化学：专题１课题３《硝酸钾晶体的制备》优质课件PPT（苏教版选修６）（共张PPT）

1、化学：专题课题硝酸钾晶体的制备优质课件PPT（苏教版选修）自然界中存在天然纯碱主要来自于碱湖和固体碱矿。自然界中存在天然纯碱主要来自于碱湖和固体碱矿。工业上以氯化钠为原料生产纯碱。工业上以氯化钠为原料生产纯碱。 我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法的原理是将我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法的原理是将二氧化碳通入到氨水的氯化钠饱和溶液中，其原理为：二氧化碳通入到氨水的氯化钠饱和溶液中，其原理为： 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 然后分离得到然后分离得到NaHCO3，使其受热分解得到，使其受热分解得到Na2CO3。工业上生产硝酸钾是以工业上生产硝酸钾是以NaNO3和和KCl为原为原料，其原理为：料，其原理为：NaNONaNO3 3+KCl NaCl+KNO+KCl NaCl+KNO3 3。请你根请你根据以下表中的数据分析工业制备据以下表中的数据分析工业制备KNO3的原理为何可行？的原理为何可行？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等四种盐等四种盐在不同温度下的溶解度（在不同温度下的溶解度（g/100g水）水） 根据根据NaCl、KNO3溶解度随温度变化的明显差异，以溶解度随温度变化的明显差异，以及前面所学的分离方法，考虑如何除去及前面所学的分离方法，考虑如何除去NaCl ？结晶：通过减少溶剂或降低温度使溶质从饱和结晶：通过减少溶剂或降低温度使溶质从饱和溶液中以晶体形式析出的过程。溶液中以晶体形式析出的过程。1、：通过加热蒸发溶液，减少一部分溶：通过加热蒸发溶液，减少一部分溶剂，使溶液达到饱和而析出晶体。剂，使溶液

4、达到饱和而析出晶体。（适用于溶解度随温度变化不大的物质，如（适用于溶解度随温度变化不大的物质，如NaCl）2、：通过加热浓缩得到饱和溶液，再通过：通过加热浓缩得到饱和溶液，再通过降低温度（冷却至室温），使晶体从饱和溶液析出。降低温度（冷却至室温），使晶体从饱和溶液析出。（适用于溶解度随温度变化明显的物质，如（适用于溶解度随温度变化明显的物质，如KNO3）根据根据KNO3、NaCl溶解度随温度的变化特点，溶解度随温度的变化特点，可将混合液加热浓缩，当温度高于可将混合液加热浓缩，当温度高于100 时，由于时，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、故随的溶解度增加甚少，故随溶剂的减少而析出。通过过滤除去溶剂的减少而析出。通过过滤除去NaCl后，再将此溶液冷后，再将此溶液冷却至室温，即有大量的却至室温，即有大量的KNO3晶体析出。晶体析出。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等四种盐等四种盐在不同温度下的溶解度（在不同温度下的溶解度（g/100g水）水） 如

6、何分离如何分离KNOKNO3 3和和NaClNaCl呢？呢？1、称取、溶解：称取、溶解：称取称取20g NaNO3 和和17g KCl放入放入100mL小烧杯中，加入小烧杯中，加入35mL蒸馏水。蒸馏水。考虑：如何加快固体的溶解？考虑：如何加快固体的溶解？2、蒸发结晶析出、蒸发结晶析出NaCl: 继续加热、搅拌，减少水量继续加热、搅拌，减少水量考虑：蒸发到什么时候？考虑：蒸发到什么时候？考虑：此时如何分离除去氯化钠晶体以得到考虑：此时如何分离除去氯化钠晶体以得到KNO3溶液？溶液？若用过滤对若用过滤对KNO3溶液的分离是否有影响？溶液的分离是否有影响？过滤存在问题：因过滤速度慢，导致过滤存在问

