硫酸铜晶体制备和成长 目标
1.练习用结晶的方法制备晶体。
2.学会搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作的方法。 器材
量筒,烧杯,钥匙,胶头滴管,表面皿,温度计,20厘米长的线,显微镜,三脚架,酒精灯,石棉网,玻璃棒,硫酸铜,棉花。 过程
1.制备小晶体。
(1)准备一杯约50毫升温度70℃左右的硫酸铜溶液,切勿在杯底留有杂质,若有浑浊现象,用脱脂棉代替过滤,趁热过滤,直至澄清。
(2)静置、冷却、析晶。在容器口上置一张白纸,再用棉花将烧杯围起,静置一夜,温度下将析出晶体。
2.小晶体“长”成大晶体。
(1)选晶:在晶体中选择几颗几何状完整的晶体备用。
(2)晶体长大:用细线把一颗晶体绑好,悬吊于一杯50毫升70℃左右的溶液上,另一端绑在玻璃棒上,静置过夜,反复几次,晶
体变大。
制取硫酸铜晶体实验报告
前言
冷却热的硫酸铜饱和溶液可以得到硫酸铜晶体,但晶体析出的情况、形状大小都会因实验用品的差异、实验过程中的变量有所不同。在本次实验中,我们通过参照初三化学【下册】课本P40中明矾晶体的制取方法和借鉴往届学生制作硫酸铜晶体的经验,结合网上查找到的相关资料,进行制取硫酸铜晶体的实验,共耗时10天才成功完成。
一、实验仪器、药品、材料
线圈,碗一个,硬纸片一张、硫酸铜粉末若干。
二、实验步骤
1. 在烧杯中放入比室温高10~20℃的水,并加入足量硫酸铜;
2. 用筷子搅拌,直到有少量晶体不能再溶解;
3. 待溶液自然冷却到比室温略高3~5℃时,把模型放入碗中;
4. 用硬纸片盖好,静置一夜;
5. 取出线圈后往烧杯中加入温水,使其成为比室温高10~15℃的溶液,并补充适量硫酸铜,使其饱和;
6. 用硬纸片盖好,静置过夜;每天观察,重复5、6项的操作过程。
7. 三、实验注意
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。
四、实验过程
五、实验结论
(1)硫酸铜的溶解度随着温度的升高而增大,通过严格控制温度的变化,有利于加快晶体的成形速率;
(2)使用铁丝作为模型,不能使硫酸铜饱和溶液结晶,因为Fe的金属活动性比Cu强,能与CuSO4反应(Fe+CuSO4=Cu+FeSO4)生成绿色的硫酸亚铁和铜;
(3)铜丝表面缠上棉线的模型,能较好地析出硫酸铜晶体:
(4)模型必须悬挂在溶液中,若模型与杯壁贴合,冷却后溶液析出的晶体将附着在线圈和杯壁之间,成形的晶体形状不规则。
六、问题与探究
Q:为什么不同的材料结晶情况不同?
A:根据结晶原理,晶体的生长是溶质在晶核表面不断堆积的结果,对澄清的过饱和溶液,在介稳区内是不会产生晶核的,必须靠外界加入的晶种,才能使溶液中的溶质生长到晶种的表面上,而溶液中的固体杂质、微粒、尘埃、容器界面的粗糙度、容器的震动等都会诱发成核。
如果晶核“泛滥”,就无法形成大晶体。由于棉线和铜丝的表面积较大,即晶核较多;加上毛棉线和铜丝上生长的晶体,因相互堆积、相互挤压,致使晶体无法成长。相反,少量的硫酸铜细晶在溶液中分散性较好,容易形成大晶体。这一点,突出表现在了:用棉线作晶种,由于棉线表面存在着大量细小的棉纤维,形成大量的晶核,因此在棉线上“挂”了大量的、不成型的硫酸铜晶体。
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