13.物质的分离导学案
年级:八 学科:科学
课 题
13.物质的分离
第13次课
教学目标
1.能说出晶体与非晶体的主要区别;2.理解结晶的原理,了解晶体形成的几种方法;3.学会用结晶的方法制备晶体;4.知道净化水的几种常用方法;5.学会混合物的分离技能。
教学重难点
1.理解结晶的原理,了解晶体形成的几种方法;2.学会用结晶的方法制备晶体;3.知道净化水的几种常用方法;
教学(具)准备
教 学 活 动 设 计
个人修改记录
一.课前交流,了解学生上次课的复习情况。
二.知识梳理。
1、有规则的几何外形的固体是晶体。不同的晶体具有不同的形状。
2、结晶是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。
3、获得晶体的两种方法:
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(溶液较小);
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。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减小溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
4、水的净化
A、沉淀法:把水静置,使水中的杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。由于明矾或活性炭能使水中的悬浮杂质凝聚成一些较大的颗粒并慢慢沉到水底,因此,明矾、活性炭常用作凝聚剂。
B、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。
操作要点:一贴、二低、三靠
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;
玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;
倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起引流作用。
C、蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
6、沉淀、过滤及蒸发的比较:
温馨提示:
1.硫酸铜晶体的制备和生长实验。
(1)制备硫酸铜晶体的原理:冷却热饱和溶液。
(2)制备硫酸铜晶体的注意点:
①配制的硫酸铜饱和溶液不能有固体杂质;
②选择晶体的晶形要完整。
③影响晶体生长的因素有降温的快慢、溶剂蒸发的快慢等。晶体生长不能过快,否则将形成许多小晶体且晶形不完整。
④晶体生长过程中溶解和结晶两过程同时存在,但结晶速度略大于溶解速度。
2.制作过滤器
取一张圆形滤纸,对折两次,然后打开,使滤纸成圆锥形,放入漏斗内,使滤纸紧贴漏斗内壁,瓶使滤纸略低于漏斗口,用少量水润湿滤纸瓶使漏斗内壁之间没有气泡。
你知道为什么要润湿滤纸吗?如果留有气泡应怎么办?
【滤纸不用水润湿,无法紧贴漏斗内壁,会造成滤纸与漏斗之间有气泡,从而影响过滤速度,如果发现有气泡,应该用玻璃棒轻轻赶出。】
过滤用到的仪器
漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台
过滤时的注意事项:
一贴:制作过滤器时,滤纸要紧贴漏斗内壁,中间不留气泡。
二低:滤纸边缘比漏斗口低,漏斗内液面比滤纸边缘低。
三靠:盛待过滤液体的烧杯尖嘴紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻靠三层滤纸的一边,防止戳破滤纸;漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,防止过滤时滤液溅出。
最后把泥浆水沿玻璃棒倒进过滤漏斗中。
从漏斗中取出滤纸,细心观察,滤纸上留下了什么?泥浆水发生了什么变化?
【滤纸上留下了固体物质,泥浆水变得清澈盘里。】
如果二次过滤的滤液仍常浑浊时,应怎样做?
【应检查实验装置瓶分析原因,例如滤纸破损,过滤时液面高于滤纸边缘、仪器不洁净等。】
你能分析出滤纸破损的原因吗?
【没有用玻璃棒引流,直接将过滤液倒入过滤器冲破滤纸;玻璃棒放在单层滤纸一边,捅破滤纸;用玻璃棒在过滤器内搅拌了。】
3.用下列材料:容量1.5 升的塑料瓶1 只、带导管的橡皮塞、活性炭、纱布、细沙、沙砾、碎石、棉花,制作一个沙石过滤器。
用具有吸附作用的固体过滤液体,不仅可以滤去液体中的不溶性物质,还可以吸附掉一些溶解的杂质,除去异味。市场上出售的净水器,有些就是利用活性炭吸附、过滤水中的杂质。
经上述沉淀、过滤、吸附等净化处理,浑浊的水变澄清了,但所得的水仍然不是纯水。
市场上出售的净水器,有些就是利用活性炭吸附、过滤水中的杂质。
要得到纯净的水,还必须经过蒸馏。
视频:实验室制取少量蒸馏水
活动:将上述处理过的滤液和防爆沸的小石粒一起放进蒸馏烧瓶内,按图所示装置进行蒸馏。蒸馏得到的水是怎样的?烧瓶里留下了什么?
【得到的水清澈透明,烧瓶里留下少量固体。】
把水加热至沸腾,产生的水蒸气经冷却形成液态水的方法称为蒸馏法。用这种方法收集到的水就是蒸馏水。
蒸馏时,蒸馏瓶中应放入几片碎瓷片的目的是什么?
【防止液体暴沸,液体会喷溅而出】
为什么操作时将温度计的水银球放于蒸馏瓶的支管片?
【便于观察温度的变化,确定所接液体的种类】
蒸馏时,冷凝管中要下端进水上端出水的原因是什么?
【防止冷凝器冷凝时受热不匀出现炸裂,同时逆流冷凝效果好。】
注意:对于净化不可理解为蒸馏,并不是将所有的杂质去除,而是将有毒有害的物质去除。
蒸馏水里不再含有杂质,只含水一种物质。这种由一种物质组成的物质,叫做纯净物。
如氧气、水、氯化钠、铜、铝等。
纯净物与混合物的比较
纯净物
混合物
定义
只由一种物质组成的物质
由多种物质组成的物质
区别
成分单一,有固定的组成、性质。
成分至少两种,没有固定的组成,性质,各成分保持自己原有的化学性质。
联系
纯净物组成混合物,混合物分离得到纯净物。
粗盐提纯
人们从盐田里得到的是含许多杂质的粗盐,而我们食用的盐是从粗盐中提取得来的。那么,粗盐是怎样提炼为食用盐的呢?