7、题：因过滤速度慢，导致KNO3溶液温度降溶液温度降低而使低而使KNO3晶体析出。晶体析出。减压过滤（也称抽滤或吸滤）减压过滤（也称抽滤或吸滤） 原理：循环水真空泵使吸滤瓶内减压，由于瓶内与布氏漏斗液面原理：循环水真空泵使吸滤瓶内减压，由于瓶内与布氏漏斗液面上形成压力差，因而加快了过滤速度，并使沉淀抽吸得较干燥。上形成压力差，因而加快了过滤速度，并使沉淀抽吸得较干燥。注意漏斗的斜口与吸滤瓶注意漏斗的斜口与吸滤瓶的支管相对，便于抽滤。的支管相对，便于抽滤。防倒吸两则：防倒吸两则： 1 1、增加安全瓶（注意进、增加安全瓶（注意进出管长短）；出管长短）； 2 2、先拆抽气泵与吸虑瓶、先拆抽气泵与吸虑瓶

8、之间的橡皮管，再关闭之间的橡皮管，再关闭水龙头。水龙头。趁热过滤趁热过滤 使过滤液使过滤液，将不溶物，将不溶物或已析出的晶体过滤除去，以防溶液中溶质以晶体形或已析出的晶体过滤除去，以防溶液中溶质以晶体形式析出。式析出。措施措施1：漏斗事先进行预热：漏斗事先进行预热措施措施2：使用保温漏斗：使用保温漏斗保温保温漏斗漏斗注意注意: 热过滤时一热过滤时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温降温；接受；接受滤液的容器内壁不要滤液的容器内壁不要贴紧漏斗颈，以免滤贴紧漏斗颈，以免滤液迅速冷却析出晶体，液迅速冷却析出晶体，堵塞漏斗口。堵塞漏斗口。3、趁热过滤、趁热过滤:当溶液体积减少到约

9、为原来一半时，迅当溶液体积减少到约为原来一半时，迅速趁热过滤。承接滤液的烧杯应预先加速趁热过滤。承接滤液的烧杯应预先加2mL2mL蒸馏水。蒸馏水。考虑：过滤时烧杯为何要预先加考虑：过滤时烧杯为何要预先加2mL蒸馏水？蒸馏水？，以防其在以防其在KNO3冷却结晶时因降温而析出。冷却结晶时因降温而析出。4、冷却结晶，减压过滤得到、冷却结晶，减压过滤得到KNO3晶体晶体:把滤液把滤液(KNO3，含含NaCl)冷却到室温，然后进行减压过滤得到较干燥的冷却到室温，然后进行减压过滤得到较干燥的晶体。晶体。考虑：得到的硝酸钾晶体纯度如何？考虑：得到的硝酸钾晶体纯度如何？5、重结晶，提纯、重结晶，提纯KNO3晶

10、体晶体:留下约留下约0.1g0.1g粗产品，其余粗产品，其余粗产品和水按照质量比粗产品和水按照质量比2 2：1 1混合，溶解、加热浓缩、混合，溶解、加热浓缩、再冷却结晶、过滤得到较高纯度的硝酸钾晶体。再冷却结晶、过滤得到较高纯度的硝酸钾晶体。考虑：设计实验证明重结晶后考虑：设计实验证明重结晶后KNO3晶体纯度提高？晶体纯度提高？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有白色有白色 AgClAgCl2 2滴滴AgNOAgNO3 32 2滴滴AgNOAgNO3 31、制备、制备KNO3粗品

11、粗品趁热过滤，回收趁热过滤，回收NaCl晶体得晶体得KNO3饱和溶饱和溶液液(含含NaCl溶液溶液)滤液冷却至室温，滤液冷却至室温，析出析出KNOKNO3 3晶体晶体, , （混有（混有NaClNaCl晶体）晶体）蒸发至溶液蒸发至溶液体积约为原体积约为原来一半，析来一半，析出出NaClNaCl晶体晶体加热溶解加热溶解：20g NaNO20g NaNO3 3 17g 17g KClKCl、35ml35ml水，水，加热至沸加热至沸抽滤：抽滤：得得KNOKNO3 3晶体晶体( (混混NaClNaCl晶体晶体 ) )称量：称量：称量得称量得 ，粗粗KNOKNO3 3质量质量溶解：溶解：按按KNOKNO

