分组实验 硫酸铜晶体的制备和生长
01 实验报告)
【实验目标】
1．练习用结晶的方法制备晶体。
2．学会搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作方法。
【实验器材】
量筒，烧杯，药匙，滴管，表面皿，温度计，显微镜，20厘米长的细线，酒精灯，三脚架，石棉网，玻璃棒，硫酸铜，棉花。
【实验过程】
1．制备小晶体
(1)往烧杯内加入50毫升常温蒸馏水，并加入研细的五水硫酸铜粉末，配制成硫酸铜溶液。把装有硫酸铜溶液的烧杯放在石棉网上加热。加热过程中不断搅拌溶液，直到有少量硫酸铜不能再溶解，形成热饱和溶液。
实验现象：
①在蒸馏水中加入硫酸铜后，蒸馏水变成__蓝__色，颜色随搅拌逐渐加深。
②随着温度上升，硫酸铜溶解速率__变快__。溶液达到一定浓度时，硫酸铜不再溶解。
③烧杯壁上残留的硫酸铜溶液蒸发后形成__白__色粉末，附在杯壁上。
(2)用脱脂棉代替滤纸，趁热过滤，直到澄清为止。等待溶液缓慢冷却，覆上保鲜膜，防震防尘，静置一晚。
实验现象：
静置一晚后杯底出现许多__蓝__色__菱__形小晶体。小晶体似玻璃光泽，呈半透明。
2．小晶体“长”成大晶体
(1)选晶：在晶体里选择几颗几何形状完整的小晶体备用。
(2)晶体长大：用线把1颗硫酸铜小晶体绑好，悬吊在已准备好的一杯约50毫升70 ℃左右的硫酸铜饱和溶液里，线的另一端系在玻璃棒上，覆上保鲜膜，防震防尘，静置过夜。
(3)如此反复操作几次，晶体就越长越大，最后长成大块晶体。
(4)取出晶体，用滤纸轻轻吸去表面溶液，在晶体的表面涂上一层薄薄的透明指甲油，再把晶体放入小盒子中保存。
【注意事项】
1．制备饱和溶液时，防止过饱和而析出晶体；
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。
【问题与讨论】
1．最后形成的大块晶体若不经处理，直接暴露在空气中几天后会发生什么现象？为什么？
解：晶体表面开始泛白，不再具有光泽。硫酸铜晶体在干燥空气中会缓缓风化。
2．在晶体“长大”过程中若不随时修整其形状，会出现什么结果？
解：根据结晶原理，晶体的生长是溶质在外界加入的晶种表面不断堆积的结果。原有晶体形状不规则，溶质不断堆积后形成的晶体也不规则。
3．冷却热饱和溶液时为什么冷却速度慢一点好？
解：冷却后析晶速率较慢，硫酸铜分子有充足时间进行有序排列。各处析晶速率也较平均。虽然生长缓慢，但是基本能够以原有晶核为中心生长。
4．影响晶体生长的因素有哪些？
解：温度、杂质、溶液的黏度等。
5．影响结晶速度大小的因素有哪些？
解：首先需要是过饱和溶液，才可以结晶。搅拌速度不能快。降温速率一定要缓慢才好。
02 实验突破)
1．向饱和硫酸铜溶液中放入一小块硫酸铜晶体，条件不变，静置几天后，硫酸铜晶体的变化是(D)
A．形状、质量都不变
B．形状不变、质量增大
C．形状不变、质量减少
D．形状改变、质量不变
2．在利用冷却热饱和溶液来制备硫酸铜晶体的实验中需用到的仪器是(A)
A．烧杯 B．蒸发皿
C．天平 D．量筒
3．在制备较大颗粒的硫酸铜晶体时，下列需要注意的是(B)
①制备饱和溶液时，要防止溶液过饱和而析出晶体
②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 ③选用晶体时，应使用纯净的硫酸铜，防止灰尘落入溶液 ④过滤要快，防止饱和溶液迅速冷却而析出晶体
A．①②④ B．①②③④
C．②③④ D．①③④
4．下列关于结晶的说法不正确的是(C)
A．结晶是指有规则几何形状的晶体从溶液中析出的过程
B．不同物质的晶体从溶液中析出后，其几何形状可能不相同
C．结晶必须在蒸发溶液的时候才能进行
D．把硝酸钾晶体从其溶液中结晶出来最好采用冷却热饱和溶液法
5．如图是对20 ℃时一定质量的甲的溶液进行恒温蒸发结晶的实验过程，请回答：
(1)蒸发前原溶液是__不饱和__(填“饱和”或“不饱和”)溶液，n的数值是__11__。
