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第5节 熔化与凝固
考点一、物质的物态变化
（一）探究水的物态变化
将冰放入水壶中，然后加热，观察冰的变化。不断加热，水沸腾后，戴上手套，并拿着勺子靠近壶嘴观察可知，在加热过程中，冰变成了水，水变成水蒸气，水蒸气遇到冷的勺子又能变成小液滴；如果再将水放人冰箱中，水还可以结成冰。
由实验探究可知，像水一样，物质有三种状态，它们分别是固态、液态和气态。
物质的三种状态在一定条件下是可以相互转化的。
物态变化:物质状态的变化，即物质常见的三种状态之间的相互转化。随着温度的变化，物质的状态会在固、液、气三种状态之间变化，我们把物质从一种状态变成另一种状态的现象叫做物态变化。
（二）熔化和凝固的概念
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程。如冰变成水，铁块在高温下变成铁水，都是由固态变成液态，属于熔化现象。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程。如水结成冰，铁水遇冷变成一定形状的铁片或铁块，都是由液态变成固态，属于凝固现象。
典例1：（2022·浙江台州·七年级期末）一袋3千克的水放入冰箱内凝固成冰，质量将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”），水凝固时需要___________（选填“吸热”或“放热”）。若将这些水由神舟飞船带上太空，则水的质量将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。
【答案】不变 放热 不变
【解析】[1]质量是物质本身的一种属性，不随物体形状、状态、位置和温度的变化而变化，所以水放入冰箱内凝固成冰，只是状态变化，而质量将不变。
[2]凝固的条件：达到凝固点和继续放热，水凝固时需要放热。
[3]若将这些水由神舟飞船带上太空，只是位置发生改变，而水的质量将不变。
变式1：（2022·浙江台州·七年级期末）严寒的冬天，为防止汽车水箱内的水结冰，以保证汽车正常运行，可以往汽车水箱里加入防冻剂，这是因为加入防冻剂后（ ）
A．凝固点降低 B．沸点降低 C．质量变大 D．比热变大
【答案】A
【解析】水由液态变成固态叫凝固，凝固时，水不断的向外放热，但是温度保持不变，这个温度就是水的凝固点。不放防冻剂时，水在0℃就开始结冰，而加入防冻剂后，水凝固时温度远远低于0℃，即它的凝固点降低了，导致水不容易凝固，故A正确，而B、C、D错误。
变式2：（2022·浙江丽水·七年级期末）把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中，如图所示，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热。当烧杯中的冰块有大半熔化时，试管中的冰（ ）
A．熔化一部分 B．全部熔化 C．一点也不熔化 D．无法判断
【答案】C
【解析】冰是晶体，由于烧杯中的冰块没有熔化完毕，处于固液共存态；所以继续加热烧杯中温度保持不变，小试管中冰块无法吸收到热量，所以小试管中的冰一点也不会熔化，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
变式3：（2022·浙江· 七年级期末）将装有海波的大试管放入盛有热水的烧杯中（如图a）。根据温度计A和B的示数，绘制了海波和热水的温度随时间变化的图像（如图b）。
（1）由图像可知，海波的熔点是___________℃。
（2）在5~8分钟之间，海波要从热水中___________热量，其温度保持不变，此时海波处于___________（选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”）。
（3）第10分钟后，试管内仍有少量海波不能熔化，其原因是___________。
【答案】48 吸收 固液共存状态 海波与水的温度相同，海波不能继续吸热
【解析】（1）[1]晶体有固定的熔点，由图象可知，海波的熔点是48℃。
（2）[2][3]在5~8分钟之间，海波正在熔化过程中，需要从热水中继续吸收热量。其温度保持不变，此时海波处于固液共存阶段。
（3）[4]由图可知到第10min，试管外热水的温度为48℃，试管内的海波不能继续吸热，海波的熔化将停止，因为晶体熔化要达到熔点，还要能继续吸热。
考点二、晶体、非晶体熔化和凝固的特点
（一）晶体
(1)概念:像海波那样，具有一定熔化温度的固体叫做晶体，常见的晶体:海波、食盐、冰水晶、各种金属等。
(2)特点:熔化过程中需要不断吸热，但温度保持不变
（二）非晶体
(1)概念:像松香那样，没有一定的熔化温度的固体叫做非晶体，常见的非晶体:松香、石蜡、玻璃、塑料、橡胶、沥青等。
(2)特点:熔化过程中需要不断吸热，同时温度不断升高。
（三）熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。
(2)凝固点:液态晶体在凝固过程中温度保持不变，这个温度叫做晶体的凝固点。
(3)晶体都有熔点和凝固点，非晶体没有熔点和凝固点。
(4)同一晶体的熔点和凝固点相同，不同晶体的熔点和凝固点一般不同。
（四）晶体和非晶体的区别
晶体具有规则的几何外形，而非晶体没有；晶体具有固定的熔点，而非晶体在吸热时随温度的升高逐渐变软、变稀，最后完全变成液体，没有固定的熔点。
（五）晶体和非晶体的熔化图像
如图所示，分别为晶体和非晶体的熔化图像。
晶体的熔化图像中各段曲线的意义如下:
(1)AB:熔化前的加热升温阶段，此时晶体处于固态。
(2)BC:晶体吸热熔化过程，温度不变，此时的温度即是晶体的熔点；晶体处于固液共存状态，其中B点时仍是固态，C点时已完全变成液态。
(3)CD :晶体熔化后吸热升温阶段，此时晶体处于液态。
非晶体熔化图像的含义:非晶体熔化时，吸收热量，温度升高。
（六）液态晶体与液态非晶体的凝固图像
如图所示，分别为液态晶体和液态非晶体的凝固图像。
液态晶体的凝固图像中各段曲线的意义如下:
(1)EF:凝固前的液态晶体放热降温过程。
(2)FG:液态晶体放热凝固成固态晶体的过程，凝固时温度不变；处于固液共存状态，其中F点时仍是液态，G点时已完全变成固态。