1.首先,研究粗盐中可能含有哪些杂质。将4匙粗盐放在纸上,用放大镜进行观察,记录并描述粗盐。你认为粗盐中可能含有的物质是较多的可溶性杂质和不溶性杂质。
2.怎样使用已有的实验仪器和已学的物质分离方法将粗盐中的各种成分分离开来,制成精盐?你的设想是:用过滤法除去泥沙等不溶性杂质,用蒸发结晶法除去氯化镁、氯化钙等。
三.典例精析。
A组
【例1】下列关于结晶和晶体的说法错误的是( )
A.饱和溶液降温析出晶体后的溶液还是饱和溶液 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中不一定含有结晶水 D.把溶液的溶剂蒸发掉一些一定会析出晶体
【例2】将60 ℃的硝酸钾溶液降温至20 ℃,有晶体析出。有关该过程的说法错误的是( )
A.60 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液 B.20 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
C.硝酸钾的溶解度随温度降低而减小 D.硝酸钾的晶体可采用降温结晶的方法得到
【例3】据《说文解字》记载,我们的祖先在神农氏时代就开始利用海水晒盐。如图海水晒盐的原理是( )
A.日晒风吹使海水中的食盐蒸发 B.日晒风吹使溶液由饱和变为不饱和
C.日晒风吹使水分蒸发、晶体析出 D.日晒风吹使食盐的溶解度变小
【例4】下列关于结晶和晶体的说法错误的是( )
A.饱和溶液降温析出晶体后的溶液仍是饱和溶液
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含结晶水
D.从饱和的硫酸铜溶液中结晶析出的胆矾是混合物
【例5】t ℃时,将一定量的某物质的溶液分成三等份,分别加热,再降温到t ℃。已知从三份溶液中蒸发掉的溶剂分别为10克、20克、30克,析出的晶体分别为a克、b克、c克,则a、b、c三者关系为( )
A.c=a+b B.c=a+2b C.c=2a+b D.c=2b-a
【例6】如图所示为A、B、C三种物质的溶解度曲线,请回答问题:
(1)把A、B、C分别放入100克水中配成t3℃时的饱和溶液,再冷却到t1℃,则析出晶体最多的是______,没有晶体析出的是______。
(2)若要把混在A中的少量C除去,则应采用______________的方法;若要使C从饱和溶液中结晶出来,则应采用______________的方法。
【例7】20 ℃时100克某硝酸钾溶液,经过以下变化,恢复到20 ℃,最终析出晶体的质量是( )
A.小于3克 B.等于3克 C.大于3克 D.大于等于3克
【例8】我国科学家侯德榜创造了一种著名的纯碱生产方法,即“联合制碱法”。将氯化铵与剩余的氯化钠的混合溶液降温,氯化铵晶体大量析出,而氯化钠却仍留在了溶液中。你认为氯化铵先结晶的原因可能是______________________。
【例9】有些金属的氢氧化物有相似的化学性质,但物理性质却有所不同,如氢氧化钙与氢氧化钡的溶解度就存在一定的差异,如下表所示:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)图中表示氢氧化钙溶解度曲线的是_____(填“A”或“B”)。如果要将氢氧化钙的不饱和溶液变为饱和溶液,可采取的方法是______________。
(2)现有常温时含氢氧化钙、氢氧化钡两种溶质的某饱和溶液,若要想得到较纯净的氢氧化钡溶液,可采取的物理方法为____________。
B组
【例10】自然界的水因含有许多杂质而需要净化,下列操作中不能使水得到净化的是( )
A.蒸馏 B.活性炭吸附 C.加入肥皂水 D.过滤
【例11】下列各组物质,可用过滤的方法来分离的是( )
A.果汁和果渣 B.硝酸钾和氯化钠 C.水和酒精 D.铁粉和铜粉
【例12】下列物质属于纯净物的是( )
A.洁净的空气 B.清澈的海水 C.蒸馏水 D.自来水
【例13】在粗盐提纯实验中,将滤液放在蒸发皿中用酒精灯加热,应停止加热时出现的现象是( )
A.水分全部蒸发 B.滤液开始沸腾 C.出现大量固体 D.出现少量固体
四.当堂检测。
A组
1.下列物质不属于结晶水合物的是(?)
