蘇教版選修6 專題一課題3 硝酸鉀晶體的制備 課件（31張）.ppt

課題3硝酸鉀晶體的制備 課前預(yù)習(xí) 選考標(biāo)準(zhǔn) 1 硝酸鈉和氯化鉀制取硝酸鉀的原理及操作流程2 結(jié)晶或重結(jié)晶的方法提純固態(tài)物質(zhì)的原理及操作3 減壓過(guò)濾的實(shí)驗(yàn)方法4 晶粒生長(zhǎng)的條件 bbaa 教材新知 硝酸鉀晶體的制備1 鹽的溶解度隨溫度的變化氯化鈉的溶解度隨溫度變化 而氯化鉀 硝酸鈉和硝酸鉀在高溫時(shí)具有較大的溶解度 當(dāng)溫度降低時(shí) 氯化鉀 硝酸鈉的溶解度明顯減小 而的溶解度則急劇下降 本實(shí)驗(yàn)利用不同物質(zhì)的溶解度隨溫度改變而發(fā)生不同變化的原理 用nano3和kcl通過(guò)復(fù)分解反應(yīng)來(lái)制取kno3 其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 不大 硝酸鉀 nacl nacl kno3 重結(jié)晶 2 結(jié)晶和重結(jié)晶結(jié)晶是溶質(zhì)從溶液中的過(guò)程 其原理是根據(jù)混合物中各成分在某種溶劑里溶解度的不同 通過(guò)或使溶解度減小 從而使晶體析出 分為和 將第一次結(jié)晶得到的晶體溶于少量溶劑中 然后再進(jìn)行蒸發(fā) 或冷卻 結(jié)晶 過(guò)濾 如此反復(fù)的操作稱為重結(jié)晶 通過(guò)多次結(jié)晶得到純度較高的物質(zhì) 析出晶體 蒸發(fā)減少溶劑 降低溫度 蒸發(fā)結(jié)晶 冷卻結(jié)晶 3 影響晶粒生成的條件溶質(zhì)的溶解度越 或溶液的濃度越 或溶劑的蒸發(fā)速度越 或溶液冷卻得越 析出的晶粒就越細(xì)小 反之 可得到較大的晶體顆粒 4 制備硝酸鉀晶體的方案 1 固體溶解 2 蒸發(fā) 熱過(guò)濾加熱攪拌使溶液蒸發(fā)濃縮 晶體逐漸析出 當(dāng)溶液體積減小到約為原來(lái)的一半時(shí) 迅速 3 冷卻 得到粗產(chǎn)品硝酸鉀晶體 小 高 快 快 氯化鈉 趁熱過(guò)濾 減壓過(guò)濾 4 重結(jié)晶留下少量粗產(chǎn)品 其余粗產(chǎn)品配成溶液 加熱 攪拌 待晶體全部溶解后停止加熱 等溶液冷卻至室溫后 得到較高純度的硝酸鉀晶體 5 稱重將粗產(chǎn)品和重結(jié)晶后得到的硝酸鉀晶體分別放入兩支試管中 加蒸餾水配成溶液 6 檢驗(yàn)cl 向溶液中分別滴入 觀察現(xiàn)象 抽濾 稀hno3和agno3溶液 預(yù)習(xí)自測(cè) 1 如圖所示 m n分別表示兩種固體物質(zhì) 不含結(jié)晶水 的溶解度曲線 試根據(jù)圖中曲線判斷下列說(shuō)法正確的是 a 圖中a點(diǎn)表示m n兩種物質(zhì)在t1 時(shí)均達(dá)到飽和b m n兩種飽和溶液 當(dāng)溫度從t1降至t2時(shí) 一定析出相同質(zhì)量的晶體c 同處a點(diǎn)的相同質(zhì)量的m n兩種溶液 當(dāng)溫度從t1降至t2后 剩余溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等d 0 時(shí) m n具有相同的溶解度 c 2 如圖表示物質(zhì)a在4種溶劑w x y z中的溶解度曲線 據(jù)此 用重結(jié)晶法提純a時(shí) 最宜采用的溶劑是 a wb xc yd z d 3 減壓吸濾裝置和普通的過(guò)濾裝置相比 除可加快過(guò)濾速度外 還具有的優(yōu)點(diǎn)是 a 可過(guò)濾膠狀沉淀b 可過(guò)濾顆粒更小的沉淀c 可使沉淀中的雜質(zhì)減少d 可得到較干燥的沉淀 d 課堂探究 探究一轉(zhuǎn)化法制備kno3的理論依據(jù) 疑難剖析 1 鹽溶解度隨溫度的變化由圖可以看出 nano3 kno3 