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第8節(jié) 物質(zhì)在水中的結(jié)晶
聯(lián)想情景導(dǎo)入
在我們生活的每一天都離不開食鹽，我們所吃的食鹽大多數(shù)都是從海水中提煉來的。海洋孕育了地球上的生命，又給這些生命提供豐富的資源。海洋是鹽的寶庫，海水中含有大量的氯化鈉，還有氯化鎂、硫酸鎂、溴化鈉、溴化鎂等。海水含鹽量約為3%。如果把海水蒸干，將所得的鹽鋪在陸地上，它的厚度可達(dá)150m，比50層大廈還要高。海鹽是工業(yè)和生活用食鹽的主要來源。那么，人們是怎樣從海水中獲取食鹽的呢？本節(jié)內(nèi)容將使你懂得從海水中獲取食鹽的原理。
重點知識詳解
一、晶體的形成
1．觀察硫酸銅、云母、食鹽等晶體的外形。(顆粒小的可用顯微鏡觀看)
結(jié)論：每種晶體都有一定的幾何形狀。
2．觀察硫磺粉、紅磷等非晶體的外形。
結(jié)論：非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀。
3．晶體的形成。
(1)蒸發(fā)溶劑的方法：當(dāng)飽和溶液蒸發(fā)溶劑后(設(shè)溫度保持不變)．便會余下晶體．如我們吃的食鹽就是通過海水曬鹽得到的。這種方法一般用在得到溶解度受溫度影響不大的固體物質(zhì)．如得到食鹽。21世紀(jì)教育網(wǎng)
(2)冷卻熱飽和溶液的方法。
實驗操作及現(xiàn)象：先配制一杯70℃的硫酸銅飽和溶液，然后用滴管吸取一滴硫酸銅飽和溶液，滴在有凹穴的玻璃片上，觀察到有硫酸銅晶體析出。
實驗結(jié)論：冷卻熱飽和溶液的方法也可以得到晶體，這種方法一般可以用來得到溶解度受溫度影響較大的固體物質(zhì)。如得到硫酸銅、硝酸鉀等物質(zhì)。
(3)事實上，人們從水溶液中提取物質(zhì)時，通常是將兩種結(jié)晶方法綜合起來使用，也就是先通過加熱使溶液濃縮(減少溶劑)。再將溶液冷卻(降低溫度)，使溶液中的物質(zhì)結(jié)晶析出。
二、硫酸銅晶體的生長
1．制備小晶體。21世紀(jì)教育網(wǎng)
在小燒杯中加人50毫升蒸餾水。在另一只較大的燒杯中加人l00毫升左右的蒸餾水。小燒杯放在大燒杯中，使大燒杯內(nèi)液面略高于小燒杯內(nèi)液面。將大燒杯放在石棉網(wǎng)上加熱到70℃(2時停止加熱，向小燒杯內(nèi)加入研細(xì)的硫酸銅晶體粉末，攪拌，配成飽和溶液。趁熱過濾，得到澄清的硫酸銅溶液。在裝有澄清硫酸銅溶液的燒杯上蓋上干凈的白紙。燒杯外壁圍上棉花保溫(或放在泡沫塑料盒中)，靜置一夜，便可制得晶形完整的小晶體。
2．小晶體“長大”為大晶體。
晶形完整的小晶體用線系住，放入溫度略高于常溫的硫酸銅澄清飽和溶液中。保溫，緩慢冷卻，小晶體慢慢長大。反復(fù)操作，小晶體便“成長”為大晶體。
精典例題解析
[例1] 20℃時，將某硝酸鉀溶液恒溫蒸發(fā)水分，第一次蒸發(fā)掉l0g水析出2g晶體；第二次蒸發(fā)掉l0g水，又析出3g晶體，第三次再蒸發(fā)掉l0g水，又析出晶體___________g。
[解析] 通過分析題，解題時已準(zhǔn)確掌握的知識點有：(1)第一次蒸發(fā)的溶液不是飽和溶液；(2)第一次析出晶體后的母液是飽和溶液；(3)飽和溶液溫度不變，蒸發(fā)的水相同，析出的晶體質(zhì)量相同，所以第三次蒸發(fā)l0g水。應(yīng)析出3g晶體。
[答案] B21世紀(jì)教育網(wǎng)
[例2] 下圖為A、B、C三種固體物質(zhì)在水中的溶解度曲線。
( http: / / www.21cnjy.com )
據(jù)圖回答：21世紀(jì)教育網(wǎng)
(1)40℃時，A物質(zhì)的溶解度為_________g；
(2)50℃時，B、C兩物質(zhì)的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大的是________；
(3)要從C的飽和溶液中得到大量的晶體，應(yīng)采用結(jié)晶方法是_________。
