资源描述
物质的分离与水资源
授课日期
201 年××月××日
时 间
A / B / C / D / E / F段
主 题
物质的分离与水资源
教学内容
(1)描述地球上水体的名称及大致比例。
(2)关注水体污染及防治。
(3)列举吸附、沉淀、过滤、蒸馏等净化水的常用方法和简单原理。
(4)树立节约用水的意识，增强防止水污染的责任感。
(5)体会水是生命之源的观点。
1、上次课后作业习题讲评。
2、不断地加热一杯不饱和食盐水，蒸发其中的溶剂，该溶液将会发生怎样的变化？说说为什么？
3、许多地方的自来水是从河水净化而来，你认为要将河水中的什么除去？
一、物质的结晶
下图：硫酸铜晶体、云母、石膏晶体、方解石
1、晶体和非晶体
（1）晶体：具有规则形状的固体，有固定的熔点。（不同的晶体有不同的形状）如食盐，硫酸铜晶体，云母晶体等
（2）非晶体：没有固定的熔点，也没有规则的几何形状。如沥青，松香，有机玻璃等
（3）晶体和非晶体的主要区别是：有无规则的形状；有无固定的熔点等。
2、结晶
（1）结晶 溶液中无法再溶解的固体物质从溶液中析出的过程。（注意：结晶后余下的液体叫做母液）
（2）结晶的适用范围及原理：
范围：分离几种可溶性固体的混合物。
原理：利用固体物质溶解性的不同以及溶解度受温度变化影响的不同，使一种物质先结晶而达到分离的目的
【拓展】看懂溶解度温度变化图标
几种不同物质随着温度的变化溶解度变化的不同
有些物质溶解度随温度变化变化非常大，而有些物质溶解度随温度变化变化很小 或者基本不变
结晶就是分离一种溶解度随温度变化很大的物质和一种溶解度随温度变化很小的物质
3、结晶的两种方法
（1） 冷却热饱和溶液（含有溶解度随温度变化很大的物质）：
将热饱和溶液的温度降下来，从而使其溶解度下降，溶剂量一定，溶液中溶质过饱和，从而析出。
如：从硝酸钾溶液中获得硝酸钾晶体
（2） 蒸发溶剂法（一般用于溶解度随温度变化不大的物质，也可以用于其它物质）
如：从海水中提取食盐。
4、硫酸铜晶体的生长
注意：硫酸铜粉末为白色，硫酸铜结晶为蓝色
（1）实验器材：
量筒、烧杯、药匙、滴管、玻片、温度计、20厘米长的细线、显微镜、酒精灯、三角架石棉网、玻璃棒、硫酸铜、棉花
（2）实验过程：制备小晶体：
①准备一杯约50ml温度约70℃的饱和硫酸铜溶液，切勿在杯底留下杂质，若有浑浊现象，用脱脂棉代替滤纸，趁热过滤，直到澄清为止。
②静置、冷却、析晶。在容器口盖上一张清洁的白纸，再用棉花把烧杯围起来，静置一夜，温度缓慢下降，析出硫酸铜小晶体。
小晶体“生长”成大晶体：
①选晶：在晶体里选择几何形状完整的小晶体几颗备用。
②晶体长大：用线把一粒硫酸铜晶体绑好，悬吊在饱和硫酸铜溶液里，线的另一端系在玻璃棒上，静置过夜。如此反复操作几次，晶体就越长越大，最后长成大块晶体。
（3）、实验注意事项：
①制备较大颗粒晶体需控制的条件：晶种少，晶形完整，防震防尘，降温要缓慢。
②制备饱和溶液时，防止过饱和而析出晶体；
③过滤速度要快，防止饱和溶液迅速冷却析出晶体；
④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；
⑤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；
⑥晶体的“成长”需要多次结晶，整个过程中在线上只留一粒晶体，多余的要去掉，每次取出要修改外形，使其保持完整形状。
5、结晶水合物
结晶水： 有些晶体在从水溶液中结晶析出时，往往要结合一定量的水，这部分水存在于析出的晶体中，叫做结晶水。
硫酸铜晶体又称为胆矾或者蓝矾
风化：结晶水合物在常温和较干燥的空气里失去部分或全部结晶水的现象叫风化。风化本质:结晶水合物分解。
