Question

4．晶体从溶液中析出的过程称为结晶，结晶的方法有蒸发溶剂、冷却热饱和溶液等．
（1）已知某盐在不同温度下的溶解度（见下表）

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

若把质量分数为22%的该盐溶液由60℃逐渐冷却，则开始析出晶体的温度应在D（填字母）
A．0℃～10℃B．10℃～20℃C．20℃～30℃D．30℃～40℃
（2）t℃时，CuSO₄在水中溶解度为25g，将32g CuSO₄白色粉末加入到mg水中，形成饱和CuSO₄溶液，并有CuSO₄•5H₂O晶体析出，则m的取值范围是18＜m＜128．
（3）向50mL 4mol/L的NaOH溶液中通入一定量H₂S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.97g．请通过计算确定该无水物的成分．
（4）下面是四种盐在不同温度下的溶解度（克/100克水）

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

（计算时假定：①盐类共存时不影响各自的溶解度；②过滤晶体时，溶剂损耗忽略不计．）
取23.4g NaCl和40.4g KNO₃，加70.0g H₂O，加热溶解．在100℃时蒸发掉50.0g H₂O，维持该温度，过滤出晶体，计算所得晶体质量m₁的值．将滤液冷却至10℃，待充分结晶后，过滤，计算所得晶体的质量m₂的值．

Answer 1

分析 （1）根据析出晶体时的质量分数为22%，计算该溶液的溶解度S，以此判断所在的温度范围；
（2）一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度．根据溶解度的定义并运用极限法计算；
（3）注意反应顺序：NaOH先和H₂S反应生成NaHS，若NaOH还有剩余，则NaOH继续和NaHS反应生成Na₂S；
（4）根据100℃蒸发后的溶液中NaCl为饱和溶液，KNO₃为不饱和溶液，求出溶液中NaCl的质量，然后求出析出的NaCl晶体；将滤液冷却至10℃，NaCl为饱和溶液，KNO₃为饱和溶液，分别求出溶液中NaCl、KNO₃的质量，然后求出析出的NaCl、KNO₃晶体的质量．

解答 解：（1）设质量百分比浓度为22%的饱和溶液的溶解度为S，
则有：$\frac{s}{s+100}$=22%，解得S=28.20g，则该盐溶液由50℃逐渐冷却，则开始析出晶体的温度范围是30～40℃．
故选：D；
（2）a．假设正好形成了CuSO₄.5H₂O晶体，则$\frac{32}{m}$，m=18；
b．假设正好形成饱和溶液，则溶质质量为32g，溶剂质量为mg，故$\frac{25}{100}$=$\frac{32}{m}$，m=128，由于形成饱和CuSO₄溶液并有CuSO₄•5H₂O晶体析出，故m的取值范围为：18＜m＜128；
故答案为：18＜m＜128；
（3）设8克NaOH完全反应转化为硫氢化钠，其质量为x
NaOH+H₂S=NaHS+H₂O
40        56
8g         x
x=$\frac{8g×56}{40}$=11.2g，
即8克NaOH完全反应可生成硫化钠的质量为11.2g，
设8克NaOH完全反应只生成硫化钠，其质量为y，
2NaOH+H₂S=Na₂S+2H₂O
80         78
8g          y
y=$\frac{8g×78}{80}$=7.8g，
即8克NaOH完全反应可生成硫化钠的质量为7.8g，
固体质量在7.8-8之间，可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS，但若在8-11.2之间，则是Na₂S和NaHS，
由8g＞7.97g＞7.8g，则产物：可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS；
若产物为NaOH和Na₂S，设氢氧化钠物质的量为a，硫化钠物质的量为b，则：
a+2b=0.2；
40a+78b=7.97；
解得：a=0.17mol；b=0.015mol；
若产物为Na₂S和NaHS，设硫化钠物质的量为a，硫氢化钠物质的量为b，则：
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℃蒸发掉50.0克H₂O后溶液中NaCl的质量为 39.1g×$\frac{70.0g-50.0g}{100g}$=7.82g，
析出的NaCl晶体质量m（高温）=23.4g-7.82g=15.58g；
冷却到10℃，析出的NaCl晶体质量为 （39.1g-35.7g）×$\frac{70.0g-50.0g}{100g}$=0.68g，
溶液中KNO₃的质量为20.9g×$\frac{70.0g-50.0g}{100g}$=4.18g，
析出的KNO₃晶体质量为40.4g-4.18g=36.2g，
所以10℃析出的晶体总质量m（低温）=0.68g+36.2g=36.9g，
答：m₁=15.58g；m₂=36.9g．

点评 本题考查了溶液质量分数计算，明确溶解度概念及与质量分数换算是解题关键，注意极限法在解题过程中的应用，题目难度较大．