快速判断物质溶解时溶液温度的变化
溶解热的测定物理化学实验

遵守处理规范
严格按照废弃物处理规范进行处 理,确保废弃物得到安全、环保
的处理。
关注环保要求
在实验过程中,应关注环保要求, 尽量减少实验对环境的污染。
06 实验总结与展望
本次实验收获总结
掌握了溶解热的测定方法
通过本次实验,我们熟练掌握了使用量热计测定物质溶解热的方 法,了解了实验原理和操作技巧。
拓展应用范围
我们可以将溶解热的测定方法应用于其他物质,比较不同物质之间 的溶解热差异,为材料科学、化学工程等领域的研究提供参考。
开发新型量热计
随着科技的发展,我们可以尝试开发更加精确、快速、便捷的量热计, 提高溶解热测定的效率和准确性。
提高实验准确性和可靠性的建议
精确控制实验条件
在实验过程中,我们应严格控制实 验条件,如温度、压力、物质纯度
分析了实验数据
我们成功获得了实验数据,并通过对数据的分析,得出了有关物质 溶解热的结论。
培养了实验技能
在实验过程中,我们提高了自己的实验操作能力、数据处理能力和 分析问题的能力。
对未来研究方向的展望
深入研究溶解热理论
我们可以进一步研究溶解热的理论模型,探索影响溶解热的因素, 为相关领域的研究提供理论支持。
04 实验结果与讨论
溶解热测定结果展示
溶解热数据表格
列出了不同物质在不同温度下的溶解 热数值,直观地展示了溶解热与物质 种类、温度等因素的关系。
溶解热曲线图
通过绘制溶解热随温度变化的曲线图 ,可以更加清晰地看出溶解热随温度 的变化趋势,便于进行数据分析和比 较。
结果误差分析
实验操作误差
由于实验过程中操作不当或仪器精度限制等原因,可能导致实验结果存在一定 的误差。例如,温度测量不准确、样品质量称量误差等都会对实验结果产生影 响。
固体物质的溶解度随温度变化的规律

. -固体物质的溶解度随温度变化的规律Na(OH)的溶解度随温度的升高而变小NaCL的溶解度随温度的升高而几乎不变KNO3等的溶解度随温度的升高而几乎变大固体物质的溶解度随温度变化的情况可分为三类:(1)大部分固体物质溶解度随温度的升高而增大;(2)少数物质溶解度受温度的影响很小;(3)极少数物质溶解度随温度的升高而减小。
固体溶解度固体物质的溶解度是指在一定的温度下,某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,用字母s表示,其单位是“g/100g水”。
在未注明的情况下,通常溶解度指的是物质在水里的溶解度。
例如:在20℃时,100g水里最多能溶36g氯化钠(这时溶液达到饱和状态),我们就说在20℃时,氯化钠在水里的溶解度是36g。
基本信息中文名称固体溶解度外因温度、压强(气体)因溶质和溶剂本身的性质可溶大于等于1g小于10g提示物质在水里的溶解度定义固体物质的溶解度是指在一定的温度下,某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,用字母s表示,其单位是"g/100g水"。
在未注明的情况下,通常溶解度指的是物质在水里的溶解度。
例如:在20℃时,100g水里最多能溶36g氯化钠(这时溶液达到饱和状态),我们就说在20℃时,氯化钠在水里的溶解度是36g。
【提示】如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。
另外,溶解度不同于溶解速度。
搅拌、振荡、粉碎颗粒等增大的是溶解速度,但不能增大溶解度。
溶解度也不同于溶解的质量,溶剂的质量增加,能溶解度溶质质量也增加,但溶解度不会改变。
简介指固体物质在100g溶剂内达到饱和状态时溶解度质量。
