資源簡介

本資料來自于資源最齊全的２１世紀教育網www.21cnjy.com
第8節 物質在水中的結晶
學習目標
1.說出晶體與非晶體的主要區別
2.了解晶體形成的幾種方法
3.了解結晶水合物
4.根據溶解度隨溫度變化的明顯程度狀況，判別用冷卻熱飽和溶液還是蒸發溶劑的方法來提取晶體
5.通過不同的晶體要用不同的提取方法的學習，培養學生具體問題具體分析的思想
重難點提示
1．晶體：具有規則幾何外形的固體。晶體和非晶體的主要區別有：(1)晶體有規則的幾何外形而非晶體沒有；(2)晶體有一定的熔點而非晶體沒有。
2．獲得晶體的兩種方法：
(1)蒸發溶劑法：適用于所有固體物質。其中溶解度隨溫度變化不大的固體物質常用此法，如從海水中提取食鹽。
(2)冷卻熱飽和溶液法：適用于溶解度隨溫度變化比較大的固體物質。由于大多數物質隨溫度的降低溶解能力減小，利用這一規律，可以在較高溫度下制成飽和溶液，然后冷卻便可使其結晶。如分離硝酸鉀和氯化鈉的混合物。
(3)通常需要綜合使用這兩種方法
3．結晶水合物
(1)含有結晶水的物質。只有部分晶體有結晶水，如膽礬等；有些晶體不含結晶水，如食鹽、硝酸鉀等晶體。
(2)常見結晶水合物：膽礬、石膏、明礬、純堿。
(3)結晶水合物易受熱分解和風化。
(4)結晶水合物是純凈物，不是混合物。
學法指導
【例1】下列關于結晶和晶體的說法，錯誤的是 ( )
A.飽和溶液降溫析晶后的溶液仍是飽和溶液
B.降低飽和溶液的溫度，不一定有晶體析出
C.從溶液中析出的晶體不一定含有結晶水
D.把溶液的溶劑蒸發一些一定會析出晶體
思路與技巧
飽和溶液降溫后析出晶體說明其溶質的溶解度隨溫度降低而減小。降溫時，析出晶體，建立低溫時的新飽和狀態，所以析出晶體后的溶液仍是飽和溶液，即A的說法正確。極少數物質的溶解度隨溫度降低反而增大，如熟石灰，這一類溶質的飽和溶液，降低溫度由于溶解度增大反而變成不飽和溶液，故不會有晶體析出，所以B的說法正確。有的晶體不含結晶水，如食鹽晶體，所以C的說法是正確的。把溶液的溶劑蒸發掉一些，由于原溶液不一定是飽和溶液，它只有濃縮為飽和溶液再蒸發溶劑才能析出晶體，故D的說法是錯誤的。
答案 D
【例2】t℃時某物質的溶液500克在溫度不變時，第一次蒸發掉5克水，析出1克晶體，第二次又蒸發掉5克水，析出2克晶體，若第三次再蒸發掉15克水，則析出晶體 ( )
A.1克 B.2克 C.3克 D.6克
思路與技巧
由題意可知，第一次和第二次都蒸發掉5克水，析出晶體的質量卻不一樣，說明原溶液在t℃時是不飽和溶液，因此第一次蒸發開始時沒有晶體析出，直到溶液到達飽和后繼續蒸發掉水時才有晶體析出。溫度不變，析出晶體后的溶液為飽和溶液，因此第二次蒸發和第三次蒸發的溶液均是飽和溶液，根據第二次蒸發水的質量和析出晶體的質量，以及第三次蒸發水的質量即可算出析出晶體的質量為6克。
答案 D
同步訓練
【基礎練習】
1．下列物質不屬于晶體的是（　　　）
　A．硫酸銅 　B．食鹽 　C．石蠟 D．鐵
2．膽礬又稱五水硫酸銅，屬于結晶水合物，從物質分類的角度看它是 ( )
A．混和物 B．純凈物 C．溶液 D．以上都是
3．下列關于晶體的說法，正確的是（　　）
A．具有規則幾何外形的固體叫做晶體
B．凡是晶體一定含結晶水
C．晶體都是白色的
D．晶體都是一種透明的膠狀物質
4．關于海水曬鹽的說法正確的是 ( )
A．這是一個化學變化
B．食鹽在水中的溶解度變小了，食鹽才析出來
C．食鹽在水中的溶解度變大了，食鹽才析出來
D．溶劑蒸發了，食鹽才析出來
