【课件】实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 2023-2024学年高一化学人教版(2019)必修第二册_第1页
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第5章化工生产中的重要非金属元素

实验活动4用化学沉淀法去

除粗盐中的杂质离子导入我们知道日常生活中的食盐来自海洋,那么海洋中的食盐可以直接食用吗?我们又是怎么除去食盐中的杂质的?一、除杂的原则、方法除杂原则:不增(尽量少引入新杂质);不减(不损耗样品);易分(容易分离);复原(除去各种过量杂质,还原到目标产物)。除杂方法:(1)沉淀法:将杂质离子转化为沉淀,如将Cl-、SO42-、CO32-分别转化为沉淀等。(2)气化法:将杂质离子转化为气体,如将CO32-、HCO3-分别转化为气体等。一、除杂的原则、方法3.注意事项分离是通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开,分别得到纯净的物质。(1)除杂试剂要适当过量;(2)设计所加试剂的先后顺序。4.粗盐提纯的基本实验操作(1)分离和提纯提纯是通过适当的方法把混合物中的杂质除去,以得到纯净的物质。一、除杂的原则、方法(2)过滤向过滤器中倾倒液体时,必须使用玻璃棒引流;操作过程中一定要做到“一贴、二低、三靠”:“一贴”是指滤纸紧贴漏斗内壁;“二低”是指滤纸边缘要低于漏斗边缘,过滤器中的液体液面要低于滤纸边缘;“三靠”是指烧杯嘴要紧靠玻璃棒使液体沿玻璃棒流入漏斗,玻璃棒下端要靠在三层滤纸一边,漏斗管末端要紧靠烧杯内壁。一、除杂的原则、方法(3)蒸发加入的液体不超过蒸发皿容积的

;蒸发过程中要用玻璃棒不断搅拌,以防止溶液因局部过热而造成液滴飞溅;加热至有较多晶体析出时,停止加热,利用余热使滤液蒸干;热的蒸发皿不可直接放在实验桌上,要垫上石棉网一、除杂的原则、方法归纳总结溶解、过滤、蒸发操作中用到的玻璃仪器及玻璃棒的作用:步骤玻璃仪器玻璃棒的作用溶解过滤蒸发烧杯、玻璃棒烧杯、漏斗、玻璃棒酒精灯、玻璃棒、蒸发皿搅拌,加速溶解引流,防止液体外洒搅拌散热一、除杂的原则、方法1.过滤和蒸发都适用于固体和液体混合物的分离,它们适用的对象一样吗?提示:过滤适用于分离固体与液体混合物,若固体易溶于液体,则需要用蒸发的方法进行分离。一、除杂的原则、方法2.若有两种固体,要使它们分离开来,可以采用什么办法?(1)若两种固体中一种易溶于水,另一种不溶于水(如CaCO3和NaCl的混合物),则可用溶解、过滤、蒸发的方法。(2)若两种固体都不溶于水,但一种溶于酸(或其他液体),另一种不溶于酸(或其他液体)(如BaSO4和BaCO3的混合物),则可采用加酸溶解、过滤、加

Na2CO3沉淀、过滤的方法。二、除去粗盐中的杂质粗盐中主要含有NaCl,还含有可溶杂质如Ca2+、Mg2+、SO42-等,可选择Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液等试剂除去。除杂操作:溶解→除杂(Ca2+、Mg2+、SO42-)→过滤→调节pH→蒸发结晶。进行粗盐提纯的实验。二、除去粗盐中的杂质(1)溶解:用天平称取5g粗盐,放入100mL烧杯中,然后加入20mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使粗盐充分溶解,得到粗盐水。(2)除去SO42-:向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液(约

2~3

mL

),使SO42-与Ba2+完全反应生成BaSO4沉淀,将烧杯静置。思考讨论:如何验证溶液中的SO42-

已经完全被除去?提示:取适量上层清液于试管中,继续滴加

2~3

滴BaCl2溶液,若溶液不出现浑浊,则表明SO42-已沉淀完全。反应原理:SO42-+Ba2+

BaSO4↓。1.实验步骤二、除去粗盐中的杂质思考讨论:Ba2+是从哪里来的?提示:在除去SO42-时滴加的BaCl2溶液是过量的。反应原理:Ca2++CO32-

CaCO3↓、Mg2++2OH-

Mg(OH)2↓、Ba2++CO32-

BaCO3↓。(3)除去Ca2+、Mg2+和过量的Ba2+:向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液(约0.25

mL

),使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH)2沉淀;然后滴加过量的饱和Na2CO3溶液(2~3

mL),使Ca2+、Ba2+与CO32-完全反应生成沉淀。二、除去粗盐中的杂质(4)调节pH值,除去过量的NaOH和Na2CO3:将烧杯静置,过滤,除去生成的沉淀和不溶性杂质。向所得滤液中滴加盐酸,用玻璃棒搅拌,直到没有气泡冒出,并用

