資源簡介

提升課時2　離子反應在物質分離與提純中的應用
學習目標　1.通過認識物質分離、提純與鑒別中的離子反應知識應用,初步掌握物質分離、提純的原理與方法。2.結合生產、生活中污水處理中離子反應知識的應用,體會化學在生產、生活中的應用。
離子反應在物質分離與提純中的應用
　　　　　　　　　　　　　　　
粗鹽通過簡單的溶解、過濾和蒸發操作后得到的鹽中仍然會有可溶性雜質CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽等。利用化學方法可以將這些可溶性雜質進一步去除,常選用的試劑有:BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀鹽酸。
【問題討論】
問題1　分析粗鹽的組成,從粗鹽溶液中所含離子的角度分析,需要保留的離子和需要除去的雜質離子分別是什么
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
問題2　選擇能使雜質離子轉化為氣體或沉淀的物質作為除雜試劑,除雜試劑不能影響要保留的離子。要除去的雜質離子為Ca2+、Mg2+和S,根據信息所給出的試劑,你能選擇除去這些雜質離子的對應試劑嗎 用離子方程式表示其除雜的原理。
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
問題3　如何保證每一步除雜都能把雜質除凈 除雜過程中有可能引入的新雜質應如何處理
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.物質提純的一般思路
混合物組成分析→沉淀劑的選擇→合理安排加入沉淀劑的順序→考慮過量沉淀劑如何除去→確定實驗步驟及實驗操作。
2.溶液中可溶性雜質的除去原則
3.粗鹽提純時添加試劑的先后順序
為使雜質離子完全除去,要加入過量的試劑,后續試劑要能夠將前面所加過量的試劑除去,由此可知,碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入,稀鹽酸要在氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液之后加入。通常加入試劑的幾種順序:
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→(過濾)稀鹽酸;
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(過濾)稀鹽酸;
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→(過濾)稀鹽酸。
1.為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、S和泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進行下列五項操作:①過濾
②加過量NaOH溶液　③加適量鹽酸　④加過量Na2CO3溶液　⑤加過量BaCl2溶液,正確的操作順序是 (　　)
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③
C.②④⑤①③ D.⑤②④①③
2.通過海水晾曬可得粗鹽,粗鹽中除含有NaCl外,還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等雜質。制備精鹽的各步操作流程如下:
(1)在第⑦步蒸發過程中要用玻璃棒攪拌,目的是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　。
(2)第②、④步操作的目的分別是除去粗鹽中的Na2SO4和CaCl2,需要加入的試劑依次是　　　　、　　　　(填化學式)。
(3)第⑥步操作中發生反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在第③步操作中,選擇的除雜試劑不能是KOH溶液,理由是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　。
(5)第⑤步操作中,需要的玻璃儀器有　　　　、　　　　、　　　　。
:課后完成　第一章　提升課時2提升課時2　離子反應在物質分離與提純中的應用
學習目標　1.通過認識物質分離、提純與鑒別中的離子反應知識應用，初步掌握物質分離、提純的原理與方法。2.結合生產、生活中污水處理中離子反應知識的應用，體會化學在生產、生活中的應用。
離子反應在物質分離與提純中的應用
粗鹽通過簡單的溶解、過濾和蒸發操作后得到的鹽中仍然會有可溶性雜質CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽等。利用化學方法可以將這些可溶性雜質進一步去除，常選用的試劑有：BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀鹽酸。
【問題討論】