12、3 3HH2 2O= 21 O= 21 加适量水溶解加适量水溶解加热：加热：沸腾沸腾即止即止冷却：冷却：有针状有针状KNOKNO3 3析出析出抽滤：抽滤：得得KNOKNO3 3晶体晶体烘干：烘干：水浴烘干水浴烘干( (在表面皿中）在表面皿中）称重称重: :精品精品KNOKNO3 3 2、KNO3提纯（重结晶）提纯（重结晶）问题讨论：问题讨论：很多同学在实验中的得到的硝酸钾晶体很多同学在实验中的得到的硝酸钾晶体大而美观，但有少数同学的晶体颗粒较小。请结合教大而美观，但有少数同学的晶体颗粒较小。请结合教材分析可能的原因是什么？材分析可能的原因是什么？迁移应用：迁移应用：以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯

13、化铵及副以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：产品硫酸钠，工艺流程如下： 氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图所示，回答下列问题：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图所示，回答下列问题： （1 1）制备）制备10.7g NH10.7g NH4 4ClCl，理论上需，理论上需NaClNaCl g g。（2 2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有烧杯、玻璃棒、酒精灯、有烧杯、玻璃棒、酒精灯、 等。等。 （3 3）“冷却结晶冷却结晶”过程中，析出过程中，析出NHNH4 4ClCl晶体的合适温度晶体的合适温度为为 。 （4 4）不用其他试剂，检

14、查）不用其他试剂，检查NHNH4 4ClCl产品产品是否纯净的方法是是否纯净的方法是 。（5 5）若）若NHNH4 4ClCl产品中含有硫酸钠杂质，产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是进一步提纯产品的方法是 。练习：练习：1 1、某实验小组只领取了下列仪器或用品：铁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、架台、铁圈、铁夹、三角架、石棉网、烧杯、漏斗、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、量筒、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

15、是( )( ) A A、蒸发、蒸发 B B、萃取、萃取 C C、过滤、过滤 D D、蒸馏、蒸馏CD2 2、减压吸滤装备和普通的过滤装置相比，除、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（）可加快过滤速度外，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拓展课题：拓展课题：粗盐的提纯粗盐的提纯一、粗盐中的杂质一、粗盐中的杂质 用海水、井水、盐湖水等直接制盐，只能得用海水、井水、盐湖水等直接制盐，只能得到粗盐。粗盐

16、中含有较多的杂质，除了含有到粗盐。粗盐中含有较多的杂质，除了含有不溶性的不溶性的泥沙泥沙，还含有，还含有氯化钙、氯化镁、硫氯化钙、氯化镁、硫酸盐酸盐等可溶性的杂质。等可溶性的杂质。二、除去粗盐中的不溶性杂质二、除去粗盐中的不溶性杂质 1.1.溶解溶解仪器：仪器：烧杯、玻璃棒烧杯、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.过滤过滤仪器：仪器：带铁圈的铁架台、漏斗、烧杯、滤纸、玻璃棒带铁圈的铁架台、漏斗、烧杯、滤纸、玻璃棒玻璃棒的作用：玻璃棒的作用： 引流引流称取适量粗盐加到盛有蒸馏水的烧杯中，边加称取适量粗盐加到盛有蒸馏水的烧杯中，边加边用玻璃棒不断搅拌，直至粗盐不再溶解

