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?
在一個(gè)盛有約50 mL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?，看起?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 20 mL蒸餾水的燒杯中加入4g硝酸鉀，充分?jǐn)嚢?，觀察現(xiàn)象。繼續(xù)加入4g硝酸鉀，充分?jǐn)嚢?，觀察現(xiàn)象。
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?
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
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)嚢瑁敝谅然c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)?
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?
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。
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。
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和評(píng)價(jià)制作的簡(jiǎn)易凈水器。 2.就本次跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)撰寫活動(dòng)報(bào)告，展示活動(dòng)過(guò)程和實(shí)踐成果，并分享在本次活動(dòng)中的收獲和感受。 3.新版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》已于 2023年4月1日正式實(shí)施。這是我國(guó)開(kāi)展飲用水水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理的依據(jù)，對(duì)保障飲用水水質(zhì)安全具有重要意義。請(qǐng)查閱該標(biāo)準(zhǔn)，看看生活飲用水需要滿足哪些標(biāo)準(zhǔn)。

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版本： 魯教版（2024）

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