問題1　分析粗鹽的組成，從粗鹽溶液中所含離子的角度分析，需要保留的離子和需要除去的雜質離子分別是什么？
提示　粗鹽溶液中含有Na＋、Ca2＋、Mg2＋、SO和Cl－等。需要保留的離子是Na＋和Cl－，需要除去的雜質離子是Ca2＋、Mg2＋和SO。
問題2　選擇能使雜質離子轉化為氣體或沉淀的物質作為除雜試劑，除雜試劑不能影響要保留的離子。要除去的雜質離子為Ca2＋、Mg2＋和SO，根據信息所給出的試劑，你能選擇除去這些雜質離子的對應試劑嗎？用離子方程式表示其除雜的原理。
提示　用BaCl2溶液除去SO，離子反應為SO＋Ba2＋===BaSO4↓；用Na2CO3溶液除去Ca2＋、Ba2＋，離子反應為Ca2＋＋CO===CaCO3↓、Ba2＋＋CO===BaCO3↓；用NaOH溶液除去Mg2＋，離子反應為Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
問題3　如何保證每一步除雜都能把雜質除凈？除雜過程中有可能引入的新雜質應如何處理？
提示　為保證每一步除雜都能把雜質除凈，加入的除雜試劑要適當過量，并且保證在后續過程中能把新引入的雜質除去。故先加入BaCl2除去SO，再加入Na2CO3除去Ca2＋和過量的Ba2＋，過濾后，加HCl除去過量的CO和OH－。
【探究歸納】
1.物質提純的一般思路
混合物組成分析→沉淀劑的選擇→合理安排加入沉淀劑的順序→考慮過量沉淀劑如何除去→確定實驗步驟及實驗操作。
2.溶液中可溶性雜質的除去原則
3.粗鹽提純時添加試劑的先后順序
為使雜質離子完全除去，要加入過量的試劑，后續試劑要能夠將前面所加過量的試劑除去，由此可知，碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入，稀鹽酸要在氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液之后加入。通常加入試劑的幾種順序：
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→(過濾)稀鹽酸；
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(過濾)稀鹽酸；
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→(過濾)稀鹽酸。
1.為了除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SO和泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進行下列五項操作：①過濾
②加過量NaOH溶液　③加適量鹽酸　④加過量Na2CO3溶液　⑤加過量BaCl2溶液，正確的操作順序是(　　)
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③
C.②④⑤①③ D.⑤②④①③
答案　D
解析　首先要明確除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SO，可分別加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液，且三種溶液均過量，才能使雜質離子分別變成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀，過量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去，故要先加入BaCl2溶液，再加入Na2CO3溶液，才能保證不引入新雜質Ba2＋，而多余的NaOH和Na2CO3只需要在過濾后再加入鹽酸即可，至于NaOH溶液的加入順序，只要在過濾前加入就可除去Mg2＋，故D項正確。
2.通過海水晾曬可得粗鹽，粗鹽中除含有NaCl外，還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等雜質。制備精鹽的各步操作流程如下：
(1)在第⑦步蒸發過程中要用玻璃棒攪拌，目的是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)第②、④步操作的目的分別是除去粗鹽中的Na2SO4和CaCl2，需要加入的試劑依次是________、________(填化學式)。
(3)第⑥步操作中發生反應的離子方程式為__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)在第③步操作中，選擇的除雜試劑不能是KOH溶液，理由是____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(5)第⑤步操作中，需要的玻璃儀器有________、________、________。
答案　(1)防止液體局部受熱溫度過高，造成液體飛濺
(2)BaCl2、Na2CO3
