7.1 物质在水中的溶解 第2课时（导学案）化学新教材沪教版九年级下册

第1节 物质在水中的溶解 第2课时 物质溶解过程的能量变化 水溶液的某些性质 一、知识目标 1.通过实验探究，认识硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠等物质溶解过程中的能量变化，能判断物质溶解时是吸热、放热还是热量变化不明显。 2.理解物质溶解于水时扩散过程和水合过程的能量变化与溶液温度变化的关系。 3.掌握水溶液的某些性质，如少量固体物质溶于水使稀溶液的凝固点降低、沸点升高，以及溶液导电的条件。 4.能运用水溶液的性质解释生活中的相关现象，如融雪剂的使用、汽车水箱中加乙二醇等。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上观察物质溶解时溶液温度的变化和溶液导电性的实验现象，从微观角度分析物质溶解过程中粒子的运动和相互作用，理解溶液性质的本质。 2.科学探究与创新意识：通过设计并完成物质溶解时能量变化和溶液导电性的实验，培养科学探究能力和创新思维，体会实验在化学研究中的重要性。 3.科学态度与社会责任：认识溶解和溶液在生产生活和化学活动中的重要意义，培养关注生活、学以致用的科学态度，增强社会责任感。 一、学习重点 1.物质溶解过程中的能量变化，水溶液的凝固点降低、沸点升高以及导电性等性质。 二、学习难点 1.理解物质溶解时扩散过程和水合过程的能量变化，以及溶液导电的条件与离子的关系。 1、 物质溶解过程的能量变化 【实验探究】 实验装置 实验现象 氯化钠溶液中温度计读数无明显变化、硝酸铵溶液中温度计读数降低、氢氧化钠溶液中温度计读数升高。 实验结论 物质在溶解过程中通常伴随着热量的变化，有些物质在溶解时会出现吸热现象，有些物质在溶解时会出现放热现象。 （二）水溶液的某些性质 【观察思考】 溶液 实验现象 实验解释 实验装置 水 灯泡由暗变亮，光较弱 食盐、硫酸、氢氧化钠等物质在溶于水时能解离出自由移动的离子，通电后，阴、阳离子定向移动，形成电流，形成的溶液具有导电性。 蔗糖溶于水后，蔗糖以分子的形式存在于水中，不能形成自由移动的离子，因此蔗糖水溶液不导电。 食盐溶液 灯泡由暗变亮 蔗糖溶液 灯泡不变亮 稀硫酸 灯泡由暗变亮 氢氧化钠溶液 灯泡由暗变亮 一、物质溶解过程的能量变化 （一）新课导入 问题思考： 1.回忆生活中运动受伤用冰袋处理的经历，思考冰袋里面装的可能是什么物质？ 答案：冰袋中可能装的是硝酸铵等物质，硝酸铵溶于水会吸收热量，从而起到降温的作用。 2.为什么冰袋能起到降温的作用呢？ 答案：这和物质在水中溶解时的能量变化有关。不同物质溶解在水中，有的会让水温升高，有的会让水温降低，还有的水温变化不明显。冰袋中的物质溶解时吸收热量，使周围温度降低。 （二）物质溶解过程的能量变化 问题思考： 1.现要研究硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠分别溶于水过程中的能量变化，应该如何设计实验呢？ 答案：可以使用温度计进行准确测量。具体步骤如下： （1）取3个烧杯，各加入约一定量的水，用温度计测量水的温度。 （2）分别将一药匙硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠加入上述3个烧杯中，用玻璃棒搅拌至固体完全溶解，测量溶液的温度。 2.分组进行上述实验，记录实验数据，并分析得出不同物质溶解时的能量变化情况。 答案：通过实验会发现，硝酸铵溶于水吸收热量，使溶液温度降低；氯化钠溶于水热量变化不明显；氢氧化钠溶于水放出热量，使溶液温度升高。 3.物质溶解于水时会同时发生哪两个过程？这两个过程的能量变化与溶液温度变化有什么关系？ 答案：物质溶解于水中会同时发生扩散过程（吸收热量）和水合过程（放出热量）。当吸收热量大于放出热量时，溶液温度降低；当吸收热量等于放出热量时，溶液温度不变；当吸收热量小于放出热量时，溶液温度升高。 归纳总结 总结不同物质溶解时的能量变化情况： 物质 能量变化 溶液温度变化 硝酸铵 吸热 降低 氯化钠 热量变化不明显 几乎不变 氢氧化钠 放热 升高 二、水溶液的某些性质 问题思考 1.在生活中为什么冬天汽车水箱里要放乙二醇，雪地上要撒融雪剂呢？ 答案：这与水溶液的性质有关。少量的固体物质溶于水，会使稀溶液的凝固点降低，沸点升高。冬天汽车水箱里放乙二醇是为了降低水的凝固点，防止水箱结冰；雪地上撒融雪剂是为了降低雪的凝固点，使雪更容易融化。 2.少量的固体物质溶于水，会对稀溶液的凝固点和沸点产生什么影响？ 答案：少量的固体物质溶于水，会使稀溶液的凝固点降低，沸点升高。 问题探究 1.教师展示相关实验视频或图片，如在5个烧杯中分别加入一定量的水、氯化钠溶液、蔗糖溶液、稀硫酸和稀氢氧化钠溶液，按图所示装置进行实验，观察不同溶液的凝固点和沸点变化。请根据观察结果，总结溶液凝固点和沸点变化的原因。 答案：少量固体物质溶于水后，形成的溶液中粒子间的相互作用发生改变，使得溶液的凝固点降低，沸点升高。 2.水溶液是否都能导电呢？如何设计实验来探究这个问题？ 答案：可以使用灯泡和电源组成电路，将不同溶液接入电路观察灯泡是否发亮。具体实验步骤为：在5个烧杯中分别加入一定量的水、氯化钠溶液、蔗糖溶液、稀硫酸和稀氢氧化钠溶液，按图所示装置进行实验。闭合开关，观察实验现象。 3.分组进行上述实验，记录实验现象，并分析得出哪些溶液能导电，哪些不能导电。 答案：通过实验会发现，盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液能导电，蒸馏水和乙醇不导电。 问题思考 1.溶液导电的条件是什么？为什么氢氧化钠溶液能导电，而氢氧化钠固体不能导电？ 答案：溶液导电的条件是要有离子且离子能自由移动。只有物质以离子形式分散于水中，形成的溶液才具有导电性；物质以分子形式（如蔗糖、酒精）分散于水中所形成的溶液不能导电。氢氧化钠溶液中存在大量自由移动的钠离子和氢氧根离子，所以能导电；而氢氧化钠固体中离子不能自由移动，所以不能导电。 归纳总结 1.水溶液的性质： o沸点和凝固点：少量固体溶于水，沸点升高，凝固点降低。 o导电性：离子分散形成的溶液可导电，分子分散形成的溶液不导电。 2.水溶液性质在生活和生产中的应用： o利用凝固点降低：雪地上撒融雪剂、冬天汽车水箱里放乙二醇等。 o利用沸点升高：高原上加盐煮鸡蛋等。 1．如图所示，进行物质溶解时温度变化的实验探究，搅拌后，石蜡熔化、塑料片掉落，所加固体物质不可能是 A．氯化钠固体 B．硝酸铵固体 C．氢氧化钠固体 D．纯净冰块 【答案】ABD 【解析】将固体物质放入水中，搅拌后，发现石蜡熔化，塑料片掉了下来说明加入的物质放出热量，使溶液温度升高。 A、氯化钠溶于水既不放出热量，也不吸收热量，溶液温度不变，故A符合题目要求； B、硝酸铵溶于水吸收热量，使溶液温度降低，故B符合题目要求； C、氢氧化钠溶于水放出热量，使溶液温度升高，故C不符合题目要求； D、冰块溶于水吸收热量，使溶液温度降低，故D符合题目要求； 故选ABD。 2．为探究NaCl和NH4NO3溶于水时的吸热和放热情况，小组同学设计如图所示的实验。实验过程中观察到的现象正确的是 A．左侧红墨水高度无明显变化，右侧红墨水下降 B．右侧红墨水高度无明显变化，左侧红墨水下降 C．左侧气球大小无明显变化，右侧气球变大 D．右侧气球大小无明显变化，左侧气球变大 【答案】A 【解析】分析左侧，氯化钠溶于水几乎没有明显的吸热和放热现象，所以左侧红墨水高度、气球大小均无明显变化； 分析右侧，硝酸铵溶于水吸热，温度降低，气压变小，所以右侧红墨水高度会下降，气球会变小。 故选A。 3．水是一种最常用的溶剂。下列做法或说法正确的是 A．用酒精和蒸馏水混合配制的医用酒精 B．天然水经过自然沉降、过滤、吸附，即得纯水 C．硝酸铵溶于水制成的冰袋可给高烧病人降温 D．用絮凝剂明矾可降低水的硬度 【答案】C 【解析】A. 分子间有间隔，水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔，酒精与水混合后体积小于两者之和，无法得到200mL溶液，错误。 B. 自然沉降、过滤、吸附无法去除部分可溶性杂质，不能得到纯水，错误。 C. 硝酸铵溶于水吸热，可降温，正确。 D. 明矾净水原理是溶于水时形成的胶状物吸附水中悬浮的杂质而沉降，但不能吸附可溶性的钙、镁化合物，所以不可降低水的硬度，错误。 故选C。 4．如图所示，置于塑料杯内的R为热敏电阻，且阻值随温度升高而减小。当闭合开关，且向烧杯内滴加水后，观察到灯泡L亮起来了，则烧杯内的固体是 A．蔗糖 B．氢氧化钠 C．氯化钠 D．硝酸铵 【答案】B 【分析】当闭合开关，且向烧杯内滴加水后，观察到灯泡L亮起来了，说明电路中电流增大。因为R是热敏电阻且阻值随温度升高而减小，根据电源电压 U 不变 ，只有 R 的阻值减小，电路总电阻才会减小，电流 I 才会增大，这意味着向烧杯内滴加水后，体系温度升高。 【解析】A、蔗糖溶于水时，没有明显的吸热或放热现象，溶液温度基本不变，不能使热敏电阻阻值减小，不符合要求； B、氢氧化钠溶于水会放出大量的热，使溶液温度升高，导致热敏电阻R阻值减小，电路中电流增大，灯泡L亮起，符合题意； C、氯化钠溶于水时，没有明显的吸热或放热现象，溶液温度基本不变，不能使热敏电阻阻值减小，不符合要求； D、硝酸铵溶于水时吸收热量，溶液温度降低，会使热敏电阻阻值增大，电路中电流减小，灯泡不会变亮，不符合要求； 故选B。 5．化学与生活密切相关。 （1）有一种中间有凸起小囊区的创可贴(如图所示)，使用时按压伤口的同时小囊区内的水和硝酸铵固体被挤破混合，利用硝酸铵固体溶解时温度 ，起到快速止血的作用。 （2）许多家庭做饭用天然气作燃料，使用完后，关闭阀门，火焰熄灭，这是利用了 的原理灭火。 【答案】（1）降低 （2）隔离可燃物 【解析】（1）硝酸铵固体溶于水吸收热量，利用硝酸铵固体溶解时温度降低，起到快速止血的作用，故填：降低； （2）家庭做饭用天然气作燃料，使用完后，关闭阀门，火焰熄灭，这是利用了隔离可燃物的原理来灭火，故填：隔离可燃物。 一、物质溶解过程中的能量变化 1.