物质的结晶讲义

1 物质在水中的结晶 固体分两类，一类叫晶体，一类叫非晶体 晶体都具有规则的几何形状；（不同的晶体具有不同的形状 ) 非晶体没有规则的几何形状 这两幅分别是什么物质的溶解曲线？ 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。 晶体的形成。 (1) 蒸发溶剂的方法。 问：为什么蒸发溶剂能析出晶体？ 因为溶剂中溶有溶质 ,蒸发溶剂形成饱和溶液 ,再蒸发溶剂 ,溶质就会析出 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 蒸发浓缩、蒸发结晶 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。 问：为什么冷却热饱和溶液的方法可得到晶体？ 因为溶质的溶解度随着温度的降低而减小 ,饱和溶液中晶体析出 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 2 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。 （ 1） 混合物的分离 把混合物里几种物质分开得到较纯净的物质，叫做混合物的分离，其原理是利用混合物中各组分物理性质 (如溶解性、熔沸点等 )的差异，把混合物里各组分转变为不同的状态而分离开。工业上制氧气的方法就是分离混合物的方法之一。过滤和结晶是两种最常见的混合物的分离方法。 （ 2）过滤和结晶的比较 过滤 结晶 原理 溶剂和溶质的分子或离子能透过滤纸，而不溶的固体不能透过滤纸而留在滤纸上 固体物质的溶解度受温度变化的影响不同，使一种物质先结晶 适用范围 分离不溶性固体和液体的混合物或除去混合物中不溶性物质 从溶液中得到溶质或分离几种可溶性固体混合物 方法 用过滤器进行过滤 蒸发溶剂，降温结晶 举 例 粗盐提纯 分离 混合物 【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 ? 【例 2】 t，将 0 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 3 【例 3】已知 60和 20时硝酸钾的溶解度分别为 110克和 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 ? 【练习】 选择题 1. 在常温下，下列物质中属于结晶水合物的是（ ） A氯化钠 B无水硫酸铜 C石碱 D金刚石 ） A、冷却热饱和溶液 B、过滤 C、蒸发溶剂 、蒸馏 0时的硝酸钾饱和溶液降温到 20，析出晶体后得到的溶液是 ( ) 晶体不含结晶水 )，溶液中保持不变的 ( ) 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 ( ) 克 克 C. 一定小于 2克 克 6、 小明用热水配制了大半杯的饱和硝酸钾水溶液，溶液的温度是 70，一个密度均匀的实心小球恰能悬浮在溶液中。