pH试纸检验,使滤液呈中性或微酸性。反应原理:OH-+H+

H2O、CO32-+2H+

H2O+CO2↑。(5)蒸发结晶:将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌溶液,待出现较多固体时停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。(6)用坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却,得到去除了杂质离子的精盐。二、除去粗盐中的杂质2.实验结论粗盐提纯时,除了要除去不溶杂质外还要除去易溶杂质;除去易溶杂质时,除了要考虑加入的试剂外,还需要考虑试剂的用量和加入试剂的先后顺序,以及过量试剂的处理等问题。二、除去粗盐中的杂质3.实验讨论(1)本实验中加入试剂的顺序是什么?按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的?提示:加入除杂试剂的顺序可以是:总结:粗盐提纯中Na2CO3溶液需要在BaCl2溶液之后添加,最后加入盐酸。二、除去粗盐中的杂质(2)为什么每次所加的试剂都要略微过量?调节pH值,除去过量的NaOH和Na2CO3时,加入盐酸的目的是什么?提示:BaCl2过量是为了确保SO42-除尽;NaOH过量是为了确保Mg2+除尽;Na2CO3过量是为了确保除尽Ca2+和第一步中过量的Ba2+。滴加盐酸的目的是:中和第二步过量的OH-和第三步过量的CO32-,这样就不引进入新的杂质了。(3)调节pH值,除去过量的NaOH和Na2CO3的步骤中,能否先加盐酸,再过滤沉淀?为什么?提示:不能,因为先加入盐酸会导致碳酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀溶解。二、除去粗盐中的杂质小试牛刀1.分离下列混合物,可按溶解、过滤、蒸发顺序进行的是(

)A.氧化铜、木炭粉B.碳酸钙、氯化钠C.硝酸钾、氯化钠D.乙醇、水B二、除去粗盐中的杂质2.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法是(

)A.加入过量碳酸钠溶液,过滤,再加适量硝酸B.加入过量硫酸钾溶液,过滤,再加适量硝酸C.加入过量硫酸钠溶液,过滤,再加适量硝酸D.加入过量碳酸钾溶液,过滤,再加适量硝酸D二、除去粗盐中的杂质3.下列有关实验操作的步骤和做法不正确的是(

)A.粗盐提纯操作的顺序是:溶解、过滤、蒸发、洗涤B.实验室制取氧气完毕后,应先取出集气瓶,再取出导管,最后停止加热C.不慎将浓硫酸洒在桌面上,先用烧碱溶液中和,再用湿布抹净D.用试管夹夹持试管时,把试管夹从试管底部往上套,夹在试管中上部C二、除去粗盐中的杂质4.在粗盐提纯的实验中,蒸发时正确的操作是(

)A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热B.开始析出晶体后用玻璃棒搅拌C.待水分完全蒸干后停止加热D.蒸发皿中发现大量固体时即停止加热D二、除去粗盐中的杂质5.某学生使用托盘天平称食盐时,错误地将食盐放在右托盘,而把砝码放在左托盘,称得食盐的质量为15.5

g

(1

g

以下只能使用游码)。如果按正确的放法,食盐的质量应为(

)A.15.5

g

B.15.0

gC.14.5

g

D.14.0

gC总结1.粗盐提纯的反应原理2.粗盐提纯的实验步骤:Na2CO3溶液需要在BaCl2溶液之后添加,最后加入稀盐酸。课堂练习1.下列实验操作中,与物质的溶解性无关的是(

)A.用装有饱和食盐水的洗气瓶除去Cl2中的HClB.热的KNO3饱和溶液冷却后析出KNO3晶体C.蒸馏海水得到淡水D.NH3的喷泉实验C课堂练习2.某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-

中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图(所加试剂均过量,气体全部逸出)。下列说法正确的是(

)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+,则c(Cl-)=0.1

mol·L-1D课堂练习3.NH4MnPO4·2H2O是一种活性催化剂,易溶于水,其溶解度随着温度升高而显著增大。一种制备NH4MnPO4·2H2O的方法如下:下列叙述正确的是(

)A.“溶解”中加入盐酸的目的是加快溶解B.“合成”中加入氨水过量,会生成酸式盐C.“系列操作”需要酒精灯、蒸馏烧瓶等仪器D.采用“重结晶”可提纯产品D课堂练习4.草木灰固体中富含钾盐,主要成分是碳酸钾,还含有少量氯化钾、硫酸钾和难溶性杂质等。(1)从草木灰固体中提取碳酸钾的实验操作过程中包含以下四步操作,合理的顺序为___________,最终过滤即可得到碳酸钾粗品。①过滤

②冷却结晶

③溶解

④蒸发浓缩③①④②课堂练习(2)甲同学通过如下的实验检验所得晶体是否存在SO42-和Cl-。将制得的少量晶体溶于水制得溶液A。ⅰ.取少量溶液A于试管中,加入过量稀盐酸,有无色气泡生成,继续滴加Ba(NO3)2溶液至过量,生成白色沉淀。ⅱ.过滤出ⅰ中沉淀,向滤液中加入AgNO3溶液,观察到有白色沉淀生成。①写出ⅰ中反应的离子方程式_____________________________________________________。CO32-+2H+

H2O+CO2↑、Ba2++SO42-

BaSO4↓课堂练习②由此得出结论:溶液中存在SO42-和Cl-。乙同学认为不能判断是否存

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