探究活动

制作硫酸铜单晶

目的：

通过制作硫酸铜晶体，检验控制晶体的生长的因素，练习结晶和重结晶操作，培养学生严谨、一丝不苟的科学态度。

仪器和药品：

烧杯100mL、1000mL，玻璃棒，电炉或其它加热设备，小刀，硫酸铜(纯度不低于化学纯)固体

时间：每天30分钟，持续7-35天

操作：

1.在100mL的烧杯中配置硫酸铜饱和溶液，用培养皿盖住烧杯口，静置一夜。

2.从结晶出来的晶体中选择一块晶形比较好的硫酸铜晶体，作为晶种。注意晶种的每一个面都必须光滑，整齐。

3.用一根长约10-15cm的头发或细铜丝将晶种捆好，固定在玻璃棒上。

4.用1000mL烧杯配置3/4烧杯高于室温不超过5℃的饱和硫酸铜溶液，注意硫酸铜溶液中不能有硫酸铜固体

5.将捆有晶种的玻璃棒横放在烧杯口，晶种放入溶液中。注意晶种不能与烧杯接触。烧杯口用白纸盖住。静置。观察。

6.如果晶种上长出多个硫酸铜晶体或硫酸铜则应将晶体取出用小刀切去小的晶体。然后将烧杯内的硫酸铜重新配成高于室温不超过5℃的饱和硫酸铜溶液，注意硫酸铜溶液中不能有硫酸铜固体。

7.重复5，6步骤直到得到满意的晶体为止。

热冰

简介

配制一过饱和醋酸钠溶液，当加入醋酸钠的晶体时，就会立即结晶，而此结晶会充满整个锥形瓶，其样子就像水结冰似的，而且用手摸时会有热热的感觉，故称其为“热冰”。

实验步骤：

1.取一250mL的锥形瓶，装50mL的蒸馏水，加入醋酸钠使其溶于水中，直到无法溶解为止。

2.在锥形瓶内再多加一倍量的醋酸钠，然后放到电炉上加热使其完全溶解，形成过饱和溶液。

3.将溶解完的醋酸钠溶液，用少许的蒸馏水清洗锥形瓶的内壁之醋酸钠，再放到室温下，使其慢慢地冷却，若无其它因素，应可成过饱和的溶液，如图1所示。

4.在做好的过饱和醋酸钠溶液中，加入一些醋酸钠晶体，会使溶液迅速的结晶，并会放出大量的热量，如图2所示。

注：步骤1~3可先在上课前先完成，这样不会耽误上课的时间。

图1 过饱和醋酸钠溶液

图2 醋酸钠晶体

溶液和器材：醋酸钠、蒸馏水、电炉、250mL锥形瓶、滴管

原理和概念：

此反应的反应原理是：

过饱和溶液中含有醋酸根离子、钠离子和水分子，当我们加入醋酸钠晶体时，便给予溶液一种趋势，使其结晶。要使过饱和的醋酸钠结晶有三个条件：动能、机率和方向。而我们加入醋酸钠晶体，是提供其结晶时所须之机率和方向的条件。由反应式可知，当溶液中的粒子结晶时，即反应向左进行，会放出热，这就是为什么锥形瓶摸起来会热热的原因。

注意事项：

1.制备醋酸钠的饱和溶液的锥形瓶必须保持洁净。

2.加热的过程中，不可使溶液沸腾。

3.转移已准备好的过饱和溶液时，要小心，不要摇动过于激烈，否则可能会在移动的过程中产生结晶，而功败垂成。

4.此醋酸钠过饱和溶液可以重复使用，当其结晶之后，再加热后使其慢慢地冷却，便可恢复成原来的过饱和溶液，因为加热可使反应向右进行，使晶体溶解在水中，呈离子的状态。

5.市面上有一种称为热敷袋的东西，即是应用此原理而制造出来的，在示范此实验时，可拿来给学生看或示范之。

问题和参考答案

试解释为何饱和醋酸钠溶液在结晶时，摸起来会热热的?

由下面的反应式可知，当其结晶时，反应是向左进行，因为会放出热量，故摸起来会热热的。

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