物质的溶解性溶解性溶解度(20℃)易溶大于等于10g可溶大于等于1g小于10g微溶大于等于0.01g小于1g难(不)溶不溶小于0.01g影响物质溶解度的因素?内因:溶质和溶剂本身的性质。
外因:温度、压强(气体)。
主要影响固体的溶解度是温度。
化学实验吸热的实验报告

实验名称:溶解时吸热现象的探究一、实验目的1. 掌握物质溶解时吸热现象的实验方法。
2. 确定氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠溶于水时的吸热情况。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理物质溶于水时,若溶解过程中吸热,则所形成溶液的温度会降低;反之,若溶解过程中放热,则所形成溶液的温度会升高。
本实验通过测量物质溶解过程中溶液的温度变化,判断该物质溶解时是吸热还是放热。
三、实验器材与试剂1. 仪器:烧杯(50或100mL)、普通玻璃液体温度计(水银或酒精)、100mL量筒、玻璃棒、托盘天平。
2. 试剂:氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠、蒸馏水。
四、实验步骤1. 用量筒向烧杯中加入30mL左右的蒸馏水,用温度计测量水温。
2. 用托盘天平称取1g左右的氯化钠加入烧杯中,开始计时。
立即用玻璃棒搅拌,同时测定溶液温度。
3. 每隔10s读取一次温度计示数,至氯化钠完全溶解,再读3个数据后停止。
4. 洗净烧杯,重复第1、2步操作,分别测量硝酸铵和氢氧化钠的溶解热效应。
五、数据处理将测得的溶液温度对时间作图,分别得到氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠溶解过程的温度变化曲线。
六、实验结果与分析1. 氯化钠溶解过程中,溶液温度基本保持不变,说明氯化钠溶于水时热效应不明显。
2. 硝酸铵溶解过程中,溶液温度逐渐降低,说明硝酸铵溶于水时吸热。
3. 氢氧化钠溶解过程中,溶液温度逐渐升高,说明氢氧化钠溶于水时放热。
七、讨论与改进1. 实验过程中,烧杯的洗净程度对实验结果有一定影响,应确保烧杯干净,以减少误差。
2. 溶解过程中,搅拌速度应保持一致,以避免溶液温度不均匀。
3. 实验数据可进行多次测量,以提高准确性。
4. 为减小实验误差,可在不同温度下进行实验,以观察溶解热效应的变化。
八、结论通过本实验,我们成功探究了氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠溶于水时的吸热现象。
实验结果表明,氯化钠溶于水时热效应不明显,硝酸铵溶于水时吸热,而氢氧化钠溶于水时放热。
本实验有助于我们更好地理解物质溶解过程中的热效应,为今后的化学学习打下基础。
第三单元 溶液 知识点-2021-2022学年鲁教版九年级化学上册

第三单元溶液一、溶液的组成及特征1.2.特征:均一性、稳定性3.4.溶质和溶剂的确定:①根据名称判断,如碘酒中碘是溶质,酒精是溶剂;②若是固体或气体与液体形成的溶液,一般将固体或气体看作溶质,液体看作溶剂;③若是由两种液体组成的溶液,一般把量多的看作溶剂;④由水和其他物质形成的溶液,不论水量的多少,水都作为溶剂5.Tips:均一、稳定、无色透明的液体一定是溶液吗?答案:不一定。
均一稳定的液体也可能是纯净物,如蒸馏水,而溶液属于混合物。
溶液不一定是无色的,如硫酸铜溶液呈蓝色、氯化亚铁溶液呈浅绿色、氯化铁溶液呈黄色、高锰酸钾溶液呈紫红色。
二、物质溶解时的吸热放热现象三、物质的除污方法及原理乳浊液:物质以小液滴分散到液体中形成的混合物四、溶解度及溶解度曲线1.饱和溶液和不饱和溶液的判断(1)利用概念进行判断(2)利用溶解度进行判断若,溶液为不饱和溶液;若,溶液为饱和溶液;若,溶液为饱和溶液,且有未溶解固体。