5．從飽和溶液中析出晶體常采用
和 的方法，溶解度受溫度影響大的物質可用 ，如 ，溶解度受溫度影響小的物質可用 ，如 。
6．把60℃的飽和硝酸鉀溶液，冷卻到室溫，下列各組敘述錯誤的是 （）
①溶質質量不變 ②溶劑質量不變 ③室溫時，硝酸鉀仍是飽和溶液 ④一些硝酸鉀晶體析出 ⑤溶液溶質質量分數不變
A．①⑤ B．②③④ C．①④⑤ D．③④
7．（08臺州）臺州是個濱海城市，有充足的海水資源。人們常把海水引入鹽田，經過風吹日曬使海水中的水分蒸發獲得粗鹽，在這過程中（ ）
A．水的質量不變
B．氯化鈉的質量不變
C．氯化鈉的質量分數始終不變 D．氯化鈉的質量分數變小
【探究學習】
8．現有a、b兩種物質在室溫下的飽和溶液，升高溫度后，a溶液有晶體析出，而b溶液還可以再溶解b晶體，則能正確表示a、b兩種物質溶解度曲線的是 （ ）
9．下列混合物適宜用結晶法分離的是 ( )
A．硝酸鉀、氯化鈉 B．蔗糖、砂石 C．水、泥沙 D．銅粉、金粉
10． (2008年福建省三明市) 右圖是甲、乙兩種物質的溶解度曲線，據圖回答問題：
⑴ 10℃時，甲的溶解度為 g。
⑵ 30℃時，甲的溶解度 的乙溶解度。(填“大于”、“小于”或“等于”)。
⑶ 要從乙的飽和溶液中析出乙固體，應采用的方法是： 。(填“冷卻”或“蒸發”)
【能力提升】
11．25℃時，某物質的溶解度為ng，若將25℃時200g該物質的飽和溶液加熱蒸發掉10g水后，再冷卻到25℃，則有 g晶體析出。
12．右下圖是A、B、C三種物質的溶解度變化的曲線圖，則：
(1)在t3℃時，三種物質的溶解度大小關系為 ；
(2)隨著溫度的升高，A、B、C三種物質能從飽和溶液中析出的物質是 ；
(3)要將B物質從它的飽和溶液中析出，應用的方法是 ；
13．我國有許多鹽堿湖，湖中溶有大量氯化鈉和純堿，那里的農民冬天撈純堿，夏天曬鹽。試用所學知識說明：
冬天撈純堿的道理 ；
夏天曬鹽的道理 。
14．如圖是a、b兩種固體物質的溶解度曲線。下列說法中正確的是 ( )
A．a物質的溶解度受溫度變化的影響較小，b物質的溶解度受溫度變化的影響較大。
B．t℃時，等質量的a、b飽和溶液中含有相同質量的溶質
C．當溫度大于t℃時，a溶液一定比b溶液濃
D．a中含有少量b時，用冷卻熱飽和溶液的方法提純a。
15．在一定的溫度下，將某溶液蒸發10克水后，有2克晶體析出（不含結晶水，下同）；在相同的溫度下，再蒸發10克水后又有3克晶體析出，則在此溫度下，該物質的溶解度為　　　　　　　。
參考答案
1．C
2．B
3．A
4．D
5．冷卻熱飽和溶液 蒸發溶劑 冷卻熱飽和溶液 硝酸鉀 蒸發溶劑 食鹽
6．B
7．B
8．B
9．A
10．20 大于 蒸發
11．N/10
12.(1)A>B>C(2)冷卻熱飽和溶液
13.堿的溶解度受溫度影響較大，在冬天氣溫較低的情況下，堿溶解度降低，大量從湖水中析出 夏天氣溫較高，堿的溶解度較大，不易從水中析出，而可以通過蒸發溶劑較易得到鹽
14．D
15．30克
分組實驗:硫酸銅晶體的生成
學習目標
1.了解常見的結晶水合物—硫酸銅晶體
2.了解硫酸銅晶體的制備過程
3.硫酸銅晶體制備過程的各操作要點
4.通過硫酸銅晶體制備方法的學習，培養學生具體問題具體分析的思想。
重難點提示
1．硫酸銅晶體
(1)俗名：膽礬、藍礬。
(2)顏色：藍色。
(3)硫酸銅晶體與硫酸銅白色粉末不是同一種物質，硫酸銅晶體是結晶水合物，但它們都是純凈物。
2．硫酸銅晶體的制備
