高三化学 13结晶水合物及胶体培优教案_高三化学胶体教案

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结晶水合物及胶体

网上课堂 [本讲主要内容] 1．结晶水合物的概念、性质 2．关于结晶水合物的计算

3．有关胶体教学中几个问题的说明

[学习指导及例题] 一．结晶水合物的概念及性质: 1．结晶水合物都是纯净物。2．结晶水以三种形式存在。（1）配位水，水分子与配位键与金属离子相结合，如AlCl3·6H2O可以写成[Al(H2O)6]Cl3（2）阴离子水，水分子通过氢键与阴离子结合，如绿矾FeSO4·7H2O，2-有6个水分子形成配位水，1个水分子与SO4形成氢键，可写成[Fe(H2O)6SO4(H2O)]；（3）晶格

3+水，如明矾晶体KAl(SO4)2·12H2O，12个水分子有6个通过配位键同Al结合，另外6个水分子在晶格中占有确定的位置，它们是晶格水。

3．为什么有的晶体里含有一定数目的结晶水？

物质溶于水，一是扩散过程，另一是水合过程，水合过程中某些溶质分子（或离子）跟

+一定数目的水分子结合成水合分子或水合离子，如无水硫酸铜可水合成CuSO4·5H2O，H水合+2+2+成H3O，Mg水合成[Mg(H2O)6]等等。这些有的只能在溶液中存在，有的在结晶过程中析出成为含结晶水的晶体。不是所有的晶体里都含结晶水，也不能改为凡是含水物都是结晶水合物。

4．结晶水合物受热可否失去结晶水？

结晶水合物具有受热失去结晶水的特性，但因结合力不完全相同，加热脱水的方式也不同，分成三类。

（1）加热水解，如某些含结晶水的卤化物，硝酸盐，水合阳离子有较强的水合能力，加热时不完全脱水，而是水解生成金属氧化物。如：2AlCl3·6H2OAl2O3+6HCl↑+9H2O↑，2FeCl3·6H2OFe2O3+6HCl↑+9H2O↑，Mg(NO3)2·6H2OMgO+2HNO3↑+5H2O↑

（2）加热简单脱水，这是水合作用很弱的结晶水合物脱水形式，加热得到无水盐。如：CaCl2·6H2OCaCl2+6H2O↑

（3）有些结晶水合物很不稳定，常温下在干燥空气里就逐渐失去结晶水，这种现象叫风化。如碳酸钠晶体（Na2CO3·10H2O）。

5．影响结晶水数目的因素: 结晶水的多少除与该晶体的阳离子、阴离子、晶体构型有关外，还与外界条件有关，如在不同温度下，同一种物质能形成不同数目结晶水的晶体。如： CuSO4·3H2OCuSO4·H2OCuSO4 CuSO4·5H2O二．关于结晶水合物的计算: 1．相对分子质量 CuSO4·5H2O=160+90=250 2．计算各元素原子个数比，如CuSO4·5H2O N(Cu):N(S):N(O):N(H)=1:1:9:10 102C113C258C3．计算各元素的质量比，如Na2SO3·7H2O m(Na):m(S):m(O):m(H)=(23×2):32:(16×10):14=23:16:80:7 4．计算结晶水的质量分数: 例1: 求Na2CO3·10H2O中结晶水的质量分数 解：ω(H2O)=1018100%63%

106180例2：求CuSO4·5H2O中结晶水的质量分数（36%略）5．计算1mol结晶水合物中，结晶水的物质的量: 例：准确称取CuSO4·xH2O晶体2.5g，置于蒸发皿中加热，直至失去全部结晶水，称得白色粉末质量为1.6g，求该晶体中，每摩含结晶水的物质的量？

解：m(结晶水)=2.5g-1.6g=0.9g 因为结晶水合物的化学式为CuSO4·xH2O所以

m(CuSO4)1.6g1M(CuSO4)160gmol10.11

0.9gxm(结晶水)0.5518gmol1M(H2O)6．计算溶液中溶质的质量分数: 结晶水合物溶于水，结晶水变成溶剂的一部分，溶质是无水物。例：求5g胆矾溶解在80g水中，所得溶液的溶质质量分数 解：ω(CuSO4)m(CuSO4)100%

m[CuSO4(aq)]5g160250100% 5g80g =3.8% 7．计算溶解度:（溶解度符号用S表示）根据溶解度的定义：温度一定，在饱和溶液中

m(溶质)S m(溶剂)100g例：某结晶水合物的化学式为R·nH2O，其相对式量为M。在t℃时ag该结晶水合物溶于bg水中达到饱和状态，求此温度下溶质R的溶解度是多少？

M18nSM解： 18n100gbaMa(M18n)100g 解得：SbM18ana8．结晶水合物的析出计算: 这类问题可以从三个角度分析，一是溶质的总质量不变，原溶液中溶质的质量等于结晶水合物中无水物质量和剩余用液中溶质质量之和；二是一定温度下，析出溶质前后饱和溶液的溶质质量分数不变；三是一定温度下，析出溶质前后，饱和溶液中的溶质与溶剂之比不变。

