新教材适用2023_2024学年高中化学第3章晶体结构与性质研究与实践明矾晶体的制备课件新人教版选择性必修2

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第三章　晶体结构与性质研究与实践　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。研|究|目|的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。研|究|任|务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。制取明矾晶体的结晶装置及完美的明矾晶体的照片1.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。结|果|与|讨|论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。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⑥⑤④应|用|体|验解析：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．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____________________________________。 增加c(Cl－)，有利于AlCl3·6H2O结晶 溶液有强酸性，会腐蚀滤纸饱和氯化铝溶液减压干燥(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．将一定浓度的硝酸钾和氯化钠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”)。NaClKNO3蒸发结晶KNO3NaCl重结晶A