物质变化:溶解、蒸发与凝固

基础

糖和盐能溶解在水中形成溶液,搅拌、加热和研碎能加快溶解;水分蒸发后盐分结晶出来;水冷却凝固成冰、加热熔化成水,物质变化可以循环。

适合:小四常识 · 单元:自然与探究 · 建议学习路径第 12/26 课

学完呢课,你会识:
  • 溶解形成溶液:溶质(糖、盐)溶于溶剂(水),物质仍在,只是变成微粒。
  • 搅拌、加热、研碎能加快溶解;不能再溶解时便达到饱和。
  • 蒸发是液体变成气体散入空气;晒盐、晾衣都应用了蒸发。
文体:物质变化实验文有声朗读

文体小知识:物质变化实验文带我们在厨房做实验,亲眼看见溶解、蒸发、凝固这些物质变化。

常识General Studies

§课文原文 Passage

1把一匙糖放进水里搅拌,糖粒逐渐「消失」,水变成带甜味的透明液体——这是溶解。溶解后的混合物称为溶液:糖是溶质,水是溶剂。糖并没有消失,只是变成肉眼看不见的微粒,分散在水中。油的例子说明并非所有物质都溶于水:油倒进水里,浮在上层,不能形成溶液。

2怎样令糖溶解得更快?有三个方法:搅拌——搅动令糖粒更快散开;加热——温水比冷水溶解得更多更快;研碎——糖粉比方糖溶解得快,因为接触面更大。一杯水能溶解的糖有上限:不断加糖,直到杯底留下不再溶解的糖粒,这杯溶液便达到饱和。

3物质的状态可以循环变化。水分慢慢变成看不见的水蒸气散入空气,称为蒸发:湿衣服晾晒变干、海水退潮后沙滩留下盐霜,都是蒸发的结果。把盐水加热,水分蒸发后,盐分会结成晶体留在碟上——这正是晒海盐的原理。水冷却至摄氏零度便凝固成冰;冰受热又熔化回水。在溶解、蒸发、凝固、熔化这些变化中,物质本身没有变成另一种物质,属于物理变化,可以循环往复。

4亲手做小实验最能体会物质变化:把盐水倒进浅碟,放在阳光下几天,水分蒸发,碟边出现白色盐晶;把融化的朱古力浆倒入模子放进冰箱,一小时后凝固成固体。观察和记录物质的变化,就是科学探究的第一步。

