第三章 研究与实践明矾晶体的制备-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，双选）

本讲义聚焦明矾晶体的制备这一核心知识点，系统梳理晶体生长的过饱和、成核、生成三阶段原理，晶种作用，以及从溶液配制、晶种选择悬挂到重复操作的实验步骤，形成理论到实践再到拓展应用的学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过详细操作指导（如仪器洁净、晶种悬挂中央）培养科学探究与实践能力，结合溶解度曲线分析等针对练发展科学思维，强调实验严谨性渗透科学态度。课中辅助教师实验教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

研究与实践　明矾晶体的制备 　　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。 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。 3.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]，用筷子搅拌，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。 学生用书⬇第72页 (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。 (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，就在溶液中形成多个晶核，这样不利于大晶体的生长。 针对练1.下图是几种盐的溶解度曲线，下列说法正确是(　　) 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 答案：D 针对练2.某兴趣小组制备明矾大晶体流程如图： 步骤Ⅲ，选出在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 答案：⑥⑤④ 解析：步骤Ⅲ在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。 针对练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HCl的作用是抑制AlCl3水解和　　　　　　 　　　　　　　。 (2)步骤Ⅰ中抽滤时，用玻璃纤维替代滤纸的理由是　　　　　　　， 洗涤时，合适的洗涤剂是　　　　　　。 (3)步骤Ⅱ，为得到纯净的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是　　　　　　　　　。 答案：(1)增加c(Cl－)，有利于AlCl3·6H2O结晶 (2)溶液有强酸性，会腐蚀滤纸　饱和氯化铝溶液 (3)减压干燥(或低温干燥) 解析：(1)通入HCl可以抑制AlCl3水解，并且增大溶液中氯离子浓度，可以降低AlCl3溶解度，使其以AlCl3·6H2O晶体形式析出。 (2)步骤Ⅰ，抽滤时，由于溶液显强酸性，会腐蚀滤纸，因此需要用玻璃纤维替代滤纸；洗涤时，为了减少AlCl3·6H2O晶体的损失，根据AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚，应该选择饱和氯化铝溶液进行洗涤。 (3)AlCl3·6H2O晶体受热容易分解，为得到纯净的AlCl3·6H2O，可以采用的干燥方式是低温干燥或减压干燥。 学生用书⬇第73页 针对练4.将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾，有晶体A析出，趁热过滤，分离出晶体A。将上述滤液冷却至室温，又有晶体B析出。 (1)晶体A的主要成分是　　　　　(填化学式，下同)，含有的少量杂质是　　　　，要除去晶体A中的少量杂质的方法是　　　　　　　 　　　　　　　。 (2)晶体B的主要成分是　　　　　，含有的少量杂质是　　　　，要除去晶体B中的少量杂质的方法是　　　　　　　。 (3)用少量热水淋洗晶体也是一种除去晶体中少量杂质的方法，这种方法适用于晶体　　　　(填“A”或“B”)。 答案：(1)NaCl　KNO3　加少量水溶解，再蒸发结晶，再趁热过滤　(2)KNO3　NaCl　重结晶　(3)A 解析：将硝酸钠和氯化钾溶液混合加热至沸腾后，溶解度小的氯化钠首先达到饱和而析出；趁热过滤后的滤液中主要含有大量的K＋和N。将上述滤液冷却至室温，又会有溶解度受温度变化影响大的KNO3晶体析出。 针对练5.某化学实验小组用AlCl3溶液制备明矾晶体KAl(SO4)2·12H2O。实验过程如下： (1)配制AlCl3溶液 (2)分离提纯AlCl3 用如图所示装置制备HCl气体，并通入AlCl3溶液中使AlCl3·6H2O晶体析出，从而与可溶杂质分离。 与分液漏斗相比，仪器a的优点是　　　　　　　　　　　　　。 (3)明矾的制备 将AlCl3·6H2O加热溶解，同时加入过量K2SO4固体，再经过　　　、　　　　　　、洗涤、干燥即可得到KAl·12H2O。 答案：(2)平衡气压，使液体顺利流下 (3)冷却结晶　过滤 解析：(3)将AlCl3·6H2O加热溶解，同时加入过量K2SO4固体，再经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即可得到KAl·12H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $