第三單元

探秘水世界第三節(jié)物質(zhì)在水中的溶解海水、河水、湖水和泉水等天然水即使非常清澈，也不是純凈的水，因?yàn)樗腥芙饬嗽S多物質(zhì)。物質(zhì)是怎樣溶解到水里的?一、溶解的過(guò)程食鹽的溶解在一個(gè)盛有約50mL水的小燒杯中，加入一小匙食鹽(主要成分是氯化鈉)，用玻璃棒攪拌。仔細(xì)觀察發(fā)生的變化，直至在水中看不見(jiàn)食鹽顆粒。觸摸燒杯，感受溫度是否有變化。思考:1.食鹽顆粒為什么看不見(jiàn)了?2.這杯食鹽水的上部、中部和下部，任意一處，是否都一樣咸?3.如果把得到的食鹽水密封，保存一個(gè)月、一年、兩年……你猜測(cè)會(huì)不會(huì)從中析出食鹽顆粒來(lái)?當(dāng)把食鹽顆粒加入水中充分?jǐn)嚢韬螅雌饋?lái)食鹽顆粒好像消失了。其實(shí)，那是在水分子的作用下，氯化鈉解離成鈉離子和氯離子，擴(kuò)散到水中，形成了氯化鈉溶液。在氯化鈉溶液中，鈉離子、氯離子和水分子的體積和質(zhì)量都很小(直徑一般不超過(guò)10-9m)，彼此之間存在著相互作用，并且都在不斷運(yùn)動(dòng)。不論放置多久，取出氯化鈉溶液的任意一部分其組成都是相同的。只要水分不蒸發(fā)，外界條件不改變，氯化鈉就不會(huì)從溶液中分離出來(lái)。所以氯化鈉溶液具有均一性和穩(wěn)定性。均一、穩(wěn)定是所有溶液的共同特征。

通常我們把一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成的均一、和穩(wěn)定的混合物，叫作溶液。像水這種起溶解作用的物質(zhì)叫作溶劑，像氯化鈉這種被溶解的物質(zhì)叫作溶質(zhì)。

在氯化鈉溶于水的實(shí)驗(yàn)中，用手觸摸燒杯，感覺(jué)不到明顯的溫度變化。然而，很多物質(zhì)在溶于水時(shí)，會(huì)使溶液產(chǎn)生比較明顯的溫度變化，因?yàn)槲镔|(zhì)的溶解過(guò)程通常伴隨著能量的變化。物質(zhì)溶解時(shí)溶液溫度的變化討論:小芳認(rèn)為溶液溫度變化了，說(shuō)明物質(zhì)在溶于水時(shí)可能從水中吸收了能量，也可能向水中釋放了能量。你同意她的觀點(diǎn)嗎?在物質(zhì)溶解于水的過(guò)程中發(fā)生了兩種變化：一是溶質(zhì)的分子(或離子)向水中擴(kuò)散，這一過(guò)程吸收熱量；二是溶質(zhì)的分子(或離子)和水分子作用，生成水合分子(或水合離子)，這一過(guò)程放出熱量。溶質(zhì)不同，這兩種過(guò)程吸收或放出的熱量不同，從而使溶液的溫度發(fā)生不同的變化。水能溶解很多物質(zhì)，是一種最常用的溶劑。如果不加以說(shuō)明，通常所說(shuō)的溶液都是指以水作溶劑的溶液。酒精、汽油等也是常用的溶劑。溶液對(duì)于自然界中的生命活動(dòng)和人類生產(chǎn)活動(dòng)具有重要的意義。土壤里的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)只有溶于水形成溶液后，才容易被植物根部吸收。動(dòng)物攝取的養(yǎng)料，也要先變成溶液，才能被吸收利用。醫(yī)療上廣泛使用的葡萄糖溶液、生理鹽水、各種抗菌注射液等，都是按一定的要求配成的溶液。維持人體生命和健康的化學(xué)反應(yīng)多數(shù)是在水溶液中發(fā)生的。人類利用化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造和生產(chǎn)物質(zhì)、開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，很多是在溶液中進(jìn)行的。二、飽和溶液與不飽和溶液像氯化鈉一樣，硝酸鉀也是易溶于水的物質(zhì)。然而，如果向一杯水中不斷加入硝酸鉀，能否無(wú)限地溶解?1.在室溫下，向盛有20mL蒸餾水的燒杯中加入4g硝酸鉀，充分?jǐn)嚢瑁^察現(xiàn)象。繼續(xù)加入4g硝酸鉀，充分?jǐn)嚢?，觀察現(xiàn)象。硝酸鉀在水中的溶解2.加熱上述燒杯，觀察現(xiàn)象。待燒杯冷卻后，觀察現(xiàn)象。3.向冷卻后的燒杯中再加入10mL水，充分?jǐn)嚢?，觀察現(xiàn)象。討論:硝酸鉀在水中溶解的量受哪些因素影響?實(shí)驗(yàn)證明，硝酸鉀在一定量的水中不能無(wú)限地溶解，而且硝酸鉀在水中的溶解受溫度的影響。我們把在一定溫度下、一定量的水中不能繼續(xù)溶解硝酸鉀的溶液稱為硝酸鉀的飽和溶液；把還能繼續(xù)溶解硝酸鉀的溶液稱為硝酸鉀的不飽和溶液。溶液的“飽和”與“不飽和”是有條件的，改變條件就能夠使飽和溶液與不飽和溶液相互轉(zhuǎn)化。三、溶液組成的表示方法在同樣多的兩杯水中分別溶解一湯匙蔗糖和兩湯匙蔗糖，你不難判斷哪一杯糖水更甜。但是，你知道下面的實(shí)驗(yàn)中哪杯糖水更甜嗎?哪杯糖水更甜1.在一個(gè)盛有40mL