(3)OH－＋H＋===H2O, CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(4)會引入新雜質K＋
(5)漏斗　燒杯　玻璃棒
解析　(1)在第⑦步蒸發過程中要用玻璃棒攪拌，目的是防止液體局部受熱溫度過高，造成液體飛濺。(2)第②步操作的目的是除去粗鹽中的硫酸鈉，則需要加入過量BaCl2溶液，第④步操作是為了除去CaCl2及過量的BaCl2，則需要加入過量Na2CO3溶液。(3)第⑥步操作的目的是除去濾液中過量的氫氧化鈉和碳酸鈉，所以發生反應的離子方程式為OH－＋H＋===H2O, CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。(4)不能用KOH溶液代替NaOH溶液，理由是會引入新雜質K＋。(5)過濾操作所需玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒。
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
1.提純含有少量硝酸鋇雜質的硝酸鉀溶液，可以使用的方法為(　　)
A.加入過量硫酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
B.加入過量硫酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
C.加入過量碳酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
D.加入過量碳酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
答案　D
解析　A項，除雜原則之一“不增”，加入Na2SO4會混入新雜質Na＋和SO，錯誤；B項，加入過量硫酸鉀溶液，會混入新雜質SO，錯誤；C項，加入過量碳酸鈉溶液，會混入新雜質Na＋，錯誤；D項，加入過量碳酸鉀溶液除去硝酸鋇(使硝酸鋇轉化為碳酸鋇沉淀)，然后過濾除去BaCO3沉淀，再在濾液中補加適量的硝酸除去過量的K2CO3，正確。
2.用化學沉淀法去除粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋和SO，在本實驗中不需要用到的試劑是(　　)
A.NaOH溶液 B.BaCl2溶液
C.HNO3溶液 D.Na2CO3溶液
答案　C
解析　用化學沉淀法去除粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋和SO實驗步驟為將粗鹽溶解→加入稍過量的BaCl2溶液，除去SO→加入稍過量的Na2CO3溶液，除去過量的Ba2＋、Ca2＋→加入稍過量NaOH溶液，除去Mg2＋→過濾→加入適量鹽酸→蒸發結晶，故本實驗中不需要用到的試劑是HNO3溶液。
3.某氯化鉀樣品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的雜質。為了提純KCl，先將樣品溶于適量水中，充分攪拌后過濾，再將濾液按如圖所示步驟進行操作。下列說法中正確的是(　　)
A.試劑Ⅰ是Ba(NO3)2溶液，試劑Ⅲ是HCl溶液
B.①②③的操作均為過濾
C.步驟②中加入試劑Ⅱ的目的是除去Ba2＋
D.Y和Z中都含有BaSO4
答案　C
解析　含有K2CO3、K2SO4的濾液中，為了不引入新的雜質，應加入過量BaCl2，生成Y為BaSO4和BaCO3，濾液X含有KCl和BaCl2，向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，濾液W含有KCl和K2CO3，再加入適量的鹽酸，至溶液不產生氣泡為止，得到Q含有KCl的溶液，通過蒸發結晶得到KCl晶體。為了不引入新的雜質，應加入過量BaCl2，試劑Ⅰ是BaCl2，試劑Ⅲ是HCl溶液，A錯誤；①②操作為過濾，操作③為加入適量的鹽酸，至溶液不產生氣泡為止，目的是除去溶液中的K2CO3，B錯誤；操作②為向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，C正確； Y為BaSO4和BaCO3，Z為BaCO3沉淀，D錯誤。
4.某溶液中含有大量的Cl－、CO、OH－ 3種陰離子，如果只取一次該溶液就能夠分別將3種陰離子依次檢驗出來，下列實驗操作順序正確的是(　　)
①滴加Mg(NO3)2溶液　②過濾　③滴加AgNO3溶液　④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.①②③②④ D.④②③②①
答案　B
解析　如果只取一次該溶液就能夠分別將3種陰離子依次檢驗出來，應該先滴加Ba(NO3)2溶液檢驗CO，過濾后，再向濾液中滴加Mg(NO3)2溶液檢驗OH－，過濾，最后向濾液中滴加AgNO3溶液檢驗Cl－，所以實驗操作順序正確的是B選項。
5.中國菜之魂在“味”，而食鹽的合理添加立足百味之首。粗鹽常含有少量Ca2＋、Mg2＋、SO以及泥沙等雜質，實驗室中提純NaCl的流程如圖所示，下列說法中錯誤的是(　　)
