物质在溶解过程中会伴有能量变化(放热或吸热),利用物质溶解过程放热或吸热的性质,可以鉴别物质的种类、也可以改变化学实验装置的温度等。
1、溶解过程中伴有能量变化(放热或吸热)的物质有哪些?
1.1、溶解过程中放热的物质(NaOH、浓硫酸、CaO)
①固体氢氧化钠(NaOH):固体氢氧化钠溶于水形成Na+(钠离子)和OH-(氢氧根离子)的过程放出热量,溶液温度升高,(物理变化)。
②浓硫酸:浓硫酸倒入水中会放出大量的热,溶液温度迅速升高。(物理变化)
③氧化钙固体(CaO):氧化钙溶于水中,与水产生化学反应生成氢氧化钙,放出大量的热,可以煮熟鸡蛋。(化学变化)
1.2、溶解过程中吸热的物质(NH4NO3)
①固体硝酸铵(NH4NO3):固体硝酸铵溶于水形成NH4+(铵根离子)和NO3-(硝酸根离子)的过程吸收热量,溶液温度降低。(物理变化)
1.3、溶解过程中没有能量变化的物质(NaCl)
①固体氯化钠(NaCl):固体氯化钠溶于水形成Na+(钠离子)和Cl-(氯离子)的过程中几乎没有能量,溶液温度不变。
2、物质溶解过程中放热或吸热的相关习题讲解
2.1、物质种类的鉴别
现有氢氧化钠(NaOH)、氯化钠(NaCl)、硝酸铵(NH4NO3)三种白色固体,如何用简单的方法鉴别他们?
鉴别方法:
①取三支相同的试管,放入等量三种固体;
②用滴管分别向三支试管中加水,让固体溶解;
③用手触摸三支试管:
实验结论:
若试管温度升高,证明该试管加的物质为氢氧化钠(NaOH);
若试管温度降低,证明该试管加的物质为硝酸铵(NH4NO3);
若试管温度不变,证明该试管加的物质为氯化钠(NaCl);
2.2、改变化学实验装置的温度
①如图,在试管中放入氢氧化钠(NaOH)固体,U型管中a端与b端的液面相平。当用滴管向试管中加入水后,U型管中液面变化正确的是()。
A、a端液面下降,b端液面上升;
B、b端液面下降,a端液面上升;
C、液面不变;
答案:A
解释:当向试管中滴加蒸馏水时,氢氧化钠溶于水放出热量,导致集气瓶中空气的温度上升,瓶内气压增加,将U型管中的液体压向b端。所以a端液面下降,b端液面上升,选A。
②如图,在试管中放入硝酸铵(NH4NO3)固体,玻璃管一端与外界相通,另一端上套一气球。当用滴管向试管中加入水后,气球变化情况描述正确的是()。
A、气球大小不变;
B、气球鼓起变大;
C、气球变小;
答案:B
解释:当向试管中滴加蒸馏水时,硝酸铵(NH4NO3)固体溶于水吸收热量,导致集气瓶中空气的温度降低,瓶内气压降低,外界气压大,外界空气进入气球,气球鼓起变大,选B。
2.3、物质溶解过程中能量变化与溶解度的关系
①如图一,甲乙两个烧杯中都盛有饱和氢氧化钙溶液,两烧杯中放入试管中,试管中分别放入氢氧化钠固体和硝酸铵固体,氢氧化钙的溶解度曲线如图二,当分别向两试管中滴加蒸馏水后,下列叙述正确的是()
A、甲烧杯中出现浑浊;
B、乙烧杯中出现浑浊;
C、甲乙烧杯均出现浑浊;
D、甲乙烧杯均无明显现象;
答案:A
解释:当向试管中滴加蒸馏水时,氢氧化钠溶于水放出热量,使甲烧杯中氢氧化钙溶液温度升高,根据图二得知,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低,甲烧杯中放的是饱和氢氧化钙溶液溶解度降低,有沉淀产生,溶液变浑浊。所以选A。
当向试管中滴加蒸馏水时,硝酸铵溶于水放出热量,使乙烧杯中氢氧化钙溶液温度降低,根据图二得知,氢氧化钙的溶解度随温度的降低而升高,乙烧杯中饱和氢氧化钙溶液溶解度增加,溶液无现象。
②一杯盛水的烧杯中放入甲乙两个试管,甲试管中放入饱和硝酸钾溶液,乙试管中放入饱和氢氧化钙溶液,氢氧化钙和硝酸钾溶液的溶解度曲线如下图,当向烧杯中放入氢氧化钠固体时,下列叙述正确的是()
A、甲试管中出现浑浊;
B、乙试管中出现浑浊;
C、甲乙两试管均出现浑浊;
D、甲乙烧杯均无明显现象;
答案:B
解释:当向烧杯中放入氢氧化钠固体时,氢氧化钠溶于水放出热量,烧杯中温度上升,导致试管中溶液温度上升,因为氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低,所以氢氧化钙溶液的溶解度下降,因乙试管中盛放的是饱和的氢氧化钙溶液,所以乙试管中有沉淀产生,溶液变浑浊。所以选B。
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