小学科学三年级上册《固体的混合与分离》复习知识清单

小学科学三年级上册《固体的混合与分离》复习知识清单

一、核心概念与基本原理

（一）固体的基本特征与混合前提

作为物质存在的一种基本形态，固体具有确定的形状、体积和质量【重要】。这是我们将不同固体进行混合或分离的认知前提。在日常生活中，固体的混合是一种常见的现象，如八宝米的配制、混凝土的搅拌、中药材的拼配等【基础】。在进行混合与分离操作时，必须深刻理解：混合是物理过程，不改变组成混合物的各固体原有的性质【核心】。

（二）固体混合的两大核心规律【重中之重】

1、质量守恒定律在混合过程中的体现：固体混合后，混合物的总质量等于混合前各固体质量之和。这是物质不灭原理在物理变化中的直接体现【高频考点】。无论颗粒大小如何调整、无论混合方式如何变化，只要没有固体颗粒的损耗或外界物质的混入，质量始终保持不变。这是判断实验操作是否规范、分析实验数据是否准确的重要依据【难点】。

2、体积变化的特殊规律：固体混合后，混合物的总体积通常小于混合前各固体体积之和【★核心考点】。这是本课最具探究价值的科学原理。产生这一现象的根本原因在于固体颗粒之间存在着空隙【关键原理】。当不同大小的颗粒混合时，小颗粒会填充到大颗粒之间的空隙中，从而导致总体积的减小。例如，将黄豆、绿豆和玉米粉混合，玉米粉的微小颗粒会填充到黄豆和绿豆形成的较大空隙中，使得混合后的总体积明显小于三者体积的简单相加【图解原理】。

（三）固体分离的根本逻辑【思维核心】

固体的分离必须基于混合物中各组分在性质上存在的差异【方法论基础】。分离过程本质上是“利用差异、逆向操作”的过程。常见的性质差异包括：颗粒大小差异、磁性差异、溶解性差异、密度差异、颜色差异、形状差异等。选择分离方法的核心原则是“因物制宜、高效便捷”【工程思维】。

二、固体混合的定量实验探究

（一）实验设计思路【科学探究】

本课通过定量实验揭示固体混合的内在规律，实验设计遵循“测量—混合—再测量—对比分析”的逻辑。核心是使用测量工具对质量（用天平或电子秤）和体积（用量筒）进行精准测定【基础】。

（二）质量测量实验详解【实验操作】

1、测量工具：托盘天平或电子秤【基础】。

2、测量步骤：①调平（天平使用前需将游码归零，调节平衡螺母使指针指在分度盘中央）；②分别称量并记录各固体（如黄豆、绿豆、玉米粉）的质量；③将三种固体倒入同一容器中充分混合；④称量混合后固体的总质量；⑤对比混合前后总质量【操作流程】。

3、数据结论：混合前总质量=黄豆质量+绿豆质量+玉米粉质量；混合后总质量=混合前总质量。结论：固体混合后总质量不变【★必考结论】。

（三）体积测量实验详解【实验操作】【难点突破】

1、测量工具：干燥的量筒（量杯）【基础】。

2、测量步骤：①分别向量筒中倒入黄豆、绿豆、玉米粉，通过轻向量筒使固体表面平整，读取并记录各自的体积（注意视线与凹液面最低处或固体表面最凸点保持水平）；②计算混合前总体积（V前=V黄豆+V绿豆+V玉米粉）；③将三种固体倒在一起充分混合；④将混合物缓慢倒入量筒中，轻向量筒使表面平整，读取混合后总体积（V后）【操作流程】。

3、现象与数据：V后<V前。例如，若黄豆50mL、绿豆30mL、玉米粉20mL，混合前总体积为100mL，但混合后读数可能仅为85mL左右【数据示例】。

4、原因解释：玉米粉的小颗粒填充到黄豆、绿豆之间的大空隙中，使得原本被空隙占据的空间被固体颗粒填实，因此总体积减小【★必考原因】。

（四）实验误差分析【高阶思维】【易错点】

1、质量测量误差：若混合后质量小于混合前，可能原因有固体洒落、粘在容器壁上未完全转移【易错点】；若混合后质量大于混合前，可能原因是测量前未清零、或混入了其他杂质。

