硫酸铜晶体的生长

实验目标:

1.练习用结晶方法制备晶体。

2.掌握搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作技能。

3.了解结晶。即结晶是固体溶液从饱和溶液中析出的过程。结晶的方法通常有两种:(1)是蒸发溶剂法；(2)是冷却热饱和溶液法。前者一般用来得到溶解度随温度变化较小的固体溶质

原理：

1.硫酸铜的溶解度是随温度升高而逐渐增大的，冷却硫酸铜的热饱和溶液可制得硫酸铜晶体。

2.冷却硫酸铜的热饱和溶液，会打破原来的溶解平衡，过剩的溶质就以晶体

形式析出。晶体的析出生长必须要有一个核心(即晶核、晶种)，这样才能使粒子一层一层地有规则地建筑起来。反复进行结晶，可以使晶体越长越大，成为大晶体。析晶时，如果开始晶种很少，过剩的溶质都能集中在少数的晶种上，获得的晶体就越大。振动会妨碍粒子的有序排列，使晶形不完整。晶形还与降温快慢有关。

实验器材与药品：

药品：硫酸铜晶体、蒸馏水

器材：线、三脚架、烧杯、玻璃棒、量筒、酒精灯、石棉网

 

第二篇：浙教版科学八年级上册第一章第19课时实验硫酸铜晶体的生长

第19课时学生分组实验:硫酸铜晶体的生长

学习目标

1.练习用结晶方法制备晶体。

    2.掌握搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作技能。

    3.了解结晶。

课堂学习设计

    [课前练习]

    1.结晶是  固体溶质  从  饱和溶液  中析出的过程。

    2.结晶的方法通常有两种:(1)是  蒸发溶剂  法；(2)是  冷却热饱和溶液  法。前者一般用来得到  溶解度随温度变化较小  的固体溶质，如得到  氯化钠晶体  ，实例  海水晒盐  。后者一般用来得到  溶解度随温度变化较大  的固体溶质，如得到  硝酸钾晶体  。

    [科学探究]

  一、制备硫酸铜晶体的原理

    1.硫酸铜的溶解度是随温度升高而逐渐增大的，冷却硫酸铜的热饱和溶液可制得硫酸铜晶体。

    2.冷却硫酸铜的热饱和溶液，会打破原来的溶解平衡，过剩的溶质就以晶体形式析出。晶体的析出生长必须要有一个核心(即晶核、晶种)，这样才能使粒子一层一层地有规则地建筑起来。反复进行结晶，可以使晶体越长越大，成为大晶体。析晶时，如果开始晶种很少，过剩的溶质都能集中在少数的晶种上，获得的晶体就越大。振动会妨碍粒子的有序排列，使晶形不完整。晶形还与降温快慢有关。

    3.制备较大颗粒的晶体需控制的条件:晶种少，晶形完整，防震防尘，降温要缓慢。

    二、硫酸铜晶体的生长

    1.制备小晶体。

    烧杯中加入50毫升蒸馏水，在另一只较大的烧杯中加入100毫升左右的蒸馏水，小烧杯放在大烧杯中，使大烧杯内液面略高于小烧杯内液面。将大烧杯放在石棉网上加热，到比室温高出70℃时停止加热，向小烧杯内加入研细的硫酸铜晶体粉末，搅拌，配成饱和溶液。趁热过滤，得到澄清的硫酸铜溶液。在装有澄清硫酸铜溶液的烧杯上盖上干净的白纸，烧杯外壁围上棉花保温(或放在泡沫塑料盒中)，静置一夜，便可制得晶形完整的小晶体。   

    2.小晶体“长大”为大晶体。

    晶形完整的小晶体用线系住，放人温度略高于常温的硫酸铜澄清饱和溶液中，保温，缓慢冷却，小晶体慢慢长大。反复操作，小晶体便“成长”为大晶体。

    三、实验成功的关键

    制备较大颗粒的晶体需要反复进行操作，获得形状完整的晶体的关键是控制实验条件。操作中应注意以下几点:

    (1)制备饱和溶液时，防止过饱和而析出晶体；

    (2)过滤速度要快，防止饱和溶液迅速冷却析出晶体；

    (3)冷却速度要缓慢，用棉花或塑料泡沫保温，让饱和溶液缓慢冷却；

    (4)晶种的选择是关键，要获得形状完整的晶种，应使用纯净的硫酸铜，防止灰尘落入溶液；饱和溶液要静置，避免振动；

    (5)晶体的“成长”需要进行多次结晶，整个过程中在线上只留一粒晶体，多余的晶体要去掉，每次取出后要修改其外形，使其保持完整的(三斜晶系)形状。

重点:1.搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作技能。

     2.了解用结晶的方法制备晶体。

难点:掌握规范的实验操作的技能。

课外同步训练

    [基础过关]

    1.下列关于饱和溶液的叙述，正确的是    (  B  )

    A.饱和溶液一定是浓溶液

    B.在一定温度下，同一物质的饱和溶液一定比不饱和溶液的浓度大

    C. 任何物质的饱和溶液，当温度降低时一定会析出溶质

    D.饱和溶液析出晶体后，剩下溶液的浓度一定变小

    2.某温度下，将A物质的水溶液分成等量的两份，在第一份中加入9克A物质，充分搅

拌，尚有1克固体不能溶解；将第二份溶液蒸发掉40克水，并恢复到原温度，溶液恰好饱和，则A物质在该温度下的溶解度是    (  B  )

    A.40克    B.20克    C.8克    D.无法确定

3.某不含结晶水的固体物质A在60℃时溶解度为60克，20℃时为20克，使含水n毫升的A饱和溶液从60℃冷却到20℃，经过充分结晶后进行过滤，滤液质量为150克(设水的密度为1克／毫升)，试求n的值。    (n=125)

    [深化提高]

    4.苦卤中含有的成分主要是氯化镁和氯化钠，图1—40是它们的溶解度曲线，请你应用本次实验中学到的方法和操作技能，设计一个实验，分别制备氯化镁晶体和氯化钠晶体。

    [答]  经分析氯化镁和氯化钠溶解度特点，因氯化镁的溶解度受温度影响较大，而氯化钠的溶解度受温度影响较小，因此冷却热饱和溶液可析出氯化镁晶体，蒸发饱和溶液(蒸发溶剂)法可析出氯化钠晶体。实验设计如下:

    第一步:将苦卤溶于水，加热至沸腾，配成热饱和溶液；

    第二步:冷却热饱和溶液至常温，析出大量晶体，主要是氯化镁晶体，可能含有少量氯化钠，过滤，得到晶体和滤液；

    第三步:将滤液蒸发至有大量晶体析出，停止加热(不要蒸干)，过滤得到晶体，主要成分是氯化钠，可能含有少量的氯化镁；

    第四步:将第二步制得的晶体再配制成热饱和溶液，再冷却、结晶、过滤，可得到较纯净的氯化镁晶体；

    第五步:将第三步得到的晶体再配成常温下的饱和溶液，再蒸发(不要蒸干)、结晶、过滤，可得到较纯净的氯化钠晶体。