1、1实验 8 硫酸铝钾的制备及其晶体的培养一、实验目的1了解从铝制备硫酸铝钾的原理及过程；2进一步认识 Al 及 Al(OH)3 的两性；3学习从溶液中培养晶体的原理和方法。二、实验原理硫酸铝同碱金属的硫酸盐（K 2SO4）作用生成硫酸铝钾复盐。硫酸铝钾(K 2SO4Al2(SO4)324H2O)俗称明矾，它是一种无色晶体，易溶于水，并水解生成Al(OH)3 胶状沉淀。它具有较强的吸附性能，是工业上重要的铝盐，可作为净水剂、造纸充填剂等多种用途。本实验利用金属铝溶于氢氧化钠溶液，生成可溶性的四羟基铝酸钠，金属铝中其它的杂质则不溶，过滤除去杂质。随后用 H2SO4 调节此溶液的 pH 值为 89，
2、即有 Al(OH)3 沉淀产生，分离后，在沉淀中加入 H2SO4，使 Al(OH)3 转化为 Al2(SO4)3，然后制成 Al2(SO4)3 晶体，将 Al2(SO4)3 晶体和K2SO4 晶体分别制成饱和溶液，混合后就有明矾生成。有关反应如下：2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAl(OH) 4 + 3H2Al(OH)4 + H+ = Al(OH)3 + H2O2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2OAl2(SO4)3 + K2SO4 + 24H2O = K2SO4Al2(SO4)324H2O明矾单晶的培养：当有 K2SO4Al2(SO4)324
3、H2O 晶体析出后，过滤得到晶体后，选出规整的作为晶种，放在滤液中，盖上表面皿，让溶液自然蒸发，结晶就会逐渐长大，成为大的单晶，单晶具有八面体晶形。为使晶种长成大的单晶，重要的是溶液温度不要变化太大，使溶液的水分缓慢蒸发。另外为长成大结晶，也可将生成的晶体系上尼龙绳，悬在溶液中。这样晶体在各方面生长速度不受影响，生成的晶体更规则。三、实验用品仪器与材料：烧杯，电子台秤，布氏漏斗，蒸发皿，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，玻璃漏斗，量筒，滤纸，pH 试纸，尼龙线。固体试剂： Al 屑(C.P)， NaOH(C.P) ，K 2SO4(C.P)。液体试剂： H2SO4(3molL1 ，1:1)，BaCl
4、 2（0.1 molL 1 ） 。四、实验内容1Al(OH) 3 的生成称取 2.3 克 NaOH 固体，置于 200mL 烧杯中，加入 30mL 蒸馏水溶解。称取 1 克铝屑，分批放入溶液中（反应剧烈，防止溅出，应在通风橱内进行） ，至不再有气泡产生，说明反应完毕，然后再加入蒸馏水，使体积约为 40mL，抽滤。将滤液转入 200mL 烧杯中，加热至沸，在不断搅拌下，滴加 3molL1 H2SO4，使溶液的 pH 为 89，继续搅拌煮沸数分钟，然后抽滤，并用沸水洗涤沉淀，直至洗涤液的 pH 值降至 7 左右，抽干。 2Al 2(SO4)3 的制备2将制得的 Al(OH)3 转入烧杯中，在不断搅
5、拌下，加入 1:1 H2SO4，并水浴加热。当溶液变清后，停止加入硫酸，得 Al2(SO4)3 溶液。浓缩溶液为原体积的二分之一，取下，用水冷却至室温，待结晶完全后，抽滤，将晶体用滤纸吸干，称重。3明矾的制备及大晶体的培养将称重的硫酸铝晶体置于小烧杯中，配成室温下的饱和溶液。另称取 K2SO4 固体，也配成同体积饱和溶液，然后将等体积的两饱和溶液相混合，搅拌均匀。放置后，就会有明矾晶体析出。过滤，选出规整的作为晶种，放在滤液中，盖上表面皿，让溶液自然蒸发，结晶就会逐渐长大，成为大的单晶，单晶具有八面体晶形。为使晶种生成大的单晶，重要的是溶液温度不要变化太大，使溶液的水分缓慢蒸发。为生成大结晶，也可将生成的晶体系上尼龙绳，悬在溶液中。这样晶体在各方面生长速度不受影响。4性质实验：取少量明矾晶体，验证溶液中存在 Al3+、K 、SO 42 离子，并写出方程式。五、预习内容1 查阅资料，找出检验溶液中含有 Al3+、K 、SO 42 离子的最简单，最可行的方法。2 查出 Al2(SO4)3 和 K2SO4 在不同温度下的溶解度。六、思考题1 为什么用碱溶解 Al?2将硫酸钾和硫酸铝两种饱和溶液混合能够制得明矾晶体，用溶解度来说明其理由。