(3)GH:凝固后，固态晶体继续放热降温过程。
非晶体凝固图像的含义:非晶体在凝固过程中，放出热量，温度降低。
典例1：（2022·浙江温州·七年级期末）如图所示为某物质的熔化图像，根据图像可知（ ）
A．该物质加热后就开始熔化
B．第15min该物质处于液态
C．若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙），则试管内冰的质量会增多
D．图乙中，冰水混合物的温度会升高
【答案】C
【分析】熔化与熔化现象，熔化和凝固的温度—时间图象：
（1）晶体在熔化时，温度保持不变。
（2）熔化前，晶体为固态；熔化后，晶体为液态；熔化中，晶体为固液混合态。
（3）凝固的条件：①达到凝固点；②继续放热。
【解析】A．根据甲图可知，该物质温度保持不变的时间为10~20min，则从10min时开始熔化，故A错误。
B．第15min时，该物体在吸热但温度保持不变，因此处于熔化过程，为固液混合态，故B错误。
C．该物质的熔点为-2℃，而冰的水的凝固点为0℃，因此装有冰水混合物的试管能够在该物质中继续放热，水会凝固成冰，冰的质量会增大，故C正确。
D．图乙中，冰水混合物放热后，水凝固成冰，但是温度不变，故D错误。
变式1：（2022·浙江·温州市七年级期中）如图甲所示，将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管中，放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图象，如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲物质是晶体，乙物质是非晶体 B．0～2min内乙物质比甲物质吸收的热量多
C．乙物质在BC段不断吸热，温度不变 D．乙物质在AB段的比热容比CD段的比热容大
【答案】C
【分析】一类像海波那样，在熔化时具有一定的熔化温度，这类固体叫做晶体；另一类像松香那样在熔化时没有一定的熔化温度，这类固体叫做非晶体。但无论是晶体还是非晶体，熔化时都要从外界吸收热量；比热容是物质的一种特性，质量相同的不同物质升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）热量较多的，比热较大；吸收（或放出）热量较少的，比热较小。
【解析】A．如图可知：乙图中甲物质的温度随着时间变化一直增高，属于非晶体，乙物质随着时间变化B~C过程温度保持不变，故乙是晶体，A说法错误。
B．乙图中0~2min内乙物质温度上升的比甲物质高些，由于甲、乙放在同一个热源加热，故吸收根据的热量相同，B说法错误。
C．乙物质是晶体，熔化的过程温度保持不变，C说法正确。
D．由图象乙可知，乙物质在AB段和CD段，加热相同时间，AB段升高的温度比CD段升高的温度大，由此可知，AB段的比热容比CD段的比热容小，D说法错误。
变式2：（2022·浙江宁波·七年级期中）小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。
（1）应选用颗粒___________（选填“较大”或“较小”）的冰块做实验；
（2）图甲是他根据记录的数据绘制的“温度一时间”图像。由图像可知：冰熔化的特点是是吸热，温度___________；（填“升高”、“降低”或“不变”）
（3）图甲中第3min时，物质处于___________态。（选填“固”或“液” 或“固液共存”）
【答案】较小 不变 固
【解析】（1）在探究冰的熔化规律的实验中，应选用颗粒较小的冰块做实验，较小的冰块受热均匀。
（2）[2]由图甲可知，BC段是熔化过程，冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变。
（3）[3]由图甲可知，第4min开始熔化，到第10min时熔化结束，第3min时，冰还没有开始熔化，处于固态。
变式3：（2022·浙江杭州·七年级期末）如图甲所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置，实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。
（1）甲图中正确测量操作中，温度计放置有何要求？___________；
（2）试管内物质在将化过程中，某时刻温度如图乙所示，读数方法正确的是___________（选填“A”、“B”或“C”）；
（3）某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图象（如图丙ABCDE），则可知该物质是___________（选填“晶体”或“非晶体”），说明理由___________；
（4）根据描绘的图像，该物质在第7min时处于___________态，温度为___________℃；仔细观察图像发现，AB段物质升温比在CD段物质升温___________（选填“快”或“慢”）。
【答案】见解析 B 晶体 见解析 液 70 慢
【解析】（1）[1]温度计的玻璃泡要浸没在被测物质中，不能接触容器底和壁。
（2）[2]由图乙知，A俯视，读数会偏大，C仰视，读数会偏小，B读数方法正确。
（3）[3][4]由图丙可知，由于该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以是晶体。
（4）[5][6]由图丙可知，该物质3~6min是熔化过程，物质在第7min时熔化结束，物质处于液态，温度为70℃。
[7]物质在AB段，吸热3min，物质温度升高了30℃，物质在CD段，吸热3min，物质温度升高了40℃，所以该物质在AB段升温比CD段升温慢。
1．（2022·浙江宁波·七年级期中）为确保2022年北京冬奥会顺利举行，需要进行人工造雪。造雪机在工作时，不断将水吸入，并持续从前方喷出“白雾”，在“白雾”下方沉积成一层“白雪”，如图所示。造雪机在造雪过程中，水发生的最主要物态变化以及吸放热情况，下列选项正确的是（ ）
A．凝固 B．凝华 C．汽化 D．液化
【答案】A
【解析】由题意可知造雪机吸入的是水，喷出的是雾化的小滴，小液滴在遇冷后放热凝固就会形成“白雪”，故A正确，BCD错误。
