4.3 海洋的探索 第2课时 讲义- 2026-2027学年科学浙教版八年级上册

本讲义聚焦海洋资源利用中的核心知识点，涵盖海盐日晒法提取原理、结晶概念及两种方法（蒸发溶剂法适用于溶解度受温度影响小的物质，冷却热饱和溶液法适用于受温度影响大的物质），系统梳理粗盐提纯四步操作（溶解、过滤、蒸发、转移）及过滤“一贴二低三靠”规范，延伸至硫酸铜晶体制备原理与步骤，形成从生活应用到科学原理再到实验实践的学习支架。 该资料以科学观念为统领，通过“避坑指南”辨析结晶条件、过滤操作等易错点培养科学思维，结合《天工开物》记载及“夏天晒盐冬天捞碱”实例渗透态度责任。课中配套图示辅助教师演示实验操作，课后“实战演练”“巩固拓展”通过溶解度数据题、误差分析题帮助学生查漏补缺，强化知识应用与实验技能。

4.3 海洋的探索（第2课时） 本节导航·目标清单 教材精研·内容全解 避坑指南·易错辨析 实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升 本节导航·目标清单 目标导航 方法指导 · 了解海盐的来源及日晒法提取海盐的科学原理，建立海水资源利用的科学观念 · 理解结晶的概念，掌握蒸发溶剂结晶和冷却热饱和溶液结晶两种方法 · 掌握粗盐提纯的基本方法（溶解、过滤、蒸发结晶、转移），理解混合物分离的科学观念 · 掌握过滤操作的"一贴、二低、三靠"规范要求 · 理解硫酸铜晶体生长的原理，掌握制备硫酸铜大晶体的实验步骤 · 能利用结晶原理解释粗盐提纯和硫酸铜晶体生长的过程 · 掌握粗盐提纯实验中的误差分析方法 · 结晶方法选择：溶解度受温度影响小→蒸发溶剂法；受温度影响大→冷却热饱和溶液法 · 过滤操作要点：一贴（滤纸紧贴内壁）、二低（滤纸低于漏斗口、液面低于滤纸边缘）、三靠（玻璃棒靠三层滤纸、漏斗下端靠烧杯壁） · 蒸发结晶关键：出现较多固体时停止加热，利用余热蒸干 · 玻璃棒三作用：搅拌加速溶解、引流、搅拌防止液滴飞溅 · 制备大晶体条件：晶种少、晶形完整、防震防尘、降温缓慢 · 误差分析思路：看溶质是否偏多或偏少，溶剂是否偏多或偏少 · 粗盐提纯四步：溶解→过滤→蒸发结晶→转移 教材精研·内容全解 考点01 海盐的提取 1. 海盐的历史背景 我们日常一日三餐所吃的食盐，大部分来自海盐。中国是世界上最早提取海盐的国家之一。据《管子》记载："暮春之初，北海之民即煮海为盐。"明代学者宋应星撰著的《天工开物·作咸第五》记载："海丰有引海水直接入池晒成者，凝结之时，扫食不加人力。"这说明我国古代劳动人民很早就掌握了从海水中提取食盐的方法。 《天工开物》中关于海盐生产的记载 2. 日晒法提取海盐 我国的海盐生产，一般采用日晒法。利用滨海滩涂，筑坝开辟盐田，通过纳潮扬水、日照蒸发而浓缩。当氯化钠溶液达到饱和后，析出氯化钠晶体，即为原盐。日晒法利用太阳能蒸发水分，使海水中氯化钠浓度逐渐升高，达到饱和后继续蒸发便会析出食盐晶体，这是一种能耗低、成本低的制盐方法。 盐田——日晒法提取海盐 3. 结晶的概念 固体溶质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程称为结晶。结晶是混合物分离的重要方法之一。在日晒法中，随着水分不断蒸发，氯化钠溶液达到饱和后继续蒸发，多余的氯化钠便以晶体形式析出，这个过程就是结晶。 