物质的结晶:已溶解在溶液中的溶质以晶体的形式析出的过程。
常用分离方法:(1)蒸发结晶:适用与溶解度受温度影响变化比较小的固体物质。
(2)降温结晶:又叫冷却热饱和溶液结晶法。适用于溶解度受温度影响比较大的固体物质。
(3)其他几种常用的分离方法:1、沉淀法(明矾的净水作用,活性炭的净水作用。)
3、过滤:适用范围:分离固体与液体混合物的操作。
4、蒸馏:给液体加热使它变为蒸汽再使蒸汽冷却,凝成液体的方法。
①蒸馏烧瓶内液体体积不超过其容积的2/3。
②加热前应在蒸馏烧瓶中加入几粒沸石或碎瓷片,防止液体暴沸。
③加热蒸馏烧瓶时必须垫石棉网。
①蒸馏时,蒸馏烧瓶中应放入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。操作时,将温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处,以便于观察温度的变化,确定所接收液体的种类。
②蒸馏时,冷凝管中要下端进水上端出水,是因为冷凝时,冷水需充满冷凝器,防止冷凝器冷凝时受热不均匀出现炸裂,同时逆流冷凝效果好。
【能力拓展】
入们从水溶液中提取物质时,通常是将两种方法综合使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减少溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的溶质结晶析出。
1.影响结晶速度的因素:蒸发有利于晶体的形成;环境温差有利于晶体的形成;附着物的光滑程度,越粗糙越有利于晶体的形成。
2.影响晶体生长的因素:是否悬吊晶种影响晶体的大小和形状,因晶体会沿着晶种生长,杯底晶体则较少;温度降低的速度影响晶体的大小和形状,速度降低缓慢有利于大晶体的生成。3.晶体制备和生长
①制备饱和溶液时,防止因过饱和而析出晶体。
②过滤速度要快,防止饱和溶液迅速冷却析出晶体。
③冷却速度要缓慢,用棉花或塑料泡沫保温,让饱和溶液缓慢冷却。
④晶种的选择是关键,要获得形状完整的晶种,应使用纯净的硫酸铜,防止灰尘落入溶液。饱和溶液要静置,避免震动。
⑤晶体的“成长”需要进行多次结晶,整个过程中在线上只留一粒晶体,多余的晶体要去掉,每次取出晶种后要修整其外形,使其保持完整的形状。
粗盐提纯
(一)实验仪器及用品
烧杯玻璃棒、漏斗、铁架台(带铁圈)、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、药匙、滤纸、火柴。
(二)实验步骤
(1)溶解
将所取粗盐用药匙逐渐加入预先盛有适量水的烧杯中,边加粗盐边用玻璃棒搅拌,直至不再溶解为止。
(2)过滤
先组装好过滤装置,将上述食盐水过滤。若滤液仍浑浊,应再过滤一次。过滤时,玻璃棒的作用是引流,防止液体溅落到外面。
(3)蒸发
将澄清的滤液倒入蒸发皿,加热,至出现较多固体时停止加热,用余热将剩余水分蒸干。冷却至常温后,将食盐固体转移至一个干净的烧杯中(此时得到的固体中仍含有氯化镁、氯化钙等)。
①在加热过程中要用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部温度过高致使液滴溅出。
②取蒸发皿时不能用手拿,应用坩埚钳夹取。
(4)再溶解
将所得固体重新加水溶解。
(5)蒸发结晶、过滤
将上述液体倒入干净的蒸发皿中,加热,至出现较多量固体时停止加热,趁热过滤出固体。
【温馨提示】
粗盐提纯时玻璃棒的作用:
①溶解时搅拌,加速溶解。
②过滤时引流,使液体沿玻璃棒缓缓流入漏斗。
③蒸发时搅拌,使受热均匀,防止暴沸。
例1、下列图示的净水方法中,净化程度最高的是( )
A.过滤 B.沉淀
C.蒸馏 D.吸附
例2、某校进行了学生科学实验操作竞赛,其中一竞赛题为:“用粗盐配制 100g10%的氯化钠(NaCl)溶液”。该实验的部分操作如下图所示。请回答下列问题:
