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)達(dá)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(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(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。(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。若含有雜質(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：若離燒杯底部太近，由于有沉底晶體生成，會(huì)與晶體長在一起。同樣，若離溶液表面太近，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)則。 1．(2021·衢州高二檢測)下列說法不正確的是(　　)A．結(jié)晶時(shí)，若溶質(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，則培養(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)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：已知：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/g3.003.995.908.3911.724.871.0109請(qǐng)回答：(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，下列操作合理的是________。A．坩堝洗凈后，無需擦干，即可加入Al(OH)3灼燒B．為了得到純Al2O3，需灼燒至恒重C．若用坩堝鉗移動(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)則明礬大晶體過程中合理的操作并排序________。①迅速降至室溫?、谟貌ＡО裟Σ疗鞅凇、叟渲?0 ℃的明礬飽和溶液　④自然冷卻至室溫?、葸x規(guī)則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中鋁與氫氧化鈉反應(yīng)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應(yīng)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，否則灼燒時(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)，若用坩堝鉗移動(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)則明礬大晶體過程中，需要配制高于室溫10～20 ℃的明礬飽和溶液，選規(guī)則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↑AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 　(2)BCD(3)⑥⑤④【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2021·杭州高二檢測)下列關(guān)于鋁及其化合物的說法中不正確的是(　　)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．鋁制品表面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)則的明礬晶體，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，鋁表面的氧化膜會(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水蒸氣后稀釋為稀硫酸，稀硫酸能溶解鋁罐口部的氧化膜保護(hù)層，B錯(cuò)誤；鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于航空工業(yè)等領(lǐng)域，例如用于制造飛機(jī)構(gòu)件，C正確；培養(yǎng)明礬晶體時(shí)，在飽和明礬溶液中放入幾粒形狀規(guī)則的明礬晶體，靜置幾天后可觀察到明礬小晶體長成明礬大晶體，D正確。 

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