实验03明矾晶体的制备-2023-2024学年高二化学教材实验大盘点（人教版2019选择性）（原卷版）

【同步实验课】明矾晶体的制备0101实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟【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。【实验试剂】明矾、蒸馏水、铬钾矾【实验仪器】烧杯、酒精灯、石棉网，三角架研究任务实验操作图解操作实验现象实验结论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]，用玻璃棒搅拌，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，把溶液倒入洁净的培养皿中，用硬纸片盖好，静置一夜。(3)从培养皿中选取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。溶解至饱和过滤结晶形成晶核晶核系好晶核晶核生长二次结晶后的明矾晶体铬钾矾混晶紫矾明矾三层晶体烧杯底部有少量固体出现，此时得到的溶液为饱和溶液。过滤后得到饱和溶液，静置一夜后得到形状规则无色透明的小晶体。二次生长后的无色明矾晶体在明矾晶体表面又生长出铬矾后的混晶再把铬矾、明矾混晶再一次放到明矾溶液中生长，得到三层紫矾明矾晶体。问题与讨论：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。二、规律与方法：晶体是在物相转变的情况下形成的。物相有三种，即气相、液相和固相。只有晶体才是真正的固体。由气相、液相转变成固相时形成晶体，固相之间也可以直接产生转变。晶体生成的一般过程是先生成晶核，而后再逐渐长大。一般认为晶体从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生长阶段。（1）从熔体中结晶当温度低于熔点时，晶体开始析出，也就是说，只有当熔体过冷却时晶体才能发生。如水在温度低于零摄氏度时结晶成冰;金属熔体冷却到熔点以下结晶成金属晶体。（2）从溶液中结晶当溶液达到过饱和时，才能析出晶体。其方式有:1)温度降低，如岩浆期后的热液越远离岩浆源则温度将渐次降低，各种矿物晶体陆续析出;2)水分蒸发，如天然盐湖卤水蒸发，3)通过化学反应，生成难溶物质。【典例01】完成下列实验，所用仪器、试剂或操作合理的是ABCD除去乙烯中少量的明矾晶体的制备制备乙酸乙酯铁与水蒸气反应A．A B．B C．C D．D【典例02】（2023下·湖北荆州·高二沙市中学校考阶段练习）以下实验操作有关说法不正确的是A．重结晶法提纯物质时要求杂质在所选溶剂中的溶解度要么很小要么很大B．晶体的制备与晶体的生长速率密切相关，生长速率越快，制得的晶体颗粒越小C．在用硝酸银滴定氯离子时为判断滴定反应是否完成可用碘化钠做指示剂D．硝基苯的制备实验中为控制温度应采用水浴加热1．（2023上·浙江金华·高三校联考阶段练习）明矾在工业上用作净水剂，医药上用作收敛剂。实验小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾大晶体。已知：晶体结晶需要晶核，外加成核剂、杂质、残余晶体(易附在器壁上)均可作晶核。请回答：(1)废铝制易拉罐溶于KOH溶液发生的主要反应为(用离子方程式表示)。(2)下列说法不正确的是___________。A．可采取将废易拉罐剪碎、酒精灯加热等方式加快溶解速率B．加入KOH溶液至不再产生气泡后，趁热过滤，除去不溶物C．“系列操作I”有：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤灼烧D．制备明矾大晶体时，小晶体应悬挂在靠近烧杯底部的位置(3)“系列操作II”的装置如图所示，烧杯上方所盖的纸片的作用是。2．晶体制备(2)向盛有溶液的试管里滴加几滴1molL氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，可以观察到的实验现象为。再向试管中加入极性较的试剂乙醇(填“大”或“小”)，并用玻璃棒摩擦试管壁，可以观察到有色的Cu(NH3)4SO4·H2O晶体析出。3．（2022上·重庆北碚·高二西南大学附中校考开学考试）硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常在工业上用途广泛。常温下该物质在空气中不稳定，受热时易发生分解。某小组拟合成硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。I.CuSO4溶液的制备①称取4g铜粉，在A仪器中灼烧10分钟并不断搅拌，放置冷却。②在蒸发皿中加入30mL3mol/L的硫酸，将A中固体慢慢放入其中，加热并不断搅拌。③趁热过滤得蓝色溶液。(1)A仪器的名称为，相比用铜与浓硫酸直接反应制备硫酸铜，上述方法的优点是。II.晶体的制备：将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作：(2)已知浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4，试写出生成此沉淀的离子反应方程式。(3)析出晶体时采用加入乙醇的方法，而不是浓缩结晶的原因是。III.氨含量的测定精确称取wg晶体，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，并用蒸馏水冲洗导管内壁，用V1mL0.5mol/L的盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶，用0.5mol/LNaOH标准溶液滴定过剩的HCl(选用甲基橙作指示剂)，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。(4)装置1中长玻璃管的作用，样品中氨的质量分数的表达式。(5)下列实验操作可能使氨含量测定结果偏高的原因是_______。A．滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管B．读数时，滴定前平视，滴定后俯视C．滴定过程中选用酚酞作指示剂D．取下接收瓶前，未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁1．（2023·海南·统考高考真题）下列实验操作不能达到实验的是选项ABCD目的检验1氯丁烷中氯元素检验是否沉淀完全制备检验醛基用的制备晶体操作

A．A B．B C．C D．D2．（2023·浙江·统考高考真题）苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下：下列说法不正确的是A．操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaClC．操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹D．操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体3．（2023·广东·统考高考真题）化学处处呈现美。下列说法正确的是A．舞台上干冰升华时，共价键断裂B．饱和溶液可析出无水蓝色晶体C．苯分子的正六边形结构，单双键交替呈现完美对称D．晨雾中的光束如梦如