(1)操作①、②、③依次为图中的________(填字母);
(2)用上述实验所得氯化钠(NaCl)晶体配制溶液 ,以下操作会使所配制的氯化钠溶液溶质质量分数偏小的是_________。
A.氯化钠固体中含有不溶性杂质
B.称量氯化钠时,用了生锈的砝码
C.量取水时,仰视量筒读数
D.一开始搅拌时,有部分液体溅出
E.将配好的溶液倒入用蒸馏水洗过的细口瓶中
例3、某科学兴趣小组的同学做粗盐(含有杂质,且杂质难溶于水)提纯实验,并用所得的精盐配制50克10%的氯化钠溶液。请回答下列有关问题:
实验一:按下列实验步骤和要求回答粗盐提纯的有关问题。
第一步:溶解。①称量:称量前先把天平调平,准确称取5.0g粗盐。
②量取10mL 水倒入烧杯,加粗盐于水中,用玻璃棒搅拌,直到粗盐不再溶解为止。
第二步:过滤。①待过滤的混合液在引流之前先静置一会儿再过滤。
②引流时与玻璃棒下端接触的部分是________。
第三步:蒸发。①如果蒸发皿中有液滴飞溅,原因是________。
②当蒸发皿出现________时,应停止加热。
第四步:转移。此粗盐精制过程中,玻璃棒在过滤时的作用是________。
实验二:用粗盐提纯后得到的精盐(氯化钠)配制了氯化钠溶液,经检测溶质质量分数偏小,其原因可能有________(填字母序号,多选)。
①氯化钠固体仍然不纯②称量时砝码和氯化钠放错盘
③称量时只在天平左盘垫上滤纸④用量筒量取水时俯视读数
⑤配制好的氯化钠溶液装瓶时,有少量溶液洒出
1.以下是小科同学在完成粗盐提纯实验中的操作,其中正确的是( )
A.称量固体 B.蒸发溶液
C. 量取10mL水 D.粗盐过滤
2.下图为自来水生产过程示意图。下列说法正确的是( )
A.清水池中的清水是纯净物 B.供水系统流出的水可直接饮用
C.消毒过程中发生的主要是化学变化 D.水经过过滤池后可溶性杂质可以明显减少
3.石墨烯之父海姆带领的科研团队研制出氧化石墨烯薄膜制成“筛子”,能够很好地筛掉海水中的盐类物质。当海水流过该膜时,钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过,独立的水分子却能通过(如下图)下列关于氧化石墨烯膜“筛掉”氯化钠的说法错误的是( )
A.“筛掉”氯化钠过程类似于过滤操作 B.该过程可应用于海水蒸馏
C.该过程属于物理变化 D.右侧海水的溶质的质量分数增大
4.自制简易净水器如图所示可将浑浊的河水变成清水。其中石英砂的作用是( )
A.沉淀 B.吸附 C.过滤 D.消毒
5.如图所示为三种实验操作,下列说法正确的是( )
A.进行如图甲所示的过滤操作,可从食盐溶液中获得食盐固体
B.进行如图乙所示的蒸发操作,当蒸发皿中出现较多固体时停止加热
C.进行如图丙所示的蒸馏操作,冷凝管管进出水的方向是a进b出
D.在粗盐提纯实验中,需要用到图示甲、乙、丙三种操作
6.目前许多学校安装了直饮水机,其主要工作流程如图。
(1)①的作用是 。
A.杀菌消毒 B.吸附杂质 C.蒸馏 D.沉淀
(2)直饮水机使用方便 :只要将它与自来水管网对接,截留清除水中的有害物质,便得到直饮水。直饮水属于________(选填“混合物”或“纯净物")。
7.某化学兴趣小组同学去佛子岭水库游玩时,用瓶装了一些水库中的水。他们在老师的指导下,按如图流程进行水的净化实验。
请回答下列问题:
水样中加入明矾后的A操作是________;若A操作后的液体依然浑浊可能的原因是________,经过净化实验后的液体D同学们觉得还不够洁净,可以通过________来进一步净化。
8.海水“晒盐”得到的粗盐中含有少量的泥沙等不溶性杂质,某兴趣小组同学按甲图中的步骤将粗盐进行提纯。
(1)甲图中的操作①为乙图中的_________(填字母),操作②为过滤,若两次过滤后滤液仍浑浊,原因可能是_________。(写出一种)
(2)利用提纯出的精盐配制100克12%的食盐溶液,必须用到的仪器是_________。
