資源簡介

研究與實踐　明礬晶體的制備
研究目的
在日常生活中，常見到色彩和外形都很漂亮的晶體。我們可以通過化學實驗的方法制備晶體，學習用飽和溶液制備大晶體的方法。
研究任務
1.晶體生長過程的階段
晶體生成的一般過程是先生成晶核，而后再逐漸長大，一般認為晶體在液相或氣相中的生長有三個階段：(1)介質達到過飽和，過冷卻階段；(2)成核階段；(3)生成階段。
2.晶種：在結晶過程中加入的預先自成的晶核(晶體微粒)，可以使從晶核成長的晶體達到均勻一致，從而提高產品的質量。
3.制備明礬晶體的實驗步驟
(1)在玻璃杯中放入比室溫高10~20 ℃的水，并加入明礬晶體［KAl(SO4)2·12H2O］，用筷子攪拌，直到有少量晶體不能再溶解。此時得到的溶液為飽和溶液。
(2)待溶液自然冷卻到比室溫略高3~5 ℃時，把溶液倒入潔凈的碗中，用硬紙片蓋好，靜置一夜。
(3)從碗中選取2~3粒形狀完整的小晶體作為晶核。將所選的晶核用細線輕輕系好。
(4)把明礬溶液倒入玻璃杯中，向溶液中補充適量明礬，使其成為比室溫高10~15 ℃的飽和溶液。待其自然冷卻到比室溫略高3~5 ℃時，把小晶體懸掛在玻璃杯中央(如下圖左)，注意不要使晶核接觸杯壁。用硬紙片蓋好玻璃杯，靜置過夜。
(5)每天把已形成的小晶體輕輕取出，重復第(4)項操作，直到晶體長到一定大小。
(6)將所得明礬晶體放進鉻鉀礬的飽和溶液中，使鉻鉀礬晶體［KCr(SO4)2·12H2O］在明礬晶體表面上生長，長到一定厚度后，再將所得晶體放到明礬飽和溶液中去，使鉻鉀礬晶體表面再覆蓋一層明礬晶體。
結果與討論
1.明礬晶體的顏色和外形。
答案　明礬是無色透明的晶體，呈八面體形狀。
2.在上述實驗中，為什么所用儀器都要用蒸餾水洗凈？用硬紙片蓋好玻璃杯的目的是什么？
答案　若儀器不干凈或塵埃落入，都會干擾結晶。
3.為什么晶種一定要懸掛在溶液的中央位置？
答案　晶種若離燒杯底部太近，由于有沉底晶體生成，會與晶體長在一起。同樣，若離溶液表面太近或靠近燒杯壁，都會產生同樣的結果，使得晶體形狀不規則。
4.試討論快速制備明礬晶體的條件。
答案　(1)溶液一定要用飽和溶液，若溶液不飽和，則結晶速度很慢。
(2)溶劑應用蒸餾水，不能用自來水。因自來水里含其他金屬離子及雜質，會影響晶體的生長速度和形狀。
(3)冷卻熱飽和溶液時，應自然冷卻。快速冷卻雖能夠得到晶體，但屬于沉底、細小晶體，得不到大晶體。溫度下降越快，晶體越小。
(4)溶液一定要純凈。里面若含有雜質，就在溶液中形成多個晶核，這樣不利于大晶體的生長。
1.某化學興趣小組制備明礬大晶體流程如圖：
Al(OH)3明礬小晶體明礬大晶體
步驟Ⅲ，選出在制備規則明礬大晶體過程中合理的操作并排序　　　　　　　　(填序號)。
①迅速降至室溫　②用玻璃棒摩擦器壁　③配制90 ℃的明礬飽和溶液　④自然冷卻至室溫　⑤選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央　⑥配制高于室溫10~15 ℃的明礬飽和溶液
答案　⑥⑤④
解析　步驟Ⅲ中在制備規則明礬大晶體過程中，需要配制高于室溫10~15 ℃的明礬飽和溶液，選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央，自然冷卻至室溫，讓明礬小晶體逐漸長大。
2.將一定濃度的硝酸鈉和氯化鉀混合溶液加熱至沸騰，有晶體A析出，趁熱過濾，分離出晶體A。將上述濾液冷卻至室溫，又有晶體B析出。
(1)晶體A的主要成分是　　　　　　　　，含有的少量雜質是　　　　　　　　，要除去晶體A中的少量雜質的方法是　　　　。
(2)晶體B的主要成分是　　　　　　　　，含有的少量雜質是　　　　　　　　。
