資源簡介

1.6 物質(zhì)的分離
不論是河水、井水，還是海水，自然界的水都是溶有多種物質(zhì)的混合物。如何將其他物質(zhì)從水中分離出來呢？
一、物質(zhì)的結(jié)晶
1、晶體
（1）晶體擁有整齊規(guī)則的幾何外形。
（2）晶體擁有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變。
（3）非晶體沒有規(guī)則幾何外形，在熔化過程中，沒有固定的熔點。
2、結(jié)晶
（1）定義：溶液中無法再溶解的固體物質(zhì)從溶液中析出的過程。
（2）結(jié)晶的適用范圍及原理：
①范圍：分離幾種可溶性固體的混合物。
②原理：利用固體物質(zhì)的溶解性不同，以及溶解度受溫度變化的影響不同，使一種物質(zhì)先結(jié)晶出來而達到分離的目的。
3、結(jié)晶的方法
（1）蒸發(fā)溶劑法：溶液由溶質(zhì)和溶劑兩部分組成，當把溶劑蒸發(fā)了，晶體（固體溶質(zhì)）也就結(jié)晶出來了。
（2）冷卻熱飽和溶液法：一般的物質(zhì)隨著溫度的升高，溶解度也會增大，所以當把熱的飽和溶液降溫時，由于溶解度的減小，有一部分溶質(zhì)就結(jié)晶出來了。適用于溶解度受溫度影響較大的物質(zhì)，如硝酸鉀。
【注意】冷卻熱飽和溶液與蒸發(fā)溶劑可綜合運用，即先通過加熱使溶液濃縮(減少溶劑)，再將溶液冷卻（降低溫度），從而達到結(jié)晶的目的。
4、結(jié)晶水合物
（1）結(jié)晶水：有些晶體從水溶液中結(jié)晶析出時，往往要結(jié)合一定量的水，這部分水存在于析出的晶體中，叫作結(jié)晶水。
（2）結(jié)晶水合物：含有結(jié)晶水的晶體，常見的有膽礬，即硫酸銅晶體（五水硫酸銅）、石膏（二水硫酸鈣）等。
（3）風化：相關(guān)結(jié)晶水合物在常溫下和較干燥的空氣里失去部分或全部結(jié)晶水的現(xiàn)象。
（4）潮解：某些易溶于水的物質(zhì)吸收空氣中的水分，在晶體表面逐漸形成溶液或全部溶解的現(xiàn)象。
二、實驗--硫酸銅晶體的制備和生長
013335目標
目標
1．練習用結(jié)晶的方法制備晶體。
2．學會攪拌、溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶等基本實驗操作方法。
01270器材
器材
量筒，燒杯，藥匙，滴管，表面皿，溫度計，20厘米長的線，顯微鏡，酒精 燈，三腳架，石棉網(wǎng)，玻璃棒，硫酸銅，棉花。
01270過程
過程
1．制備小晶體
（1）準備一杯約50毫升溫度在 70℃左右的硫酸銅飽和溶液，切勿在杯底留下雜質(zhì)，若有渾濁現(xiàn)象，用脫脂棉代替濾紙，趁熱過濾，直到澄清為止。
（2）靜置、冷卻、析晶。在容器口蓋上一張清潔的白紙，再用棉花把燒杯圍起來，靜置一夜，溫度緩慢下降，析出硫酸銅小晶體。

2．小晶體“長”成大晶體
（1）選晶：在晶體里選擇幾顆幾何形狀完 整的小晶體備用。
（2）晶體長大：用線把1顆硫酸銅小晶體綁好，懸吊在已準備好的一杯約50毫升70℃左右的硫酸銅飽和溶液里，線的另一端系在玻璃棒上，靜置過夜。如此反復操作幾次，晶體就越長越大，最后長成大塊晶體。
01270討論
討論
1．影響結(jié)晶速度大小的因素有哪些？
影響結(jié)晶速率的因素：蒸發(fā)有利于晶體的形成；環(huán)境溫差有利于晶體的形成；附著物的光滑程度，越粗糙越有利于晶體的形成。
2．影響晶體生長的因素有哪些？
影響晶體大小和形狀的因素：是否懸吊晶體影響晶體的大小和形狀，因為晶體會沿著晶種生長；溫度降低的速率影響晶體的大小和形狀，速率降低越緩慢越有利于大晶體的生成。