放热：有些物质在溶解时使溶液温度升高，如NaOH（固）、 浓H2SO4 （液）等。 2.吸热：有些物质在溶解时使溶液温度降低，如NH4NO3 （固）等。 3.吸放热不明显：有些物质在溶解时无明显的温度变化，如NaCl（固）等。 二、水溶液的某些性质 ①某些物质溶解于水，使水的导电性增强。 水的导电性非常微弱，而加入硫酸、氢氧化钠等物质后形成的溶液，导电性明显增强。金属导电的原因是金属内部有自由移动的电子的缘故；而溶液导电的原因是溶液内部有自由移动的离子的缘故；固体的氯化钠不导电的原因是固体内部有离子但不能自由移动的缘故。氢氧化钠溶液能导电是因为溶液中含有自由移动的Na+和OH- ②少量固体物质溶解于水，使稀溶液的沸腾温度升高，凝固温度降低。 冬天汽车水箱中加入少量乙二醇之类的化合物，以防止水箱中的水结冰，原因是乙二醇等物质使水的凝固点降低；寒冷的冬季，在积雪的公路上撒盐，可以使冰雪很快融化，原因是盐类使水的凝固点降低；被沸腾的汤烫到会比沸水烫得更严重，原因是盐类使水的沸腾温度升高。 考点1 物质溶解过程中的能量变化 1．将下列物质放入水中，温度降低的是 A．CaO B．NaOH C．浓H2SO4 D．NH4NO3 【答案】D 【解析】A、氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该反应是放热反应，导致溶液温度升高，A选项错误； B、氢氧化钠固体溶解于水时，该过程放热，导致溶液温度升高，B选项错误； C、浓硫酸稀释时，该过程释放大量热量，导致溶液温度升高，C选项错误； D、硝酸铵溶解于水时，该过程吸收热量，导致溶液温度降低，D选项正确。 故选D。 2．下列图像能正确反映对应变化关系的是 A．向二氧化锰粉末中不断加入过氧化氢溶液 B．一定质量的铜粉在充满氧气的密闭容器中加热 C．向等质量的水中分别加入等质量的固体和固体 D．向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入足量铁粉和锌粉 【答案】D 【解析】A、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，在反应前后质量不变，图像中二氧化锰质量随过氧化氢溶液质量增加而变化，不符合实际，该选项错误。 B、根据质量守恒定律，铜粉在充满氧气的密闭容器中加热，反应前后物质的总质量不变，图像中物质总质量有变化，不符合实际，该选项错误。 C、氢氧化钠固体溶于水放热，溶液温度升高；硝酸铵固体溶于水吸热，溶液温度降低，一段时间后温度都恢复至室温，图像不能正确反映，该选项错误。 D、向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入足量铁粉和锌粉，根据、，消耗等质量的金属时，铁反应产生的氢气更多，且氢气来源于稀硫酸，最终生成氢气的质量相等，图像符合实际，该选项正确。 故选D。 3．如图所示，将少量液体X加入到烧瓶中，观察到气球逐渐膨胀。如表中液体X和固体Y的组合，符合题意的是 ① ② ③ ④ X 水 水 水 稀硫酸 Y 氯化钠 氢氧化钠 硝酸铵 锌粒 A．① B．③ C．②③ D．②④ 【答案】D 【解析】组合①：氯化钠溶于水时，没有明显的热量变化，也不会产生气体，瓶内压强基本不变，气球不会膨胀，故不符合题意； 组合②：氢氧化钠溶于水时会放出大量的热，使瓶内温度升高，气体受热膨胀，瓶内压强增大，气球逐渐膨胀，故符合题意； 组合③：硝酸铵溶于水时会吸收热量，使瓶内温度降低，气体遇冷收缩，瓶内压强减小，气球会变瘪，故不符合题意； 组合④：锌粒与稀硫酸发生反应，生成氢气，使瓶内气体增多，压强增大，气球逐渐膨胀，故符合题意； 综上所述，②④气球逐渐膨胀，故选D。 4．兴趣小组同学利用U管进行以下实验探究，不能达到实验目的的是 A．测定空气中氧气含量 B．探究分子运动 C．探究溶解能量变化 D．探究铁生锈的条件 【答案】B 【解析】A、U型管左侧白磷燃烧消耗氧气，压强减小，左侧液面升高至1刻度处，右侧液面降低，能测定空气中氧气含量，A正确； B、浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢分子进入酚酞溶液中，不能使酚酞溶液变色，不可以探究分子的运动，B错误； C．硝酸铵溶解吸热，导致a管内压强减小，a管液面上升，b液面下降；氢氧化钙的溶解度随温度降低而增大，不会析出固体，澄清石灰水不会变浑浊，可以探究溶解能量变化，C正确； D、铁生锈需要氧气和水，左侧钢丝与氧气和水接触，生锈，右侧钢丝与氧气接触，不生锈，说明铁生锈和水有关。蒸馏水中的钢丝和水接触不和氧气接触不生锈，与左侧钢丝对比说明铁生锈和氧气有关，能探究铁生锈的条件，D正确。 故选B。 5．下列对实验的分析正确的是 A．甲：只有第一支试管中铁钉生锈，说明铁生锈需要与水接触 B．乙：烧杯内壁产生水雾，说明该气体中含有氢、氧元素 C．丙：称得反应前后天平不平衡，说明该反应不遵守质量守恒定律 D．