A.?食盐 B.?石碱 C.?胆矾 D.?明矾
2.下列说法中,正确的是( )
A.溶液蒸发溶剂后一定有晶体析出 B.食盐和硝酸钾都是晶体,但它们的晶体形状不同
C.熔化的玻璃冷却后结块属于结晶现象 D.不带结晶水的晶体都是经风化而成的
3.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.烧杯 B.蒸发皿 C.天平 D.量筒
4.将某温度下的硫酸铜热饱和溶液冷却至室温,观察到的现象是( )
A.有蓝色晶体析出 B.有白色晶体析出 C.溶液由无色变蓝色 D.溶液由蓝色变无色
5.下列说法中,正确的是(? )?A. 从溶液中结晶析出的晶体都含结晶水?B. 结晶水合物里含有水分子,所以它是混合物?C. 饱和溶液冷却析出晶体后的溶液一定是饱和溶液?D. 从热的饱和硝酸钾溶液中获得硝酸钾晶体的最好方法是蒸发溶剂
6.某同学发现含硝酸钾和氯化钠且都接近饱和的热溶液,在降到室温时不能析出氯化钠。这是因为( )
A.氯化钠溶解度受温度影响小 B.氯化钠溶解度比硝酸钾大C.氯化钠溶解度在室温下更大 D.氯化钠的化学性质不活泼
7.人们通常把_______________的过程叫做结晶。结晶的方法主要有____法和_____法。当晶体从饱和溶液中析出后,剩余的液体被称为母液,它通常是______(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
8.下表是3种物质在不同温度时的溶解度,根据表格信息答题。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶
解
度/g
氯化钠
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
硝酸钾
13.3
31.6
63.9
110
169
246
氢氧化钙
0.18
0.16
0.14
0.12
0.09
0.07
(1)某饱和溶液随温度升高有固体析出,则该饱和溶液的溶质是___________。
(2)要配制20℃时氯化钠饱和溶液100g,需要氯化钠的质量为_________g(保留一位小数)。
(3)某硝酸钾晶体中混有少量氯化钠杂质,可先加热使其溶解,再采用_________的方法得到较纯净的硝酸钾晶体。
9.在采用冷却热饱和溶液的方法制备硫酸铜晶体的实验过程中,硫酸铜溶液中的溶质质量分数的变化图像是( )
A B C D
10.【杭州】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( )
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
11.t℃时,将一定量硝酸钾的不饱和溶液平均分为三份,分别恒温蒸发出水的质量为5g、10g、15g,析出硝酸钾晶体的质量依次为ag、bg、cg,则a、b、c三者的关系为( )
A.c=a+b B.c=2b-a C.c=a+2b D.c=2a-b
12.如图所示为对20℃一定质量的甲溶液进行恒温蒸发结晶的实验过程,请据图回答下列问题:
蒸发前原溶液是________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
w的数值是__________。
依据上述实验,你认为甲的溶解度随温度变化的趋势是___________(填字母)
A.随温度的升高而增大 B.随温度的升高而减小 C.无法判断
13.如图所示,一木块漂浮于50℃的硝酸钾饱和溶液中,当温度改变时(不考虑由此引起的木块和溶液的体积变化),木块浸入液体的体积增大。
(1)由此推断出温度的改变方式为___________(填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)同时观察到烧杯底部硝酸钾晶体__________(填“增大”“不变”或“减少”)。
(3)导致木块浸入液体体积增大的原因是_______________________________________。
14.卤水是海水中提取食盐后的母液,常含有氯化镁、氯化钠、硫酸镁、氯化钾等,可进一步加工制得一些重要的产品。现按下列步骤对卤水进行处理,试根据有关物质的溶解度曲线(如图所示)回答下列问题:
将卤水加热升温到60℃以上,随着水分的蒸发,会逐渐析出晶体,这时得到的晶体的主要成分是__________________________。
过滤出上述晶体后,将滤液降温到30℃以下,还会逐渐析出晶体,这时得到的晶体的主要成分是________________________________。
将第(2)步操作得到的晶体用一定量的冷水洗涤,最后可以得到比较纯净的_____晶体。
如图所示为固体A、B、C在不同温度时的溶解度曲线,请据图回答下列问题:
若饱和溶液B中混有少量的A,最好采用____________________的方法提纯B。
将80℃时A、B、C三种物质的饱和溶液降温到60℃,其中溶质质量分数不变的物质是___________________________________。
精制A时,通常采用蒸发溶剂的方法而不用降低溶液温度的方法。请据图分析,其原因是______________________________________________________________________。
课后作业
B组
1. 下列各图所表示的实验操作,可以使食盐水中的食盐结晶析出的是( )
A. B. C. D.
2. 对下列实验方法的理解,不正确的是( )
A.过滤与筛选的原理是类似的,都是把颗粒大小不同的物质分离开
B.蒸发就是使溶液中的溶剂分子在外界条件的影响下逸出液面
C.蒸馏就是使液体中的分子在外界条件的影响下逸出液面再重新凝结为液体
D.结晶就是把溶液中的溶质转化为难溶的沉淀析出
3. 将60 ℃的硝酸钾溶液降温至20 ℃,有晶体析出。有关该过程的说法错误的是( )
A.60 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
B.20 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
C.硝酸钾的溶解度随温度降低而减小
D.硝酸钾的晶体可采用降温结晶的方法得到
4. 操作Ⅰ:用滴管吸取饱和的食盐水,将其滴在玻璃片上,放置在空气中一段时间后,溶液变干,玻璃片上留下了食盐晶体。
操作Ⅱ:在30毫升的沸水中不断加入硝酸钾至不再溶解为止,将上层热的饱和溶液倒入到另一只烧杯里,把盛有热饱和溶液的烧杯放在冷水中降温,溶液底部析出晶体。
下列观点错误的是( )
A.操作Ⅰ、Ⅱ的结晶方法分别为蒸发和冷却热饱和溶液
B.对于溶解度受温度变化影响不大的物质可用操作Ⅰ的方式从溶液中分离出溶质
C.对于溶解度随温度升高而显著增大的物质可用操作Ⅱ的方式从溶液中分离出溶质
D.两种结晶方式不能结合起来从溶液中分离出溶质
5. 海水晒盐的原理是利用日晒风吹蒸发海水中的水分,使氯化钠晶体析出.下图能正确表示海水晒盐过程中,海水中NaCl的质量分数(A%)与蒸发时间(t)的关系是( )
A B C D .