(2)依据上述实验，你认为甲的溶解度随温度变化的趋势是__C__(填字母)的。
A．随温度升高而增大
B．随温度升高而减小
C．无法判断
6．在一个温度不变的密闭容器内，放入一杯饱和的硫酸铜溶液，用细线吊住一块有缺口的硫酸铜晶体浸在溶液中，过几天后观察到：晶体上的缺口__没有__(填“有”或“没有”)了；晶体的质量__不变__(填“减小”“增大”或“不变”)；此时的硫酸铜溶液是__饱和__(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
7．(上海中考)溶解是生活中常见的现象，不同物质在水中的溶解能力不同。
(1)下表是硝酸钾、氯化钠在不同温度下的溶解度(单位：克/100克水)。
温度(℃)
0
20
40
60
80
100
硝酸钾
13.3
31.6
63.9
110
169
246
氯化钠
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
①上表中的两种物质在40 ℃时，__硝酸钾__的溶解度较大；请用相应的数据列式表示该温度时硝酸钾饱和溶液的质量分数__×100%__(不要求计算)。
②请写出一种将硝酸钾的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法__降低温度(或加硝酸钾固体等)__。
③20 ℃时，将20克氯化钠放入50克水中，所得溶液的质量是__68__克。
④从氯化钠溶液中得到氯化钠晶体的方法是__蒸发结晶__。
(2)用硫酸铜进行如下图所示的实验，完成下列填空(用编号表示)。
所得三个溶液中：一定属于饱和溶液的是__A__，溶液中溶剂质量的大小关系是__B＞C＞A__。
8．如图所示为氯化钠和碳酸钠(俗称纯碱)在水中的溶解度曲线。请回答：
(1)当温度为10 ℃时，碳酸钠的溶解度为__10克__。
(2)当温度__小于30__℃__时，氯化钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度。
(3)生活在盐湖附近的人们习惯“夏天晒盐，冬天捞碱”。请你解释原因。
解：“夏天晒盐”：氯化钠的溶解度受温度影响不大，夏天温度高、水分蒸发快，氯化钠易结晶析出。“冬天捞碱”：碳酸钠的溶解度受温度影响变化大，冬天温度低，碳酸钠易析出。
第6节 物质的分离
第1课时 物质的结晶
01 知识管理)
1．晶体
特 点：有规则的几何外形和固定熔点。
2．结晶
定 义：溶液中无法再溶解的固体溶质以晶体的形式从溶液中__析出__的过程。
说 明：结晶与溶解是两个相反的过程。
获取方法：(1)蒸发溶剂：一般用于溶解度受温度影响__不大的__物质，如氯化钠。
(2)冷却热饱和溶液：适用于溶解度受温度影响__大的__物质，如硝酸钾。
3．结晶水合物
定 义：有些晶体里结合了一定数目的结晶水，称为结晶水合物，如硫酸铜晶体(俗称胆矾、蓝矾)。
风 化：相关结晶水合物在常温下和较干燥的空气里失去部分或全部结晶水的现象。
潮 解：某些易溶于水的物质吸收空气中的水分，在晶体表面逐渐形成溶液或全部溶解的现象。
02 基础题)
1．某温度下，硫酸铜热饱和溶液冷却到室温，观察到的现象是(A)
A．有蓝色晶体析出
B．溶液变为无色
C．溶液变为绿色
D．有白色晶体析出
2．(杭州中考)一杯70 ℃的硝酸钾饱和溶液，冷却后有晶体析出(晶体不含结晶水)，若不考虑溶剂的蒸发，则剩余溶液与原溶液相比(D)
A．由饱和溶液变为不饱和溶液
B．溶质质量不变
C．溶液质量不变
D．溶质的质量分数减小
3．下列关于结晶和晶体的说法，错误的是(D)
A．饱和溶液降温析出晶体后的溶液仍然是饱和溶液
B．降低饱和溶液的温度不一定有晶体析出
C．从溶液中析出的晶体不一定有结晶水
D．把溶液的溶剂蒸发一些一定会有晶体析出
4．要使食盐从溶液中大量析出，最好的方法是(B)
A．冷却溶液 B．蒸发溶剂