2．（2022·浙江·金华市婺城区七年级期末）棉花糖是很多小朋友喜爱的食物，做棉花糖时将白糖放在中心的圆盘中，白糖立刻就变成糖水，不断旋转的圆盘又将糖水从四周甩出去，由于四周温度低，就可以看到一丝丝的糖，用小棍将它绕好，就做成了既好看又好吃的棉花糖了。整个过程中发生的物态变化有（ ）
A．熔化、凝华 B．熔化、液化
C．熔化、凝固 D．汽化、凝固
【答案】C
【解析】做棉花糖时将白糖放在棉糖机的圆盘上，白糖很快化成糖水，即由固态变为液态，该过程称为熔化；同时旋转的圆盘将糖水甩出，变成了一丝丝的糖绕在小棍上，即变成了固态，故是由液态变为固态，该过程是凝固。
3．（2022·浙江缙云县七年级期末）在冬季，某校的地下水管破裂，水喷射出来形成了如图所示的“冰花”。关于“冰花”，以下说法正确的是（ ）
A．“冰花”是由空气中的水蒸气凝华形成的
B．“冰花”是由喷出来的水凝固而形成的
C．“冰花”形成时的气温一定为0℃
D．“冰花”熔化的过程中要放热
【答案】B
【解析】AB．“冰花”是喷射出来的水遇冷凝固形成的，不是凝华现象，故A错误，B正确；
C．水的凝固点为0℃，气温低于或等于0℃，如果继续放热，就会凝固，“冰花”形成时的气温不一定为0℃，可以低于0℃，故C错误；
D．“冰花”熔化的过程中要吸收热量，故D错误。
4．（2022·浙江省余姚市七年级阶段练习）根据以下几种物质的熔点，下列说法错误的是（ ）
物质 钨 金 铁 铜 铝 水银 氢
熔点/℃ 3410 1064 1535 1083 660 -39 -259
A．电灯泡用钨制灯丝，是因为钨的熔点高不易熔断
B．铝可以在铜锅里熔化
C．-250℃的氢气是固态的
D．在-40℃的环境里不能用水银温度计
【答案】C
【解析】A．灯泡正常工作时的温度大约是2000℃，钨的熔点是3410℃，钨的熔点高于灯泡正常工作的温度，不易熔化，故A正确，不符合题意；
B．铝的熔点是660℃，铜的熔点是1083℃，低于铜的熔点，当铝在铜锅里时，达到铝的熔点，又能继续吸热，铝熔化；故B正确，不符合题意；
C．氢的熔点是-259℃，-250℃高于-259℃，氢处于液态；故C错误，符合题意；
D．固态的水银的熔点是-39℃，-40℃低于-39℃，-40℃水银处于固态，不能根据液体热胀冷缩的性质测量物体的温度，故D正确，不符合题意。
5．（2022·浙江·余姚市阳明中学七年级期中）将装有碎冰的试管插入装有冰粒的烧杯中间，然后用酒精灯给烧杯加热，当烧杯中的冰熔化一半时，试管中的冰（ ）
A．没有熔化 B．熔化一半
C．熔化小于一半 D．熔化超过一半
【答案】A
【分析】晶体熔化的条件是：达到熔点，继续吸热，温度保持不变。
【解析】冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但熔化过程温度保持不变；
所以当烧杯中的冰熔化一半时，试管中的冰能达到熔点，但不能从烧杯中继续吸热，所以不能熔化，故选A。
6．（2022·浙江杭州·七年级期末）T1℃时，将质量相等的甲、乙两种固态晶体材料分别放在两个烧杯中，用同样的酒精灯加热，每隔一 段时间记录数据并绘制成如图所示的图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲的熔点比乙的沸点高 B．乙在熔化的过程中始终保持T3℃不变
C．固态时的甲比固态时的乙比热容大 D．甲在沸腾的过程中温度始终保持T4℃不变
【答案】A
【解析】A、根据图像可知，从0~t2，甲都是固体，此后温度保持T4不变，则甲的熔点位T4，乙在0~t1内为固体，则它的熔点为T2，沸点为T3，故A正确；
B、在t1~t2内，乙处于熔化状态，温度保持T2，故B错误；
C、当质量相同的甲和乙都升高到T2时，甲用的时间小于乙，即甲吸收的热量少，根据Q=cm△t可知，甲的比热容小于乙，故C错误；
D、据图可知：t2~t3时，甲处于熔化状态，故D错误。
7．（2022·浙江台州·七年级期末）如图是甲、乙两物质熔化时温度随时间变化的图像。
（1）由图判断出___________是晶体，该晶体的熔点是___________；
（2）CD段表示乙物质处于___________态。
【答案】乙 210℃ 液
【解析】（1）[1][2]由图可知，在BC段乙物质的温度保持210℃不变，此时吸热，温度不变，说明乙物质有一定的熔点，而且物质的熔点是210℃，故乙属于晶体。
（2）[3]由图可知，CD段熔化完毕，处于液体状态。
8．（2022·浙江绍兴市上虞区七年级期末）根据实验数据画出图像是我们解决科学问题一种方法。
（1）老师给了一种物质，请小明判断是晶体还是非晶体？小明探究后作出了熔化图像如图一、根据图像小明认为这种物质是___________（填“晶体”或者“非晶体”）；
（2）小明继续探究甲乙丙三种物质，在加热条件完全相同的情况下，甲、乙、丙三种物质温度随时间变化的情况如图二所示。由图小明获得以下信息：甲和丙肯定不是同种物质，他的依据是___________。甲的质量比乙的质量小，他的依据是：___________。
【答案】晶体 甲和丙熔点不同 见解析
【解析】（1）[1]由图一可知，这种物质在熔化过程中不断吸收热量，温度保持45℃不变。所以该物质是晶体。
（2）[2]由图二可知，甲丙熔点不同，它们肯定不是同种物质。
[3]因为甲比乙升高相同温度所需时间短，所以甲的质量比乙的质量小。
9．（2022·浙江台州·七年级期末）兴趣小组用如图甲所示装置做“观察水的沸腾”实验，完成下列各题。
（1）沸腾时水中气泡的情形是乙图中的___________图。 （选填“①”、“②”或“③”）
（2）实验小组做了两次实验，并分别绘制了温度随时间变化图像a和b（如图丙）。根据图像分析：
①水的沸点是___________°C。
②a、b图像不重合的原因可能是___________。（写出一点即可）
【答案】① 98 水的质量不同
【解析】（1）[1]水沸腾时，上升的气泡体积逐渐变大，快速到达水面破裂开，由此可知沸腾时水中气泡的情形为图乙中①图。
（2）[2][3]①根据图丙可知，在加热过程中，水保持不变的温度为98℃，则水的沸点为98℃。
②根据图丙可知，a、b表示的水升高的温度都是6℃，b的加热时间大于a，即b吸收的热量大于a，根据公式Q=cmt可知，可知b的质量大于a的质量，即图像不重合的原因是：水的质量不同。
