高氯酸鹽制備

高氯酸鹽的制備

2005級基地班

鄭蔚然張曦晨薛曉暉1

本組所選課題為高氯酸鹽的制備

具體合成物質(zhì)為高氯酸鎳

Ni(ClO4)2高氯酸銅Cu(ClO4)2與高氯酸鈷

Co(ClO4)2

2高氯酸鎳Ni(ClO4)2

鎳的化合物具體性質(zhì)：

Ni(OH)2不溶于過量的堿;高氯酸鹽是最穩(wěn)定的氯的含氧酸鹽，都具有較高的對熱穩(wěn)定性,但同時因其大部分（如NaClO4等）極易潮解，且溶解度極大,故難以以晶體形式從溶液中析出。對高氯酸鎳的制備擬由如下兩種路線合成：

3路線一：

2NaClO

4+NiCl2--→2NaCl+Ni(ClO4)2

然后利用溶解度的差異分離組分結(jié)晶路線二：

NaOHHClO4

NiCl2--→Ni(OH)2--→Ni(ClO4)24首先考慮路線一：選用試劑：NaClO4

，NiCl2

晶體

（1）取8.0克NaClO4

，3.7克NiCl2

分別配成飽和溶液并混合；（2）加熱至沸數(shù)分鐘，然后置于冰水浴中充分冷卻；（3）抽濾溶液，得到白色晶體析出，驗證為NaCl；（4）未得到Ni(ClO4)2，實驗結(jié)果與預(yù)期相違，合成受阻5轉(zhuǎn)向路線二：

選用試劑:

NiCl2

,HClO4；儀器:三號砂芯漏斗,抽濾裝置1.取10.0克NiCl2

溶解，加入25ml6mol/LNaOH溶液，產(chǎn)生綠色絮狀沉淀，不停攪拌至沉淀完全；2.反復(fù)洗滌沉淀，至洗滌液不含氯離子；3.向沉淀中加入HClO4并監(jiān)測pH，當(dāng)pH約為8時，用砂芯漏斗抽濾，用稀釋了的HClO4溶解漏斗中沉淀，最終有少量不溶物殘留；4.加熱蒸發(fā)綠色濾液，得到綠色Ni(ClO4)2晶體。6對路線一的再考慮:由于Ni(ClO4)2溶解度極大，故從其中析出晶體極難。這時若溶液加熱濃縮，NaCl將析出，不斷抽濾，待溶液體積極小時，再抽濾即得高純Ni(ClO4)2，抽濾舍棄的溶液含有未結(jié)晶的NaCl與少量Ni(ClO4)2。

另一種改進(jìn)的方法是用一溶解度隨溫度變化較大且在低溫下溶解度較小的物質(zhì)替代NaCl。

7高氯酸銅Cu(ClO4)2試劑：HClO4(A.R.),CuSO4.5H2O,Na2CO3.10H2O,HCl-BaCl2儀器：燒杯，三號砂芯漏斗，研缽試驗原理：

2CuSO4+2Na2CO3+H2O--→Cu2(OH)2CO3+CO2+2Na2SO4Cu2(OH)2CO3+4HClO4

--→2Cu(ClO4)2.6H2O+CO2

8

實驗步驟：1.稱取7.0克CuSO4.5H2O和8.0克Na2CO3.10H2O，用研缽分別研細(xì)，然后混合研磨，迅速投入100ml沸水中，快速攪拌并撤離電爐。溶液變?yōu)樘m棕色。靜置后燒杯底部出現(xiàn)棕色細(xì)致沉淀,洗滌沉淀，直到用HCl-BaCl2

檢測不到硫酸根離子。2.向洗滌干凈的堿式碳酸銅滴加HClO4并小心攪拌。（經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)，堿式碳酸銅與高氯酸反應(yīng)較緩慢，高氯酸極易過量，適度加熱可以提高高氯酸反應(yīng)的程度，不致使酸過量。）用砂芯漏斗反復(fù)過濾，除去少量不溶物，得到藍(lán)色高氯酸銅溶液。在通風(fēng)櫥中加熱蒸發(fā)，產(chǎn)生大量白霧，證明含有過量HClO4。（在后來的實驗中改進(jìn)了操作，白霧產(chǎn)生很少）3.繼續(xù)加熱蒸發(fā)，至出現(xiàn)晶膜為止，自然冷卻，溶液迅速變成固體，堅硬粘連在蒸發(fā)皿底部，再用少量蒸餾水溶解，重新蒸發(fā)，保留較多水分，得到濕潤藍(lán)色晶體，置于烘箱60度加熱兩小時，得Cu(ClO4)2.6H2O晶體。4.稱重得8.39克。5.理論產(chǎn)量9.27克，產(chǎn)率90.5%9高氯酸鈷Co(ClO4)2

路線一:

試劑：CoCl2.6H2O,HClO4(A.R.)，6mol/LNaOH, HNO3-AgNO3

儀器：燒杯，三號砂芯漏斗試驗原理：

CoCl2+2NaOH--→Co(OH)2+2NaClCo(OH)2+2HClO4--→Co(ClO4)2+2H2O10實驗步驟：1.稱取5.12克CoCl2.6H2O，用10ml蒸餾水溶解，得到暗紅色溶液，逐滴滴加6mol/LNaOH，生成沉淀，沉淀完全后加熱煮沸數(shù)分鐘，變?yōu)闇\紅色沉淀，靜置分層，下層為粉紅色沉淀，傾潷法洗滌，至無氯離子檢測到。2.滴加HClO4，微熱溶解，用砂芯漏斗過濾，除去少量不溶物，得到血紅色溶液，轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，加熱至出現(xiàn)針狀晶體，置烘箱中70度烘干90分鐘，得到血紅色晶體。3.稱量固體得5.25克，理論產(chǎn)量7.84克，產(chǎn)率67%11路線二:

試劑:CoCl2.6H2O,Na2CO3,HClO4(A.R.)

原理：

CoCl2+Na2CO3--→CoCO3+2NaCl

CoCO3

+

2HClO4

--→Co(ClO4)2

+H2O+CO212實驗步驟:1.稱取2.92g

Na2CO3和5.95gCoCl2.6H2O。分別加水溶解，水浴條件下攪拌。然后將碳酸鈉溶液緩緩倒入氯化鈷溶液中。趁熱抽濾，熱水洗滌。檢測洗滌液至中性停止洗滌。得到灰色的碳酸鈷沉淀。2.將70%的HClO4小心滴加沉淀，不斷攪拌讓沉淀溶解。當(dāng)沉淀大部分溶解時，濾去少量不溶物。水浴蒸發(fā)結(jié)晶，當(dāng)溶液表面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱。冷卻抽濾（否則晶體吸水潮解）得到玫瑰紅色的六水合高氯酸鈷的針狀晶體。

3.稱量m=3.40g,產(chǎn)率=40.7%13