内容正文:
第1章 水和水的溶液
01 思维导图
02 考点速记
一、地球上的水
1、地球上占总量最多的是海洋水(咸水),约占地球水总量的96.53%。
2、地球上可利用的淡水主要是:河流水、湖泊水和浅层地下淡水
3、水的循环: 小循环:陆上内循环:陆地--大气、海上内循环:海洋--大气
大循环:海陆间水循环:海洋--陆地--大气
4、海陆间大循环的5个环节:①蒸发(蒸腾、升华)、②水汽输送③降水、④下渗、⑤地表或地下径流。
5、海陆间大循环的意义:
① 使地球上的水、大气、岩石和生物发生密切的联系;
② 使海洋源源不断地向陆地供应淡水,使水资源得到再生。
原因:外因:太阳辐射、地心引力。内因:水的三态变化
6、我国水资源在时间、空间分布不均衡。在地区分布上很不均匀,大量的淡水资源集中在南方,北方淡水资源只有南方淡水资源的1/4.在时间分布上也很不均衡,突出表现在夏季丰富、冬季欠缺,江河径流量的年际变化很大,尤其在北方更加明显。
7、水与生命:一个健康成年人,平均每天需2.5升水。据测量,人体重量的2/3以上是水分,儿童身上4/5是水分。
8、每年的3月22日为“世界水日”
二、水的组成
水的电解
电极
产生气体的量
检验方法及现象
结 论
正极
(阳极)
气体体积是负极的1/2
气体能使带火星的木条复燃
正极产生的气体是氧气
负极
(阴极)
气体体积是正极的2倍
气体能在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰
负极产生的气体是氢气
实验结论:水 通直流电 氢气+氧气(水的电解是化学变化)。
说明:水是由氢元素和氧元素组成的(水是由水分子构成的,水分子由氢原子和氧原子构成;1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,水的分子式:H2O)。
三、水的浮力
1.浮力概念:液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。
2.浮力的方向是竖直向上的。
3.浮力的施力物体:液体,浮力的受力物体:浸入液体中的物体。
4.浮力产生的原因:物体的上、下表面受到压力差。
5.弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=G-F。
四、探究浮力大小的影响因素
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关?
【猜想与假设】(1)游泳池里越往深水区走,所受的浮力越大,由此猜想:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关;
(2)鸡蛋在纯水中会下沉,但在浓盐水中却能漂浮,由此猜想:浮力大小可能与液体的密度有关;
(3)木头在水中漂浮,但铁块在水中下沉,由此猜想:浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。
【进行实验】
实验目的
变量控制
图示
现象及分析
探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系
同一物体浸在同一液体中,物体浸没的深度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同,即浮力相同
浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
液体的密度相同,同一物体浸入液体的体积不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同,即浮力不同,F1>F2
物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系
同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,F2>F1
物体受到的浮力与液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系
两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中
甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同,即浮力相同
物体所受的浮力与物体的密度无关
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;在浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
五、阿基米德原理
1.阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力;
(2)公式: F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;
(3)单位: ρ液:kg/m3,V排液:m3。
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
六、物体浮沉条件
1.物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中)
F浮<G
F浮>G
F浮=G(V排液=V物)
F浮=G(V排液<V物)
ρ液<ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
下沉
上浮
悬浮
漂浮
注意:
①上浮和下沉都是不稳定状态,是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态;
②漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮= G ;
③沉到水底时:F浮+F支=G。
七、物体浮沉条件的应用
1.物体浮沉条件的应用:
(1)航天员水下模拟训练:悬浮时,F浮=G;
(2)轮船:将钢铁做成空心,增大排开液体的体积,增大浮力使F浮=G;
①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋,其受到的浮力不变;
②根据F浮=ρ液gV排液,同一艘轮船从海洋行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以 V排液变大,即船身稍下沉;
(3)潜水艇:它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身重力来实现的;
(4)密度计:利用物体浮沉条件工作的。因为F浮=ρ液gV排液,液体密度不同,密度计排开液体的体积就不同;
(5)热气球和飞艇:采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。
八、物质在水中的分散状况
1.溶液:(1)能溶解其他物质的物质叫 溶剂 (如水、酒精等物质)。
(2)被溶解的物质叫 溶质 。
(3)溶液:由溶质溶解于溶剂后形成的 均一的 、 稳定的 混合物。
2.溶液、悬浊液、乳浊液的比较:
溶液
悬浊液
乳浊液
形成过程
固、液、气溶解在液体里
固体小颗粒 悬浮在液体里
小液滴 分散在液体里
稳定性
稳定
不稳定
不稳定
长期放置
均一、稳定
分层
分层
举例
糖水、汽水、饮料等
石灰水、泥水、血液等
牛奶、肥皂水
3. 混合物:由 多种物质 组成的物质叫混合物。溶液、悬浊液、乳浊液都属于混合物。
4.常用的溶剂:水、酒精、汽油、丙酮等。
九、观察混合液的特点
1.固体药品的取用:块状固体用镊子夹,粉末状或细晶体用__药匙__取,必要时可用纸槽取。
2. 液体药品的取用:瓶塞倒放,试剂瓶的标签 朝向手心 ,瓶口紧挨试管口,倒完后盖紧瓶塞,将试剂瓶放回原处。
3、用量筒正确量取一定体积的液体:首先应根据取用液体的量选择合适量程的量筒,然后将液体倒入量筒中,当接近刻度线时用滴管调到所需液体的量(注意:眼睛要与液面层的下沿相平)将选取的固体和液体加入到试管中。
