课题3硝酸钾晶体的制备2

1、专题专题1物质的分离和提出物质的分离和提出楚中高二化学备课组楚中高二化学备课组课题课题3 3 硝酸钾晶体的制备硝酸钾晶体的制备( (二）二）知识回顾知识回顾一、过滤一、过滤: :1 1、常压过滤、常压过滤2 2、减压过滤、减压过滤3 3、热过滤、热过滤二、硝酸钾晶体的制备二、硝酸钾晶体的制备布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵热滤漏斗、酒精灯、铁架台、铁圈热滤漏斗、酒精灯、铁架台、铁圈漏斗、烧杯、玻璃棒、漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、铁圈铁架台、铁圈二、硝酸钾晶体的制备二、硝酸钾晶体的制备 硝硝 酸酸 钾钾 既是一种重要的工业原料又是一种优质的无氯钾氮复合肥既是一种重

2、要的工业原料又是一种优质的无氯钾氮复合肥. . 在工业上在工业上, ,硝酸钾主要用作工业原料硝酸钾主要用作工业原料, ,应用于火药、焰火、应用于火药、焰火、金属焊接助剂、氨催化剂、玻璃制品等等，金属焊接助剂、氨催化剂、玻璃制品等等， 在食品和医药行业也有一定的应用。在食品和医药行业也有一定的应用。 在农业上，主要用于烟草、花卉、柑橘以及其他对氯离子敏在农业上，主要用于烟草、花卉、柑橘以及其他对氯离子敏感的经济作物，可以明显提高作物的产量和品质，还可以用来感的经济作物，可以明显提高作物的产量和品质，还可以用来作氮磷钾复合肥，被誉为硫酸钾之后的作氮磷钾复合肥，被誉为硫酸钾之后的“第三代钾肥第三代钾

3、肥” 在智利等地有一些在智利等地有一些硝酸钾天然矿物硝酸钾天然矿物称称硝石硝石或或火硝火硝，主要成分为，主要成分为硝酸钾硝酸钾、氯化钠氯化钠等无机盐，如何利用等无机盐，如何利用硝石硝石制得纯净的制得纯净的KNOKNO3 3？二、硝酸钾晶体的制备二、硝酸钾晶体的制备1 1、冷却热饱和溶液制硝酸钾、冷却热饱和溶液制硝酸钾（1 1）原理：）原理：NaClNaCl的溶解度随温度变化不大，的溶解度随温度变化不大，KNOKNO3 3的溶解度随温度变化较大。的溶解度随温度变化较大。（2 2）步骤：）步骤：配成饱和溶液配成饱和溶液加热成过饱和溶液加热成过饱和溶液冷却结晶冷却结晶过滤过滤洗涤洗涤重结晶重结晶2

4、2、以硝酸钠、氯化钾为原料的、以硝酸钠、氯化钾为原料的复分解法复分解法制硝酸钾制硝酸钾思考思考: :我国工业上大多以我国工业上大多以硝酸钠硝酸钠和和氯化钾氯化钾为主要原料生产为主要原料生产KNOKNO3 3，副产品为氯化钠。反应方程为副产品为氯化钠。反应方程为:NaNO:NaNO3 3 + KCl =NaCl + KCl =NaCl + KNO + KNO3 3(1)(1)、反应原理：、反应原理： 将一定浓渡的将一定浓渡的硝酸钠硝酸钠和和氯化钾氯化钾混合溶液混合溶液加热到沸腾加热到沸腾，使溶液，使溶液浓缩，将有浓缩，将有氯化钠晶体析出氯化钠晶体析出。趁。趁热过滤热过滤，即可分离出氯化钠晶体。，

5、即可分离出氯化钠晶体。将滤液冷却至室温，可使硝酸钾晶体析出。经将滤液冷却至室温，可使硝酸钾晶体析出。经减压过滤减压过滤就就可以分离出硝酸钾晶体。可以分离出硝酸钾晶体。 温温 度度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溶解度随温度变化：溶解度随温度变化：较大较大 较小较小 小小 大大(2)(2)、硝酸钾晶体的实验方案设计：、硝酸钾晶体的实验

