第三节 物质的结晶

第三节 物质的结晶

一、结晶

1、使溶质结晶的两种方法 （1）、蒸发溶剂：

对溶解度受温度变化影响不大的固体溶质，一般就用蒸发溶剂的方法得到固体。 （2）、冷却热饱和溶液

对溶解度受温度变化影响较大的固体溶质，用冷却热饱和溶液的方法得到固体。 2、晶体和结晶的概念： （1）、晶体：

从溶液中析出的具有规则的几何外形的固体叫做晶体。 （2）、结晶：

已经溶解的溶质在溶液中形成晶体的过程叫做结晶。 3、溶解和结晶是相反的两个过程： （1）结晶跟溶解是相反的两个过程：

（2）、溶解和结晶的微观分析： （3）、溶解平衡：

溶质溶解的速度等于结晶的速度，溶液这时所处的状态叫做溶解平衡。 溶解平衡是一种动态平衡。 【思考】

1、为什么溶质不能在一定温度下一定量溶剂里无限溶解？ 2、为什么冷却热饱和溶液会析出晶体？ 二、结晶水和结晶水合物 1、有关结晶水合物的概念：

（1）、结晶水：物质在水溶液里析出，形成晶体时，晶体里常结合一定数目的水分子，这样的水分子叫做结晶水。

（2）、结晶水合物：

含有结晶水的物质叫做结晶水合物。 2、常见的结晶水合物

∆

3、CuSO4·5H2O CuSO4 + 5H2O (蓝色） （白色） CuSO4 + 5H2O = CuSO4·5H2O （白色） （蓝色） 结晶水合物是具有一定组成的化合物。 ．．．．．．．．．．．．．．．．4、风化和潮解： （1）、风化：

结晶水合物失去一部分或全部结晶水的现象叫做风化。 （2）、潮解：

晶体能吸收空气里的水蒸气，在晶体的表面逐渐形成溶液，这个现象叫做潮解。 三、有关溶解和结晶的计算：

例1、50℃时300克KNO3饱和溶液加热蒸发掉60克水，现冷却到50℃，能析出多少克KNO3晶体？

分析：此题的实质是求在50℃时60克水里溶解了多少克KNO3使溶液达到饱和，那么，在同一温度下，减少60克水，就要析出同样多的KNO3晶体。

这类题的解法有三种，其中最简单的是按以下关系式解题：

析出溶质的质量减少的溶剂质量

=

溶解度100克

解：查KNO3的溶解度曲线，50℃时KNO3的溶解度是85.5克。 设在50℃时蒸发掉60克水能析出KNO3X克。那么：

85.5克 = 60克100克

x =

60克×85.5克

100克

x

=51.3克

答：能析出KNO3晶体51.3克。 2、根据溶解度差计算

例2、把300克30℃的NH4Cl饱和溶液加热到60℃，还能溶解多少克NH4Cl？ 分析：温度升高，加入溶质溶液在高温下达到饱和，要求加入溶质的量，可按以下关系式求解：

升温后 加入溶质的质量 升温后 饱和溶液质量

＝

两种不同温度下溶解度差值（正值）

１００克＋溶解度（升温后）

相反，若是一定量的饱和溶液从高温降低到一定温度，求析出晶体的质量应用下面关系式求解：

温度降低后 析出溶质的质量

高温时 饱和溶液质量

＝

两种不同温度下的溶解度差值（正值）

１００克＋溶解度（高温时）

解：查NH4Cl的溶解度曲线，得：NH4Cl在30℃时的溶解度是41.4克，60℃时的溶解度是55.2克。

设把300克30℃的NH4Cl饱和溶液加热到60℃还能溶解Ｘ克NH4Cl。则：

x300+x

55.2−41.4100+55.2

155.2x = 300×13.8-13.8x x =

300×13.8169

≈24（克）

答：把300克30℃的NH4Cl饱和溶液加热到60℃，还能溶解24克NH4Cl。 四、有关结晶水合物的计算：

例1、计算硫酸铜晶体里结晶水的质量分数 解： =

5H2OCuSO4·5H2O·

×100%

100%

5×(1×2+16)

63.5+32+16×4+5×(1×2+16)

≈36%

答：硫酸铜晶体里结晶水的质量分数约是36%。

例2、分析测得1.390g硫酸亚铁的结晶水合物中，含有硫酸亚铁（无水）0.760g，求硫酸亚铁晶体的化学式？

解：硫酸亚铁晶体中含有结晶水： 1.390-0.760=0.63(g) 结晶水的质量分数为：

0.631.390

×100%=45.3%

设一个硫酸亚铁晶体分子中含有X个结晶水分子。那么：

XH2OFeSO2·xH2O

100%=45.3%

解之，得： X=7

∴硫酸亚铁晶体的化学式是FeSO4·7H2O. 答：硫酸亚铁晶体的化学式是FeSO4·7H2O。

例3、90℃时饱和CuSO4溶液480克，加热蒸发掉20克水，再恢复到90℃，可析出晶体CuSO4·5H2O多少克？（90℃时无水CuSO4的溶解度是60克）

分析：解这类题目必须注意两点：

①、晶体析出后母液是饱和溶液，剩下的母液中溶质、溶剂质量之比等于该温度下溶解度克数与溶剂量100克水之比。

②、若用折算法计算，实际是仅用一次结晶析出量折算成水合晶体的量，未考虑结晶水的析出会使溶剂减少而再结晶。所以折算法是错误的。

解：设可析出X克CuSO4·5H2O晶体。 X克晶体中含纯CuSO4的质量分数为

5H2OCuSO4·5H2

CuSO4

CuSO4·5H2O250

=

160

克；含H2O的质量分数为

=x克。 O250

60

90

在480克饱和硫酸铜溶液中含有溶质CuSO4的质量为480×100+60克，含水的质量为480-180=300（克）。

依题意，得：

100：60=（300-20-250X）：（180-250X）

90

160

解之，得：

X≈28.30（克） 答：可析出CuSO4·5H2O28.30克。

四、本节知识梳理：

蒸发溶剂 结晶的方法 冷却热饱和溶液

一、结晶结晶：溶质在溶液中形成晶体的过程叫做结晶。 溶解和结晶是相反的两个过程：固体溶质

溶解结晶

溶液里的溶质

结晶水：物质在水溶液中形成晶体时结合的一定 数目的水分子，叫做结晶水。

风化：结晶水合物失去部分或全部结 0 晶水的现象叫风

三、有关溶解和结晶的计算

作 业

1、选择正确的答案填在括号里。 （1）、晶体里（ ）。

①一定含有结晶水；②不一定都含有结晶水；⑶不含结晶水。 （2）、结晶水合物是（ ）。

①具有一定组成的化合物；②混合物；③溶液。 2、在实验室里，为什么可以用氯化钙作干燥剂？

3、计算碳酸钠晶体（Na2CO3·10H2O）里，含结晶水的百分比是多少？

4、把20℃的食盐饱和溶液200克，加热蒸发掉40克水，再冷却到20℃时，有多少克食盐结晶析出？（提示：食盐的溶解度可由溶解度表查出）

5、在20℃时，把30克硝酸钠溶解在60克水里，所得溶液为不饱和溶液。为了使它成为饱和溶液，可以用下面的方法：

（1）、蒸发溶剂的方法。需要蒸发掉多少克水，才能成为饱和溶液？（20℃时，硝酸钠的溶解度为88克）

（2）、增加溶质的方法。需要增加多少克硝酸钠，才能成为饱和溶液？