水的燒杯中加入8.0g蔗糖，攪拌，使蔗糖溶解2.在另一個(gè)盛有50mL水的燒杯中加入10.0g蔗糖，攪拌，使蔗糖溶解。討論：1.上述所得兩杯糖水，哪杯更“甜”?你的判斷依據(jù)是什么?2.如果你的結(jié)論是通過(guò)計(jì)算獲得的，你列出的算式與其他同學(xué)一樣嗎?定量表示溶液組成的方法很多，化學(xué)上常用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示溶液的組成，它是溶質(zhì)與溶液的質(zhì)量之比。通常可用下式計(jì)算：其中，溶液的質(zhì)量=溶質(zhì)的質(zhì)量+溶劑的質(zhì)量四、溶液的配制在許多情況下，我們需要使用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定的溶液。例如，醫(yī)療用生理鹽水是溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.9%的氯化鈉溶液，太稀或太濃都會(huì)給患者帶來(lái)生命危險(xiǎn)。那么，如何配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液呢?配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液欲配制50g16%的氯化鈉溶液，基本步驟如下：1.計(jì)算:計(jì)算配制50g16%的氯化鈉溶液需要氯化鈉和水的質(zhì)量。將所需水的質(zhì)量換算成體積(1g水的體積約為1mL)。2.稱量:用托盤(pán)天平或電子秤稱取所需的氯化鈉，再用量筒量取所需的水。3.溶解:將稱好的氯化鈉倒入干燥的燒杯中，再加入量好體積的水，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，直至氯化鈉全部溶解。4.裝瓶存放:把配制好的溶液裝入試劑瓶中，蓋好瓶塞，貼上標(biāo)簽(注明藥品名稱和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù))，放入試劑柜中。思考：配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液需要用到哪些儀器?

在操作時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?自制簡(jiǎn)易凈水器1.設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易凈水器的裝置模型，加深對(duì)凈化天然水原理和方法的理解:2.體驗(yàn)綜合運(yùn)用化學(xué)、技術(shù)、工程知識(shí)制作簡(jiǎn)易凈水器的思路與方法;3.感受小組合作、協(xié)同創(chuàng)新制作簡(jiǎn)易凈水器的樂(lè)趣。安全的飲用水是保障人體健康的重要基礎(chǔ)。隨著人們對(duì)飲用水水質(zhì)要求的不斷提高，一些居民社區(qū)、學(xué)校、火車站都安裝了直飲水凈水裝置。這些凈水器的工作原理和自來(lái)水的生產(chǎn)原理幾乎是一樣的。你能否利用生活中常見(jiàn)的材料，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡(jiǎn)易的凈水器呢?活動(dòng)1：明確任務(wù)本次活動(dòng)的任務(wù)是設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡(jiǎn)易凈水器。該凈水器應(yīng)滿足以下基本要求：1.能凈化河水、泥水等，凈化后的水應(yīng)澄清、透明、無(wú)色、無(wú)異味。2.體積大小適宜，并可調(diào)節(jié)進(jìn)水和出水的流量和流速?；顒?dòng)2：設(shè)計(jì)模型在制作產(chǎn)品之前，首先要明確產(chǎn)品的工作原理，確定產(chǎn)品由哪幾部分構(gòu)成，每個(gè)部分的作用是什么，然后繪制工作原理圖，并據(jù)此設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型。1.繪制簡(jiǎn)易凈水器的工作原理圖。類比工業(yè)生產(chǎn)自來(lái)水的原理和流程，繪制簡(jiǎn)易凈水器的工作原理圖。也可以進(jìn)一步查閱資料，了解市面上常見(jiàn)凈水器的工作原理，并將其與自己設(shè)計(jì)的原理圖進(jìn)行對(duì)比分析，提出優(yōu)化的思路。2.設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易凈水器的裝置模型圖。選擇合適的凈水材料是制作凈水器的關(guān)鍵。以生活中常見(jiàn)的材料為主，依據(jù)所繪制的簡(jiǎn)易凈水器的工作原理圖，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易凈水器的裝置模型圖。3.優(yōu)化并改進(jìn)簡(jiǎn)易凈水器的裝置模型圖。小組展示各自設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易凈水器的裝置模型圖，交流設(shè)計(jì)理念，并對(duì)模型圖進(jìn)行評(píng)價(jià)提出具體改進(jìn)建議。根據(jù)建議進(jìn)一步優(yōu)化裝置模型圖。活動(dòng)3：制作產(chǎn)品1.根據(jù)改進(jìn)后簡(jiǎn)易凈水器的裝置模型圖，準(zhǔn)備相關(guān)材料，小組合作或獨(dú)立完成簡(jiǎn)易凈水器的制作。2.進(jìn)行凈化操作，觀察和評(píng)價(jià)制作的簡(jiǎn)易凈水器的凈水效果。3.根據(jù)凈水效果，討論需要對(duì)制作的簡(jiǎn)易凈水器進(jìn)行哪些改進(jìn)，提出優(yōu)化改進(jìn)方案，重新制作簡(jiǎn)易凈水器，并再次進(jìn)行凈水操作，觀察凈水的效果。1.請(qǐng)從創(chuàng)新性、實(shí)用性和美觀性等方面反思