三、幾種常用的分離方法
1、物質(zhì)的分離方法
（1）結(jié)晶法：包括蒸發(fā)結(jié)晶和降溫結(jié)晶。結(jié)晶分離，應根據(jù)量多的那一種可溶物所具備的方法進行分離。如圖所示甲、乙兩種固體物質(zhì)的溶解度隨溫度的不同變化情況，可采用結(jié)晶法進行分離。
①如果甲物質(zhì)中混有少量的乙物質(zhì)，可采用冷卻熱飽和溶液法進行分離。如硝酸鉀中混有少量的食鹽。（硝酸鉀多，采用硝酸鉀的結(jié)晶方法）
②如果乙物質(zhì)中混有少量的甲物質(zhì)，可采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法進行分離，蒸發(fā)時要留有少量的水，此時少量的甲物質(zhì)沒有達到飽和狀態(tài)仍然留在溶液中，趁熱過濾得到乙物質(zhì)。如食鹽中混有少量的硝酸鉀。（食鹽多，采用食鹽的結(jié)晶方法）
（2）沉淀法：利用絮凝劑（明礬、活性炭）吸附水中的懸浮雜質(zhì)，使其凝聚成較大的固體顆粒而沉到水底的方法。明礬和活性炭是常用的凝聚劑。
（3）過濾法：把不溶于液體的固態(tài)物質(zhì)跟液體分離開的一種方法。
（4）吸附法：利用活性炭的吸附作用，吸附水中溶解的雜質(zhì)、除去異味。
（5）蒸餾法：利用液體混合物中各成分的沸點不同而進行分離的方法。
2、過濾裝置及注意事項
（1）如下圖所示，先把濾紙折成圓錐形，放入漏斗中，如果濾紙高于漏斗邊緣，則把多余的濾紙剪去，使濾紙的邊緣比漏斗口稍低。將濾紙放在漏斗中之后，把泥漿水沿玻璃棒倒入漏斗中。濾紙上留下固體顆粒，泥漿水變得澄清。
（2）操作要點：
①一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁。緊貼時用水潤濕，使漏斗內(nèi)壁和濾紙間不留氣泡。
②二低：a.濾紙邊緣低于漏斗邊緣，b．漏斗內(nèi)液面略低于濾紙邊緣。(以防濾液從濾紙與器壁間滲出)。
③三靠：a.燒杯口緊靠玻璃棒（防止液滴飛濺）；
b．玻璃棒末端輕靠三層濾紙?zhí)?
c．漏斗末端緊靠燒杯內(nèi)壁(起引流作用)。
【注意】①過濾只能除去不溶性雜質(zhì)，不能除去可溶性雜質(zhì)，過濾后所得的水不能看作純水。②過濾時，玻璃棒的作用是引流。③濾紙不用水潤濕，無法緊貼漏斗壁，會造成濾紙與漏斗壁之間有氣泡，從而影響過濾速率。
3、蒸餾裝置及注意事項
（1）實驗活動：將泥漿水過濾后得到的濾液和防爆沸的小石粒一起放進蒸餾瓶內(nèi)，按下圖裝置進行蒸餾。在錐形瓶內(nèi)得到澄清的液體，燒瓶里留下了固體顆粒。

（2蒸餾法：把水加熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)冷卻形成液態(tài)水的方法稱為蒸餾法。用這種方法收集到的水就是蒸餾水。這種方法是利用液體混合物中各組分沸點的差異而將組分分離的，是將液體沸騰產(chǎn)生的蒸氣導入冷凝管，使之冷卻凝結(jié)成液體的一種蒸發(fā)、冷凝的過程。蒸餾是分離沸點相差較大的混合物的一種重要的操作，尤其是對于液體混合物的分離有重要的實用意義。
（3）蒸餾的條件：液體是混合物，各組分沸點不同。
【說明】①蒸餾裝置組成：蒸餾燒瓶、溫度計、鐵架臺、冷凝管、接收器、錐形瓶。
②蒸餾瓶中要加幾粒沸石或碎瓷片的目的：防止加熱時，出現(xiàn)液體暴沸。
③冷卻管的水應下進上出，有利于水蒸氣的冷卻。
4、純凈物：由一種物質(zhì) 組成的物質(zhì)。
四、粗鹽提純
1、實驗步驟、儀器
操作名稱
實驗儀器
操作要點
玻璃棒的作用