nacl kcl四種鹽中 nacl的溶解度隨溫度變化不大 nano3 kcl有明顯變化 而kno3的溶解度隨溫度的升高急劇增大 2 結(jié)晶 3 重結(jié)晶目的 對(duì)純度未達(dá)到要求的晶體進(jìn)行再提純 過(guò)程 選擇溶劑 溶解固體 除去雜質(zhì) 晶體析出 晶體的收集與洗滌 晶體的干燥注意 收集母液提高產(chǎn)率 4 結(jié)晶制備kno3 典例1 請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻?1 檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否有cl 的目的是 結(jié)合 步實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)品質(zhì)量 計(jì)算初產(chǎn)品的純度為 不考慮損失 2 若步驟 過(guò)濾使用了保溫漏斗 用如下圖所示裝置 其主要作用是 3 若步驟 過(guò)濾裝置如下圖所示 采用這種裝置過(guò)濾的主要優(yōu)點(diǎn)是 這種裝置工作的主要原理是 4 玻璃棒在實(shí)驗(yàn)中一般有如下三種用途 攪拌 引流和蘸取溶液 上述實(shí)驗(yàn)步驟 中一般需要用到玻璃棒的是 填代號(hào) 解析 因?yàn)閚ano3 kcl kno3在高溫時(shí)具有較大的溶解度 溫度降低時(shí) nano3 kcl的溶解度明顯減小 而kno3的溶解度則急劇下降 nacl的溶解度隨溫度變化不大 據(jù)此可知 蒸發(fā)溶劑首先結(jié)晶出的是nacl 冷卻結(jié)晶出的是kno3 經(jīng)初次結(jié)晶出的kno3產(chǎn)品中仍有少量的氯離子雜質(zhì) 加入硝酸銀溶液后產(chǎn)生白色沉淀 答案 nano3kclkno3nacl nacl kno3 kno3nacl 步驟 得到的產(chǎn)品有白色沉淀產(chǎn)生 步驟 得到的產(chǎn)品無(wú)白色沉淀產(chǎn)生 1 鑒定得到的產(chǎn)品是否純凈 100 2 在熱過(guò)濾時(shí) 防止nacl結(jié)晶析出 3 過(guò)濾速度較快 可以得到比較干燥的固體當(dāng)自來(lái)水龍頭打開時(shí) 把裝置內(nèi)部的氣體隨水流帶走 導(dǎo)致裝置內(nèi)部的壓強(qiáng)降低 使過(guò)濾的速度加快 4 名師點(diǎn)睛 1 用轉(zhuǎn)化法制備硝酸鉀的根本理論依據(jù)是 當(dāng)溶于水中的各種離子可組成多種物質(zhì)時(shí) 在降溫結(jié)晶過(guò)程中 先達(dá)到飽和的物質(zhì)先析出 2 影響晶粒生成大小的條件 跟蹤訓(xùn)練1 研究表明 木糖醇是一種理想的蔗糖替代品 它具有甜味足 溶解性好 防齲齒 適合糖尿病患者食用的特點(diǎn) 如圖是木糖醇和蔗糖的溶解度曲線 回答下列問題 1 在牙膏中添加某種元素 也能起到防止齲齒的作用 這種元素是 填元素符號(hào) 2 在人體體溫37 時(shí) 兩種物質(zhì)的溶解度木糖醇蔗糖 填 或 通過(guò)比較溶解度曲線 請(qǐng)你說(shuō)出這兩種物質(zhì)在溶解度方面的一個(gè)共同點(diǎn) 3 試設(shè)想分離兩種物質(zhì)的方法 解析 從圖象知 兩者溶解度均隨溫度升高而增大 但程度不同 故可用重結(jié)晶的方法進(jìn)行分離 答案 1 f 2 均易溶于水 隨溫度升高 溶解度均增大 3 結(jié)晶或重結(jié)晶 探究二減壓過(guò)濾 疑難剖析 減壓過(guò)濾 為了加快過(guò)濾速度 得到較干燥的沉淀 可進(jìn)行減壓過(guò)濾 1 裝置減壓過(guò)濾操作需要用到的主要儀器有布氏漏斗 吸濾瓶 安全瓶 抽氣泵 其基本裝置如圖所示 2 原理裝置中抽氣泵給吸濾瓶減壓 造成瓶?jī)?nèi)與布氏漏斗液面上產(chǎn)生壓力差 