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课件(14张)
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如何制作明矾晶体?【原理】从饱和溶液制取晶体有两种方法,对于溶解度受温度影响不大的固体溶质,常用蒸发溶剂的方法。
而对于随温度升高溶解度显著增大的固体溶质,如硫酸铜、明矾、硝酸钾等,常用冷却热饱和溶液的方法。
【用品】烧杯、表面皿、铁架台、酒精灯、石棉网、漏斗、量筒、玻璃棒、镊子、滤纸、细线、硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)。
【操作】1、制取小晶体在盛100mL水的烧杯里,加入研细的硫酸铜粉末10g,同时加1mL 稀硫酸(防止硫酸铜水解),加热,使晶体完全溶解。
继续加热到80—90℃,趁热过滤,滤液流入一洗净并用热水加温过的烧杯里,加盖静置。
经几小时或一夜,将会发现杯底有若干颗小晶体生成.2、小晶体的长大拣取一颗晶形比较完整的晶体,用细线系住,悬挂在盛饱和硫酸铜溶液的烧杯里,并加盖静置。
每天再往烧杯里加入少量微热的饱和硫酸铜溶液,小晶体会逐渐长大,成为一块大晶体。
成败关键(1)所用试剂必须纯净,如含有杂质就很难获得完整的晶形。
(2)控制溶液的浓度,如果溶液过浓,析晶速率太快,不易形成晶形完整的晶体;如超过饱和溶液浓度不大,结晶速率太慢,小晶体慢慢长大。
制备小晶体时,用高于室温20℃—30℃的饱和溶液;以后添加的饱和溶液应是高于室温15℃—20℃的溶液,每次加入量约为原溶液的1/10,添加时要把晶体取出,等溶液温度均匀后再把晶体浸入。
(3)注意环境温度的变化,应使饱和溶液缓慢冷却,可用布或棉花把烧杯包好。
白天温度较高时可把晶体取出,到晚上再放回溶液中。
(4)所用容器必须洁净,要加盖以防灰尘落入。
3、小晶体的制取一次结晶,析出的晶体如果太小,可拣取几颗晶形完整的,用高于室温的饱和溶液再进行培养,使其长大到可以用细线系住。
也可以在滤液中挂入细线,当溶液冷却时便在细线上析出小晶体,保留一颗晶形完整的(其余剥掉)做晶种,按步骤2操作使其长大。
4、明矾、重铬酸钾、硫酸镍等物质,都易培养成晶形完整的大晶体,可建议学生在家中采用蒸发溶剂的方法制取明矾大晶体。
实验三明矾晶体的制备及组成分析一、实验目的1、巩固对铝和氢氧化铝两性的认识,掌握复盐晶体的制备方法2、掌握KAl(SO4)2·12H2O大晶体的培养技能3、掌握明矾产品中A1含量的测定方法二、实验原理1、明矾晶体的实验制备原理铝屑溶于浓氢氧化钾溶液,可生成可溶性的四羟基合铝(Ⅲ)酸钾K[Al(OH)4],用稀H2SO4调节溶液的pH值,将其转化为氢氧化铝,使氢氧化铝溶于硫酸,溶液浓缩后经冷却有较小的同晶复盐,此复盐称为明[KAl(SO4)2·12H2O]。
小晶体经过数天的培养,明矾则以大块晶体结晶出来。
制备中的化学反应如下:2Al + 2KOH + 6H2O ══ 2K[Al(OH)4] + 3H2↑2K[Al(OH)4] + H2SO4══ 2Al(OH)3↓+ K2SO4 + 2H2O2Al(OH)3 + 3H2SO4══ Al2(SO4)3 + 6 H2OAl2 (SO4)3 + K2SO4 + 24H2O ══2KAl(SO4)2·12H2O废铝→溶解→过滤→酸化→浓缩→结晶→分离单晶培养→明矾单晶2、明矾产品中A1含量的测定原理由于Al3+ 容易水解,于EDTA反应较慢,且对二甲酚橙指示剂有封闭作用,故一般采用返滴定法测定。
即先调节溶液的pH = 3-4,加入精确计量且过量的EDTA标准溶液,煮沸使Al3+ 与EDTA络合完全,然后用标准Zn2+ 溶液返滴定过量的EDTA。
三、仪器药品仪器:250mL烧杯50mL、10mL量筒各1只布氏漏斗抽滤瓶表面皿蒸发皿台秤电炉循环水真空泵分析天平容量瓶(250mL)移液管(25mL)锥形瓶(250mL)酸式滴定管药品:1∶1HCl 1∶1NH3 水 3 mol·L-1 H2SO4溶液1:1 H2SO4 溶液KOH (s) 易拉罐或其他铝制品(实验前充分剪碎)pH试纸(1~14) 无水乙醇0.02 mol·L-1 EDTA 0.02mol·L-1Zn2+ 0.2 g·L-1 二甲酚橙指示剂20%六次甲基四胺溶液四、实验步骤1、明矾晶体的实验制备取50mL2mol·L-1 KOH溶液,分多次加入2g废铝制品(铝质牙膏壳、铝合金易拉罐等),反应完毕后用布氏漏斗抽滤,取清液稀释到l00mL,在不断搅拌下,滴加3 mol·L-1 H2SO4溶液(按化学反应式计量)。
实验:明矾的制备及其单晶培养一、前言:明矾的基本性质与用途明矾,学名为十二水合硫酸铝钾,又称明矾、白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾,是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。
其分子式是KAl(SO 4)2·12H 2O ,加合式是K 2SO 4·Al 2(SO 4)3·24H 2O ,相对分子质量为474.39,无色立方,单斜或六方晶体,有玻璃光泽,密度为1.757g/c m 3,熔点92.5℃。
在64.5℃时失去9个分子结晶水,200℃时失去12个分子结晶水,溶于水,不溶于乙醇。
明矾性味酸涩,寒,有毒。
故有抗菌作用、收敛作用等,可用做中药。
明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。
明矾净水是过去民间经常采用的方法,它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子:KAl(SO 4)2= K ++ Al 3++ 2SO 4 2-,而Al 3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3:Al 3++ 3H 2O = Al(OH)3(胶体)+ 3H +,氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。
所以,明矾是一种较好的净水剂。
二、实验目的(1)学会利用身边易得的废铝材料制备明矾的方法;(2)巩固溶解度概念及其应用;认识铝和氢氧化铝的两性性质;(3)练习和掌握溶解、过滤、结晶以及沉淀的转移和洗涤等无机制备中常用的基本操作和测量产品熔点的方法。
(4)学习从溶液中培养晶体的原理和方法。
三、实验原理(1)明矾的制备将废铝样品溶解于稀氢氧化钾溶液中,值得偏铝酸钾:↑+=++222H 32KAlOO H 2KOH 2Al 2在偏铝酸钾溶液中加入过量的浓硫酸,使其生成溶解度较小的复盐明矾(KAl(SO 4)2·12H 2O )反应式为:在不同温度下明矾、硫酸铝、硫酸钾的溶解度(单位:g/100gH 2O )如下表所示:表1.1 明矾、硫酸钾、硫酸铝在不同温度下的溶解度(2)单晶的培养要使晶体从溶液中析出,从原理上有两种方法。