十、物质的溶解性
我们知道,溶液是由溶质和溶剂组成的,不同的溶质在同一种溶剂里的溶解性不同。例如,高锰酸钾易溶于水,而泥沙就难溶于水。还有哪些因素会影响物质的溶解性呢?我们一起来探究。
固体药品选用硫酸铜白色粉末,溶剂选用水、酒精。
1.提出问题:
根据研究的内容,提出探究的问题:
2.建立假设:
根据已有的知识和经验,我们知道一定量的水中只能溶解一定量的硫酸铜。当硫酸铜超过一定量后,总会有一部分不能在该条件下再继续溶解。我们可以建立如下假设:
①换一种溶剂,可以使未溶解的硫酸铜继续溶解。
②升高温度,可以使为溶解的硫酸铜继续溶解。
3.设计实验进行检验
对每一个假设,设计相应的实验进行检验。
4.解释数据、表达与交流:
对所获得的实验数据进行分析,思考实验结果与假设是否相符合,并与同学进行交流。
十一、饱和与不饱和溶液
1、在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的饱和溶液。在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的不饱和溶液。
2、饱和溶液和不饱和溶液的相互转化(大多数物质适用,氢氧化钙、气体除外)
饱和溶液不饱和溶液
注意:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液。
4、判断一种溶液是否饱和的方法是:在其温度下,若其溶质不能继续溶解则原溶液为该温度下的饱和溶液;若其溶质还能继续溶解,则原溶液为不饱和溶液。
如果溶液中有少量不溶解的溶质,则是饱和溶液;
如果加少量溶质,还能继续溶解,则是不饱和溶液。
十二、溶解度
1.溶解度:在一定的温度下,某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。
注意:
(1)四个关键词: 一定的温度 , 100g溶剂 , 达到饱和 , 溶质的质量 ;
(2)溶解度就是一定温度下,100g溶剂中所能溶解的溶质的最大质量;
(3)溶解度单位为克;
(4)公式:S=×100(克)
2.溶解度与温度的关系:
大多数固体物质的溶解度随温度的 升高 而明显增大,如 硝酸钾 ;
少数固体物质的溶解度受温度影响不大,如 氯化钠 ;
极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 减小 ,如 氢氧化钙 。
3.物质的溶解性等级(以20℃的溶解度为标准):
溶解性等级
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度/g
>10
1~10
0.01~1
<0.01
举例
食盐
氯酸钾
氢氧化钙
碳酸钙
4.溶解度的表示方法
(1)表示方法
①溶解度表(会查看);
②溶解度曲线:以温度为横坐标,溶解度为纵坐标,形象地描绘出物质的溶解度随温度变化情况的曲线。
(2)变化规律
①大多数固体物质的溶解度随温度的升高而 增大 (陡升型),代表物质是 硝酸钾 ;
②少数固体物质的溶解度受温度影响变化较小(平缓型),代表物质是氯化钠;
③极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 减小 (下降型),代表物质是 氢氧化钙 ;
④气体的溶解度一般随压强的增大而 增大 ,随温度的升高而 减小 。
十三、溶质的质量分数
(1)定义:溶液中溶质的质量分数是 溶质质量 与 溶液质量 之比,可用小数或百分数表示;
(2)公式:溶质的质量分数=×100%=×100%;
(3)变形公式:溶质的质量= 溶液的质量×溶质的质量分数 。
溶液的质量=。
2.饱和溶液溶质的质量分数:=×100% (S表示该温度下的溶解度)
变形:S=×100 g
注意:溶质的质量分数是溶液浓度的定量表示,溶质质量分数越大的溶液浓度越大。
十四、溶液的配制与计算
1.溶液的配制
(1)器材:天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管。
(2)步骤:
①计算:计算溶剂和溶质的质量或体积;
②称量和量取:固体用天平称取;液体用量筒量取;
③溶解;将用量筒量取的水,倒入盛有氯化钠的烧杯里,用玻璃棒搅拌,玻璃棒的作用是加速溶解;
④装瓶并贴上标签。
2.溶液的溶质质量分数的误差的影响因素
①溶质的原因:如果药品中含有杂质,则导致配制的溶液中溶质的质量分数偏小;如果称量时药品和砝码位置颠倒,若未使用游码,则对溶液中溶质的质量分数没有影响;若使用了游码,则所配制溶液中溶质的质量分数偏小;
②溶剂的原因:主要是量取溶剂过程中读数的方法导致的,仰视读数导致量取的溶剂量偏多;俯视读数导致量取的溶剂量偏少;
③配制时的原因:烧杯提前用水润洗,导致实际溶剂量偏多;药品倒入烧杯中时不慎撒出,导致溶质量偏少等;
④装入试剂瓶时的原因:试剂瓶用水润洗,导致溶剂量增多。
3.溶液的稀释与浓缩
(1)依据:溶液稀释前后,溶质质量不变;
(2)注意:两种溶液混合时,质量可以相加,但体积不能相加;
(3)溶液稀释问题的计算
①原则:稀释前后,溶液中溶质的质量不变。
将溶液稀释的方法是在浓溶液中加入溶剂水,由于加入的水属于溶剂,所以溶剂的质量和溶液(溶质+溶剂)的质量增加,但溶质的质量不变,据此可以解决稀释溶液时的相关问题。
②计算公式:m浓·a%(浓)=m稀·b%(稀)或m浓·a%=(m浓+m水)·b%
扩展:V浓·ρ浓·a%(浓)=V稀·ρ稀·b%(稀)
注意:
十五、物质的分离
1、有规则的几何外形的固体是晶体。不同的晶体具有不同的形状。
2、结晶是溶液中无法再溶解的固体溶质以晶体的形式从溶液中析出的过程。
3、获得晶体的两种方法:
①蒸发溶剂:一般用于溶解度受温度影响不大的物质,如氯化钠(溶液较小);
②冷却热饱和溶液:适用于溶解度受温度影响大的物质,如硝酸钾。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减小溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
4、水的净化
A、沉淀法:把水静置,使水中的杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。由于明矾或活性炭能使水中的悬浮杂质凝聚成一些较大的颗粒并慢慢沉到水底,因此,明矾、活性炭常用作凝聚剂。
B、过滤法:把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法。
操作要点:一贴、二低、三靠
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;
玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;
倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起引流作用。
C、蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
6、沉淀、过滤及蒸发的比较:
方法
原理
适用范围
基本操作
作用
净化
程度
沉淀
根据物质的溶解性不同;
静置,使不溶性的杂质沉降下来并与水分层。
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
除去不溶性杂质(使水中的悬浮微粒凝聚成较大颗粒而沉淀下来)。
由 低 到 高
过滤
根据物质的溶解性不同;
把液体和不溶于液体的固体分离。
用于除去深中混有的不溶性固体杂质;
溶解,过虑
除去不溶性杂质(可除去水中的悬浮微粒)。
吸附
利用活性炭或木炭的吸附作用把自然水中一些不溶性杂质和一些溶解性杂质吸附在表面。
除去部分不溶性和或溶性杂质,臭味等。
蒸馏
根据液体物质的沸点不同;
