資源簡介

(共20張PPT)
實驗活動4：用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子
學習目標
1.掌握溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶等實驗操作；
認識化學方法在物質(zhì)分離和提純中的重要作用。
2. 通過對本實驗方案的設(shè)計，掌握物質(zhì)除雜方
案設(shè)計的基本原則。
3. 通過對實驗操作順序和試劑用量的探究，提
高實驗探究能力，強化創(chuàng)新意識。
物質(zhì)分離與提純
一、原則
1.不增：不增加新的雜質(zhì)；
2.不減：不減少被提純的物質(zhì)；
3.易分離：被提純物質(zhì)與雜質(zhì)易分離；
4.易復原：被提純物質(zhì)要容易復原。
二、要求
1.除雜試劑必須過量；
2.過量試劑必須除盡（因過量會帶入新的雜質(zhì)）；
3.除雜途徑必須選最佳。
三、物理方法
溶解法、過濾法、結(jié)晶法、升華法、
蒸餾法、萃取法、分液法等
四、化學方法
沉淀法、置換法、加熱法、分解法
1.用化學沉淀法去除粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋和SO 。
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。
實驗?zāi)康?br/>粗鹽（主要成分為NaCl，
含Ca2+、Mg2+和 SO42-）
精鹽（NaCl）
實驗原理
化學沉淀法
陽離子 陰離子 OH- NO3- Cl- SO42- CO32-
Na+ 溶 溶 溶 溶 溶
Ba2+ 溶 溶 溶 不 不
Ca2+ 微 溶 溶 微 不
Mg2+ 不 溶 溶 溶 微
部分酸、堿和鹽的溶解性表（室溫）
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)、石棉網(wǎng)(或陶土網(wǎng))、酒精燈、火柴。
粗鹽、蒸餾水、0.1 mol·L-1 BaCl2溶液、20% NaOH溶液、飽和Na2CO3溶液、6 mol·L-1鹽酸、pH試紙。
1.儀器
2.藥劑
實驗儀器和藥劑
實驗步驟及操作
一、溶解
用托盤天平稱取5 g粗鹽放入燒杯中，然后加入20 mL水，用玻璃棒________，使粗鹽溶解，得到粗鹽水。
攪拌
二、沉淀
向粗鹽水中依次滴加過量的氯化鋇溶液、氫氧化鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液，使_____________________________完全沉淀析出。
SO42-、Mg2＋、Ca2+、Ba2+
實驗步驟及操作
三、過濾
將燒杯靜置后過濾，除去生成的沉淀和不溶性雜質(zhì)、過濾中玻璃棒的作用是_________，濾液呈_____性。
四、中和
向濾液中滴加鹽酸，用玻璃棒攪拌，直到___________，并用pH試紙檢驗，使濾液呈中性或微酸性。
引流
堿
無氣泡冒出
實驗步驟及操作
五、蒸發(fā)
將濾液倒入蒸發(fā)皿，用酒精燈加熱，并用玻璃棒不斷____。當蒸發(fā)皿中出現(xiàn)____________時，停止加熱。利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干。冷卻后，得到除去雜質(zhì)離子的精鹽
攪拌
較多固體
思考
1.本實驗中加入試劑的順序是什么？按照其他順序加入試劑能否達到同樣的目的？
本實驗中加入試劑的順序是：BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸。
按下列順序加入試劑也可達到實驗?zāi)康模?br/>①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；
②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸。
Na+
Cl-
H+
CO2↑
Na+
Cl-
Ca2+
Mg2+
SO42-
Na+
Cl-
Ca2+
SO42-
OH-
Mg(OH)2↓
加過量
NaOH溶液
加過量
BaCl2溶液
Na+
Cl-
Ca2+
OH-
Ba2+
BaSO4↓
Mg(OH)2↓
加過量
Na2CO3溶液
②加過量
稀鹽酸
溶液
①過濾
蒸發(fā)
結(jié)晶
NaCl
HCl↑
沉淀
沉淀
沉淀
Na+
Cl-
OH-
CO32-
BaSO4↓
Mg(OH)2↓
CaCO3↓
BaCO3↓
思考
2.在實驗操作②中為什么依次加入的試劑都要略微過量？實驗操作④中加入鹽酸的目的是什么？
實驗操作②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④中加入鹽酸是為了除去濾液中過量的OH－和CO32-。
3.粗鹽水中加入氯化鋇溶液使SO42-沉淀而除去，如何檢驗SO42-是否沉淀完全？
靜置后，沿燒杯壁向上層清液中繼續(xù)滴加2～3滴氯化鋇溶液，若溶液不出現(xiàn)渾濁，說明SO42-已沉淀完全。
思考
不能顛倒。因為先加入鹽酸時，可使Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3等沉淀溶解，溶液中Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋等無法除去。
4.實驗操作③和④的順序能否顛倒？為什么？
Na+
Cl-
Ca2+
Mg2+
SO42-
Na+
Cl-
OH-
CO32-
BaSO4↓
Mg(OH)2↓
CaCO3↓
BaCO3↓
①過濾
蒸發(fā)
結(jié)晶
NaCl
CaCl2
MgCl2
BaCl2
HCl↑
CO2↑
②加過量
稀鹽酸溶液
Na+
Cl-
H+
CO32-
Ca2+
Mg2+
Ba2+
BaSO4↓
Na+
Cl-
H+
CO32-
Ca2+
Mg2+
Ba2+
①加過量NaOH溶液
②加過量BaCl2溶液
③加過量Na2CO3溶液
分步沉淀
操作要點
1.如何檢驗雜質(zhì)離子已“沉淀完全”？
靜置沉淀后，向上層清液中繼續(xù)滴加2~3滴沉淀試劑，若溶液不出現(xiàn)渾濁，說明雜質(zhì)離子已沉淀完全。
2.“過濾”操作要點：一貼、二低、三靠
一貼指的是要用蒸餾水潤濕濾紙，使濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁。二低指的是濾紙邊緣略低于漏斗邊緣，加入漏斗中液體的液面略低于濾紙的邊緣。三靠指向漏斗中傾倒液體時，燒杯的尖嘴應(yīng)與玻璃棒接觸；玻璃棒的底端應(yīng)和三層濾紙?zhí)庉p輕接觸；漏斗頸的末端應(yīng)與燒杯內(nèi)壁相接觸。
操作要點
3.怎么確定CO32- 已“除盡”？
滴加鹽酸直至無氣泡冒出， 并用pH試紙檢驗，使溶液呈中性或為弱酸性。
4. “蒸發(fā)結(jié)晶”操作要點：
將濾液倒入蒸發(fā)皿中，酒精燈加熱，玻璃棒不斷攪拌；當出現(xiàn)較多固體時，停止加熱，利用余熱將濾液蒸干。
擴展訓練
某廢液中含有大量的K+、Cl-、Br-,還有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-。某研究性學習小組利用這種廢液來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴(液溴常溫下是深紅棕色液體),設(shè)計了如下流程:
擴展訓練
已知:可供選擇的試劑a、試劑b(試劑b代表一組試劑)如下:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2溶液(H+)、KMnO4溶液(H+)、稀鹽酸。請根據(jù)流程圖,回答相關(guān)問題:
(1)若試劑a為H2O2溶液(H+),已知H2O2+2KBr+2HCl === Br2+2H2O+2KCl。
①發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②每消耗0.2 mol H2O2,反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為　　　　　 mol。
③還原劑和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是　 。
(2)操作①②③④⑤對應(yīng)的名稱分別是:　　　　、分液、　　　　、過濾、　　　　。
(3)為了除去無色液體Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、SO42-,從可供選擇的試劑中選出試劑b所代表的物質(zhì),按滴加順序依次是　　　　、　　　　、　　　　(填化學式)。
(4)調(diào)pH=7是為了除去雜質(zhì)離子　　　和　　　,以提高氯化鉀晶體的純度。
(5)操作⑤中用到的瓷質(zhì)儀器名稱是　　　　。
擴展訓練
答案 (1)①H2O2+2Br-+2H+ === Br2+2H2O
②0.4　③1∶1
(2)萃取　蒸餾　蒸發(fā)結(jié)晶
(3)BaCl2　KOH　K2CO3(合理即可)
(4)OH-　 　(5)蒸發(fā)皿
擴展訓練
解析 制備流程:向廢液中加入雙氧水,將溴離子氧化成溴單質(zhì),然后加入四氯化碳后通過萃取、分液分離出溴的CCl4溶液,通過操作③(蒸餾)得到四氯化碳和溴單質(zhì);無色液體Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、 ,分別加入BaCl2、KOH、K2CO3溶液過濾后得到無色液體Ⅱ和固體A,再調(diào)節(jié)液體Ⅱ的pH除去 、OH-,得到無色液體Ⅲ,最后通過蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鉀固體。
(1)①反應(yīng)H2O2+2KBr+2HCl Br2+2H2O+2KCl中KBr、HCl和KCl均為可溶于水的強電解質(zhì),能完全電離,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Br-+2H+ === Br2+2H2O;②反應(yīng)中氧元素的化合價從-1價降為-2價,則每消耗0.2 mol H2O2,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為0.2 mol×2=0.4 mol;③反應(yīng)中KBr是還原劑,H2O是還原產(chǎn)物,則還原劑與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是1∶1。
擴展訓練
(2)由流程圖知,無色液體Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、 ,無色液體Ⅲ中只含有K+、Cl-,則試劑b的作用是除去Ca2+、Mg2+、 ;操作①是萃取;操作②是將互不相溶的兩種液體分開,應(yīng)是分液;操作③是將沸點不同且互溶的兩液體分開,應(yīng)是蒸餾;操作④是將溶液與沉淀分開,應(yīng)是過濾;操作⑤是將KCl從其水溶液中提取出來,應(yīng)是蒸發(fā)結(jié)晶,操作①②③④⑤的名稱分別是萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶。
(3)由于除雜時除雜試劑需過量,且不能引入新雜質(zhì),所以除去Ca2+選用飽和K2CO3溶液,除去Mg2+選用KOH溶液,除去 選用BaCl2溶液,而且只要滿足BaCl2溶液在飽和K2CO3溶液之前加入即可。
(4)由以上分析知,無色液體Ⅱ中還含有雜質(zhì)離子 和OH-,需用鹽酸來除去過量的KOH及K2CO3。
(5)由于操作⑤是蒸發(fā)結(jié)晶,所以該操作用到的瓷質(zhì)儀器是蒸發(fā)皿。
謝謝觀看

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