A.溶解、操作 Ⅰ、操作 Ⅱ 中均需要使用玻璃棒
B.蒸發結晶過程中當有大量晶體析出時，應停止加熱
C.溶液a可為Ba(NO3)2溶液，加入溶液b的主要目的是除去Ca2＋和前面引入的Ba2＋
D.加入一定量溶液c后，應使用pH試紙檢驗溶液是否為酸性
答案　C
解析　粗鹽常含有少量Ca2＋、Mg2＋、SO以及泥沙等雜質，用碳酸鈉生成碳酸鈣沉淀除Ca2＋、用氫氧化鈉生成氫氧化鎂沉淀除Mg2＋、用氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀除SO，為除去過量的Ba2＋，先加氯化鋇后加碳酸鈉，沉淀完全后過濾，濾液加鹽酸除碳酸鈉、氫氧化鈉，最后蒸發結晶得純凈氯化鈉。操作Ⅰ是過濾、操作Ⅱ是蒸發結晶，用玻璃棒攪拌加快溶解，操作Ⅰ用玻璃棒引流、操作Ⅱ用玻璃棒攪拌防止局部溫度過高，故A正確；蒸發結晶過程中當有大量晶體析出時，應停止加熱，用余熱蒸干，故B正確；加Ba(NO3)2引入雜質離子 ，溶液a不能是Ba(NO3)2溶液，故C錯誤；為完全除去碳酸鈉、氫氧化鈉，保證加入過量鹽酸，應使用pH試紙檢驗溶液是否為酸性，故D正確。
6.粗鹽中含有泥沙以及Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質，其提純過程一般經過以下流程：
下列說法不正確的是(　　)
A.過濾需要用到的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒
B.操作③中按a、b、c順序可依次加入過量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
C.操作⑤中加鹽酸調pH的目的，只是為了除去過量的OH－
D.進行操作⑥時，當蒸發皿中出現較多固體時，停止加熱
答案　C
解析　粗鹽中含有泥沙以及Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質，加水攪拌后過濾除去泥沙等不溶物，濾液中存在Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋和SO，先加入過量的NaOH溶液除去Mg2＋，然后加入過量的BaCl2溶液除去SO，最后再加入Na2CO3，除去溶液中Ca2＋和過量的Ba2＋，濾液中存在的是Na＋、Cl－、CO、OH－，加入鹽酸調節pH，除去CO和OH－，最后得到NaCl溶液，通過蒸發結晶的方式得到精鹽。過濾需要用到的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒，A正確；操作③中按a、b、c順序可依次加入過量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，依次除去Mg2＋、SO、Ca2＋和過量的Ba2＋，B正確；操作⑤中加鹽酸調pH的目的，除去CO和OH－，C錯誤；操作⑥為蒸發結晶，當蒸發皿中出現較多固體時，停止加熱，D正確。
7.已知某工廠污水中含有KCl，另一工廠污水中含AgNO3。
(1)若將這兩種污水按適當的比例混合，則發生的離子反應是：__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)將混合后的水經過濾后再排放，________(填“能”或“不能”)消除水污染，而且還能回收________，處理后的水中含有________(填離子符號)，用這樣的水澆灌農田可以作為植物的肥料。
答案　(1)Ag＋＋Cl－===AgCl↓　(2)能　AgCl　K＋和NO
B級　素養培優練
8.要使含有Ag＋、Cu2＋、Mg2＋、Ba2＋四種金屬陽離子的溶液中的金屬陽離子逐一形成沉淀析出，下列所選擇試劑及加入試劑的順序正確的是(　　)
A.H2SO4→HCl→K2S→NaOH→CO2
B.Na2SO4→NaCl→Na2S→NH3·H2O
C.NaCl→Na2SO4→H2S→NaOH
D.Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH
答案　C
解析　加入H2SO4溶液，Ag＋、Ba2＋都形成沉淀，A錯誤；加入Na2SO4溶液，Ag＋、Ba2＋都形成沉淀，B錯誤；加入NaCl溶液形成AgCl沉淀，加入Na2SO4溶液形成BaSO4沉淀，通入H2S形成CuS沉淀，加入NaOH溶液形成Mg(OH)2沉淀，C正確；加入Na2S溶液會形成Ag2S、CuS沉淀，D錯誤。
9.某工廠的廢水中含有大量的FeSO4較多的CuSO4和少量的Na2SO4。為了減少污染并變廢為寶，某實驗小組設計了如下流程制備綠礬(FeSO4·7H2O)并回收金屬銅。
下列敘述錯誤的是(　　)
A.“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”都是過濾
B.“試劑①”為鐵粉，“試劑②”為稀硫酸
C.加入“試劑②”時，固體H部分溶解同時有氣體生成
D.“溶液G”和“溶液K”都只含一種溶質
答案　D
