实验03明矾晶体的制备-【同步实验课】2023-2024学年高二化学教材实验大盘点（人教版2019选择性必修第二册）

【同步实验课】 明矾晶体的制备 01实验梳理 02实验点拨 03典例分析 04对点训练 05真题感悟 【研究目的】 在日常生活中，常见到色彩和外形都很漂亮的晶体。我们可以通过化学实验的方法制备晶体，学习用饱和溶液制备大晶体的方法。 【实验试剂】 明矾、蒸馏水、铬钾矾 【实验仪器】 烧杯、酒精灯、石棉网，三角架 研究任务 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 制备明矾晶体的实验步骤 (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]，用玻璃棒搅拌，直到有少量晶体不能再溶解。 (2)待溶液自然冷却到比室温略高3～5 ℃时，把溶液倒入洁净的培养皿中，用硬纸片盖好，静置一夜。 (3)从培养皿中选取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。 溶解至饱和 过滤 结晶 形成晶核 晶核 系好晶核 晶核生长 二次结晶后的明矾晶体 铬钾矾混晶 紫矾明矾三层晶体 烧杯底部有少量固体出现，此时得到的溶液为饱和溶液。 过滤后得到饱和溶液，静置一夜后得到形状规则无色透明的小晶体。 二次生长后的无色明矾晶体 在明矾晶体表面又生长出铬矾后的混晶 再把铬矾、明矾混晶再一次放到明矾溶液中生长，得到三层紫矾明矾晶体。 1、 问题与讨论： 1．明矾晶体的颜色和外形。 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？ 3．为什么晶种一定要悬挂在溶液的中央位置？ 4．试讨论快速制备明矾晶体的条件。 二、规律与方法： 晶体是在物相转变的情况下形成的。物相有三种，即气相、液相和固相。只有晶体才是真正的固体。由气相、液相转变成固相时形成晶体，固相之间也可以直接产生转变。 晶体生成的一般过程是先生成晶核，而后再逐渐长大。一般认为晶体从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生长阶段。 （1）从熔体中结晶 当温度低于熔点时，晶体开始析出，也就是说，只有当熔体过冷却时晶体才能发生。如水在温度低于零摄氏度时结晶成冰;金属熔体冷却到熔点以下结晶成金属晶体。 （2）从溶液中结晶 当溶液达到过饱和时，才能析出晶体。其方式有: 1)温度降低，如岩浆期后的热液越远离岩浆源则温度将渐次降低，各种矿物晶体陆续析出; 2)水分蒸发，如天然盐湖卤水蒸发， 3)通过化学反应，生成难溶物质。 【典例01】完成下列实验，所用仪器、试剂或操作合理的是 A B C D 除去乙烯中少量的 明矾晶体的制备 制备乙酸乙酯 铁与水蒸气反应 A．A B．B C．C D．D 【典例02】（2023下·湖北荆州·高二沙市中学校考阶段练习）以下实验操作有关说法不正确的是 A．重结晶法提纯物质时要求杂质在所选溶剂中的溶解度要么很小要么很大 B．晶体的制备与晶体的生长速率密切相关，生长速率越快，制得的晶体颗粒越小 C．在用硝酸银滴定氯离子时为判断滴定反应是否完成可用碘化钠做指示剂 D．硝基苯的制备实验中为控制温度应采用水浴加热 1．（2023上·浙江金华·高三校联考阶段练习）明矾在工业上用作净水剂，医药上用作收敛剂。实验小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾大晶体。 已知：晶体结晶需要晶核，外加成核剂、杂质、残余晶体(易附在器壁上)均可作晶核。请回答： (1)废铝制易拉罐溶于KOH溶液发生的主要反应为 (用离子方程式表示)。 (2)下列说法不正确的是___________。 A．可采取将废易拉罐剪碎、酒精灯加热等方式加快溶解速率 B．加入KOH溶液至不再产生气泡后，趁热过滤，除去不溶物 C．“系列操作I”有：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤灼烧 D．制备明矾大晶体时，小晶体应悬挂在靠近烧杯底部的位置 (3)“系列操作II”的装置如图所示，烧杯上方所盖的纸片的作用是 。 2