研究與實(shí)踐:明礬晶體的制備(針對(duì)教材P93"研究與實(shí)踐〞)材料一:晶體生長晶體有一定的幾何外形,有固定的熔點(diǎn),有各向異性等特點(diǎn),而無定形固體不具有上述特點(diǎn)。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(rèn)為晶體從液相或氣相中的生長有三個(gè)階段：①介質(zhì)到達(dá)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(zhì),黏度,結(jié)晶速度等因素的影響。晶體生長的方法有多種,對(duì)于溶液而言,只需蒸發(fā)掉水分就可以;對(duì)于氣體而言,需要降低溫度,直到它的凝固點(diǎn);對(duì)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(shí)驗(yàn)步驟(1)在玻璃杯中放入比室溫高10～20℃的水,并參加明礬晶體[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(shí),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(xì)線輕輕系好。(4)把明礬溶液倒入玻璃杯中,向溶液中補(bǔ)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(shí),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(fù)第(4)項(xiàng)操作,直到晶體長到一定大小。(6)將所得明礬晶體放進(jìn)鉻鉀礬的飽和溶液中,使鉻鉀礬晶體[KCr(SO4)2·12H2O]在明礬晶體外表上生長,長到一定厚度后,再將所得晶體放到明礬飽和溶液中去,使鉻鉀礬晶體外表再覆蓋一層明礬晶體。(1)為什么所用儀器都要用蒸餾水洗凈?提示：防止影響晶體的生長速度和形狀。假設(shè)含有雜質(zhì),就在溶液中形成多個(gè)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?提示：溫度過高,過飽和太多會(huì)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?提示：假設(shè)離燒杯底部太近,由于有沉底晶體生成,會(huì)與晶體長在一起。同樣,假設(shè)離溶液外表太近,或靠近燒杯壁,都會(huì)產(chǎn)生同樣的結(jié)果,使得晶體形狀不規(guī)那么。1.(2021·衢州高二檢測(cè))以下說法不正確的選項(xiàng)是()A.結(jié)晶時(shí),假設(shè)溶質(zhì)的溶解度越大,溶液的濃度越高,溶劑的蒸發(fā)速度越快,溶液的冷卻速度越快,析出的晶體顆粒就越細(xì)小B.為了使過飽和溶液中析出晶體,可用玻璃棒攪動(dòng)或者振蕩容器C.培養(yǎng)明礬晶體時(shí),為得到較大顆粒的晶體,應(yīng)自然冷卻,并靜置過夜D.重結(jié)晶中產(chǎn)生的母液雖然含有雜質(zhì),但仍應(yīng)將母液收集起來進(jìn)行適當(dāng)處理,以提高產(chǎn)率【解析】選A。晶體顆粒的大小與結(jié)晶條件有關(guān),溶質(zhì)的溶解度越小,溶液的濃度越高,溶劑的蒸發(fā)速度越快,析出的晶粒就越細(xì)小,A錯(cuò)誤;振蕩容器或用玻璃棒攪拌可打破平衡促使晶體析出,B正確;自然冷卻,可使晶粒生長,那么培養(yǎng)明礬晶體時(shí),應(yīng)使飽和溶液緩慢冷卻才能得到較大顆粒的晶體,C正確;重結(jié)晶過程中產(chǎn)生的母液雖然含有雜質(zhì),但仍含有溶質(zhì),為防止浪費(fèi)資源,仍應(yīng)將母液收集起來,進(jìn)行適當(dāng)處理,以提高產(chǎn)率,D正確。2．(2021·南京高二檢測(cè))某興趣小組用鋁箔制備Al2O3、AlCl3·6H2O及明礬大晶體,具體流程如下：:AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚;明礬在水中的溶解度如表。溫度/℃010203040608090溶解度/g3.00109請(qǐng)答復(fù)：(1)步驟Ⅰ中的化學(xué)方程式_________________________________________________________________________________________________________。步驟Ⅱ中生成Al(OH)3的離子方程式__________________________________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅲ,以下操作合理的是________。A.坩堝洗凈后,無需擦干,即可參加Al(OH)3灼燒B.為了得到純Al2O3,需灼燒至恒重C．假設(shè)用坩堝鉗移動(dòng)灼熱的坩堝,需預(yù)熱坩堝鉗D.坩堝取下后放在石棉網(wǎng)上冷卻待用E.為確保稱量準(zhǔn)確,灼燒后應(yīng)趁熱稱重(3)步驟Ⅳ,選出在培養(yǎng)規(guī)那么明礬大晶體過程中合理的操作并排序________。①迅速降至室溫②用玻璃棒摩擦器壁③配制90℃的明礬飽和溶液④自然冷卻至室溫⑤選規(guī)那么明礬小晶體并懸掛在溶液中央⑥配制高于室溫10～20℃的明礬飽和溶液【解析】(1)步驟Ⅰ中鋁與氫氧化鈉反響的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑;步驟Ⅱ中偏鋁酸鈉溶液與二氧化碳反響的離子方程式為AlO

＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

。(2)A項(xiàng),坩堝洗凈后,需要擦干,否那么灼燒時(shí)容易使坩堝炸裂,錯(cuò)誤;B項(xiàng),為了得到純Al2O3,需灼燒至恒重,氫氧化鋁完全分解,正確;C項(xiàng),假設(shè)用坩堝鉗移動(dòng)灼熱的坩堝,需預(yù)熱坩堝鉗,防止坩堝遇冷炸裂,正確;D項(xiàng),熱的坩堝取下后放在石棉網(wǎng)上冷卻待用,不能放在桌面上,防止灼傷桌面,正確;E項(xiàng),為確保稱量準(zhǔn)確,灼燒后應(yīng)冷卻后稱重,錯(cuò)誤。(3)步驟Ⅳ中在培養(yǎng)規(guī)那么明礬大晶體過程中,需要配制高于室溫10～20℃的明礬飽和溶液,選規(guī)那么明礬小晶體并懸掛在溶液中央,自然冷卻至室溫,讓明礬小晶體逐漸長大。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【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2021·杭州高二檢測(cè))以下關(guān)于鋁及其化合物的說法中不正確的選項(xiàng)是()A.工業(yè)上冶煉金屬鋁時(shí),通過在氧化鋁中添加冰晶石的方法降低電解能耗B.鋁制品外表可以形成耐腐蝕的致密氧化膜保護(hù)層,因此可以用鋁罐盛放咸菜,用鋁罐車運(yùn)輸濃硫酸C.鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)構(gòu)件D.在飽和明礬溶液中放入幾粒形狀規(guī)那么的明礬晶體,靜置幾天后可觀察到明礬小晶體長成明礬大晶體【解析】選B。電解熔融氧化鋁加冰晶石是為了降低電解液工作溫度,降低電解能耗,A正確；長時(shí)間用鋁罐盛放咸菜,鋁外表的氧化膜會(huì)被破壞,失去保護(hù)鋁的作用；濃硫酸具有強(qiáng)吸水性,容器口部的濃硫酸吸收空氣中的