鐵銹的成分是氧化鐵氧化鐵能與硫酸反應生成硫酸鐵和水，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黃色，所以反應后溶液為黃色；
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時無現象發生，而石灰石與鹽酸反應能生成氯化鈣水和二氧化碳，所以有氣泡產生的是石灰石，相關的方程式為：Ca（OH） 2 +2HCl═CaCl 2 +2H 2 O；CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑
故答案為：
實驗內容 實驗操作及現象、結論 化學方程式
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、預備知識
1.熟記47種幾何學單形在各晶族、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，都各自構成一個單形；
（3）首先考慮其中的一個單形，根據它的晶面數目、晶面與晶面之間及晶面與對稱要素之間的相對位置關系，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則來選擇各單形的代表晶面，并盡量利用對稱關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，按順序連寫并置于大括號內，即為所求單形的單形符號；
（4）根據對稱型和單形符號，定出單形名稱，并以此檢驗前面聚形分析中所得出的結果是否正確，具體方法是：根據晶體所屬的晶系，在教科書中找到相應晶系的單形表，然后在表中找到相應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、單形推導的方法和步驟
單形推導，即根據單形的聚合原則、單形的概念及其對稱特點，推導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出原始晶面和對稱要素有相同空間關系的一組晶面，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的全部單形推導出來了。
以對稱型L4PC單形的推導為例。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，所推導出的單形是由4個面構成的四方柱（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或對稱中心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，每一對稱型推導出的單形可以有1～7個。將所推得的單形總加起來，去掉重復的，共得出146種結晶學單形。如果僅考慮其幾何外形的話，共有47種幾何學單形。
對32種對稱型中單形的推導方法，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有極大的幫助，直觀、方便。
例1 對稱型L33L23PC的單形的推導方法步驟：
（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

（2）投影圖被分為數個全等的三角形（三角形的形狀大小，與對稱要素的關系都相同），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，分別標于圖示三角形的頂點、邊上和內部，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，根據每一種可能位置上的原始晶面推導出對應單形的晶面總數，由此得出7個單形（小括號內為晶面數目，大括號及其指數為對應單形符號）：
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——復三方偏三角面體（12）——｛hkil｝。
所得的7個單形中除了2個重復的六方柱外，只有6個幾何形態不同的單形：平行雙面、六方柱、復六方柱、菱面體、六方雙錐和復三方偏三角面體。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，方法同上。在考慮原始晶面和對稱要素的可能位置時，我們取其中1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

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，應特別注意加以區別（具體如何區別？尤其是它們在聚形中出現時如何進行區別？）。
2.有的單形有左形和右形的區別，例如對各種偏方面體而言，當定向完畢后，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果，經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，單純根據晶面本身的形狀來識別單形，非常不可靠，應該避免。
4.決定聚形中的單形名稱時，需要強調對稱要素的關系及將晶面數目等聯系起來考慮。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，如立方體可在等軸晶系的全部5個晶類中出現。應該指出這種不同晶類出現的同一單形，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、蝕像及其晶面形態細節等不同，所以不同晶類出現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
按如下表格式記錄分析晶體模型的單形：

結晶學與礦物學實驗指導書


七、思考題
1.小結一下：如何系統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。

標簽：實驗分析