6. 黄河是我们的母亲河,化学学习小组的同学经过调查和收集资料得知,可以通过①化学沉降(用少量明矾) ②杀菌消毒(用氯气) ③自然沉降 ④过滤等几个步骤对黄河水进行净化.请选择合理的操作顺序( )
A.①③②④ B.①③④② C.③④①② D.③①④②
7. 下列净化水的操作可以降低水的硬度的是( )
A.静置 B.吸附 C.过滤 D.蒸馏
(二)、综合提升
8. 自然界的天然水,如河水、湖水、井水、海水等都是_______(纯净物或混合物);因含有杂质常呈现_______(清澈或混浊).
9. 在浑浊的天然水中加入明矾,搅拌溶解后静置,观察到的现象是_______;明矾的作用是对杂质_______,使杂质_______来达到净化水的目的.
10. 如图是某同学用来除去水中难溶性杂质时所采用的过滤操作图,试回答:
(1)有标号仪器的名称是a_______,b_______,c_______.
(2)图中还缺少的一种仪器是_______,其作用是_______
(3)该图中存在的三处明显错误是:
①____________________________;
②____________________________;
③____________________________.
11.小明同学去九仙山旅游时,用瓶装了一些山下的泉水,带回实验室,在老师的指导下,按下列流程进行实验,制取蒸馏水。请回答下列问题
(1)取水后加入明矾的作用是____________。
(2)进行过滤操作时,下列做法错误的是____________。
A.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 B.漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁
C.滤纸的边缘要低于漏斗口 D.液面不要低于滤纸边缘
(3)向滤液中加入活性炭,利用其____________性,除 去水样中的色素和异味。
(4)在制取蒸馏水的过程中,在水中要放碎瓷片,其作用是____________。
13.物质的分离导学案
年级:八 学科:科学
课 题
13.物质的分离
第13次课
教学目标
1.能说出晶体与非晶体的主要区别;2.理解结晶的原理,了解晶体形成的几种方法;3.学会用结晶的方法制备晶体;4.知道净化水的几种常用方法;5.学会混合物的分离技能。
教学重难点
1.理解结晶的原理,了解晶体形成的几种方法;2.学会用结晶的方法制备晶体;3.知道净化水的几种常用方法;
教学(具)准备
教 学 活 动 设 计
个人修改记录
一.课前交流,了解学生上次课的复习情况。
二.知识梳理。
1、有规则的几何外形的固体是晶体。不同的晶体具有不同的形状。
2、结晶是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。
3、获得晶体的两种方法:
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(溶液较小);
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。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减小溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
4、水的净化
A、沉淀法:把水静置,使水中的杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。由于明矾或活性炭能使水中的悬浮杂质凝聚成一些较大的颗粒并慢慢沉到水底,因此,明矾、活性炭常用作凝聚剂。
B、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。
操作要点:一贴、二低、三靠
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;
玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;
倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起引流作用。
C、蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
6、沉淀、过滤及蒸发的比较:
温馨提示:
1.硫酸铜晶体的制备和生长实验。
(1)制备硫酸铜晶体的原理:冷却热饱和溶液。
(2)制备硫酸铜晶体的注意点:
①配制的硫酸铜饱和溶液不能有固体杂质;
②选择晶体的晶形要完整。
③影响晶体生长的因素有降温的快慢、溶剂蒸发的快慢等。晶体生长不能过快,否则将形成许多小晶体且晶形不完整。
④晶体生长过程中溶解和结晶两过程同时存在,但结晶速度略大于溶解速度。
2.制作过滤器
取一张圆形滤纸,对折两次,然后打开,使滤纸成圆锥形,放入漏斗内,使滤纸紧贴漏斗内壁,瓶使滤纸略低于漏斗口,用少量水润湿滤纸瓶使漏斗内壁之间没有气泡。
你知道为什么要润湿滤纸吗?如果留有气泡应怎么办?
【滤纸不用水润湿,无法紧贴漏斗内壁,会造成滤纸与漏斗之间有气泡,从而影响过滤速度,如果发现有气泡,应该用玻璃棒轻轻赶出。】
过滤用到的仪器
漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台
过滤时的注意事项:
一贴:制作过滤器时,滤纸要紧贴漏斗内壁,中间不留气泡。
二低:滤纸边缘比漏斗口低,漏斗内液面比滤纸边缘低。
三靠:盛待过滤液体的烧杯尖嘴紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻靠三层滤纸的一边,防止戳破滤纸;漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,防止过滤时滤液溅出。
最后把泥浆水沿玻璃棒倒进过滤漏斗中。
从漏斗中取出滤纸,细心观察,滤纸上留下了什么?泥浆水发生了什么变化?
【滤纸上留下了固体物质,泥浆水变得清澈盘里。】
如果二次过滤的滤液仍常浑浊时,应怎样做?
【应检查实验装置瓶分析原因,例如滤纸破损,过滤时液面高于滤纸边缘、仪器不洁净等。】
你能分析出滤纸破损的原因吗?
【没有用玻璃棒引流,直接将过滤液倒入过滤器冲破滤纸;玻璃棒放在单层滤纸一边,捅破滤纸;用玻璃棒在过滤器内搅拌了。】
3.用下列材料:容量1.5 升的塑料瓶1 只、带导管的橡皮塞、活性炭、纱布、细沙、沙砾、碎石、棉花,制作一个沙石过滤器。
用具有吸附作用的固体过滤液体,不仅可以滤去液体中的不溶性物质,还可以吸附掉一些溶解的杂质,除去异味。市场上出售的净水器,有些就是利用活性炭吸附、过滤水中的杂质。
经上述沉淀、过滤、吸附等净化处理,浑浊的水变澄清了,但所得的水仍然不是纯水。
市场上出售的净水器,有些就是利用活性炭吸附、过滤水中的杂质。
要得到纯净的水,还必须经过蒸馏。
视频:实验室制取少量蒸馏水
活动:将上述处理过的滤液和防爆沸的小石粒一起放进蒸馏烧瓶内,按图所示装置进行蒸馏。蒸馏得到的水是怎样的?烧瓶里留下了什么?
