新人教版选择性必修2第3章研究与实践明矾晶体的制备学案

研究与实践:明矾晶体的制备(针对教材P93"研究与实践〞)材料一:晶体生长晶体有一定的几何外形,有固定的熔点,有各向异性等特点,而无定形固体不具有上述特点。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介质到达过饱和、过冷却阶段;②成核阶段;③生长阶段。晶体在生长的过程中要受外界条件的影响,如涡流,温度,杂质,黏度,结晶速度等因素的影响。晶体生长的方法有多种,对于溶液而言,只需蒸发掉水分就可以;对于气体而言,需要降低温度,直到它的凝固点;对于液体,也是采取降温方式来变成固体。材料二: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,并参加明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O],用筷子搅拌,直到有少量晶体不能再溶解。(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,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]在明矾晶体外表上生长,长到一定厚度后,再将所得晶体放到明矾饱和溶液中去,使铬钾矾晶体外表再覆盖一层明矾晶体。(1)为什么所用仪器都要用蒸馏水洗净?提示：防止影响晶体的生长速度和形状。假设含有杂质,就在溶液中形成多个晶核,显然不利于大晶体的生长。(2)为什么用高于室温10～20℃的明矾饱和溶液而不用90℃的饱和溶液?提示：温度过高,过饱和太多会使析晶加快,不利于大晶体的生长。(3)为什么晶体一定要悬挂在溶液的中央位置?提示：假设离烧杯底部太近,由于有沉底晶体生成,会与晶体长在一起。同样,假设离溶液外表太近,或靠近烧杯壁,都会产生同样的结果,使得晶体形状不规那么。1.(2021·衢州高二检测)以下说法不正确的选项是()A.结晶时,假设溶质的溶解度越大,溶液的浓度越高,溶剂的蒸发速度越快,溶液的冷却速度越快,析出的晶体颗粒就越细小B.为了使过饱和溶液中析出晶体,可用玻璃棒搅动或者振荡容器C.培养明矾晶体时,为得到较大颗粒的晶体,应自然冷却,并静置过夜D.重结晶中产生的母液虽然含有杂质,但仍应将母液收集起来进行适当处理,以提高产率【解析】选A。晶体颗粒的大小与结晶条件有关,溶质的溶解度越小,溶液的浓度越高,溶剂的蒸发速度越快,析出的晶粒就越细小,A错误;振荡容器或用玻璃棒搅拌可打破平衡促使晶体析出,B正确;自然冷却,可使晶粒生长,那么培养明矾晶体时,应使饱和溶液缓慢冷却才能得到较大颗粒的晶体,C正确;重结晶过程中产生的母液虽然含有杂质,但仍含有溶质,为防止浪费资源,仍应将母液收集起来,进行适当处理,以提高产率,D正确。2．(2021·南京高二检测)某兴趣小组用铝箔制备Al2O3、AlCl3·6H2O及明矾大晶体,具体流程如下：:AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚;明矾在水中的溶解度如表。温度/℃010203040608090溶解度/g3.00109请答复：(1)步骤Ⅰ中的化学方程式_________________________________________________________________________________________________________。步骤Ⅱ中生成Al(OH)3的离子方程式__________________________________________________________________________________________________。(2)步骤Ⅲ,以下操作合理的是________。A.坩埚洗净后,无需擦干,即可参加Al(OH)3灼烧B.为了得到纯Al2O3,需灼烧至恒重C．假设用坩埚钳移动灼热的坩埚,需预热坩埚钳D.坩埚取下后放在石棉网上冷却待用E.为确保称量准确,灼烧后应趁热称重(3)步骤Ⅳ,选出在培养规那么明矾大晶体过程中合理的操作并排序________。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选规那么明矾小晶体并悬挂在溶液中央⑥配制高于室温10～20℃的明矾饱和溶液【解析】(1)步骤Ⅰ中铝与氢氧化钠反响的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑;步骤Ⅱ中偏铝酸钠溶液与二氧化碳反响的离子方程式为AlO

＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

。(2)A项,坩埚洗净后,需要擦干,否那么灼烧时容易使坩埚炸裂,错误;B项,为了得到纯Al2O3,需灼烧至恒重,氢氧化铝完全分解,正确;C项,假设用坩埚钳移动灼热的坩埚,需预热坩埚钳,防止坩埚遇冷炸裂,正确;D项,热的坩埚取下后放在石棉网上冷却待用,不能放在桌面上,防止灼伤桌面,正确;E项,为确保称量准确,灼烧后应冷却后称重,错误。(3)步骤Ⅳ中在培养规那么明矾大晶体过程中,需要配制高于室温10～20℃的明矾饱和溶液,选规那么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。答案:(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(2)BCD(3)⑥⑤④【补偿训练】(2021·杭州高二检测)以下关于铝及其化合物的说法中不正确的选项是()A.工业上冶炼金属铝时,通过在氧化铝中添加冰晶石的方法降低电解能耗B.铝制品外表可以形成耐腐蚀的致密氧化膜保护层,因此可以用铝罐盛放咸菜,用铝罐车运输浓硫酸C.铝合金具有密度小、强度高、塑性好等优点,广泛应用于制造飞机构件D.在饱和明矾溶液中放入几粒形状规那么的明矾晶体,静置几天后可观察到明矾小晶体长成明矾大晶体【解析】选B。电解熔融氧化铝加冰晶石是为了降低电解液工作温度,降低电解能耗,A正确；长时间用铝罐盛放咸菜,铝外表的氧化膜会被破坏,失去保护铝的作用；浓硫酸具有强吸水性,容器口部的浓硫酸吸收空气中的