A.烧杯 B.10mL量筒 C.100mL量筒 D.漏斗
(3)若(2)中配制的食盐溶液的溶质质量分数大于12%,则可能的原因是_________。
A.称量食盐时,砝码放左盘,食盐放右盘
B.将称量好的食盐倒入烧杯时,有食盐固体洒落烧杯外
C.将量好的水倒入烧杯时,有少量水溅出
D.量取液体时,俯视读数
1.在进行蒸馏实验时,常在蒸馏烧瓶中加入少量的小石粒,其目的是( )
A.增加装置的稳定性 B.便于观察实验现象
C.有利于液体的汽化 D.防止液体的暴沸
2.如图为自来水生产过程示意图.下列说法正确的是( )
A.清水池中的清水是溶液 B.过滤池中主要发生化学变化
C.消毒用的液氯作用是沉淀 D.供水系统流出的水是纯净物
3.如图是同学们开展精制粗盐实验的主要步骤,下列有关说法错误的是( )
A.该实验的操作顺序应为乙、甲、丙 B.乙实验中,玻璃棒搅拌能加速食盐溶解
C.甲实验中,所得的滤液为混合物 D.丙实验中,所得的精盐为纯净物
4.某同学制作了如图所示的净化装置,实验时他设计了如下表格。
水体指标 水中漂浮物 水体的浑浊度 食盐含量 …
净化前
净化后
(1)利用该装置净化水后,表中三项水体指标在净化前后有明显变化的是________ 。
(2)你认为经过该装置得到的水能否直接饮用 ?请说明理由。
5.海水中有着丰富的化学资源,人们可以从海水中提取出很多的物质,如氯化钠等。请思考回答下列问题
(1)已知某盐场测得:①海水中含氯化钠约为3.5%;② 在海边打深井,井水中含氯化钠约为8%。晒盐最好用__________ (填序号)作原料。
(2)下图就是利用卤水原料提取氯化钠的大致过程
请计算125千克含氯化钠为8%的井水在蒸发池中蒸发形成浓度为20%时,需要蒸发水的质量__________。
6.随着科技的发展,智能家居已经成为生活中的一部分。下图为智能家居中的安防系统、饮用水净化系统和消毒系统,请回答问题:
(1)[安防系统]温度报警器可安装在容易有火灾隐患的厨房,当温度到达一定值时,报警器会发出响声,从空气对流的角度请判断报警器安装位置应如图________(填“A”或”“B”)所示。
(2)[饮用水净化系统]在饮用水净化系统中设备①的作用是________。
(3)[消毒系统]消毒机器人可以利用闪蒸技术。将过氧化氢溶液加热到一定温度后,引入到一个闪蒸室,其室内的压力________(填“大于”或“小于”)正常大气压,降低其沸点,部分过氧化氢溶液迅速汽化,然后对空气进行消毒。
答案解析
例1、【答案】C
【解析】沉淀可以除去不溶于水的泥沙等大颗粒杂质;过滤可以除去水中悬浮的不溶性的固体小颗粒杂质;吸附可以除去水中的色素和异味;蒸馏时,通过加热使水变成水蒸气,然后在冷凝管放热液化成水,可以将水和其中的杂质彻底分离,因此净化程度最高,故C正确,而A、B、D错误。
例2、【答案】(1)CBA (2)A,C,E
【解析】(1)根据粗盐提纯的步骤分析解答;
(2)根据溶质质量分数=可知,溶质质量分数偏小,要么是溶质质量偏小,要么是溶剂质量偏大,据此分析判断。
【解答】(1)将含有泥沙的粗食盐加水溶解,得到含有泥沙的混合液,再将混合液进行过滤分离,得到泥沙和溶液,最后对溶液进行加热,蒸发结晶得到氯化钠晶体,因此①、②、③依次为CBA。
(2)A.氯化钠固体中含有不溶性杂质,会使得到的溶质质量偏小,故A符合题意;
B.称量氯化钠时,用了生锈的砝码,那么称得氯化钠的质量等于砝码和铁锈的和,因此溶质的质量偏大,故B不合题意;
C.量取水时,仰视量筒读数,根据“俯视大仰视小”的规律可知,读出的示数偏小,而实际得到水的体积偏大,故C符合题意;
D.一开始搅拌时,有部分液体溅出,会使溶剂水的质量变小,故D不合题意;
E.将配好的溶液倒入用蒸馏水洗过的细口瓶中,会增大溶剂水的质量,故E符合题意。
