物質在溶解過程中會伴有能量變化(放熱或吸熱),利用物質溶解過程放熱或吸熱的性質,可以鑒别物質的種類、也可以改變化學實驗裝置的溫度等。
1、溶解過程中伴有能量變化(放熱或吸熱)的物質有哪些?
1.1、溶解過程中放熱的物質(NaOH、濃硫酸、CaO)
①固體氫氧化鈉(NaOH):固體氫氧化鈉溶于水形成Na (鈉離子)和OH-(氫氧根離子)的過程放出熱量,溶液溫度升高,(物理變化)。
②濃硫酸:濃硫酸倒入水中會放出大量的熱,溶液溫度迅速升高。(物理變化)
③氧化鈣固體(CaO):氧化鈣溶于水中,與水産生化學反應生成氫氧化鈣,放出大量的熱,可以煮熟雞蛋。(化學變化)
1.2、溶解過程中吸熱的物質(NH4NO3)
①固體硝酸铵(NH4NO3):固體硝酸铵溶于水形成NH4 (铵根離子)和NO3-(硝酸根離子)的過程吸收熱量,溶液溫度降低。(物理變化)
1.3、溶解過程中沒有能量變化的物質(NaCl)
①固體氯化鈉(NaCl):固體氯化鈉溶于水形成Na (鈉離子)和Cl-(氯離子)的過程中幾乎沒有能量,溶液溫度不變。
2、物質溶解過程中放熱或吸熱的相關習題講解
2.1、物質種類的鑒别
現有氫氧化鈉(NaOH)、氯化鈉(NaCl)、硝酸铵(NH4NO3)三種白色固體,如何用簡單的方法鑒别他們?
鑒别方法:
①取三支相同的試管,放入等量三種固體;
②用滴管分别向三支試管中加水,讓固體溶解;
③用手觸摸三支試管:
實驗結論:
若試管溫度升高,證明該試管加的物質為氫氧化鈉(NaOH);
若試管溫度降低,證明該試管加的物質為硝酸铵(NH4NO3);
若試管溫度不變,證明該試管加的物質為氯化鈉(NaCl);
2.2、改變化學實驗裝置的溫度
①如圖,在試管中放入氫氧化鈉(NaOH)固體,U型管中a端與b端的液面相平。當用滴管向試管中加入水後,U型管中液面變化正确的是()。
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、液面不變;
答案:A
解釋:當向試管中滴加蒸餾水時,氫氧化鈉溶于水放出熱量,導緻集氣瓶中空氣的溫度上升,瓶内氣壓增加,将U型管中的液體壓向b端。所以a端液面下降,b端液面上升,選A。
②如圖,在試管中放入硝酸铵(NH4NO3)固體,玻璃管一端與外界相通,另一端上套一氣球。當用滴管向試管中加入水後,氣球變化情況描述正确的是()。
A、氣球大小不變;
B、氣球鼓起變大;
C、氣球變小;
答案:B
解釋:當向試管中滴加蒸餾水時,硝酸铵(NH4NO3)固體溶于水吸收熱量,導緻集氣瓶中空氣的溫度降低,瓶内氣壓降低,外界氣壓大,外界空氣進入氣球,氣球鼓起變大,選B。
2.3、物質溶解過程中能量變化與溶解度的關系
①如圖一,甲乙兩個燒杯中都盛有飽和氫氧化鈣溶液,兩燒杯中放入試管中,試管中分别放入氫氧化鈉固體和硝酸铵固體,氫氧化鈣的溶解度曲線如圖二,當分别向兩試管中滴加蒸餾水後,下列叙述正确的是()
A、甲燒杯中出現渾濁;
B、乙燒杯中出現渾濁;
C、甲乙燒杯均出現渾濁;
D、甲乙燒杯均無明顯現象;
答案:A
解釋:當向試管中滴加蒸餾水時,氫氧化鈉溶于水放出熱量,使甲燒杯中氫氧化鈣溶液溫度升高,根據圖二得知,氫氧化鈣的溶解度随溫度的升高而降低,甲燒杯中放的是飽和氫氧化鈣溶液溶解度降低,有沉澱産生,溶液變渾濁。所以選A。
當向試管中滴加蒸餾水時,硝酸铵溶于水放出熱量,使乙燒杯中氫氧化鈣溶液溫度降低,根據圖二得知,氫氧化鈣的溶解度随溫度的降低而升高,乙燒杯中飽和氫氧化鈣溶液溶解度增加,溶液無現象。
②一杯盛水的燒杯中放入甲乙兩個試管,甲試管中放入飽和硝酸鉀溶液,乙試管中放入飽和氫氧化鈣溶液,氫氧化鈣和硝酸鉀溶液的溶解度曲線如下圖,當向燒杯中放入氫氧化鈉固體時,下列叙述正确的是()
A、甲試管中出現渾濁;
B、乙試管中出現渾濁;
C、甲乙兩試管均出現渾濁;
D、甲乙燒杯均無明顯現象;
答案:B
解釋:當向燒杯中放入氫氧化鈉固體時,氫氧化鈉溶于水放出熱量,燒杯中溫度上升,導緻試管中溶液溫度上升,因為氫氧化鈣的溶解度随溫度的升高而降低,所以氫氧化鈣溶液的溶解度下降,因乙試管中盛放的是飽和的氫氧化鈣溶液,所以乙試管中有沉澱産生,溶液變渾濁。所以選B。
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