【課件】實(shí)驗(yàn)活動4 用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子 2023-2024學(xué)年高一化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

實(shí)驗(yàn)活動4用化學(xué)沉淀法去

除粗鹽中的雜質(zhì)離子導(dǎo)入我們知道日常生活中的食鹽來自海洋,那么海洋中的食鹽可以直接食用嗎?我們又是怎么除去食鹽中的雜質(zhì)的?一、除雜的原則、方法除雜原則：不增(盡量少引入新雜質(zhì))；不減(不損耗樣品)；易分(容易分離)；復(fù)原(除去各種過量雜質(zhì),還原到目標(biāo)產(chǎn)物)。除雜方法：(1)沉淀法:將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀,如將Cl-、SO42-、CO32-分別轉(zhuǎn)化為沉淀等。(2)氣化法:將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體,如將CO32-、HCO3-分別轉(zhuǎn)化為氣體等。一、除雜的原則、方法3.注意事項(xiàng)分離是通過適當(dāng)?shù)姆椒?把混合物中的幾種物質(zhì)分開,分別得到純凈的物質(zhì)。(1)除雜試劑要適當(dāng)過量;(2)設(shè)計所加試劑的先后順序。4.粗鹽提純的基本實(shí)驗(yàn)操作(1)分離和提純提純是通過適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦旌衔镏械碾s質(zhì)除去,以得到純凈的物質(zhì)。一、除雜的原則、方法(2)過濾向過濾器中傾倒液體時,必須使用玻璃棒引流;操作過程中一定要做到“一貼、二低、三靠”:“一貼”是指濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁;“二低”是指濾紙邊緣要低于漏斗邊緣,過濾器中的液體液面要低于濾紙邊緣;“三靠”是指燒杯嘴要緊靠玻璃棒使液體沿玻璃棒流入漏斗,玻璃棒下端要靠在三層濾紙一邊,漏斗管末端要緊靠燒杯內(nèi)壁。一、除雜的原則、方法(3)蒸發(fā)加入的液體不超過蒸發(fā)皿容積的

;蒸發(fā)過程中要用玻璃棒不斷攪拌,以防止溶液因局部過熱而造成液滴飛濺;加熱至有較多晶體析出時,停止加熱,利用余熱使濾液蒸干;熱的蒸發(fā)皿不可直接放在實(shí)驗(yàn)桌上,要墊上石棉網(wǎng)一、除雜的原則、方法歸納總結(jié)溶解、過濾、蒸發(fā)操作中用到的玻璃儀器及玻璃棒的作用:步驟玻璃儀器玻璃棒的作用溶解過濾蒸發(fā)燒杯、玻璃棒燒杯、漏斗、玻璃棒酒精燈、玻璃棒、蒸發(fā)皿攪拌,加速溶解引流,防止液體外灑攪拌散熱一、除雜的原則、方法1.過濾和蒸發(fā)都適用于固體和液體混合物的分離,它們適用的對象一樣嗎?提示：過濾適用于分離固體與液體混合物,若固體易溶于液體,則需要用蒸發(fā)的方法進(jìn)行分離。一、除雜的原則、方法2.若有兩種固體,要使它們分離開來,可以采用什么辦法?(1)若兩種固體中一種易溶于水,另一種不溶于水(如CaCO3和NaCl的混合物),則可用溶解、過濾、蒸發(fā)的方法。(2)若兩種固體都不溶于水,但一種溶于酸(或其他液體),另一種不溶于酸(或其他液體)(如BaSO4和BaCO3的混合物),則可采用加酸溶解、過濾、加

Na2CO3沉淀、過濾的方法。二、除去粗鹽中的雜質(zhì)粗鹽中主要含有NaCl,還含有可溶雜質(zhì)如Ca2+、Mg2+、SO42-等,可選擇Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液等試劑除去。除雜操作:溶解→除雜(Ca2+、Mg2+、SO42-)→過濾→調(diào)節(jié)pH→蒸發(fā)結(jié)晶。進(jìn)行粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)。二、除去粗鹽中的雜質(zhì)(1)溶解：用天平稱取5g粗鹽，放入100mL燒杯中，然后加入20mL蒸餾水，用玻璃棒攪拌,使粗鹽充分溶解,得到粗鹽水。(2)除去SO42-:向粗鹽水中滴加過量的BaCl2溶液(約