通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水
用于分离或提纯液态混合物
加热,蒸馏、冷凝
除去可溶性杂质和不溶性杂质(可除去水中已溶解的物质)。
十六、水资源的利用、开发
1、缺水的原因
自然原因:全球真正有效利用的淡水资源少;分布不均(时间和空间)。
人为原因:人口增长;水污染严重;水的重复利用率低;森林破坏严重。
2、我国的水资源:
空间分配不均匀—南多北少,东多西少。
时间分配不均匀—夏季丰富,冬季缺乏,北方尤其明显。
3、节水标志的意义,其标志中:绿色的圆形代表地球,标志留白部分像一只手接起一滴水,节水与接水谐音,寓意节约每一滴用水。手是字母J和S的变形,寓意节水,鼓励人们从我做起,人人动手节约第一滴水;手又像一条蜿蜒的河流,象征滴水汇成江河。
十七、水资源保护
节约用水、水的再循环、减少水的使用、水的回收利用及防止水的污染。
03 素养提升
易错点一、混淆电解水产生气体与结论不清晰
①宏观角度:水由氢、氧组成。
②微观角度
A.一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成;一个氧分子由两个氧原子构成;一个氢分子由两个氢原子构成。
B.水是由水分子构成的;氧气是由氧分子构成的;氢气是由氢分子构成的。
[练习1] 如图Ⅰ所示,用电解水装置探究水的组成,下列对该实验结论描述正确的是( )
A.水是由氢元素和氧元素组成
B.水电解正负极产生的气体质量比为1:2
C.水电解产生了氢原子和氧原子
D.水电解产生了氢和氧
【解答】解:A、电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的,说明水是由氢元素和氧元素组成的,故选项说法正确。
B、水电解正、负极产生的气体体积比为1:2,故选项说法错误。
C、化学反应前后原子的种类不变,故选项说法错误。
D、水电解产生了氢气和氧气,而不是产生了氢和氧,故选项说法错误。
故选:A。
[练习2] 用图所示的装置进行电解水实验,有以下描述:
①向水中加入少量硫酸,能增强水的导电性
②乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃
③甲试管生的气体能燃烧
④甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2:1
⑤水是由氢气和氧气构成的
⑥水是由氢元素和氧元素组成的
以上描述中正确的是( )
A.①②③④⑤ B.②③④ C.①②③⑥ D.①②③④⑥
【解答】解:①纯水几乎不导电,向水中加入少量硫酸,能增强水的导电性,故说法正确。
②乙试管与电源正极相连,产生的气体为氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故说法正确。
③甲试管与电源负极相连,产生的气体是氢气,具有可燃性,产生的气体能燃烧,故说法正确。
④电解水时,与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多,与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少,且两者的体积之比大约是2:1,故说法正确。
⑤水是由水分子构成的,故说法错误。
⑥电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的,说明水是由氢元素和氧元素组成的,故说法正确。
故①②③④⑥说法正确。
故选:D。
易错点二、误认为物体在水中一定有浮力
从产生原因来求:F浮=F下表面-F上表面
若物体下表面不受液体或气体的压力,则物体不受浮力。
[练习3] 如图所示,在容器中放入一个上、下底面积均为10cm2,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下表面与容器底部紧密接触,容器中的水面高6cm.且与石鼓上表面齐平,则石鼓受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0N B.0.2N C.0.6N D.0.8N
【解答】解:由于石鼓下底面与容器紧密接触,且石鼓上表面与水面相平,
所以,石鼓圆柱体部分不受浮力,而石鼓两侧凸出的部分受到了浮力,
则石鼓排开水的体积如下图阴影部分所示:
则V排=V石鼓﹣V圆柱=80cm3﹣10cm2×6cm=20cm3=2×10﹣5m3,
所以,石鼓受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3=0.2N。
故选:B。
[练习4] 如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
【解答】解:洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故A正确,BCD错误。
故选:A。
易错点三、液面高度变化与物体在水中受到外力时的浮力变化
[练习5] 如图所示,在一块长方形木块上用细线缚着一块石头,使它漂浮在玻璃缸内的水面上。这时木块恰好露出一半体积,玻璃缸里的水面在缸壁的a处。现将木块和石头翻个身,使石块在木块的下面,并仍放在原来玻璃缸的水中,当它平衡时,则( )
A.木块露出一小半体积,缸中水面在a处以上
B.木块露出一大半体积,缸中水面在a处以下
C.木块露出一大半体积,缸中水面仍在a处
D.木块露出一半体积,缸中水面在a处以上
【解答】解:
(1)由图可知,泡沫塑料和石头漂浮,受到的浮力等于泡沫塑料和石头的总重;
(2)将泡沫塑料和石头翻个身,使石头在泡沫塑料的下面,泡沫塑料和石头仍漂浮,受到的浮力仍等于泡沫塑料和石头的总重;
(3)由(1)(2)可知受到的浮力不变,根据阿基米德原理可知排开水的体积不变、浸入水中的体积不变,所以水面仍在a处,但由于石头浸入水中,则木块露出的体积会变大,即木块露出的体积会有一大半。
由上述分析可知ABD错、C正确。
故选:C。
[练习6] 小黄在两根完全相同的蜡烛底部各插入一根相同的铁钉,使其能竖直漂浮在水中(如图所示)。下列关于甲、乙蜡烛露出液面的高度h1、h2的大小关系正确的是( )
A.h1>h2 B.h1=h2 C.h1<h2 D.无法判断
【解答】解:两根完全相同的蜡烛底部各插入一根相同的铁钉,竖直漂浮在水中,受到的浮力都等于总重力;由图知乙中铁钉一部分在蜡烛的外部,所以F浮=ρ水gS(h﹣h1)=ρ水gS(h﹣h2)+ρ水gV钉,所以h1<h2,故选:C。
易错点四、蒸发结晶与冷却热饱和溶液结晶
[练习7] 生活中很多同学喜欢吃棒棒糖,为此兴趣小组的同学们通过查找资料开展了“制作棒棒糖”的项目化学习,主要过程如图:
(1)“快速晾干筷子,析出少量晶体”主要是通过 的方法获得晶体。
(2)制作棒棒糖时,同学们将蔗糖加入热水中,用筷子稍作搅拌,观察到杯底还留有蔗糖固体,接着就进行过滤等后续操作,5天后却没有制得棒棒糖,杯中也没有晶体析出。请分析:同学们制作棒棒糖失败是因为最初配制的蔗糖溶液是 溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。
【解答】解:(1)“快速晾干筷子,析出少量晶体”,水分蒸发,有晶体析出,利用的是蒸发结晶的方法。
(2)制作棒棒糖时,同学们将蔗糖加入热水中,用筷子稍作搅拌,观察到杯底还留有蔗糖固体,接着就进行过滤等后续操作,5天后却没有制得棒棒糖,杯中也没有晶体析出。同学们制作棒棒糖失败是因为最初配制的蔗糖溶液是不饱和溶液,用筷子稍作搅拌,观察到杯底还留有蔗糖固体,蔗糖晶体没有充分溶解。
故答案为:
(1)蒸发结晶;
(2)不饱和。
[练习8] 在学习了溶液相关知识后,八年级项目小组开展了硫酸铜晶体的制备与生长实验。项目小组向100克的70℃热水中加入80克硫酸铜晶体,实验过程如图所示。
(1)若要将图乙烧杯中多余的固体与溶液分离,则“?”处的操作是 。
(2)以下选项中,图丙到图戊过程中溶液的质量分数变化正确的是 。
A.B.
C.D.