例3、【答案】三层滤纸外;未搅拌受;不均溶液局部温度过高;较多溶质固体引流;①③
【解析】根据过滤、蒸发的操作要求及配制溶液时若溶质质量分数偏小可能是溶质偏小或溶剂偏大分析。
实验一: 第二步: ②引流时玻璃棒下端要接触三层滤纸的一边;
第三步:①如果蒸发皿中有液滴飞溅,可能是未用玻璃棒搅拌使液体受热不均;
②当蒸发皿出现较多固体时,应停止加热;
第四步:玻璃棒在过滤时的作用是引流;
实验二:①氯化钠固体仍然不纯,会使得配制溶液溶质质量偏小,溶质质量分数偏小,正确;②称量时砝码和氯化钠放错盘,若使用游码,则会使溶质质量偏小,溶质质量分数偏小,正确;③称量时只在天平左盘垫上滤纸,使得溶质质量偏小,溶质质量分数偏小,正确;④用量筒量取水时俯视读数,所量取水的实际体积偏小,溶质质量分数偏大,错误;⑤ 配制好的氯化钠溶液装瓶时,有少量溶液洒出,不影响溶液的溶质质量分数,错误。
1.【答案】D
【详解】A、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,图中所示操作砝码与药品位置放反了,图中所示操作错误;
B、在蒸发操作时,要用玻璃棒不断搅拌,以防止局部温度过高,造成液体飞溅,图中所示操作错误;
C、量取10mL水视线应平视量筒“10”刻度处,图中所示操作错误;
D、过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中所示操作正确。
故选D。
2.【答案】C
【详解】A.清水池中的清水中,仍然存在大量的可溶性的杂质和微生物,属于混合物,故A错误。
B.供水系统流出的水,没有进行消毒杀菌,因此不能直接饮用,故B错误。
C.在消毒过程中,加入的氯气使水中的微生物中的蛋白质变性,发生了化学变化,故C正确。
D.过滤只能出去不溶性的大颗粒固体,不能去除可溶性的杂质,故D错误。
故选C。
3.【答案】B
【详解】A、“筛掉”氯化钠过程类似于过滤操作,正确。
B、海水蒸馏得到的是纯净水,氧化石墨烯薄膜制成“筛子”,能够很好地筛掉海水中的盐类物质,但是得到水中含有其他的杂质,所以不能应用于海水蒸馏,错误。
C、该过程没有新物质生成,属于物理变化,正确。
D、右侧海水因溶剂质量减小,溶质的质量分数增大,正确。
故选B。
4.【答案】C
【解析】过滤操作用于将液体和不溶于液体的固态物质分离,据此分析即可。
当浑浊的河水经过石英砂后,其中的固态大颗粒的杂质被截留,而清水从空隙间流过,从而实现了固态杂质和水的分离,相当于过滤,故C正确,而A、B、D错误。
5.【答案】B
【解析】A.甲图中的过滤操作用于分离食盐溶液和其中不溶的杂质,不能得到食盐晶体,故A错误;
B.进行如图乙所示的蒸发操作,当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,故B正确;
C.进行丙图中的蒸馏操作时,应该让冷凝水从下面的b管进入,这样可以保证冷凝管下方总是冷水,生成的气体也可以从上面的a管排出,保证冷凝效果,故C错误;
D.在粗盐提纯的食盐中,没有丙图中的蒸馏操作,故D错误。
6.【答案】(1)B (2)混合物
【解析】(1)①中活性炭有吸附作用,其作用是吸附异味或色素等杂质,B正确;
(2)直饮水中仍含有可溶性杂质,属于混合物;
7.【答案】过滤;滤纸破损;煮沸、蒸馏
【解析】(1)过滤操作用于分离液体和不溶于液体的固体颗粒;
(2)在过滤操作中,如果滤纸破损,或滤液边缘高于滤纸的边缘,都可能导致滤液浑浊;
(3)将得到的液体先煮沸,然后让产生的水蒸气通过蒸馏装置冷凝后收集,就可以将水和其中的杂质彻底分离,得到纯净的水。
【解答】(1)水中加入明矾后会产生很多絮状胶状物,为了将其分离为液体和固体,那么A肯定为过滤;
(2)若A操作后的液体依然浑浊可能的原因是滤纸破损;
(3)经过净化实验后的液体D同学们觉得还不够洁净,可以通过煮沸、蒸馏来进一步净化。8.【答案】 b 滤纸破损或液面高于滤纸边缘或盛接滤液的烧杯不干净等(合理即可) AC CD