1重点摘要 Summary

糖和盐能溶解在水中形成溶液,搅拌、加热和研碎能加快溶解;水分蒸发后盐分结晶出来;水冷却凝固成冰、加热熔化成水,物质变化可以循环。

2生字卡 Vocabulary

D
Dissolving溶解

物质变成微粒分散在液体中,形成溶液。

S
Solution溶液

溶质溶于溶剂后形成的均匀混合物。

S
Solute溶质

被溶解的物质,例如水中的糖。

S
Solvent溶剂

溶解其他物质的液体,例如水。

S
Saturated solution饱和溶液

不能再溶解更多溶质的溶液。

E
Evaporation蒸发

液体慢慢变成气体散入空气的过程。

C
Crystallisation结晶

溶液中的溶质形成晶体的过程,例如盐粒。

F
Freezing凝固

液体冷却变成固体的过程,例如水结成冰。

M
Melting熔化

固体受热变成液体的过程,例如冰熔成水。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:认识溶解现象有些物质放进水中会慢慢散开,变成肉眼看不见的微粒,这就是溶解。举个例子:把一匙盐放进一百毫升清水里搅拌,盐粒消失了,水仍然清澈但变咸,因为盐变成微粒分散在水中,形成了盐水溶液。溶解了的物质并没有消失,仍然可以用蒸发等方法取回来,这一点十分重要。
  2. 第二步:分辨会溶和不会溶的物质不是所有物质都能溶于水,我们要学会分辨。举个例子:糖和盐放进水里会溶解;沙沉在杯底,不会溶解;油浮在上层,也不会溶解,静置后明显分为两层。观察物质放进水后的变化,看它是否消失、沉底还是浮起,便能判断它会不会溶解,再决定用什么方法处理最合适。
  3. 第三步:用实验找出加快溶解的方法溶解有快有慢,透过对照实验可以找出加快溶解的方法。举个例子:准备三杯同量的冷水,第一杯放方糖不动,第二杯放方糖后搅拌,第三杯放糖粉;搅拌杯和糖粉杯先溶解完毕,证明搅拌和研碎都能加快溶解。此外,用热水代替冷水,溶解也会更快,因为温度越高,微粒运动越快。
  4. 第四步:认识饱和溶液水能溶解的物质有一定限度,到了极限便成为饱和溶液。举个例子:不断向杯中加糖,直到杯底留下不再溶解的糖粒,这杯溶液便饱和了;把它加热,又能溶解更多糖,冷却后多余的糖再次出现。可见温度越高,水能溶解的糖越多,这个特性在冲调饮品和食品加工里经常用到。
  5. 第五步:观察蒸发水受热后会慢慢变成水蒸气散入空气,这个过程叫蒸发。举个例子:在两块玻璃片上各滴同样多的水,一块放在阳光下、一块放在阴凉处,阳光下那块先干,证明温度越高,蒸发越快;通风的地方蒸发也较快。晾晒衣服时挂在阳光充足又通风的位置,正是运用这个原理;雨后水洼慢慢干涸,也是同一现象。
  6. 第六步:观察结晶溶解在水中的物质并不会消失,水分蒸发后会重新出现,形成结晶。举个例子:把饱和盐水倒进浅碟,放在窗边几天,水分蒸发后,碟底和边缘出现白色的盐粒结晶,盐从水中「回来」了。海边的晒盐场正是利用蒸发结晶的方法,把盐从海水制出来,一池池盐田十分壮观。
  7. 第七步:观察凝固和熔化物质的状态可以循环变化:液体遇冷变成固体叫凝固,固体受热变回液体叫熔化。举个例子:水放进冰箱结成冰,是凝固;冰从冰箱取出,在室温又化回水,是熔化。融化的朱古力浆放进冰箱又变回固体,也是凝固。变化过程中物质的总量不变,只是形态改变,这正是物质不灭的道理。

4图解 Diagrams

粒子模型:固・液・气 Solid, liquid, gas固体 solid排列整齐,只在原位震液体 liquid贴住彼此,可以流动气体 gas四散飞驰,填满空间加热 → 粒子动得劲啲 → 固体变液体(熔化)、液体变气体(沸腾)水嘅三态就系最好例子:冰 → 水 → 水蒸气,粒子其实一直冇变,变嘅系排法同动法
图 1:三态粒子模型

5例题示范 Example

例题:小恩想把盐从盐水中分离出来。请设计实验步骤,并说明每一步的科学原理。

  1. 把盐水倒进浅碟,量度并记录盐水的分量,放在阳光充足又通风的地方,加快蒸发。
  2. 等待数天:水分不断蒸发成水蒸气散入空气,碟中的液面慢慢下降。
  3. 水分完全蒸发后,碟底和边缘留下白色的盐晶,盐便从盐水中分离出来。
  4. 原理:盐的沸点远高于水,不会随水蒸发,水分蒸发后盐便结晶出来,这正是晒盐场制盐的原理。
  5. 答案:利用蒸发把水分除去,盐便结晶出来:盐水倒入浅碟,放在阳光下数天,水分蒸发后留下盐晶;这与海边晒盐场制盐的原理完全相同。

6常见错误 Mistakes

✗ 认为糖溶解后消失了
✓ 糖变成肉眼看不见的微粒分散在水中,甜味证明它仍然存在
✗ 用搅拌增加溶解的总量
✓ 搅拌只加快溶解速度;提高温度才能令溶液溶解更多,直到饱和为止
✗ 把油搅拌几分钟,以为能溶于水
✓ 油不溶于水,搅拌后静置仍会分层,属于不溶解
✗ 蒸发实验用火直接烧干盐水
✓ 用阳光或热水浴慢慢蒸发更安全,直接加热容易溅出烫伤
✗ 认为水结冰后变成另一种物质
✓ 冰和水的成分都是水,状态改变属于物理变化,可以循环

75 题快测 Quick check

Q1糖溶于水后,混合物叫什么?糖和水分别是什么?

Q2哪三个方法能加快溶解?

Q3什么是饱和溶液?

Q4晒盐利用了什么原理?

Q5水在什么温度凝固成冰?冰和水的成分有分别吗?

8重点回顾 Recap

  • 溶解形成溶液:溶质(糖、盐)溶于溶剂(水),物质仍在,只是变成微粒。
  • 搅拌、加热、研碎能加快溶解;不能再溶解时便达到饱和。
  • 蒸发是液体变成气体散入空气;晒盐、晾衣都应用了蒸发。
  • 水在摄氏零度凝固成冰,冰受热熔化回水,物质总量不变。
  • 溶解、蒸发、凝固、熔化都是物理变化,可以循环往复。

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