實驗化學《硝酸鉀晶體的制備》

1、專題專題1 物質(zhì)的分離與提純物質(zhì)的分離與提純思考思考1:工業(yè)上多以工業(yè)上多以硝酸鈉和氯化鉀硝酸鈉和氯化鉀為主要原料為主要原料生產(chǎn)硝酸鉀，副產(chǎn)品為氯化鈉。反應(yīng)方程為生產(chǎn)硝酸鉀，副產(chǎn)品為氯化鈉。反應(yīng)方程為NaNO3 + KCl =NaCl + KNO3如何分離硝酸鉀和氯化鈉的混合物？如何分離硝酸鉀和氯化鈉的混合物？表表1 NaNO3、KCl、NaCl、KNO3在不同溫度下的溶解度（在不同溫度下的溶解度（g/100g水）水） 溫溫 度度（ ）0102030406080100100/20的倍數(shù)的倍數(shù)KNO3 13.320.931.645.863.91101692467.85KCl 27.631.034

2、.037.040.045.551.156.71.8NaNO3 738088961041241481802.1NaCl 35.735.836.036.336.637.338.439.81.1溶解度的差異溶解度的差異結(jié)晶結(jié)晶 NaNO3 + KCl = NaCl + KNO3高溫下高溫下, 達到飽和的達到飽和的NaCl先蒸先蒸發(fā)結(jié)晶分離；然后發(fā)結(jié)晶分離；然后, 降溫，降溫， KNO3溶解度急劇減小析出，溶解度急劇減小析出，得到產(chǎn)品。得到產(chǎn)品。蒸發(fā)蒸發(fā)溶解溶解熱過濾熱過濾結(jié)晶結(jié)晶思路：思路：溶解度隨溫度變化：溶解度隨溫度變化：小小 大大熱過濾：熱過濾：趁熱過濾，趁熱過濾，得得KNO3飽和溶液飽和溶液

3、（回收（回收NaCl晶體）晶體）結(jié)晶：結(jié)晶：KNO3溶液冷卻溶液冷卻有有KNO3晶體晶體析出析出蒸發(fā)結(jié)晶：蒸發(fā)結(jié)晶：小火加熱小火加熱至有較多至有較多晶體析出晶體析出溶解：溶解：20g NaNO3 17g KCl35ml水水抽濾：抽濾：得得KNO3晶體晶體稱量：稱量：稱量得稱量得 ，粗粗KNO3質(zhì)量質(zhì)量1、制備、制備KNO3粗品粗品思考思考2：這樣得到的晶體是否純凈？若這樣得到的晶體是否純凈？若不純，應(yīng)如何提純？不純，應(yīng)如何提純？ 初次結(jié)晶得到的晶體中常會混有少量初次結(jié)晶得到的晶體中常會混有少量NaCl雜雜質(zhì)。將所得晶體溶于少量水中，然后進行冷質(zhì)。將所得晶體溶于少量水中，然后進行冷卻、卻、 結(jié)晶

4、、過濾，如此反復的操作。結(jié)晶、過濾，如此反復的操作。 溶解：溶解：按按KNO3 H2O= 2 1加適量水溶解加適量水溶解2、KNO3提純（重結(jié)晶）提純（重結(jié)晶）加熱：加熱：沸騰沸騰即止即止冷卻：冷卻：有針狀有針狀KNO3析出析出抽濾：抽濾：得得KNO3晶體晶體烘干：烘干：水浴烘干水浴烘干(在表面皿中）在表面皿中）稱重稱重:精品精品KNO3 將所得晶體溶于少量溶劑中，然后進行蒸發(fā)（或冷將所得晶體溶于少量溶劑中，然后進行蒸發(fā)（或冷卻）、結(jié)晶、過濾，如此反復的操作稱為重結(jié)晶。卻）、結(jié)晶、過濾，如此反復的操作稱為重結(jié)晶。 思考思考3：請設(shè)計一個實驗來檢驗兩種情況請設(shè)計一個實驗來檢驗兩種情況下制備得到產(chǎn)

5、品的純度大??？下制備得到產(chǎn)品的純度大??？0.1g粗品粗品 KNO32ml水水0.1g晶體晶體 KNO32ml水水無白色無白色 AgCl有白色有白色 AgCl2滴滴AgNO32滴滴AgNO33、產(chǎn)品純度的檢驗、產(chǎn)品純度的檢驗 小結(jié)：硝酸鉀晶體的實驗方案小結(jié)：硝酸鉀晶體的實驗方案NaNO3 + KCl = NaCl + KNO31、實驗原理：、實驗原理：2、基本流程基本流程：1）固體溶解）固體溶解2）蒸發(fā)、熱過濾）蒸發(fā)、熱過濾3）冷卻、減壓過濾）冷卻、減壓過濾4）重結(jié)晶）重結(jié)晶5）稱量）稱量6）檢驗）檢驗Cl-粗粗KNO3提純提純KNO3純度的檢驗純度的檢驗天平、燒杯、天平、燒杯、 玻璃棒、酒精燈