(1)原理：硫酸銅的溶解度是隨溫度升高而逐漸增大的，冷卻硫酸銅的熱飽和溶液可制得硫酸銅晶體。
(2)操作過程提示：
①攪拌：攪拌稱操作時，用拇指、食指和中指捏住玻璃棒的一端，用手腕的力量使玻棒另一端溶液中做圓周運動，注意玻棒及其端點不能碰撞容器的底部和內壁，不能讓溶液外濺。
②溶解：在液體中溶解固體，用玻璃棒攪拌能加速溶解。在試管的液體中溶解固體，可用振蕩來加速溶解。
③蒸發：蒸發皿使用前需擦干外壁的水，加入蒸發的溶液量不超過蒸發皿容積的2/3，以防沸騰外溢；開始時直接加熱，并用玻璃棒不斷的攪拌，防止溶液飛濺；當溶液粘稠時，要減小火焰；待溶液出現較多晶體時，停止加熱，用余熱使殘留的溶劑蒸發。
④結晶：冷卻硫酸銅的熱飽和溶液，會打破原來的溶解平衡，過剩的溶質就以晶體形式析出。晶體的析出生長必須要有一個核心(即晶核、晶種)，這樣才能使粒子一層一層地有規則地建筑起來。反復進行結晶，可以使晶體越長越大，成為大晶體。析晶時，如果開始晶種很少，過剩的溶質都能集中在少數的晶種上，獲得的晶體就越大。振動會妨礙粒子的有序排列，使晶形不完整。晶形還與降溫快慢有關。冷卻速度快，晶體小，冷卻速度慢，晶體大。
(3)實驗成功的關鍵
制備較大顆粒的晶體需要反復進行操作，獲得形狀完整的晶體的關鍵是控制實驗條件。操作中應注意以下幾點：
①制備飽和溶液時，防止過飽和而析出晶體；
②過濾速度要快，防止飽和溶液迅速冷卻析出晶體；
③冷卻速度要緩慢，用棉花或塑料泡沫保溫，讓飽和溶液緩慢冷卻；
④晶種的選擇是關鍵，要獲得形狀完整的晶種，應使用純凈的硫酸銅，防止灰塵落入溶液；飽和溶液要靜置，避免振動；
⑤晶體的“成長”需要進行多次結晶，整個過程中在線上只留一粒晶體，多余的晶體要去掉，每次取出后要修改其外形，使其保持完整的(三斜晶系)形狀。
學法指導
【例1】下列有關飽和溶液的敘述正確的是( )
A.析出晶體后的溶液在溫度不變時一定是飽和溶液
B.飽和溶液一定是濃溶液
C.某固體物質的飽和溶液升高溫度后一定變成不飽和溶液
D.某溶液冷卻到一定溫度時會析出晶體，或蒸發掉一定量的水后會析出晶體，都可證明原溶液是飽和溶液
思路與技巧
(A)若溶液中有晶體析出，說明溶液已達飽和，由題知，此時溫度保持不變，故A正確。(B)物質的溶解度是其固有的屬性之一，有些物質的溶解度較大，如蔗糖在20℃時的溶解度為203.9克，有些物質的溶解度較小，如氫氧化鈣在20℃時的溶解度為0.165克，可見同樣是飽和溶液，蔗糖的質量分數為0.679，氫氧化鈣的質量分數為000165，所以飽和溶液不一定是濃溶液。(C)不同物質的溶解度受溫度的影響變化是不一樣的，大部分固體物質的溶解度隨著溫度的升高而增大，而少數物質則相反，如熟石灰，它的飽和溶液降溫時反而會變成不飽和溶液；而升高溫度會有少量固體析出，所以飽和溶液升高溫度后不一定變成不飽和溶液。(D)無論是蒸發溶劑以后結晶還是降低溫度以后結晶跟起始狀態是沒有必然聯系的，不能說明起始狀態是否飽和溶液，它很可能是由不飽和溶液變為飽和溶液，再析出晶體。
答案 A
【例2】在硫酸銅飽和溶液中，投入一塊狀硫酸銅晶體，保持溫度不變，水分沒有蒸發，過一段時間后，則以下說法不正確的是( )
A.溶液中溶質的量不變
B.溶液的總質量不會增加
C.硫酸銅固體形狀一定不變
D.硫酸銅固體形狀會改變
思路與技巧
晶體的形成過程與物質的溶解過程是兩個相反的過程。在硫酸銅飽和溶液中再投入硫酸銅晶體，會發生晶體溶解，同時溶液中的晶體又會析出，但溶液中溶質的量保持不變，故A、B的說法是正確的，但晶體的溶解和析出同時進行，因而固體的形狀會改變，故C的說法是錯誤的，而D的說法是正確的，所以本題應選C。