解析　廢水中含有大量的FeSO4、較多的CuSO4和少量的Na2SO4，結合流程，試劑①為Fe，操作Ⅰ為過濾除去Fe、Cu，溶液G中主要含硫酸亞鐵、硫酸鈉，H中含Cu、Fe，加入試劑②為H2SO4，操作Ⅱ為過濾得到固體Cu，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，操作Ⅲ為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，可得到FeSO4·7H2O。 “操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”均為過濾，A正確； “試劑①”為鐵粉，“試劑②”為稀硫酸，B正確；加入“試劑②”時，稀硫酸和鐵粉反應生成硫酸亞鐵和氫氣、稀硫酸不與銅反應，固體部分溶解同時有氣體生成，C正確；溶液G中主要含硫酸亞鐵、硫酸鈉，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，都不是一種溶質，D錯誤。
10.(2023·德州夏津一中月測)粗食鹽水中常含有少量Ca2＋、Mg2＋、SO雜質離子，實驗室提純粗食鹽水制取食鹽的流程如下，關于實驗過程中所選用的試劑、目的及所發生反應的離子方程式均正確的是(　　)
序號 試劑 目的 離子方程式
① KOH溶液 僅除去Mg2＋ Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
② BaCl2溶液 僅除去SO Ba2＋＋SO===BaSO4↓
③ Na2CO3溶液 僅除去Ca2＋ Ca2＋＋CO===CaCO3↓
④ 鹽酸 除去OH－和CO H＋＋OH－===H2O　2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
答案　D
解析　①除去NaCl溶液中的Mg2＋，應該用NaOH，不能用KOH，錯誤；②加入BaCl2溶液除去SO的離子方程式是Ba2＋＋SO===BaSO4↓，正確；③加入Na2CO3溶液的目的是除去Ca2＋、Ba2＋，錯誤；④加入鹽酸的目的是除去過量的NaOH、Na2CO3，反應的離子方程式是H＋＋OH－===H2O、2H＋＋CO===CO2↑＋H2O，正確。
11.某溶液中含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，現用NaOH溶液、鹽酸和Na2SO4溶液將這三種離子逐一沉淀分離，流程如圖所示(已知溶液2為無色溶液)。
(1)沉淀的化學式：沉淀1：________，沉淀2：________，沉淀3：________。
(2)“混合液＋A”的離子方程式為_____________________________
_________________________________________________________________；
“溶液1＋B”的離子方程式為_______________________________
____________________________________________________________。
(3)從溶液1和B反應后分離得到沉淀2和溶液2的實驗中，使用到的玻璃儀器有________。
答案　(1)AgCl　Cu(OH)2　BaSO4
(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓　Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、H＋＋OH－===H2O
(3)漏斗、玻璃棒、燒杯
解析　向含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋的溶液中加入A溶液，生成沉淀1和溶液1，則A為鹽酸，沉淀1為AgCl；向溶液1中加溶液B生成沉淀2和無色的溶液2，則溶液2含Ba2＋，向溶液2中繼續加入C得到沉淀3，則沉淀3為BaSO4，C為Na2SO4；沉淀2為Cu(OH)2，B為NaOH。(1)沉淀1為AgCl；沉淀2為Cu(OH)2；沉淀3為BaSO4。(2)混合液中的Ag＋與鹽酸反應生成氯化銀白色沉淀，則其離子方程式為Ag＋＋Cl－===AgCl↓；溶液1中的Cu2＋與B中的氫氧根離子結合反應生成氫氧化銅，同時氫氧根還會與過量的氫離子發生中和反應，則其方程式分別為Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、H＋＋OH－===H2O。(3)溶液1和B反應后分離得到沉淀2和溶液2的實驗為過濾實驗，則所需的玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒。
12.現有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，選擇適當的試劑除去雜質，從而得到純凈的NaNO3固體。相應的實驗流程如圖表示：
請回答下列問題：
(1)產生沉淀A的離子方程式是_____________________________________