Tips: a.饱和溶液不一定是浓溶液,如饱和的石灰水溶液就是稀溶液;b.不饱和溶液不一定是稀溶液,如不饱和的氯化钠溶液可能是浓溶液;c.在一定温度时,同一种溶质的饱和溶液要比它的不饱和溶液浓;d.一定条件下,某溶质的饱和溶液对另一种溶质来说,不一定是饱和溶液。
如一定温度下氯化钠的饱和溶液中还可以再溶解硫酸铜;e.析出晶体后所得的溶液,一定是该温度下该溶质的饱和溶液。
2. 饱和溶液和不饱和溶液的转化(1)对于溶解度随温度升高而增大的物质,如NaCl、KNO3(2)对于溶解度随温度升高而减小的物质,如Ca(OH)23. 固体物质的溶解度(1)概念:在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
(2)影响因素①内因:溶质和溶剂的性质。
②外因:多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,如硝酸钾;少数固体物质的溶解度受温度的影响变化不大,如氯化钠;极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小,如氢氧化钙。
常见物质溶解过程温度变化的实验探究

常见物质溶解过程温度变化的实验探究摘要:本实验通过探究不同物质在水中溶解的过程中温度的变化,研究温度和溶解过程的关系。
通过实验发现,溶解过程中温度变化的原因是溶质与溶剂的相互作用,不同溶解过程对温度变化的影响也不同。
1.研究背景在日常生活中,我们常常会接触到物质溶解的现象,比如糖溶解在水中、盐溶解在水中等。
在这些溶解过程中,我们可能会注意到溶液温度的变化。
这种现象背后可能涉及到能量的释放或者吸收。
了解溶解过程中温度变化的原因对于我们理解溶解现象有重要意义。
2.实验目的本实验旨在通过观察不同物质在水中溶解过程中的温度变化,研究温度和溶解过程的关系,并分析影响温度变化的因素。
3.实验材料和方法材料:-盐-糖-饮用水-显热计-温度计-量筒方法:1)将一定质量的盐和糖分别称量,并记录质量。
2)将饮用水加热至一定温度,以确保在溶解物质时水温保持稳定。
3)在显热计中加入一定质量的饮用水,并记录初始温度。
4)将事先称好的盐缓慢加入显热计中的饮用水中,同时观察温度的变化,记录数据。
5)重复步骤4,将糖溶解在饮用水中,同时观察温度的变化,记录数据。
4.实验结果与分析实验中观察到,无论是盐溶解还是糖溶解,均会导致溶液温度的升高。
这是因为在溶解过程中,盐离子或糖分子与水分子之间发生相互作用,释放出一定的能量。
当溶解物质的数量增加时,温度的升高幅度也会增大。
此外,溶解速率也会影响温度变化,溶解速率较快的溶质会导致温度变化更显著。
5.结论和讨论通过本实验的研究,我们发现溶解过程中温度变化的原因是溶质与溶剂的相互作用所释放或吸收的能量。
不同物质在水中溶解的过程中,对温度变化的影响也不同。
此外,溶解速率也会影响温度变化的幅度,溶解速率较快的溶质会导致温度变化更显著。
这个实验不仅对我们理解溶解过程有帮助,还可以深入研究溶解现象的热力学特性。
此外,通过调节温度和溶解物质的种类和量,还可以进一步研究影响温度变化的因素,拓展实验内容。
溶解度曲线图解题技巧

溶解度曲线图解题技巧什么是溶解度曲线图溶解度曲线图是描述某种物质在不同温度下溶解度变化的图表。
通常,横轴表示温度,纵轴表示溶解度,通过绘制曲线来表示溶解度随温度的变化关系。
溶解度曲线图可帮助我们了解物质溶解度随温度变化的规律,并在化学实验和计算中起到重要作用。