從而加快過(guò)濾速度 吸濾瓶用于承接濾液 安全瓶用于防止水泵中水產(chǎn)生溢流而倒灌入吸濾瓶中 3 操作方法 1 剪濾紙 取一張大小適中的濾紙 在布氏漏斗上輕壓一下 然后沿壓痕內(nèi)徑剪成圓形 此濾紙放入漏斗中 應(yīng)是平整無(wú)皺折 且將漏斗的小孔全部蓋嚴(yán) 注意濾紙不能大于漏斗底面 2 將濾紙放在漏斗中 以少量蒸餾水潤(rùn)濕 然后把漏斗安裝在吸濾瓶上 盡量塞緊 微開水龍頭 抽濾使濾紙貼緊 3 以玻璃棒引流 將待過(guò)濾的溶液和沉淀逐步轉(zhuǎn)移到漏斗中 加溶液速度不要太快 以免將濾紙沖起 隨著溶液的加入 水龍頭要開大 注意布氏漏斗中的溶液量不得超過(guò)漏斗容量的2 3 4 過(guò)濾完成 即不再有濾液滴出 時(shí) 先拔掉吸濾瓶側(cè)口上的膠管 然后關(guān)掉水龍頭 5 用攪拌棒輕輕揭起濾紙的邊緣 取出濾紙及其上面的沉淀物 濾液則由吸濾瓶的上口倒出 注意吸濾瓶的側(cè)口只作連接減壓裝置用 不要從側(cè)口傾倒濾液 以免弄臟溶液 如果實(shí)驗(yàn)中要求洗滌沉淀 洗滌方法與使用玻璃漏斗過(guò)濾時(shí)相同 但不要使洗滌液過(guò)濾太快 適當(dāng)關(guān)小水龍頭 以便使洗滌液充分接觸沉淀 使沉淀洗得更干凈 4 注意事項(xiàng) 1 漏斗下端斜口正對(duì)吸濾瓶支管 2 濾紙要比漏斗底部略小且把孔覆蓋 3 過(guò)濾前先用蒸餾水潤(rùn)濕濾紙 抽氣使濾紙緊緊貼在漏斗上 4 把過(guò)濾混合物均勻分布在整個(gè)濾紙面上 5 用少量濾液將黏附在容器壁上的晶體洗出 繼續(xù)抽氣 并用玻璃棒擠壓晶體 盡量除去母液 典例2 工業(yè)廢鐵屑表面常有鐵銹 成分為fe2o3 并沾有油污 某校研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 按以下 步驟用廢鐵屑制備綠礬 feso4 7h2o 晶體 根據(jù)該實(shí)驗(yàn)方案 回答下列問題 1 步驟 中廢鐵屑與naoh溶液共熱的目的是 2 步驟 中燒杯底部留有少量鐵屑的理由是 說(shuō)明剩余鐵屑作用的離子方程式為 3 在步驟 中 該小組采用如圖抽氣過(guò)濾 減壓過(guò)濾 裝置代替普通漏斗 其目的是 4 檢查步驟 的濾液中沒有fe3 的方法是 解析 制備feso4 7h2o晶體 關(guān)鍵是要避免fe2 被空氣氧化 利用抽氣過(guò)濾 可提高過(guò)濾速率 趁熱過(guò)濾還可以防止feso4結(jié)晶 答案 1 除去鐵屑表面的油污 2 防止fe2 被氧化為fe3 2fe3 fe3fe2 3 使吸濾瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小 提高過(guò)濾的速率減少濾液與空氣的接觸 避免fe2 被氧化 4 取少許濾液 加入kscn溶液 無(wú)血紅色出現(xiàn) 跟蹤訓(xùn)練2 碳酸鈉是造紙 玻璃 紡織 制革等行業(yè)的重要原料 工業(yè)碳酸鈉 純度約98 中含有ca2 mg2 fe3 cl 和等雜質(zhì) 提純工藝路線如下 已知碳酸鈉的溶解度 s 隨溫度變化的曲線如圖所示 回答下列問題 1 濾渣的主要成分為 2 趁熱過(guò)濾 的原因是 解析 理解制備流程及相關(guān)反應(yīng)原理 充分利用離子反應(yīng) 溫度對(duì)na2co3溶解度的影響 1 因工業(yè)碳酸鈉中含有mg2 fe3 ca2 所以 除雜 中加入過(guò)量的naoh溶液 可生成mg oh 2 fe oh 3 caco3沉淀 2 觀察坐標(biāo)圖 溫度減少至308k時(shí)發(fā)生突變 na2co3 h2o的溶解度迅速減小 若不趁熱過(guò)濾將析出晶體na2co3 10h2o 答案 1 mg oh 2 fe oh 3 caco3 2 使析出的晶體為na2co3 h2o 防止因溫度過(guò)低而析出na2co3 10h2o晶體