答案 C
同步訓練
【基礎練習】
1．下列各晶體中含結晶水的是 （）
A．硝酸鉀 B．食鹽 C．膽礬 D．硝酸鈉
2．膽礬溶于水所得溶液中的溶質 （）
A．五水硫酸銅 B．硫酸銅 C．水 D．銅和硫酸
3．有些結晶水合物在室溫下不大穩定，在干燥的空氣里會失去部分或全部結晶水，這個過程叫 ， 有些晶體放心在空氣里，會逐漸吸收空氣里的水分而變得潮濕，這個過程叫 。
4．檢驗酒精中是否有水的試劑的是 （ ）
A．硝酸鉀 B．硫酸銅粉末 C．氯化鈉 D．氯化鈣
5．用蒸發皿蒸發食鹽溶液時，下列儀器中不需要用到的是 ( )
A.蒸發皿 B.酒精燈 C.溫度計 D.玻璃棒
6．下列操作中：①過濾；②蒸發；③溶解；④取液體試劑；⑤取固體試劑。一定要用到玻璃棒的是 （）
A.①②③ B.④⑤ C.①④ D.①③⑤
7．在一定溫度下，有W克缺角的塊狀氯化鈉晶體，將其投入到飽和氯化鈉溶液中，過一段時間后取出，下列說法正確的是 ( )
A.晶體仍為W克，外形也不變 B.晶體質量減少，外形發生變化
C.晶體質量不變，外形發生變化 D.晶體質量增加，外形發生變化
8．將適量的澄清的飽和食鹽水放入 里加熱，邊加熱邊用 攪拌，其目的是 ，隨著水分的蒸發可以觀察到蒸發皿里不斷有 析出。等到有 出現時，停止加熱，利用 ，即可得到食鹽晶體。
【探究學習】
9．取鐵絲一條，把它彎成亭狀框架，掛在熱硫酸銅飽和溶液中，然后 ，待其在室溫下慢慢 ，觀察 在鐵絲上漸漸生長。過一段時間取出鐵絲，可制得美麗晶瑩的 晶體。
【能力提升】
10．海水曬鹽后得到的晶體是粗鹽，剩余的液體稱為苦鹵，苦鹵中除氯化鈉外還含有多種成分，在食品、化工等方面有重要應用。圖是苦鹵中有關物質的溶解度曲線，已知t1℃時，氯化鎂和氯化鉀的溶解度分別為M、N，則它們溶解度大小的關系為 ；將苦鹵加熱到t2℃以上，根據溶解度曲線，首先析出的晶體應是 。
11．根據圖示的溶解度曲線，回答下列問題。
⑴氯化鈉和純堿晶體均屬于______物質(填
“易溶”“可溶”“微溶”或“難溶”)；
⑵我國某些鹽湖里出產天然堿(主要成分為純堿晶體，并含少量氯化鈉等雜質)。在實驗室里從天然堿中分離出較純的純堿晶體，應采用 的方法，(雜質僅考慮氯化鈉)；
⑶具體的實驗操作步驟為：①加熱溶解，②
，③ ，④洗滌晾干；
⑷完成①-③必備的實驗儀器有鐵架臺(附鐵圈、石棉網等)、燒杯、玻璃棒和 、 等。
12．（2008年達州市）右圖是甲、乙兩種固體物質的溶解度曲線，試回答下列相關問題。
（1） t1℃時，100g水中溶解20g甲，溶液剛好飽和；
那么，50g水中溶解 g乙，溶液達到飽和。
（2）t2℃時，比較兩物質的溶解度大小： 。
（2） t1℃時，若要將甲物質的飽和溶液變為不飽和溶液，可采用的方法是 （寫出一種即可）。
（4）若要從甲中含有少量乙的混合溶液中提純甲，可用的方法是 。
參考答案
1．C
2．B
3．風化 潮解
4．B
5．C
6．A
7．C
8．玻璃棒 防止局部過熱液體濺出 食鹽晶體 余熱
9．靜置 冷卻 硫酸銅
10． M>N 硫酸鎂
11．易溶 冷卻熱飽和溶液 配成熱飽和溶液 冷卻過濾 漏斗
12．10g 甲>乙 升溫 冷卻熱飽和溶液
氯化鎂
氯化鉀
硫酸鎂
溶解度/g
溫度/℃
t1
t2
21世紀教育網 -- 中國最大型、最專業的中小學教育資源門戶網站。 版權所有@21世紀教育網

展開更多......

收起↑