10．（2022·浙江缙云县七年级期末）有卫星数据显示，在火星南极冰层之下隐藏着一大片充满液态水的湖泊。厚厚的冰层下面水温低至－74℃，但水仍保持着液态。对此科学家解释是：可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐等盐类物质溶解到了水中降低了水的凝固点。盐类物质可以降低液态水的凝固点吗？某研究小组以常见的调料品食盐为溶质进行研究。
【实验步骤】
a.利用食盐、蒸馏水分别配制纯水、淡盐水、浓盐水；
b.取三个相同烧杯，加入等量的上述溶液，插入温度计，记下此时温度计的示数；
c.每隔相同时间记录一次温度计的示数，同时观察试管中液体状态的变化，制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰；
d.在相同条件下测量三者的温度变化，得到三条温度变化曲线，如图甲（①纯水；②淡盐水；③浓盐水）。
（1）由图甲可知，浓盐水的凝固点是_______。
（2）图甲的曲线①中，第25分钟时，物质处于_______状态。
（3）分析图中实验曲线可得的结论是_______。
（4）如果将一个装有盐冰水混合物的试管放入冰水混合物中，如图乙所示，试管中的盐冰水混合物中的冰会_______（选填“变多”、“变少”或“不变”）。
【答案】-15℃ 固液共存 盐类物质可以降低液态水的凝固点 变少
【解析】（1）由图可知，当温度为-15℃时，浓盐水开始凝固，则浓盐水的凝固点是-15℃，故填-15℃。
（2）曲线①代表纯水，由图可知，纯水的凝固点为0℃，第25分钟时，纯水的温度仍为0℃，说明纯水继续凝固，即纯水没有完全凝固，所以物质处于固液共存状态，故填固液共存。
（3）由图可知，纯水的凝固点为0℃，淡盐水的凝固点为-5℃，浓盐水的凝固点为-15℃，说明随着食盐浓度的增加，水的凝固点逐渐降低，即盐类物质可以降低液态水的凝固点，故填盐类物质可以降低液态水的凝固点。
（4）由图可知，冰水混合物的凝固点为0℃，盐冰水混合物的温度低于0℃，即冰水混合物的凝固点高于盐冰水混合物的温度，则将一个装有盐冰水混合物的试管放入冰水混合物中，试管中的盐冰水混合物中的冰会熔化而变少，故填变少。
11．（2022·浙江·余姚市阳明中学七年级期中）小明和小红发现，沸腾和熔化的实验装置比较类似，于是就用同一套实验装置进行了“水的沸腾”和“海波熔化”两个实验。
（1）如图甲是小明和小红探究“水的沸腾”的实验装置。将等质量的水加热相同时间后停止，如图乙是他们根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。根据图像分析，若不计热量损失，从给水加热到水沸腾所需热量较多的是______（填“小明”或“小红”）。两位同学将水加热到沸腾所需的时间不同，其原因是______。
（2）他们将装有海波的大试管放入甲实验的沸水中并取走酒精灯，如图丙。温度计A和B分别测量海波和烧杯中热水的温度，根据两个温度计的示数，绘制出了海波和热水的温度随时间变化的图像，如图丁。由图像可知，在第8 min时，大试管内的海波处于______（填“固”“液”或“固液共存”）态；第10 min后，海波的熔化将______（填“继续”或“停止”）。
【答案】小红 水的初温不同 固液共存 停止
【解析】（1）[1][2]根据图乙可知，从给水加热到水沸腾时，小明需要4min，小红需要8min，则所需热量较多的是小红。根据图像可知，两位同学将水加热到沸腾所需的时间不同，其原因是升高的温度不同，即水的初温不同。
（2）[3][4]根据图丁可知，海波保持不变的时间为5~10min，则它熔化的时间为5~10min。第8min时，大试管内的海波处于固液共存态。第10min后，海波的熔化将停止。
12．（2022·浙江绍兴·七年级期末）某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时，不知道给药品降温用冰好，还是盐水结成的冰好。他们动手测量了盐水的凝固点。
（1）选择器材时小明提出不要使用量程为-2°C~102°C的温度计，要使用量程为-20°C~102°C的温度计，这样考虑主要是基于什么假设？______；
（2）小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示，则小红所测盐水的凝固点是____°C；
（3）为什么测得的盐水凝固点不相同呢？对比双方实验过程，发现烧杯中装水都是200毫升，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，于是他们又做了如下实验：配制了不同浓度的食盐水，并测出他们的凝固点，数据记录如下表：
盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点（°C） 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0
他们做出的猜想是：______。
（4）结合上表分析，为了更加准确地找到盐水最低的凝固点对应的浓度，你该如何继续操作______？
【答案】盐水的凝固点可能低于-2°C -6 盐水的凝固点可能与盐水浓度有关 分别配置浓度在18%-24%之间且相差1%的7烧杯盐水，测出它们的凝固点，并进行分析对比（合理即可）
【解析】（1）选择器材时小明提出不要使用量程为-2°C~102°C的温度计，要使用量程-20C~102°C的温度计，这样考虑主要是基于假设：盐水的凝固点可能低于-2°C。
（2）盐水凝固的温度为盐水的凝固点，从凝固开始到凝固结束时间为凝固的过程。根据图像可知，小红的盐水的温度保持-6℃不变，则小红所测盐水的凝固点为-6℃。
（3）根据表格可知，盐水的浓度不同，则对应盐水的凝固点就不同，那么得到结论为：盐水的凝固点可能与盐水浓度有关。
（4）为了更加准确地找到盐水最低的凝固点对应的浓度，操作为：分别配置浓度在18%-24%之间且相差1%的7烧杯盐水，测出它们的凝固点，并进行分析对比。
13．（2022·浙江杭州·七年级期末）配送学生晚餐的泡沫保温箱保温效果不好。某小组探究在泡沫箱中添加蓄热材料是否会增强保温效果。已知该蓄热材料熔点是79℃，实验步骤如下：
Ⅰ．取大小外观相同的夹层泡沫保温箱A和B，B箱夹层中加入蓄热材料，A箱不做处理。
