《2025年同步练习册山东科学技术出版社九年级化学全一册鲁教版五四制》

跨学科实践活动 2 制备五水硫酸铜晶体
【核心知识】
1. 溶解度与结晶方法
(1) 溶解度随温度变化的规律：硫酸铜的溶解度随温度升高显著增大。
(2) 结晶方法选择：若溶解度随温度变化大(如硫酸铜)，应选择_______结晶法；若溶解度受温度影响小，则选择_______结晶法。
(3) 五水硫酸铜$(CuSO_4 \cdot 5H_2O)$的晶体结构特点：蓝色透明晶体，含结晶水，受热易失去结晶水变为白色粉末。
2. 实验操作要点
(1) 配制饱和溶液时需控制温度与溶剂量，避免_______混入。
(2) 降温速度影响晶体质量：降温过快会导致晶体_______，需通过水浴或自然冷却实现缓慢降温。
【设计先行】
任务：设计五水硫酸铜晶体制备方案
根据表中数据，回答以下问题：

1. 计算：若在$60℃$时量取$200mL$水加入_______g 硫酸铜晶体能配成饱和溶液。
2. 称量：用托盘天平或电子秤称量五水硫酸铜，放入干燥的_______中；用_______量取$200mL$水倒入烧杯中。
3. 加热溶解：用酒精灯加热至$60℃$左右，并用_______持续搅拌至完全溶解。
4. 降温结晶：把上述溶液静置并冷却到室温（可水浴冷却）。
5. 制备硫酸铜晶体：过滤硫酸铜溶液，选取规则的小晶体作为晶种，用尼龙线或棉线悬挂于滤液中静置几天，直到晶体体积明显变大。
6. 干燥：用滤纸吸干晶体表面水分，置于阴凉处风干。
【深化思考】
1. 若实验中未得到完整晶体，可能的原因有哪些？请指出两条并说明改进方法。
2. 为什么降温结晶法更适用于制备五水硫酸铜晶体？结合溶解度曲线解释。
3. 如何利用温度计和水浴装置精确控制降温速度？
4. 尝试设计一种晶体生长模具，使晶体形成特定形状（如星形），简述设计思路。

答案：
(2)降温 蒸发
@@
(1)灰尘和杂质
(2)结晶不均匀不规则
@@1. 261.875 2. 烧杯；量筒 3. 玻璃棒 深化思考 1. 原因1：降温速度过快；改进：缓慢降温（如自然冷却或水浴控温缓慢降温）。 原因2：溶液未达饱和；改进：确保60℃时溶质完全溶解且达到饱和状态。 2. 五水硫酸铜溶解度随温度升高显著增大（如60℃溶解度83.8g，0℃23.1g），降温时溶解度急剧减小，易析出大量晶体，故适合降温结晶。 3. 用温度计监测水浴温度，通过向水浴中缓慢加入冷水或调节水浴散热速率，使温度计示数缓慢降低，控制溶液降温速度。 4. 制作星形透明模具（如塑料/玻璃），将晶种固定于模具中心，模具内壁设星形凹槽，引导晶体沿凹槽方向生长形成星形。

1. 课外活动小组的同学们完成了自制硫酸铜晶体的实验（不考虑水分蒸发）。通过观察、分析、推理判断，总结出的下列观点中不合理的是（B）


A.①中溶液为硫酸铜的饱和溶液
B.②→③过程中硫酸铜溶液的质量不变
C.①与④溶液的溶质质量分数相等
D.③→④过程中硫酸铜晶体逐渐变大

答案： B