2、体积测量误差：若混合后体积与混合前相差不大甚至相等，可能原因是未选择颗粒大小差异明显的固体、混合后未轻向量筒使颗粒自然填充、或读数方法错误。

三、固体分离的方法与技术全景图【核心内容】

（一）基于颗粒大小差异的筛选法【高频考点】【基础应用】

1、原理：利用不同固体颗粒的直径不同，使用孔径合适的筛网进行分离。小于筛孔的颗粒漏下，大于筛孔的颗粒留在筛面上【原理】。

2、适用对象：颗粒大小差异明显的混合物，如黄豆和绿豆、大米和石子、面粉和麸皮等【应用场景】。

3、操作要点：选择合适的筛网孔径（一般先用大孔筛分出大颗粒，再用小孔筛分出小颗粒），筛分时需轻轻摇晃，避免用力过猛导致颗粒破损【操作规范】。

4、实例分析：分离黄豆、绿豆和玉米粉的混合物时，先用大孔筛（孔径大于绿豆小于黄豆）分离出黄豆，再用小孔筛（孔径大于玉米粉小于绿豆）分离出绿豆和玉米粉【经典案例】。

（二）基于磁性差异的磁吸法【高频考点】【快速方法】

1、原理：利用磁铁对铁磁性物质（如铁、钴、镍及其合金）具有吸引力的特性进行分离【原理】。

2、适用对象：混合物中含有铁磁性物质，如铁屑与木屑、铁钉与沙子、铁矿石与废石等【应用场景】。

3、操作要点：用磁铁在混合物上方缓慢移动，或直接用磁铁接触混合物，铁屑等磁性物质会被吸附在磁铁上，然后将磁铁移至容器上方，断开磁场（或将磁铁放入塑料袋中再取出，铁屑会随袋脱落），即可实现分离【操作规范】。

4、实例分析：铁屑和木屑的混合物，用磁铁靠近，铁屑被吸走，木屑留在原处【经典案例】。

（三）基于溶解性差异的溶解过滤法【高频考点】【综合应用】

1、原理：利用混合物中某些物质能溶于水（或其他溶剂），而另一些物质不溶于水的性质差异，先用水溶解可溶物，再通过过滤将不溶物分离出来，最后通过蒸发从溶液中得到可溶物【原理】。

2、适用对象：一种可溶、一种不溶的固体混合物，如沙子和红糖（或食盐）、面粉和白糖等【应用场景】。

3、操作步骤：【★完整流程考点】①溶解：向混合物中加入足量水，充分搅拌，使可溶物完全溶解；②过滤：组装过滤装置（漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯），将烧杯中的混合物沿玻璃棒缓缓倒入漏斗中（玻璃棒靠在三层滤纸一侧，液面低于滤纸边缘），不溶物（沙子）留在滤纸上，可溶物（糖水）进入滤液；③蒸发（可选）：将滤液倒入蒸发皿中，加热使水分蒸发，即可得到结晶的糖【操作规范】。