溶解度曲线图解题技巧1.理解溶解度的定义和表示方法在使用溶解度曲线图解题之前,我们首先需要理解溶解度的定义。
溶解度是指单位溶剂中能够溶解的最大溶质的物质量。
通常,溶解度用质量百分比(如g/100g溶剂)或质量分数(如%w/w)表示。
2.分析曲线的走势首先,观察溶解度曲线的走势。
曲线可能是上升的、下降的或呈其他形状。
我们可以通过分析曲线的走势来得出某种物质在不同温度下溶解度的变化趋势。
–上升曲线:表示溶解度随温度增加而增加,通常用于描述固体在液体中的溶解过程。
–下降曲线:表示溶解度随温度增加而减少,通常用于描述气体在液体中的溶解过程。
3.确定反应条件在使用溶解度曲线图解题时,通常需要确定特定的反应条件,例如温度或溶剂的种类。
根据题目给出的条件,我们可以在溶解度曲线图上找到相应的数据点,以便计算或推导出所需的结果。
4.利用曲线计算溶解度一些题目可能需要我们根据溶解度曲线图计算某种物质在特定温度下的溶解度。
在这种情况下,我们可以通过读取曲线上的数据点,并进行线性插值或直接读取数值来计算溶解度。
5.判断饱和溶液条件根据溶解度曲线图,我们还可以判断饱和溶液的条件。
饱和溶液是指在一定温度下,溶质达到最大溶解度而不能再溶解的溶液。
通过观察曲线图上的数据点,我们可以确定饱和溶液的溶质和溶剂的比例,以及可能出现的沉淀和溶液的稳定性。
6.考虑其他因素在使用溶解度曲线图解题时,我们还应该考虑其他因素,如压力、固体颗粒大小和搅拌等。
这些因素可能会对溶解度产生影响,因此我们需要在解题过程中将其纳入考虑。
总结溶解度曲线图是化学中重要的工具,可以帮助我们了解溶解度随温度变化的规律。
15物质的溶解(1)
1.5 物质的溶解(1)目录模块一知识网络 (1)模块二知识掌握 (2)知识点一、饱和与不饱和溶液 (2)知识点二、溶解度 (5)【巩固提高】 (9)模块一知识网络学习目录知识重点模块二知识掌握知识点一、饱和与不饱和溶液1、在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的饱和溶液。
在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,称为这种溶质的不饱和溶液。
2、饱和溶液和不饱和溶液的相互转化(大多数物质适用,氢氧化钙、气体除外)饱和溶液加溶剂升高温度蒸发溶剂降低温度加溶质不饱和溶液注意:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液。
4、判断一种溶液是否饱和的方法是:在其温度下,若其溶质不能继续溶解则原溶液为该温度下的饱和溶液;若其溶质还能继续溶解,则原溶液为不饱和溶液。
如果溶液中有少量不溶解的溶质,则是饱和溶液;如果加少量溶质,还能继续溶解,则是不饱和溶液。
[例题1](2023•鹿城区校级三模)如图为小温探究a物质溶解性的实验过程,下图各烧杯中的液体一定属于饱和溶液的是()A.乙B.丙C.乙、丙D.丙、丁【解答】解:甲中溶液可能是恰好饱和的溶液,也可能是不饱和溶液;加热后温度升高,得到溶液乙,乙一定是不饱和溶液;冷却后,有晶体析出,则丙一定是饱和溶液;过滤后得到溶液丁,溶液丁一定是饱和溶液;则一定属于饱和溶液的是丙、丁。
故选:D。
[例题2](2023•普陀区校级模拟)如图,这是市面上常见的感冒药,食用前需要将药粉倒入水中充分溶解。
下面几个选项中能作为判断溶解后的感冒药溶液是饱和溶液的依据是()A.该溶液颜色很深B.该溶液味道很苦C.感冒药溶解的很快D.感冒药固体有剩余【解答】解:饱和溶液是指在一定温度下,一定量的溶剂中溶解,某种物质,当溶质不能继续溶解时形成的溶液是该温度下的饱和溶液,故判断溶解后的感冒药溶液是饱和溶液的依据是感冒药固体有剩余。