4. 粗盐与精盐 日晒法得到的原盐属于粗盐。粗盐成分中不仅有氯化钠，还有氯化镁、氯化钙、泥沙等杂质，所以必须经过进一步的提纯才能成为可食用的精盐。粗盐中的杂质可以分为两类：一类是难溶性杂质（如泥沙），可以通过过滤除去；另一类是可溶性杂质（如氯化镁、氯化钙），需要通过化学方法或多次结晶除去。 考点02 粗盐的提纯 1. 实验目标与器材 实验目标：掌握粗盐提纯的基本方法。实验器材：烧杯、天平、玻璃棒、漏斗、滤纸、滴管、蒸发皿、铁架台、酒精灯、粗盐。粗盐提纯的基本思路是：先将粗盐溶解于水中，通过过滤除去难溶性杂质（泥沙），再通过蒸发结晶将氯化钠从滤液中分离出来。 2. 溶解操作 称取10 g粗盐，放入烧杯中，加入30 mL水，用玻璃棒搅拌至充分溶解，形成粗盐悬浊液。搅拌时玻璃棒不要撞击烧杯壁和烧杯底部，以免碰破烧杯。由于粗盐中含有泥沙等难溶性杂质，搅拌后形成的是悬浊液而非溶液。 3. 过滤操作 过滤是除去液体中难溶性固体杂质的方法。过滤操作需要遵循"一贴、二低、三靠"的规范。 4. 滤纸的折叠与安装 取一张圆形滤纸，对折两次，打开使滤纸成为圆锥形，将其放入漏斗中，紧贴漏斗壁，并用少量水润湿滤纸，使其与漏斗内壁之间不要有气泡。如果滤纸边缘高出漏斗口，要用剪刀剪去部分滤纸，确保滤纸上边比漏斗口稍低。 将滤纸放入漏斗中紧贴内壁 5. 过滤操作的"一贴、二低、三靠" "一贴"：滤纸紧贴漏斗内壁，中间不要留有气泡，防止气泡使液体流速减慢。 "二低"：滤纸边缘低于漏斗口（防止液体从漏斗外流出）；液面低于滤纸边缘（防止液体未经过滤从滤纸与漏斗的间隙流下）。 "三靠"：倾倒液体时玻璃棒下端轻靠三层滤纸的一侧（防止戳破滤纸）；漏斗下端管口（尖嘴）紧靠烧杯内壁（防止滤液溅出）；倾倒液体的烧杯口紧靠玻璃棒（防止液体溅到漏斗外）。 过滤操作规范要点 6. 蒸发结晶操作 把滤液倒入蒸发皿，点燃酒精灯加热，并用玻璃棒搅拌。当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。注意不能等到滤液完全蒸干才停止加热，因为此时温度很高，液体飞溅会导致氯化钠晶体损失。用玻璃棒搅拌的作用是使液体均匀受热，防止因局部温度过高造成液滴飞溅。 蒸发时用玻璃棒搅拌防止液滴飞溅 7. 转移操作 冷却后用玻璃棒把蒸发皿中的食盐晶体转移到烧杯中。蒸发皿在加热后温度很高，必须等其冷却后再进行转移操作，以免烫伤。 8. 玻璃棒在实验中的作用 在粗盐提纯实验中，玻璃棒在不同步骤中起到了不同的作用： （1）溶解时：搅拌，加速粗盐溶解。 （2）过滤时：引流，使液体沿玻璃棒流入漏斗，防止液体溅出。 （3）蒸发时：搅拌，使液体均匀受热，防止局部温度过高造成液滴飞溅。 （4）转移时：将蒸发皿中的晶体刮入烧杯中。 9. 误差分析 在粗盐提纯过程中，操作不当会导致产率偏高或偏低。 产率偏高 产率偏低 蒸发后的固体中含有水分 ①溶解搅拌时液滴溅出；②过滤时液体洒出；③未洗涤玻璃棒或烧杯；④蒸发过程中局部过热造成液滴飞溅；⑤蒸发后转移固体不彻底；⑥粗盐未充分溶解 考点03 结晶方法 1. 蒸发溶剂法 蒸发溶剂法是通过蒸发溶剂使物质结晶析出的方法。在日晒法提盐和粗盐提纯的蒸发步骤中，都是利用蒸发溶剂的方法使氯化钠结晶析出。