(3)用少量熱水淋洗晶體也是一種除去晶體中少量雜質的方法，這種方法適用于晶體　　　　　　　(填“A”或“B”)。
答案　(1)NaCl　KNO3　加少量水溶解再進行熱過濾(蒸發結晶)　(2)KNO3　NaCl　(3)A
解析　將硝酸鈉和氯化鉀溶液混合后，溶解度小的氯化鈉首先達到飽和而析出；趁熱過濾后的濾液中主要含有大量的K+和N。將上述濾液冷卻至室溫，又會有溶解度受溫度變化影響大的KNO3晶體析出。
3.某化學實驗小組用AlCl3溶液制備明礬晶體［KAl(SO4)2·12H2O］。實驗過程如下：
(1)配制AlCl3溶液
(2)分離提純AlCl3
用如圖所示裝置制備HCl氣體，并通入AlCl3溶液中使AlCl3·6H2O晶體析出，從而與可溶雜質分離。
①與分液漏斗相比，儀器a的優點是　　　　　　　　　　。
②通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和　　　　　　　　。
③洗滌時，合適的洗滌劑是　　　　　　　　。
④為得到純凈的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是　　　　。
(3)明礬的制備
將AlCl3·6H2O加熱溶解，同時加入過量K2SO4固體，再經過　　　　　　　　、　　　　　　　　、洗滌、干燥即可得到KAl(SO4)2·12H2O。
答案　(2)①平衡氣壓，使液體順利流下　②增加c(Cl-)，有利于AlCl3·6H2O結晶　③飽和氯化鋁溶液　④減壓干燥(或低溫干燥)　(3)冷卻結晶　過濾　
解析　(2)②通入HCl可以抑制AlCl3水解，增大了溶液中氯離子濃度，可以降低AlCl3的溶解度，使其以AlCl3·6H2O晶體形式析出。③洗滌時，為了減少AlCl3·6H2O晶體的損失，由于AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚，應該選擇飽和氯化鋁溶液進行洗滌。④AlCl3·6H2O晶體受熱易分解，為得到純凈的AlCl3·6H2O，可以采用的干燥方式是低溫干燥或減壓干燥。(3)將AlCl3·6H2O加熱溶解，同時加入過量K2SO4固體，再經過冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥即可得到KAl(SO4)2·12H2O。研究與實踐　明礬晶體的制備
研究目的
在日常生活中，常見到色彩和外形都很漂亮的晶體。我們可以通過化學實驗的方法制備晶體，學習用飽和溶液制備大晶體的方法。
研究任務
1.晶體生長過程的階段
晶體生成的一般過程是先生成晶核，而后再逐漸長大，一般認為晶體在液相或氣相中的生長有三個階段：(1)介質達到過飽和，過冷卻階段；(2)成核階段；(3)生成階段。
2.晶種：在結晶過程中加入的預先自成的晶核(晶體微粒)，可以使從晶核成長的晶體達到均勻一致，從而提高產品的質量。
3.制備明礬晶體的實驗步驟
(1)在玻璃杯中放入比室溫高10~20 ℃的水，并加入明礬晶體［KAl(SO4)2·12H2O］，用筷子攪拌，直到有少量晶體不能再溶解。此時得到的溶液為飽和溶液。
(2)待溶液自然冷卻到比室溫略高3~5 ℃時，把溶液倒入潔凈的碗中，用硬紙片蓋好，靜置一夜。
(3)從碗中選取2~3粒形狀完整的小晶體作為晶核。將所選的晶核用細線輕輕系好。
(4)把明礬溶液倒入玻璃杯中，向溶液中補充適量明礬，使其成為比室溫高10~15 ℃的飽和溶液。待其自然冷卻到比室溫略高3~5 ℃時，把小晶體懸掛在玻璃杯中央(如下圖左)，注意不要使晶核接觸杯壁。用硬紙片蓋好玻璃杯，靜置過夜。
(5)每天把已形成的小晶體輕輕取出，重復第(4)項操作，直到晶體長到一定大小。