2~3

mL

),使SO42-與Ba2+完全反應(yīng)生成BaSO4沉淀,將燒杯靜置。思考討論:如何驗(yàn)證溶液中的SO42-

已經(jīng)完全被除去?提示:取適量上層清液于試管中,繼續(xù)滴加

2~3

滴BaCl2溶液,若溶液不出現(xiàn)渾濁,則表明SO42-已沉淀完全。反應(yīng)原理:SO42-+Ba2+

BaSO4↓。1.實(shí)驗(yàn)步驟二、除去粗鹽中的雜質(zhì)思考討論:Ba2+是從哪里來的?提示:在除去SO42-時滴加的BaCl2溶液是過量的。反應(yīng)原理:Ca2++CO32-

CaCO3↓、Mg2++2OH-

Mg(OH)2↓、Ba2++CO32-

BaCO3↓。(3)除去Ca2+、Mg2+和過量的Ba2+:向粗鹽水中滴加過量的NaOH溶液(約0.25

mL

),使Mg2+與OH-完全反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀;然后滴加過量的飽和Na2CO3溶液(2~3

mL),使Ca2+、Ba2+與CO32-完全反應(yīng)生成沉淀。二、除去粗鹽中的雜質(zhì)(4)調(diào)節(jié)pH值,除去過量的NaOH和Na2CO3:將燒杯靜置,過濾,除去生成的沉淀和不溶性雜質(zhì)。向所得濾液中滴加鹽酸,用玻璃棒攪拌,直到?jīng)]有氣泡冒出,并用

pH試紙檢驗(yàn),使濾液呈中性或微酸性。反應(yīng)原理:OH-+H+

H2O、CO32-+2H+

H2O+CO2↑。(5)蒸發(fā)結(jié)晶:將濾液倒入蒸發(fā)皿中,用酒精燈加熱,同時用玻璃棒不斷攪拌溶液,待出現(xiàn)較多固體時停止加熱,利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干。(6)用坩堝鉗將蒸發(fā)皿夾持到陶土網(wǎng)上冷卻,得到去除了雜質(zhì)離子的精鹽。二、除去粗鹽中的雜質(zhì)2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論粗鹽提純時,除了要除去不溶雜質(zhì)外還要除去易溶雜質(zhì);除去易溶雜質(zhì)時,除了要考慮加入的試劑外,還需要考慮試劑的用量和加入試劑的先后順序,以及過量試劑的處理等問題。二、除去粗鹽中的雜質(zhì)3.實(shí)驗(yàn)討論(1)本實(shí)驗(yàn)中加入試劑的順序是什么?按照其他順序加入試劑能否達(dá)到同樣的目的?提示:加入除雜試劑的順序可以是:總結(jié):粗鹽提純中Na2CO3溶液需要在BaCl2溶液之后添加,最后加入鹽酸。二、除去粗鹽中的雜質(zhì)(2)為什么每次所加的試劑都要略微過量?調(diào)節(jié)pH值,除去過量的NaOH和Na2CO3時,加入鹽酸的目的是什么?提示:BaCl2過量是為了確保SO42-除盡;NaOH過量是為了確保Mg2+除盡;Na2CO3過量是為了確保除盡Ca2+和第一步中過量的Ba2+。滴加鹽酸的目的是:中和第二步過量的OH-和第三步過量的CO32-,這樣就不引進(jìn)入新的雜質(zhì)了。(3)調(diào)節(jié)pH值,除去過量的NaOH和Na2CO3的步驟中,能否先加鹽酸,再過濾沉淀?為什么?提示:不能,因?yàn)橄燃尤臌}酸會導(dǎo)致碳酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀溶解。二、除去粗鹽中的雜質(zhì)小試牛刀1.分離下列混合物,可按溶解、過濾、蒸發(fā)順序進(jìn)行的是(

)A.氧化銅、木炭粉B.碳酸鈣、氯化鈉C.硝酸鉀、氯化鈉D.乙醇、水B二、除去粗鹽中的雜質(zhì)2.提純含有少量硝酸鋇雜質(zhì)的硝酸鉀溶液,可以使用的方法是(