故选:D。
[例题3](2022•慈溪市模拟)一木块漂浮于50℃的硝酸钾饱和溶液中,某一条件改变时,木块排开液体的体积随时间发生了如图所示的变化,下列条件可以达到目的是()①增加溶质②蒸发溶剂③增加溶剂④升高温度⑤降低温度A.②④B.①④C.②③D.③⑤【解答】解:观察图象可知,木块排开液体的体积增大,由F=ρgV排,则液体的密度减小。
中考化学:溶解度曲线
中考化学:溶解度曲线近年来,全国各地中考中,“溶解度”以海水中的物质、侯氏制碱法、氨碱法制纯碱等初中课本中的工业流程作为背景,考察同学们对溶解度曲线上升下降、交点等特征的了解,分值通常在3-5分。
什么是溶解度曲线?溶解度曲线就是在直角坐标系中,用来描述物质的溶解度随温度变化而变化的曲线。
根据溶解度曲线可进行各物质溶解度的比较、混合物的分离与提纯、以及进行物质结晶或溶解的计算。
从溶解度曲线中能获得哪些信息?1、点① 曲线上的点:表示对应温度下该物质的溶解度。
如:下图中a表示A物质在t1℃时溶解度为m1g。
② 曲线上方的点:表示在对应温度下该物质的饱和溶液中存在不能继续溶解的溶质。
如:图中b表示在t1℃时,A的饱和溶液中有(m2-m1)g未溶解的溶质。
③ 曲线下方的点:表示在对应温度下该物质的不饱和溶液。
如:图中c表示在t1℃时,A的不饱和溶液中,还需要加入(m1-m3)g A物质才达到饱和。
④ 曲线交点:表示在对应温度下不同物质的溶解度相同。
如图中d表示在t2℃,A、B两物质的溶解度都为m4g。
2、线溶解度曲线大致可以分为下面三类:①如图中A物质的溶解度随温度升高而明显增大,A曲线为“陡升型”。
如KNO3等大多数固体物质;②图中B物质的溶解度随温度变化不大,B曲线为“缓升型”,如NaCl等少数固体物质;③图中C物质的溶解度随温度升高而减小,C曲线为“下降型”,如气体及Ca(OH)2等极少数固体物质。
溶解度曲线怎么考?1. 溶解度曲线上的每一点,代表着某温度下某物质的溶解度,因此利用溶解度曲线可以查出某物质在不同温度下的溶解度,并根据物质的溶解度判断其溶解性。
2.可以比较在同一温度下不同物质溶解度的相对大小。
3. 根据溶解度曲线的形状走向,可以看出某物质的溶解度随温度的变化情况。
并根据此情况可以确定从饱和溶液中析出晶体或进行混合物分离提纯的方法。
例如:某物质的溶解度曲线“陡”,表明该物质溶解度随温度变化明显,提纯或分离该物质时适合采用降温结晶法。
溶解时的吸热或放热现象
初中化学:溶解时的吸热或放热现象溶解时的吸热或放热现象是指物质在溶解时,所发生的两个过程的吸热和放热的多少不同,而引起的溶液的温度变化的现象.具体来说,是这样的.物质溶解的过程包含有以下两个过程:一个过程是物质的分子(或离子)向水中扩散,该过程吸收热量;另一个过程是物质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子),该过程放出热量.并且,不同的溶质,在这两个过程中吸收和放出的热量也不同;这就导致在物质的溶解过程中,伴随着温度的变化,同时表现为吸热或放热现象.其具体变化情况如图所示:共有如下三种:1.当溶解时放出的热量>吸收的热量时,溶液温度会升高(如氢氧化钠、浓硫酸等;另外,氧化钙放在水中发生反应放热,也会使温度升高),表现为放热现象.2.当溶解时放出的热量=吸收的热量时,溶液温度不变(如氯化钠等),表现为既不吸热,也不放热的现象.3.溶解时放出的热量<吸收的热时,溶液温度会降低(如硝酸铵等),表现为吸热现象.【命题方向】该考点的命题方向是通过设置实验、问题情景或图表信息等,来考查物质的溶解现象、溶解所导致的温度的变化情况以及吸热或放热现象;还考查学生对与之相关的实际问题的分析、推断能力和对知识的迁移能力等.