6、玻璃棒、酒精燈鐵架臺、銅質(zhì)保溫漏斗鐵架臺、銅質(zhì)保溫漏斗吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵、布氏漏斗吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵、布氏漏斗熱過濾裝置熱過濾裝置介紹介紹: :濾紙的折疊濾紙的折疊保溫漏保溫漏斗斗 注意注意: 熱過濾時一般不用玻璃棒引流，以熱過濾時一般不用玻璃棒引流，以免免加速加速降溫降溫；接受濾；接受濾液的容器內(nèi)壁不要貼緊漏斗頸，以免濾液迅速冷卻析出晶體，堵液的容器內(nèi)壁不要貼緊漏斗頸，以免濾液迅速冷卻析出晶體，堵塞漏斗口。塞漏斗口。減壓過濾減壓過濾（也稱抽濾或吸濾）介紹（也稱抽濾或吸濾）介紹: : 快速得到較干燥的沉淀快速得到較干燥的沉淀 水蒸氣烘干裝置水蒸氣烘干產(chǎn)物水蒸氣烘干產(chǎn)物烘干交流與討論：交

7、流與討論：3、檢驗所得產(chǎn)品中是否含有、檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Cl-的目的是什么？的目的是什么？檢查產(chǎn)品中是否有氯化鈉等雜質(zhì)檢查產(chǎn)品中是否有氯化鈉等雜質(zhì).1、加熱濃縮，、加熱濃縮，NaCl大量析出后，為什么要大量析出后，為什么要趁熱過濾？趁熱過濾？如果不趁熱過濾，過濾時溫度降低，如果不趁熱過濾，過濾時溫度降低，KNO3也會析出也會析出來，影響來，影響KNO3的產(chǎn)率。的產(chǎn)率。2、熱過濾時，承接濾液的燒杯為什么要預先、熱過濾時，承接濾液的燒杯為什么要預先加加2mL蒸餾水？蒸餾水？防止降溫時防止降溫時NaCl析出，影響析出，影響KNO3的純度。的純度。4、如果要制備顆粒較大的硝酸鉀晶體，應(yīng)該、如果要制

8、備顆粒較大的硝酸鉀晶體，應(yīng)該怎樣選擇結(jié)晶條件？怎樣選擇結(jié)晶條件？5、為什么選用重結(jié)晶的方法可使產(chǎn)品獲得較、為什么選用重結(jié)晶的方法可使產(chǎn)品獲得較高的純度？高的純度？重結(jié)晶時，少量的雜質(zhì)可以溶解在水中。重結(jié)晶時，少量的雜質(zhì)可以溶解在水中。應(yīng)該盡量緩慢地冷卻，并保持容器靜置，切不可振蕩應(yīng)該盡量緩慢地冷卻，并保持容器靜置，切不可振蕩容器，以使晶體緩慢析出，形成較大的晶體顆粒。容器，以使晶體緩慢析出，形成較大的晶體顆粒。閱讀書本閱讀書本P14 影響晶粒生成的條件影響晶粒生成的條件練習：練習：1、某實驗小組只領(lǐng)取了下列儀器或用品：鐵、某實驗小組只領(lǐng)取了下列儀器或用品：鐵架臺、鐵圈、鐵夾、三角架、石棉網(wǎng)、燒

9、架臺、鐵圈、鐵夾、三角架、石棉網(wǎng)、燒杯、漏斗、分液漏斗、酒精燈、玻璃棒、杯、漏斗、分液漏斗、酒精燈、玻璃棒、量筒、蒸發(fā)皿、圓底燒瓶、火柴。只用上量筒、蒸發(fā)皿、圓底燒瓶、火柴。只用上述儀器或用品，下列實驗操作不能進行的述儀器或用品，下列實驗操作不能進行的是是( ) A、蒸發(fā)、蒸發(fā) B、萃取、萃取 C、過濾、過濾 D、蒸餾、蒸餾CD2、減壓吸濾裝備和普通的過濾裝置相比，除、減壓吸濾裝備和普通的過濾裝置相比，除可加快過濾速度外，還具有的優(yōu)點是（）可加快過濾速度外，還具有的優(yōu)點是（）A、可過濾膠狀沉淀、可過濾膠狀沉淀B、可過濾顆粒更小的沉淀、可過濾顆粒更小的沉淀C、可使沉淀中的雜質(zhì)減少、可使沉淀中的雜

