化學(xué)：專題１課題３《硝酸鉀晶體的制備》優(yōu)質(zhì)課件PPT（蘇教版選修６）（共張PPT）

1、化學(xué)：專題課題硝酸鉀晶體的制備優(yōu)質(zhì)課件PPT（蘇教版選修）自然界中存在天然純堿主要來自于堿湖和固體堿礦。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。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：二氧化碳通入到氨水的氯化鈉飽和溶液中，其原理為： NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NHO=NH4 4HCOHCO3 3 NaCl+NH NaCl+NH4 4HCOHCO3 3 = NaHCO = NaHCO3 3 + NH + NH4

2、 4ClCl 然后分離得到然后分離得到NaHCO3，使其受熱分解得到，使其受熱分解得到Na2CO3。工業(yè)上生產(chǎn)硝酸鉀是以工業(yè)上生產(chǎn)硝酸鉀是以NaNO3和和KCl為原為原料，其原理為：料，其原理為：NaNONaNO3 3+KCl NaCl+KNO+KCl NaCl+KNO3 3。請你根請你根據(jù)以下表中的數(shù)據(jù)分析工業(yè)制備據(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？的原理為何可行？T( )0102030406080100KNO3 13.320.931.645.863.9110169246KCl 27.631.034.037.040.045.551.156.7NaNO3 73808896104

3、124148180NaCl 35.735.836.036.336.637.338.439.8表表1 KNO3等四種鹽等四種鹽在不同溫度下的溶解度（在不同溫度下的溶解度（g/100g水）水） 根據(jù)根據(jù)NaCl、KNO3溶解度隨溫度變化的明顯差異，以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。溶液中以晶體形式析出的過程。1、：通過加熱蒸發(fā)溶液，減少一部分溶：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。劑，使溶液

4、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（適用于溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)，如NaCl）2、：通過加熱濃縮得到飽和溶液，再通過：通過加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。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（適用于溶解度隨溫度變化明顯的物質(zhì)，如KNO3）根據(jù)根據(jù)KNO3、NaCl溶解度隨溫度的變化特點(diǎn)，溶解度隨溫度的變化特點(diǎn)，可將混合液加熱濃縮，當(dāng)溫度高于可將混合液加熱濃縮，當(dāng)溫度高于100 時(shí)，由于時(shí)，由于KNO3溶溶解度增加很多，不析出，但解度增加很多，不析出，但NaCl的溶解度增加甚少，

5、故隨的溶解度增加甚少，故隨溶劑的減少而析出。通過過濾除去溶劑的減少而析出。通過過濾除去NaCl后，再將此溶液冷后，再將此溶液冷卻至室溫，即有大量的卻至室溫，即有大量的KNO3晶體析出。晶體析出。T( )0102030406080100KNO3 13.320.931.645.863.9110169246KCl 27.631.034.037.040.045.551.156.7NaNO3 73808896104124148180NaCl 35.735.836.036.336.637.338.439.8表表1 KNO3等四種鹽等四種鹽在不同溫度下的溶解度（在不同溫度下的溶解度（g/100g水）水） 如

6、何分離如何分離KNOKNO3 3和和NaClNaCl呢？呢？1、稱取、溶解：稱取、溶解：稱取稱取20g NaNO3 和和17g KCl放入放入100mL小燒杯中，加入小燒杯中，加入35mL蒸餾水。蒸餾水?？紤]：如何加快固體的溶解？考慮：如何加快固體的溶解？2、蒸發(fā)結(jié)晶析出、蒸發(fā)結(jié)晶析出NaCl: 繼續(xù)加熱、攪拌，減少水量繼續(xù)加熱、攪拌，減少水量考慮：蒸發(fā)到什么時(shí)候？考慮：蒸發(fā)到什么時(shí)候？考慮：此時(shí)如何分離除去氯化鈉晶體以得到考慮：此時(shí)如何分離除去氯化鈉晶體以得到KNO3溶液？溶液？若用過濾對若用過濾對KNO3溶液的分離是否有影響？溶液的分離是否有影響？過濾存在問題：因過濾速度慢，導(dǎo)致過濾存在問

7、題：因過濾速度慢，導(dǎo)致KNO3溶液溫度降溶液溫度降低而使低而使KNO3晶體析出。晶體析出。減壓過濾（也稱抽濾或吸濾）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。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。注意漏斗的斜口與吸濾瓶注意漏斗的斜口與吸濾瓶的支管相對，便于抽濾。的支管相對，便于抽濾。防倒吸兩則：防倒吸兩則： 1 1、增加安全瓶（注意進(jìn)、增加安全瓶（注意進(jìn)出管長短）；出管長短）； 2 2、先拆抽氣泵與吸慮瓶、先拆抽氣泵與吸慮瓶