这类题目常与物质的溶解、溶解现象与溶解原理、常见的溶剂等联系起来考查.当然,有时也单独考查之.题型有选择题、填空题和实验探究题.中考的重点是考查学生阅读、分析实验、问题情景或图表信息的能力,对溶解时的吸热或放热现象的理解和掌握情况,以及运用它们来解决实际问题的能力等.特别是,对溶解时所导致的温度的变化,进行科学地探究是近几年中考的重中之重.【解题方法点拨】解答这类题目时,首先,要明确什么是溶解,溶解过程又包含哪两个过程;并且,还要弄清哪一个过程吸收热量,哪一个过程放出热量;吸收的热量多,还是放出的热量多.特别是记住哪些典型的物质,例如:氢氧化钠、浓硫酸溶解放热多,温度升高(另外,氧化钙放在水中发生反应放热,也会使温度升高),溶解时表现为放热现象;硝酸铵溶解吸热多,温度降低,溶解时表现为吸热现象;其它的物质则可以认为吸热和放热相等,温度不变,表现为既不吸热,也不放热的现象.然后,根据实验、问题情景或图表信息等,细致地阅读、分析题意等,联系着生活实际,细心地进行探究解答即可.。
溶解度与温度关系探究知识点总结
溶解度与温度关系探究知识点总结在化学实验中,我们通常会遇到溶解度与温度之间的关系问题。
本文将总结这一知识点,以帮助读者更好地理解溶解度与温度之间的关系。
1. 溶解度的定义和影响因素溶解度是指在一定温度下,单位溶剂能够溶解的最多物质的量。
通常用单位质量溶剂能够溶解的物质质量来表示溶解度。
溶解度受到多种因素的影响,其中最主要的是溶质与溶剂之间的相互作用力。
当溶质与溶剂之间的相互作用力较强时,溶解度较低;反之,若相互作用力较弱,则溶解度较高。
此外,温度也是影响溶解度的重要因素。
温度的升高通常会导致溶解度的增加,而温度的降低则会导致溶解度的减小。
2. 冷却饱和溶液实验为了更好地了解溶解度与温度之间的关系,我们可以进行一个实验——冷却饱和溶液实验。
首先,我们准备一杯温度适中的溶液,并保证其中已经溶解了尽可能多的溶质。
然后,我们将溶液放置在冷却装置中,并逐渐降低温度。
通过观察,在温度降低的过程中,溶液中会逐渐出现结晶物,并最终形成饱和溶液。
我们可以记录下此时的温度。
重复以上实验步骤,我们可以得到一系列不同温度下的饱和溶液温度与溶质的溶解度的关系。
3. 结果与结论根据实验结果,我们可以得到温度与溶解度之间的定性关系:随着温度的升高,溶解度增加;随着温度的降低,溶解度减小。
这一结论可以用来解释许多实际现象,例如在炎热夏天,糖在冷饮中更容易溶解;而在寒冷冬天,茶中的糖相对不容易全面溶解。
此外,温度对溶解度的影响也与溶质的类型有关。
对于大多数固体在液体中的溶解来说,温度升高溶解度增加的规律适用。
然而,有些溶质的溶解度在温度升高时可能出现先增加后减小的情况,这是由于溶质与溶剂之间的相互作用力变化引起的。
4. 应用和拓展了解溶解度与温度之间的关系对我们理解和应用化学知识具有重要意义。
一方面,在实验室中,我们可以根据温度对溶解度的影响,选择合适的温度条件来加快反应速度或提高产品的纯度。
另一方面,在日常生活中,了解溶解度与温度之间的关系可以帮助我们更好地处理饮食、制备药物等方面的问题。
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快速判断物质溶解时溶液温度的变化
对鲁教版化学九年级第二单元第四节“判定物质溶解时溶液温度的变化”这
一实验进行了改进。通过温度-压力传递的方法改进了物质溶解时溶液温度变化
的实验。实验装置非常简单,操作简单易行,而且药品用量少。固体溶解时的放
热或吸热现象,能快速通过玻璃管液柱高度判断,实现现象一目了然。通过试管