例：在10℃时，将220g硝酸铝的饱和溶液，蒸发掉60g水后，再冷却到10℃，计算此时有多少克Al(NO3)3·9H2O晶体析出（10℃时，Al(NO3)3的溶解度是67g）？

解法一：按溶质的总质量不变解题: 设析出Al(NO3)3·9H2O的质量为x 220g6721367x(220g60gx)

10067213918167 x=144.3g 解法二：按饱和溶液中溶质和溶剂比例不变解题: 21367375 x=144.3g 918x10060375x解法三：按饱和溶液的溶质质量分数不变解题: 67167x213213918 x=144.3g x60三．有关胶体教学中几个问题的说明: 1．对于淀粉，蛋白质等高分子化合物溶于水形成的分散系，为什么有时称其为溶液，有时又称其为胶体。

教材上以分散质微粒直径的大小给分散系分类的，但是判断一种分散系是否属于胶体，还是溶液，单从分散质微粒直径的大小这一方面来考虑，结论是不全面的。正确判断胶体和溶液，要从分散质的结构认识，如果分散质微粒的结构简单，比如是单分子或较小聚合度的分子或离子，那么这样的分散系称为溶液。由于淀粉、蛋白质溶于水后都是以单分子的形式分散在水中，因此，尽管这些高分子很大，这些分散系仍称为溶液。只是因为高分子的分子大小与胶粒相仿，高分子溶液才具有胶体的一些性质，如扩散慢，不通过半透膜，有丁达尔现象等。化学上把Fe(OH)

3、AgI等难溶于水的物质形成的胶体称为憎液胶体，简称溶胶。而把淀粉蛋白质等易溶于水的物质形成的分散系称为亲液胶体，更多地称为高分子溶液。

2．胶体能在较长时间内稳定存在的原因是什么？

憎液溶胶的胶粒带有相同的电荷，同种电荷相排斥。淀粉、蛋白质等高分子中含有多个极性基因（如-COOH，-OH，-NH2），可以与水高度溶剂化（高分子表面形成水膜），并且胶体粒子不停的作布朗运动，因此胶体可以长时间稳定存在。3．溶液中的溶质微粒也作布朗运动吗？

胶体粒子在各方面上都受到分散剂分子的撞击，由于这些作用力的不同，所以胶体粒子作布朗运动。溶液中的溶质微粒与分散剂（水）大小相仿，所以溶质微粒运动状况与胶粒是有差别的。胶体的丁达尔现象，用超显微镜才可以观察到胶粒的布朗运动。溶液无丁达尔现象，因此用超显微镜观察不到溶质微粒的运动状况。

4．聚沉和盐析有什么区别？

聚沉是憎液（水）胶体的性质。胶体的聚沉过程就是胶粒聚集成较大颗粒的过程。由于憎液胶体的分散质都难溶于水，因此聚沉后，再用一般的溶解方法用水来溶解胶体的聚沉物是不可能的。

盐析是加入电解质使分散质的溶解度减小，而使其析出过程。盐析不是憎液胶体的性质，能发生盐析的分散质都是易溶的，如蛋白质溶液，肥皂，甘油和水的溶液，由于分散质易溶、所以盐析是可逆的。

456 解法三：按温度不变，饱和溶液溶质质量分数不变

2060g20%5g64% 10060gx5g x=11g 15．解：设一价金属为R，其硫酸盐化学式为R2SO4，结晶水合物化学式为R2SO4·10H2O，式量为M+180 解法一：按溶质质量不变解题

maq×36.3%+2.6g=(maq+2.6g-21.3g)×36.3%+21.3g× M=142 R的相对原子质量=

M

M18014296=23 2解法二：饱和溶液中溶质质量分数不变（温度不变）

36.310021.3gM2.6gM180 21.3g2.6g M=142 R的相对原子质量=23 解法三：饱和溶液中溶质跟溶剂的比值不变（温度没变）

M2.6g36.3M180 63.763.7(21.3g2.6g)10021.3g M=142 R的相对原子质量=23 16．解：无水盐M的式量用M表示。用饱和溶液中溶质跟溶剂的量比值不变解题。设加入M·7H2O的质量为x MaSM126则有 126100xM126100a(M126)x=

100M126Sx

[研究性习题参考答案] 17．点拨：

+-1在9.6gA中：n(NH4)=2(0.5mol/L×0.12)-2mol·L×0.0255L=0.049mol 设A的相对式量为M

9.60.049 M=392m M2m(1m)9649 m=1 M=392 n=6 392m100答案：m=1 n=6 18．点拨：在40.20g复盐中含0.6mol结晶水

2-在40.20g复盐中有SO4离子0.2mol

2+ 在40.20g复盐中含0.1molMg

复盐的摩尔质量是402g/mol 答案：（1）A是钾元素K B是镁元素Mg（2）x=2（3）K2Mg(SO4)2·6H2O