在室温下放置 一段时间后 （溶液体积变化忽略不计），小球 ( ) A、上浮 B、下沉 C、悬浮 D、无法确定 7、 海水晒盐的原理是（ ） 4 8、用冷却热饱和溶液的方法得到晶体的过程（晶体不含结晶水），溶液中保持不变的是（ ） 9、把某温度下的硫 酸铜饱和溶液冷却到室温时，观察到的现象是（ ） A有无色晶体析出 B有蓝色晶体析出 C无色溶液变为紫色 C蓝色溶液变为红色 10、 右图中 M、 N 分别表示二种固体物质（不含结晶水）的溶解度曲线，试根据图中曲线判断下列说法正确的是 A图中 A 点表示 M、 N 二种物质在 均达到饱和 B M、 N 二种饱和溶液，当温度从 一定析出相同质量的晶体 C同处 A 点的相同质量的 M、 N 二种溶液， 当温度从 余溶液的质量分数相等 D 0时 ， M、 N 具有相同的溶解度 11、 如图是 A、 B、 C 三种固体物质的溶解度曲线图，下列说法错误的是 ( ) A ， A、 B、 C 三种物质中， A 物质的溶解度最大 B P 点表示 B、 C 两物质的溶解度大小相等 C一定温度时，要将 B 物质的不饱和溶液转变成饱和溶液， 可采取增加 溶质的方法 D 20时，给 A、 B、 C 三种物质的饱和溶液加热 (不考虑溶剂的蒸发 )，有晶体析出的是 A 物质 12、将 t时的 200 克蔗糖溶液恒温蒸发 50 克水，得到蔗糖 10 克，继续蒸发 50 克水，又得到蔗糖 40 克。 t时蔗糖的溶解度为 ( ) A、 20 克 B、 50 克 C、 80 克 D、 100 克 13、 分离 硝酸钾混合物的方法是（ ） A溶解 B过滤 C结晶 D蒸发 14、 分离下列混合物，可按溶解、过滤、蒸发的顺序进行操作的是（ ） A氯化钾和氯化钠 B酒精和水 C食盐中混有泥沙 D铜粉和铁粉 填空题 1、 30 时 ,将质量分别为 100克与质量为 50 克的甲乙两杯氯化钠饱和溶液各蒸发 10克水 ,冷却到 30, 分别析出晶体 则 a与 _(a=b a b a b) 2、 如图是 A、 B、 C 三种物质的溶解度随温度变化的曲线图 请据图回答下列问题： （ 1）在 _ 时， A、 C 物质的溶解度相等 （ 2） A、 B、 C 的溶解度由大到小的顺序是 _ 5 （ 3）要使 A 物质从它的溶液中析出，宜采用的方法是 _（填降温结晶或蒸发结晶） （ 4） 时， 50g 水中最多可溶解 A 物质 _g 3、 A、 B、 C 三种物质的溶解度如图所示，据图回答 （ 1）在 时，三种物质的溶解度大小关系为 _（填 “ ”“=”“ ”） （ 2）在 时， 30 克 A 物质加入 50g 水中充分溶解后所的是的 _ （饱和溶液或不饱和溶液），所得溶液 中溶质的质量分数为 _ （ 3）要将 B 物质从它的饱和溶夜中析出，最好采用的方法是 _（填过滤、蒸发或降温）结晶 4、 2011 年 3 月 10 日，云南盈江发生 地震，灾区饮用水安全备受关注 （ 1） “水是生命之源 ”下列关于水的说法不正确的是 （填序号） 多种物质，是一种最常用的溶 剂 水通电可以得到氢气和氧气，说明水中含有氢气和氧气 通过静置、吸附、过滤、消毒得到的水是纯净物 禁止使用含磷洗衣粉是防止水体富营养化的一项措施 地球上水资源储量丰富，但可利用的淡水却很少 （ 2）生活中可用 _鉴别硬水和软水，既能降低水的硬度，又能杀菌消毒的方法是_ （ 3）简述你在生活中节约用水的一条具体措施 _ （ 4）如图为 a、 b 两种物质在水中的溶解度曲线 10 时， a 的溶解度 _b 的溶解度（填 “ ”、 “ ”或 “=”） 30 时，两种 物质的溶解度曲线有交点，由此可获取的信息是： _ 若要将溶液中的溶质分离出来，可以采用蒸发结晶和降温结晶等方法上述两种物质中，较适合用降温结晶的是 _（填 “a”或 “b”） 要把 100g 溶质质量分数为 20%的 b 物质的溶液稀释为溶质质量分数为 16%的 b 物质的溶液，需要加入 _ 5、 如图是 a、 b 两种固体物质的溶解度曲线 