C．加热溶液 D．增大压强
5．下列关于海水晒盐原理的分析正确的是(D)
A．利用阳光照射，使海水升温得到粗盐
B．利用海风降温析出粗盐
C．利用海水在阳光下发生分解反应制得粗盐
D．利用阳光和风力使水分蒸发得到粗盐
6．把食盐水放在敞口容器里，让水分慢慢蒸发，溶液首先达到__饱和__状态，继续蒸发就会有__晶体__析出。对溶解度受温度影响变化不大的固体物质，一般就采用__蒸发__的方法得到固体，对溶解度受温度影响变化大的物质，欲获得晶体一般就采用__降低温度__的方法。
03 中档题)
7．将20 ℃时某硝酸钾溶液均分为两份，第一份恒温蒸发掉10克水，析出a克晶体；第二份恒温蒸发掉20克水，析出晶体b克。则a与b的关系正确的是(B)
A．2a＝b B．2a≤b C．2a≥b D．2a＜b
8．(金华中考)下表是固体甲和乙在不同温度时的溶解度，下列说法中正确的是(B)
温度/℃
0
20
40
100
甲溶解度/克
0.173
0.165
0.121
0.076
乙溶解度/克
13.3
31.6
63.9
246
A.20 ℃时，甲物质的饱和溶液升高温度会变为不饱和溶液
B．100 ℃时，乙物质的饱和溶液冷却到室温会析出晶体，但溶液仍饱和
C．20 ℃时，甲物质的溶质质量分数一定小于乙溶液的溶质质量分数
D．20 ℃时，100克乙物质加入100克水中，所得溶液的溶质质量分数等于50%
9．某同学在20 ℃时进行了如下实验，得到相应的溶液①～⑤，下列说法正确的是(已知硝酸钾的溶解度：20 ℃时为31.6克，50 ℃时为85.5克)(C)
A．保持温度不变，若在④中加入4.5克硝酸钾固体可得到饱和溶液
B．②③⑤中溶质的质量分数相等
C．①③④均为不饱和溶液
D．④→⑤可析出53.9克硝酸钾晶体
10．已知某物质在不同温度下的溶解度如下表所示，若把质量分数为32%的该溶液由50 ℃逐渐冷却，则开始有晶体析出的温度范围是(D)
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度/克
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
A.0～10 ℃ B．10～20 ℃
C．20～30 ℃ D．30～40 ℃
11．在较高温度下，某溶液所含的硝酸钾和氯化钠都已接近饱和，当其冷却至室温时，析出的晶体经检验几乎不含氯化钠，这是因为(C)
A．氯化钠的溶解度比硝酸钾的小
B．氯化钠的溶解度比硝酸钾的大
C．氯化钠的溶解度受温度的影响小
D．氯化钠的溶解度在室温下更大
12．下表是硝酸钾、氯化钠在不同温度下的溶解度。
温度/℃
0
10
20
30
40
50
硝酸钾
13.3
20.9
32
45.8
64
85.5
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
37
温度/℃
60
70
80
90
100
硝酸钾
110
138
169
202
246
氯化钠
37.3
37.8
38.4
39
39.8
(1)以上两种物质溶解度的变化受温度影响较小的是__氯化钠__。
(2)30 ℃时，硝酸钾的溶解度是__45.8__克。
(3)硝酸钾溶液中含有少量氯化钠时，可通过__降温结晶__的方法提纯。
(4)对(3)中析出的晶体和剩余溶液描述正确的是__Ⅰ__(填编号)。
Ⅰ.剩余溶液一定是硝酸钾饱和溶液
Ⅱ.剩余溶液一定是氯化钠不饱和溶液
Ⅲ.上述方法可以将两者完全分离
Ⅳ.析出的晶体中只含有硝酸钾
(5)在一定温度下，将含69克硝酸钾、18克氯化钠的混合物完全溶解在50克水中。改变温度使硝酸钾析出，氯化钠不析出，则温度T( ℃)的范围是__20～70__(硝酸钾和氯化钠溶解度互不影响)。
04 拓展题)
13．t ℃时，将一定质量的某物质的不饱和溶液分成三等份，分别加热蒸发溶剂。然后，把温度降至t ℃。已知从三份溶液中蒸发的溶剂分别为10克、20克、30克，析出晶体(不含结晶水)分别为a克、b克、c克，则a、b、c三者的关系是(A)