【得到的水清澈透明,烧瓶里留下少量固体。】
把水加热至沸腾,产生的水蒸气经冷却形成液态水的方法称为蒸馏法。用这种方法收集到的水就是蒸馏水。
蒸馏时,蒸馏瓶中应放入几片碎瓷片的目的是什么?
【防止液体暴沸,液体会喷溅而出】
为什么操作时将温度计的水银球放于蒸馏瓶的支管片?
【便于观察温度的变化,确定所接液体的种类】
蒸馏时,冷凝管中要下端进水上端出水的原因是什么?
【防止冷凝器冷凝时受热不匀出现炸裂,同时逆流冷凝效果好。】
注意:对于净化不可理解为蒸馏,并不是将所有的杂质去除,而是将有毒有害的物质去除。
蒸馏水里不再含有杂质,只含水一种物质。这种由一种物质组成的物质,叫做纯净物。
如氧气、水、氯化钠、铜、铝等。
纯净物与混合物的比较
纯净物
混合物
定义
只由一种物质组成的物质
由多种物质组成的物质
区别
成分单一,有固定的组成、性质。
成分至少两种,没有固定的组成,性质,各成分保持自己原有的化学性质。
联系
纯净物组成混合物,混合物分离得到纯净物。
粗盐提纯
人们从盐田里得到的是含许多杂质的粗盐,而我们食用的盐是从粗盐中提取得来的。那么,粗盐是怎样提炼为食用盐的呢?
1.首先,研究粗盐中可能含有哪些杂质。将4匙粗盐放在纸上,用放大镜进行观察,记录并描述粗盐。你认为粗盐中可能含有的物质是较多的可溶性杂质和不溶性杂质。
2.怎样使用已有的实验仪器和已学的物质分离方法将粗盐中的各种成分分离开来,制成精盐?你的设想是:用过滤法除去泥沙等不溶性杂质,用蒸发结晶法除去氯化镁、氯化钙等。
三.典例精析。
A组
【例1】下列关于结晶和晶体的说法错误的是( )
A.饱和溶液降温析出晶体后的溶液还是饱和溶液 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中不一定含有结晶水 D.把溶液的溶剂蒸发掉一些一定会析出晶体
解析:A. 饱和溶液降温析出晶体后的溶液仍然是饱和溶液,说法正确,故A正确;
B. 只有溶解度随温度升高而升高的物质,饱和溶液当温度降低时一定会析出溶质;则降低饱和溶液的温度不一定有晶体析出,如氢氧化钙降温,就无晶体析出,故B正确;
C. 从溶液中析出的晶体不一定有结晶水,说法正确,故C正确。
D. 把溶液的溶剂蒸发一些一定会有晶体析出,说法产物。故D错误。
故选:D。
【例2】将60 ℃的硝酸钾溶液降温至20 ℃,有晶体析出。有关该过程的说法错误的是( )
A.60 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液 B.20 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
C.硝酸钾的溶解度随温度降低而减小 D.硝酸钾的晶体可采用降温结晶的方法得到
解析:A.?60℃时的一杯硝酸钾溶液降温至20℃,结果有晶体析出,原溶液可能接近饱和,也可能不饱和,故A错;
B. 由于降温后有晶体析出,故20℃时的溶液一定是饱和溶液,故B正确;
C.?60℃的硝酸钾溶液降温至20℃,有晶体析出,说明硝酸钾的溶解度随温度降低而减小,故C正确;
D. 根据硝酸钾溶解度的变化特点,要得到硝酸钾的晶体可采用降温结晶的方法。
故选A
【例3】据《说文解字》记载,我们的祖先在神农氏时代就开始利用海水晒盐。如图海水晒盐的原理是( )
A.日晒风吹使海水中的食盐蒸发 B.日晒风吹使溶液由饱和变为不饱和
C.日晒风吹使水分蒸发、晶体析出 D.日晒风吹使食盐的溶解度变小
解析:A、从食盐溶液中获得食盐主要利用阳光和风蒸发水分,使氯化钠成晶体析出,而不是使海水中的氯化钠蒸发出来,故选项说法错误。B、从食盐溶液中获得食盐主要利用阳光和风蒸发水分,使氯化钠成晶体析出,而不是风吹日晒使溶液有饱和变为不饱和,故选项说法错误。C、食盐的溶解度受温度的影响小,从食盐溶液中获得食盐主要利用阳光和风蒸发水分,使海水中的水分蒸发掉,使氯化钠结晶出来,故选项说法正确。D、从食盐溶液中获得食盐主要利用阳光和风蒸发水分,使氯化钠成晶体析出,而不是日晒可使氯化钠的溶解度变小,故选项说法错误。故选:C。
【例4】下列关于结晶和晶体的说法错误的是( )
A.饱和溶液降温析出晶体后的溶液仍是饱和溶液
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含结晶水
D.从饱和的硫酸铜溶液中结晶析出的胆矾是混合物
解析:A. 饱和溶液降温析出晶体后的溶液仍然是饱和溶液,说法正确,故A正确;
B. 只有溶解度随温度升高而升高的物质,饱和溶液当温度降低时一定会析出溶质;则降低饱和溶液的温度不一定有晶体析出,如氢氧化钙降温,就无晶体析出,故B正确;
C. 从溶液中析出的晶体不一定有结晶水,说法正确,故C正确。
D. 胆矾是纯净物,故原说法错误。故D错误。
故选:D。
【例5】t ℃时,将一定量的某物质的溶液分成三等份,分别加热,再降温到t ℃。已知从三份溶液中蒸发掉的溶剂分别为10克、20克、30克,析出的晶体分别为a克、b克、c克,则a、b、c三者关系为( )
A.c=a+b B.c=a+2b C.c=2a+b D.c=2b-a
