内容正文:
专题三:水与常见的溶液
【复习目标】
1. 宏观辨识:认识水的组成与净化方法,能识别溶液及其中溶质和溶剂
2. 微观探析:从分子、离子角度理解溶解过程,能用微观示意图解释水的电解和物质溶解,建立“宏观—微观—符号”三重表征
3. 变化观念:掌握饱和溶液与不饱和溶液的转化,能利用溶解度曲线分析溶液在不同条件下的变化,认识结晶现象
4. 定量思维:进行溶质质量分数的计算
5. 科学探究:掌握溶液配制步骤,并会分析误差原因,能设计实验探究溶解性的影响因素
6. 社会责任:认识水资源的重要性,树立节约用水意识,能运用溶液知识解释生产生活中的一些现象
第一部分 知识梳理(思维导图式)
溶解度
知识点一:水的净化——从天然水到饮用水
1. 自来水厂生产流程:
天然水 → ( ) → ( ) → ( ) → ( ) →( ) → 配水
2. 常见净水方法对比
净水方法
原理
作用
变化类型
净化程度
静置沉淀
重力沉降
除去______杂质
物理变化
低
过滤
大小分离
除去______杂质
物理变化
↑
吸附
活性炭吸附
除去______和______
物理变化
↑
蒸馏
蒸发冷凝
除去______杂质
物理变化
最高
【实验突破】 过滤操作要点(“一贴二低三靠”)
一贴:_________________________________________________
二低:_____________________________、____________________________
三靠:_________________、___________________、_____________________________
玻璃棒作用:__________________________
3. 硬水与软水
项目
硬水
软水
定义
含有较多______的水
不含或含较少______的水
区分方法
加______,泡沫______、浮渣______
加______,泡沫______
软化方法
生活中:___________;实验室:________
知识点二:水的组成——从宏观到微观
1. 水的电解实验(宏观辨识→微观探析)
项目
内容
实验现象
正极产生______,负极产生______,体积比约为______
气体检验
正极气体能使带火星木条______,负极气体能______
微观示意图
结论: 水由______和______组成(宏观);每个水分子由______和______构成(微观)
化学反应方程式 ________________________
2. 氢气燃烧生成水(变化观念)
化学反应的现象_________________________________
化学反应方程式 ________________________
该反应属于______反应(填基本反应类型)
从微观角度解释过程:____________________________________
知识点三:溶液的形成——从定性到定量
1. 溶液的概念与特征
定义:一种或几种物质______到另一种物质里,形成的______、的。
特征:______性、______性、______物
2. 溶液的组成
组成
定义
判断方法
举例
溶质
被______的物质
固体、气体一般为溶质
碘酒中______是溶质
溶剂
能______其他物质的物质
有水时水为溶剂
碘酒中______是溶剂
3. 溶解过程中的能量变化(科学探究)
物质
现象
微观解释
应用
硝酸铵(NH₄NO₃)
温度______
扩散______热 > 水合______热
自制冰袋
氢氧化钠(NaOH)
温度______
扩散______热 < 水合______热
即热饭盒
氯化钠(NaCl)
温度基本不变
扩散______热 ≈ 水合______热
知识点四:溶解度与溶解度曲线——定量思维的核心
1. 饱和溶液与不饱和溶液
定义:饱和溶液:__________________________
不饱和溶液:_____________________________________
【特例提醒】(1)首先,要明确“一定温度”和“一定量的溶剂”。因为改变溶剂量或温度时,饱和溶液与不饱和溶液是可以互相转化的。
(2)其次,要明确“某一溶质的”饱和溶液或不饱和溶液。
相互转化(一般情况):
【特例提醒】 Ca(OH)₂的溶解度随温度升高而______,因此其饱和溶液升温后变为______溶液。
2. 溶解度(四要素)
定义:在______下,某固态物质在______溶剂里达到______状态时所溶解的______。
3. 溶解度曲线——模型认知
