第3章 研究与实践 明矾晶体的制备-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（人教，单选版）

研究与实践　明矾晶体的制备 第三章　晶体结构与性质 研究目的 1.通过化学实验的方法制备晶体。　 2.学习用饱和溶液制备大晶体的方法。 1．晶体生长过程的阶段 晶体生成的一般过程是先生成晶核，而后再逐渐长大，一般认为晶体在液相或气相中的生长有三个阶段：(1)介质达到过饱和、过冷却阶段；(2)成核阶段；(3)生成阶段。 2．晶种：在结晶过程中加入的预先自成的晶核(晶体微粒)，可以使从晶核成长的晶体达到均匀一致，从而提高产品的质量。 研究任务 二、实验步骤 1．在玻璃杯中放入比室温高10～20 ℃的水，并加入明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]，用筷子搅拌，直到有少量晶体不能再溶解。此时得到的溶液为饱和溶液。 2．待溶液自然冷却到比室温略高3～5 ℃时，把溶液倒入洁净的碗中，用硬纸片盖好，静置一夜。 3．从碗中选取2～3粒形状完整的小晶体作为晶核。将所选的晶核用细线轻轻系好。 4．把明矾溶液倒入玻璃杯中，向溶液中补充适量明矾，使其成为比室温高10～15 ℃的饱和溶液。待其自然冷却到比室温略高3～5 ℃时，把小晶体悬挂在玻璃杯中央(如下图左)，注意不要使晶核接触杯壁。用硬纸片盖好玻璃杯，静置过夜。 5．每天把已形成的小晶体轻轻取出，重复第(4)项操作，直到晶体长到一定大小。 6．将所得明矾晶体放进铬钾矾的饱和溶液中，使铬钾矾晶体[KCr(SO4)2·12H2O]在明矾晶体表面上生长，长到一定厚度后，再将所得晶体放到明矾饱和溶液中去，使铬钾矾晶体表面再覆盖一层明矾晶体。 1．说出明矾晶体的颜色和外形。 提示：明矾是无色透明的晶体，呈八面体形状。 2．在上述实验中为什么所用仪器都要用蒸馏水洗净？用硬纸片盖好玻璃杯的目的是什么？ 提示：若仪器不干净或尘埃落入，都会干扰结晶。 3．为什么晶种一定要悬挂在溶液的中央位置？ 提示：晶种若离烧杯底部太近，由于有沉底晶体生成，会与晶体长在一起。同样，若离溶液表面太近或靠近烧杯壁，都会产生同样的结果，使得晶体形状不规则。 交流研讨 4．试讨论快速制备明矾晶体的条件。 提示：(1)溶液一定要用饱和溶液，若溶液不饱和，则结晶速度很慢。 (2)溶剂应用蒸馏水，不能用自来水。因自来水里含其他金属离子及杂质，会影响晶体的生长速度和形状。 (3)冷却热饱和溶液时，应自然冷却。快速冷却虽能够得到晶体，但属于沉底细小晶体，得不到大晶体。温度下降越快，晶体越小。 (4)溶液一定要纯净。里面若含有杂质，就会在溶液中形成多个晶核，这样不利于大晶体的生长。 1．下图是几种盐的溶解度曲线，下列说法正确的是 A．40 ℃时，将35 g食盐溶于100 g水中，降温至0 ℃时，可析出氯化钠晶体 B．20 ℃时，硝酸钾饱和溶液的质量百分比浓度是31.6% C．60 ℃时，200 g水中溶解80 g硫酸铜达饱和，当降温至30 ℃时，可析出30 g硫酸铜晶体 D．30 ℃时，将35 g硝酸钾和35 g食盐同时溶于100 g水中，蒸发时，先析出的是氯化钠 实践应用 √ A.由于在0 ℃时，食盐的溶解度是35.7 g，即100 g水中最多溶解35.7 g食盐，因此40 ℃时，将35克食盐溶于100克水中，降温至0 ℃时，不会有晶体析出，故A错误；B.由于在20 ℃时，硝酸钾的溶解度是31.6 g，即100 g水中最多溶解31.6 g硝酸钾，则其饱和溶液中溶质的质量分数为 ×100%≈24%，故B错误；C.由于在30 ℃时，硫酸铜的溶解度是25 g，即100 g水中最多溶解25 g硫酸铜，则200 g水中最多溶解50 g硫酸铜，因此60 ℃时，200克水中，溶解80克硫酸铜达到饱和，当温度降至30 ℃时，会析出硫酸铜晶体，但由于析出晶体是CuSO4·5H2O，而不是CuSO4，因此析出的晶体的质量要多于30 g，故C错误；D.由于在30 ℃时，硝酸钾的溶解度远大于氯化钠，而将35 g硝酸钾和35克食盐同时溶于100克水中时，对于氯化钠来说，溶液是饱和溶液，而对硝酸钾而言，没有得到对应饱和溶液。因此蒸发溶剂时，氯化钠首先析出，故D正确。故选D。 2．某兴趣小组制备明矾大晶体流程如图： 选出在步骤Ⅲ制备规则明矾大晶体过程中合理的操作并排序_________(填序号)。 ①迅速降至室温　②用玻璃棒摩擦器壁　③配制90 ℃的明矾饱和溶液　 ④自然冷却至室温　⑤选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央　⑥配制高于室温10～15 ℃的明矾饱和溶液 ⑥⑤④ 在步骤Ⅲ制备规则明矾大晶体过程中，需要配制高于室温10～15 ℃的明矾饱和溶液，选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央，自然冷却至室温，让明矾小晶体逐渐长大。 3．由AlCl3溶液制备AlCl3·6H2O晶体的流程如图： 有关装置如图，回答下列问题： (1)通入H