6、方案设计：1 1）固体溶解）固体溶解2 2）蒸发、热过滤）蒸发、热过滤3 3）冷却、减压过滤）冷却、减压过滤4 4）重结晶）重结晶5 5）称量）称量6 6）检验）检验ClCl- -粗粗KNOKNO3 3提纯提纯KNOKNO3 3纯度的检验纯度的检验天平、烧杯、天平、烧杯、 玻璃棒、酒精灯玻璃棒、酒精灯铁架台、铜质保温漏斗铁架台、铜质保温漏斗布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵2 2、以硝酸钠、氯化钾为原料的复分解法、以硝酸钠、氯化钾为原料的复分解法制硝酸钾制硝酸钾(1)(1)、反应原理：、反应原理： NaNONaNO3 3 + KCl =NaCl + KCl =Na

7、Cl + KNO + KNO3 3步骤步骤操作操作具体操作步骤具体操作步骤现象解释结论等现象解释结论等溶解溶解取取2020克克NaNONaNO3 3和和1717克克KClKCl溶解在溶解在35ml35ml水中，加热至沸，并不断搅拌。水中，加热至沸，并不断搅拌。NaNONaNO3 3和和KClKCl溶于水后产生四种溶于水后产生四种离子，这四种离子可能组成四离子，这四种离子可能组成四种物质种物质: : 。蒸发蒸发继续加热搅拌，使溶液蒸发浓缩。继续加热搅拌，使溶液蒸发浓缩。 有有 晶体析出。晶体析出。热过滤热过滤当溶液体积减少到约原来的一半时，当溶液体积减少到约原来的一半时，迅速趁热过滤迅速趁热过滤

8、滤液中的最主要成分滤液中的最主要成分为为 。冷却冷却将滤液冷却至室温。将滤液冷却至室温。有有 晶体析出。晶体析出。尚有少量的尚有少量的 析出。析出。减压减压过滤过滤按有关要求进行操作按有关要求进行操作得到初产品硝酸钾晶体得到初产品硝酸钾晶体（称量为（称量为m m1 1）重重结结晶晶将得到的初产品硝酸钾晶体溶于适将得到的初产品硝酸钾晶体溶于适量的水中，加热、搅拌，待全部溶量的水中，加热、搅拌，待全部溶解后停止加热，使溶液冷却至室温解后停止加热，使溶液冷却至室温后抽滤。后抽滤。得到纯度较高的硝酸钾晶体得到纯度较高的硝酸钾晶体（称量为（称量为m m2 2）检验检验分别取分别取、得到的产品，配置成得到

9、的产品，配置成溶液后分别加入溶液后分别加入1d1mol/l1d1mol/l的的HNOHNO3 3和和2d0.1mol/l2d0.1mol/l的的AgNOAgNO3 3可观察到可观察到、产品中出现的产品中出现的现象分别是现象分别是 承接液承接液2mL水水NaNO3 KCl NaCl KNO3NaClKNO3NaClKNO3思考：思考：请设计一个实验来检验两种情况下制备得到产品的纯度大小？请设计一个实验来检验两种情况下制备得到产品的纯度大小？0.1g0.1g粗品粗品 KNOKNO3 32ml2ml水水0.1g0.1g晶体晶体 KNOKNO3 32ml2ml水水无白色无白色 AgClAgCl有白色有

10、白色 AgClAgCl2 2滴滴AgNOAgNO3 32 2滴滴AgNOAgNO3 3（1 1）检验所得产品中是否）检验所得产品中是否ClCl- -的目的是的目的是 。 看是否硝酸钾纯净看是否硝酸钾纯净 结合结合、步实验得到的产品质量，计算初产品的纯度为步实验得到的产品质量，计算初产品的纯度为 。 m2/m1100交流与讨论：交流与讨论：（2 2）、制备硝酸钾晶体时）、制备硝酸钾晶体时, ,为什么要趁热过滤为什么要趁热过滤? ?防止过滤是硝酸钾晶体析出防止过滤是硝酸钾晶体析出(5)(5)、如果要制备颗粒较大的硝酸钾晶体，应该怎样选择结晶条件？、如果要制备颗粒较大的硝酸钾晶体，应该怎样选择结晶条