蒸发溶剂法一般适用于溶解度受温度影响变化较小的固体物质，如氯化钠。 2. 冷却热饱和溶液法 冷却热饱和溶液法是通过降低热饱和溶液的温度使物质结晶析出的方法。一般适用于溶解度受温度影响变化较大的固体物质。当热饱和溶液降温时，溶质的溶解度迅速减小，多余的溶质便以晶体形式析出。 蒸发溶剂法 冷却热饱和溶液法 概念 通过蒸发溶剂使物质结晶析出的方法 通过降低热饱和溶液的温度使物质结晶析出的方法 适用条件 一般适用于溶解度受温度影响变化较小的固体物质 一般适用于溶解度受温度影响变化较大的固体物质 3. 结晶方法的选择原则 选择结晶方法的关键在于物质的溶解度受温度影响的程度。如果物质的溶解度受温度影响较小（如氯化钠），应采用蒸发溶剂法结晶；如果物质的溶解度受温度影响较大（如硫酸铜、硝酸钾），应采用冷却热饱和溶液法结晶。生活中"夏天晒盐，冬天捞碱"就是这一原理的应用：氯化钠的溶解度受温度影响较小，夏天通过蒸发溶剂获得食盐；碳酸钠的溶解度受温度影响较大，冬天温度降低后碳酸钠溶解度减小，容易结晶析出。 4. 硫酸铜溶液冷却结晶实验 配制一杯70℃左右的硫酸铜饱和溶液，用滴管吸取后滴在凹穴玻璃片上冷却。用放大镜或显微镜观察，玻璃片上的溶液中出现晶体。实验表明，蒸发和冷却热饱和溶液都是常用的结晶方法。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，且受温度变化影响很大，因此冷却硫酸铜的热饱和溶液时，硫酸铜的溶解度急剧减小，以晶体形式析出。 用放大镜观察玻璃片上析出的晶体 考点04 硫酸铜晶体的制备 1. 冷却结晶的原理 硫酸铜的溶解度随温度的升高而增大，且溶解度受温度变化影响很大。冷却硫酸铜的热饱和溶液时，硫酸铜的溶解度减小，无法再溶解的硫酸铜就会以晶体的形式析出。这是制备硫酸铜晶体的基本原理。 2. 晶核与晶体生长原理 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。如果没有晶核，溶液中溶质分子缺乏附着点，结晶过程难以启动或结晶速度很慢。 3. 制备大晶体的控制条件 制备较大颗粒的晶体需要控制以下条件：晶种少（选择一颗或几颗形状完整的小晶体作为晶种）；晶形完整（选择几何形状规则的小晶体）；防震防尘（放置在安静无风的室内空间，避免震动妨碍粒子的有序排列）；降温要缓慢（温度降低缓慢有利于大晶体的形成）。如震动会妨碍粒子的有序排列，使晶形不完整。 4. 制备小晶体 （1）准备一杯200 mL、温度为70℃左右的硫酸铜饱和溶液，用脱脂棉代替滤纸趁热过滤，得到澄清的饱和溶液。趁热过滤是为了防止硫酸铜在过滤过程中因温度降低而结晶析出，用脱脂棉代替滤纸是因为脱脂棉保温性能更好且不易吸附溶液。 （2）在烧杯上盖上一张白纸，用棉花把烧杯围起来，静置在一个安静无风的室内空间，第二天可观察到烧杯中析出一些小晶体。盖纸和围棉花是为了保温，使溶液缓慢冷却，有利于晶体的形成。 5. 制备大晶体 选择几颗几何形状完整的小晶体。用线把小晶体串起来，悬挂在玻璃棒上，玻璃棒搁置在另一杯新制的200 mL温度在70℃左右的澄清硫酸铜饱和溶液上，小晶体确保悬空浸没在溶液中。重复静置结晶，最后长成大晶体。将小晶体作为晶种悬挂在新配制的饱和溶液中，随着溶液缓慢冷却，析出的硫酸铜会附着在晶种表面，使晶体逐渐长大。