溶解
燒杯、玻璃棒
同一方向攪拌，不能碰杯壁和杯底
攪拌，加快溶解
過濾
燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵圈、鐵架臺
“一貼”“二低”“三靠”
引流，防止液體灑落
蒸發(fā)
蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈、鐵架臺、坩堝鉗、鐵圈
加熱過程中，玻璃棒不斷攪拌；蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時，停止加熱
攪拌，使各部分液體受熱均勻，防止局部過熱造成液滴飛濺
【注意】精制后的鹽樣品仍然不純凈，含有一些可溶雜質(zhì)。
2、自來水廠的水凈化
（1）物理階段：通過過濾和沉淀等方法除去水中的固體顆粒；
（2）化學階段 ：通入氯氣或漂白粉等殺死水中的微生物；
（3）生物學階段：借助于微生物除去水中的有毒物質(zhì)；
（4）最后，經(jīng)過化學檢測，證明水是潔凈的之后，這些水才被送到用戶家中。
【例1】將一塊缺角的食鹽晶體放置在飽和食鹽水中，幾天后，對這塊食鹽晶體的說法正確的是（ C ）
A. 食鹽晶體無任何變化
B. 食鹽晶體不再缺角，但質(zhì)量有所增加
C. 食鹽晶體可能不再缺角，但質(zhì)量沒有增加
D. 食鹽晶體不再缺角，但質(zhì)量有所減少
1、在硫酸銅飽和溶液中放入一小塊硫酸銅晶體，條件不變，靜置幾天后，硫酸銅晶體(假設(shè)溶劑不蒸發(fā)掉) （ C ）
A .形狀和質(zhì)量都不變 B. 形狀不變，質(zhì)量增大
C. 形狀改變，質(zhì)量不變 D. 形狀不變，質(zhì)量減少
2、下列有關(guān)晶體的說法，正確的是（ A ）
A. 具有規(guī)則幾何外形的固體叫作晶體
B. 晶體一定是白色的
C. 晶體里一定含有結(jié)晶水
D. 晶體都是一種透明的膠狀物質(zhì)
【例2】將某溫度下熱的硝酸鉀飽和溶液逐漸冷卻至室溫，下列各量隨時間變化趨勢的圖像不正確的是（ D ）
1、圖中是幾種物質(zhì)的溶解度曲線，可以用降溫結(jié)晶的方法進行提純的是（ D ）
【例3】我國有許多鹽堿湖，湖水中溶有大量的氯化鈉(食鹽)和純堿。已知：氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，純堿的溶解度隨溫度的升高而增大。那里的農(nóng)民在撈堿和曬鹽的時間組合合理的應該是（ C ）
A. 夏天撈堿夏天曬鹽 B. 冬天撈堿冬天曬鹽
C. 冬天撈堿夏天曬鹽 D. 夏天撈堿冬天曬鹽
1、(2019上海楊浦一模)實驗室有一包含有少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀固體，為提純硝酸鉀，設(shè)計了如圖所示的操作，有關(guān)分析中正確的是（ D ）
A. 操作Ⅰ~Ⅲ分別是加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾
B. 操作Ⅰ是過濾，將氯化鈉固體從溶液中分離除去
C. 操作Ⅱ是加熱濃縮，趁熱過濾，除去雜質(zhì)氯化鈉
D. 操作Ⅲ是過濾，將硝酸鉀晶體從溶液中分離出來
2、（2020?達州）小明周末從鳳凰山帶回一瓶渾濁的山泉水，他在化學實驗室模仿自來水廠凈化過程，最終
制成蒸餾水，流程如圖所示：
（1）操作①的名稱是　 　，若經(jīng)過操作后，所得液體仍然渾濁，其原因可能是　 　（填序號）。
A、漏斗內(nèi)的濾紙有破損
B、漏斗下端未緊靠燒杯內(nèi)壁
C、漏斗內(nèi)液面高于濾紙的邊緣