8、之間的橡皮管，再關(guān)閉之間的橡皮管，再關(guān)閉水龍頭。水龍頭。趁熱過濾趁熱過濾 使過濾液使過濾液，將不溶物，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。式析出。措施措施1：漏斗事先進(jìn)行預(yù)熱：漏斗事先進(jìn)行預(yù)熱措施措施2：使用保溫漏斗：使用保溫漏斗保溫保溫漏斗漏斗注意注意: 熱過濾時(shí)一熱過濾時(shí)一般不用玻璃棒引流，般不用玻璃棒引流，以以免免加速加速降溫降溫；接受；接受濾液的容器內(nèi)壁不要濾液的容器內(nèi)壁不要貼緊漏斗頸，以免濾貼緊漏斗頸，以免濾液迅速冷卻析出晶體，液迅速冷卻析出晶體，堵塞漏斗口。堵塞漏斗口。3、趁熱過濾、趁熱過濾:當(dāng)溶液體積減少到約

9、為原來一半時(shí)，迅當(dāng)溶液體積減少到約為原來一半時(shí)，迅速趁熱過濾。承接濾液的燒杯應(yīng)預(yù)先加速趁熱過濾。承接濾液的燒杯應(yīng)預(yù)先加2mL2mL蒸餾水。蒸餾水。考慮：過濾時(shí)燒杯為何要預(yù)先加考慮：過濾時(shí)燒杯為何要預(yù)先加2mL蒸餾水？蒸餾水？，以防其在以防其在KNO3冷卻結(jié)晶時(shí)因降溫而析出。冷卻結(jié)晶時(shí)因降溫而析出。4、冷卻結(jié)晶，減壓過濾得到、冷卻結(jié)晶，減壓過濾得到KNO3晶體晶體:把濾液把濾液(KNO3，含含NaCl)冷卻到室溫，然后進(jìn)行減壓過濾得到較干燥的冷卻到室溫，然后進(jìn)行減壓過濾得到較干燥的晶體。晶體?？紤]：得到的硝酸鉀晶體純度如何？考慮：得到的硝酸鉀晶體純度如何？5、重結(jié)晶，提純、重結(jié)晶，提純KNO3晶

10、體晶體:留下約留下約0.1g0.1g粗產(chǎn)品，其余粗產(chǎn)品，其余粗產(chǎn)品和水按照質(zhì)量比粗產(chǎn)品和水按照質(zhì)量比2 2：1 1混合，溶解、加熱濃縮、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。再冷卻結(jié)晶、過濾得到較高純度的硝酸鉀晶體?？紤]：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明重結(jié)晶后考慮：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明重結(jié)晶后KNO3晶體純度提高？晶體純度提高？0.1g0.1g粗品粗品 KNOKNO3 32ml2ml水水0.1g0.1g晶體晶體 KNOKNO3 32ml2ml水水無白色無白色 AgClAgCl有白色有白色 AgClAgCl2 2滴滴AgNOAgNO3 32 2滴滴AgNOAgNO3 31、制備、制備KNO3粗品

11、粗品趁熱過濾，回收趁熱過濾，回收NaCl晶體得晶體得KNO3飽和溶飽和溶液液(含含NaCl溶液溶液)濾液冷卻至室溫，濾液冷卻至室溫，析出析出KNOKNO3 3晶體晶體, , （混有（混有NaClNaCl晶體）晶體）蒸發(fā)至溶液蒸發(fā)至溶液體積約為原體積約為原來一半，析來一半，析出出NaClNaCl晶體晶體加熱溶解加熱溶解：20g NaNO20g NaNO3 3 17g 17g KClKCl、35ml35ml水，水，加熱至沸加熱至沸抽濾：抽濾：得得KNOKNO3 3晶體晶體( (混混NaClNaCl晶體晶體 ) )稱量：稱量：稱量得稱量得 ，粗粗KNOKNO3 3質(zhì)量質(zhì)量溶解：溶解：按按KNOKNO

