鐵銹的成分是氧化鐵氧化鐵能與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，其方程式為Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 ═Fe 2 （SO 4 ） 3 +3H 2 O，由于鐵離子在溶液中呈現(xiàn)黃色，所以反應(yīng)后溶液為黃色；
鑒別熟石灰和石灰石時可取兩者少許并滴加鹽酸，由于氫氧化鈣與鹽酸反應(yīng)時無現(xiàn)象發(fā)生，而石灰石與鹽酸反應(yīng)能生成氯化鈣水和二氧化碳，所以有氣泡產(chǎn)生的是石灰石，相關(guān)的方程式為：Ca（OH） 2 +2HCl═CaCl 2 +2H 2 O；CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑
故答案為：
實驗內(nèi)容 實驗操作及現(xiàn)象、結(jié)論 化學(xué)方程式
用稀硫酸除鐵銹 鐵銹逐漸 溶解，溶液呈黃 色． Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 ═Fe 2 （SO 4 ） 3 +3H 2 O
鑒別熟石灰和石灰石 滴入稀鹽酸 溶液，有氣泡 產(chǎn)生的是石灰石 Ca（OH） 2 +2HCl═CaCl 2 +2H 2 O
；CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑

實驗四 聚形分析

一、預(yù)備知識
1.熟記47種幾何學(xué)單形在各晶族、晶系中的分布；
2.聚形的概念及單形的聚合原則；
3.單形的推導(dǎo)方法。
二、目的與要求
1.了解聚形的特點，鞏固對稱和單形的概念；
2.根據(jù)單形的聚合原則及聚形中單形的特點，熟練地從聚形中分析出組成它的各個單形；
3.熟練地掌握確定單形符號及其名稱的方法。
三、聚形分析的方法及步驟
1.進行聚形分析，確定出組成聚形的各個單形。具體方法和步驟如下：
（1）確定晶體模型的對稱型、晶系和晶族；
（2）觀察一下此聚形晶體上共有多少種形狀大小不同的晶面，在理想形的情況下，一般來說，這就代表了該聚形是由多少個單形聚合而成的（為什么？），而每組相互間同形等大的晶面，都各自構(gòu)成一個單形；
（3）首先考慮其中的一個單形，根據(jù)它的晶面數(shù)目、晶面與晶面之間及晶面與對稱要素之間的相對位置關(guān)系，以及假想此單形的各晶面擴展至彼此相交，將其他單形的晶面掩沒后所恢復(fù)出的獨立存在時的形狀，從而定出此單形的名稱；
（4）同理，逐一考慮其他所有的單形，定出它們的名稱。
2.確定單形符號，步驟如下：
（1）進行晶體定向；
（2）按不同晶族晶體代表晶面的選擇規(guī)則來選擇各單形的代表晶面，并盡量利用對稱關(guān)系來判斷某些晶面是否同等程度地朝上或朝前；
（3）定出代表晶面的晶面指數(shù)，按順序連寫并置于大括號內(nèi)，即為所求單形的單形符號；
（4）根據(jù)對稱型和單形符號，定出單形名稱，并以此檢驗前面聚形分析中所得出的結(jié)果是否正確，具體方法是：根據(jù)晶體所屬的晶系，在教科書中找到相應(yīng)晶系的單形表，然后在表中找到相應(yīng)的對稱型和單形符號（有的單形符號在表中是沒有的，此時可找指數(shù)絕對值與之相同的單形符號，例如｛hkl｝可找｛hkl｝,｛0001｝可以找｛0001｝等，其結(jié)果完全一樣），在前者所在的橫行與后者所在的縱列的交點上，即為所欲確定的單形的名稱。
四、單形推導(dǎo)的方法和步驟
單形推導(dǎo)，即根據(jù)單形的聚合原則、單形的概念及其對稱特點，推導(dǎo)出每種對稱型中所有可能存在的單形的種類。如果知道晶體的對稱型，確定原始晶面與對稱要素在空間的一種相對位置，就可以利用對稱要素的作用推導(dǎo)出原始晶面和對稱要素有相同空間關(guān)系的一組晶面，即推出一個單形；改變原始晶面與對稱要素的空間相對位置，又可以推出另一個單形；依此類推，直至考慮完原始晶面與對稱要素所有可能的空間相對位置，即將該對稱型可能出現(xiàn)的全部單形推導(dǎo)出來了。
以對稱型L4PC單形的推導(dǎo)為例。在這個對稱型中，四次對稱軸L4和對稱面P垂直，它們的交點為對稱中心C。原始晶面和對稱要素的相對位置可能有以下幾種可能：