Ⅱ．将A、B箱体均加热至80℃，箱内放入含一定量水的相同烧杯，如图所示：
时间（分钟） 0 30 60 90 120 150 180 210
A箱温度（℃） 80 70 61 54 47 41 35 30
B箱温度（℃） 80 79 79 76 68 60 53 45
Ⅲ．将A、B箱置于相同环境下，利用传感器实时记录水温如上表。请回答下列问题：
（1）除温度传感器外，本实验还需要的测量工具有___________；
（2）在实验中，除要控制箱体外环境温度相同外，还需要控制相同是___________。
（3）结合表格数据得出结论是：___________。
（4）通过表格数据发现，刚开始一段时间B组温度基本保持不变，其原因可能是：___________；
（5）泡沫的隔热性能很好，但很多专家并不建议用泡沫箱来保温食品。下列叙述支持专家观点的有___________
A．泡沫具有耐冲击，且价格低廉
B．泡沫材料不可以降解，会造成环境污染
C．泡沫易燃，大量泡沫堆积，运输中易引发火灾
D．泡沫密度小，可有效减轻物品包装质量，降低远输费用
E．当温度高于65℃时、泡沫可能会释放少量有毒物质，危害人体健康
【答案】秒表 烧杯水的质量和初温 B箱保温效果好 该蓄热材料是晶体，处于熔化过程中 BCE
【解析】（1）[1]实验中，需要测量不同时间下保温装置A、B中的温度，故需要用到秒表。
（2）[2]根据控制变量法知道，除要控制箱体外环境温度相同外，还需要控制箱内放入烧杯水的质量和初温相同。
（3）[3]由表格数据知道，保温箱B内水的温度随着时间温度变化较慢，说明保温效果好。
（4）[4]由数据知道，刚开始一段时间B组温度基本保持不变的温度是该蓄热材料熔点，说明，该蓄热材料是晶体，处于熔化过程中。
（5） A．泡沫具有耐冲击、易成型的性质，且价格低廉，所以泡沫适合做保温箱，故A不符合题意；
B．泡沫材料是高分子化合物难降解，会造成环境污染，所以不适合作为保温箱，故B符合题意；
C．泡沫易燃，大量泡沫堆积，运输中易引发火灾，所以不适合作为保温箱，故C符合题意；
D．泡沫密度小，可有效减轻物品包装质量，降低运输费用，这是用泡沫做为保温箱的优点，故D不符合题意；
E．当温度高于65℃时，泡沫中的有毒物质的分子的无规则运动变快，会渗入到食物中，危害人体健康，所以不适合作为保温箱，故E符合题意。
14．（2022·浙江缙云县七年级期末）熔模精密铸造是一种常用的铸造工艺，其做法是（如图）：先用蜡做铸件的模型（蜡模），再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外模。加热烘烤后，蜡全部熔化流失，使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌铸件材料的熔液，冷却后便铸成器物。现对某准备用于铸造的固态材料持续加热使其变成液态，温度达400℃后开始记入下表格：
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
金属温度/℃ 400 482 563 645 660 660 660 660 660 660 702 778
（1）分析表格，该材料属于晶体还是非晶体？_______
（2）该材料熔化过程大约持续了_______分钟。
（3）为制造某工件，用密度为0.9g/cm3的蜡制成蜡模，蜡模的质量为3.6kg。请计算：
①该蜡模体积为多少立方厘米_______？
②若用密度为2.7×103kg/m3的金属浇铸工件，该工件的质量为多少_______？
【答案】晶体 6 4×103cm3 10.8kg
【解析】（1）由图可知，该材料从600℃时开始熔化，且熔化过程中温度保持不变，表明该材料是一种晶体，故填晶体。
（2）由图可知，该材料从第4分钟开始熔化，大约在第10分钟时结束，大约持续了6分钟，故填6。
（3）①该蜡模体积V=m/ρ=3600g/0.9g/cm3=4×103cm3，故填4×103cm3。
②m=ρV=2.7×103kg/m3×4×10-3m3=10.8kg，故填10.8kg。
15．（2022·浙江温州·七年级期末）熔模精密铸造是工艺铸造常用的一种方法，其做法如图。先用蜡做成铸件的模型（蜡模），再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外模。加热烘烤后，蜡模全部熔化流失，使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌铸件材料的熔液，冷却后便铸成器物。现对某准备用于铸造的固态材料持续加热使其变成液态，温度达到400℃后开始记入下表格：
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
金属温度/℃ 400 482 563 645 660 660 660 660 660 660 702 778
（1）分析表格，该材料属于晶体还是非晶体？并请说出你推理的依据_______。
（2）第6分钟时，该材料处于_______态；
（3）为制造某工件，事先用密度为0.9g/cm3的蜡制成蜡模，蜡模的质量为1800g。
①问该蜡模体积为多少厘米3_______？
②若用密度为2.7×103kg/m3的金属浇铸工件，该工件的质量为多少______？
【答案】属于晶体，因为该物质在熔化过程中吸热但温度保持不变或有一定的熔化温度或有熔点或熔化过程中，温度不变 固液共存 2000cm3 5400g
【解析】（1）[1]晶体和非晶体的重要区别是：晶体有一定的熔点，而非晶体却没有。该材料在熔化过程中吸热但温度保持不变，有固定的熔点，所以属于晶体。
（2）[2]第6分钟时，该材料吸收热量，温度没有升高，处于熔化过程中，因此处于固液共存态。
（3）[3][4]①蜡模体积
②由题意可知，金属的体积等于蜡的体积，即V金属=V蜡=2000cm3=2×10-3m3
该工件的质量为m金属=ρ金属V金属=2.7×103kg/m3×2×10-3m3=5.4kg
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
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第5节 熔化与凝固