丁：澄清石灰水变浑浊，说明氢氧化钠溶于水放热 【答案】D 【解析】A、该实验中，左边试管中铁钉与氧气（或空气）和水接触，生锈，右边试管中铁钉只与水接触，不生锈，说明铁生锈需要与氧气（或空气）接触，不符合题意； B、该实验中烧杯内壁产生水雾，说明气体燃烧生成了水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，生成物中含H、O，反应物氧气由氧元素组成，则该气体中一定含氢元素，可能含氧元素，不符合题意； C、该实验中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，有新物质生成，属于化学变化，遵循质量守恒定律，反应前后天平不平衡，是因为反应在封闭体系中进行，天平不平衡可能是因为气球受到浮力影响，导致反应后质量减小，不符合题意； D、该实验中氢氧化钠固体溶于水放出大量的热，温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，氢氧化钙结晶析出，故澄清石灰水变浑浊，即澄清石灰水变浑浊，可说明氢氧化钠溶于水放热，符合题意。 故选D。 6．用如图所示的密闭实验装置，能使液面a比液面b高，过一段时间又回到持平的一组固体和液体可以是 A．食盐和水 B．蔗糖和水 C．固体氢氧化钠和水 D．硝酸铵和水 【答案】C 【解析】A、食盐溶于水温度无明显变化，则装置内压强无明显变化，不会出现液面a比液面b高的现象，不符合题意； B、蔗糖溶于水温度无明显变化，则装置内压强无明显变化，不会出现液面a比液面b高的现象，不符合题意； C、氢氧化钠固体溶于水放热，温度升高，使得装置内压强增大，会出现液面a比液面b高的现象，且冷却到室温后又恢复到原状，符合题意； D、硝酸铵固体溶于水吸热，温度降低，使得装置内压强减小，会出现液面b比液面a高的现象，且冷却到室温后又恢复到原状，不符合题意。 故选：C。 7．下列关于实验现象描述都正确的是 A．①硝酸铵晶体溶解于水，形成的溶液温度低于原来水的温度；②铁和稀硫酸反应，产生少量气泡，溶液由无色变成蓝色 B．①在空气中点燃镁条，发出耀眼的白光，生成氧化镁白色固体；②红磷在空气中燃烧产生大量烟雾 C．①黄铜和铜互相刻画时，铜表面会出现划痕；②铝丝浸入硫酸铜溶液表面有红色物质生成，溶液蓝色变浅 D．①黑色的铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；②电解水时正极生成的气体燃烧，产生淡蓝色火焰 【答案】C 【解析】A、①硝酸铵溶于水吸热，温度降低，故硝酸铵晶体溶解于水，形成的溶液温度低于原来水的温度，正确；②铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，错误，不符合题意； B、①在空气中点燃镁条，发出耀眼的白光，生成白色固体，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象，错误；②红磷在空气中燃烧产生大量白烟，错误，不符合题意； C、①一般情况下，合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，故黄铜和铜互相刻画时，铜表面会出现划痕，正确；②铝丝浸入硫酸铜溶液，铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝，铝丝表面有红色物质生成，溶液蓝色变浅，正确，符合题意； D、①铁丝为银白色，铁丝在氧气中燃烧的现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，错误；②电解水实验中，与电源负极相连的一端产生氢气，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰，错误，不符合题意。 故选：C。 8．某兴趣小组进行如图所示的白磷燃烧实验，关闭弹簧夹，向烧杯中逐渐加入氢氧化钠固体直至白磷燃烧。(已知：氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小。)下列说法正确的是 A．白磷燃烧产生大量的白雾 B．实验结束冷却至室温后打开弹簧夹，观察到红墨水左低右高 C．通过该实验可知可燃物的燃烧需要氧气 D．加入氢氧化钠固体的过程中，观察到烧杯内溶液变浑浊 【答案】D 【解析】A、白磷燃烧产生大量白烟，故选项说法错误； B、白磷燃烧消耗氧气，实验结束冷却至室温后试管内氧气被消耗，气压减小，打开弹簧夹，观察到红墨水左高右低，故选项说法错误； C、通过该实验，可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故选项说法错误； D、加入氢氧化钠固体时，氢氧化钠固体溶于水放热，温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，因此可观察到烧杯内溶液变浑浊，故选项说法正确； 故选：D。 9．水和溶液与人类的生产、生活息息相关。 （1）在水净化实验中，可以利用活性炭的 性除去异味；生活中降低水的硬度采用的方法是 。 （2）探究物质溶于水的放热现象，将下列物质溶于水后，溶液温度没有明显变化的是 (填字母)。 a．硝酸铵   b．氯化钠   c.烧碱 （3）电解水时可向水中加入少量硫酸钠，硫酸钠在不同温度时的溶解度如下表： 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 溶解度/g 4.9 9.1 19.5 40.8 48.8 46.2 ①电解水的化学方程式为 。 ②根据所提供的溶解度数据，在下图中画出硫酸钠的溶解度曲线 。 ③若水电解装置中盛有4.82%的硫酸钠溶液100 g ，通电一段时间后切断电源，水的质量减少了3.6 g (已知通电时硫酸钠不发生变化，其他损失忽略不计)，此时溶液中硫酸钠的质量分数为 。 【答案】（1）吸附 煮沸 （2）b （3） 5% 【解析】（1）活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性，能吸附水中的异味和色素。所以在水净化实验中，利用活性炭的吸附性除去异味。 硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物，生活中降低水的硬度采用煮沸的方法，因为煮沸时，水中的钙、镁离子会形成沉淀（如碳酸钙、氢氧化镁等），从而降低水的硬度。 （2）a.硝酸铵溶于水时吸收热量，溶液温度会降低。 b.氯化钠溶于水时，温度没有明显变化，因为溶解过程中吸收和放出的热量基本相等。 c.烧碱（氢氧化钠）溶于水时放出大量的热，溶液温度会升高。 故：溶液温度没有明显变化的是b。 （3）①电解水时，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为： 。 ②以温度为横坐标，溶解度为纵坐标，根据表格数据，在图中找到对应点（0，4.9）（10，9.1）（20，19.5）（30，40.8）（40，48.8）（50，46.2），再用光滑曲线连接这些点，即可得到硫酸钠的溶解度曲线：。 ③首先，算出100g4.82%的硫酸钠中，硫酸钠的质量为：100g×4.82%=4.82g。然后，水的质量减少了3.6g，则反应后溶液的质量为100g−3.6g=96.4g。因为硫酸钠不发生变化，所以此时溶液中硫酸钠的质量分数为。 10．生活中的化学知识无处不在，请回答下列相关问题。 （1）铅笔芯能导电，是因为其中含有 (填元素符号)。 （2）西气东输工程将我国西部丰富的天然气资源输送到东部地区，天然气主要成分是 (填化学式)。 （3）在学校举行运动会前，小明利用化学知识为同学们准备了几个一次性自制冰袋，冰袋标签如图，你认为冰袋的降温原理是与水混合，温度 (填“升高”或“降低”)。 【答案】（1）C （2） （3）降低 【解析】（1）铅笔芯主要成分是石墨，石墨能导电，石墨由碳元素组成,故填C。 （2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷的化学式为CH4，故填CH4。 （3）硝酸铵溶于水时会吸收热量，使溶液温度降低 ，所以将硝酸铵与水混合可用于制作冰袋降温，故填降低。 考点2 水溶液的某些性质 11．下列物质在寒冷的冬天最容易结冰的是 A．食盐水 B．蔗糖水 C．食醋 D．蒸馏水 【答案】D 【解析】当水中溶解了少量的物质后，形成溶液，溶液的凝固点会降低。蒸馏水是纯净的水，与食盐水、 蔗糖水、食醋相比，凝固点最高，最容易结冰。 故选D。 12．劳动创造美好生活。下列与劳动项目相关的解释错误的是 选项 劳动项目 解释 A 在燃气灶上用铁锅炒菜 利用铁的导热性 B 菜炒好后关闭燃气灶开关 将燃气与火源隔离可灭火 C 冬天可用撒盐的方法除去冰雪 盐溶解于雪时放出热量 D 将菜刀洗净擦干 防止铁生锈 【答案】C 【解析】A、在燃气灶上用铁锅炒菜，因为铁具有优良的导热性，故说法正确； B、隔离可燃物、隔绝氧气、降温到该物质的燃点以下，可以达到灭火的目的。关闭燃气灶是应用了隔离可燃物的方式灭火，故说法正确； C、盐能使雪融化，是利用了盐溶于水后形成盐溶液，凝固点降低，使冰雪很快融化，而不是盐溶解于雪时放出热量，故说法错误； D、将菜刀洗净擦干后，使得菜刀不能与水接触，不容易生锈，故说法正确。 故选C。 13．化学实验中有一种加热方法叫“热水浴”(如图所示)，针对这种加热方式下列说法错误的是 A．试管内试剂受热温度不超过100℃ B．试管内试剂受热比较均匀(与用酒精灯直接加热相比) C．试管底部不能接触到烧杯底部 D．将烧杯内水换成食盐水，试管内试剂受热温度仍然不会高于100℃ 【答案】D 【解析】A、因为水的沸点是100℃，所以试管内试剂受热温度不超过100℃，说法正确； B、试管被水包围着，受热面积大，所以试管内试剂受热比较均匀，说法正确； C、水浴加热的温度是使试管内试剂受热温度均匀，若试管底部接触到烧杯底部，受热就不均匀了，说法正确； D、将烧杯内的水换成食盐水，食盐水沸点一般高于100℃，试管内试剂受热温度会高于100℃，说法错误。 故选D。 14．稀溶液的沸腾温度和凝固温度 （1）少量的固体物质溶于水，使稀溶液的沸腾温度 ，凝固温度 。 （2）冬天常在汽车的水箱中加入少量乙二醇之类的化合物目的： ； （3）寒冷的冬季，在积雪的公路上撒盐目的： 。 【答案】（1）升高 降低 （2）以防止水箱中的水结冰 （3）可以使冰雪很快融化 【解析】（1）固体物质溶于水，所得溶液的沸点比纯水高，凝固点比纯水低； （2）冬天气温低，为了防止水结冰，可以配成相应的溶液，降低水的凝固点，冬天常在汽车的水箱中加入少量乙二醇之类的化合物目的：以防止水箱中的水结冰； （3）在积雪上撒盐，盐融化后的盐水凝固点降低，冰雪融化，故寒冷的冬季，在积雪的公路上撒盐目的：可以使冰雪很快融化。 15．“凤凰”号火星探测器圆满完成任务，向地面发回数量堪称史无前例的图像和数据，为人类探索火星提供了宝贵的科学资料。 （1）“凤凰”号探测发回的最新照片上显示，火星上确有液态水存在。下列微粒模型示意图可表示构成水的微粒的是 （填标号）。 （2）火星上含有丰富的二氧化碳和镁资源。科学家设想，镁可作为未来火星上的燃料，应为镁能在二氧化碳中燃烧放出大量的热，同时生成氧化镁和碳。该反应的化学方程式为 。 （3）据英国《今日邮报》报道，科学家称：火星土壤中的水在-37℃时仍保持液态，是由于土壤中的高氯酸盐溶于水，使溶液的凝固点 （填“升高”或“降低”）的缘故。 【答案】（1）b （2）2Mg+CO22MgO+C （3）降低 【解析】（1）水由水分子构成，1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，即1个水分子中含有3个原子，所以可表示构成水的微粒的是模型b，故填b。 （2）镁和二氧化碳在点燃的条件下反应生成氧化镁和碳，故反应的化学方程式写为：2Mg+CO22MgO+C。 （3）物质溶于水后形成溶液，溶液的凝固点低于水的凝固点，即土壤中的高氯酸盐溶于水，使溶液的凝固点降低，故填降低。 16．在北方寒冷的冬天里，为保证行车安全，公路上的积雪是需要及时被清理的。 （1）拋撒融雪剂可以消融路面上的积雪，其原因是 。 （2）某牌融雪剂配方：40%CH3COOK、14%KH2PO4、31%KHCO3、15%CaCl2.10t该融雪剂中含有钙元素的质量为 （最后结果保留0.01）。 （3）现在还有一种融雪效果非常好的绿色环保型融雪剂，其主要的成分为偏硅酸钠（化学式为Na2SiO3），其中硅元素的化合价为 。 【答案】（1）融雪剂降低了水的熔点 （2）0.54t （3）+1价或+1 【解析】（1）物质溶于水形成溶液后会使水的凝固点降低。拋撒融雪剂可以降低水的熔点，使雪更易熔化。故填：融雪剂降低了水的熔点。 （2）中有CaCl2中含有钙元素，所以10t该融雪剂中含钙元素。 （3）化合物中各元素化合价代数和为0，其中钠元素为+1价，氧元素为-2价，所以硅元素为+4价。 2 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 物质在水中的溶解 第2课时 物质溶解过程的能量变化 水溶液的某些性质 一、知识目标 1.通过实验探究，认识硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠等物质溶解过程中的能量变化，能判断物质溶解时是吸热、放热还是热量变化不明显。 2.理解物质溶解于水时扩散过程和水合过程的能量变化与溶液温度变化的关系。 3.掌握水溶液的某些性质，如少量固体物质溶于水使稀溶液的凝固点降低、沸点升高，以及溶液导电的条件。 4.能运用水溶液的性质解释生活中的相关现象，如融雪剂的使用、汽车水箱中加乙二醇等。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上观察物质溶解时溶液温度的变化和溶液导电性的实验现象，从微观角度分析物质溶解过程中粒子的运动和相互作用，理解溶液性质的本质。 2.科学探究与创新意识：通过设计并完成物质溶解时能量变化和溶液导电性的实验，培养科学探究能力和创新思维，体会实验在化学研究中的重要性。 3.科学态度与社会责任：认识溶解和溶液在生产生活和化学活动中的重要意义，培养关注生活、学以致用的科学态度，增强社会责任感。 一、学习重点 1.物质溶解过程中的能量变化，水溶液的凝固点降低、沸点升高以及导电性等性质。 二、学习难点 1.理解物质溶解时扩散过程和水合过程的能量变化，以及溶液导电的条件与离子的关系。 1、 物质溶解过程的能量变化 【实验探究】 实验装置 实验现象 氯化钠溶液中温度计读数____________、硝酸铵溶液中温度计读数______、氢氧化钠溶液中温度计读数______。 实验结论 物质在溶解过程中通常伴随着热量的变化，有些物质在溶解时会出现______现象，有些物质在溶解时会出现______现象。 （二）水溶液的某些性质 【观察思考】 溶液 实验现象 实验解释 实验装置 水 食盐、硫酸、氢氧化钠等物质在溶于水时能解离出____________，通电后，____________，形成电流，形成的溶液具有导电性。 蔗糖溶于水后，蔗糖以____________存在于水中，不能形成自由移动的离子，因此蔗糖水溶液不导电。 