风化现象:由晶体状逐渐变成粉末状。因此凡具有此现象的自然过程都可称为风化，如岩石的风化，它显然不属于结晶水合物失去结晶水的过程
潮解:某些易溶于水的物质吸收空气中的水蒸汽，在晶体表面逐渐形成溶液或全部溶解的现象叫潮解。 粗盐会潮解
二、 几种常用的分离方法
1：沉淀法 把水静置，使水中的杂质沉淀到水底的方法。常会加入凝聚剂（活性炭，明矾）
2：过滤法 过滤操作
实验仪器：铁架台 漏斗 滤纸 烧杯 玻璃棒
具体过程：首先滤纸 圆形 对折再对折 打开其中的一边使滤纸一边一层另一边3层。撕去滤纸上缘一部分，从而使滤纸放入漏斗时其边缘低于漏斗边缘。接着用水讲滤纸润湿后小心放入漏斗，使漏斗和滤纸之间没有气泡产生。接着讲漏斗放到铁架台铁圈上，调节高度并在漏斗底部放一个烧杯，要求漏斗下部尖端与烧杯内壁相贴。将玻璃棒放在三层滤纸处，将需要过滤的液体沿着玻璃棒倒入漏斗。
注意事项 ：一贴二低三靠
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，中间不留气泡
二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘
三靠：烧杯口紧靠玻璃棒，玻璃棒末端轻轻斜靠三层滤纸处，漏斗下端管口紧靠烧杯内壁
玻璃棒在整个过滤操作中的作用：引流
过滤结果：滤纸上留有固体，下面烧杯中为溶液
3：蒸馏法
概念：把水加热至沸腾，产生水蒸气经冷却形成液态水的方法。
注意事项：冷却水应该从下口进上口出。 温度计位于支管口附近，给液体蒸馏时，蒸馏烧瓶中应放入几片碎瓷片或者沸石，防止爆沸。
【列表对比】
办法
原理
适用范围
基本操作
所起作用
沉淀法
物质溶解性不同
分离液体中混有的不溶性固体杂质
加入凝聚剂，搅拌后静置
使水中的悬浮杂质凝聚成较大颗粒而沉淀下来
过滤法
物质溶解性不同
除去液体中混有的不溶性固体杂质
溶解，过滤
可除去悬浮微粒和沉淀
蒸馏法
液体物质的沸点不同
分离或提纯液态混合物
加热、蒸馏、冷凝
可除去溶解在水中的物质
4、 粗盐精制
在粗盐中含有多种物质，如泥沙等不溶性物质。
主要过程：
（1）溶解 在烧杯中进行 使用玻璃棒搅拌 玻璃棒作用为加速溶解
（2）过滤 玻璃棒作用为引流
（3）蒸发结晶 将滤液倒入蒸发皿内并用酒精灯进行加热，加快水分的蒸发。当有大量晶体析出后，停止加热，利用蒸发皿的余热蒸发剩余水分。不能一直加热到所有晶体都析出时才停止加热，不然晶体会受热飞溅出来。 玻璃棒进行搅拌，作用为使溶液均匀受热。
（4）转移晶体 用玻璃棒把蒸发皿内的食盐晶体转移到试剂瓶中。
【拓展】
三、水资源的利用、开发和保护
1、人类社会对水的需求：生活用水、工业用水和农业用水
2、缺水的原因：
自然原因：全球真正有效利用的淡水资源少（人类比较容易利用的河水、淡水湖泊水、埋藏比较浅的地下淡水，约占淡水总量的0.3%）； 分布不均（时间和空间）。
人为因素：人口增长；水污染严重；水的重复利用率低；森林破坏严重。
3、水资源的保护——节约用水
水的再循环、减少水的利用、水的回收利用是保护和节约用水的三种主要方法。
4、水资源的保护——防止水污染
水污染：当水中含有对水或水生生物产生不良影响的任何物质时，就造成水污染。
水污染的危害：水中溶解氧下降；水生动物难以生存；严重时水生植物和动物灭绝；污染地下水源。
水污染的主要原因：工农业生产和生活污水的任意排放。工业废水中含有有毒物质，农业废水中含有化肥、农药。
1、从溶液中形成晶体的过程叫结晶体，结晶的方法常有两种（1） ；（2） 。
【答案】蒸发溶剂 冷却热饱和溶液
2、把80℃的硝酸钾饱和溶液冷却至室温，下列叙述错误是（ ）