)A.加入過量碳酸鈉溶液,過濾,再加適量硝酸B.加入過量硫酸鉀溶液,過濾,再加適量硝酸C.加入過量硫酸鈉溶液,過濾,再加適量硝酸D.加入過量碳酸鉀溶液,過濾,再加適量硝酸D二、除去粗鹽中的雜質(zhì)3.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的步驟和做法不正確的是(

)A.粗鹽提純操作的順序是:溶解、過濾、蒸發(fā)、洗滌B.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣完畢后,應(yīng)先取出集氣瓶,再取出導(dǎo)管,最后停止加熱C.不慎將濃硫酸灑在桌面上,先用燒堿溶液中和,再用濕布抹凈D.用試管夾夾持試管時,把試管夾從試管底部往上套,夾在試管中上部C二、除去粗鹽中的雜質(zhì)4.在粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)中,蒸發(fā)時正確的操作是(

)A.把渾濁的液體倒入蒸發(fā)皿內(nèi)加熱B.開始析出晶體后用玻璃棒攪拌C.待水分完全蒸干后停止加熱D.蒸發(fā)皿中發(fā)現(xiàn)大量固體時即停止加熱D二、除去粗鹽中的雜質(zhì)5.某學(xué)生使用托盤天平稱食鹽時,錯誤地將食鹽放在右托盤,而把砝碼放在左托盤,稱得食鹽的質(zhì)量為15.5

g

(1

g

以下只能使用游碼)。如果按正確的放法,食鹽的質(zhì)量應(yīng)為(

)A.15.5

g

B.15.0

gC.14.5

g

D.14.0

gC總結(jié)1.粗鹽提純的反應(yīng)原理2.粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)步驟:Na2CO3溶液需要在BaCl2溶液之后添加,最后加入稀鹽酸。課堂練習(xí)1.下列實(shí)驗(yàn)操作中,與物質(zhì)的溶解性無關(guān)的是(

)A.用裝有飽和食鹽水的洗氣瓶除去Cl2中的HClB.熱的KNO3飽和溶液冷卻后析出KNO3晶體C.蒸餾海水得到淡水D.NH3的噴泉實(shí)驗(yàn)C課堂練習(xí)2.某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-

中的若干種,取該溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如圖(所加試劑均過量,氣體全部逸出)。下列說法正確的是(

)A.原溶液可能存在Cl-和Na+B.原溶液一定存在CO32-、SO42-和NH4+,一定不存在Fe3+、Na+、Cl-_x0002_

C.原溶液中c(CO32-)是

0.01

mol·L-1D.若原溶液中不存在Na+,則c(Cl-)=0.1

mol·L-1D課堂練習(xí)3.NH4MnPO4·2H2O是一種活性催化劑,易溶于水,其溶解度隨著溫度升高而顯著增大。一種制備NH4MnPO4·2H2O的方法如下:下列敘述正確的是(

)A.“溶解”中加入鹽酸的目的是加快溶解B.“合成”中加入氨水過量,會生成酸式鹽C.“系列操作”需要酒精燈、蒸餾燒瓶等儀器D.采用“重結(jié)晶”可提純產(chǎn)品D課堂練習(xí)4.草木灰固體中富含鉀鹽,主要成分是碳酸鉀,還含有少量氯化鉀、硫酸鉀和難溶性雜質(zhì)等。(1)從草木灰固體中提取碳酸鉀的實(shí)驗(yàn)操作過程中包含以下四步操作,合理的順序?yàn)開__________,最終過濾即可得到碳酸鉀粗品。①過濾

②冷卻結(jié)晶

③溶解

④蒸發(fā)濃縮③①④②課堂練習(xí)(2)甲同學(xué)通過如下的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)所得晶體是否存在SO42-和Cl-。將制得的少量晶體溶于水制得溶液A。ⅰ.取少量溶液A于試管中,加入過量稀鹽酸,有無色氣泡生成,繼續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液至過量,生成白色沉淀。ⅱ.過濾出ⅰ中沉淀,向?yàn)V液中加入AgNO3溶液,觀察到有白色沉淀生成。①寫出ⅰ中反應(yīng)的離子方程式_____________________________________________________。CO32-+2H+

H2O+CO2↑、Ba2++SO42-

BaSO4↓課堂練習(xí)②由此得出結(jié)論:溶液中存在SO42-和Cl-。乙同學(xué)認(rèn)為不能判斷是否存