【详解】(1)由图可知,甲图中的操作①是将粗盐放到水中溶解,是乙图中的b,故填b;
过滤后滤液仍浑浊,原因可能是滤纸破损或液面高于滤纸边缘,导致浊液沿滤纸与漏斗内壁之间的缝隙流下,使得滤液仍浑浊,还可能是盛接滤液的烧杯不干净,使得滤液仍浑浊,故填滤纸破损、液面高于滤纸边缘或盛接滤液的烧杯不干净。
(2)配制100克12%的食盐溶液,需用到上述仪器中的烧杯与量筒,配制100克12%的食盐溶液需要88毫升的水,量取这些水,应选择量程为100mL的量筒,所以需用到上述仪器中的烧杯与100mL的量筒,即AC,故填AC。
(3)A 该实验中需要食盐的质量为12g,砝码放左盘,食盐放右盘,则称得的食盐的质量偏小,则配制的溶液的溶质质量分数偏小,选项错误;
B 将称量好的食盐倒入烧杯时,有食盐固体洒落烧杯外,则溶液中的食盐偏小一点,则配制的溶液的溶质质量分数偏小,选项错误;
C 将量好的水倒入烧杯时,有少量水溅出,则溶液中的水的质量偏小,配制的溶液的
溶质质量分数偏大,选项正确;
D 量取液体时,俯视读数,读数大于水的实际体积数,即量取的水的体积偏小,配制的溶液的溶质质量分数偏大,选项正确,故填CD。
1.【答案】D
【解析】蒸馏烧瓶中加入少量的小石粒,是为了防止液体的暴沸;
2.【答案】A
【解析】A.蓄水池中的水经过沉降池和过滤池后,其中的泥沙等不溶性的固体颗粒被除去,但是水中仍然存在大量的可溶性的矿物质,因此清水池中的水是溶液,故A正确;
B.过滤池中,主要是将泥沙等沉降物与清水分开,没有新物质生成,属于物理变化,故B错误;
C.消毒用的液氯作用是杀灭水中的微生物和细菌,故C错误;
D.供水系统流出的水中仍然存在可溶性的物质,属于混合物,故D错误。
3.【答案】D
【解析】A.粗盐提纯的过程为:溶解→过滤→蒸发结晶,那么正确的顺序为乙、甲和丙,故A正确不合题意;
B.乙实验中,玻璃棒搅拌能加速食盐溶解,故B正确不合题意;
C.甲实验中,通过过滤除去了溶液中不溶性的固体颗粒,所得的滤液为水和食盐组成的混合物,故C正确不合题意;
D.丙实验中,通过蒸发结晶得到的食盐纯度得到很大提升,但其中肯定还有其他杂质,因此是混合物而不是纯净物,故D错误符合题意。
4.【答案】(1)水中漂浮物、水体的浑浊度
(2)不能。因为这样得到的水中含有微生物,还可能含有一些可溶性物质。
【解析】图中是简单的净水器,石头、棉花可以除去水中难容的杂质,活性炭可以吸附色素和异味。
(1)如图为净化装置,使用该装置净化水后,净化后的水中漂浮物和水体的浑浊度有明显变化。
(2)虽然经过该净化装置的水清洁度提高,但水中依旧存在各种微生物,因此不适合直接饮用。
5.【答案】 ② 75
【详解】(1)晒盐的目的是提取溶液中的溶质,因此选用溶质质量分数较大的更为合适,故选②。
(2)解:设需要蒸发水的质量为x,根据浓缩前后溶质的质量相等,则125kg×8%=(125kg-x)×20%,解得x=75kg。
6.【答案】(1)A (2)吸附 (3)小于
【解析】(1)当温度升高时,热空气的密度减小向上运动,而周围密度大的冷空气向下运动。因为温度报警器就是检测热空气的温度的,所以应该将它安装在高处。
(2)根据活性炭的特点和用途解答;
(3)液体的沸点随气压的增大而升高,随气压的减小而降低。
【解答】(1)[安防系统]温度报警器可安装在容易有火灾隐患的厨房,当温度到达一定值时,报警器会发出响声,从空气对流的角度可知,报警器安装在高处,即图A处。
(2)[饮用水净化系统]在饮用水净化系统中设备①的作用是吸附。
(3)[消毒系统]消毒机器人可以利用闪蒸技术。将过氧化氢溶液加热到一定温度后,引入到一个闪蒸室,其室内的压力小于正常大气压,降低其沸点,部分过氧化氢溶液迅速汽化,然后对空气进行消毒。
2022-2023学年上学期浙教版科学八年级“冲刺重高”讲义(十)
物质的分离