食盐溶液 蔗糖溶液 稀硫酸 氢氧化钠溶液 一、物质溶解过程的能量变化 （一）新课导入 问题思考： 1.回忆生活中运动受伤用冰袋处理的经历，思考冰袋里面装的可能是什么物质？ 2.为什么冰袋能起到降温的作用呢？ （二）物质溶解过程的能量变化 问题思考： 1.现要研究硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠分别溶于水过程中的能量变化，应该如何设计实验呢？ 2.分组进行上述实验，记录实验数据，并分析得出不同物质溶解时的能量变化情况。 3.物质溶解于水时会同时发生哪两个过程？这两个过程的能量变化与溶液温度变化有什么关系？ 归纳总结 总结不同物质溶解时的能量变化情况： 物质 能量变化 溶液温度变化 硝酸铵 吸热 降低 氯化钠 热量变化不明显 几乎不变 氢氧化钠 放热 升高 二、水溶液的某些性质 问题思考 1.在生活中为什么冬天汽车水箱里要放乙二醇，雪地上要撒融雪剂呢？ 2.少量的固体物质溶于水，会对稀溶液的凝固点和沸点产生什么影响？ 问题探究 1.教师展示相关实验视频或图片，如在5个烧杯中分别加入一定量的水、氯化钠溶液、蔗糖溶液、稀硫酸和稀氢氧化钠溶液，按图所示装置进行实验，观察不同溶液的凝固点和沸点变化。请根据观察结果，总结溶液凝固点和沸点变化的原因。 2.水溶液是否都能导电呢？如何设计实验来探究这个问题？ 3.分组进行上述实验，记录实验现象，并分析得出哪些溶液能导电，哪些不能导电。 问题思考 1.溶液导电的条件是什么？为什么氢氧化钠溶液能导电，而氢氧化钠固体不能导电？ 归纳总结 1.水溶液的性质： 1．如图所示，进行物质溶解时温度变化的实验探究，搅拌后，石蜡熔化、塑料片掉落，所加固体物质不可能是 A．氯化钠固体 B．硝酸铵固体 C．氢氧化钠固体 D．纯净冰块 2．为探究NaCl和NH4NO3溶于水时的吸热和放热情况，小组同学设计如图所示的实验。实验过程中观察到的现象正确的是 A．左侧红墨水高度无明显变化，右侧红墨水下降 B．右侧红墨水高度无明显变化，左侧红墨水下降 C．左侧气球大小无明显变化，右侧气球变大 D．右侧气球大小无明显变化，左侧气球变大 3．水是一种最常用的溶剂。下列做法或说法正确的是 A．用酒精和蒸馏水混合配制的医用酒精 B．天然水经过自然沉降、过滤、吸附，即得纯水 C．硝酸铵溶于水制成的冰袋可给高烧病人降温 D．用絮凝剂明矾可降低水的硬度 4．如图所示，置于塑料杯内的R为热敏电阻，且阻值随温度升高而减小。当闭合开关，且向烧杯内滴加水后，观察到灯泡L亮起来了，则烧杯内的固体是 A．蔗糖 B．氢氧化钠 C．氯化钠 D．硝酸铵 5．化学与生活密切相关。 （1）有一种中间有凸起小囊区的创可贴(如图所示)，使用时按压伤口的同时小囊区内的水和硝酸铵固体被挤破混合，利用硝酸铵固体溶解时温度 ，起到快速止血的作用。 （2）许多家庭做饭用天然气作燃料，使用完后，关闭阀门，火焰熄灭，这是利用了 的原理灭火。 一、物质溶解过程中的能量变化 1.放热：有些物质在溶解时使溶液温度升高，如NaOH（固）、 浓H2SO4 （液）等。 2.吸热：有些物质在溶解时使溶液温度降低，如NH4NO3 （固）等。 3.吸放热不明显：有些物质在溶解时无明显的温度变化，如NaCl（固）等。 二、水溶液的某些性质 ①某些物质溶解于水，使水的导电性增强。 水的导电性非常微弱，而加入硫酸、氢氧化钠等物质后形成的溶液，导电性明显增强。金属导电的原因是金属内部有自由移动的电子的缘故；而溶液导电的原因是溶液内部有自由移动的离子的缘故；固体的氯化钠不导电的原因是固体内部有离子但不能自由移动的缘故。氢氧化钠溶液能导电是因为溶液中含有自由移动的Na+和OH- ②少量固体物质溶解于水，使稀溶液的沸腾温度升高，凝固温度降低。 冬天汽车水箱中加入少量乙二醇之类的化合物，以防止水箱中的水结冰，原因是乙二醇等物质使水的凝固点降低；寒冷的冬季，在积雪的公路上撒盐，可以使冰雪很快融化，原因是盐类使水的凝固点降低；被沸腾的汤烫到会比沸水烫得更严重，原因是盐类使水的沸腾温度升高。 考点1 物质溶解过程中的能量变化 1．将下列物质放入水中，温度降低的是 A．CaO B．NaOH C．浓H2SO4 D．NH4NO3 2．下列图像能正确反映对应变化关系的是 A．向二氧化锰粉末中不断加入过氧化氢溶液 B．一定质量的铜粉在充满氧气的密闭容器中加热 C．向等质量的水中分别加入等质量的固体和固体 D．向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入足量铁粉和锌粉 3．如图所示，将少量液体X加入到烧瓶中，观察到气球逐渐膨胀。如表中液体X和固体Y的组合，符合题意的是 ① ② ③ ④ X 水 水 水 稀硫酸 Y 氯化钠 氢氧化钠 硝酸铵 锌粒 A．① B．③ C．②③ D．②④ 4．兴趣小组同学利用U管进行以下实验探究，不能达到实验目的的是 A．测定空气中氧气含量 B．探究分子运动 C．探究溶解能量变化 D．探究铁生锈的条件 5．下列对实验的分析正确的是 A．甲：只有第一支试管中铁钉生锈，说明铁生锈需要与水接触 B．