（2）取少量液體D于試管中，加入肥皂水，振蕩，發(fā)現(xiàn)有較多浮渣產(chǎn)生，說明液體D是　 　水。
（3）小明用得到的蒸餾水配制50g質(zhì)量分數(shù)10%的氯化鈉溶液，如圖是配制該氯化鈉溶液的實驗操作示意圖：
①計算：需要氯化鈉固體5g，水　 　mL（水的密度為1.0g/cm3）；
②稱量：用托盤天平稱取氯化鈉固體，用規(guī)格為　 　mL（填“10”、“50”或“100”）的量筒量取所需要的水，倒入盛有氯化鈉的燒杯中；
③溶解：用玻璃棒攪拌，目的是　 　。
【答案】（1）過濾；AC；（2）硬；（3）①45；②50；③加快溶解速率。

1、海水曬鹽的原理是（ D ）
A. 海水分解
B. 日曬使海水中的氯化鈉大量蒸發(fā)
C. 海水曬鹽時，氯化鈉的溶解度減小，所以氯化鈉晶體析出
D. 利用陽光和風力使水分蒸發(fā)，所以氯化鈉晶體析出
2、可用結(jié)晶法分離的混合物是（ C ）
A. 可溶性固體與不溶性固體相混合
B. 液體與固體混合物
C. 兩種物質(zhì)，一種物質(zhì)的溶解度隨溫度變化較大，另一種物質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大
D. 在同種溶劑中溶解度不同的可溶性物質(zhì)相混合
3、下列過濾操作不正確的是（ C ）
A. 玻璃棒下端要靠在三層濾紙?zhí)?
B. 濾紙邊緣應低于漏斗邊緣，多余部分要剪去，并用水潤濕貼緊，不留氣泡
C. 過濾時將液體沿玻璃棒注入過濾器，并使液面高于濾紙邊緣
D. 漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁
4、河水凈化的主要步驟如圖所示，有關(guān)說法錯誤的是（ C ）

A. 步驟Ⅰ可除去難溶性雜質(zhì) B. 試劑M可以是活性炭
C. 步驟Ⅲ屬于物理變化 D. 凈化后的水仍是混合物
5、如圖示是a、b、c（不含結(jié)晶水）3種固體物質(zhì)的溶解度曲線，正確的是（ B ）
A. 3種物質(zhì)溶解度的大小順序是a>b>c
B. t2℃時，將a的溶液降溫至t1℃，可能有晶體析出
C. t1℃時，a、b兩種物質(zhì)的溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定相等
D.采用升高溫度的方法可將飽和的c物質(zhì)溶液變成不飽和
6、科學家用石墨烯膜制成“篩子”可以篩掉鹽類物質(zhì)。當海水流過該膜時，鈉離子和氯離子被水分子包裹而不能通過，獨立的水分子卻能通過(如圖)。下列關(guān)于石墨烯膜“篩掉”氯化鈉的說法中錯誤的是（ D ）
A. 該過程屬于物理變化
B. 該過程可應用于海水淡化
C. “篩掉”氯化鈉過程類似于過濾操作
D. “篩掉”氯化鈉后的海水溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)增大
7、（2020?淮北三模）如圖是甲乙兩種物質(zhì)的溶解度曲線，則以下說法正確的是（　C　）
A．乙濃溶液中混有少量甲，可通過蒸發(fā)結(jié)晶的方式提純乙
B．兩物質(zhì)的不飽和溶液變?yōu)轱柡投伎刹扇〖尤苜|(zhì)和升溫的方式
C．將40℃、65g甲的飽和溶液稀釋成質(zhì)量分數(shù)為一半的溶液，需加水65g
D．20℃時等質(zhì)量的甲乙溶液中溶質(zhì)、溶劑質(zhì)量之比相等
8、(2018山東濟寧中考)為探究物質(zhì)溶解過程中的能量變化，某同學設(shè)計了圖甲所示裝置。在盛有水的燒杯中放入一裝有飽和硝酸鉀溶液的試管，向水中加入足量物質(zhì)X，攪拌。結(jié)合圖乙中硝酸鉀的溶解度曲線，對硝酸鉀溶液變化的推斷，合理的是（ B ）