10、質(zhì)減少D、可得到較干燥的沉淀、可得到較干燥的沉淀D3、將一定濃度的硝酸鈉和氯化鉀混合溶液加熱至沸騰，、將一定濃度的硝酸鈉和氯化鉀混合溶液加熱至沸騰，有晶體析出。趁熱過濾，分離出晶體有晶體析出。趁熱過濾，分離出晶體A。將上述濾液。將上述濾液冷卻至室溫，又有晶體的冷卻至室溫，又有晶體的B析出。析出。(1)晶體晶體A的主要成分是的主要成分是_,含有的少量雜質(zhì)是含有的少量雜質(zhì)是_,要除去晶體要除去晶體 A中的少量雜質(zhì)的方法是中的少量雜質(zhì)的方法是_.(2)晶體晶體B的主要成分是的主要成分是_,含有的少量雜質(zhì)是含有的少量雜質(zhì)是_,要除去晶體要除去晶體 B中的少量雜質(zhì)的方法是中的少量雜質(zhì)的方法是_.(3)用

11、少量熱水淋洗晶體也是一種除去晶體中少量雜質(zhì)用少量熱水淋洗晶體也是一種除去晶體中少量雜質(zhì)的方法，這種方法適用于晶體的方法，這種方法適用于晶體 _(填填A或或B)NaClKNO3加少量水溶解再過濾加少量水溶解再過濾KNO3NaCl重結(jié)晶重結(jié)晶A疑問：怎樣看溶解度曲線？（作業(yè)本疑問：怎樣看溶解度曲線？（作業(yè)本13題）題）1.A狀態(tài)時溶質(zhì)量分數(shù)狀態(tài)時溶質(zhì)量分數(shù) =2.A、B點隨條件怎樣改變？點隨條件怎樣改變？A點變化點變化B點變化點變化升高溫度升高溫度降低溫度降低溫度蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)溶劑稀釋溶液稀釋溶液向右平移向右平移向右平移向右平移沿曲線下移沿曲線下移不動不動垂直下移垂直下移垂直下移垂直下移水平左移至曲

12、線再沿曲線下移水平左移至曲線再沿曲線下移垂直上移至曲線后不再變化垂直上移至曲線后不再變化S2100+S2100%3.A到到B最佳路線？最佳路線？ 練習練習： 用于分離或提純物質(zhì)的已學方法有：用于分離或提純物質(zhì)的已學方法有： A萃取萃取 B分液分液 C過濾過濾 D加熱分解加熱分解 E蒸發(fā)蒸發(fā) F蒸餾蒸餾 下列各組混合物的分離或提純應(yīng)選用上述哪種方法最合下列各組混合物的分離或提純應(yīng)選用上述哪種方法最合 適適?（把選用方法的標號填入括號內(nèi)）（把選用方法的標號填入括號內(nèi)） （1）除去）除去Ca(OH)2溶液中懸浮的溶液中懸浮的Ca(OH)2 顆粒（顆粒（ ） （2）把飽和食鹽水中的食鹽提取出來（）把飽

13、和食鹽水中的食鹽提取出來（ ） （3）除去酒精中溶解的微量食鹽（）除去酒精中溶解的微量食鹽（ ） （4）把溴水中的溴提取出來）把溴水中的溴提取出來 （ ） （5）用自來水制取醫(yī)用蒸餾水）用自來水制取醫(yī)用蒸餾水 （ ） （6）除去氧化鈣中的碳酸鈣）除去氧化鈣中的碳酸鈣 （ ） （7）分離柴油和水的混合物）分離柴油和水的混合物 （ ）BDACEFF結(jié)晶結(jié)晶 結(jié)晶方法結(jié)晶方法 適適 用用 對對 象象實例實例蒸發(fā)蒸發(fā)結(jié)晶結(jié)晶降溫降溫結(jié)晶結(jié)晶溶解度隨溫度變?nèi)芙舛入S溫度變化不大的溶質(zhì)化不大的溶質(zhì)蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)溶劑濃縮溶液濃縮溶液降低濃溶降低濃溶液的溫度液的溫度溶解度隨溫溶解度隨溫度下降明顯度下降明顯減少的溶質(zhì)減少的溶質(zhì)aClKNO3一、結(jié)晶一、結(jié)晶二、熱過濾二、熱過濾加熱使漏斗保溫，使過濾在熱水保溫下加熱使漏斗保溫，使過濾在熱水保溫下進行進行