資源簡介

研究與實踐課
第三章 晶體結構與性質
第9課時 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。
【學習活動】
研究任務
任務： 材料一：晶體生長 晶體有一定的幾何外形，有固定的熔點，有各向異性等特點，而無定形固體不具有上述特點。晶體生成的一般過程是先生成晶核，而后再逐漸長大。一般認為晶體從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生長階段。晶體在生長的過程中要受外界條件的影響，如渦流，溫度，雜質，黏度，結晶速度等因素的影響。晶體生長的方法有多種，對于溶液而言，只需蒸發掉水分就可以；對于氣體而言，需要降低溫度，直到它的凝固點；對于液體，也是采取降溫方式來變成固體。 材料二：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。 (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，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.為什么所用儀器都要用蒸餾水洗凈？ 參考答案：防止影響晶體的生長速度和形狀。若含有雜質，就在溶液中形成多個晶核，顯然不利于大晶體的生長。 2.為什么用高于室溫10～20 ℃的明礬飽和溶液而不用90 ℃的飽和溶液？ 參考答案：溫度過高，過飽和太多會使析晶加快，不利于大晶體的生長。 3.為什么晶體一定要懸掛在溶液的中央位置？ 參考答案：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。
2研究與實踐課
第三章 晶體結構與性質
第9課時 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。
【學習活動】
研究任務
任務： 材料一：晶體生長 晶體有一定的幾何外形，有固定的熔點，有各向異性等特點，而無定形固體不具有上述特點。晶體生成的一般過程是先生成晶核，而后再逐漸長大。一般認為晶體從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生長階段。晶體在生長的過程中要受外界條件的影響，如渦流，溫度，雜質，黏度，結晶速度等因素的影響。晶體生長的方法有多種，對于溶液而言，只需蒸發掉水分就可以；對于氣體而言，需要降低溫度，直到它的凝固點；對于液體，也是采取降溫方式來變成固體。 材料二：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。 (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，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.為什么所用儀器都要用蒸餾水洗凈？ 2.為什么用高于室溫10～20 ℃的明礬飽和溶液而不用90 ℃的飽和溶液？ 3.為什么晶體一定要懸掛在溶液的中央位置？
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