这个“看似简单而又不简单”的装置,使本来看不到的温度变化通过液柱的改变外
显出来了,使班级内每个通过同学都能观察到现象,并通过现象获得结论。还有
本实验设计的是对比实验,对比实验的判断更有说服力,结果更使人信服。
标签:溶解放热;溶解吸热;溶液温度;外显;快速判定
引言
在学习鲁教版化学九年级第二单元第四节时[1],老师为同学们演示了“物质
溶解时溶液温度的变化”这一实验。在这个实验过程中,老师分别将等量的固体
氯化钠固体、硝酸铵固体和氢氧化钠固体溶于等量蒸馏水中,然后同时用四支温
度计来测量蒸馏水以及溶解后溶液的温度,以蒸馏水的温度作为基准,来说明不
同的化学药品在溶于水后产生不同的反应热。
但其中的问题是,老师在讲台上做演示实验时,同学们在座位上看不到各温
度计显示的温度值,只能听老师读出的温度计数据,实验现象不直观。从而,影
响了同学们对溶解放(吸)热这一化学现象的深入理解。
文章对实验进行了改进,设计另外一种实验装置将实验结果一目了然地表现
出来,使同学们都能清楚地看到实验所发生的变化,从而能更深刻地理解溶解放
(吸)热这一化学现象。
1 实验仪器和药品
实验仪器:量筒4支,试管4支,带有玻璃管的单孔橡皮塞4支,玻璃棒1
根,胶头滴管1支,药匙1个,试管架1个,烧杯1个,天平。
实验药品:蒸馏水、红墨水、氯化钠晶体、硝酸铵晶体、氢氧化钠晶体、凡
士林。
2 原理与方法
化学反应[2,3]所伴随的能量变化称为反应热,以△H表示。
△H=生成物热含量之和-反应物热含量之和。
吸热反应△H>0,放热反应△H<0。
影响反应热的因素主要包括反应物的多少,反应物或成生物的状态(固态、
液态或气态),温度、压力。
一些化学物质溶解入水的过程也可以看做是一个化学反应过程(电离过程和
水合过程),同样存在反应热的问题。化学物质溶于水所产生的反应热称为溶解
热。溶解热是指在一定的温度及压力下(通常为标准状态,25°C,一个大气压),
一摩尔的溶质溶解在大体积的溶剂时所放出或吸收的热量。以kJ/mol为单位。
氯化钠晶体的溶解热为+4kJ/mol、硝酸铵晶体的溶解热为+26.2kJ/mol、氢氧
化钠晶体的溶解热为-44.45kJ/mol。即氯化钠晶体和硝酸铵晶体在溶于水后都要
吸热,会是溶液的温度降低。但应该注意到,氯化钠的溶解热数值虽为正值,但
和硝酸铵和氢氧化钠相比,其溶解热很低。所以,氯化钠溶于水后,溶液的温度
变化不会太大。氢氧化钠晶体的溶解热为负值,所以氢氧化钠溶于水是一个放热
反应,会是溶液的温度升高。三者相比,氢氧化钠的溶解热数值最大,所以溶解
后,氢氧化钠溶液的温度应该有较大幅度的升高。
氯化钠晶体溶于水:
NaCl(s)+H2O→Na+(aq)+Cl-(aq)+H2O+4kJ/mol(1)
硝酸铵晶体溶于水:
NH4NO3(s)+H2O→NH4+(aq)+NO3-(aq)+26.2kJ/mol(2)
氢氧化钠晶体溶于水:
NaOH(s)+H2O→Na+(aq)+OH-(aq)+H2O-44.45kJ/mol)(3)
3 实验过程
文章的主要思想为将蒸馏水倒于试管中,加入溶质,然后用带玻璃管的单孔
橡皮塞将试管口塞住。使试管中的空气成为一个密闭的系统。通过玻璃管将大气
压传递给试管中的溶液。试管中液面的压力是试管中封闭气体的压力,而试管所
插玻璃管中液面的压力为大气压。因为玻璃管是穿过橡皮塞开口向外的。当试管
中所密封的气体的压力和外面大气压不一致时,玻璃管中液面的高度会和试管中
液面的高度不一致。试管中所封闭气体的温度发生变化时,其中的压力也会随之
发生变化。
当固体的化学物质溶于水放热时,试管中封闭的气体被加热,温度升高,气
体的压力增大,玻璃管中的液面高度升高。反之,当固体的化学物质溶于水吸热