(3)某物质的饱和溶液指的是:一定温度下,在一定溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液。但小科在实验中却发现:硫酸铜饱和溶液从丁到戊的变化过程中,温度不变,溶剂质量不变,烧杯底部的晶体却在减少,饱和溶液难道还能继续溶解溶质吗?查阅资料获悉:饱和溶液边溶解溶质边析出晶体,且溶质的溶解速度等于结晶速度,处于动态平衡。小科进一步实验发现丁底部减少的晶体与戊棉线上析出的晶体质量相等。自然界中存在很多这样的动态平衡,请你再举一个类似的动态平衡例子并加以说明。 。
(4)已知硝酸钠、硝酸钾、食盐的溶解度与温度的关系如图所示,则这三种物质中也可通过上述方法制备晶体的是 。
【解答】解:(1)过滤能将固液分离,则“?”处的操作是过滤。
(2)硫酸铜的溶解度随温度降低而减小,则降低温度后,溶解度减小,而饱和溶液的溶质质量分数100%,则溶质质量分数减小,后温度不变,溶解度不变,则溶质质量分数不变,故选D。
(3)生活中的常见的平衡为血糖平衡、碳氧平衡、体内水盐平衡、生态平衡等。
(4)由图可知,硝酸钠和硝酸钾的溶解度受温度影响比较大,则均可采用降温结晶的方法制备晶体。
故答案为:(1)过滤;
(2)D;
(3)血糖平衡、碳氧平衡、体内水盐平衡、生态平衡(答案合理即可);
(4)硝酸钠、硝酸钾。
易错点五、物体浮沉条件分析易混淆
[练习9] (多选)放在水平桌面上的两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体。将体积相等的物体A、B先后放到两种液体中,静止后两个物体在液体中的情况如图所示。已知甲、乙液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,物体A、B的密度分别为ρA、ρB,下列关系正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρA>ρB C.ρ乙>ρB D.ρ甲>ρA
【解答】解:
(1)物体A在甲、乙两液体中都处于漂浮状态,所受浮力相等,都与物体A的重力相等;
由图可知:V排甲>V排乙,由F浮=ρgV排可得ρ甲<ρ乙,故A正确;
(2)物体A在甲、乙两液体中都处于漂浮状态,则A物体的密度均小于甲、乙两液体的密度,即:ρA<ρ甲,ρA<ρ乙,故D正确;
物体B在甲、乙两液体中均下沉,则B物体的密度均大于甲、乙两液体的密度,即:ρB>ρ甲,ρB>ρ乙,故C错误;
由于ρA<ρ甲,ρB>ρ甲,所以ρA<ρB,故B错误。
故选:AD。
[练习10] 如图,三个物体静止在某液体中的情景。下列说法正确的是( )
①若三个物体的质量相等,则受到浮力最小的可能是C物体;
②若三个物体的体积相同,则受到浮力最小的一定是A物体;
③若三个物体由同种材料做成,则A、B物体一定是空心的,C物体一定是实心的;
④若物体都是实心的,则B物体的密度一定与液体的密度相同。
A.①②④ B.②④ C.②③④ D.①③
【解答】解:由图可知:A物体漂浮,B物体悬浮,C物体可能悬浮或沉在底部,
∵三个物体静止在某液体中,∴排开的液体的密度相同。
①若三个物体的质量相等,则物体的重力相等,由浮沉条件可知:F浮A=G,F浮B=G,F浮C≤G,所以受到浮力最小可能是C物体;
②若三个物体的体积相同,由图可知:VA排<V,VB排=V,VC排=V,则根据阿基米德原理知:F浮A<F浮B=F浮C,所以受到浮力最小的一定是A物体;
③由浮沉条件根据物体所处的状态可知:ρA<ρ液,ρB=ρ液,ρC>ρ液,所以若三个物体由同种材料做成,则A、B物体一定是空心的,C物体可能是实心的;
④若物体都是实心的,因为B物体悬浮,则B物体的密度一定与液体的密度相同。
由上分析可知:①②④正确,③错。
故选:A。
易错点六、求溶解度的条件不清晰
[练习11] 小金学习了有关溶液的知识后,对A物质的溶解性进行了如下探究:
请结合实验现象,回答下列问题:
(1)由实验可得,A物质的溶解度随温度升高而 。
(2)根据该实验,小金判定乙烧杯中的A溶液是该温度下饱和溶液,无需再进一步实验判断,请问支持他这样论断的证据是 。
【解答】解:(1)丙→丁,温度升高,丙中不能继续溶解的50gA物质能全部溶解,则A物质的溶解度随温度升高而增大。
(2)小金判定乙烧杯中的A溶液是该温度下饱和溶液,无需再进一步实验判断,请问支持他这样论断的证据是实验步骤中往乙杯溶液继续加50克A物质,最终溶液质量还是150克。
故答案为:
(1)增大;
(2)实验步骤中往乙杯溶液继续加50克A物质,最终溶液质量还是150克。
[练习12] 海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物,是一种天然多糖,在食品工业和医药领域得到广泛应用。海藻酸钠在水中的溶解的较慢,使用时需要较长的时间来配制溶液,对日常使用产生了一定的影响。小科通过查阅资料得知,加入一定量3%浓度的六偏溶液可加快溶解速度。小科同学按表进行实验
实验序号
海藻酸钠质量/克
水的质量/克
水的温度/℃
六偏溶液/毫升
1
1.4
100
40
0
2
1.4
100
2
3
1.4
100
40
4
4
1.4
100
40
6
(1)按照小科的实验设计表第2组中水的温度的数据是 。
(2)本实验中小科的实验目的是:探究 对海藻酸钠的溶解速度的影响。
(3)为了达成实验目的,小科应该要通过观察 来确定海藻酸钠的溶解快慢(即上述表格中最后一列的表头项目名称)。
【解答】解:(1)通过表格中的数据可以看出,在实验中,六偏溶液的体积不同,其他的条件都应该是相同的,因此第2组中水的温度是40℃;
(2)从实验中的数据可以看出,海藻酸钠的质量、水的质量及水的温度都是相同的,只是六偏溶液的体积不同,因此在本实验中,小科的实验目的是:探究六偏溶液的体积对 海藻酸钠的溶解速度的影响;
(3)为了达成实验目的,小科应该要通过观察未溶解海藻酸钠的质量的多少来确定海藻酸钠的溶解快慢。
故答案为:
(1)40;
(2)六偏溶液的体积;
(3)未溶解海藻酸钠的质量的多少。
易错点七、阿基米德实验探究
[练习13] 小明制作了如图1所示的探头,探究液体压强与浮力的相关问题。实验过程中小明通过细线将探头缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。
(1)如图丙所示,探头受到的浮力为 N。
(2)探头从图甲到图丙的过程中,橡皮模受到的压强将 (填“变小”“保持不变”或“变大”,下同)。探头从图丙到图丁的过程中(未触底,实验过程中橡皮膜没有破裂),弹簧测力计的示数会 。
(3)如图戊所示,溢水杯中的液体可能是以下哪几种? 。
A.食盐溶液 B.酒精溶液 C.蔗糖溶液 D.汽油
【解答】解:(1)由丙图可知,探头排开水的体积:V排=38mL=38×10﹣6m3,
则探头受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×38×10﹣6m3=0.38N;
(2)探头从图甲到图丙的过程中,橡皮膜所处深度逐渐变大,p=ρgh,液体密度一定,深度越深,压强越大,故橡皮模受到的压强将变大;探头从图丙到图丁的过程中,橡皮膜形变(内凹)增大,则排开水的体积变小,由F浮=ρ水gV排可知,液体密度一定,排开水的体积变小,故所受浮力变小,
由F示=G﹣F浮可知,探头重力不变,浮力减小,故测力计示数变大;
(4)对比丙、戊,橡皮膜形变深度相同,但形变程度不同,戊中橡皮膜形变程度大,说明压强大,根据p=ρgh可知,h一定时,液体密度越大,压强越大,故戊溢水杯中液体密度大于水的密度,故溢水杯中的液体可能是食盐溶液,也可能是蔗糖溶液,故选AC。
[练习14] 某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验:
