核心概念
化学
溶解度
水
温度
引言
你有没有把沙子和盐混合在一起，然后想知道如何再次分离它们？如果你必须把它们分开，你是否会做噩梦，梦见用小镊子、放大镜和花费数小时来把盐和沙子一颗颗地挑开？别害怕，还有另一种方法！利用盐和沙子溶解度的差异，你可以找到解决这个问题的简单“方案”。
背景知识
化学在很大程度上是对物质及其如何与其他物质相互作用和行为的研究。我们周围的一切都是由物质组成的。物质的一个重要特性是溶解度。当我们在水中溶解某些东西时，我们会想到这一点。如果一种化学物质可溶于水，那么当你把它加入水中时，它就会溶解或消失。如果它不溶，那么这种化学物质就不会溶解，你可以看到它悬浮在水中或在容器底部。
当一种化学物质溶解在液体中，例如水，它会形成溶液。在溶液中，液体是溶剂，而加入并溶解在液体中的可溶性化学物质是溶质。即使溶剂溶解了溶质，后者也会融入其中，但仍然存在。如果你将溶液中的所有液体蒸发掉，你将再次得到干燥的溶质。事实上，这正是盐在巨大的盐滩中加工的方式，海水缓慢蒸发，留下大量的海盐。
材料
• 滤网（可选）
• 盐
• 沙子
• 餐巾纸
• 放大镜
• 两个带盖的玻璃罐
• 量杯
• 水
• 水壶或锅
• 两个勺子
• 炉子和烤箱
• 漏斗
• 咖啡滤纸
• 勺子
• 烤箱手套
准备工作
• 如果沙子中有很多杂物，请使用滤网过滤掉较大的杂物，净化沙子。
• 将一些盐和沙子分别放在餐巾纸上，使用放大镜仔细检查盐和沙子。你注意到了什么？沙粒的大小、形状和颜色与盐粒相比如何？
• 使用炉子和烤箱以及处理沸水时要小心。成人应协助你完成这些步骤。
步骤
• 在一个玻璃罐中加入四分之一杯盐和四分之一杯沙子。盖上罐子，摇晃直到盐和沙子完全混合在一起。*
• 使用放大镜，仔细检查混合物。你注意到了什么？你还能看到单独的盐粒和沙粒吗？
• 在水壶或锅中装入至少一杯水。在炉子上加热水直到沸腾。使用炉子和处理沸水时要小心。成人应该帮助你完成此步骤。
• 非常小心地将半杯沸水倒入罐中，并用勺子搅拌混合物。处理沸水时要小心，这会使罐子变得非常热！（注意：你应该非常缓慢地倒水，这样玻璃罐才不会因温度的快速变化而破碎。）
• 使用放大镜，仔细检查溶液。你注意到了什么？你还能看到单独的盐粒和沙粒吗？
• 将咖啡滤纸放入漏斗中，并将漏斗放在第二个玻璃罐的顶部。缓慢地将整个溶液倒在过滤器上。当溶液渗过过滤器时，让它收集在第二个罐中。
• 看看咖啡滤纸，你看到了什么？用勺子小心地刮掉咖啡滤纸上的任何颗粒，然后将它们放入第一个罐中。
• 将烤箱调至华氏 325 度。使用烤箱时要小心，并请成人帮助你。将两个罐子放在烤盘上，然后在烤箱中烘烤，直到罐子里的所有水都蒸发掉。这可能需要一个多小时。当你检查罐子以查看有多少水蒸发时，你注意到了什么？
• 关闭烤箱并让它冷却。（当玻璃温度变化非常快时，它会破碎。）然后，戴上烤箱手套，小心地取出罐子，使其冷却至室温。它们可能仍然很热！
• 罐子冷却后，使用放大镜仔细检查它们的内容物。你注意到了什么？你还能看到单独的盐粒和沙粒吗？它们是混合在一起还是分开了？
• 额外：在本活动结束时，你可以小心地使用量杯测量你最终得到的盐和沙子的量。这些量与你开始时的量匹配吗？你认为为什么会发生这种情况？
• 额外：许多不同的化学物质具有不同的溶解度。通过在水中添加不同量的盐、糖或小苏打，你可以看到每种化学物质的溶解度如何。只需每次添加一茶匙的每种化学物质到一个半杯满的水中，直到你注意到搅拌时它不再溶解。哪种化学物质的溶解度最高（溶解在相同量的水中最多）；哪种化学物质的溶解度最低？
• 额外：温度如何影响化学物质的溶解度？尝试在热水、室温水和冰水中溶解相同量的糖，每次使用相同量的水。会发生什么？你能想到其他可能影响溶解度的变量吗？
*更正（2012年6月11日）：该句子在发布后进行了编辑，删除了对液体的引用；在活动的这个阶段，只混合了固体——沙子和盐。
观察和结果
当你加入沸水时，盐是否溶解或消失了？在烤箱中干燥后，盐是否出现在第二个罐子中，而沙子主要在第一个罐子中？
盐可溶于水，而沙子不溶于水。如果沙子可溶于水，我们就不会有美丽的沙滩！正因为如此，当沸水加入盐和沙子的混合物中时，盐应该溶解或消失，而沙子仍然可见，形成深棕色的溶液，罐子的壁上可能粘附着一些沙粒。温度会影响化学物质的溶解度，对于盐在水中的情况，沸水的高温提高了盐在水中溶解的能力。溶解的盐应该很容易地通过咖啡滤纸进入第二个罐子，而浑浊、未溶解的沙粒则卡在咖啡滤纸上（也可能与一些盐混合）。在烤箱中蒸发两个罐子中的液体后，第二个罐子中的盐应该再次显现出来，主要是在第二个罐子的侧面和底部形成一层硬壳状的白色物质。
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