1、專題一 物質(zhì)的分離和提純,實驗化學(xué),課題3 硝酸鉀晶體的制備,離子反應(yīng)能夠發(fā)生的條件有哪些？,1、生成難電離物質(zhì)（H2O、CH3COOH） 2、生成難溶物質(zhì)（CaCO3、BaSO4） 3、生成氣體（CO2、H2S） 4、發(fā)生氧化還原反應(yīng)（2Fe3+2I- =I2+2Fe2+）,還有沒有其他類型的離子反應(yīng)？,化學(xué)1：拓展視野 自然界中存在天然純堿主要來自于堿湖和固體堿礦。工業(yè)上以氯化鈉為原料生產(chǎn)純堿。 我國化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法的原理是將二氧化碳通入到氨水的氯化鈉飽和溶液中，其原理為： NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3 = NaHCO3 + NH4Cl 然

2、后分離得到NaHCO3，使其受熱分解得到Na2CO3。,問題情景：工業(yè)上生產(chǎn)硝酸鉀是以NaNO3和KCl為原料，其原理為：NaNO3+KCl NaCl+KNO3。請你根據(jù)以下表中的數(shù)據(jù)分析工業(yè)制備KNO3的原理為何可行？,表1 KNO3等四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）,根據(jù)NaCl、KNO3溶解度隨溫度變化的明顯差異，以及前面所學(xué)的分離方法，考慮如何除去NaCl ？,結(jié)晶：通過減少溶劑或降低溫度使溶質(zhì)從飽和溶液中以晶體形式析出的過程。,1、蒸發(fā)結(jié)晶：通過加熱蒸發(fā)溶液，減少一部分溶劑，使溶液達(dá)到飽和而析出晶體。,（適用于溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)，如NaCl）,2、冷卻結(jié)晶：通過加

3、熱濃縮得到飽和溶液，再通過降低溫度（冷卻至室溫），使晶體從飽和溶液析出。,（適用于溶解度隨溫度變化明顯的物質(zhì)，如KNO3）,減少溶劑,降低溫度,理論分析：根據(jù)KNO3、NaCl溶解度隨溫度的變化特點，可將混合液加熱濃縮，當(dāng)溫度高于100 時，由于KNO3溶解度增加很多，不析出，但NaCl的溶解度增加甚少，故隨溶劑的減少而析出。通過過濾除去NaCl后，再將此溶液冷卻至室溫，即有大量的KNO3晶體析出。,表1 KNO3等四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）,如何分離KNO3和NaCl呢？,實驗方案組織,1、稱取、溶解：稱取20g NaNO3 和17g KCl放入100mL小燒杯中，加入35

4、mL蒸餾水。,考慮：如何加快固體的溶解？,加熱至沸并不斷攪拌,2、蒸發(fā)結(jié)晶析出NaCl: 繼續(xù)加熱、攪拌，減少水量,考慮：蒸發(fā)到什么時候？,溶液減少約為原來一半,考慮：此時如何分離除去氯化鈉晶體以得到KNO3溶液？,若用過濾對KNO3溶液的分離是否有影響？,過濾存在問題：因過濾速度慢，導(dǎo)致KNO3溶液溫度降低而使KNO3晶體析出。,知識更新：減壓過濾（也稱抽濾或吸濾）,原理：循環(huán)水真空泵使吸濾瓶內(nèi)減壓，由于瓶內(nèi)與布氏漏斗液面上形成壓力差，因而加快了過濾速度，并使沉淀抽吸得較干燥。,防倒吸兩則： 1、增加安全瓶（注意進(jìn)出管長短）； 2、先拆抽氣泵與吸慮瓶之間的橡皮管，再關(guān)閉水龍頭。,知識更新：趁

5、熱過濾,使過濾液保持在較高的溫度下，將不溶物或已析出的晶體過濾除去，以防溶液中溶質(zhì)以晶體形式析出。,措施1：漏斗事先進(jìn)行預(yù)熱,注意: 熱過濾時一般不用玻璃棒引流，以免加速降溫；接受濾液的容器內(nèi)壁不要貼緊漏斗頸，以免濾液迅速冷卻析出晶體，堵塞漏斗口。,實驗方案組織,3、趁熱過濾:當(dāng)溶液體積減少到約為原來一半時，迅速趁熱過濾。承接濾液的燒杯應(yīng)預(yù)先加2mL蒸餾水。,考慮：過濾時燒杯為何要預(yù)先加2mL蒸餾水？,使NaCl由飽和溶液變成不飽和溶液，以防其在KNO3冷卻結(jié)晶時因降溫而析出。,4、冷卻結(jié)晶，減壓過濾得到KNO3晶體:把濾液(KNO3，含NaCl)冷卻到室溫，然后進(jìn)行減壓過濾得到較干燥的晶體。

6、,考慮：得到的硝酸鉀晶體純度如何？,硝酸鉀粗產(chǎn)品（含NaCl）,當(dāng)?shù)谝淮谓Y(jié)晶得到的晶體純度不合要求時， 重結(jié)晶：將所得的晶體溶于少量的水，然后再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶或冷卻結(jié)晶、過濾的過程叫重結(jié)晶。,5、重結(jié)晶，提純KNO3晶體:留下約0.1g粗產(chǎn)品，其余粗產(chǎn)品和水按照質(zhì)量比2：1混合，溶解、加熱濃縮、再冷卻結(jié)晶、過濾得到較高純度的硝酸鉀晶體。,考慮：設(shè)計實驗證明重結(jié)晶后KNO3晶體純度提高？,1、制備KNO3粗品,實驗方案整合,趁熱過濾，回收NaCl晶體得KNO3飽和溶液(含NaCl溶液),濾液冷卻至室溫， 析出KNO3晶體, （混有NaCl晶體）,蒸發(fā)至溶液體積約為原來一半，析出NaCl晶體,加熱溶