步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒内径和金属圆柱体直径相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。
步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。
步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。
(1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为 (用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满足 的关系,则可以验证阿基米德原理。
(3)实验中小组发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有 (填字母)。
A.步骤一中弹簧测力计未调零就使用
B.步骤二中液面未达到圆柱体上表面
C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满
D.步骤三未调节好铁夹的高度就读数
【解答】解:
(1)塑料圆筒和金属圆柱体挂在弹簧测力计上时,测力计的示数为F1,此时测量的是总重力,则G=F1,第1次实验时金属圆柱体浸入水中后,测力计的示数F2,根据称重法测浮力可知,此时圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F2=F1﹣F2;
(2)图乙测出了物体的重力,图丙测量的是物体浸在水中时弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力F浮=G物﹣F=F1﹣F2;物体排开液体的重力G排=F3﹣F2;如果满足:F3=F1可以证明阿基米德原理成立;
(3)A、若弹簧测力计都没有校零,F3与F2大小为变化量,对结果没有影响,故A错误;
B、步骤二中液面未达到圆柱体上表面,浮力更小,圆柱体受到的浮力等于它排开水的重力,故B错误;
C、步骤三中塑料圆筒中的水没有加满,排开水的重力G排更小,圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力,故C正确;
D、若步骤三未调节好铁夹的高度就读数,因向塑料圆筒中加水后会使弹簧的长度增大(即弹簧伸长),则圆柱体会向下移动,圆柱体可能接触烧杯底部(杯底对圆柱体有向上的支持力),所以此时弹簧测力计的示数F3可能偏小,即测得排开水的重力偏小,可能会造成圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力,故D正确。
故选:CD。
故答案为:(1)F1﹣F2;(2)F3=F1;(3)CD。
易错点八、溶液配制与计算
[练习15] 硝酸钾的溶解度随温度升高而增大。如图所示是对硝酸钾溶液的实验操作及变化情况,以及同一小球在三种溶液中的浮沉情况。请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ可能是 (选填字母)。
A.降低温度
B.加入硝酸钾
C.蒸发水分
(2)小球所受的浮力F①、F②、F③的大小关系正确的是 。
A.F①<F②=F③
B.F①<F②<F③
C.F①>F②=F③
D.F①=F②=F③
(3)从②到③,烧杯底析出硝酸钾晶体5克,整个装置总质量减少了20克,可知②中的溶质质量分数是 。
【解答】解:(1)A、降低温度,能使不饱和溶液转化为饱和溶液,没有硝酸钾晶体析出,溶液的密度不变,小球不可能上浮。
B、加入硝酸钾,能使不饱和溶液转化为饱和溶液,溶液的密度变大,小球上浮。
C、采取蒸发水可以使硝酸钾的不饱和溶液变成饱和溶液,则溶液的密度变大,小球能上浮,但溶液的质量会减少,与图不符。
(2)小球始终漂浮,则F①=F②=F③。
(3)②为饱和溶液,③为饱和溶液,从②到③,烧杯底析出硝酸钾晶体5克,整个装置总质量减少了20克,即25g溶液中含5g硝酸钾,②中的溶质质量分数是100%=20%。
故答案为:
(1)B;
(2)D;
(3)20%。
[练习16] 某容器中装有盐水若干,老师让小科倒入质量分数1%的盐水100克以配成质量分数2%的盐水,但小科却错误的倒入100克水,老师发现后说你再将第三种盐水50克倒入水中就可得到2%的盐水了,那么第三种盐水的质量分数为( )
A.2% B.4% C.4.5% D.5%
【解答】解:质量分数1%的盐水100克中含有氯化钠的质量为100g×1%=1g;但小科却错误的倒入100克水,即第一次少倒进氯化钠1g,第二次将少倒进的1g氯化钠补上,则第二次倒进的氯化钠溶液中应含氯化钠50g×2%+1g=2g,那么第三种盐水的质量分数为100%=4%。
故选:B。
[练习17] 据表氯化钠、碳酸钠在0~40℃四个温度区间的溶解度数据,以及所学的相关知识,可知甲、乙、丙、丁四杯溶液的溶质质量分数关系是( )
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度/g
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
碳酸钠
7
12
22
40
49
A.乙>甲>丁>丙 B.乙>甲>丁=丙
C.甲=乙>丁=丙 D.甲=乙>丁>丙
【解答】解:由表格中数据可知,0℃时,氯化钠的溶解度为35.7g,40℃时,氯化钠的溶解度为36.6g,则甲中,溶质的质量分数为16.7%,乙中,溶质的质量分数为16.7%;0℃时,碳酸钠的溶解度为7g,40℃时,碳酸钠的溶解度为49g,则丙中,溶质的质量分数为6.5%,丁中,溶质的质量分数为6.5%。则甲、乙、丙、丁四杯溶液的溶质质量分数关系是甲=乙>丁=丙。
故选:C。
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第1章 水和水的溶液
01 思维导图
02 考点速记
一、地球上的水
1、地球上占总量最多的是海洋水(咸水),约占地球水总量的 。
2、地球上可利用的淡水主要是:河流水、湖泊水和浅层地下淡水
3、水的循环: 小循环:陆上内循环: 、海上内循环:
大循环:海陆间水循环:
4、海陆间大循环的5个环节:
5、海陆间大循环的意义:
① 使地球上的水、大气、岩石和生物发生密切的联系;
② 使海洋源源不断地向陆地供应淡水,使水资源得到再生。
原因:外因: 、 。内因:
6、我国水资源在 、 分布不均衡。在地区分布上很不均匀,大量的淡水资源集中在南方,北方淡水资源只有南方淡水资源的1/4.在时间分布上也很不均衡,突出表现在夏季丰富、冬季欠缺,江河径流量的年际变化很大,尤其在北方更加明显。
7、水与生命:一个健康成年人,平均每天需 水。据测量,人体重量的2/3以上是水分,儿童身上4/5是水分。
8、每年的 为“世界水日”
二、水的组成
水的电解
电极
产生气体的量
检验方法及现象
结 论
正极
(阳极)
气体体积是负极的1/2
气体能使
正极产生的气体是
负极
(阴极)
气体体积是正极的2倍
气体能
负极产生的气体是
实验结论:水 氢气+氧气(水的电解是 )。
说明:水是由氢元素和氧元素组成的(水是由水分子构成的, 由 和 构成;1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,水的分子式:H2O)。
三、水的浮力
1.浮力概念:液体(气体)对 其中的物体都会产生向上的浮力。
2.浮力的方向是 的。
3.浮力的施力物体: ,浮力的受力物体: 。
4.浮力产生的原因: 。
5.弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮= 。
四、探究浮力大小的影响因素
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关?
