1.8-物质在水中的结晶--练习

八上（浙教版） 课时训练 教师版1.8 物质在水中的结晶学习目标1.能说出晶体与非晶体的主要区别。2.了解晶体形成的几种方法。3.学会有关物质结晶的简单计算。课堂学习设计 课前练习 1.我们知道晶体是在 熔化 过程中有固定的 熔化温度 的固体；非晶体是在 熔化过程中没有固定的 熔化温度 的固体。 2.下列关于食盐熔化的说法中，正确的是 ( C ) A.只要对食盐加热，食盐就一定熔化 D.当温度达到食盐的熔点时，食盐就一定熔化 C. 当食盐温度达到其熔点且继续加热时，食盐才会熔化 D.以上说法都不正确 3.如图是萘熔化的图像，从图中可以看出80的萘是 ( D )A.固态 B.液态 C. 固液共存 D.以上几种情况都有可能4.晶体和非晶体的重要区别是 ( C ) A.熔化时是否需要吸收热量 B.熔化时是否有温度 C熔化时的温度是否保持不变 D.熔化时是吸收热还是放出热 科学探究 一、天然水是溶液 1.雨水、江水、河水、湖水、井水、海水、矿泉水等天然水，由于其中都溶有某些物质，所以都属于溶液。溶在其中的物质是 溶质 ， 水是溶剂。 2.矿泉水等天然水中含有很多微量成分，大部分对人体有一定的好处。 设问 我们如何将天然水，如海水中的溶质盐提取出来? 二、晶体的形成 1.观察硫酸、铜、云母、食盐等晶体的外形。(颗粒小的可用显微镜观看) 结论:每种晶体都有一定的 几何形状 。 观察硫磺粉、红磷等非晶体的外形。 结论:非晶体没有规则的 几何形状 。 讨论l 晶体和非晶体的区别有哪些? 答 晶体和非晶体的主要区别有两个:(1)晶体有固定的熔化温度，非晶体没有固定的熔化温度；(2)晶体有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形。 2.晶体的形成。 (1)蒸发溶剂的方法。 当饱和溶液蒸发溶剂后(设温度保持不变)，便会余下晶体，如我们吃的食盐就是通过海水晒盐得到的。 具体方法是:海水食盐晶体。 蒸发溶剂得到晶体这种方法一般用在得到溶解度 受温度影响不大 的固体物质，如得到食盐。 (2)冷却热饱和溶液的方法。 实验 先配制一杯70的硫酸铜饱和溶液，然后用滴管吸取一滴硫酸铜饱和溶液，滴在有凹穴的玻璃片上，可以观察到有 硫酸铜晶体析出 。 说明冷却热饱和溶液的方法也可以得到晶体，这种方法一般可以用来得到溶解度 受温度影响较大 的固体物质。如得到硫酸铜、 硝酸钾 等物质。 (3)事实上以上几种方法都是综合起来使用，即先通过加热使溶液浓缩，再将溶液冷却，使溶液中的物质结晶析出。 思考 为什么冷却热饱和溶液的方法可以得到晶体? 答 由于在较高温度下先制成饱和溶液，当降低温度而冷却时，该物质溶解度减小，在一定量的溶剂里所能溶解的溶质减少，原来溶在里面的溶质就能以晶体形式结晶析出。 典型例题解析 例1 20时，食盐的溶解度为36克，现有20时饱和食盐溶液100克和200克，在温度保持不变的情况下，各蒸发掉10克水，析出晶体分别是多少? 解析 由于原来都是饱和溶液，蒸发前后温度又保持不变，蒸发析出晶体后的剩余溶液仍是饱和溶液，题中蒸发的水的质量相等，因此只要考虑被蒸发掉的10克水中能溶解的溶质质量是多少即可。 设析出晶体的质量为x 100克:36克10克:x x3.6克 答 略 例2 t，将A物质的溶液恒温下蒸发掉20克水，析出晶体A 2克，第二次在恒温下再蒸发掉20克水，结果再析出8克晶体A，求t时A物质的溶解度。 解析 此类题目中，由于前后几次温度都未发生改变，物质的溶解度应相同，而这里两次蒸发的水分一样，而析出的晶体量却不同，说明原溶液必定是不饱和溶液。第一次蒸发析出了晶体，说明溶液已变成了饱和，这样只要求第二次即可。