4、实例分析：沙子和红糖的混合物，加水后红糖溶解，沙子不溶，过滤后沙子留在滤纸上，红糖进入滤液，蒸发滤液得到红糖【经典案例】。

（四）其他分离方法【拓展视野】

1、风力分选法：利用不同固体的重量或飘浮能力差异，借助风力将轻的物质吹走，如农村中用风车分离饱满谷粒和瘪谷、谷壳【拓展】。

2、密度分选法（水力淘洗法）：利用不同固体在水中的沉降速度或浮力差异，用水流将轻的物质冲走或将重的物质沉底，如淘金、淘米去沙【拓展】。

3、静电分选法：利用不同固体在高压电场中带电特性差异进行分离，多用于工业选矿、塑料回收等【拓展】。

4、手工拣选法：根据颜色、形状、质感等外观差异，直接用手挑选分离，适用于有价值的物品或少量混合物【基础应用】。

四、考点、考向与题型深度剖析【备考指南】

（一）高频考点梳理【★重点标记】

1、固体混合后质量不变的原理及应用（选择题、填空题、判断题）。

2、固体混合后体积减小的现象及原因解释（实验题、简答题）。

3、针对不同混合物选择正确的分离方法（连线题、选择题、方案设计题）。

4、溶解过滤法的完整操作流程及注意事项（实验排序题、纠错题）。

5、筛选法、磁吸法的原理及适用对象（填空题、选择题）。

6、科学探究中控制变量法的初步理解（如比较溶解快慢实验）。

（二）常见题型与解题思路【应试技巧】

1、选择题典型考法：

例1：将黄豆、绿豆和玉米粉混合后，下列描述正确的是（）。

A、质量增加，体积增加B、质量不变，体积不变

C、质量不变，体积减少D、质量减少，体积减少

【解题思路】依据固体混合规律，质量守恒，小颗粒填充空隙导致体积减小，故选C。

例2：要分离铁屑和木屑的混合物，最简便有效的方法是（）。

A、加水过滤B、用筛子筛C、用磁铁吸D、用风吹

【解题思路】铁屑有磁性，木屑无磁性，磁吸法最直接高效，故选C。

2、填空题典型考法：

例：固体混合后，总质量（），总体积（）。这是因为小颗粒填充了大颗粒之间的（）。

【答案】不变、变小、空隙。

3、实验探究题典型考法：

例：下面是某小组测量固体混合前后体积的实验记录，请分析回答。

固体名称单独体积（mL）混合后总体积（mL）

黄豆60？

绿豆30

玉米粉20

（1）请推算混合前总体积是（）mL。

（2）混合后总体积读数可能是（）（填“110mL”“100mL”或“85mL”）。

（3）为什么会出现这种现象？请用简短的文字解释。

【解题思路】（1）60+30+20=110mL；（2）混合后体积应小于110mL，故选85mL；（3）因为玉米粉的小颗粒填充到黄豆和绿豆之间的空隙中去了。

4、方案设计题典型考法：

例：妈妈不小心将一碗沙子混入了红糖中，请你帮她设计一个实验方案，将沙子与红糖分离，并写出详细的步骤。

【解题思路】运用溶解过滤法。步骤：①将混合物放入烧杯，加水搅拌使红糖溶解；②制作过滤器，将烧杯中的液体沿玻璃棒倒入漏斗进行过滤，沙子留在滤纸上；③将滤液倒入蒸发皿加热蒸发，得到红糖固体。或者简述为“加水溶解→过滤→蒸发”。

（三）易错点与失分预警【警示】

1、概念混淆：认为混合后“质量减少”或“质量增加”。【纠正】牢记质量守恒，除非有损耗，否则质量不变。

2、忽视前提：认为所有固体混合后体积都一定减小。【纠正】只有颗粒大小不同的固体混合，小颗粒填充大颗粒空隙时体积才会减小。若颗粒大小相同，混合后体积基本不变或变化不明显。

3、方法错配：如用磁铁去分离沙子和糖（沙子和糖都无磁性），或用筛子去分离铁屑和木屑（两者大小可能相近，但磁性差异更易利用）。【纠正】务必先分析组分性质差异，再选择最匹配的方法。

4、实验操作不规范：过滤时未用玻璃棒引流、漏斗内液面高于滤纸边缘、滤纸破损等；使用天平时未调平、砝码与物体放反等。【纠正】严格遵循实验操作规范，理解每一步的目的。

5、原理表述不准确：解释体积减小原因时说“固体被压紧了”或“固体变少了”。【纠正】科学表述应为“小颗粒填充到大颗粒之间的空隙中”。

五、跨学科视野与生活应用拓展【素养提升】

（一）工程技术领域的应用

1、建筑工程：混凝土是碎石、沙子、水泥和水的混合物。利用不同粒径骨料的级配原理（即大小颗粒相互填充），可以减少混凝土内部的空隙，提高密实度和强度【工程应用】。

2、选矿工业：利用浮选法（利用矿物表面疏水性差异）、磁选法（利用磁性差异）、重选法（利用密度差异）等，将有价值的矿石从废石中分离出来，是资源回收利用的关键技术【工业应用】。