【猜想与假设】(1)游泳池里越往深水区走,所受的浮力越大,由此猜想:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关;
(2)鸡蛋在纯水中会下沉,但在浓盐水中却能漂浮,由此猜想:浮力大小可能与液体的密度有关;
(3)木头在水中漂浮,但铁块在水中下沉,由此猜想:浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。
【进行实验】
实验目的
变量控制
图示
现象及分析
探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系
同一物体浸在同一液体中,物体浸没的深度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同,即浮力相同
浮力的大小与物体浸没在液体中的深度
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
液体的密度相同,同一物体浸入液体的体积不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同,即浮力不同,F1>F2
物体受到的浮力与物体浸入液体的体积
探究浮力的大小与液体密度的关系
同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,F2>F1
物体受到的浮力与液体的密度
探究浮力的大小与物体密度的关系
两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中
甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同,即浮力相同
物体所受的浮力与物体的密度
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的 和物体 液体的 有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积 ,物体受到的浮力 ;在浸入液体的体积相同时,液体的密度 ,物体受到的浮力 。
五、阿基米德原理
1.阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于 ;
(2)公式: F浮= =m排液g= ;
(3)单位: ρ液: ,V排液: 。
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
六、物体浮沉条件
1.物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体的浮沉取决于 和 的大小。(实心物体浸没在液体中)
F浮<G
F浮>G
F浮=G(V排液=V物)
F浮=G(V排液<V物)
ρ液<ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
注意:
①上浮和下沉都是不稳定状态,是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态;
②漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮= ;
③沉到水底时: =G。
七、物体浮沉条件的应用
1.物体浮沉条件的应用:
(1)航天员水下模拟训练: 时,F浮=G;
(2)轮船:将钢铁做成空心,增大排开液体的体积,增大浮力使F浮=G;
①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋,其受到的浮力 ;
②根据F浮=ρ液gV排液,同一艘轮船从海洋行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以 V排液 ,即船身稍下沉;
(3)潜水艇:它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变 来实现的;
(4)密度计:利用物体 条件工作的。因为F浮=ρ液gV排液,液体密度不同, ;
(5)热气球和飞艇:采用充密度比空气 的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力 重力而升空。
八、物质在水中的分散状况
1.溶液:(1)能溶解其他物质的物质叫 (如水、酒精等物质)。
(2)被溶解的物质叫 。
(3)溶液:由溶质溶解于溶剂后形成的 、 混合物。
2.溶液、悬浊液、乳浊液的比较:
溶液
悬浊液
乳浊液
形成过程
固、液、气溶解在液体里
悬浮在液体里
分散在液体里
稳定性
不稳定
长期放置
均一、稳定
分层
举例
糖水、汽水、饮料等
石灰水、泥水、血液等
牛奶、肥皂水
3. 混合物:由 组成的物质叫混合物。溶液、悬浊液、乳浊液都属于混合物。
4.常用的溶剂: 等。
九、观察混合液的特点
1.固体药品的取用:块状固体用镊子夹,粉末状或细晶体用__ __取,必要时可用纸槽取。
2. 液体药品的取用:瓶塞倒放,试剂瓶的标签 ,瓶口紧挨试管口,倒完后盖紧瓶塞,将试剂瓶放回原处。
3、用量筒正确量取一定体积的液体:首先应根据取用液体的量选择合适量程的量筒,然后将液体倒入量筒中,当接近刻度线时用滴管调到所需液体的量(注意:眼睛要与液面层的下沿相平)将选取的固体和液体加入到试管中。
十、物质的溶解性
我们知道,溶液是由溶质和溶剂组成的,不同的溶质在同一种溶剂里的溶解性不同。例如,高锰酸钾易溶于水,而泥沙就难溶于水。还有哪些因素会影响物质的溶解性呢?我们一起来探究。
固体药品选用硫酸铜白色粉末,溶剂选用水、酒精。
1.提出问题:
根据研究的内容,提出探究的问题:
2.建立假设:
根据已有的知识和经验,我们知道一定量的水中只能溶解一定量的硫酸铜。当硫酸铜超过一定量后,总会有一部分不能在该条件下再继续溶解。我们可以建立如下假设:
①换一种溶剂,可以使未溶解的硫酸铜继续溶解。
②升高温度,可以使为溶解的硫酸铜继续溶解。
3.设计实验进行检验
对每一个假设,设计相应的实验进行检验。
4.解释数据、表达与交流:
对所获得的实验数据进行分析,思考实验结果与假设是否相符合,并与同学进行交流。
十一、饱和与不饱和溶液
1、在 下,在 里, 某种溶质的溶液,称为这种溶质的饱和溶液。在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的不饱和溶液。
2、饱和溶液和不饱和溶液的相互转化(大多数物质适用,氢氧化钙、气体除外)
饱和溶液不饱和溶液
注意:饱和溶液 是浓溶液,不饱和溶液也 是稀溶液。
4、判断一种溶液是否饱和的方法是:在其温度下,若其溶质 则原溶液为该温度下的饱和溶液;若其溶质还能继续溶解,则原溶液为不饱和溶液。
如果溶液中有少量不溶解的溶质,则是饱和溶液;
如果加少量溶质,还能继续溶解,则是不饱和溶液。
十二、溶解度
1.溶解度:在一定的温度下,某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。
注意:
(1)四个关键词: , , , ;
(2)溶解度就是 , 溶剂中所能溶解的溶质的 ;
(3)溶解度单位为 ;
(4)公式:S=×100(克)
2.溶解度与温度的关系:
大多数固体物质的溶解度随温度的 而明显增大,如 ;
少数固体物质的溶解度受温度影响不大,如 ;
极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 ,如 。
3.物质的溶解性等级(以20℃的溶解度为标准):
溶解性等级
易溶
可溶
微溶
难溶
溶解度/g
>10
1~10
0.01~1
<0.01
举例
食盐
氯酸钾
氢氧化钙
碳酸钙
4.溶解度的表示方法
(1)表示方法
①溶解度表(会查看);
②溶解度曲线:以温度为横坐标,溶解度为纵坐标,形象地描绘出物质的溶解度随温度变化情况的曲线。
(2)变化规律
①大多数固体物质的溶解度随温度的升高而 (陡升型),代表物质是 ;
②少数固体物质的溶解度受温度影响变化较小(平缓型),代表物质是氯化钠;
③极少数固体物质的溶解度随温度的升高而 (下降型),代表物质是 ;
④气体的溶解度一般随压强的增大而 ,随温度的升高而 。
十三、溶质的质量分数
(1)定义:溶液中溶质的质量分数是 与 之比,可用小数或百分数表示;
(2)公式:溶质的质量分数=×100%=×100%;
(3)变形公式:溶质的质量= 。
溶液的质量=。