(6)將所得明礬晶體放進鉻鉀礬的飽和溶液中，使鉻鉀礬晶體［KCr(SO4)2·12H2O］在明礬晶體表面上生長，長到一定厚度后，再將所得晶體放到明礬飽和溶液中去，使鉻鉀礬晶體表面再覆蓋一層明礬晶體。
結果與討論
1.明礬晶體的顏色和外形。
2.在上述實驗中，為什么所用儀器都要用蒸餾水洗凈？用硬紙片蓋好玻璃杯的目的是什么？
3.為什么晶種一定要懸掛在溶液的中央位置？
4.試討論快速制備明礬晶體的條件。
1.某化學興趣小組制備明礬大晶體流程如圖：
Al(OH)3明礬小晶體明礬大晶體
步驟Ⅲ，選出在制備規則明礬大晶體過程中合理的操作并排序　　　　　　　　　(填序號)。
①迅速降至室溫　②用玻璃棒摩擦器壁　③配制90 ℃的明礬飽和溶液　④自然冷卻至室溫　⑤選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央　⑥配制高于室溫10~15 ℃的明礬飽和溶液
2.將一定濃度的硝酸鈉和氯化鉀混合溶液加熱至沸騰，有晶體A析出，趁熱過濾，分離出晶體A。將上述濾液冷卻至室溫，又有晶體B析出。
(1)晶體A的主要成分是___________，含有的少量雜質是　　　　　　　　，要除去晶體A中的少量雜質的方法是___________________。
(2)晶體B的主要成分是_____________，含有的少量雜質是　　　　　　　　。
(3)用少量熱水淋洗晶體也是一種除去晶體中少量雜質的方法，這種方法適用于晶體　　　　　　　(填“A”或“B”)。
3.某化學實驗小組用AlCl3溶液制備明礬晶體［KAl(SO4)2·12H2O］。實驗過程如下：
(1)配制AlCl3溶液
(2)分離提純AlCl3
用如圖所示裝置制備HCl氣體，并通入AlCl3溶液中使AlCl3·6H2O晶體析出，從而與可溶雜質分離。
①與分液漏斗相比，儀器a的優點是________________________________。
②通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和_______________。
③洗滌時，合適的洗滌劑是________________。
④為得到純凈的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是___________________________。
(3)明礬的制備
將AlCl3·6H2O加熱溶解，同時加入過量K2SO4固體，再經過__________、　　　　　　　　、洗滌、干燥即可得到KAl(SO4)2·12H2O。
答案精析
結果與討論
1.明礬是無色透明的晶體，呈八面體形狀。
2.若儀器不干凈或塵埃落入，都會干擾結晶。
3.晶種若離燒杯底部太近，由于有沉底晶體生成，會與晶體長在一起。同樣，若離溶液表面太近或靠近燒杯壁，都會產生同樣的結果，使得晶體形狀不規則。
4.(1)溶液一定要用飽和溶液，若溶液不飽和，則結晶速度很慢。
(2)溶劑應用蒸餾水，不能用自來水。因自來水里含其他金屬離子及雜質，會影響晶體的生長速度和形狀。
(3)冷卻熱飽和溶液時，應自然冷卻。快速冷卻雖能夠得到晶體，但屬于沉底、細小晶體，得不到大晶體。溫度下降越快，晶體越小。
(4)溶液一定要純凈。里面若含有雜質，就在溶液中形成多個晶核，這樣不利于大晶體的生長。
應用體驗
1.⑥⑤④
解析　步驟Ⅲ中在制備規則明礬大晶體過程中，需要配制高于室溫10~15 ℃的明礬飽和溶液，選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央，自然冷卻至室溫，讓明礬小晶體逐漸長大。
2.(1)NaCl　KNO3　加少量水溶解再進行熱過濾(蒸發結晶)　(2)KNO3　NaCl　(3)A