[解析] 根據(jù)溶解度曲線可知，40℃時A物質(zhì)的溶解度為70g，在50℃時，B比C的溶解度大,所以B物質(zhì)的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比C大；C物質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大，所以要從C的飽和溶液中得到大量的晶體就只能通過蒸發(fā)溶劑。
[答案] (1)70 (2)B (3)蒸發(fā)溶劑21世紀(jì)教育網(wǎng)
[例3] 20℃時，取相同質(zhì)量的a、b、c三種物質(zhì)的飽和溶液分別置于三個燒杯中，再分別向其中加入相同質(zhì)量的相應(yīng)固體溶質(zhì)，將溫度升高到40℃，固體的溶解情況如圖1所示。圖2為a、b、c三種物質(zhì)的溶解度曲線。請仔細(xì)閱讀圖1和圖2回答下列問題：
(1)三種物質(zhì)的溶解度關(guān)系為b>a>c時的溫度為t℃，則t的取值范圍是__________。
(2)燒杯甲里是_________物質(zhì)的溶液，燒杯乙里是________物質(zhì)的溶液。
(3)40℃時，燒杯_________里的溶液中溶劑最少。
(4)各種狀態(tài)下，各橈杯(甲、乙、丙)里的溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較一定正確的是( )
A．甲(狀態(tài)2)>甲(狀態(tài)l) B．乙(狀態(tài)l)>甲(狀態(tài)3) 21世紀(jì)教育網(wǎng)
C．甲(狀態(tài)l)>乙(狀態(tài)2) D．乙(狀態(tài)3)>丙(狀態(tài)3) 21世紀(jì)教育網(wǎng)
[解析] 本題是一道較好的綜合性試題。它將溶解度曲線、飽和溶液和不飽和溶液的轉(zhuǎn)化、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算相結(jié)合，設(shè)計出四個有一定梯度的問題，即考查了化學(xué)雙基知識，又考查了同學(xué)們的觀察和思維能力。結(jié)合題給信息不難看出：(1)當(dāng)溫度在20～30℃時，三種物質(zhì)的溶解度關(guān)系為b>a>c。(2)由圖l中的信息，燒杯甲中的不溶物質(zhì)在溫度升高時增多，說明溫度升高時，該物質(zhì)的溶解度減小，結(jié)合圖2可知是℃物質(zhì)；用類似的方法可分析出乙燒杯中的物質(zhì)是a物質(zhì)，丙燒杯中是b物質(zhì)。(3)改變溫度時，溶劑的量不變，所以40℃時三種物質(zhì)的溶液中所含溶劑的質(zhì)量等于20℃時溶液中所含溶劑的質(zhì)量，由圖2的曲線可看出。20℃時b(丙燒杯中的物質(zhì))的溶解度最大，等質(zhì)量的三種物質(zhì)的飽和溶液中，丙中溶解b的質(zhì)量最大，因此所含溶劑的質(zhì)量最小。(4)在比較時要注意，同一物質(zhì)的狀態(tài)1和狀態(tài)2溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，甲升溫后質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，乙、丙的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都增加，但乙、丙的狀態(tài)3間無法比較。因為乙的狀態(tài)3是a物質(zhì)的不飽和溶液。21世紀(jì)教育網(wǎng)
[答案] (1)20～30 (2)c a (3)丙 (4)B
實踐創(chuàng)新應(yīng)用
1．過濾時，不需要的儀器或用品是 ( )
A．漏斗 B．濾紙 C．滴管 D．燒杯
2．析出晶體后的母液在溫度不變時一定是 ( )
A．飽和溶液 B．稀溶液 C．濃溶液 D．不飽和溶液
3．判斷下列說法，正確的是 ( )
①在一定溫度下的飽和溶液，溶質(zhì)、溶劑質(zhì)量一定相等
②飽和溶液的溫度降低過后的溶液叫母液，仍為飽和溶液
③降低飽和溶液的溫度，不一定都有晶體析出
④粗食鹽的提純可用結(jié)晶法，便達(dá)到目的
A．②③① B．只有③ C．②③ D．①②
4．下列敘述中正確的是 ( )
A．海水一經(jīng)降溫，就會有大量食鹽晶體析出21世紀(jì)教育網(wǎng)
B．加熱蒸發(fā)硝酸鉀溶液，開始時就會有大量硝酸鉀晶體析出
C．硝酸鉀的飽和溶液還可以溶解硝酸鉀21世紀(jì)教育網(wǎng)