3、环境工程：垃圾分类处理厂利用磁选机分离铁磁性金属、利用风力分选机分离轻质塑料和纸张、利用筛分机按颗粒大小分类垃圾【环保应用】。

（二）日常生活的智慧

1、厨房里的分离：淘米时用水流带走米糠和沙子（密度/水力分选）；煮汤时撇去浮沫（密度差异）；用漏勺捞饺子（颗粒大小/孔径筛选）；用纱布过滤豆浆（溶解性/过滤）。

2、农业生产中的混合与分离：配制混合饲料（营养均衡）；播种时混合不同作物种子；收割后用风车或筛子分离谷物和杂质。

3、中药材的炮制：部分药材需混合使用增强疗效；炮制过程中常需去除杂质，如用水漂洗去除泥沙，用筛子去除碎屑。

（三）思维进阶与辩证思考【高阶思维】

1、混合的利与弊：固体混合可以创造新材料、丰富口感、均衡营养，但也可能造成难以分离的问题，如电子垃圾中多种材料混合，增加了回收难度。因此，在设计产品时，需要考虑“为分离而设计”的绿色理念。

2、技术发展的辩证：从手工拣选到磁选、电选、光选，分离技术的发展体现了人类对物质性质认识的深化和工程技术的进步。分离的纯度、效率是衡量技术先进性的重要指标。

六、实验操作规范与安全意识【实践指南】

（一）测量工具使用规范

1、天平使用：使用前先观察游码是否归零，横梁是否平衡；取用砝码用镊子，严禁用手直接接触；称量干燥固体时，左右托盘应垫上相同质量的称量纸；称量后及时将砝码放回盒中，游码归零【操作规范】。

2、量筒使用：量筒必须放平稳；读数时视线与凹液面最低处（或固体表面最凸点）保持水平；不能用量筒做反应容器或盛放热液体；不能加热量筒【操作规范】。

（二）分离实验安全要点

1、磁铁使用：条形磁铁易碎，避免摔碰；磁铁应远离手机、手表等电子设备，以免被磁化。

2、过滤操作：玻璃棒用后及时清洗，避免戳破滤纸；加热蒸发时，使用酒精灯外焰加热，戴上护目镜，避免液体飞溅烫伤；加热后的蒸发皿、三脚架等很烫，不可直接用手触碰，应用坩埚钳夹取。

3、材料处理：实验后的固体材料应分类回收，不可随意丢弃，尤其是铁屑、木屑等。保持实验台面整洁。

七、经典例题与解析【实战演练】

（一）基础达标类

1、【填空题】测量固体质量的工具是（），测量固体体积的工具是（）。【答案】天平、量筒。

2、【判断题】将沙子与铁屑混合后，用磁铁可以将铁屑分离出来。（√）

3、【判断题】将50mL黄豆和50mL小米混合，混合后的体积一定是100mL。（×）【解析】小米会填充黄豆空隙，体积小于100mL。

（二）综合应用类

4、【选择题】下列混合物中，最适合用筛选法分离的是（）。

A、铁屑和木屑B、沙子和白糖C、大米和稻壳D、绿豆和面粉

【答案】D【解析】绿豆和面粉颗粒大小差异明显，可用筛子分离；铁屑和木屑用磁吸法；沙子和白糖用溶解过滤法；大米和稻壳可用风力或水力分选。

5、【简答题】举例说明生活中哪些地方用到了固体的混合，哪些地方用到了固体的分离。

【参考答案】混合的例子：做八宝饭时将各种米和豆子混合；工人搅拌混凝土混合沙石水泥。分离的例子：建筑工地上用筛子分离沙子和石子；垃圾分类时用磁铁分离铁制品。

（三）实验探究类

6、【实验分析题】在探究固体混合体积变化的实验中，小明测得黄豆体积40mL，绿豆体积30mL，玉米粉体积20mL。他将三种固体倒入一个量筒中混合，轻轻摇晃后读数为75mL。

（1）混合前总体积是多少？混合后体积减少了多少毫升？

（2）你认为导致体积减少的原因是什么？

（3）如果小明混合后读数为95mL，