重复结晶过程可以得到更大的晶体。 6. 修饰大晶体 晾干晶体后，去除多余的附着物，并用砂纸、刀片对某些大晶体表面的不规则部分做适当的清理。修饰时动作要轻柔，避免损坏晶体的规则几何形状。 7. 影响结晶速度和晶体生长的因素 影响结晶速度大小的因素：蒸发越慢，越有利于晶体的形成；环境温差越大，越有利于晶体的形成；附着物越粗糙，越有利于晶体的形成。 影响晶体生长的因素：是否悬吊晶种会影响晶体的大小和形状，因为晶体会沿着晶种生长，杯底晶体则较少；温度降低的速度影响晶体的大小和形状，温度降低缓慢有利于大晶体的形成。 避坑指南·易错辨析 【温馨提示】 1. 结晶是指有规则几何形状的晶体从溶液中析出的过程。结晶不仅可以在蒸发溶剂时进行，也可以在冷却热饱和溶液时进行，两种方法都是常用的结晶方法。 2. 粗盐提纯中过滤操作的"一贴"是指滤纸紧贴漏斗内壁，不是滤纸紧贴烧杯壁。滤纸与漏斗壁之间不能有气泡，否则会减慢液体流速。 3. 蒸发结晶时，不能等滤液完全蒸干才停止加热。应在蒸发皿中出现较多固体时停止加热，利用余热蒸干剩余水分，否则液滴飞溅会造成损失。 4. 玻璃棒在粗盐提纯的不同步骤中作用不同：溶解时搅拌加速溶解，过滤时引流，蒸发时搅拌防止液滴飞溅。不能笼统地说"玻璃棒的作用是搅拌"。 5. 蒸发溶剂法适用于溶解度受温度影响较小的物质（如氯化钠），冷却热饱和溶液法适用于溶解度受温度影响较大的物质（如硫酸铜、硝酸钾）。选择结晶方法时要看溶解度随温度变化的特点。 6. 粗盐提纯最后得到的食盐不是纯净物。因为粗盐中的可溶性杂质（如氯化镁、氯化钙）在蒸发结晶时也会混入产品中，过滤只能除去难溶性杂质（如泥沙）。 7. 制备硫酸铜大晶体时用脱脂棉代替滤纸趁热过滤，是为了防止硫酸铜在过滤时因温度降低而结晶析出，同时也是为了保温。 8. 冷却热饱和溶液结晶的前提是溶液必须是饱和溶液。不饱和溶液降温后可能仍未达到饱和，不会有晶体析出。 9. "夏天晒盐，冬天捞碱"的原理不同：氯化钠溶解度受温度影响小，夏天晒盐利用蒸发溶剂结晶；碳酸钠溶解度受温度影响大，冬天捞碱利用降温结晶。 实战演练·随堂检测 【实战演练】 1. 粗盐中难溶性杂质的去除过程中，涉及称量、溶解、过滤、蒸发等过程。下列说法不正确的是（ ） A. 称量时粗盐放在天平左盘的称量纸上 B. 粗盐溶解时，要用玻璃棒不断搅拌 C. 蒸发时，在滤液恰好蒸干时停止加热 D. 过滤时漏斗下端尖嘴紧靠烧杯内壁 答：__________ 2. 下列关于结晶的说法不正确的是（ ） A. 结晶是指有规则几何形状的晶体从溶液中析出的过程 B. 不同物质的晶体从溶液中析出后，其几何形状可能不相同 C. 结晶必须在蒸发溶剂的时候才能进行 D. 把硝酸钾晶体从其溶液中结晶出来最好采用冷却热饱和溶液法 答：__________ 3. 生活在盐碱湖附近的人们习惯"夏天晒盐，冬天捞碱"，结合如表数据，下列说法正确的是（ ） A. 碳酸钠的溶解度随温度升高而增大 B. "夏天晒盐，冬天捞碱"分别利用了蒸发结晶和降温结晶的原理 C. 20℃时，将20 g氯化钠加入50 g水中，形成的溶液质量为70 g D. 60℃的氯化钠、碳酸钠饱和溶液降温到10℃，析出晶体质量较多的是碳酸钠 温度 溶解度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 氯化钠 35.7g 35.8g 36.0g 36.3g 36.6g 37.0g 37.3g 37.8g 碳酸钠 7.0g 12.2g 21.8g 39.7g 49.0g 48.7g 46.5g 45.8g 答：__________ 4. 