11、件？应该尽量缓慢地冷却应该尽量缓慢地冷却,并保持容器静置并保持容器静置,切不可震荡容器切不可震荡容器,以使以使晶体缓慢析出晶体缓慢析出,形成较大的晶体颗粒形成较大的晶体颗粒.（3 3）步骤）步骤过滤装置如图过滤装置如图1 18 8所示，采用这种装置所示，采用这种装置过滤的主要目的是过滤的主要目的是 ， 这种装置工作的主要原理是这种装置工作的主要原理是 ， 加快过滤速度，得到较干燥的晶体加快过滤速度，得到较干燥的晶体 抽气泵给吸滤瓶减压，抽气泵给吸滤瓶减压，造成瓶被布氏漏斗液面的压力差，从而加快过滤速度造成瓶被布氏漏斗液面的压力差，从而加快过滤速度 （4 4）玻璃棒在实验中一般有如下三种用途：搅

12、拌、引流和蘸取）玻璃棒在实验中一般有如下三种用途：搅拌、引流和蘸取 溶液，上述实验步骤中一般需要用到玻璃棒的是溶液，上述实验步骤中一般需要用到玻璃棒的是_ 1 1、某实验小组只领取了下列仪器或用品：铁架台、铁圈、某实验小组只领取了下列仪器或用品：铁架台、铁圈、铁夹、三角架、石棉网、烧杯、漏斗、分液漏斗、酒精灯、铁夹、三角架、石棉网、烧杯、漏斗、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴。只用上述仪器或玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴。只用上述仪器或用品，下列实验操作不能进行的是用品，下列实验操作不能进行的是( )( ) A A、蒸发、蒸发 B B、萃取、萃取 C C、过滤、过滤

13、 D D、蒸馏、蒸馏CD练习：练习：2 2、减压吸滤装备和普通的过滤装置相比，除可加快过滤速度、减压吸滤装备和普通的过滤装置相比，除可加快过滤速度外，还具有的优点是（）外，还具有的优点是（）A A、可过滤胶状沉淀、可过滤胶状沉淀B B、可过滤颗粒更小的沉淀、可过滤颗粒更小的沉淀C C、可使沉淀中的杂质减少、可使沉淀中的杂质减少D D、可得到较干燥的沉淀、可得到较干燥的沉淀D练习：练习：3 3、将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾，有晶体、将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾，有晶体析出。趁热过滤，分离出晶体析出。趁热过滤，分离出晶体A A。将上述滤液冷却至室温，又。将上述滤液冷

14、却至室温，又有晶体的有晶体的B B析出。析出。(1)(1)晶体晶体A A的主要成分是的主要成分是_,_,含有的少量杂质是含有的少量杂质是_,_,要除去晶体要除去晶体 A A中的少量杂质的方法是中的少量杂质的方法是_._.(2)(2)晶体晶体B B的主要成分是的主要成分是_,_,含有的少量杂质是含有的少量杂质是_,_,要除去晶体要除去晶体 B B中的少量杂质的方法是中的少量杂质的方法是_._.(3)(3)用少量热水淋洗晶体也是一种除去晶体中少量杂质的方法，用少量热水淋洗晶体也是一种除去晶体中少量杂质的方法，这种方法适用于晶体这种方法适用于晶体 _(_(填填A A或或B)B)NaClKNO3加少量水溶解再热过滤加少量水溶解再热过滤KNO3NaCl重结晶重结晶A练习：练习：减压过滤减压过滤优点：优点：快速得到较干燥的沉淀快速得到较干燥的沉淀1 1、安装仪器，放好滤纸、安装仪器，放好滤纸 2 2、倾析方法，转移溶液、倾析方法，转移溶液3 3、打开气泵，开始抽滤、打开气泵，开始抽滤4 4、洗涤沉淀，关小龙头、洗涤沉淀，关小龙头5 5、过滤完毕，转移沉淀、过滤完毕，转移沉淀 步骤：步骤：注意：注意：颈口斜面与支管口相对，颈口斜面与支管口相对，滤纸