考点一、物质的物态变化
（一）探究水的物态变化
将冰放入水壶中，然后加热，观察冰的变化。不断加热，水沸腾后，戴上手套，并拿着勺子靠近壶嘴观察可知，在加热过程中，冰变成了水，水变成水蒸气，水蒸气遇到冷的勺子又能变成小液滴；如果再将水放人冰箱中，水还可以结成冰。
由实验探究可知，像水一样，物质有三种状态，它们分别是固态、液态和气态。
物质的三种状态在一定条件下是可以相互转化的。
物态变化:物质状态的变化，即物质常见的三种状态之间的相互转化。随着温度的变化，物质的状态会在固、液、气三种状态之间变化，我们把物质从一种状态变成另一种状态的现象叫做物态变化。
（二）熔化和凝固的概念
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程。如冰变成水，铁块在高温下变成铁水，都是由固态变成液态，属于熔化现象。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程。如水结成冰，铁水遇冷变成一定形状的铁片或铁块，都是由液态变成固态，属于凝固现象。
典例1：（2022·浙江台州·七年级期末）一袋3千克的水放入冰箱内凝固成冰，质量将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”），水凝固时需要___________（选填“吸热”或“放热”）。若将这些水由神舟飞船带上太空，则水的质量将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。
变式1：（2022·浙江台州·七年级期末）严寒的冬天，为防止汽车水箱内的水结冰，以保证汽车正常运行，可以往汽车水箱里加入防冻剂，这是因为加入防冻剂后（ ）
A．凝固点降低 B．沸点降低 C．质量变大 D．比热变大
变式2：（2022·浙江丽水·七年级期末）把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中，如图所示，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热。当烧杯中的冰块有大半熔化时，试管中的冰（ ）
A．熔化一部分 B．全部熔化 C．一点也不熔化 D．无法判断
变式3：（2022·浙江· 七年级期末）将装有海波的大试管放入盛有热水的烧杯中（如图a）。根据温度计A和B的示数，绘制了海波和热水的温度随时间变化的图像（如图b）。
（1）由图像可知，海波的熔点是___________℃。
（2）在5~8分钟之间，海波要从热水中___________热量，其温度保持不变，此时海波处于___________（选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”）。
（3）第10分钟后，试管内仍有少量海波不能熔化，其原因是___________。
考点二、晶体、非晶体熔化和凝固的特点
（一）晶体
(1)概念:像海波那样，具有一定熔化温度的固体叫做晶体，常见的晶体:海波、食盐、冰水晶、各种金属等。
(2)特点:熔化过程中需要不断吸热，但温度保持不变
（二）非晶体
(1)概念:像松香那样，没有一定的熔化温度的固体叫做非晶体，常见的非晶体:松香、石蜡、玻璃、塑料、橡胶、沥青等。
(2)特点:熔化过程中需要不断吸热，同时温度不断升高。
（三）熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。
(2)凝固点:液态晶体在凝固过程中温度保持不变，这个温度叫做晶体的凝固点。
(3)晶体都有熔点和凝固点，非晶体没有熔点和凝固点。
(4)同一晶体的熔点和凝固点相同，不同晶体的熔点和凝固点一般不同。
（四）晶体和非晶体的区别
晶体具有规则的几何外形，而非晶体没有；晶体具有固定的熔点，而非晶体在吸热时随温度的升高逐渐变软、变稀，最后完全变成液体，没有固定的熔点。
（五）晶体和非晶体的熔化图像
如图所示，分别为晶体和非晶体的熔化图像。
晶体的熔化图像中各段曲线的意义如下:
(1)AB:熔化前的加热升温阶段，此时晶体处于固态。
(2)BC:晶体吸热熔化过程，温度不变，此时的温度即是晶体的熔点；晶体处于固液共存状态，其中B点时仍是固态，C点时已完全变成液态。
(3)CD :晶体熔化后吸热升温阶段，此时晶体处于液态。
非晶体熔化图像的含义:非晶体熔化时，吸收热量，温度升高。
（六）液态晶体与液态非晶体的凝固图像
如图所示，分别为液态晶体和液态非晶体的凝固图像。
液态晶体的凝固图像中各段曲线的意义如下:
(1)EF:凝固前的液态晶体放热降温过程。
(2)FG:液态晶体放热凝固成固态晶体的过程，凝固时温度不变；处于固液共存状态，其中F点时仍是液态，G点时已完全变成固态。
(3)GH:凝固后，固态晶体继续放热降温过程。
非晶体凝固图像的含义:非晶体在凝固过程中，放出热量，温度降低。
典例1：（2022·浙江温州·七年级期末）如图所示为某物质的熔化图像，根据图像可知（ ）
A．该物质加热后就开始熔化
B．第15min该物质处于液态
C．若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙），则试管内冰的质量会增多
D．图乙中，冰水混合物的温度会升高
变式1：（2022·浙江·温州市七年级期中）如图甲所示，将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管中，放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图象，如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲物质是晶体，乙物质是非晶体 B．0～2min内乙物质比甲物质吸收的热量多
C．乙物质在BC段不断吸热，温度不变 D．乙物质在AB段的比热容比CD段的比热容大
变式2：（2022·浙江宁波·七年级期中）小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。
（1）应选用颗粒___________（选填“较大”或“较小”）的冰块做实验；
（2）图甲是他根据记录的数据绘制的“温度一时间”图像。由图像可知：冰熔化的特点是是吸热，温度___________；（填“升高”、“降低”或“不变”）