解析　將硝酸鈉和氯化鉀溶液混合后，溶解度小的氯化鈉首先達到飽和而析出；趁熱過濾后的濾液中主要含有大量的K+和N。將上述濾液冷卻至室溫，又會有溶解度受溫度變化影響大的KNO3晶體析出。
3.(2)①平衡氣壓，使液體順利流下　②增加c(Cl-)，有利于AlCl3·6H2O結晶　③飽和氯化鋁溶液　④減壓干燥(或低溫干燥)　(3)冷卻結晶　過濾　
解析　(2)②通入HCl可以抑制AlCl3水解，增大了溶液中氯離子濃度，可以降低AlCl3的溶解度，使其以AlCl3·6H2O晶體形式析出。③洗滌時，為了減少AlCl3·6H2O晶體的損失，由于AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚，應該選擇飽和氯化鋁溶液進行洗滌。④AlCl3·6H2O晶體受熱易分解，為得到純凈的AlCl3·6H2O，可以采用的干燥方式是低溫干燥或減壓干燥。(3)將AlCl3·6H2O加熱溶解，同時加入過量K2SO4固體，再經過冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥即可得到KAl(SO4)2·12H2O。(共18張PPT)
研究與實踐　
明礬晶體的制備
第三章
<<<
【研究目的】
在日常生活中，常見到色彩和外形都很漂亮的晶體。我們可以通過化學實驗的方法制備晶體，學習用飽和溶液制備大晶體的方法。
【研究任務】
1.晶體生長過程的階段
晶體生成的一般過程是先生成晶核，而后再逐漸長大，一般認為晶體在液相或氣相中的生長有三個階段：(1)介質達到過飽和，過冷卻階段；(2)成核階段；(3)生成階段。
2.晶種：在結晶過程中加入的預先自成的晶核(晶體微粒)，可以使從晶核成長的晶體達到均勻一致，從而提高產品的質量。
3.制備明礬晶體的實驗步驟
(1)在玻璃杯中放入比室溫高10~20 ℃的水，并加入明礬晶體[KAl(SO4)2·12H2O]，用筷子攪拌，直到有少量晶體不能再溶解。此時得到的溶液為飽和溶液。
(2)待溶液自然冷卻到比室溫略高3~5 ℃時，把溶液倒入潔凈的碗中，用硬紙片蓋好，靜置一夜。
(3)從碗中選取2~3粒形狀完整的小晶體作為晶核。將所選的晶核用細線輕輕系好。
(4)把明礬溶液倒入玻璃杯中，向溶液中補充適量明礬，使其成為比室溫高10~15 ℃的飽和溶液。待其自然冷卻到比室溫略高3~5 ℃時，把小晶體懸掛在玻璃杯中央(如下圖左)，注意不要使晶核接觸杯壁。用硬紙片蓋好玻璃杯，靜置過夜。
(5)每天把已形成的小晶體輕輕取出，重復第(4)項操作，直到晶體長到一定大小。
(6)將所得明礬晶體放進鉻鉀礬的飽和溶液中，使鉻鉀礬晶體[KCr(SO4)2·12H2O]在明礬晶體表面上生長，長到一定厚度后，再將所得晶體放到明礬飽和溶液中去，使鉻鉀礬晶體表面再覆蓋一層明礬晶體。
結果與討論
1.明礬晶體的顏色和外形。
答案　明礬是無色透明的晶體，呈八面體形狀。
2.在上述實驗中，為什么所用儀器都要用蒸餾水洗凈？用硬紙片蓋好玻璃杯的目的是什么？
答案　若儀器不干凈或塵埃落入，都會干擾結晶。
結果與討論
3.為什么晶種一定要懸掛在溶液的中央位置？
答案　晶種若離燒杯底部太近，由于有沉底晶體生成，會與晶體長在一起。同樣，若離溶液表面太近或靠近燒杯壁，都會產生同樣的結果，使得晶體形狀不規則。
結果與討論
4.試討論快速制備明礬晶體的條件。
答案　(1)溶液一定要用飽和溶液，若溶液不飽和，則結晶速度很慢。
(2)溶劑應用蒸餾水，不能用自來水。因自來水里含其他金屬離子及雜質，會影響晶體的生長速度和形狀。
(3)冷卻熱飽和溶液時，應自然冷卻。快速冷卻雖能夠得到晶體，但屬于沉底、細小晶體，得不到大晶體。溫度下降越快，晶體越小。