圖1 四方晶系對稱型L4PC單形的推導(dǎo)方法

1.原始晶面平行L4，而與對稱面P垂直，則由L4的作用可以得出4個相同的晶面，且交線相互平行；通過對稱面P和對稱中心C的作用不能再引出新的晶面，所推導(dǎo)出的單形是由4個面構(gòu)成的四方柱（圖1a）。
2.如果原始晶面平行于對稱面P，而與L4垂直，則由于對稱面的作用引出兩個相同的晶面；用L4和C不能引出其他晶面，所推導(dǎo)出的單形即為平行雙面（圖1b）。
3.如果原始晶面與L4和對稱面P皆斜交，則由L4的作用引出上部4個晶面；由對稱面P或?qū)ΨQ中心C引出下部4個晶面，即組成四方雙錐單形（圖1c）。
如此，由對稱型L4PC共推導(dǎo)出3種單形，即四方柱、平行雙面和四方雙錐。具有L4PC對稱型的聚形晶體只能由這3種單形組成。而別的單形不屬于這一晶類，故不能聚合在一起。所以這里的四方雙錐不是八面體。
用同樣的方法對其余31種對稱型進行推導(dǎo)，每一對稱型推導(dǎo)出的單形可以有1～7個。將所推得的單形總加起來，去掉重復(fù)的，共得出146種結(jié)晶學(xué)單形。如果僅考慮其幾何外形的話，共有47種幾何學(xué)單形。
對32種對稱型中單形的推導(dǎo)方法，也可以在極射赤平投影圖上進行。赤平投影對于單形的推導(dǎo)有極大的幫助，直觀、方便。
例1 對稱型L33L23PC的單形的推導(dǎo)方法步驟：
（1）將對稱型L33L23PC的各個對稱要素投影到赤平投影圖上（圖2），注意該對稱型所屬晶系的晶體定向特點；


圖2 三方晶系對稱型L33L23PC單形的推導(dǎo)

（2）投影圖被分為數(shù)個全等的三角形（三角形的形狀大小，與對稱要素的關(guān)系都相同），取其中1個三角形（圖2斜線部分）作代表來分析；
（3）將原始晶面7個可能的位置1、2、3、4、5、6、7，分別標(biāo)于圖示三角形的頂點、邊上和內(nèi)部，即為原始晶面法線投影點的7種可能位置；
（4）利用全部對稱要素的作用，根據(jù)每一種可能位置上的原始晶面推導(dǎo)出對應(yīng)單形的晶面總數(shù)，由此得出7個單形（小括號內(nèi)為晶面數(shù)目，大括號及其指數(shù)為對應(yīng)單形符號）：
位置1——平行雙面（2）——｛0001｝，
位置2——六方柱（6）——｛1120｝，
位置3——六方柱（6）——｛1010｝，
位置4——復(fù)六方柱（12）——｛hki0｝，
位置5——菱面體（6）——｛h0hl｝，
位置6——六方雙錐（12）——｛hh2hl｝，
位置7——復(fù)三方偏三角面體（12）——｛hkil｝。
所得的7個單形中除了2個重復(fù)的六方柱外，只有6個幾何形態(tài)不同的單形：平行雙面、六方柱、復(fù)六方柱、菱面體、六方雙錐和復(fù)三方偏三角面體。其中，前5種單形屬于特殊形（晶面與相同對稱要素垂直、平行或以等角度相交）；最后一種單形為一般形（晶面不與任何對稱要素垂直或平行或以等角度相交），所以對稱型L33L23PC的晶體屬復(fù)三方偏三角面體晶類。
例2 等軸晶系的對稱型3L44L36L29PC在赤平投影圖上的單形推導(dǎo)，方法同上。在考慮原始晶面和對稱要素的可能位置時，我們?nèi)∑渲?個三角形來分析（圖3斜線部分）。從而推出以下單形：