12、3 3HH2 2O= 21 O= 21 加適量水溶解加適量水溶解加熱：加熱：沸騰沸騰即止即止冷卻：冷卻：有針狀有針狀KNOKNO3 3析出析出抽濾：抽濾：得得KNOKNO3 3晶體晶體烘干：烘干：水浴烘干水浴烘干( (在表面皿中）在表面皿中）稱重稱重: :精品精品KNOKNO3 3 2、KNO3提純（重結(jié)晶）提純（重結(jié)晶）問題討論：問題討論：很多同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中的得到的硝酸鉀晶體很多同學(xué)在實(shí)驗(yàn)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？材分析可能的原因是什么？遷移應(yīng)用：遷移應(yīng)用：以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯

13、化銨及副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：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，回答下列問題：氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如圖所示，回答下列問題： （1 1）制備）制備10.7g NH10.7g NH4 4ClCl，理論上需，理論上需NaClNaCl g g。（2 2）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器）實(shí)驗(yàn)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、有燒杯、玻璃棒、酒精燈、 等。等。 （3 3）“冷卻結(jié)晶冷卻結(jié)晶”過程中，析出過程中，析出NHNH4 4ClCl晶體的合適溫度晶體的合適溫度為為 。 （4 4）不用其他試劑，檢

14、查）不用其他試劑，檢查NHNH4 4ClCl產(chǎn)品產(chǎn)品是否純凈的方法是是否純凈的方法是 。（5 5）若）若NHNH4 4ClCl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是 。練習(xí)：練習(xí)：1 1、某實(shí)驗(yàn)小組只領(lǐng)取了下列儀器或用品：鐵某實(shí)驗(yàn)小組只領(lǐng)取了下列儀器或用品：鐵架臺(tái)、鐵圈、鐵夾、三角架、石棉網(wǎng)、燒杯、架臺(tái)、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、漏斗、分液漏斗、酒精燈、玻璃棒、量筒、蒸發(fā)皿、圓底燒瓶、火柴。只用上述儀器或蒸發(fā)皿、圓底燒瓶、火柴。只用上述儀器或用品，下列實(shí)驗(yàn)操作不能進(jìn)行的是用品，下列實(shí)驗(yàn)操作不能進(jìn)行的

15、是( )( ) A A、蒸發(fā)、蒸發(fā) B B、萃取、萃取 C C、過濾、過濾 D D、蒸餾、蒸餾CD2 2、減壓吸濾裝備和普通的過濾裝置相比，除、減壓吸濾裝備和普通的過濾裝置相比，除可加快過濾速度外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是（）可加快過濾速度外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是（）A A、可過濾膠狀沉淀、可過濾膠狀沉淀B B、可過濾顆粒更小的沉淀、可過濾顆粒更小的沉淀C C、可使沉淀中的雜質(zhì)減少、可使沉淀中的雜質(zhì)減少D D、可得到較干燥的沉淀、可得到較干燥的沉淀D拓展課題：拓展課題：粗鹽的提純粗鹽的提純一、粗鹽中的雜質(zhì)一、粗鹽中的雜質(zhì) 用海水、井水、鹽湖水等直接制鹽，只能得用海水、井水、鹽湖水等直接制鹽，只能得到粗鹽。粗鹽

16、中含有較多的雜質(zhì)，除了含有到粗鹽。粗鹽中含有較多的雜質(zhì)，除了含有不溶性的不溶性的泥沙泥沙，還含有，還含有氯化鈣、氯化鎂、硫氯化鈣、氯化鎂、硫酸鹽酸鹽等可溶性的雜質(zhì)。等可溶性的雜質(zhì)。二、除去粗鹽中的不溶性雜質(zhì)二、除去粗鹽中的不溶性雜質(zhì) 1.1.溶解溶解儀器：儀器：燒杯、玻璃棒燒杯、玻璃棒玻璃棒的作用：玻璃棒的作用：加快溶解速度加快溶解速度2.2.過濾過濾儀器：儀器：帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、濾紙、玻璃棒帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、濾紙、玻璃棒玻璃棒的作用：玻璃棒的作用： 引流引流稱取適量粗鹽加到盛有蒸餾水的燒杯中，邊加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

17、為止。邊用玻璃棒不斷攪拌，直至粗鹽不再溶解為止。 組裝過濾器，將燒杯中的液體沿玻璃棒倒入組裝過濾器，將燒杯中的液體沿玻璃棒倒入過濾器中，進(jìn)行過濾。過濾器中，進(jìn)行過濾。在操作過程中注意在操作過程中注意“一貼二低三靠一貼二低三靠”，即：即：一貼一貼：將濾紙折疊好放入漏斗：將濾紙折疊好放入漏斗, ,加少量蒸餾水潤濕加少量蒸餾水潤濕, ,使濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁使濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁二低：二低：濾紙邊緣應(yīng)略低于漏斗濾紙邊緣應(yīng)略低于漏斗邊緣邊緣, ,漏斗中液體的液面應(yīng)略低于濾紙的邊緣漏斗中液體的液面應(yīng)略低于濾紙的邊緣 三靠：三靠：向漏斗中傾倒液體時(shí)向漏斗中傾倒液體時(shí), ,燒杯嘴應(yīng)緊靠玻璃棒；玻璃棒下燒杯嘴應(yīng)緊靠玻