乙：烧杯内壁产生水雾，说明该气体中含有氢、氧元素 C．丙：称得反应前后天平不平衡，说明该反应不遵守质量守恒定律 D．丁：澄清石灰水变浑浊，说明氢氧化钠溶于水放热 6．用如图所示的密闭实验装置，能使液面a比液面b高，过一段时间又回到持平的一组固体和液体可以是 A．食盐和水 B．蔗糖和水 C．固体氢氧化钠和水 D．硝酸铵和水 7．下列关于实验现象描述都正确的是 A．①硝酸铵晶体溶解于水，形成的溶液温度低于原来水的温度；②铁和稀硫酸反应，产生少量气泡，溶液由无色变成蓝色 B．①在空气中点燃镁条，发出耀眼的白光，生成氧化镁白色固体；②红磷在空气中燃烧产生大量烟雾 C．①黄铜和铜互相刻画时，铜表面会出现划痕；②铝丝浸入硫酸铜溶液表面有红色物质生成，溶液蓝色变浅 D．①黑色的铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；②电解水时正极生成的气体燃烧，产生淡蓝色火焰 8．某兴趣小组进行如图所示的白磷燃烧实验，关闭弹簧夹，向烧杯中逐渐加入氢氧化钠固体直至白磷燃烧。(已知：氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小。)下列说法正确的是 A．白磷燃烧产生大量的白雾 B．实验结束冷却至室温后打开弹簧夹，观察到红墨水左低右高 C．通过该实验可知可燃物的燃烧需要氧气 D．加入氢氧化钠固体的过程中，观察到烧杯内溶液变浑浊 9．水和溶液与人类的生产、生活息息相关。 （1）在水净化实验中，可以利用活性炭的 性除去异味；生活中降低水的硬度采用的方法是 。 （2）探究物质溶于水的放热现象，将下列物质溶于水后，溶液温度没有明显变化的是 (填字母)。 a．硝酸铵   b．氯化钠   c.烧碱 （3）电解水时可向水中加入少量硫酸钠，硫酸钠在不同温度时的溶解度如下表： 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 溶解度/g 4.9 9.1 19.5 40.8 48.8 46.2 ①电解水的化学方程式为 。 ②根据所提供的溶解度数据，在下图中画出硫酸钠的溶解度曲线 。 ③若水电解装置中盛有4.82%的硫酸钠溶液100 g ，通电一段时间后切断电源，水的质量减少了3.6 g (已知通电时硫酸钠不发生变化，其他损失忽略不计)，此时溶液中硫酸钠的质量分数为 。 10．生活中的化学知识无处不在，请回答下列相关问题。 （1）铅笔芯能导电，是因为其中含有 (填元素符号)。 （2）西气东输工程将我国西部丰富的天然气资源输送到东部地区，天然气主要成分是 (填化学式)。 （3）在学校举行运动会前，小明利用化学知识为同学们准备了几个一次性自制冰袋，冰袋标签如图，你认为冰袋的降温原理是与水混合，温度 (填“升高”或“降低”)。 考点2 水溶液的某些性质 11．下列物质在寒冷的冬天最容易结冰的是 A．食盐水 B．蔗糖水 C．食醋 D．蒸馏水 12．劳动创造美好生活。下列与劳动项目相关的解释错误的是 选项 劳动项目 解释 A 在燃气灶上用铁锅炒菜 利用铁的导热性 B 菜炒好后关闭燃气灶开关 将燃气与火源隔离可灭火 C 冬天可用撒盐的方法除去冰雪 盐溶解于雪时放出热量 D 将菜刀洗净擦干 防止铁生锈 13．化学实验中有一种加热方法叫“热水浴”(如图所示)，针对这种加热方式下列说法错误的是 A．试管内试剂受热温度不超过100℃ B．试管内试剂受热比较均匀(与用酒精灯直接加热相比) C．试管底部不能接触到烧杯底部 D．将烧杯内水换成食盐水，试管内试剂受热温度仍然不会高于100℃ 14．稀溶液的沸腾温度和凝固温度 （1）少量的固体物质溶于水，使稀溶液的沸腾温度 ，凝固温度 。 （2）冬天常在汽车的水箱中加入少量乙二醇之类的化合物目的： ； （3）寒冷的冬季，在积雪的公路上撒盐目的： 。 15．“凤凰”号火星探测器圆满完成任务，向地面发回数量堪称史无前例的图像和数据，为人类探索火星提供了宝贵的科学资料。 （1）“凤凰”号探测发回的最新照片上显示，火星上确有液态水存在。下列微粒模型示意图可表示构成水的微粒的是 （填标号）。 （2）火星上含有丰富的二氧化碳和镁资源。科学家设想，镁可作为未来火星上的燃料，应为镁能在二氧化碳中燃烧放出大量的热，同时生成氧化镁和碳。该反应的化学方程式为 。 （3）据英国《今日邮报》报道，科学家称：火星土壤中的水在-37℃时仍保持液态，是由于土壤中的高氯酸盐溶于水，使溶液的凝固点 （填“升高”或“降低”）的缘故。 16．在北方寒冷的冬天里，为保证行车安全，公路上的积雪是需要及时被清理的。 （1）拋撒融雪剂可以消融路面上的积雪，其原因是 。 （2）某牌融雪剂配方：40%CH3COOK、14%KH2PO4、31%KHCO3、15%CaCl2.10t该融雪剂中含有钙元素的质量为 （最后结果保留0.01）。 （3）现在还有一种融雪效果非常好的绿色环保型融雪剂，其主要的成分为偏硅酸钠（化学式为Na2SiO3），其中硅元素的化合价为 。 2 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $