高中 化學 必修 第二冊 第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素《實驗活動4 用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子》教學設(shè)計

實驗活動4用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子1．用化學沉淀法去除粗鹽中的Ca2+、Mg2+和SOeq\o\al(2-,4)。2．熟練掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等操作，認識化學方法在物質(zhì)分離和提純中的重要作用。1．器材：天平、藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、漏斗、濾紙、蒸發(fā)皿、坩堝鉗、鐵架臺（帶鐵圈）、陶土網(wǎng)、酒精燈、火柴。2．試劑：粗鹽、蒸餾水、0.1mol·L-1BaCl2溶液、20%NaOH溶液、飽和Na2CO3溶液、6mol·L-1鹽酸、pH試紙。1．將粗鹽溶解實驗裝置實驗操作實驗現(xiàn)象用天平稱取5.0g粗鹽，放入100mL燒杯中，然后加入20mL蒸餾水，用玻璃棒攪拌，使粗鹽充分溶解粗鹽因逐漸溶解而減少，粗鹽水略顯渾濁2.將雜質(zhì)離子生成沉淀沉淀對象實驗操作、現(xiàn)象、結(jié)論或解釋注意問題SOeq\o\al(2-,4)向粗鹽水中滴加過量的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，靜置，再向上層清液中滴加2～3滴BaCl2溶液，溶液不出現(xiàn)渾濁，證明SOeq\o\al(2-,4)已沉淀完全此步操作，引入新的雜質(zhì)離子Ba2+Mg2+繼續(xù)向粗鹽水中滴加過量的NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，靜置，再向上層清液中滴加2～3滴NaOH溶液，溶液不出現(xiàn)渾濁，證明Mg2+已沉淀完全Ca2+、Ba2+然后再向上述溶液中滴加過量的飽和Na2CO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，靜置，再向上層清液中滴加2～3滴Na2CO3溶液，溶液不出現(xiàn)渾濁，證明Ca2+、Ba2+已沉淀完全此步操作，將前面引入的Ba2+和雜質(zhì)Ca2+一并除去，但同時又引入新的雜質(zhì)離子COeq\o\al(2-,3)3.過濾除去沉淀實驗裝置實驗操作注意問題將燒杯中的液體沿玻璃棒倒入漏斗中，過濾（注意“一貼二低三靠”）此步操作把前面生成的沉淀和不溶性雜質(zhì)一起過濾除去4.調(diào)節(jié)溶液pH，除去引入的COeq\o\al(2-,3)操作方法：向所得濾液中滴加鹽酸，用玻璃棒不斷攪拌，直到?jīng)]有氣泡冒出，并用pH試紙檢驗，使濾液呈中性或微酸性。5．蒸發(fā)結(jié)晶實驗裝置實驗操作注意問題將調(diào)好pH的濾液倒入蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱，同時用玻璃棒不斷攪拌，待出現(xiàn)較多固體時停止加熱，利用余熱蒸干，便得到精鹽實驗結(jié)束后要用坩堝鉗將蒸發(fā)皿夾持到陶土網(wǎng)上冷卻1．除雜試劑的加入順序是否唯一，還有沒有其他合理順序？提示：否。加入試劑的其他合理順序有：(1)BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；(2)NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；(3)BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸。2．除去氯化鈉中的碳酸鈉能否用稀硝酸？為什么？提示：不能。若用稀硝酸，會引入新的雜質(zhì)離子NOeq\o\al(－,3)。3．在實驗操作中為什么依次加入的試劑都要略微過量？加入鹽酸的目的是什么？提示：實驗操作中所加試劑過量是為了將雜質(zhì)離子完全沉淀而除去。實驗操作中加入鹽酸是為了除去濾液中過量的OH－和COeq\o\al(2-,3)。4．蒸發(fā)時，可以待溶液蒸干再停止加熱嗎？為什么？提示：不可以。因為待溶液蒸干再停止加熱會造成晶體飛濺，應待溶液中出現(xiàn)大量晶體或有少量水分時停止加熱，利用余熱蒸干。1．在粗鹽提純實驗中，以下說法錯誤的是()A．靜置后，繼續(xù)向上層清液中滴加2～3滴BaCl2溶液，無白色沉淀生成則說明SOeq\o\al(2-,4)已沉淀完全B．沉淀劑的加入順序可以為：NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液C．調(diào)節(jié)pH時，鹽酸應該在最后一次過濾后加入D．當蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量固體時，停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干答案：B解析：A．靜置后，繼續(xù)向上層清液中滴加2～3滴BaCl2溶液，無白色沉淀生成則說明上層清液中檢驗不出SOeq\o\al(2-,4)，已沉淀完全，選項A正確；B．