（3）图甲中第3min时，物质处于___________态。（选填“固”或“液” 或“固液共存”）
变式3：（2022·浙江杭州·七年级期末）如图甲所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置，实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。
（1）甲图中正确测量操作中，温度计放置有何要求？___________；
（2）试管内物质在将化过程中，某时刻温度如图乙所示，读数方法正确的是___________（选填“A”、“B”或“C”）；
（3）某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图象（如图丙ABCDE），则可知该物质是___________（选填“晶体”或“非晶体”），说明理由___________；
（4）根据描绘的图像，该物质在第7min时处于___________态，温度为___________℃；仔细观察图像发现，AB段物质升温比在CD段物质升温___________（选填“快”或“慢”）。
1．（2022·浙江宁波·七年级期中）为确保2022年北京冬奥会顺利举行，需要进行人工造雪。造雪机在工作时，不断将水吸入，并持续从前方喷出“白雾”，在“白雾”下方沉积成一层“白雪”，如图所示。造雪机在造雪过程中，水发生的最主要物态变化以及吸放热情况，下列选项正确的是（ ）
A．凝固 B．凝华 C．汽化 D．液化
2．（2022·浙江·金华市婺城区七年级期末）棉花糖是很多小朋友喜爱的食物，做棉花糖时将白糖放在中心的圆盘中，白糖立刻就变成糖水，不断旋转的圆盘又将糖水从四周甩出去，由于四周温度低，就可以看到一丝丝的糖，用小棍将它绕好，就做成了既好看又好吃的棉花糖了。整个过程中发生的物态变化有（ ）
A．熔化、凝华 B．熔化、液化
C．熔化、凝固 D．汽化、凝固
3．（2022·浙江缙云县七年级期末）在冬季，某校的地下水管破裂，水喷射出来形成了如图所示的“冰花”。关于“冰花”，以下说法正确的是（ ）
A．“冰花”是由空气中的水蒸气凝华形成的
B．“冰花”是由喷出来的水凝固而形成的
C．“冰花”形成时的气温一定为0℃
D．“冰花”熔化的过程中要放热
4．（2022·浙江省余姚市七年级阶段练习）根据以下几种物质的熔点，下列说法错误的是（ ）
物质 钨 金 铁 铜 铝 水银 氢
熔点/℃ 3410 1064 1535 1083 660 -39 -259
A．电灯泡用钨制灯丝，是因为钨的熔点高不易熔断
B．铝可以在铜锅里熔化
C．-250℃的氢气是固态的
D．在-40℃的环境里不能用水银温度计
5．（2022·浙江·余姚市阳明中学七年级期中）将装有碎冰的试管插入装有冰粒的烧杯中间，然后用酒精灯给烧杯加热，当烧杯中的冰熔化一半时，试管中的冰（ ）
A．没有熔化 B．熔化一半
C．熔化小于一半 D．熔化超过一半
6．（2022·浙江杭州·七年级期末）T1℃时，将质量相等的甲、乙两种固态晶体材料分别放在两个烧杯中，用同样的酒精灯加热，每隔一 段时间记录数据并绘制成如图所示的图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲的熔点比乙的沸点高 B．乙在熔化的过程中始终保持T3℃不变
C．固态时的甲比固态时的乙比热容大 D．甲在沸腾的过程中温度始终保持T4℃不变
7．（2022·浙江台州·七年级期末）如图是甲、乙两物质熔化时温度随时间变化的图像。
（1）由图判断出___________是晶体，该晶体的熔点是___________；
（2）CD段表示乙物质处于___________态。
8．（2022·浙江绍兴市上虞区七年级期末）根据实验数据画出图像是我们解决科学问题一种方法。
（1）老师给了一种物质，请小明判断是晶体还是非晶体？小明探究后作出了熔化图像如图一、根据图像小明认为这种物质是___________（填“晶体”或者“非晶体”）；
（2）小明继续探究甲乙丙三种物质，在加热条件完全相同的情况下，甲、乙、丙三种物质温度随时间变化的情况如图二所示。由图小明获得以下信息：甲和丙肯定不是同种物质，他的依据是___________。甲的质量比乙的质量小，他的依据是：___________。
9．（2022·浙江台州·七年级期末）兴趣小组用如图甲所示装置做“观察水的沸腾”实验，完成下列各题。
（1）沸腾时水中气泡的情形是乙图中的___________图。 （选填“①”、“②”或“③”）
（2）实验小组做了两次实验，并分别绘制了温度随时间变化图像a和b（如图丙）。根据图像分析：
①水的沸点是___________°C。
②a、b图像不重合的原因可能是___________。（写出一点即可）
10．（2022·浙江缙云县七年级期末）有卫星数据显示，在火星南极冰层之下隐藏着一大片充满液态水的湖泊。厚厚的冰层下面水温低至－74℃，但水仍保持着液态。对此科学家解释是：可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐等盐类物质溶解到了水中降低了水的凝固点。盐类物质可以降低液态水的凝固点吗？某研究小组以常见的调料品食盐为溶质进行研究。
【实验步骤】
a.利用食盐、蒸馏水分别配制纯水、淡盐水、浓盐水；
b.取三个相同烧杯，加入等量的上述溶液，插入温度计，记下此时温度计的示数；
c.每隔相同时间记录一次温度计的示数，同时观察试管中液体状态的变化，制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰；
d.在相同条件下测量三者的温度变化，得到三条温度变化曲线，如图甲（①纯水；②淡盐水；③浓盐水）。
（1）由图甲可知，浓盐水的凝固点是_______。
（2）图甲的曲线①中，第25分钟时，物质处于_______状态。
（3）分析图中实验曲线可得的结论是_______。
（4）如果将一个装有盐冰水混合物的试管放入冰水混合物中，如图乙所示，试管中的盐冰水混合物中的冰会_______（选填“变多”、“变少”或“不变”）。
11．（2022·浙江·余姚市阳明中学七年级期中）小明和小红发现，沸腾和熔化的实验装置比较类似，于是就用同一套实验装置进行了“水的沸腾”和“海波熔化”两个实验。