(可以认为第一次蒸发的目的是为了第二次的蒸发服务) 设，时A物质的溶解度为x 20克:8克=100克:x x=40克 答 略 例3 已知60和20时硝酸钾的溶解度分别为110克和31.6克，现有60时硝酸钾饱和溶液105克，将该饱和溶液冷却到20，可析出晶体多少? 解析 (1)此题可分为两步进行计算，先算出60时105克饱和溶液中含有多少溶质和溶剂，然后根据这些溶剂中在20时还能溶解硝酸钾多少，这样就能算出析出晶体的质量；(2)此题也可以根据以下公式进行计算:=(思考为什么可以用此公式进行计算) 解法一:设105克60时硝酸钾饱和溶液中含有溶质质量为x 210克:110克:105克:x x55克 则溶液中含溶剂质量为105克55克:50克 设20时50克水中能继续溶解硝酸钾的质量为y 100克:31.6克50克:y y15.8克 所以析出晶体质量为55克15.8克39.2克解法二:设可析出晶体的质量为x= x=39.2克 答 略 课内练习 1.晶体与非晶体相比，有两个明显的特点:一是晶体有 固定的熔化温度 ；二是晶体有 规则的几何外形 。 2.从溶液中形成晶体的过程叫结晶，结晶的方法通常有两种:(1) 蒸发溶剂 ；(2) 冷却热饱和溶液 。 3.某物质的溶液250克，蒸发掉20克水，温度恢复到t，有5克晶体析出，若再蒸发掉20克水，将温度恢复到t，又析出10克晶体(晶体均不含结晶水)。则该物质在tC时的溶解度是 ( B ) A.25克 B.50克 C.15克 D.195克 课时小结 重点:1.晶体与非晶体的区别。 2.形成晶体的两种方法。 3.有关结晶的简单计算。难点:有关结晶的计算。课外同步训练 基础过关 1.在玻璃、松香、食盐和石蜡中，有一定的几何形状的是 食盐 ；有一定的熔点的是 食盐 ，这种物质在熔化时的温度 保持不变 。 2.想从食盐溶液中得到食盐晶体，采取的方法应是 ( A ) A.蒸发溶剂的方法 B.冷却热饱和溶液的方法 C.倒掉部分溶液的方法 D.升高温度的方法 3.将80时的硝酸钾饱和溶液降温到20，析出晶体后得到的溶液是 ( C ) A.水 B.不饱和溶液 C.仍是饱和溶液 D.可能是饱和溶液 4.用冷却热饱和溶液方法得到晶体的过程中(晶体不含结晶水)，溶液中保持不变的是 ( B ) A.溶解度 B.溶剂质量 C.溶质质量 D.溶质的质量分数 深化提高 5.t时A物质的溶液，第一次恒温蒸发10克水，结果没有晶体析出，第二次恒温蒸发掉10克水，结果析出2克A，第三次再恒温蒸发10克水。下列有关晶体析出质量的判断中，正确的是 ( D ) A.一定大于2克 D.一定等于2克 C. 一定小于2克 D.一定大于或等于2克 6.已知100和10时硝酸钾的溶解度分别为246克和21克，现在有100硝酸钾饱和溶液346克，当温度降到10时，能析出硝酸钾晶体多少? 解 设可析出硝酸钾晶体的质量为x=x=225克学生分组实验:硫酸铜晶体的生长学习目标1.练习用结晶方法制备晶体。 2.掌握搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作技能。 3.了解结晶。课堂学习设计 课前练习 1.结晶是 固体溶质 从 饱和溶液 中析出的过程。 2.结晶的方法通常有两种:(1)是 蒸发溶剂 法；(2)是 冷却热饱和溶液 法。前者一般用来得到 溶解度随温度变化较小 的固体溶质，如得到 氯化钠晶体 ，实例 海水晒盐 。后者一般用来得到 溶解度随温度变化较大 的固体溶质，如得到 硝酸钾晶体 。 科学探究 一、制备硫酸铜晶体的原理 1.硫酸铜的溶解度是随温度升高而逐渐增大的，冷却硫酸铜的热饱和溶液可制得硫酸铜晶体。 2.冷却硫酸铜的热饱和溶液，会打破原来的溶解平衡，过剩的溶质就以晶体形式析出。