时,试管中封闭的气体温度降温,气体的压力降低,玻璃管中的液面高度降低。
为了能更加清楚地观察到玻璃管中液面的高度变化,文章在蒸馏水中加入红
墨水。这样玻璃管中红色液面的高度变化就更加醒目,容易观察。
通常制造红墨水[4]的有机染料有几种:墨水红、一品红、酸性大红G。这
些东西都是很不稳定的,因此红墨水还要加入甘油、酒精、甲醛、树胶及抗氧化
剂。所以红墨水化学成分比较复杂。其溶于水的过程以及其溶解热等属性也比较
复杂。文章使用红墨水量很小,并在事先就加入烧杯中。文章忽略红墨水生热以
及其它与之有关的化学过程。
具体实验过程如下:
首先在装有蒸馏水的烧杯中加入1-2滴红墨水,用玻璃棒搅拌,使之变成红
色,容易观察。
再分别量取10ml红色蒸馏水于4个量筒中。
然后用天平分别称量10mg氯化钠晶体、硝酸铵晶体和氢氧化钠晶体分别放
于三支试管中。
将4个量筒中的蒸馏水依次倒入4个试管中。其中一个试管是空的,其它三
支试管分别装有氯化钠晶体、硝酸铵晶体和氢氧化钠晶体。用带玻璃管的橡皮塞
将4只试管口塞住。为使橡皮塞有更好的密封性,事先用凡士林涂抹橡皮塞。
轻轻摇晃试管。使其中的固体化学物质完全溶于蒸馏水,并使试管中的空气
和溶液有充分的接触。
4 结果与分析
以试管中溶液的液面高度为参照,来观察玻璃管中的液面高度。结果,四只
试管中玻璃管中的液面高度都发生了明显的变化。其中蒸馏水试管中玻璃管液面
高度为6.5cm,氯化钠试管中玻璃管液面高度为6.5cm,硝酸铵试管中玻璃管液
面高度为6.5cm,氢氧化钠试管中玻璃管液面高度为6.5cm。
表1 实验结果
以上实验结果清楚显示,氢氧化钠溶解放出热量,所以其中玻璃管的液面高
度最高。而氯化钠和硝酸铵溶解是吸热,所以其中玻璃管中液面高度要比蒸馏水
的液面高度低。因硝酸铵的热解热较高,所以液面降低非常明显。
由于文章使用了红墨水首先将蒸馏水染成红色,所以本次试验中玻璃管中的
液面高度一目了然,能够给观察者留下较为深刻的印象(图1)。
文章实验装置非常简单,操作简单易行,药品用量少。固体溶解时的放热或
吸热现象,能快速通过玻璃管液柱高度判断,实验时间短。玻璃管内容积较小,
使得液柱变化明显。通过试管这个装置,本来看不到的温度变化却通过液柱的改
变外显出来了,使班级内每个通过同学都能观察到现象,并通过现象获得结论。
还有本试验设计的是对比实验,对比实验的判断更有说服力,结果更使人信服。
关于蒸馏水试管中玻璃管液面的上升。蒸馏水试管中玻璃管液面的上升是因
为在使用橡皮塞将试管口塞住后,试管中保留的气体处于封闭状态,且由于橡皮
塞的下行,压缩了试管中的空气,造成试管中空气压力的上升。玻璃管中液面的
上升体现了试管中压力的增加。由于我们四个橡皮塞是完全一致的,操作方法也
是一致的。所以这个相应对4个试管来说是一致的。文章视为背景效果,不影响
文章的试验结果。
5 结束语
通过温度-压力传递的方法改进了物质溶解时溶液温度变化的试验。实验装
置非常简单,操作简单易行,药品用量少。固体溶解时的放热或吸热现象,能快
速通过玻璃管液柱高度判断,实验时间短。玻璃管内容积较小,使得液柱变化明
显。通过试管这个装置,本来看不到的温度变化通过液柱的改变外显出来了,使
班级内每个通过同学都能观察到现象,并通过现象获得结论。还有本试验设计的
是对比实验,对比实验的判断更有说服力,结果更使人信服。
参考文献
[1]曲一线.初中化学九年级(鲁教版)[M].北京:首都师范大学出版社,2012.
[2]廖家耀.普通化学[M].北京:科学出版社,2012.
[3]马家举.普通化学[M].北京:化学工业出版社,2012.
[4]程万里.染料化学[M].北京:中国纺织出版社,2010.