【解析】将三份溶液加热蒸发时,析出晶体的情况按每蒸发10克水为一阶段,如图所示:
由图可看出,三份溶液第一阶段各蒸发10克水,均应析出a克晶体,剩余溶液均为该温度下的饱和溶液,图示中各阶段蒸发10克水析出晶体的质量应相同。图乙第二阶段蒸发10克水,析出晶体(b-a)克,图丙第二、三阶段每蒸发10克水,析出晶体(c-a)/2,则有b-a=(c-a)/2,得c=2b-a,故选D。
【例6】如图所示为A、B、C三种物质的溶解度曲线,请回答问题:
(1)把A、B、C分别放入100克水中配成t3℃时的饱和溶液,再冷却到t1℃,则析出晶体最多的是______,没有晶体析出的是______。
(2)若要把混在A中的少量C除去,则应采用______________的方法;若要使C从饱和溶液中结晶出来,则应采用______________的方法。
答案:(1)A?; B(2)冷却热饱和溶液?; 蒸发溶剂。
解析:(1)溶解度随温度降低而减小的物质的饱和溶液,降温时会结晶,如A、C两种物质,降温幅度相同时,A物质的溶解度减小幅度最大,则结晶时析出的晶体最多;C物质的溶解度减小幅度较小,则结晶时析出晶体较少。而B物质的溶解度随温度降低而增大,降温时不会结晶。(2)对混有少量C物质的A物质的溶液进行冷却时,由于C的溶解度受温度影响很小,且不饱和,所以C不会结晶,由于A的溶解度随温度降低而显著减小,将会大量结晶。因此采用冷却热饱和溶液的方法可以把混在A中的少量C除去。
【例7】20 ℃时100克某硝酸钾溶液,经过以下变化,恢复到20 ℃,最终析出晶体的质量是( )
A.小于3克 B.等于3克 C.大于3克 D.大于等于3克
解析:D。解:若第一次蒸发10g水恰好形成的是饱和溶液,根据第二次蒸发10g水析出3g晶体,说明10g水恰好溶解3g晶体,则第三次蒸发10g水析出晶体的质量是3g,若第一次蒸发10g水形成的是不饱和溶液,则第二次蒸发10g水析出3g晶体,需要先蒸发一部分水形成饱和溶液,再蒸发水才能析出晶体,说明10g水中溶解的晶体质量大于3g,故第三次仍蒸发掉10g水,再次冷却到20℃时,析出的晶体的质量大于3g。
综上所述,本题正确答案为D。
【例8】我国科学家侯德榜创造了一种著名的纯碱生产方法,即“联合制碱法”。将氯化铵与剩余的氯化钠的混合溶液降温,氯化铵晶体大量析出,而氯化钠却仍留在了溶液中。你认为氯化铵先结晶的原因可能是______________________。
解析:氯化铵溶解度受温度影响较大,且随温度降低而明显减小,而氯化钠溶解度受温度影响不大。
【例9】有些金属的氢氧化物有相似的化学性质,但物理性质却有所不同,如氢氧化钙与氢氧化钡的溶解度就存在一定的差异,如下表所示:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)图中表示氢氧化钙溶解度曲线的是_____(填“A”或“B”)。如果要将氢氧化钙的不饱和溶液变为饱和溶液,可采取的方法是______________。
(2)现有常温时含氢氧化钙、氢氧化钡两种溶质的某饱和溶液,若要想得到较纯净的氢氧化钡溶液,可采取的物理方法为____________。
解析:B;升高温度;加热后趁热过滤。解:(1)根据题干中数据可以知道,随着温度的升高氢氧化钙的溶解度越来越小,所以图中的B曲线符合这一趋势,故B为氢氧化钙的溶解度曲线;(2)将氢氧化钙的不饱和溶液转化为饱和溶液,可以向溶液中加入氢氧化钙或者恒温蒸发溶剂的方法,因为氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低,所以也可以采取升高溶液温度的方法使溶液变为饱和溶液;(3)氢氧化钙的溶解度较小且随温度的降低而增大,氢氧化钡的溶解度随温度的升高而增大且受温度变化影响较大,所以可以采取加热后趁热过滤或者是冷却热饱和的方法得到氢氧化钡晶体,然后过滤,再将晶体溶于蒸馏水.因此,本题正确答案是:(1)B;(2)升高温度(或恒温蒸发溶剂、加氢氧化钙、加生石灰等);(3)加热后趁热过滤(或升高温度后立即过滤;降温结晶、过滤,再将晶体溶于蒸馏水)。
B组
【例10】自然界的水因含有许多杂质而需要净化,下列操作中不能使水得到净化的是( C )
A.蒸馏 B.活性炭吸附 C.加入肥皂水 D.过滤
【例11】下列各组物质,可用过滤的方法来分离的是( A )
A.果汁和果渣 B.硝酸钾和氯化钠 C.水和酒精 D.铁粉和铜粉
【例12】下列物质属于纯净物的是( C )
A.洁净的空气 B.清澈的海水 C.蒸馏水 D.自来水
【例13】在粗盐提纯实验中,将滤液放在蒸发皿中用酒精灯加热,应停止加热时出现的现象是( C )
A.水分全部蒸发 B.滤液开始沸腾 C.出现大量固体 D.出现少量固体
四.当堂检测。
A组
1.下列物质不属于结晶水合物的是(?A )
A.?食盐 B.?石碱 C.?胆矾 D.?明矾
2.下列说法中,正确的是( B )
A.溶液蒸发溶剂后一定有晶体析出 B.食盐和硝酸钾都是晶体,但它们的晶体形状不同
C.熔化的玻璃冷却后结块属于结晶现象 D.不带结晶水的晶体都是经风化而成的
3.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