粗盐提纯需经过称量、溶解、过滤、蒸发等操作，下列图示对应的操作规范的是（ ） A. 称量 B. 溶解 C. 过滤 D. 蒸发 答：__________ 5. 用下列实验操作可完成两个实验。甲实验为粗盐中难溶性杂质的去除，乙实验为配制溶质的质量分数为10%的氯化钠溶液。下列说法中，正确的是（ ） A. 甲实验的步骤是①④⑤，其中去除杂质的关键步骤是蒸发 B. 甲实验各步操作中，玻璃棒的作用都是相同的 C. 乙实验中如果量筒采用俯视读数，则配制的溶液浓度偏大 D. 乙实验中，若①所用的烧杯内壁沾有水，对配制的溶液浓度无影响 答：__________ 6. 某兴趣小组将一定质量的樟脑晶体溶解在酒精中制成简易"天气瓶"，通过观察樟脑晶体在酒精中的结晶情况检测气温的变化。如图为该"天气瓶"在三种不同气温下的结晶情况，下列说法不正确的是（ ） A. 甲瓶一定是饱和溶液 B. 乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶 C. 采用降温结晶法可以回收樟脑晶体 D. 若要长期使用该"天气瓶"，应将其密封保存 答：__________ 巩固拓展·课后提升 【巩固拓展】 1. 在粗盐提纯实验中，玻璃棒起到了哪些作用？请分别说明在溶解、过滤、蒸发三个步骤中玻璃棒的具体作用。 答：________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 2. 本实验最后得到的食盐是否为纯净物？为什么？你能想出提取更为纯净的精盐的方法吗？ 答：________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 3. 在制备硫酸铜晶体时，小金在50克的70℃热水中，加入80克硫酸铜粉末充分溶解后，烧杯底部有未溶解的固体；将烧杯静置冷却到室温后，烧杯中析出了大量蓝色晶体；用线将一颗小晶体悬挂在新配制的70℃硫酸铜饱和溶液中，缓慢冷却后长成了大晶体。请回答： （1）加入80克硫酸铜粉末后烧杯底部的固体存在，说明此时溶液是什么溶液？ （2）从70℃冷却到室温后析出晶体，这利用了什么结晶方法？ （3）为什么制备大晶体时要将小晶体悬挂在溶液中，而不是放在杯底？ 答：________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 参考答案 实战演练·参考答案 1. 【答案】C 【解析】蒸发时，应待蒸发皿中出现较多固体时停止加热，利用余热将剩余液体蒸干，而不是在滤液恰好蒸干时停止加热。如果在恰好蒸干时才停止加热，高温会导致液滴飞溅，造成氯化钠损失。A、B、D三项操作均正确。 2. 【答案】C 【解析】结晶的方法有蒸发溶剂结晶和冷却热饱和溶液结晶两种，所以结晶不仅可以在蒸发溶剂的时候进行，也可以在冷却热饱和溶液的时候进行。C选项"结晶必须在蒸发溶剂的时候才能进行"说法错误。硝酸钾的溶解度受温度影响较大，最好采用冷却热饱和溶液法，D正确。 