Question

下面是四種鹽在不同溫度下的溶解度(g／100 g　H₂O)：

NaNO₃                      KNO₃                         NaCl              KCl

10℃       80.5               20.9               35.7               31.0

100℃     175                246                39.1               56.6

(計算時假定：①鹽類共存時不影響各自的溶解度；②過濾晶體時，溶劑損耗忽略不計)

(1)取23.4 g NaCl和40.4 g KNO₃，加70.0 g H₂O，加熱溶解。在100℃時蒸發掉 50.0 g　H₂O，維持該溫度，過濾析出晶體，計算所得晶體的質量(m_高溫)。

將濾液冷卻至10 ℃，待充分結晶后過濾。計算所得晶體的質量(m_低溫)。

(2)另取34.0gNaNO₃和29.8 g KCl，同樣進行如上實驗。10℃時析出的晶體是_______________(寫化學式)。100℃和10℃得到的晶體質量(m′_高溫和m′_低溫)分別是多少?

Answer 1

(1)15.6 g  36.9 g  (2)15.6 g  36.9 g

解析:

(1)100℃時S (NaCl)最小，所以析出NaCl晶體，則不析出KCl、NaNO₃；KNO₃溶液未達飽和，亦不會析出。

m_高溫＝23.4 g－39.1 g×(70.0 g－50.0 g)÷100 g

＝23.4 g－7.82 g

＝15.6 g

將溶液冷卻到10℃，析出晶體為KNO₃和NaCl，析出KNO₃晶體質量為：

40.4 g－20.9 g×(70.0g－50.0 g)÷100 g

＝40.4 g－4.18 g

=36.2 g

析出NaCl晶體的質量為：(39.1 g－35.7 g)×(70.0 g－50.0 g)÷100 g=0.68 g

則：m_低溫=0.68 g＋36.2 g=36.9 g

(2)兩種原始溶液中，各種鹽的物質的量都相等。

n(NaCl)==n(KNO₃)==n(NaNO₃)

     ==n(KCl)==0.400 mol。

因而溶解后得到的兩種溶液中四種離子濃度完全相同，根據溶解度數據可知，100℃時蒸發后得到的是NaCl晶體，冷卻后得到的是KNO₃晶體，但也含有少量的NaCl。所以第(2)小題不必再計算，便知：

m′_高溫=m_高溫=15.6 g        m′_低溫=m_低溫=36.9 g