圖3 等軸晶系對稱型3L44L36L29PC單形推導(dǎo)

位置1— —垂直于L4的晶面為立方體（6）— —｛100｝，
位置2——垂直于L3的晶面為八面體（8）——｛111｝，
位置3——垂直于L2的晶面為菱形十二面體（12）——｛110｝，
位置4— —晶面位于L4和L3之間則為四角三八面體（24）— —｛hkk｝，
位置5— —晶面位于L3和L2之間則為三角三八面體（24）— —｛hhl｝，
位置6— —晶面位于L4和L2之間則為四六面體（24）— —｛hk0｝，
位置7— —晶面位于三角形內(nèi)的任意位置，則為六八面體（48）— ｛—hkl｝。
對于高級晶族而言，所得7個單形中，前6個為特殊形，最后1個單形為一般形，所以對稱型為3L44L36L29PC的晶體屬六八面體晶類。
五、注意
1.彼此間較易于混淆的單形，應(yīng)特別注意加以區(qū)別（具體如何區(qū)別？尤其是它們在聚形中出現(xiàn)時如何進行區(qū)別？）。
2.有的單形有左形和右形的區(qū)別，例如對各種偏方面體而言，當(dāng)定向完畢后，面對觀察者來說，在其朝前上方的晶面中，對于它的兩條不等長的晶棱來說，若長者在左，即為左形；長者在右則為右形。
3.在聚形中，由于各個單形的晶面相互切割的結(jié)果，經(jīng)常可以使得一個單形的晶面形狀與它單獨存在時的形狀相差很遠，甚至變得面目全非，因此，單純根據(jù)晶面本身的形狀來識別單形，非常不可靠，應(yīng)該避免。
4.決定聚形中的單形名稱時，需要強調(diào)對稱要素的關(guān)系及將晶面數(shù)目等聯(lián)系起來考慮。只有屬于同一對稱型的單形才有可能相聚，如四方柱決不會與八面體相聚；四方雙錐也不會與立方體相聚。
5.屬于同一單形的晶面決不能分開為不同單形考慮，也不能把不同單形的晶面合為一個單形考慮。選擇某個單形的代表晶面時，必須是在屬于該單形的所有晶面中來選擇。單形符號必須用大括號來表示，切勿與晶面符號或晶棱符號相混淆。
6.幾何形狀相同的單形可在不同的晶類中出現(xiàn)，如立方體可在等軸晶系的全部5個晶類中出現(xiàn)。應(yīng)該指出這種不同晶類出現(xiàn)的同一單形，只是具有幾何上的相等性（晶面及單形的幾何形狀相同），而在實際晶體的對稱上卻存在著差異，不同晶類（不同對稱型）的立方體晶面上的晶面條紋、蝕像及其晶面形態(tài)細節(jié)等不同，所以不同晶類出現(xiàn)的立方體的對稱程度不同。如圖4等軸晶系不同晶類中立方體晶面上不同的晶面條紋。


圖4 不同晶類的立方體晶面上的晶面條紋及蝕像

7.在同一聚形中可以出現(xiàn)兩個或兩個以上相同名稱的單形，則在記錄表中要求一個一個分別寫出。
六、作業(yè)
按如下表格式記錄分析晶體模型的單形：

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)實驗指導(dǎo)書


七、思考題
1.小結(jié)一下：如何系統(tǒng)地分析一個晶體模型，從而確定出它的晶族、晶系、對稱型以及單形名稱和單形符號？對于一個呈歪形的實際晶體又如何進行？
2.為什么等軸晶系的單形全為閉形，而三斜和單斜晶系的單形全為開形？
3.為什么不同的對稱型之間，它們｛hkl｝形式的單形全都是不同的，而它們的其他某些單形相互間卻可能是相同的（指幾何外形相同，例如等軸晶系5個對稱型中的｛111｝在三個對稱型中都是八面體，而在另兩個對稱型中都是四面體）？
4.以下各組單形能否相聚？如不能，其理由是什么？
①八面體和平行雙面；②四方雙錐和平行雙面；③六方柱和菱面體。

標(biāo)簽：實驗分析