明矾的制备实验报告

明矾的制备、组分含量测定及其晶体的培养

一. 实验目的

1. 熟练掌握无机物的提取、提纯、制备、分析等方法的操作及方案设计。

2. 学习设计综合利用废旧物的化学方法。

3. 学习从溶液中培养晶体的原理和方法。

4. 自行设计鉴定产品的组成、纯度和产率的方法，并鉴定之。

仪器和试剂

（1）仪器： 100cm3烧杯，布氏漏斗，抽滤瓶，表面皿，玻璃棒，试管，电子天平，容量瓶（250 mL、100mL），移液管，锥形瓶（两个），烘箱。

（2）试剂废铝（易拉罐），NH

3· H

2

O（6mol·dm-3），H

2

SO

4

（9mol·dm-3），

KAl（SO

4）

2

·12H

2

O 晶种， EDTA溶液(0.02599mol·L-1)，二甲酚橙(XO，2g·L-1)

水溶液，HCl(6mol·L-1，3mol·L-1)，NH

3·H

2

O（1+1），六次甲基四胺溶液

(200g·L-1)，Zn2+(0.02581 mol·L-1)；NH

4

F溶液：200 g·L-1，贮于塑料瓶中；

KOH溶液：1.5mol/L 取8.416g KOH定容于100ml容量瓶中；

氯化钡溶液：0.25g/mL ，取25.45克氯化钡溶于100mL蒸馏水中；

硫酸根标准贮备溶液：550ug/mL，准确称取1.3522g已烘干的基准硫酸钾定容于100mL容量瓶中。

二. 实验提要

目前使用的铝制品的包装和用具较多，因此废旧饮料罐、盒，铝质导线等废

铝很多，设计简便的方法由铝制的易拉罐制备明矾（KAl(SO

4)

2

·12H

2

O），并培

养明矾的单晶，计算产率和鉴定产品的质量。

1、实验原理

（1）明矾的制备

将铝溶于稀氢氧化钾溶液制得偏铝酸钾：

2Al+2KOH+2H

2O=2KAlO

2

+3H

2

往偏铝酸钾溶液中加入一定量的硫酸，能生成溶解度较小的复盐

KAl(SO

4)

2

·12H

2

O] 反应式为：

KAlO

2+2H

2

SO

4

+10H

2

O=KAl(SO

4

)

2

.12H

2

O

温度 T/K 物质种类

27

3

28

3

29

3

30

3

31

3

33

3

35

3

36

3

KAl(SO

4)

2

·12H

2

O/g

3.

00

3.

99

5.

90

8.

39

11

.7

24

.8

71

.0

10

9

243

.2 .5 .4 .4 .8 .2 .0 .8

K 2SO

4

/g 7.

4

9.

3

11

.1

13

.0

14

.8

18

.2

21

.4

22

.9

单晶的培养

要使晶体从溶液中析出，从原理上来说有两种方法。以图1的溶解度曲线的过溶解度曲线为例，

为溶解度曲线，在曲线的下方为不饱和区域。若从处于不饱和区域的 A 点状态的溶液出发，要使晶体析出，其中一种

方法是采用的过程，即保持浓度一定，降低温度的冷却法；另一种办法是采用

的过程，即保持温度一定，增加浓度的蒸发法。用这样的方法使溶液的状态进入到

线上方区域。一进到这个区域一般就有

晶核产生和成长。但有些物质，在一定条件下，虽处于这个区域，溶液中并不析出晶体，成为过饱和溶液。可是过饱和度是有界限的，一旦达到某种界限时，稍加震动就会有新的，较多的晶体析出（在图中，

表示过饱和的界限，此曲线称为过溶解度曲线）。在和

之间的区域为准稳定区域。要使晶体能

较大地成长起来，就应当使溶液处于准稳定区域，让它慢慢地成长，而不使细小的晶体析出。

根据溶解与结晶原理，在饱和溶液中采用加入人工晶种方法培养硫酸铝钾的单晶。

KAl(SO

4)

2

·12H

2

O 为正八面体晶形。为获得棱角完整、透明的单晶，应让籽

晶（晶种）有足够的时间长大，而晶籽能够成长的前提是溶液的浓度处于适当过

饱和的准稳定区（图 11 的区）。

本实验通过将室温下的饱和溶液在室温下静置，靠溶剂的自然挥发来创造溶液的准稳定状态，人工投放晶种让之逐渐长成单晶。

2、制备：

制备工艺路线大致如下：

步骤及现象：

2.1.1清除废铝表层的污染物，洗净，干燥。

2.1.2称取1.8g 废铝，加入KOH 50ml，加热溶解。有大量的气泡产生，随着产品的溶解，溶液瞬间变成黑色，溶解到无气泡再产生，固体几乎消失时停止。

2.1.3抽滤，取下清液。滤液显微黄色。