2024年高中化學新教材同步必修第二冊 第5章 實驗活動4　用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子

實驗活動4用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子實驗目的1．用化學沉淀法去除粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋和SOeq\o\al(2－,4)。2．熟練掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等操作，認識化學方法在物質(zhì)分離和提純中的重要作用。實驗藥品粗鹽、蒸餾水、0.1mol·L－1氯化鋇溶液(其作用是除去SOeq\o\al(2－,4))、20%的氫氧化鈉溶液(其作用是除去Mg2＋)、飽和碳酸鈉溶液(其作用是除去Ca2＋、Ba2＋)、6mol·L－1鹽酸、pH試紙。實驗步驟實驗步驟實驗操作①溶解用天平稱取5.0g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沉淀向粗鹽水中依次滴加過量的氯化鋇溶液、氫氧化鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液，使SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋完全沉淀析出③過濾將燒杯靜置后過濾，除去生成的沉淀和不溶性雜質(zhì)，過濾中玻璃棒的作用是引流，濾液呈堿性④中和向濾液中滴加鹽酸，用玻璃棒攪拌，直到無氣泡冒出，并用pH試紙檢驗，使濾液呈中性或微酸性⑤蒸發(fā)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。當蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時，停止加熱。利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干。冷卻后，得到去除了雜質(zhì)離子的精鹽問題討論1．本實驗中加入試劑的順序是什么？按照其他順序加入試劑能否達到同樣的目的？提示本實驗中加入試劑的順序是BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸。按下列順序加入試劑也可達到實驗目的：①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸。2．在實驗操作②中為什么依次加入的試劑都要略微過量？實驗操作④中加入鹽酸的目的是什么？提示實驗操作②中所加試劑過量是為了將雜質(zhì)離子完全沉淀而除去。實驗操作④中加入鹽酸是為了除去濾液中過量的OH－和COeq\o\al(2－,3)。3．步驟③和步驟④的操作順序能否顛倒？為什么？提示不能顛倒。若在過濾前加入稀鹽酸，會使生成的沉淀溶解，雜質(zhì)離子不能除去。4．粗鹽水中加入氯化鋇溶液使SOeq\o\al(2－,4)沉淀而除去，如何檢驗SOeq\o\al(2－,4)是否沉淀完全？提示靜置后，沿燒杯壁向上層清液中繼續(xù)滴加2～3滴氯化鋇溶液，若溶液不出現(xiàn)渾濁，說明SOeq\o\al(2－,4)已沉淀完全。5．通過此次實驗活動，你認為物質(zhì)分離和提純原則應該有哪些？提示(1)“不增”——不能引入新的雜質(zhì)；(2)“不減”——不能減少被提純物質(zhì)；(3)“易分離”——雜質(zhì)或反應后的雜質(zhì)易與被提純物質(zhì)分離；(4)“易復原”——被提純的物質(zhì)要容易復原。1．(2023·深圳高一期末)為了從粗食鹽水中除去Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子，以制得精鹽水。某同學設計如下方案：下列說法正確的是()A．X中主要有Mg(OH)2和BaSO4，也可能有少量Ca(OH)2B．②中加入過量Na2CO3溶液的主要目的是除去Mg2＋、Ca2＋C．若將①②步試劑顛倒，也能達到實驗目的D．③中發(fā)生的反應只有2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=CO2↑＋H2O答案A解析粗鹽水中含Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子，加入過量Ba(OH)2溶液反應生成Mg(OH)2和BaSO4沉淀，由于Ca(OH)2微溶于水，故X中也可能有少量Ca(OH)2，A正確；Mg2＋在步驟①中沉淀完全，②中加入過量Na2CO3溶液的主要目的是除Ca2＋及過量的Ba2＋，B錯誤；若將①②步試劑顛倒，過量Ba2＋不能除去，不能達到實驗目的，C錯誤；步驟③中加入適量稀鹽酸，可除去過量的COeq\o\al(2－,3)、OH－，故還發(fā)生反應：OH－＋H＋=H2O，D錯誤。2．(2023·南京高一期中)某同學設計如圖實驗方案，來分離NaCl和BaCl2兩種固體混合物，供選試劑：Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、K2CO3溶液、鹽酸。(1)操作②的名稱是____________________。(2)試劑a是____________(填化學式，下同)，試劑b是____________。(3)加入試劑b所發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________________。(4)該方案能否達到實驗目的？________(填“能”或“不能”)。若不能，應如何改進？___________________________________________________________________(若能，此問不用回答)。答案(1)過濾(2)Na2CO3HCl(3)BaCO3＋2HCl=BaCl2＋H2O＋CO2↑(4)不能應該在操作②的濾液中加入過量鹽酸后再蒸發(fā)結晶解析分離NaCl和BaCl2兩種固體混合物，可先加水溶解，然后加入過量Na2CO3溶液使BaCl2轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾得到的沉淀A(BaCO3)經(jīng)洗滌后加入鹽酸可生成BaCl2溶液，經(jīng)蒸發(fā)、結晶、干燥后可得固體BaCl2；操作②所得濾液為NaCl和過量Na2CO3的混合溶液，蒸發(fā)結晶得到固體C為NaCl和Na2CO3，應先加入過量鹽酸除去過量Na2CO3后再制得NaCl。3．食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料，粗鹽中常含有少量泥沙及Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)離子。為除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)以及泥沙等雜質(zhì)，某同學設計了一種制備精鹽的實驗方案，步驟如下：粗鹽eq\o(→,\s\up7(溶解),\s\do5(①))eq\o(→,\s\do5(②))eq\o(→,\s\do5(③))eq\o(→,\s\do5(④))eq\o(→,\s\up7(過濾),\s\do5(⑤))濾液eq\o(→,\s\up7(適量鹽酸),\s\do5(⑥))eq\o(→,\s\up7(蒸發(fā)、結晶、烘干),\s\do5(⑦))精鹽(1)為除去Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，步驟②～④需加入以下三種溶液(用于沉淀的試劑稍過量)A．Na2CO3B．BaCl2C．NaOH加入的順序為________(填字母)。(2)請寫出步驟⑥中涉及反應的離子方程式：__________________________________________。(3)粗鹽提純的整個操作過程中多處使用到玻璃棒，步驟⑦蒸發(fā)過程中使用玻璃棒的作用是__________________________________________________________________________________。(4)若先加鹽酸再過濾，將對提純效果產(chǎn)生影響，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)BCA(或CBA或BAC)(2)COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑、OH－＋H＋=H2O(3)攪拌，防止局部過熱使液體飛濺(4)在酸性條件下會有部分沉淀溶解，從而影響精鹽的純度解析(1)碳酸鈉溶液必須在氯化鋇溶液的后面加入，原因是過量的碳酸根離子可以除掉前面過量的鋇離子，NaOH溶液的加入無先后順序，所以加入的順序可以是BCA或CBA或BAC。(2)濾液中含雜