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1-40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。

第20课时

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

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

　　 x＝3.6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

　　 x＝55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

　　 y＝15.8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t~C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

第19课时

学生分组实验:硫酸铜晶体的生长

学习目标

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1-39所示是萘熔化的图像，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

2.了解晶体形成的几种方法。

1.能说出晶体与非晶体的主要区别。

1.8　 物质在水中的结晶

学习目标

7.有一包固体混合物，含有硝酸钠和不溶性杂质，在一定量的水中加热，充分溶解。测试结果如表一:

已知硝酸钠在各温度时的溶解度如表二:

求:(1)此实验中所用水的质量是多少；

(2)原固体混合物中含硝酸钠多少；

　　 (3)要完全溶解固体混合物中的硝酸钠，所需的最低温度是多少。

　　 [解]　 本题的突破口是从上表中可知40℃肯定是硝酸钠的饱和溶液，从10℃升温到

40℃，在这些水中多溶解了硝酸钠固体的质量是20l克-132克＝69克。而从10℃升温到

40℃，硝酸钠的溶解度增大了104克-81克＝23克，即100克水中能多溶解硝酸钠23克，则易得解。

　　 (1)设实验所用水的质量为x

　　 (104克-81克):100克=(201克-132克):x

　　 x＝300克

　　 (2)设10℃时300克水中已溶硝酸钠的质量为y，

　　 100克:81克＝300克:y

　　 y＝243克

　　 即原固体混合物的总质量为243克+201克＝444克

　　 再设75℃时300克水中最多可溶硝酸钠的质量为z

　　 100克:150克＝300克:z

　　 z＝450克>444克

　　 所以75℃时所得溶液一定是不饱和的，最后剩下的72克固体都是不溶性杂质。

　　 则原固体混合物中硝酸钠的质量为444克-72克＝372克

　　 (3)设300克水溶解372克硝酸钠刚好饱和时，硝酸钠的溶解度为S

　 S=×100克-124克

　 对照表二可知，所需最低温度为60℃。

第18课时

5.图1-38是配制50克质量分数为5%的氯化钠溶液的操作过程示意图:

(1)B操作中应称量氯化钠的质量是　 2.5克；

　　 (2)放好砝码和调好游码后，向托盘天平的左盘上加氯化钠时，若指针偏向分度盘的左边，应进行的操作是　 减少药品　 ；

　　 (3)D操作应选用　 100　 毫升的量筒(从10毫升、100毫升中选择)。量水时量筒必须放

平稳，视线要跟量筒内液面的　 最低处　 保持水平；

　　 (4)E操作的作用是　 加速溶解　 。

　　 [深化提高]

　　 6.用溶质的质量分数为98%的浓H2SO4 25毫升(密度为1.84克／厘米3)，配制溶质的质量分数为70%的硫酸溶液(密度为1.60克／厘米3)，需加水多少毫升?

　　 [解]　 本题中70%的硫酸溶液的密度没用。想一想为什么?

25毫升×1.84克／厘米³×98%＝(25毫升×1.84克／厘米³+V×1克／厘米³)×70%　　

V＝18.4厘米³

　　 即18.4毫升

　　 [选做题]

4.根据溶质质量、溶剂质量的变化情况，以及变化所得的结果，在表中填上相应的文字。

　　 [科学探究]

　　 一、有关溶液稀释问题的计算

　　 1.溶液稀释就是往浓溶液中加溶剂变成稀溶液的过程。

　　 2.溶液稀释问题的特点是:稀释前后溶液中溶质质量保持不变，即:浓溶液的质量×浓溶液中溶质的质量分数＝ 　稀溶液的质量×稀溶液中溶质的质量分数 　。

　　 3.由于液体称量比较麻烦而用量筒量取体积比较方便，所以计算时有时会牵涉到溶液的体积，这时要通过　 密度　 来进行计算(公式为ρ＝ 　　)。

　　 4.由于分子间存在一定的间隔，所以两种不同液体混合溶解时，体积不能简单相加。(混合后体积　 小于　 混合前两种液体之和)

　　 二、有关溶液浓缩问题的计算

　　 溶液的浓缩问题思考方法可以与稀释问题一样来考虑。

　　 三、配制一定溶质的质量分数的溶液

　　 1.实验步骤:(1)计算；(2)称量；(3)溶解。

　　 2.配制50克10%的氯化钠溶液的实验。

　　 [典型例题解析]

　　 [例1]　 工业生产上，有时要用溶质的质量分数为10%的稀硫酸来清洗钢材。把50千克溶质的质量分数为98%的浓硫酸稀释成溶质的质量分数为10%的稀硫酸，需要水多少千克?

　　 [解析]　 由于稀释前后溶质质量不变。

　　 设:稀硫酸的质量为x

50千克× 98%＝x×10%

x==490千克

　　 则需要水的质量为:490千克-50千克＝440千克。

　　 [答]　 略

　　 [例2]　 配制1 000毫升溶质的质量分数为10%的稀硫酸，需要溶质的质量分数为98%的浓硫酸多少毫升?需要水多少毫升?(硫酸溶液的密度请查阅p.36表)

　　 [解析]　 查书中表得溶质的质量分数为10%的硫酸溶液的密度为1.07克／厘米³，溶质的质量分数为98%的浓硫酸的密度为1.84克／厘米³。

　　 设:需溶质的质量分数为98%的浓硫酸的体积为V

　　 稀硫酸溶液的质量为:1000毫升×1.07克／厘米³＝1070克

　　 溶质的质量为:1070克×10%＝107克

　　 所以V×1.84克／厘米³×98%＝107克

　　 V＝59.3厘米³

　　 浓硫酸的质量:59.3厘米3×1.84克／厘米³＝109.2克

　　 加入水的质量:1070克-109.2克＝960.8克

　　 所以加入水的体积为:＝960.8

厘米3

　　 [答]　 略

　　 [课内练习]

　　 1.用溶质的质量分数为40%的浓氢氧化钠溶液(密度为1.43克／厘米3)配制，143克溶质的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，需量取40%的氢氧化钠溶液　 25　 毫升与水(密度为1克／厘米3) 　107.25　 毫升混合而成。

　　 2.把m克质量分数为a%的NaCl溶液加水稀释，下列图像中正确描述溶液中溶质质量与加水质量关系的是　　 (　 B　 )

　　 3.密度为1.18克／厘米’的浓盐酸(质量分数36%)，用100毫升水稀释100毫升浓盐酸，所得稀盐酸的质量分数　　 (　 B　 )

　　 A.等于18%　　 B.大于18%　　 C.小于18%　　 D.无法确定

　　 4.配制20%的硫酸溶液490克，需要98%(密度为1.84克／厘米³)的浓硫酸多少毫升?同时需水多少克?

　　 [解]　 设需浓硫酸的体积为V

　　 V×1.84克／厘米³×98%=490克×20%

　　 V＝54.35厘米³

　　 需水体积为=＝390厘米³

　　 [课时小结]

重点和难点:有关溶液稀释问题的计算。

课外同步训练

　　 [基础过关]

　　 1.浓度为10%的食盐溶液100克，将其浓度增加到20%，可采用的方法是 　　(　 D　 )

　　 A.加入10克食盐固体　　 B.把溶液中的水蒸发掉一半

　　 C.加入100克10%的食盐溶液　　 D.把水蒸发掉50克

　　 2.用浓度为60%的酒精溶液A与25%的酒精溶液B配制成45%的酒精溶液，则A、B溶液的质量比为　　 (　 C　 )

　　 A.1:2　　 B.2:3　　 C.4:3　　 D.3:1

　　 3.100克A溶液中水的质量分数为98%，现在要使溶液中水的质量分数变为99%，则应加入水的质量为　　 (　 D　 )

　　 A.1克　　 B.10克　　 C 50克　　 D.100克

　　 4.把溶质的质量分数为l0%的硫酸溶液50克浓缩到40克，此时溶液中硫酸的质量分数为　 12.5%　 。