4.将某温度下的硫酸铜热饱和溶液冷却至室温,观察到的现象是( A )
A.有蓝色晶体析出 B.有白色晶体析出 C.溶液由无色变蓝色 D.溶液由蓝色变无色
5.下列说法中,正确的是(?C )?A. 从溶液中结晶析出的晶体都含结晶水?B. 结晶水合物里含有水分子,所以它是混合物?C. 饱和溶液冷却析出晶体后的溶液一定是饱和溶液?D. 从热的饱和硝酸钾溶液中获得硝酸钾晶体的最好方法是蒸发溶剂
6.某同学发现含硝酸钾和氯化钠且都接近饱和的热溶液,在降到室温时不能析出氯化钠。这是因为( )
A.氯化钠溶解度受温度影响小 B.氯化钠溶解度比硝酸钾大C.氯化钠溶解度在室温下更大 D.氯化钠的化学性质不活泼
解析:冷却硝酸钾和氯化钠的热饱和溶液,析出的晶体中几乎不含氯化钠,是因为氯化钠的溶解度受温度变化影响很小,几乎不随温度的降低而降低,故几乎不析出氯化钠晶体,与化学性质无关所以选A。
人们通常把_______________的过程叫做结晶。结晶的方法主要有____法和_____法。当晶体从饱和溶液中析出后,剩余的液体被称为母液,它通常是______(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
答案:溶液中析出晶体,蒸发溶剂,冷却热饱和溶液,饱和。
8.下表是3种物质在不同温度时的溶解度,根据表格信息答题。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶
解
度/g
氯化钠
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
硝酸钾
13.3
31.6
63.9
110
169
246
氢氧化钙
0.18
0.16
0.14
0.12
0.09
0.07
(1)某饱和溶液随温度升高有固体析出,则该饱和溶液的溶质是 氢氧化钙___。
(2)要配制20℃时氯化钠饱和溶液100g,需要氯化钠的质量为____26.5_____g(保留一位小数)。
(3)某硝酸钾晶体中混有少量氯化钠杂质,可先加热使其溶解,再采用_降温结晶________的方法得到较纯净的硝酸钾晶体。
9.在采用冷却热饱和溶液的方法制备硫酸铜晶体的实验过程中,硫酸铜溶液中的溶质质量分数的变化图像是( C )
A B C D
10.【杭州】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
11.t℃时,将一定量硝酸钾的不饱和溶液平均分为三份,分别恒温蒸发出水的质量为5g、10g、15g,析出硝酸钾晶体的质量依次为ag、bg、cg,则a、b、c三者的关系为( B )
A.c=a+b B.c=2b-a C.c=a+2b D.c=2a-b
12.如图所示为对20℃一定质量的甲溶液进行恒温蒸发结晶的实验过程,请据图回答下列问题:
蒸发前原溶液是________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
w的数值是__________。
依据上述实验,你认为甲的溶解度随温度变化的趋势是___________(填字母)
A.随温度的升高而增大 B.随温度的升高而减小 C.无法判断
答案:(1)不饱和;(2)9;(3)C
13.如图所示,一木块漂浮于50℃的硝酸钾饱和溶液中,当温度改变时(不考虑由此引起的木块和溶液的体积变化),木块浸入液体的体积增大。
(1)由此推断出温度的改变方式为___________(填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)同时观察到烧杯底部硝酸钾晶体__________(填“增大”“不变”或“减少”)。
(3)导致木块浸入液体体积增大的原因是_______________________________________。
答案:(1)降低;(2)增多;(3)硝酸钾的溶液中有溶质析出,溶液的密度减小。
14.卤水是海水中提取食盐后的母液,常含有氯化镁、氯化钠、硫酸镁、氯化钾等,可进一步加工制得一些重要的产品。现按下列步骤对卤水进行处理,试根据有关物质的溶解度曲线(如图所示)回答下列问题:
将卤水加热升温到60℃以上,随着水分的蒸发,会逐渐析出晶体,这时得到的晶体的主要成分是__氯化钠和硫酸镁______。
过滤出上述晶体后,将滤液降温到30℃以下,还会逐渐析出晶体,这时得到的晶体的主要成分是____氯化镁和氯化钾_____。
将第(2)步操作得到的晶体用一定量的冷水洗涤,最后可以得到比较纯净的__10___晶体。
如图所示为固体A、B、C在不同温度时的溶解度曲线,请据图回答下列问题:
若饱和溶液B中混有少量的A,最好采用__冷却热饱和溶液________的方法提纯B。
将80℃时A、B、C三种物质的饱和溶液降温到60℃,其中溶质质量分数不变的物质是___C__。
精制A时,通常采用蒸发溶剂的方法而不用降低溶液温度的方法。请据图分析,其原因是_____A的溶解度受温度影响不大
课后作业
B组
1. 下列各图所表示的实验操作,可以使食盐水中的食盐结晶析出的是( C )