6 （ 1）图中 a 物质的溶解度曲线比 b 物质的陡，说明： _； （ 2）若要想在 200g 水中溶解更多的 a 物质，可采取的措施是： _ （ 3） 40 时，将 20g a 物质放入 50g 水中，充分搅拌，所得溶液的溶质质量分数是 _ （ 4）下列说法正确的是： _ A、 a、 b 物质都是易溶物 B、可用结晶的方法分离 a、 b 的混合物 C、 a 的饱和液从 40 降温至 20 后仍然饱和 D、 30 时， a、 b 的饱和液中所含溶质质量一定相等 7、 一木块漂浮于 50的硝酸钾饱和溶液中，如 A 图 所示，当温度改变时（不考虑由此引起的木块 和溶液体积的变化），木块排开液体的体积随时间 发生如图 B 所示的变化，则当时温度变化是 （填“升温”或“降温”），同时观察到 烧杯底部硝酸钾晶体 （填“增多”或“减 少”）。 8、下面是利用海水提取食盐的过程 (1)根据右边溶解度曲线推断： 上图中是 池 (填“蒸发”或“冷却” )。 (2)下列分析正确的是 (填序号 ) A海水进入贮水池，氯化钠的质量分数基本不变； B在的溶液中氯化钠的质量分数不改变； C结晶过程中氯化钠的溶解度一定减小； D析出晶体后的母液是食盐的不饱和溶液； E海洋中蕴藏着丰富的资源 9、 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 ? 10、将 20时的 500 克食盐水分成两等份，一份恒温蒸发掉 50 克水后得到食盐 10 克，另海 水 贮水池 结晶池 食盐 母液 氯化钠 多种化工产品 7 一份恒温蒸发掉 60 克水得到食盐 13 6 克。求 20时食盐的溶解度。 11、为了用冷却热饱和溶液的方法得到溶质，某同学将 53 8 克 80的饱和硝酸钾溶液降温至 10，可得到硝酸钾多少克？（已知硝酸钾 80时的溶解度为 169 克， 10时为 21克）。 12、 A 和 B 两种物质的溶解度曲线如图所示，要从 A 和 B 的饱和溶液中得到溶质，该用何种结晶方法？ 水的利用和保护 水资源 我们知道，地球上的水主 要是 海洋 水，它约占地球总水量的 ，而海水是 咸 的，陆地水中淡水只占地球水体总量的 ，并多数以固体冰川形式分布在人 烟稀少的极地、高山或人类无法开采的地球深处。占地球水总量比例很低的河水、淡水湖泊水、浅层地下淡水为人类提供了几乎全部的生活和生产用水。 我国的水资源 时又是人口众多的国家，加上各地的气候、人口分布差异很大等特征，因此，我国的水资源具有明显的时空分布特点。具体表现在以下几点 : (1)我国江河多年平均径流总量约 27000 亿立方米，居世界第 6位。但由于我国人口多，人均拥有的水资源只有世界平均水平的 1 4，所以是世界上“贫水国”之一。 (2)从空间分布看 :具有 南 多 北 少 、东 多 西 少的特点 。 (3)从时间分配看 :夏季 丰富， 冬季 欠缺，江河径流量的年际变化 很大 ，尤其是 北方 更加明 8 显 北地区缺水问题的措施。 (1)充分利用当地的 水资源 、 节约用水 、避免浪费和污染； (2)通过改变水循环路径， 进行 跨流域 调水。我国正在组织实施的 南水北调工程 ， 能从根本上改变我国华北 、西北地区的缺水状况。 水的净化 (1)在工农业生产和生活中会产生大量的污水。 工业废水中常含有许多 有毒物质 ； 农业废水中常含有 农药 、 化肥 等； 生活污水中常含有 微生物 或有利于 微生物 生长的物质。 (2)污水排放流人湖泊和河流中会造成 水污染 。 (3)污水的作用会导致生活在河流和湖泊中的水生生物难以生存，甚至死亡，同时还会污染地下水源。 (4)被污水污染的水不能直接饮用和使用，必须经过污水的处理，除去水中的有毒有害物质。 (1)沉淀法 : 实验 在一杯浑浊的泥浆水中加入明矾或活性炭 (作凝聚剂 )，静置 5分钟，可以观察到 泥沙 沉到杯底 ，水 变清了 。 (2)过滤法 : 过滤器的制作； 过滤泥浆水； 过滤时应注意“一贴、二低、三靠”。 “一贴”指 : 滤纸紧贴漏斗内壁 ； “二低”指 : 滤纸低于漏斗口 、 液体低于滤纸上沿 “三靠”指 :漏斗下端紧靠接受器内壁 、 玻璃棒末端轻轻斜靠在有三层滤纸的一侧 、 上面烧杯嘴紧靠玻璃棒中下部 。 过滤时，玻璃棒的作用是 引流 。 思考 想一想还可以用什么器材来代替滤纸和漏斗 ?可以用塑料瓶、吸管、滤纸、木炭粉、细沙、砂砾、碎石、棉花、杯子、泥浆水来完成过滤操作吗 ?请把你设计的过滤过程画下来，并与同学交流你的设计。 (3)蒸 馏法 : 9 用蒸馏法制蒸馏水。 (4)沉淀法、过滤法、蒸馏法的比较 : 方法 原理 适用范围 基本操作 所起作用 沉淀法 根据物质的溶解性不同 用于分离液体中混有的不溶性固体杂质 加入明矾等凝聚剂，搅拌后静置 使水中的悬浮微粒凝聚成较大颗粒而沉淀下来 过滤法 根据物质的溶解性不同 用于除去液体中混有的不溶性固体杂质 溶解、过滤 可除去水中的悬浮微粒 蒸馏法 根据液体物质的沸点不同 用于分离或提纯液态混合物 加热、蒸馏、冷凝 可除去水中溶解的物质 思考 在沉淀法、过滤法和蒸馏法中，哪种方法净水的效果最好 ?可用哪些方法来进行比较 ? 答 沉淀法只能使水中的悬浮微粒凝聚成较大的颗粒沉淀下来，而不能除去这些沉淀；过滤法可以除去这些沉淀，却不能除去已溶解在水中的物质；蒸馏法可以除去水中已溶解的物质。因此净水效果最好的当然是蒸馏法，蒸馏水可以看成十分纯净，我们可以直接饮用。也可以通过实验的方法来进行比较。取等量分别用三种不同净水方法得到的水将其加热蒸发至干，可以看到用沉淀法和过滤法 得到的水蒸干后都有少量固体留下，这就是杂质；而蒸馏水在蒸干时却不会留下固体。 由 一种物质组成的 物质，叫纯净物，如蒸馏水。 二、探究粗盐的精制 粗盐可以如何精制 ?粗盐中可能存在哪些物质 ? 粗盐可能含有泥土、沙子、食盐和其他晶体。 (1)需使用的实验仪器 :烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、量筒、铁架台 (带铁圈 )、滤纸、天平等 (2)实验方案 : 粗盐溶解 :用天平称 5克粗盐，用量筒量取 10 毫升水，加入粗盐至不能溶解为止； 过滤 :制作 过滤器，过滤食盐水，操作时要注意 “一贴、二低、三靠” ； 滤液的蒸发。 流。 思考 答 在粗盐精制的过程中玻璃棒在三处要用到。在溶解时，所起作用是加速粗盐的溶 解；在过滤时，起了引流的作用；在滤液蒸发时，所起作用是防止液体局部过热，致使液滴飞溅出来。 热到什么时候为好 ? 答 加热到出现多量固体时，应停止加热，可以利用余热将剩余水蒸发掉。 【练习题】 10 选择题 1、 今年五月，长江中下游遭遇严重干旱。下列缓解旱情的做法不正 确的是 A推广使用节水器具 B工业用水重复利用 C用增雨剂实施人工降雨 D引渡海水灌溉农田 2、 下列各种情况中，可能会引起水污染的是 ( ) 过多使用农药 未经处理的生活污水排放到河里 过多使用化肥 未经处理的化工厂排出的废水 A. B. C. D. 3、粗盐的精制实验中，必须要用到的一组仪器是 ( ) 精灯、漏斗、玻璃棒 斗、坩埚、玻璃棒 C. 