粗鹽中含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等可溶性雜質(zhì)，利用Na2CO3除去Ca2+、利用NaOH除去Mg2+、利用BaCl2除去SOeq\o\al(2-,4)，除雜時，各試劑必須加過量，就會引入新的雜質(zhì)，因此Na2CO3還可以除去過量的BaCl2引入的Ba2+，因此試劑的添加順序中Na2CO3需要在BaCl2的后面添加，選項B錯誤；C．鹽酸的作用是除掉過量的氫氧化鈉和碳酸鈉，所以鹽酸在過濾后，蒸發(fā)前加入，選項C正確；D．蒸發(fā)食鹽水時，等到蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多量的固體時，停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干，選項D正確；答案選B。2．（2024·濰坊市五縣市期中）通過海水晾曬可以得到粗鹽，粗鹽除含有NaCl外，還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等雜質(zhì)，下圖是某興趣小組粗鹽提純的實驗流程。下列說法錯誤的是()A．步驟①、⑤的操作分別是溶解、過濾B．步驟④可以與步驟②或步驟③互換順序C．步驟①、⑤、⑦中都會用到玻璃棒D．步驟②中試劑BaCl2不能換成Ba(NO3)2答案：B解析：由實驗流程可知，①為粗鹽溶解，②中硫酸根離子用鋇離子轉(zhuǎn)化為沉淀，③中鎂離子用氫氧根離子轉(zhuǎn)化為沉淀，④中鈣離子及過量鋇離子用碳酸根離子轉(zhuǎn)化為沉淀，⑤為過濾，過濾分離出所有的沉淀，濾液含NaCl、NaOH、Na2CO3，⑥中用鹽酸處理溶液中的碳酸根離子和氫氧根離子，⑦為蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干，得到精鹽，以此解答該題。A．步驟①、⑤的操作分別是溶解、過濾，A正確；B．步驟③和④順序可互換，最終都能除去雜質(zhì)離子，對實驗結(jié)果無影響，步驟②和④順序不可互換，否則將導致過量的鋇離子無法除去，B錯誤；C．溶解、過濾和蒸發(fā)結(jié)晶都需要用到玻璃棒，C正確；D．BaCl2不能換成Ba(NO3)2，否則會引入雜質(zhì)離子NOeq\o\al(－,3)，D正確；故選B。3．（2023·包頭市月考）海水通過蒸發(fā)結(jié)晶得到的粗鹽經(jīng)溶解過濾，除去少量泥沙及懸浮物后，溶液中主要含有Na＋、Cl－，還有雜質(zhì)離子Ca2+、Mg2+、SOeq\o\al(2-,4)，現(xiàn)要對其進一步提純，得到較純凈的NaCl溶液，可用試劑和操作步驟如下。試劑：①鹽酸、②Na2CO3(aq)、③NaOH(aq)、④BaCl2(aq)。圖中a、b、c、d分別表示上述試劑中的一種，回答下列問題：(1)沉淀A可能是或（填化學式）。(2)判斷試劑a稍過量的實驗操作是______________________________________________________________________________________________________________。(3)Na2CO3(aq)的作用是___________________________________________________________________________________________________________________________。(4)第一次過濾是否可以省略（填“是”或“否”）。(5)寫出加入適量d所發(fā)生反應的離子方程式：___________________________________________________________________________________________________；寫出少量氣體E通入澄清石灰水反應的離子方程式：_________________________。答案：(1)BaSO4Mg(OH)2(2)（加入一定量的試劑a后，充分攪拌靜置）在上清液中再加幾滴試劑a，若無現(xiàn)象，說明試劑a過量(3)除去Ca2+和過量的Ba2+(4)是(5)OH－＋H＋=H2O、COeq\o\al(2-,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑Ca2+＋2OH－＋CO2=CaCO3↓＋H2O解析：溶液中主要含有Na＋、Cl－，還有雜質(zhì)離子Ca2+、Mg2+、SOeq\o\al(2-,4)，現(xiàn)要對其進一步提純，得到較純凈的NaCl溶液，需要加入②Na2CO3(aq)除去Ca2+；加入③NaOH(aq)除去Mg2+，加入④BaCl2(aq)除去SOeq\o\al(2-,4)，為了得到純凈的NaCl溶液，不能引入新的雜質(zhì)離子，后面的試劑要除去前面引入的雜質(zhì)離子，即Na2CO3(aq)必須在BaCl2(aq)的后面，稀鹽酸必須在最后，所以除雜試劑的順序為：③④②①或④③②①或④②③①，所以試劑a可以是③NaOH(aq)或④BaCl2(aq)，沉淀A為Mg(OH)2或BaSO4，適量d只能是稀鹽酸，氣體E是二氧化碳，據(jù)此回答。(1)由分析知試劑a可以是③NaOH(aq)或④BaCl2(aq)，沉淀A為Mg(OH)2或BaSO4；(2)由分析知試劑a可以是③NaOH(aq)或④BaCl2(aq)，判斷試劑a稍過量的實驗是保證雜質(zhì)離子全部除去，所以操作是（加入一定量的試劑a后，充分攪拌靜置）在上清液中再加幾滴試劑a，若無現(xiàn)象，說明試劑a過量；(3)由分析知Na2CO3(aq)既可以除去溶液中的Ca2+，也可除去過量的Ba2+