A. B. C. D.
2. 对下列实验方法的理解,不正确的是( D )
A.过滤与筛选的原理是类似的,都是把颗粒大小不同的物质分离开
B.蒸发就是使溶液中的溶剂分子在外界条件的影响下逸出液面
C.蒸馏就是使液体中的分子在外界条件的影响下逸出液面再重新凝结为液体
D.结晶就是把溶液中的溶质转化为难溶的沉淀析出
3. 将60 ℃的硝酸钾溶液降温至20 ℃,有晶体析出。有关该过程的说法错误的是( A )
A.60 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
B.20 ℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
C.硝酸钾的溶解度随温度降低而减小
D.硝酸钾的晶体可采用降温结晶的方法得到
4. 操作Ⅰ:用滴管吸取饱和的食盐水,将其滴在玻璃片上,放置在空气中一段时间后,溶液变干,玻璃片上留下了食盐晶体。
操作Ⅱ:在30毫升的沸水中不断加入硝酸钾至不再溶解为止,将上层热的饱和溶液倒入到另一只烧杯里,把盛有热饱和溶液的烧杯放在冷水中降温,溶液底部析出晶体。
下列观点错误的是( D )
A.操作Ⅰ、Ⅱ的结晶方法分别为蒸发和冷却热饱和溶液
B.对于溶解度受温度变化影响不大的物质可用操作Ⅰ的方式从溶液中分离出溶质
C.对于溶解度随温度升高而显著增大的物质可用操作Ⅱ的方式从溶液中分离出溶质
D.两种结晶方式不能结合起来从溶液中分离出溶质
5. 海水晒盐的原理是利用日晒风吹蒸发海水中的水分,使氯化钠晶体析出.下图能正确表示海水晒盐过程中,海水中NaCl的质量分数(A%)与蒸发时间(t)的关系是( )
A. B. C. D.
6. 黄河是我们的母亲河,化学学习小组的同学经过调查和收集资料得知,可以通过①化学沉降(用少量明矾) ②杀菌消毒(用氯气) ③自然沉降 ④过滤等几个步骤对黄河水进行净化.请选择合理的操作顺序( D )
A.①③②④ B.①③④② C.③④①② D.③①④②
【答案】D【解析】①化学沉降(用明矾),明矾具有吸附水中固体小颗粒的作用,使悬浮水中的小颗粒凝聚成较大颗粒而加快悬浮物的沉降,此操作只是把固体颗粒沉降而并未进行彻底分离,在此净化过程中应是自然沉降后的操作;②杀菌消毒(用漂白粉),使用漂白粉在水中生成氯气杀死水中病菌,在此过程中应为过滤后的净化操作;③自然沉降,使水静置,水中较大的固体颗粒在重力作用下而沉降,在此净化中应为最先进行的操作;④过滤,分离不溶性固体与液体一种方法,可除去水中沉降下来的固体颗粒,因此应排在沉降后.所以合理的操作顺序③①④②。
7. 下列净化水的操作可以降低水的硬度的是( )
A.静置 B.吸附 C.过滤 D.蒸馏
【答案】D。【解析】A、硬水就是里面含有较多的可溶性钙镁化合物,静置只是沉淀大的颗粒,不能除去可溶性钙镁化合物,故选项错误.
B、吸附只能吸附色素和异味,不能除去可溶性钙镁化合物,故选项错误.
C、过滤只能除去不溶于液体的固体,不能除去可溶性钙镁化合物,故选项错误.
D、蒸馏能使水中可溶性钙镁化合物除去而降低水的硬度,故选项正确.
(二)、综合提升
8. 自然界的天然水,如河水、湖水、井水、海水等都是_______(纯净物或混合物);因含有杂质常呈现_______(清澈或混浊)。
【答案】混合物;混浊。【解析】河水、湖水、井水、海水中都含有水、可溶性杂质,细菌等物质,属于混合物;因含有杂质常呈现混浊。
9.在浑浊的天然水中加入明矾,搅拌溶解后静置,观察到的现象是_______;明矾的作用是对杂质_______,使杂质_______来达到净化水的目的。
【答案】产生沉淀;吸附,沉降。
【解析】由于明矾溶于水生成的胶状物对杂质具有吸附作用,所以,浑浊的天然水中加入明矾,搅拌溶解后静置,观察到的现象是产生沉淀;明矾的作用是对杂质吸附,使杂质沉降来达到净化水的目的。
10. 如图是某同学用来除去水中难溶性杂质时所采用的过滤操作图,试回答:
(1)有标号仪器的名称是a_______,b_______,c_______.
(2)图中还缺少的一种仪器是_______,其作用是_______
(3)该图中存在的三处明显错误是:
①____________________________;
②____________________________;
③____________________________。
【答案】(1)烧杯;漏斗;铁架台。(2)玻璃棒,引流。(3)①没有用玻璃棒引流;②液面高于滤纸的边缘;③漏斗下端没有紧靠在烧杯内壁上。
【解析】(1)图中a是烧杯,b是漏斗,c是铁架台。
(2)图中还缺少的一种仪器是玻璃棒,其作用是引流;漏斗下端紧靠烧杯内壁是为了防止液体溅出。
11.小明同学去九仙山旅游时,用瓶装了一些山下的泉水,带回实验室,在老师的指导下,按下列流程进行实验,制取蒸馏水。请回答下列问题
(1)取水后加入明矾的作用是____________________________________________。
(2)进行过滤操作时,下列做法错误的是____________。
A.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 B.漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁
C.滤纸的边缘要低于漏斗口 D.液面不要低于滤纸边缘
(3)向滤液中加入活性炭,利用其_________性,除 去水样中的色素和异味。
(4)在制取蒸馏水的过程中,在水中要放碎瓷片,其作用是_________________。