烧杯、酒精灯、玻璃棒、漏斗、蒸发皿 杯、胶头滴管、酒精灯 4、 在制取蒸馏水时，蒸馏烧瓶中需加入一些碎瓷片，其目的是 ( ) 5、 下列人类活动中有利于淡水资源的利用和保护的是（ ） A任意排放工业废水 B植树造林，修建水库 C大量推广使用农药和化肥 D任意排放生活污水 6、 下列方法可使海水转化为饮用水的是 A过滤 B静置沉淀 C活性炭吸附 D蒸馏 7、 下列关于水的认识正确的是 B. 物质溶解于水时都会放出热量 C. 水电解产生氢气和氧气，说明水分子中含有氢分子和氧分子 D. 生活中通过活性炭吸附，过滤可以使硬水软化 8、 右图是用来净化河水的简易装置，下面对该净水器分析正确的是 A、能杀菌消毒 B、能把硬水变为软水 C、能得到纯净水 D、活性炭主要起吸附杂质、色素的作用 9、 下列物质属于纯净物的是： A、蒸馏水 B、矿泉水 C、自来水 D、天然水 10、 今年世界各国频发地震。为防止震后疾病传染须对饮用水源进行处理，采取的措施有： 煮沸 消毒 过滤 自然沉降，合理处理的顺序是 11 A B. C. D. 11、 今年 4 月初，成都发生柏木和轻微水污染事故。环保人员对受污染的原水进行了投入活性炭等处理。活性炭的作用是（ ） A 去除异味 B 消毒杀菌 C 沉降杂质 D 降低水的硬度 12、 按环保要求：凡是有颜色、异味的工业废水都禁止排放 。净化此类废水可采用的方法（ ） 13、 右图是 a、 b、 c、 d 四种固体物质的溶解度曲线；下表是这些固体物质在部分温度时的溶解度。根据图表信息判断下列说法正确的是（ ） A图中 a 曲线表示 溶解度曲线 B b 的溶解度小于 a 的溶解度 C要从 a 与 d 的混合物中得到 a，通常采用蒸发溶剂使其结晶的方法 D 不饱和溶液由 60降温至 10时变成饱和溶液 填空题 1、 根据粗盐提纯实验，回答下列问题。 (1)称取 a 克粗盐样品 (含少量不溶性杂质 )，称量前先 ，然后将粗盐放在 盘，砝码放在 盘。 (2)将称取的。克粗盐放人烧杯，再加适量的水，用玻璃棒不断搅拌，其作用是 加速粗盐溶解 。 (3)过滤时要做到“三靠、二低、一贴”，其中“三靠”是 、 ；_“二低”是 、 ；“一贴”是 。 (4)加热蒸发滤液时，要用到的仪器是 :玻璃棒、 、 、 。玻璃棒的作用 。 2、 有人说 :蒸馏水是纯净水，不含杂质，饮用对人体有益。你认为这种说法对不对 ?为什么 ? 答 这种说法不对。蒸馏水是纯净水，不含杂质是对的，但人体需要很多成分，矿泉水中含有多种人体必需的矿物质，对人体应是有益的。但如果我们长期饮用纯净的蒸馏水，就不能获得许多对人体有用的成分，长期饮用对人或许是没有好处的，或者会造成人体损害。 3、 海洋是丰富的化学资源宝库通过晾晒海水 ，可以得到含少量泥沙的粗盐为了得到纯净的 考虑可溶性杂质），设计了如图所示的实验操作： 12 （ 1）上图有标号的仪器名称分别是 2）操作 中玻璃棒的作用是 _ （ 3）操作 中看到 _时，停止加热 （ 4）称取 体，可配制溶质质量分数为 10%液 _g 4、 水是生命之源，也是人类最宝贵的资源。试用你学过的化学知识 回答下列问题： (1)节约水资源，防止水污染是每个公民应尽的责任和义务。下列做法会造成水体污染的有（ 填序号 ） 。 A工业废水直接排放 B工业废气处理后排放 C禁止使用含磷洗衣粉 D大量使用化肥、农药 (2)右上图是水通电分解的示意图。在实验过程中，试管 a 中产生的气 体是 ，写出该反应的化学方程式： 。 (3)