“溶液”是初中化学的重点单元，饱和、不饱和、溶解度这几个概念光靠背很容易混。这个实验只用食盐、白糖和水，就能把它们全部做出来看一遍，最后还能把溶解掉的盐重新变回方形的小晶体。

它没有任何危险试剂，唯一需要注意的是最后蒸发那一步要用火或热源。

安全提醒（先读这一段）

  • 蒸发结晶要加热，必须由成人操作或全程陪同。用小火或电陶炉，戴隔热手套，不要让容器烧干后继续加热。
  • 玻璃容器不要直接从火上拿到冷水里，骤冷会炸裂。加热后放在隔热垫上自然冷却。
  • 如果家里没有蒸发皿，可用小的不锈钢勺或耐热瓷碟；不要用普通玻璃杯直接加热。
  • 实验中的食盐水虽然无毒，但不要品尝任何实验后的液体，也不要用做过实验的容器盛食物。
  • 用完洗净双手和器皿。

材料与器材

  • 食盐（氯化钠）一小碗，白砂糖一小碗（用于对比）；
  • 透明玻璃杯 3 个，常温清水；
  • 量匙或小汤匙（要用同一把，保证每勺一样多）、玻璃棒或筷子；
  • 热水一杯（约 60～70℃，由成人准备）；
  • 蒸发用：小瓷碟或不锈钢勺、热源、隔热垫、隔热手套；
  • 记录用的纸笔，可选放大镜（看晶体形状）。

第一步：找到“饱和”那一刻

  1. 在玻璃杯中倒入 50 mL 常温清水。
  2. 加入一平勺食盐，用玻璃棒充分搅拌，直到看不见固体颗粒为止。
  3. 记录“第 1 勺：全部溶解”。再加第 2 勺，同样搅拌到不再变化，记录结果。
  4. 一勺一勺继续加。每次都要搅到“不再溶解为止”才加下一勺，否则会误判。
  5. 当学生发现无论怎么搅拌，杯底始终留有一层不化的盐时，停下来。这杯溶液就是该温度下食盐的饱和溶液，前面每一杯都是不饱和溶液。
  6. 把加进去的勺数记下来。这就是亲手测出的、这个温度下 50 mL 水里食盐的大致溶解量。
最常见的错误：没搅够就急着加下一勺，结果杯底早就有沉淀了却以为还没饱和。判断饱和的唯一标准是“在该温度下继续搅拌也不再溶解”，跟搅拌时间长短、有没有耐心无关。

第二步：两个对比实验

对比一 · 换一种溶质（食盐 vs 白糖）

用第二个杯子装同样 50 mL 常温水，改加白砂糖，同样一勺一勺加到饱和。学生会发现白糖能溶进去的量比食盐多得多。这说明：不同物质在同样的水里，能溶解的最大量差别很大。

对比二 · 换一个温度（常温 vs 热水）

把已经饱和、杯底有剩盐的那杯食盐水，隔水加热或兑入热水（成人操作），观察杯底的盐有没有变少；再用白糖做同样的事。会看到：

  • 白糖：升温后明显能再溶进去很多，杯底残糖很快消失；
  • 食盐：升温后能多溶一点，但变化远不如白糖明显。

第三步：蒸发结晶，把盐找回来

  1. 取一点澄清的饱和食盐水（不要带杯底的沉淀），倒入小瓷碟中，只需薄薄一层。
  2. 由成人用小火缓慢加热，或者直接放在阳光充足、通风的窗台上自然晾几天（更安全，推荐）。
  3. 随着水分蒸发，液面下降，边缘开始出现白色的固体。
  4. 水快蒸干时立即停止加热，让它自然冷却干燥。
  5. 用放大镜观察析出的晶体，食盐晶体是规则的立方体（小方块）形状。

现象记录

  • 前几勺食盐：搅拌后完全消失（不饱和溶液）；
  • 加到某一勺后：杯底始终有剩余固体（饱和溶液）；
  • 同温同水量下，白糖能溶的量远多于食盐；
  • 升高温度：白糖溶解量大幅增加，食盐只略微增加；
  • 蒸发后：析出白色立方形食盐晶体。

原理解释

食盐溶解时，氯化钠的粒子被水分子包围、拉开，均匀分散到水中，形成溶液。但水能“容纳”的粒子不是无限的：当溶解和析出的速度相等时，溶液就达到了饱和，再加也溶不进去了。

课本用溶解度精确描述这件事：在一定温度下，某固体物质在 100 g 溶剂里达到饱和时所溶解的质量。所以溶解度必须说清两个前提，什么温度、什么溶剂，否则这个数字没有意义。

为什么白糖和食盐差这么多？因为溶解度是物质自身的性质。20℃ 时氯化钠的溶解度约 36 g，而蔗糖约 204 g，相差近六倍，这就是杯子里看到的差距。

为什么升温对两者的影响不一样？大多数固体的溶解度随温度升高而增大，但增大的幅度差别很大。蔗糖、硝酸钾受温度影响很显著，氯化钠则相当平缓（20℃ 约 36 g，100℃ 也只有约 39 g）。

这条差别直接决定了工业上用哪种方法提纯：

  • 食盐这类溶解度受温度影响小的物质，用蒸发结晶（把水赶走），晒盐场就是这么做的；
  • 硝酸钾这类溶解度受温度影响大的物质，用降温结晶（把热饱和溶液冷却，让它自己析出来）。

至于晶体为什么是规则的立方体：因为氯化钠的粒子在固体中按固定的规律整齐排列，宏观上就表现为规则的几何外形。这一点可以到物态变化那一篇里的分子模拟去看，固态分子排列整齐，就是晶体规则外形的来源。

给老师和家长的组织建议

  • 课时与分组：两课时（需静置）；两人一组。
  • 动手前先说清楚：热水由成人操作。

最容易被跳过的一步。食盐与白糖必须同时做，那个六倍的差距才看得出来。搅拌和加热这两组对照留给学生自己设计，是练「控制变量」的好机会。

怎么判断真的懂了。能说清「饱和必须指明温度」，并解释食盐为何用蒸发结晶而非降温结晶，即达标。

拓展一下

  • 养一颗大晶体：做一杯热的饱和白糖水或食盐水，放入一根系了棉线的筷子，静置几天不要晃动，线上会长出可见的晶体。冷却越慢、越不受扰动，晶体越大越规则。
  • 加快溶解的三个办法：搅拌、升温、把颗粒研细。分别试一试，学生会发现它们只改变溶解的快慢，不改变最多能溶多少。这是最容易考的一个区分点。
  • 粗盐提纯：把食盐里故意混一点细沙，先溶解、再过滤（去掉沙）、最后蒸发结晶，就完整走了一遍课本的“粗盐提纯”流程。

当学生能说清“饱和的前提是一定温度”、“溶解度为什么必须指明温度”、以及“食盐为什么用蒸发结晶而不是降温结晶”，这个单元最难的几个点就都通了。