晶体的析出生长必须要有一个核心(即晶核、晶种)，这样才能使粒子一层一层地有规则地建筑起来。反复进行结晶，可以使晶体越长越大，成为大晶体。析晶时，如果开始晶种很少，过剩的溶质都能集中在少数的晶种上，获得的晶体就越大。振动会妨碍粒子的有序排列，使晶形不完整。晶形还与降温快慢有关。 3.制备较大颗粒的晶体需控制的条件:晶种少，晶形完整，防震防尘，降温要缓慢。 二、硫酸铜晶体的生长 1.制备小晶体。 烧杯中加入50毫升蒸馏水，在另一只较大的烧杯中加入100毫升左右的蒸馏水，小烧杯放在大烧杯中，使大烧杯内液面略高于小烧杯内液面。将大烧杯放在石棉网上加热，到比室温高出70时停止加热，向小烧杯内加入研细的硫酸铜晶体粉末，搅拌，配成饱和溶液。趁热过滤，得到澄清的硫酸铜溶液。在装有澄清硫酸铜溶液的烧杯上盖上干净的白纸，烧杯外壁围上棉花保温(或放在泡沫塑料盒中)，静置一夜，便可制得晶形完整的小晶体。 2.小晶体“长大”为大晶体。 晶形完整的小晶体用线系住，放人温度略高于常温的硫酸铜澄清饱和溶液中，保温，缓慢冷却，小晶体慢慢长大。反复操作，小晶体便“成长”为大晶体。 三、实验成功的关键 制备较大颗粒的晶体需要反复进行操作，获得形状完整的晶体的关键是控制实验条件。操作中应注意以下几点: (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； (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，避免振动； (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，每次取出后要修改其外形，使其保持完整的(三斜晶系)形状。重点:1.搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作技能。 2.了解用结晶的方法制备晶体。难点:掌握规范的实验操作的技能。课外同步训练 基础过关 1.下列关于饱和溶液的叙述，正确的是 ( B ) A.饱和溶液一定是浓溶液 B.在一定温度下，同一物质的饱和溶液一定比不饱和溶液的浓度大 C. 任何物质的饱和溶液，当温度降低时一定会析出溶质 D.饱和溶液析出晶体后，剩下溶液的浓度一定变小 2.某温度下，将A物质的水溶液分成等量的两份，在第一份中加入9克A物质，充分搅拌，尚有1克固体不能溶解；将第二份溶液蒸发掉40克水，并恢复到原温度，溶液恰好饱和，则A物质在该温度下的溶解度是 ( B ) A.40克 B.20克 C.8克 D.无法确定3.某不含结晶水的固体物质A在60时溶解度为60克，20时为20克，使含水n毫升的A饱和溶液从60冷却到20，经过充分结晶后进行过滤，滤液质量为150克(设水的密度为1克毫升)，试求n的值。 (n=125) 深化提高 4.苦卤中含有的成分主要是氯化镁和氯化钠，图140是它们的溶解度曲线，请你应用本次实验中学到的方法和操作技能，设计一个实验，分别制备氯化镁晶体和氯化钠晶体。 答 经分析氯化镁和氯化钠溶解度特点，因氯化镁的溶解度受温度影响较大，而氯化钠的溶解度受温度影响较小，因此冷却热饱和溶液可析出氯化镁晶体，蒸发饱和溶液(蒸发溶剂)法可析出氯化钠晶体。实验设计如下: 第一步:将苦卤溶于水，加热至沸腾，配成热饱和溶液； 第二步:冷却热饱和溶液至常温，析出大量晶体，主要是氯化镁晶体，可能含有少量氯化钠，过滤，得到晶体和滤液； 第三步:将滤液蒸发至有大量晶体析出，停止加热(不要蒸干)，过滤得到晶体，主要成分是氯化钠，可能含有少量的氯化镁； 第四步:将第二步制得的晶体再配制成热饱和溶液，再冷却、结晶、过滤，可得到较纯净的氯化镁晶体； 第五步:将第三步得到的晶体再配成常温下的饱和溶液，再蒸发(不要蒸干)、结晶、过滤，可得到较纯净的氯化钠晶体。6