3. 【答案】B 【解析】A. 由表中数据知，40℃时碳酸钠的溶解度最大，温度小于40℃时碳酸钠的溶解度随温度升高而增大，温度大于40℃时随温度升高而减小，故A错误。B. 氯化钠溶解度受温度影响较小，利用蒸发结晶获得氯化钠晶体；碳酸钠溶解度受温度影响较大，冬天温度低，碳酸钠溶解度减小，易结晶析出，所以"夏天晒盐，冬天捞碱"分别利用了蒸发结晶和降温结晶的原理，B正确。C. 20℃时氯化钠溶解度为36 g，将20 g氯化钠加入50 g水中只能溶解18 g，形成的溶液质量为68 g，C错误。D. 没有指明溶液的质量，无法比较析出晶体的多少，D错误。 4. 【答案】D 【解析】A. 托盘天平使用要遵循"左物右码"原则，图中砝码与药品位置放反了，错误。B. 溶解操作应在烧杯中进行，不能在量筒内进行，错误。C. 过滤液体时，要注意"一贴、二低、三靠"的原则，图中缺少玻璃棒引流、漏斗下端没有紧靠在烧杯内壁上，错误。D. 蒸发时，应用玻璃棒不断搅拌，以防止局部温度过高造成液体飞溅，正确。 5. 【答案】C 【解析】A. 甲实验步骤是①④⑤（溶解、过滤、蒸发），其中去除杂质的关键步骤是过滤而非蒸发，错误。B. 甲实验各步操作中玻璃棒的作用不相同：溶解时加速溶解，蒸发时使液体均匀受热防止飞溅，过滤时引流，错误。C. 乙实验中量筒采用俯视读数，量取的水的体积偏小，溶质质量不变而溶剂偏少，则配制的溶液浓度偏大，正确。D. 乙实验中若①所用的烧杯内壁沾有水，会导致水的质量偏大，溶质质量分数偏小，错误。 6. 【答案】A 【解析】A. 乙、丙中有樟脑晶体存在，说明瓶内溶液一定为相应气温下的饱和溶液；甲没有樟脑晶体存在，可能是饱和溶液也可能是不饱和溶液，故A说法错误。B. 乙、丙中有樟脑晶体存在，乙中的固体少于丙，所以乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶，正确。C. "天气瓶"在降温时出现晶体，温度越低析出晶体越多，说明樟脑溶解度随温度升高而增大，采用降温结晶法可以回收樟脑晶体，正确。D. 要保证"天气瓶"的使用时长，应将其密封保存，防止酒精挥发，正确。 巩固拓展·参考答案 1. 【答案】 在粗盐提纯实验中，玻璃棒起到了三种不同的作用：（1）溶解时：搅拌，加速粗盐的溶解。（2）过滤时：引流，使液体沿玻璃棒流入漏斗，防止液体溅出。（3）蒸发时：搅拌，使液体均匀受热，防止局部温度过高造成液滴飞溅。 2. 【答案】 本实验最后得到的食盐不是纯净物。因为粗盐中的可溶性杂质（如氯化镁、氯化钙等）在溶解、过滤、蒸发的过程中会一直留在溶液中，蒸发结晶时它们也会混入食盐晶体中。过滤只能除去泥沙等难溶性杂质，无法除去可溶性杂质。要提取更为纯净的精盐，可以采用重结晶法：将得到的食盐再次溶解、过滤、蒸发结晶，反复多次可以提高食盐的纯度。 3. 【答案】 （1）加入80克硫酸铜粉末后烧杯底部有未溶解的固体，说明此时溶液是70℃硫酸铜的饱和溶液。（2）从70℃冷却到室温后析出晶体，利用了冷却热饱和溶液法（降温结晶法）。（3）将小晶体悬挂在溶液中而不是放在杯底，是因为晶体会沿着晶种生长，悬挂在溶液中可以使晶体各面均匀生长，形成形状完整的大晶体；而放在杯底的晶体只能向上生长，形状不规则且较小。 学科网（北京）股份有限公司 $