约十分之九时﹐甲与乙的晶体会析出来 (E)若将各溶液升温至 35 °C 后过滤﹐所得澄清溶液在 35 °C 蒸发。当蒸发到溶液的体积变为原体积的约十分之九时﹐乙与丙的晶体会析出来
（ (C) ）3.某盐在 100 克水中的溶解度如下图所示﹐下列叙述何者正确？
(A)此盐的溶解度随着温度的升高而增大 (B)使用降温法可将此盐从饱和的水溶液中析出 (C)在 50 °C 与 60 °C 之间﹐此盐在水中的溶解度大致相等 (D)于 10 °C 时﹐放此盐 30 克于 100 克水中﹐充分搅拌后则其溶解度为 18 克
三﹑进阶题：（以 * 标示者为多重选择题）
（ (D) ）1.有关 KNO3 和 NaCl 的溶解度曲线图﹐下列叙述何者正确？
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(A) NaCl 的溶解度不受温度影响 (B) t1 时﹐100 克 KNO3 饱和溶液中含有 20 克 KNO3 (C) t2 时﹐KNO3 饱和溶液和 NaCl 饱和溶液﹐两者的重量百分率浓度并不相等 (D)温度高于 t2 时﹐KNO3 的溶解度大于 NaCl 的溶解度 (E)高温时可利用再结晶法﹐将 KNO3 和 NaCl 混合的饱和溶液降温﹐析出 NaCl 晶体
（ (C) ）2.于 20 °C 时﹐氯化钠溶解于水的实验资料如下表所示﹐则下列相关的叙述﹐何者
正确？
实验编号 溶剂水的质量（g） 加入溶质 NaCl 的质量（g） 溶液的质量（g） 1 ○2 ○3 ○4 ○10 10 10 2 3 4 12 13 13.6 13.6 10 5 2中配制而得的溶液称为饱和溶液 (A)○(B) 20 °C 时 10 g 水最多能溶解 4 g NaCl
3○4溶液的重量百分率浓度相等 (C)○
1所得溶液的重量百分率浓度为 20％ (D)○
4＞○3＞○2＞○1 (E)溶解度由高而低的顺序为○
3.～6.题为题组： 20 °C 时﹐取相同质量的 a﹑b﹑c 三种物质的饱和溶液﹐分别置于三个烧杯中﹐再分别于其中加入相同质量的原固体溶质后﹐将温度升高到 40 °C﹐固体的溶解情况如图 1 所示。图 2 为 a﹑b﹑c 三种物质的溶解度曲线图。回答下列问题：
图 1 图 2
3.三种物质溶解度的关系为 b＞a＞c 时的温度为 t °C﹐则 t 的范围是 20 ～ 30 °C 之间 。
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4.烧杯甲里面的溶质是 c 的溶液；烧杯乙里面的溶质是 a 的溶液。 5.40 °C 时﹐哪杯烧杯里的溶液中﹐溶剂最少？答： 丙 。
*（(B)(C)）6.图 1 状态中﹐各烧杯（甲﹑乙﹑丙）溶液﹐重量百分率浓度的比较﹐一定正确的
有哪几项？（应选两项）
(A)甲（状态 2）＞甲（状态 1） (B)乙（状态 1）＞甲（状态 3） (C)甲（状态 1）＝乙（状态 2） (D)乙（状态 3）＞丙（状态 3） (E)乙（状态 1）＞丙（状态 3）
（ (D) ）7.下图是某种固体溶质在不同温度时之溶解度曲线﹐依据此图选出正确叙述？
(A)溶液 Q﹑R 均为不饱和溶液 (B)溶液 S﹑P 均为过饱和溶液 (C)溶液 R 之重量百分率浓度为 80％ (D)取 420 克溶液 T﹐冷却至 40 °C﹐可析出溶质 120 克 (E)溶液 S﹑Q 均为饱和溶液
（ (C) ）8.小明将钠（NaNO3）的不饱和溶液﹐在恒温下稳定地蒸发其水分﹐直到少量
晶体析出。在此过程中﹐水溶液中钠的重量百分率浓度（a％）与时间（t）的关系图应为下列何者？
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