甲 乙
①X為NaCl固體， 試管中無晶體析出， 硝酸鉀溶液仍是飽和溶液
②X為NaOH固體， 試管中無晶體析出， 硝酸鉀溶液仍是飽和溶液
③X為NH4NO3晶體，試管中有晶體析出，硝酸鉀溶液仍是飽和溶液
④X為濃H2SO4，試管中無晶體析出，硝酸鉀溶液為不飽和溶液
A. ①②③ B. ①③④ C. ①②④ D. ②③④
9、小科是一個科學迷，在觀看了野外求生的電視節(jié)目后，自己也試著自制凈水裝置，在較大容器內(nèi)裝有天然水，中間放置另一相對小一些的容器，在大容器上方用保鮮膜封上，并將一枚硬幣置于保鮮膜上恰好停留在小容器的正上方，然后將裝置置于烈日底下，一段時間以后，小容器內(nèi)獲得了純凈的水。小科利用這個裝置獲得純水的過程中，運用的主要方法是（ D ）
A. 蒸發(fā) B. 過濾 C. 沉淀 D. 蒸餾
10、如圖所示，在蒸餾燒瓶中加入幾粒碎瓷片，再加入約1/3體積的自來水，連接裝置進行制取蒸餾水的實驗。下列說法中不正確的是（ A ）
A. 溫度計在實驗中經(jīng)常使用，圖中位置不對，水銀球應該插入液態(tài)水中
B. 實驗時，冷凝管應適當傾斜，其進、出水方向是：b進a出
C. 實驗時，冷凝管應該用鐵架臺夾持固定
D. 石棉網(wǎng)的作用是使蒸餾燒瓶均勻受熱，碎瓷片的作用是防止加熱時出現(xiàn)暴沸
11、某科學興趣小組的同學做粗鹽提純實驗，如圖是同學們做粗鹽提純實驗的示意圖。請回答下列問題。
（1）操作③中玻璃棒攪拌的作用是_________________。
（2）操作⑥中的錯誤是______________。
（3）粗鹽提純實驗中的操作順序為____________(填操作序號)，以及稱量精鹽并計算產(chǎn)率。
（4）操作④中，當觀察到蒸發(fā)皿內(nèi)______________時，停止加熱，用余熱蒸干剩余液體。
【答案】（1）加快粗鹽的溶解速率；（2）缺少玻璃棒引流；（3）①⑤②③⑥④；（4）出現(xiàn)較多量的固體。
12、（2020?綏化）如圖是甲、乙、丙三種物質(zhì)的溶解度曲線。
（1）t1℃時，三種物質(zhì)的溶解度由大到小的關(guān)系為　 　。
（2）t2℃時，甲、乙、丙三種物質(zhì)的飽和溶液降溫至t1℃時為不飽和溶液的是　 　。
（3）現(xiàn)有含少量甲的乙固體，若要通過結(jié)晶法進行提純乙（甲與乙不發(fā)生反應），現(xiàn)有下列實驗步驟可供選擇：①取一定量的水將固體溶解②充分冷卻后過濾③趁熱過濾④加熱蒸發(fā)至大部分晶體析出⑤加熱蒸發(fā)至溶液接近飽和⑥停止加熱用余熱將溶液蒸干⑦用少量水洗滌晶體并烘干。合理的操作順序為　 　（按順序填編號）。
（4）t3℃時，取等質(zhì)量甲、乙、丙三種物質(zhì)的飽和溶液，恒溫蒸發(fā)一定質(zhì)量的水（析出的晶體均不含結(jié)晶水），析出晶體的質(zhì)量關(guān)系為甲＝乙＜丙，則剩余溶液的質(zhì)量由大到小的關(guān)系為　 　。
（5）t2℃時，配制甲、乙、丙三種物質(zhì)的飽和溶液，一定相等的是　 　（填字母）。
A．溶質(zhì)質(zhì)量
B．溶劑質(zhì)量
C．溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)
D．溶解度
【答案】（1）丙、乙、甲；（2）丙；（3）①④③⑦；（4）甲、乙、丙；（5）CD。

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