A．c＝2b－a B．c＝a＋b
C．c＝a＋2b D．c＝2a＋b
14．水是重要的物质，在实验室中常用于溶解物质、配制溶液。
(1)向50毫升水(密度为1克/毫升)中溶解一定量硝酸钾(KNO3)固体的操作如下，请根据如图实验现象及溶解度曲线回答问题。
①A、B、C中一定是饱和溶液的是__B__，一定是不饱和溶液的是__A__；(填字母)
②当x＝__5.8__克时，B中恰好没有固体剩余；
③硝酸钾从溶液中析出晶体常用__降温结晶或者冷却热的饱和溶液__的方法。
(2)根据下列仪器，欲配制一定质量分数的食盐溶液，回答下列问题。
①上面的仪器中除D、E外，还必须选用的仪器有__B、G__(填字母)；
②E的作用是__加速固体溶解__，配制的步骤可以概括为计算、称取和量取、__溶解__、装瓶贴标签。
第2课时 其他几种常用的分离方法
01 知识管理)
1．物质的分离方法
沉 淀 法：利用絮凝剂(明矾、活性炭)__吸附__水中的悬浮杂质，使其凝聚成较大的固体颗粒而沉到水底的方法。
过 滤 法：把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法。
吸 附 法：利用活性炭的吸附作用，吸附水中溶解的杂质、除去异味。
蒸 馏 法：利用液体混合物中各成分的__沸点__不同而进行分离的方法。
说 明：(1)蒸馏装置组成：蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接收器、锥形瓶。
(2)蒸馏瓶中要加几粒沸石或碎瓷片的目的：__防止加热时，出现液体暴沸__。
(3)冷却管的水应__下__进__上__出，有利于水蒸气的冷却。
2．过滤装置及注意事项
一贴：滤纸紧贴__漏斗内壁__。
二低：a.滤纸边缘低于__漏斗边缘__，
b．液面低于__滤纸边缘__。
三靠：a.烧杯口紧靠__玻璃棒__，
b．玻璃棒末端轻靠__三层__滤纸处，
c．漏斗末端紧靠__烧杯内壁__。
注 意：过滤只能除去不溶性杂质，不能除去可溶性杂质，过滤后所得的水不能看作纯水。
3．纯净物
定 义：由__一种物质__组成的物质。如蒸馏水、硫酸铜晶体等。
注 意：不能根据表面字眼“纯”、“混”、“洁净”等进行判断。如“冰水混合物”只有水一种物质，属于纯净物，而“洁净的空气”是由多种物质组成的混合物。
4．粗盐提纯
步 骤：(1)溶解；(2)过滤；(3)蒸发。
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。
(3)蒸发时__搅拌__，使各部分液体受热均匀，防止液体因局部过热飞溅出来。
注 意：精制后的盐样品仍然不纯净，含有一些可溶杂质。
5．自来水厂里水的净化
流 程：水样→沉淀池→过滤池→消毒池→净水。
注 意：“净水”不是纯净物。
02 基础题)
1．下列物质属于纯净物的是(A)
A．蒸馏水 B．矿泉水
C．自来水 D．天然水
2．下列方法中能除去溶液中不溶性固体杂质的是(C)
A．蒸馏 B．加热 C．过滤 D．吸附
3．下列仪器，在过滤时需要用到的是(D)
①试管 ②酒精灯 ③漏斗 ④蒸发皿 ⑤烧杯
⑥玻璃棒
A．①②③④⑤⑥ B．③④⑤⑥
C．②④⑥ D．③⑤⑥
4．将河水转变为供饮用的自来水的主要程序有：①化学沉降(用明矾)；②消毒杀菌(用漂白粉)；③自然沉降；④加热煮沸。合理的顺序是(C)
A．③②①④ B．③①④②
C．③①②④ D．①③④②
5．(南宁中考)下列是某同学进行过滤操作时的一些做法，其中错误的是(B)
A．让滤纸边缘低于漏斗口
B．直接向漏斗中倾倒待过滤的液体
C．让漏斗下端管口紧靠烧杯内壁
D．让漏斗中液面始终低于滤纸边缘
6．下列混合物可用过滤方法来分离的是(B)
A．水和蔗糖 B．铁粉和食盐
C．酒精和水 D．蔗糖和食盐