17、为止。边用玻璃棒不断搅拌，直至粗盐不再溶解为止。 组装过滤器，将烧杯中的液体沿玻璃棒倒入组装过滤器，将烧杯中的液体沿玻璃棒倒入过滤器中，进行过滤。过滤器中，进行过滤。在操作过程中注意在操作过程中注意“一贴二低三靠一贴二低三靠”，即：即：一贴一贴：将滤纸折叠好放入漏斗：将滤纸折叠好放入漏斗, ,加少量蒸馏水润湿加少量蒸馏水润湿, ,使滤纸紧贴漏斗内壁使滤纸紧贴漏斗内壁二低：二低：滤纸边缘应略低于漏斗滤纸边缘应略低于漏斗边缘边缘, ,漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘 三靠：三靠：向漏斗中倾倒液体时向漏斗中倾倒液体时, ,烧杯嘴应紧靠玻璃棒；玻璃棒下烧杯嘴应紧靠玻

18、璃棒；玻璃棒下端应紧靠三层滤纸处端应紧靠三层滤纸处; ;漏斗颈的末端应紧靠烧杯内壁。漏斗颈的末端应紧靠烧杯内壁。若滤液浑浊，则再过滤一次。若滤液浑浊，则再过滤一次。 实验步骤：实验步骤：1 1除除SOSO4 42-2-、MMg g2+2+、过量的、过量的BaBa2+2+、CaCa2+2+v向上述澄清滤液中，加入过量的向上述澄清滤液中，加入过量的BaClBaCl2 2 溶液，除去溶液，除去SOSO4 42-2-，稍静置，取少量上层清液滴加，稍静置，取少量上层清液滴加BaClBaCl2 2溶液，溶液，不再产生浑浊，证明不再产生浑浊，证明BaClBaCl2 2溶液已加过量；再加入溶液已加过量；再加入

19、过量的过量的NaOHNaOH和和NaNa2 2COCO3 3溶液，除去溶液，除去MMg g2+2+、CaCa2+2+和过量的和过量的BaBa2+2+（静置，取少量上层清液，滴加（静置，取少量上层清液，滴加NaOHNaOH和和NaNa2 2COCO3 3溶液，不再浑浊，说明溶液中不溶液，不再浑浊，说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溶溶液已过量），过滤，得滤液。液已过量），过滤，得滤液。2 2除过量的除过量的OHOH、COCO3 32 2v向上述滤液（含有向上述滤液（含有NaNa+ +、OHOH、ClC

20、l、COCO3 32 2）中，）中，加适量盐酸至溶液加适量盐酸至溶液PHPH为为7 7，则已除去，则已除去OHOH- -和和COCO3 32 2，得到得到NaClNaCl溶液。溶液。三、除去粗盐中的可溶性杂质三、除去粗盐中的可溶性杂质3.蒸发蒸发仪器：仪器：带铁圈的铁架台、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒带铁圈的铁架台、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒4.转移转移玻璃棒的作用：玻璃棒的作用：转移固体转移固体 将滤液倒入蒸发皿中，注意不超过蒸发皿容积的将滤液倒入蒸发皿中，注意不超过蒸发皿容积的2 23 3为为宜，然后用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌溶液，宜，然后用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌溶液，以免液体局部

21、过热，致使液滴飞溅出来以免液体局部过热，致使液滴飞溅出来。等到蒸发皿中。等到蒸发皿中出现大量固体时，就停止加热出现大量固体时，就停止加热，利用余热蒸发至干，即，利用余热蒸发至干，即得纯净的食盐晶体。得纯净的食盐晶体。注意：不要立即把蒸发皿直接放在实验台上注意：不要立即把蒸发皿直接放在实验台上, ,以免烫坏实以免烫坏实验台如果需要立即放在实验台上验台如果需要立即放在实验台上, ,要垫上要垫上石棉网石棉网5.5.计算产率计算产率提纯后精盐的质量提纯后精盐的质量粗盐的质量粗盐的质量X 100%例例1 1：为了除去粗盐中的：为了除去粗盐中的CaCa2+2+，MgMg2+2+，SOSO4 42-2-及泥沙，及泥沙，得到纯净的得到纯净的NaClNaCl，可将粗盐溶于水，然后在下列操，可将粗盐溶于水，然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序是（作中选取必要的步骤和正确的操作顺序是（ ）v过滤；加过量