D．將析出硝酸鉀晶體后的溶液再冷卻，仍然有硝酸鉀晶體析出
5．把t℃時的硫酸銅飽和溶液冷卻到室溫時，觀察到的現(xiàn)象是 ( )
A．溶液變?yōu)闊o色 B．有白色沉淀析出 C．有藍(lán)色晶體析出 D．無變化。
6．t℃時某溶液200克．蒸發(fā)掉20克水后，析出8克晶體，又蒸發(fā)20克水后析出晶體12克，則t℃時某物質(zhì)的溶解度為 ( )
A．40克 B．50克 C．60克 D．100克
7．20℃時，有兩杯飽和的A溶液：甲杯盛l00克，乙杯盛150克，在下列條件下，兩杯溶液中析出晶體質(zhì)量相同的是 ( )
A．兩杯溶液都降溫至10℃
B．同溫下，甲杯蒸發(fā)掉l0克水；乙杯蒸發(fā)掉60克水
C．甲杯加25克A溶液，乙杯減少25克A溶液
D．同溫下，兩杯都蒸發(fā)掉30克水21世紀(jì)教育網(wǎng)
8．下列各組混合物中，可用結(jié)晶的方法分離的是 ( )
A．酒精和水的混合物 B．汽油和植物油的混合物
C．木炭粉和水的混合物 D．食鹽和硝酸鉀的混合物
9．將液體和固體分離或除去液體中混有的固體物質(zhì)，常采用的方法是__________把固體溶質(zhì)的水溶液蒸發(fā)或冷卻較高溫度的(飽和)溶液而析出固體溶質(zhì)的過程，叫做_______，前一作法適應(yīng)于溶解度隨溫度變化_______的固體溶質(zhì)，后一作法適應(yīng)于溶解度隨溫度變化 的固體溶質(zhì)(填寫“較大”或“較小”)。例如，蒸發(fā)海水獲得食鹽固體；將80℃的硝酸鉀飽和溶液降溫至20℃獲得硝酸鉀固體。
10．右圖是A、B、C三種固體物質(zhì)韻溶解度曲線，看圖回答以下問題。
(1)在t1℃時，三種物質(zhì)的溶解度由小到大的順序是___________。
(2)在__________℃時，B和C的溶解度相同。
(3)在t3℃時，A、B、C的飽和溶液各Wg冷卻到t1℃時，析出晶體的是__________，沒有晶體析出的是_________。
(4)要從A、B、C的混合物中分離出C。最好用_______________法。21世紀(jì)教育網(wǎng)
11．下圖是A，B，C三種固體物質(zhì)的溶解度監(jiān)線，按下列要求選擇填空。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)當(dāng)溫度低于t1℃時，A、B、C的溶解度大小為 ( )
A．A>B>C B．B>C>A C．A>C>B D．C>A>B
(2)當(dāng)溫度從如℃降低到t2℃時，從B和C的飽和溶液中所得到的晶體為 ( )
A．只有B B．只有C C．B較多而C較小 D．C較多而B較小
(3)要除去B中混有少量C的方法 ( )
A．溶解 B．過濾 C．蒸發(fā)溶劑 D．冷卻熱飽和溶液
(4)要使某溫度下三種物質(zhì)的接近飽和溶液轉(zhuǎn)變成飽和溶液，請從乙組中選擇合適的方法，將其序號填入甲組空格內(nèi)。
甲組：I對A采用_________、Ⅱ?qū)采用_________、Ⅲ對C采用__________。
乙組：a．增加溶劑；b．降溫至剛有晶體析出；c．升溫至剛有晶體析出；d．恒溫蒸發(fā)溶劑至剛有晶體析出；e．增加該溶質(zhì)至不再溶解。
參考答案
1．C 2．A 3．B 4．D 5．C 6．C 7．D 8．D
9．過濾 結(jié)晶 較小 較大21世紀(jì)教育網(wǎng)
10．(1)A – C < B (2)t2 (3)C A B (4)冷卻熱飽和溶液
11．(1)C (2)A (3)D (4)A:cde B:bde C:de
課后練習(xí)答案
1．略
2．鹽堿湖中溶有大量氯化鈉和純堿。純堿的溶解度受溫度影響較大，氯化鈉的溶解度影響很小。冬天溫度低，純堿的溶解度小。湖水容易形成純堿飽和溶液。所以冬天會有純堿晶體析出；夏天氣溫高，湖水大量蒸發(fā)，容易形成氯化鈉飽和溶液，所以有氯化鈉晶體析出。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品資料·第 4 頁 （共 5 頁） 版權(quán)所有@21世紀(jì)教育網(wǎng)

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