2.饱和溶液溶质的质量分数:=×100% (S表示该温度下的溶解度)
变形:S=×100 g
注意:溶质的质量分数是溶液浓度的定量表示,溶质质量分数 的溶液浓度 。
十四、溶液的配制与计算
1.溶液的配制
(1)器材:天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管。
(2)步骤:
①计算:计算溶剂和溶质的质量或体积;
②称量和量取:固体用 称取;液体用 量取;
③溶解;将用量筒量取的水,倒入盛有氯化钠的烧杯里,用玻璃棒搅拌,玻璃棒的作用是 ;
④装瓶并贴上标签。
2.溶液的溶质质量分数的误差的影响因素
①溶质的原因:如果药品中含有杂质,则导致配制的溶液中溶质的质量分数 ;如果称量时药品和砝码位置颠倒,若未使用游码,则对溶液中溶质的质量分数 ;若使用了游码,则所配制溶液中溶质的质量分数 ;
②溶剂的原因:主要是量取溶剂过程中读数的方法导致的,仰视读数导致量取的溶剂量 ;俯视读数导致量取的溶剂量 ;
③配制时的原因:烧杯提前用水润洗,导致实际溶剂量 ;药品倒入烧杯中时不慎撒出,导致溶质量 等;
④装入试剂瓶时的原因:试剂瓶用水润洗,导致溶剂量 。
3.溶液的稀释与浓缩
(1)依据:溶液稀释前后, 质量不变;
(2)注意:两种溶液混合时, 可以相加,但 不能相加;
(3)溶液稀释问题的计算
①原则:稀释前后,溶液中溶质的质量不变。
将溶液稀释的方法是在浓溶液中加入溶剂水,由于加入的水属于溶剂,所以溶剂的质量和溶液(溶质+溶剂)的质量增加,但溶质的质量不变,据此可以解决稀释溶液时的相关问题。
②计算公式: 或m浓·a%=(m浓+m水)·b%
扩展: a%(浓) b%(稀)
注意:
十五、物质的分离
1、有规则的 是晶体。不同的晶体具有不同的形状。
2、结晶是溶液中无法再溶解的固体溶质以 从溶液中 的过程。
3、获得晶体的两种方法:
①蒸发溶剂:一般用于溶解度受温度影响 的物质,如氯化钠(溶液较小);
②冷却热饱和溶液:适用于溶解度受温度影响 的物质,如硝酸钾。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是 通过 使溶液浓缩(减小溶剂), 将溶液 (降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
4、水的净化
A、沉淀法:把水静置,使水中的杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。由于明矾或活性炭能使水中的悬浮杂质凝聚成一些较大的颗粒并慢慢沉到水底,因此, 、 常用作 。
B、过滤法:把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法。
操作要点:
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;
玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;
倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起 。
C、蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
6、沉淀、过滤及蒸发的比较:
方法
原理
适用范围
基本操作
作用
净化
程度
沉淀
根据物质的溶解性不同;
静置,使不溶性的杂质沉降下来并与水分层。
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
除去不溶性杂质(使水中的悬浮微粒凝聚成较大颗粒而沉淀下来)。
由 低 到 高
过滤
根据物质的溶解性不同;
把液体和不溶于液体的固体分离。
用于除去深中混有的不溶性固体杂质;
溶解,过虑
除去不溶性杂质(可除去水中的悬浮微粒)。
吸附
利用活性炭或木炭的吸附作用把自然水中一些不溶性杂质和一些溶解性杂质吸附在表面。
除去部分不溶性和或溶性杂质,臭味等。
蒸馏
根据液体物质的沸点不同;
通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水
用于分离或提纯液态混合物
加热,蒸馏、冷凝
除去可溶性杂质和不溶性杂质(可除去水中已溶解的物质)。
十六、水资源的利用、开发
1、缺水的原因
自然原因:全球真正有效利用的淡水资源少;分布不均(时间和空间)。
人为原因:人口增长;水污染严重;水的重复利用率低;森林破坏严重。
2、我国的水资源:
空间分配不均匀— 。
时间分配不均匀— ,北方尤其明显。
3、节水标志的意义,其标志中:绿色的圆形代表地球,标志留白部分像一只手接起一滴水,节水与接水谐音,寓意节约每一滴用水。手是字母J和S的变形,寓意节水,鼓励人们从我做起,人人动手节约第一滴水;手又像一条蜿蜒的河流,象征滴水汇成江河。
十七、水资源保护
、 、 、 及 。
03 素养提升
易错点一、混淆电解水产生气体与结论不清晰
①宏观角度:水由氢、氧组成。
②微观角度
A.一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成;一个氧分子由两个氧原子构成;一个氢分子由两个氢原子构成。
B.水是由水分子构成的;氧气是由氧分子构成的;氢气是由氢分子构成的。
[练习1] 如图Ⅰ所示,用电解水装置探究水的组成,下列对该实验结论描述正确的是( )
A.水是由氢元素和氧元素组成
B.水电解正负极产生的气体质量比为1:2
C.水电解产生了氢原子和氧原子
D.水电解产生了氢和氧
[练习2] 用图所示的装置进行电解水实验,有以下描述:
①向水中加入少量硫酸,能增强水的导电性
②乙试管内产生的气体能使带火星的木条复燃
③甲试管生的气体能燃烧
④甲、乙两试管内收集到的气体的体积比约为2:1
⑤水是由氢气和氧气构成的
⑥水是由氢元素和氧元素组成的
以上描述中正确的是( )
A.①②③④⑤ B.②③④ C.①②③⑥ D.①②③④⑥
易错点二、误认为物体在水中一定有浮力
从产生原因来求:F浮=F下表面-F上表面
若物体下表面不受液体或气体的压力,则物体不受浮力。
[练习3] 如图所示,在容器中放入一个上、下底面积均为10cm2,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下表面与容器底部紧密接触,容器中的水面高6cm.且与石鼓上表面齐平,则石鼓受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0N B.0.2N C.0.6N D.0.8N
[练习4] 如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
易错点三、液面高度变化与物体在水中受到外力时的浮力变化
[练习5] 如图所示,在一块长方形木块上用细线缚着一块石头,使它漂浮在玻璃缸内的水面上。这时木块恰好露出一半体积,玻璃缸里的水面在缸壁的a处。现将木块和石头翻个身,使石块在木块的下面,并仍放在原来玻璃缸的水中,当它平衡时,则( )
A.木块露出一小半体积,缸中水面在a处以上
B.木块露出一大半体积,缸中水面在a处以下
C.木块露出一大半体积,缸中水面仍在a处
D.木块露出一半体积,缸中水面在a处以上
[练习6] 小黄在两根完全相同的蜡烛底部各插入一根相同的铁钉,使其能竖直漂浮在水中(如图所示)。下列关于甲、乙蜡烛露出液面的高度h1、h2的大小关系正确的是( )
A.h1>h2 B.h1=h2 C.h1<h2 D.无法判断
易错点四、蒸发结晶与冷却热饱和溶液结晶
[练习7] 生活中很多同学喜欢吃棒棒糖,为此兴趣小组的同学们通过查找资料开展了“制作棒棒糖”的项目化学习,主要过程如图:
(1)“快速晾干筷子,析出少量晶体”主要是通过 的方法获得晶体。
(2)制作棒棒糖时,同学们将蔗糖加入热水中,用筷子稍作搅拌,观察到杯底还留有蔗糖固体,接着就进行过滤等后续操作,5天后却没有制得棒棒糖,杯中也没有晶体析出。请分析:同学们制作棒棒糖失败是因为最初配制的蔗糖溶液是 溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。
[练习8] 在学习了溶液相关知识后,八年级项目小组开展了硫酸铜晶体的制备与生长实验。项目小组向100克的70℃热水中加入80克硫酸铜晶体,实验过程如图所示。
(1)若要将图乙烧杯中多余的固体与溶液分离,则“?”处的操作是 。
(2)以下选项中,图丙到图戊过程中溶液的质量分数变化正确的是 。
A.B.
