第八单元跨学科实践活动 6制备五水硫酸铜晶体---2024--2025学年九年级化学鲁教版（2024）下册

第八单元 海洋化学资源的利用 跨学科实践活动 6 制备五水硫酸铜晶体 1. . 配制硫酸铜的热饱和溶液，加深对饱和溶液与不饱和溶液相互转化的认识； 2. 体验自主设计、制备不同形状的五水硫酸铜晶体的思路和方法； 3. 感受科学与艺术融合的价值和魅力。 1 情景导入 精巧的结构、规则的外形、绚烂的色彩、晶莹的光泽......晶体之美让人赞叹不已！许多同学欣赏和喜爱化学都是从看到晶体的那一瞬间开始的。在本次实践活动中，你将运用化学、物理等相关知识，以硫酸铜溶液为原料，自己动手制备五水硫酸铜晶体。 2 新课讲授 在制备五水硫酸铜晶体之前，需要查阅资料并交流讨论，明确以下问题。 1. 根据溶解度曲线图，要制备五水硫酸铜晶体需采取蒸发结晶还是降温结晶的方法？如何进行实验操作？ 根据五水硫酸铜的溶解度随温度的变化趋势，可以发现若要得到相应晶体可以采用降温结晶的方式，即先得到高温下的饱和溶液，再冷却到较低温度，使溶质结晶析出。 2. 如图 8-21 所示，五水硫酸铜晶体可以形成单颗的晶体或不同形状的图案，你喜欢哪种？查阅相关资料，了解相应的制备操作。 五水硫酸铜晶体的形成包含晶核的出现、晶体生长和再结晶，其中晶核的出现有两种方式，一种是饱和溶液中冷却结晶析出，选出晶种，进行晶体生长，最终形成想要的大小的晶体。另一种是提供晶种，即不同形状的载体，放入饱和溶液中，让晶体在其上结晶析出。 晶体的形成和生长是非常复杂的过程，需要严谨地对待结晶的每一个环节。请根据不同温度下五水硫酸铜（CuSO4·5H2O）的溶解度数值，认真思考下列问题，并选择相应的实验用品，设计制备五水硫酸铜晶体的实验方案。 1. 60 ℃时，在 50 mL 水中至少加入多少五水硫酸铜才能得到饱和硫酸铜溶液？ 通过查阅不同温度下五水硫酸铜的溶解度可知，在60 ℃时，五水硫酸铜的溶解度是83.8g。即在100g的水中，溶解83.8g五水硫酸铜就能达到饱和。即可以算出在 50 mL 水中加入41.9g五水硫酸铜就可以得到饱和硫酸铜溶液。 2. 灰尘和杂质的掺入可能会阻碍结晶的正常形成。为此，在实验过程中应注意哪些问题？ 灰尘和杂质的掺入可能会阻碍结晶的正常形成，在实验过程中应注意实验用品的洁净度，如使用的烧杯、玻璃棒，以及最后结晶时用保鲜膜覆盖；或者在开始结晶前，过滤一下饱和硫酸铜溶液，以保证结晶溶液的洁净度。 缓慢冷却成核速率较低而生长速率较高，会产生较少但颗粒较大的晶体；较快的冷却会引起成核速率较高而生长速率较低，会产生大量颗粒很小的晶体；如果再过快（Tc），就无法结晶，形成玻璃质 3. 在降温结晶时，如果降温过快可能会导致结晶不均匀、不规则。如何实现缓慢地降温？ 1.通过恒温设备（如低温循环水浴、油浴）精确控制冷却介质的温度，使其以稳定速率下降。 2.通过隔热材料（如泡沫塑料、保温棉）减少溶液与外界的热交换，延缓降温速度。 五水硫酸铜、蒸馏水、自来水、酒精灯、烧杯、天平、药匙、量筒、玻璃棒、温度计、水槽、滤纸、漏斗、铁架台、陶土网、细线、保鲜膜等。 实验用品 1. 依据你设计的实验方案，小组合作或独立完成五水硫酸铜晶体的制备。 一、制备高温时饱和的硫酸铜溶液 取一个洁净的烧杯，放入适量的蒸馏水，并加入大量的五水硫酸铜，在酒精灯的加热条件下，使其溶解，形成高温时饱和硫酸铜溶液。 二、快速过滤溶液 快速过滤溶液，以防止滤液冷却，晶体析出。 三、结晶 2. 相互展示各自制备的五水硫酸铜晶体，交流制备的经验，并对自己和他人的产品进行评价，提出相应的改进建议。 3. 进一步修改和完善晶体制备方案和操作细节，并重新制作五水硫酸铜晶体。 1. 撰写实践活动报告，展示制作的晶体，分享在本次活动中的收获和感受。 2. 总结并反思自己实验成功的关键或失败的原因 1.硫酸铜的溶解度曲线如图所示，某同学用硫酸铜固体进行下列操作：①向40℃25g水中加入10g硫酸铜固体；②将①所得溶液升温至60℃。下列有关说法错误的是（ C ） A．硫酸铜的溶解度随温度降低而减小 B．①所得溶液为饱和溶液 C．进行操作②后溶液的溶质质量分数变小 D．将60℃的硫酸铜饱和溶液降温，一定会析出晶体 2.我国西汉时期就有用胆矾湿法炼铜的记载。化学兴趣小组的同学们在实验室中模拟湿法炼铜，实验过程如下。硫酸铜在不同温度时的溶解度如下表所示。下列有关实验描述正确的是（ D ） A．乙中得到的是饱和溶液 B．乙中操作增大了硫酸铜的溶解度 C．丙中铁片表面析出蓝色固体 D．丙中溶液的质量减小 3.用硫酸铜粉末进行如图所示的实验，对所得溶液的分析正确的是（ A ）。 A．三杯溶液颜色一致 B．烧杯中溶液的溶质质量分数：①＞② C．③溶液是不饱和溶液 D．硫酸铜的溶解度随温度升高而增大 EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$