18、璃棒；玻璃棒下端應(yīng)緊靠三層濾紙?zhí)幎藨?yīng)緊靠三層濾紙?zhí)? ;漏斗頸的末端應(yīng)緊靠燒杯內(nèi)壁。漏斗頸的末端應(yīng)緊靠燒杯內(nèi)壁。若濾液渾濁，則再過濾一次。若濾液渾濁，則再過濾一次。 實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：1 1除除SOSO4 42-2-、MMg g2+2+、過量的、過量的BaBa2+2+、CaCa2+2+v向上述澄清濾液中，加入過量的向上述澄清濾液中，加入過量的BaClBaCl2 2 溶液，除去溶液，除去SOSO4 42-2-，稍靜置，取少量上層清液滴加，稍靜置，取少量上層清液滴加BaClBaCl2 2溶液，溶液，不再產(chǎn)生渾濁，證明不再產(chǎn)生渾濁，證明BaClBaCl2 2溶液已加過量；再加入溶液已加過量；再加入

19、過量的過量的NaOHNaOH和和NaNa2 2COCO3 3溶液，除去溶液，除去MMg g2+2+、CaCa2+2+和過量的和過量的BaBa2+2+（靜置，取少量上層清液，滴加（靜置，取少量上層清液，滴加NaOHNaOH和和NaNa2 2COCO3 3溶液，不再渾濁，說明溶液中不溶液，不再渾濁，說明溶液中不再含有再含有MMg g2+2+、BaBa2+2+、CaCa2+2+,NaOH,NaOH和和NaNa2 2COCO3 3溶溶液已過量），過濾，得濾液。液已過量），過濾，得濾液。2 2除過量的除過量的OHOH、COCO3 32 2v向上述濾液（含有向上述濾液（含有NaNa+ +、OHOH、ClC

20、l、COCO3 32 2）中，）中，加適量鹽酸至溶液加適量鹽酸至溶液PHPH為為7 7，則已除去，則已除去OHOH- -和和COCO3 32 2，得到得到NaClNaCl溶液。溶液。三、除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)三、除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)3.蒸發(fā)蒸發(fā)儀器：儀器：帶鐵圈的鐵架臺(tái)、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒帶鐵圈的鐵架臺(tái)、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒4.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移玻璃棒的作用：玻璃棒的作用：轉(zhuǎn)移固體轉(zhuǎn)移固體 將濾液倒入蒸發(fā)皿中，注意不超過蒸發(fā)皿容積的將濾液倒入蒸發(fā)皿中，注意不超過蒸發(fā)皿容積的2 23 3為為宜，然后用酒精燈加熱，同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌溶液，宜，然后用酒精燈加熱，同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌溶液，以免液體局部

21、過熱，致使液滴飛濺出來以免液體局部過熱，致使液滴飛濺出來。等到蒸發(fā)皿中。等到蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量固體時(shí)，就停止加熱出現(xiàn)大量固體時(shí)，就停止加熱，利用余熱蒸發(fā)至干，即，利用余熱蒸發(fā)至干，即得純凈的食鹽晶體。得純凈的食鹽晶體。注意：不要立即把蒸發(fā)皿直接放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上注意：不要立即把蒸發(fā)皿直接放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上, ,以免燙壞實(shí)以免燙壞實(shí)驗(yàn)臺(tái)如果需要立即放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上驗(yàn)臺(tái)如果需要立即放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上, ,要墊上要墊上石棉網(wǎng)石棉網(wǎng)5.5.計(jì)算產(chǎn)率計(jì)算產(chǎn)率提純后精鹽的質(zhì)量提純后精鹽的質(zhì)量粗鹽的質(zhì)量粗鹽的質(zhì)量X 100%例例1 1：為了除去粗鹽中的：為了除去粗鹽中的CaCa2+2+，MgMg2+2+，SOSO4 42-2-及泥沙，及泥沙，得到純凈的得到純凈的NaClNaCl，可將粗鹽溶于水，然后在下列操，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（作中選取必要的步驟和正確的操作順序是（ ）v過濾；加過量