C.D.
(3)某物质的饱和溶液指的是:一定温度下,在一定溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液。但小科在实验中却发现:硫酸铜饱和溶液从丁到戊的变化过程中,温度不变,溶剂质量不变,烧杯底部的晶体却在减少,饱和溶液难道还能继续溶解溶质吗?查阅资料获悉:饱和溶液边溶解溶质边析出晶体,且溶质的溶解速度等于结晶速度,处于动态平衡。小科进一步实验发现丁底部减少的晶体与戊棉线上析出的晶体质量相等。自然界中存在很多这样的动态平衡,请你再举一个类似的动态平衡例子并加以说明。 。
(4)已知硝酸钠、硝酸钾、食盐的溶解度与温度的关系如图所示,则这三种物质中也可通过上述方法制备晶体的是 。
易错点五、物体浮沉条件分析易混淆
[练习9] (多选)放在水平桌面上的两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体。将体积相等的物体A、B先后放到两种液体中,静止后两个物体在液体中的情况如图所示。已知甲、乙液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,物体A、B的密度分别为ρA、ρB,下列关系正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρA>ρB C.ρ乙>ρB D.ρ甲>ρA
[练习10] 如图,三个物体静止在某液体中的情景。下列说法正确的是( )
①若三个物体的质量相等,则受到浮力最小的可能是C物体;
②若三个物体的体积相同,则受到浮力最小的一定是A物体;
③若三个物体由同种材料做成,则A、B物体一定是空心的,C物体一定是实心的;
④若物体都是实心的,则B物体的密度一定与液体的密度相同。
A.①②④ B.②④ C.②③④ D.①③
易错点六、求溶解度的条件不清晰
[练习11] 小金学习了有关溶液的知识后,对A物质的溶解性进行了如下探究:
请结合实验现象,回答下列问题:
(1)由实验可得,A物质的溶解度随温度升高而 。
(2)根据该实验,小金判定乙烧杯中的A溶液是该温度下饱和溶液,无需再进一步实验判断,请问支持他这样论断的证据是 。
[练习12] 海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物,是一种天然多糖,在食品工业和医药领域得到广泛应用。海藻酸钠在水中的溶解的较慢,使用时需要较长的时间来配制溶液,对日常使用产生了一定的影响。小科通过查阅资料得知,加入一定量3%浓度的六偏溶液可加快溶解速度。小科同学按表进行实验
实验序号
海藻酸钠质量/克
水的质量/克
水的温度/℃
六偏溶液/毫升
1
1.4
100
40
0
2
1.4
100
2
3
1.4
100
40
4
4
1.4
100
40
6
(1)按照小科的实验设计表第2组中水的温度的数据是 。
(2)本实验中小科的实验目的是:探究 对海藻酸钠的溶解速度的影响。
(3)为了达成实验目的,小科应该要通过观察 来确定海藻酸钠的溶解快慢(即上述表格中最后一列的表头项目名称)。
易错点七、阿基米德实验探究
[练习13] 小明制作了如图1所示的探头,探究液体压强与浮力的相关问题。实验过程中小明通过细线将探头缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。
(1)如图丙所示,探头受到的浮力为 N。
(2)探头从图甲到图丙的过程中,橡皮模受到的压强将 (填“变小”“保持不变”或“变大”,下同)。探头从图丙到图丁的过程中(未触底,实验过程中橡皮膜没有破裂),弹簧测力计的示数会 。
(3)如图戊所示,溢水杯中的液体可能是以下哪几种? 。
A.食盐溶液 B.酒精溶液 C.蔗糖溶液 D.汽油
[练习14] 某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验:
步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒内径和金属圆柱体直径相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。
步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。
步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。
(1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为 (用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满足 的关系,则可以验证阿基米德原理。
(3)实验中小组发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有 (填字母)。
A.步骤一中弹簧测力计未调零就使用
B.步骤二中液面未达到圆柱体上表面
C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满
D.步骤三未调节好铁夹的高度就读数
易错点八、溶液配制与计算
[练习15] 硝酸钾的溶解度随温度升高而增大。如图所示是对硝酸钾溶液的实验操作及变化情况,以及同一小球在三种溶液中的浮沉情况。请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ可能是 (选填字母)。
A.降低温度
B.加入硝酸钾
C.蒸发水分
(2)小球所受的浮力F①、F②、F③的大小关系正确的是 。
A.F①<F②=F③
B.F①<F②<F③
C.F①>F②=F③
D.F①=F②=F③
(3)从②到③,烧杯底析出硝酸钾晶体5克,整个装置总质量减少了20克,可知②中的溶质质量分数是 。
[练习16] 某容器中装有盐水若干,老师让小科倒入质量分数1%的盐水100克以配成质量分数2%的盐水,但小科却错误的倒入100克水,老师发现后说你再将第三种盐水50克倒入水中就可得到2%的盐水了,那么第三种盐水的质量分数为( )
A.2% B.4% C.4.5% D.5%
[练习17] 据表氯化钠、碳酸钠在0~40℃四个温度区间的溶解度数据,以及所学的相关知识,可知甲、乙、丙、丁四杯溶液的溶质质量分数关系是( )
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度/g
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
碳酸钠
7
12
22
40
49
A.乙>甲>丁>丙 B.乙>甲>丁=丙
C.甲=乙>丁=丙 D.甲=乙>丁>丙
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