第九单元跨学科实践活动：培养硫酸铜晶体-蒸发结晶教学指导--2025-2026学年九年级化学人教版下册

本讲义聚焦溶解度与降温结晶核心知识点，作为溶液单元学习支架，先明确溶解度定义及温度影响（20℃时100g水溶解32g硫酸铜，80℃时溶解55g），再通过热饱和溶液配制、降温结晶原理（溶解度减小析出晶体）及结晶水性质（CuSO₄·5H₂O加热失水、遇水变蓝）构建知识脉络。 该资料以3课时完整探究链培养科学探究与实践能力，从配制热饱和溶液（第1课时）到观察记录晶体生长（第2课时）再到成品展示与废液处理（第3课时），结合安全规范与环保处理（如硫酸铜废液回收）渗透科学态度与责任，课中助力教师实验教学实施，课后通过实验报告引导学生深化理解，弥补认知盲点。

实验五：硫酸铜小晶体培养 课时安排：3课时 核心知识：溶解度、降温结晶 对应教材：第九单元 溶液 一、实验原理 在一定温度下，一定量的溶剂中能溶解的溶质的最大质量，叫做该温度下这种溶质的溶解度。大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大，随温度降低而减小。硫酸铜的溶解度受温度影响非常明显：在20℃时，100g水能溶解约32g硫酸铜；在80℃时，100g水能溶解约55g硫酸铜。 本实验先用热水配制硫酸铜的热饱和溶液。在高温下溶解尽可能多的硫酸铜，达到饱和状态。当溶液温度慢慢降低时，硫酸铜的溶解度随之减小。原来在高温下溶解的硫酸铜现在超过了低温下的溶解度，多余的硫酸铜就会从溶液中析出，形成具有规则几何形状的蓝色晶体。 这个过程叫做降温结晶。降温速度越慢，晶体析出越慢，原子有充足的时间排列成规则的结构，晶体就长得越大越完整。如果降温太快，大量晶体同时析出，就会形成很多细小的晶体，得不到大晶体。 硫酸铜晶体的化学式是CuSO₄·5H₂O，俗称胆矾或蓝矾。晶体中含有5个结晶水，这些结晶水是晶体结构的一部分，不是简单的水分。如果把硫酸铜晶体加热，结晶水会失去，蓝色晶体变为白色粉末（无水硫酸铜）。无水硫酸铜遇水又会变蓝，这个性质可以用来检验水的存在。 本实验整个过程中没有新物质生成，只是硫酸铜从溶解状态变为结晶状态，属于物理变化。结晶水始终是硫酸铜晶体的一部分，没有发生化学变化。 二、安全注意事项 1. 硫酸铜属于重金属盐，低毒，不可入口。硫酸铜中的铜离子是重金属离子，进入人体会引起重金属中毒，对肝脏和肾脏有损害。操作时必须戴手套，实验后彻底洗手。如果硫酸铜溶液不慎溅入口中，立即吐出并用大量清水漱口，报告老师。 2. 热水操作注意防烫。配制饱和溶液需要70到80度的热水，烧杯外壁会很烫。烧杯放在桌面平稳处再倒热水，取放烧杯用抹布或坩埚钳。 3. 硫酸铜废液倒入指定回收桶。含铜离子的废液不可直接倒入下水道。铜离子对水生生物有毒性，会污染水体。废液由实验员统一处理。 三、课前准备 1. 硫酸铜晶体培养套装20套（含五水合硫酸铜、晶种、棉线）。 2. 烧杯（250mL）、玻璃棒、热水（70到80度）、滤纸、镊子、手套。 3. 一次性筷子20双，用于架在烧杯口系棉线。 4. 废液回收桶标注“含硫酸铜废液”。 四、第1课时：配制饱和溶液与悬挂晶种 教学目标：理解溶解度和饱和溶液的概念，学会配制热饱和溶液。 教学流程： 1. 引入（5分钟）：展示一颗大硫酸铜晶体，介绍晶体的化学式CuSO₄·5H₂O和俗称胆矾。提问晶体是怎么从液体中长出来的。 2. 原理讲解（10分钟）：讲解溶解度的概念和温度对溶解度的影响。硫酸铜在20℃和80℃时的溶解度差异。降温结晶的原理：温度降低溶解度减小，多余溶质析出。降温越慢晶体越大。 3. 安全强调（2分钟）。 4. 学生操作（25分钟）：烧杯加约150mL热水。慢慢加入硫酸铜固体，边加边搅拌，加到不再溶解（底部有少量固体剩余）。趁热过滤收集清澈蓝色溶液。取一粒小晶体作晶种用棉线系住，另一端系在筷子上。晶种悬在溶液中央，不贴杯壁和杯底。用纸或布盖住杯口，不要移动或震动。 常见问题应对： · 晶种沉底：棉线系紧，调整长度。 · 晶种贴杯壁：旋转筷子调整位置。 · 溶解量不够：溶液冷却后析出晶体很少，一定要加到不能再溶解为止。 五、第2课时：观察与实验报告 教学目标：观察晶体生长过程，完成实验报告。 教学流程： 1. 观察晶体（10分钟）：静置一天后晶体有明显长大。学生观察记录晶体颜色、形状、大小变化。 2. 填写实验报告（20分钟）：引导问题：为什么用热水配制饱和溶液？降温为什么能析出晶体？降温速度快慢对晶体有什么影响？ 3. 继续生长（5分钟）：晶体不够大继续静置。 六、第3课时：成品收集与展示 1. 取出晶体（10分钟）：镊子取出，滤纸吸干，装入透明小瓶。 2. 展示互评（15分钟）。 3. 废液处理（5分钟）：含硫酸铜废液倒入指定回收桶。 七、课后废液处理 含硫酸铜废液由实验员统一处理。方法：向废液中加入氢氧化钠溶液，生成氢氧化铜蓝色沉淀。沉淀过滤后滤渣作为固体废弃物处理。或者加入铁粉置换出铜单质，铜粉回收，滤液为硫酸亚铁溶液，加碱沉淀后排放。 学科网（北京）股份有限公司 $