【图像模型】
要素
含义
应用
点
某温度下的______
判断溶液是否饱和
线
溶解度随______的变化趋势
选择结晶方法
交点
该温度下两物质溶解度______
比较溶质质量分数
【结晶方法选择】
陡升型(如KNO₃):适合_____________结晶
缓升型(如NaCl):适合_____________结晶
下降型(如Ca(OH)₂):适合_____________结晶(特殊)
知识点五:溶质质量分数——定量表达
1. 基本公式
用固体配制一定质量分数的溶液
步骤
操作
仪器
误差分析(质量分数偏小)
①计算
计算所需溶质和溶剂质量
纸笔
/
②称量
用______称取溶质
托盘天平、药匙
左码右物、药品不纯
③量取
用______量取水
量筒、胶头滴管
仰视读数(水偏______)
④溶解
用______搅拌至完全溶解
烧杯、玻璃棒
转移时洒出(______影响)
⑤装瓶
贴上标签
试剂瓶
装瓶后洒出(______影响)
用浓溶液配制稀溶液(稀释)
公式:m浓×w浓=m稀×w稀
【特例提醒】稀释前后溶液中溶质的质量不变。
第二部分 考点突破(素养导向版)
考点一:水的组成与净化——宏观辨识与微观探析
典例1 (2025·天津)水是生命赖以生存的重要物质。
(1)保护水资源从我做起。下列做法正确的是______(填序号)。
A. 洗手后随手关闭水龙头,以节约用水
B. 工业污水未经处理直接作为园林绿化用水
(2)下列净水方法中,采用单一操作净化程度较高的是______(填序号)。
A. 吸附 B. 过滤 C. 蒸馏
(3)通过水的生成和分解实验认识水的组成。
① 在空气中点燃纯净的氢气,在火焰上方罩一个干燥的烧杯,观察到烧杯内壁上出现无色液滴,写出该反应的化学方程式:_________________________________。
② 在如图所示电解器玻璃管中加满水,通电一段时间后,a管中产生3ml气体时,b管中产生的气体体积约为_______ml。切断电源,用燃着的木条分别在玻璃管尖嘴口检验电解产生的气体,观察到(填“a”或“b”)管中气体使木条燃烧更旺,另一管中气体可燃。
③ 以上实验证明水是由_________两种元素组成的。
[对点练习](2024思明区二模)某学习小组开展水的组成与净化的研究,过程如下:
I. 用图1装置研究水的组成
(1)通电时,U型管内两电极产生气泡,连接______(填“a”或“b”)端的电极产生气泡速度更快,该气体密度比空气______(填“大”或“小”),具有______(填“可燃性”或“助燃性”)。
(2)该实验在物质的组成方面获得的结论是________________________________。
II. 用图2净水器研究水的净化
(3)活性炭的作用是______。
(4)离子交换树脂通过钠离子与水中的______(填微粒名称)交换,从而降低水的硬度。
考点二:溶液的形成——变化观念与科学探究
典例2如图是氯化钠溶于水的微观过程,溶液的温度基本不变。下列有关说法不正确的是( )
A、 氯化钠溶液中含有钠离子、氯离子和水分子
B、 氯化钠溶于水形成自由移动的Na+和Cl⁻,在电场作用下定向移动,所以能导电
C、 从微观角度来说,溶解就是在溶剂分子的作用下,溶质分子或离子均匀分散到溶剂中的过程
D、钠离子、氯离子向水中扩散过程中没有热量变化
[对点练习]
某兴趣小组设计了如下实验探究物质溶解时的热量变化。
【实验记录】
实验
加入物质
温度计示数变化
①
硝酸铵(NH4NO3)
从20℃降至12℃
②
氢氧化钠(NaOH)
从20℃升至38℃
③
氯化钠(NaCl)
从20℃升至20.5℃
请回答:
(1)请指出上述实验中错误操作并改正:_______________________________________
(2)为了方便比较,该实验方案中需控制_______________________相同(至少两点)
(3)实验①中温度降低,说明硝酸铵溶于水时______(填“吸收”或“放出”)热量。
并解释原因:_____________________________________。
(4)根据以上实验,得出的结论是_____________________________________________。
考点三:溶解度曲线——模型认知与定量思维
典例3 (2025山东省模拟)NaCl、KNO3的溶解度曲线如图。20℃时,将质量均为ag的两种盐分别加入盛有50g水的烧杯,充分溶解,升温至70℃,现象如图(不考虑水蒸发)。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中加入的是NaCl
B.31.6<a≤36.0
C.70℃,甲、乙烧杯中的溶液均是饱和溶液
D. t℃,甲、乙烧杯中的溶液的溶质质量分数相等
[对点练习](2025·济南模拟)两个烧杯中分别盛装X、Y的饱和溶液,两支试管中分别装有NaOH和NH4NO3体,向两支试管中分别滴加适量水,现象如图一所示,结合图二判断下列说法正确的是( )
A、Y的溶解度曲线为b曲线
B、降温可使X的饱和溶液变浑浊
C、X的饱和溶液从t2°C降低到t1°C,变为不饱和溶液
D、t3°C时,X、Y的饱和溶液质量相等,则溶剂质量X>Y
考点四:溶液配制——科学探究与误差分析
典例4(2025辽宁节选)同学们发现教室绿植出现倒伏现象,施用氯化钾溶液可改善其症状。现配制100g 3%的氯化钾溶液(用时稀释)。实验所需部分仪器如下:
(1)计算:需要氯化钾的质量为______g。
(2)称量:用仪器______(填序号)称量氯化钾,放入烧杯中。
(3)量取:选择量程______(填“50”或“100”)ml的量筒和______(填仪器名称)量取水,倒入烧杯中。
(4)溶解:为加速氯化钾溶解,需用仪器E进行的操作是______。
(5)装瓶贴标签:装瓶时洒出少量液体,该瓶溶液的溶质质量分数______(填“变小”或“不变”)。盖好瓶塞,请将右图标签填写完整。
考点五:综合应用——社会责任与真实情境
典例5 海洋蕴藏着丰富的资源,人类应合理开发利用。海水中除含有NaCl、CaCl2等物质外,还含有KCl和Na2CO3,等,其在不同温度时的溶解度如下表所示,图1是对应溶解度曲线。
温度℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
KCl
28.0
34.0
40.0
45.5
51.1
56.7
Na2CO3
7.0
21.5
48.5
46.4
45.1
45.5
(1)利用海水晒盐时,采用的结晶方法是_____________结晶,析出晶体后的母液是氯化钠的______________(填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)
(2)图1中曲线___________(填“X”或“Y”)代表Na2CO3的溶解度曲线
(3)p点是KCl和Na2CO3两条溶解度曲线在20℃到40℃的交点,则a最适合的取值范围是__________
(4)海水晒盐后可以进一步综合利用。向海水晒盐后的母液中(忽略其他物质影响)先后通入NH3和CO2两种气体后,有白色晶体析出,反应的原理为NaCl+ H2O+ NH3+ CO2=NaHCO3+NH4Cl,根据图2,猜想先析出的白色晶体物质是_________,并解释原因____________________________________________________
(5)根据图2计算,将40℃时145.8gNHCl4的饱和溶液降温到10℃,所得溶液中溶质的质量分数为________________________(列出计算式即可)
第三部分 跨学科实践活动
【项目学习】探秘“海水淡化”——化学与资源的综合应用
情境:全球淡水资源紧缺,海水淡化是解决水资源危机的重要途径。
任务1:方法探究——查阅资料,了解蒸馏法、反渗透法、冷冻法海水淡化的原理。
任务2:实验模拟——设计简易海水蒸馏装置,将模拟海水(NaCl溶液)蒸馏得到淡水。
任务3:数据分析——测定模拟海水和淡水中Cl⁻的含量,计算除盐率。
任务4:成本评估——从能耗、效率、环保等角度评价不同海水淡化方法的优缺点。
任务5:方案设计——为某沿海缺水城市设计一套海水淡化方案,并说明理由。
答案:
典例1(1)A (2)C (3)① 2H₂ + O₂ 2H₂O ② 6;b ③ 氢、氧
[对点练习](1)a;小;可燃性 (2)水由氢元素和氧元素组成 (3)吸附色素和异味 (4)钙离子、镁离子
典例2 D
[对点练习](1)用温度计进行搅拌是错的,应该用玻璃棒进行搅拌。
(2)溶质的质量,水的体积。(合理即可)
(3)吸热,硝酸铵溶解时吸收的热量大于放出的热量,整体表现为吸热。
(4)物质溶解时伴随能量变化,不同物质溶解时热量变化不同
典例3 D
[对点练习] C D
典例4(1)3 (2)D(3)100;胶头滴管 (4)搅拌 (5)不变;氯化钾溶液;3%
典例5(1)蒸发;饱和溶液 (2)Y; (3)34.0<a<40.0 (4)碳酸氢钠;温度相同时碳酸氢钠的溶解度最小 (5)×100%
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