A溶剂质量不变 B溶解度变小
C溶液的质量分数不变 D有硝酸钾晶体析出
【答案】C
3、想从食盐溶液中得到食盐晶体，采取的方法有（ ）
A蒸发溶剂的方法 B冷却热饱和溶液
C倒掉部分溶液 D升高溶液的方法
【答案】A
4、若往硫酸铜饱和溶液中放入一小块敲碎的硫酸铜晶体，条件不变，静置几天后，硫酸铜晶体(假设溶剂不蒸发掉)( )。
A．形状和质量都不变 B．形状不变，质量增大
C.形状改变，质量不变 D．形状不变，质量减小
【答案】C
5、判断正误
（1）饱和溶液降温析出晶体后的溶液仍是饱和溶液
（2）降低饱和溶液的温度，不一定有晶体析出
（3）把溶液的溶剂蒸发一些一定有晶体析出
【答案】√√×
6、20℃时，食盐的溶解度为36克，现有100克的饱和食盐溶液，在温度不变时，蒸发掉10克水，析出晶体多少克？20℃时，现有200克的饱和食盐溶液，在温度不变时，蒸发掉10克水，析出晶体多少克？
【答案】3.6克 3.6克
7、T℃时，将A物质的溶液恒温蒸发掉20克水，析出晶体A 2克，第二次在恒温下再蒸发20克水，结果再析出晶体A 8克晶体，求T℃时， A物质的溶解度。
【答案】40克
8、已知60 ℃和20 ℃时硝酸钾的溶解度分别是110克和31.6克，现有60 ℃时的硝酸钾饱和溶液210克，将该饱和溶液冷却到20 ℃时，可析出晶体是多少？
【答案】78.4克
9、我国是一个严重缺水的国家，人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4，且地区分布极不均衡。以下对水资源的利用不恰当的是（ ）
A、实现工业废水的达标排放 B、推广家用节水器具
C、农业灌溉引用工业或生活废水 D、提高废水的重复利用率
【答案】C
10、世界淡水危机日趋严重，为了解决淡水危机，首先要积极开发淡水资源，保护现有的淡水资源，有以下途径：
A、海水淡化 B、开发南极冰山 C、兴建调水工程 D、生活上节约用水
E、工业上水重复利用 F、防止水源的污染 G、农业生产中采用滴灌技术
其中能解决淡水危机的可行方法有 （填序号）。
【答案】ACDEFG
学生共同总结本节课知识内容，教师点评。
1、配制溶质的质量分数为10%的硝酸钾溶液，下列各项会引起溶液中硝酸钾的质量分数偏小的是（ ）
A、搅拌后的玻璃棒未用水冲洗 B、将配好的溶液倒入试剂瓶时有少量溅出
C、用量筒取水时俯视读数 D、烧杯先用蒸馏水润洗后再配制溶液
【答案】 D
2、在配制10%的氯化钠溶液的过程中，导致溶液中氯化钠质量分数小于10%的可能原因是（ ）
①用量筒量取水时俯视读数
②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗
③在托盘天平的左盘称取氯化钠时，游码不在零位置就调节天平平衡，后将游码移动得到读数
④盛装溶液的试剂瓶用蒸馏水润洗
⑤氯化钠晶体不纯．
A、①②③④⑤ B、只有①②④⑤ C、只有①②③ D、只有②③④⑤
【答案】 D
3、某同学欲配制50g质量分数为7.0%的NaCl溶液，在称量NaCl的操作中，将砝码放在左盘（1g以下使用游码）．该学生配制的NaCl溶液的溶质的质量分数实际是（ ）
A、5.1% B、5.4% C、4.8% D、5.0%
【答案】 A
4、图中是a、b、c三种固体物质的溶解度曲线，下列说法中不正确的是（ ）
A、a的溶解度大于b、c的溶解度 B、t℃时a、b饱和溶液的质量分数相等
C、t℃时三种物质的溶解度关系为a=b＞c D、温度降低时，a的饱和溶液的质量分数变小
【答案】 A
5、下表列出了20℃时氯化钠溶解实验的一组数据
实验序号
水的质量/g
所加氯化钠的质量/g
所得溶液的质量/g
①
10
2
12
②
10
3
13
③
10
4
13.6
④
10
5
13.6
下列叙述正确的是（ ）
A、①②所待溶液是20℃时氯化钠的不饱和溶液 B、①②③所得溶液是20℃时氯化钠的不饱和溶液
C、20℃时氯化钠的溶解度为3.6g D、①所得溶液的溶质的质量分数为20%
【答案】 A
6、右图为a、b两种物质在水中的溶解度曲线．
（1）10℃时，a的溶解度 b的溶解度（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）30℃时，两种物质的溶解度曲线有交点，由此可获取的信息是： ．
（3）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”）．
（4）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，需要加入水
g．
【答案】 （1）＜ （2）30℃时，a、b两种物质的溶解度相等 （3）a （4）25
7、 在常温下向100g 5%的氯化钠溶液中加入5g氯化钾粉末，完全溶解后，氯化钠溶液的溶质质量分数是？
【分析】因溶液中溶质的质量分数＝溶质质量/溶液质量，混合溶液中各种溶质的质量分数要分别进行计算，但溶液的质量都按混合溶液的总质量计算，在100g 5%的氯化钠溶液中加5g氯化钾完全溶解后，溶质氯化钠的质量不变，但溶液的质量增加了5g，因此氯化钠溶液的溶质质量分数为：4.76%
【答案】 4.76%
8、现有500g20℃的A物质溶液，若保持温度不变，蒸发掉20g水后，有5gA 析出，若再蒸发掉20g水后，又有7gA 析出，则在20℃时A物质的溶解度是？
【分析】：20℃时500g A溶液 （500－25）gA溶液（饱和） （500－25－27）g A溶液（饱和）
∴ 20℃时A饱和溶液中 溶质 溶剂
S 100g
7 20g
【答案】 S=35g
9、20℃时，将一定质量的NH4NO3完全溶解于100g水中，将所得溶液分成两等份，其中一份蒸发18.75g水，可使溶液饱和，另一份加入36g NH4NO3也达饱和，求:
⑴20℃时， NH4NO3的溶解度。
⑵原溶液中NH4NO3的质量。
【分析】：依题意，可知将36g NH4NO3溶解于18.75g水中恰好饱和，则溶解度可求。
设20℃时NH4NO3的溶解度为S。原溶液中NH4NO3的质量为x。
20℃时NH4NO3饱和溶液中 溶质 溶剂
S 100g
36g 18.75g
x+36g 50g
x 50g－18.75g
可解得S=192g，x=60g
【答案】192g；x=60g
10、某固体混合物中含有硝酸钾和不溶性杂质、把它们加入一定量的水中充分溶解，其结果如下表：
KNO3的溶解度见下表：
求：1．所加水的质量。
2．该固体混合物中KNO3的质量。
【分析】：题意分两个层次展开。
第一层次：从KNO3的溶解度数据可知，100g水温度从10℃升高到40℃多溶解的KNO3为63.9─20.9＝43(g)。根据原饱和溶液温度从10℃升高到40℃实际溶解了261－175＝86(g)，便可求出原溶液中所含的水量。
第二层次：由表可知温度升高到75℃时，所剩余的82克固体为不溶性杂质，据此可求出混合物中KNO3的质量。
【解答】：1、设所加水的质量为x克。100∶43＝x∶86，解之：x＝200(g)
2、设在10℃时溶解的KNO3质量为y克。则：100∶20.9＝200∶y y＝41.8(g)
故原混合物中KNO3的质量为：41.8＋261－82＝220.8(g)
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