（1）如图甲是小明和小红探究“水的沸腾”的实验装置。将等质量的水加热相同时间后停止，如图乙是他们根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。根据图像分析，若不计热量损失，从给水加热到水沸腾所需热量较多的是______（填“小明”或“小红”）。两位同学将水加热到沸腾所需的时间不同，其原因是______。
（2）他们将装有海波的大试管放入甲实验的沸水中并取走酒精灯，如图丙。温度计A和B分别测量海波和烧杯中热水的温度，根据两个温度计的示数，绘制出了海波和热水的温度随时间变化的图像，如图丁。由图像可知，在第8 min时，大试管内的海波处于______（填“固”“液”或“固液共存”）态；第10 min后，海波的熔化将______（填“继续”或“停止”）。
12．（2022·浙江绍兴·七年级期末）某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时，不知道给药品降温用冰好，还是盐水结成的冰好。他们动手测量了盐水的凝固点。
（1）选择器材时小明提出不要使用量程为-2°C~102°C的温度计，要使用量程为-20°C~102°C的温度计，这样考虑主要是基于什么假设？______；
（2）小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示，则小红所测盐水的凝固点是____°C；
（3）为什么测得的盐水凝固点不相同呢？对比双方实验过程，发现烧杯中装水都是200毫升，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，于是他们又做了如下实验：配制了不同浓度的食盐水，并测出他们的凝固点，数据记录如下表：
盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点（°C） 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0
他们做出的猜想是：______。
（4）结合上表分析，为了更加准确地找到盐水最低的凝固点对应的浓度，你该如何继续操作______？
13．（2022·浙江杭州·七年级期末）配送学生晚餐的泡沫保温箱保温效果不好。某小组探究在泡沫箱中添加蓄热材料是否会增强保温效果。已知该蓄热材料熔点是79℃，实验步骤如下：
Ⅰ．取大小外观相同的夹层泡沫保温箱A和B，B箱夹层中加入蓄热材料，A箱不做处理。
Ⅱ．将A、B箱体均加热至80℃，箱内放入含一定量水的相同烧杯，如图所示：
时间（分钟） 0 30 60 90 120 150 180 210
A箱温度（℃） 80 70 61 54 47 41 35 30
B箱温度（℃） 80 79 79 76 68 60 53 45
Ⅲ．将A、B箱置于相同环境下，利用传感器实时记录水温如上表。请回答下列问题：
（1）除温度传感器外，本实验还需要的测量工具有___________；
（2）在实验中，除要控制箱体外环境温度相同外，还需要控制相同是___________。
（3）结合表格数据得出结论是：___________。
（4）通过表格数据发现，刚开始一段时间B组温度基本保持不变，其原因可能是：___________；
（5）泡沫的隔热性能很好，但很多专家并不建议用泡沫箱来保温食品。下列叙述支持专家观点的有___________
A．泡沫具有耐冲击，且价格低廉
B．泡沫材料不可以降解，会造成环境污染
C．泡沫易燃，大量泡沫堆积，运输中易引发火灾
D．泡沫密度小，可有效减轻物品包装质量，降低远输费用
E．当温度高于65℃时、泡沫可能会释放少量有毒物质，危害人体健康
14．（2022·浙江缙云县七年级期末）熔模精密铸造是一种常用的铸造工艺，其做法是（如图）：先用蜡做铸件的模型（蜡模），再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外模。加热烘烤后，蜡全部熔化流失，使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌铸件材料的熔液，冷却后便铸成器物。现对某准备用于铸造的固态材料持续加热使其变成液态，温度达400℃后开始记入下表格：
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
金属温度/℃ 400 482 563 645 660 660 660 660 660 660 702 778
（1）分析表格，该材料属于晶体还是非晶体？_______
（2）该材料熔化过程大约持续了_______分钟。
（3）为制造某工件，用密度为0.9g/cm3的蜡制成蜡模，蜡模的质量为3.6kg。请计算：
①该蜡模体积为多少立方厘米_______？
②若用密度为2.7×103kg/m3的金属浇铸工件，该工件的质量为多少_______？
15．（2022·浙江温州·七年级期末）熔模精密铸造是工艺铸造常用的一种方法，其做法如图。先用蜡做成铸件的模型（蜡模），再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外模。加热烘烤后，蜡模全部熔化流失，使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌铸件材料的熔液，冷却后便铸成器物。现对某准备用于铸造的固态材料持续加热使其变成液态，温度达到400℃后开始记入下表格：
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
金属温度/℃ 400 482 563 645 660 660 660 660 660 660 702 778
（1）分析表格，该材料属于晶体还是非晶体？并请说出你推理的依据_______。
（2）第6分钟时，该材料处于_______态；
（3）为制造某工件，事先用密度为0.9g/cm3的蜡制成蜡模，蜡模的质量为1800g。
①问该蜡模体积为多少厘米3_______？
②若用密度为2.7×103kg/m3的金属浇铸工件，该工件的质量为多少______？
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