(4)溶液一定要純凈。里面若含有雜質，就在溶液中形成多個晶核，這樣不利于大晶體的生長。
應用體驗
1.某化學興趣小組制備明礬大晶體流程如圖：
步驟Ⅲ，選出在制備規則明礬大晶體過程中合理的操作并排序　　　　(填序號)。
①迅速降至室溫　②用玻璃棒摩擦器壁　③配制90 ℃的明礬飽和溶液　④自然冷卻至室溫　⑤選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央　⑥配制高于室溫10~15 ℃的明礬飽和溶液
⑥⑤④
應用體驗
步驟Ⅲ中在制備規則明礬大晶體過程中，需要配制高于室溫10~15 ℃的明礬飽和溶液，選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央，自然冷卻至室溫，讓明礬小晶體逐漸長大。
應用體驗
2.將一定濃度的硝酸鈉和氯化鉀混合溶液加熱至沸騰，有晶體A析出，趁熱過濾，分離出晶體A。將上述濾液冷卻至室溫，又有晶體B析出。
(1)晶體A的主要成分是　　　，含有的少量雜質是　　　　，要除去晶體A中的少量雜質的方法是　　　 　。
(2)晶體B的主要成分是　　　，含有的少量雜質是　　　。
(3)用少量熱水淋洗晶體也是一種除去晶體中少量雜質的方法，這種方法適用于晶體　　(填“A”或“B”)。
NaCl
KNO3
加少量水溶解再進行熱過濾(蒸發結晶)
KNO3
NaCl
A
應用體驗
將硝酸鈉和氯化鉀溶液混合后，溶解度小的氯化鈉首先達到飽和而析出；趁熱過濾后的濾液中主要含有大量的K+和N。將上述濾液冷卻至室溫，又會有溶解度受溫度變化影響大的KNO3晶體析出。
應用體驗
3.某化學實驗小組用AlCl3溶液制備明礬晶體[KAl(SO4)2·12H2O]。實驗過程如下：
(1)配制AlCl3溶液
(2)分離提純AlCl3
用如圖所示裝置制備HCl氣體，并通入AlCl3
溶液中使AlCl3·6H2O晶體析出，從而與可溶
雜質分離。
①與分液漏斗相比，儀器a的優點是　　 　　　　　　　　。
平衡氣壓，使液體順利流下
應用體驗
②通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和_______________________________。
增加c(Cl-)，有利于AlCl3·6H2O結晶
通入HCl可以抑制AlCl3水解，增大了溶液中氯離子濃度，可以降低AlCl3的溶解度，使其以AlCl3·6H2O晶體形式析出。
應用體驗
③洗滌時，合適的洗滌劑是　　　　　　　　。
飽和氯化鋁溶液
洗滌時，為了減少AlCl3·6H2O晶體的損失，由于AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚，應該選擇飽和氯化鋁溶液進行洗滌。
應用體驗
④為得到純凈的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是________________
______。
減壓干燥(或低溫
AlCl3·6H2O晶體受熱易分解，為得到純凈的AlCl3·6H2O，可以采用的干燥方式是低溫干燥或減壓干燥。
干燥)
應用體驗
(3)明礬的制備
將AlCl3·6H2O加熱溶解，同時加入過量K2SO4固體，再經過_________、
　　　、洗滌、干燥即可得到KAl(SO4)2·12H2O。
冷卻結晶
過濾
將AlCl3·6H2O加熱溶解，同時加入過量K2SO4固體，再經過冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥即可得到KAl(SO4)2·12H2O。

展開更多......

收起↑