實驗引路解難題

一、學(xué)生提出的問題

問題1：濃硝酸鉀溶液降溫后一定有大囂硝酸鉀晶體析出嗎?

問題2：我想氯化鈉溶液降溫也會有晶體析出的。

問題3：硝酸鉀中混有少量氯化鈉，用降溫的方法提純硝酸鉀，氯化鈉就不會析出嗎?

二、依據(jù)教材中所學(xué)知識進行理論分析

從理論上講，降溫結(jié)晶主要適用于溶解度受溫度變化影響較大的溶質(zhì)，從它的溶液中分離出來。硝酸鉀的溶解度受溫度影響變化較大。在一定量的溶劑中，高溫時溶解的硝酸鉀會很多，而降溫后，硝酸鉀的溶解度會變得很小，所以大部分硝酸鉀便結(jié)晶析出。相對而言，氯化鈉的溶解度受溫度影響變化不大，如果在一定量的溶劑中，高溫時溶解了一定量的氯化鈉，而降溫后，能溶解的氯化鈉質(zhì)量變化不大，因此也只會有少量的氯化鈉晶體析出，甚至不會有晶體析出。所以從氯化鈉溶液中分離出氯化鈉晶體最好采用蒸發(fā)結(jié)晶。蒸發(fā)結(jié)晶主要適用于溶解度受溫度影響變化不大的溶質(zhì)，從它的溶液中結(jié)晶析出。僅僅從理論上分析，學(xué)生覺得太抽象，有一種似懂非懂的感覺。

三、利用家庭小實驗變抽象為直觀

取三個潔凈的玻璃杯。分別倒入等質(zhì)量的沸水，向其中一個玻璃杯內(nèi)放入純堿(思考：純堿的溶解度受溫度影響的特點)，邊加邊用筷子攪拌，直至得到純堿的熱飽和溶液或溶解較多純堿的濃溶液；向第二個玻璃杯內(nèi)放入食鹽(思考：食鹽的溶解度受溫度變化影響情況)，邊加邊用筷子攪拌，直至得到氯化鈉的飽和溶液；向第三個玻璃杯內(nèi)放人少量食鹽，攪拌使其完全溶解。然后將三個玻璃杯同時放人冰水混合物中冷卻。過一會兒，盛飽和純堿溶液的玻璃杯內(nèi)大部分純堿晶體析出，盛飽和食鹽水的玻璃杯內(nèi)只有零星的固體析出，溶有少量食鹽的玻璃杯內(nèi)無晶體析出。

實驗事實證明：像純堿、硝酸鉀等溶解度受溫度影響變化較大的溶質(zhì)，從溶液中結(jié)晶析出，就可以采用降溫結(jié)晶的方法，而像氯化鈉等溶解度受溫度影響變化不大的物質(zhì)，從溶液中結(jié)晶析出，采用降溫結(jié)晶的方法效果不好。最好采用蒸發(fā)結(jié)晶。

四、難題解析

由上面的實驗引路，以上難題就迎刃而解了，問題1，2實驗已經(jīng)證明；問題3的答案也顯而易見了：先將混合物放入適量水中，加熱使其全部溶解，然后再降溫，硝酸鉀晶體大部分會結(jié)晶析出，而氯化鈉因為很少。就不會析出。再過濾所得固體就是純凈的硝酸鉀了。

五、相關(guān)鏈接

問題4：生活在鹽湖附近的人們習(xí)慣于“冬天撈堿。夏天曬鹽”，請你解釋原因。

分析：純堿的溶解度受溫度影響變化較大，而氯化鈉的溶解度受溫度變化影響較小，所以冬天溫度降低時。氯化鈉晶體不會析出，而純堿晶體從鹽湖中結(jié)晶析出，夏天溫度升高，人們就可以將鹽湖水引入沙灘，利用風(fēng)吹日曬加快水的蒸發(fā)，使食鹽結(jié)晶析出。所以，鹽湖附近的人們“冬天撈堿，夏天曬鹽”。