第三章第三节 金属晶体与离子晶体 研究与实践 明矾晶体的制备 学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章第三节 金属晶体与离子晶体 研究与实践 明矾晶体的制备 学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 325.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-30 22:25:24 | ||
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文档简介
研究与实践 明矾晶体的制备
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。
研究任务
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。此时得到的溶液为饱和溶液。
(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。
结果与讨论
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。
1．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
2．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____________。
3．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__________，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”)。
研究与实践 明矾晶体的制备
结果与讨论
1．明矾是无色透明的晶体，呈八面体形状。
2．若仪器不干净或尘埃落入，都会干扰结晶。
3．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．(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。
应用体验
1．⑥⑤④
解析 步骤Ⅲ中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。
2．(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，增大了溶液中氯离子浓度，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。
3．(1)NaCl KNO3 蒸发结晶 (2)KNO3 NaCl 重结晶 (3)A
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。
研究任务
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。此时得到的溶液为饱和溶液。
(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。
结果与讨论
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。
1．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
2．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____________。
3．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__________，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”)。
研究与实践 明矾晶体的制备
结果与讨论
1．明矾是无色透明的晶体，呈八面体形状。
2．若仪器不干净或尘埃落入，都会干扰结晶。
3．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．(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。
应用体验
1．⑥⑤④
解析 步骤Ⅲ中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。
2．(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，增大了溶液中氯离子浓度，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。
3．(1)NaCl KNO3 蒸发结晶 (2)KNO3 NaCl 重结晶 (3)A