7、解： 20g NaNO3 17g KCl、35ml水，加熱至沸,抽濾： 得KNO3晶體 (混NaCl晶體 ),稱量： 稱量得 ， 粗KNO3質(zhì)量,溶解： 按KNO3H2O= 21 加適量水溶解,加熱： 沸騰 即止,冷卻： 有針狀 KNO3析出,抽濾： 得KNO3晶體,烘干： 水浴烘干 (在表面皿中）,稱重: 精品KNO3,2、KNO3提純（重結(jié)晶）,實驗方案整合,問題討論：很多同學(xué)在實驗中的得到的硝酸鉀晶體大而美觀，但有少數(shù)同學(xué)的晶體顆粒較小。請結(jié)合教材分析可能的原因是什么？,遷移應(yīng)用：以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：,氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如圖所示，回

8、答下列問題：,（1）制備10.7g NH4Cl，理論上需NaCl g。,（2）實驗室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有燒杯、玻璃棒、酒精燈、 等。,（3）“冷卻結(jié)晶”過程中，析出NH4Cl晶體的合適溫為 。,（4）不用其他試劑，檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法是 。,（5）若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是 。,練習(xí)：,1、某實驗小組只領(lǐng)取了下列儀器或用品：鐵架臺、鐵圈、鐵夾、三角架、石棉網(wǎng)、燒杯、漏斗、分液漏斗、酒精燈、玻璃棒、量筒、蒸發(fā)皿、圓底燒瓶、火柴。只用上述儀器或用品，下列實驗操作不能進(jìn)行的是( ) A、蒸發(fā) B、萃取 C、過濾 D、蒸餾,CD,2、減壓吸濾裝備和普通

9、的過濾裝置相比，除可加快過濾速度外，還具有的優(yōu)點是（） A、可過濾膠狀沉淀 B、可過濾顆粒更小的沉淀 C、可使沉淀中的雜質(zhì)減少 D、可得到較干燥的沉淀,D,拓展課題：粗鹽的提純,一、粗鹽中的雜質(zhì) 用海水、井水、鹽湖水等直接制鹽，只能得到粗鹽。粗鹽中含有較多的雜質(zhì)，除了含有不溶性的泥沙，還含有氯化鈣、氯化鎂、硫酸鹽等可溶性的雜質(zhì)。,二、除去粗鹽中的不溶性雜質(zhì),1.溶解,儀器：燒杯、玻璃棒,玻璃棒的作用：,加快溶解速度,2.過濾,儀器：帶鐵圈的鐵架臺、漏斗、燒杯、濾紙、玻璃棒,玻璃棒的作用：,引流,稱取適量粗鹽加到盛有蒸餾水的燒杯中，邊加邊用玻璃棒不斷攪拌，直至粗鹽不再溶解止。,組裝過濾器，將燒杯

10、中的液體沿玻璃棒倒入過濾器中，進(jìn)行過濾。 在操作過程中注意“一貼二低三靠”，,實驗步驟： 1除SO42-、Mg2+、過量的Ba2+、Ca2+ 向上述澄清濾液中，加入過量的BaCl2 溶液，除去SO42-，稍靜置，取少量上層清液滴加BaCl2溶液，不再產(chǎn)生渾濁，證明BaCl2溶液已加過量；再加入過量的NaOH和Na2CO3溶液，除去Mg2+、Ca2+和過量的Ba2+（靜置，取少量上層清液，滴加NaOH和Na2CO3溶液，不再渾濁，說明溶液中不再含有Mg2+、Ba2+、Ca2+,NaOH和Na2CO3溶液已過量），過濾，得濾液。 2除過量的OH、CO32 向上述濾液（含有Na+、OH、Cl、CO3

11、2）中，加適量鹽酸至溶液PH為7，則已除去OH-和CO32，得到NaCl溶液。,三、除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì),3.蒸發(fā),4.轉(zhuǎn)移,玻璃棒的作用：,轉(zhuǎn)移固體,將濾液倒入蒸發(fā)皿中，注意不超過蒸發(fā)皿容積的23為宜，然后用酒精燈加熱，同時用玻璃棒不斷攪拌溶液，以免液體局部過熱，致使液滴飛濺出來。等到蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量固體時，就停止加熱，利用余熱蒸發(fā)至干，即得純凈的食鹽晶體。,注意：不要立即把蒸發(fā)皿直接放在實驗臺上,以免燙壞實驗臺如果需要立即放在實驗臺上,要墊上石棉網(wǎng),5.計算產(chǎn)率,例1：為了除去粗鹽中的Ca2+，Mg2+，SO42-及泥沙，得到純凈的NaCl，可將粗鹽溶于水，然后在下列操作中選取必要的步驟和正確的操作順序是（ ） 過濾；加過量NaOH溶液；加適量鹽酸；加過量Na2CO3溶液；加過量BaCl2溶液 A. B. C. D. ,C,例2：要從KClO3和MnO2的混合物加熱制氧氣后的殘余物中回收MnO2,有以下操作：蒸發(fā) 過濾 溶解洗滌烘干，正確操作順序為（ ） A B C D,D,例3：有一包白色固體，可能含有NaCl,Na2SO4,BaCl2和Na2CO3中的