7．(宁波中考)在粗盐提纯的实验中，下列操作正确的是(B)
A．粗盐称量 B．粗盐溶解
C．浊液过滤 D．蒸发结晶
8．我市某学校科学实验考查“粗盐提纯”操作。请回答此实验操作相关问题：
(1)粗盐提纯的过程是__溶解__、过滤、蒸发。
(2)过滤操作需要用到的实验器材为烧杯、带铁圈的铁架台、滤纸、玻璃棒和__漏斗__。
03 中档题)
9．下列方法可使海水转化为饮用水的是(D)
A．过滤 B．静置沉淀
C．活性炭吸附 D．蒸馏
10．生活中常见的下列物质属于纯净物的是(A)
A．冰水 B．果汁
C．碘酒 D．食醋
11．过滤操作的下列步骤中错误的是(D)
A．取一张圆形滤纸，对折两次，打开成圆锥形，放入漏斗
B．如果滤纸高于漏斗边缘，用剪刀剪去多余部分，使滤纸的边缘比漏斗口稍低
C．用少量水润湿滤纸，使滤纸紧贴漏斗，滤纸层与漏斗壁间不留气泡
D．用玻璃棒轻轻搅动漏斗中液体，以加快过滤
12．由混有少量硝酸钾的食盐晶体，提取较纯的食盐，可供选择的实验步骤和结论有：①在较高的温度下制成该晶体的饱和溶液；②在常温下制成该晶体的饱和溶液；③升高溶液温度不断蒸发水分，直到大量固体析出；④降温至有较多量晶体析出；⑤过滤；⑥得到的晶体即是较纯的食盐。正确的操作步骤和结论是(D)
A．①④⑤⑥ B．①④⑥
C．②③⑥ D．②③⑤⑥
13．自来水厂的过滤池的作用是(C)
A．除去矿物质 B．杀菌消毒
C．除去不溶于水的杂质 D．除去各种杂质
14．分离混合物是人们改造、利用自然界物质的重要方法。分离混合物要根据各成分不同的性质选用不同的方法，下列说法不正确的是 (B)
A．过滤法是根据混合物各种成分的粒子大小不同
B．结晶法是利用混合物各成分在水中的溶解性不同
C．蒸馏法是利用混合物各成分的沸点不同
D．化学沉淀法是根据混合物各成分的化学性质不同
15．分离混合物的常见方法有：A.沉淀法；B.蒸馏法；C.过滤法；D.结晶法。请指出分离下列各组混合物分别采用的方法(填编号)。
(1)酒精和水的混合物__B__。
(2)西瓜榨汁后，将果肉和西瓜汁分离__C__。
(3)从甘蔗汁中得到蔗糖__D__。
16．(株洲中考)实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水来制取。操作方法是：在如图所示蒸馏烧瓶中加入约1/3体积的自来水，再加入几粒沸石(或碎瓷片)。在确定各连接部位严密不漏气后，加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈。弃去开始馏出的部分液体，收集到10毫升左右蒸馏水后，停止加热。请回答下列问题：
(1)写出仪器A、B的名称：A__酒精灯__，B__锥形瓶__。
(2)实验时冷凝管进、出水的方向应该是b进a出，不能a进b出的理由是__冷凝效果不好__。
(3)细心观察发现：该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，该仪器是__b__(填字母)。
a．三脚架 b．铁架台
c．泥三角 d．漏斗架
04 拓展题)
17．如图表示某市饮用水的净化过程，请回答下列问题。
(1)地下水中的细菌和颗粒等杂质比湖水、河水等地表水中的少，请说出一个原因__地下水经过了沙石、土壤等的过滤(或地表水易被污染等其他合理答案也可)__。
(2)在图中的沉淀池中，除了用静置的方法外，还可以用__加明矾(或池底铺沙砾等其他合理答案也可)__方法使水更干净。
(3)水质检验后，如果自来水在传输过程中存在细菌污染，人们在家中饮用该水之前应该如何处理？__加热煮沸(或加漂白粉等其他可在家中进行的合理方法也可)__。
(4)野炊时，如果要初步过滤浑浊的河水用于煮饭，可以用身边的物品(饮料瓶、手绢、细沙、小卵石等)制作一个简易净水器。请在空白处用图示或文字表示。
解：在切去底部、倒置的饮料瓶中，由下至上依次加入手绢、细沙和小卵石(或画图等其他合理答案也可)。