________________________________________________________________。
(2)試劑X是________(填化學式)。
(3)上述實驗流程中①②③步驟均要用到的主要玻璃儀器有________。
(4)上述實驗流程中加入過量Na2CO3溶液產生的沉淀C是________。
(5)按此實驗方案得到的溶液3中肯定含有雜質。為了解決這個問題，可以向溶液3中加入適量的________(填化學式)，并寫出離子方程式________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案　(1)Ba2＋＋SO===BaSO4↓　(2)AgNO3
(3)燒杯、玻璃棒和漏斗　(4)Ag2CO3和BaCO3
(5)HNO3　2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
解析　由流程可知，①中加氯化鋇，硫酸根離子轉化為沉淀，則沉淀A為BaSO4，溶液1中含氯化鈉、硝酸鈉、氯化鋇，②中加AgNO3后氯離子轉化為沉淀，沉淀B為AgCl，溶液2中含硝酸鈉、硝酸銀、硝酸鋇，③中鋇離子，銀離子轉化為沉淀，沉淀C為碳酸鋇、碳酸銀，溶液3為硝酸鈉和碳酸鈉，轉化中試劑過量保證離子完全轉化為沉淀。(1)沉淀A為BaSO4，生成硫酸鋇的離子方程式為Ba2＋＋SO===BaSO4↓；(2)試劑X是AgNO3；(3)流程中①②③步均生成沉淀，需要進行過濾操作，均要用到的主要玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；(4)加入過量的Na2CO3的目的是使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀，因此上述實驗流程中加入過量Na2CO3溶液產生的沉淀C是Ag2CO3和BaCO3；(5)溶液3中含有Na2CO3，可加適量的稀硝酸后蒸發結晶或加熱冷卻結晶得到純凈的硝酸鈉，反應的離子方程式為2H＋＋CO===CO2↑＋H2O。(共41張PPT)
第二節　離子反應
第一章　物質及其變化
提升課時 　離子反應在物質分離與提純中的應用
2
1.通過認識物質分離、提純與鑒別中的離子反應知識應用，初步掌握物質分離、提純的原理與方法。2.結合生產、生活中污水處理中離子反應知識的應用，體會化學在生產、生活中的應用。
學習目標
離子反應在物質分離與提純中的應用
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
離子反應在物質分離與提純中的應用
對點訓練
粗鹽通過簡單的溶解、過濾和蒸發操作后得到的鹽中仍然會有可溶性雜質CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽等。利用化學方法可以將這些可溶性雜質進一步去除，常選用的試劑有：BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀鹽酸。
【問題討論】
問題1　分析粗鹽的組成，從粗鹽溶液中所含離子的角度分析，需要保留的離子和需要除去的雜質離子分別是什么？
問題3　如何保證每一步除雜都能把雜質除凈？除雜過程中有可能引入的新雜質應如何處理？
【探究歸納】
1.物質提純的一般思路
混合物組成分析→沉淀劑的選擇→合理安排加入沉淀劑的順序→考慮過量沉淀劑如何除去→確定實驗步驟及實驗操作。
2.溶液中可溶性雜質的除去原則
3.粗鹽提純時添加試劑的先后順序
為使雜質離子完全除去，要加入過量的試劑，后續試劑要能夠將前面所加過量的試劑除去，由此可知，碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入，稀鹽酸要在氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液之后加入。通常加入試劑的幾種順序：
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→(過濾)稀鹽酸；
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(過濾)稀鹽酸；
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→(過濾)稀鹽酸。
D
2.通過海水晾曬可得粗鹽，粗鹽中除含有NaCl外，還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等雜質。制備精鹽的各步操作流程如下：
(1)在第⑦步蒸發過程中要用玻璃棒攪拌，目的是_________________________________________________________________。
(2)第②、④步操作的目的分別是除去粗鹽中的Na2SO4和CaCl2，需要加入的試劑依次是________、________(填化學式)。
(3)第⑥步操作中發生反應的離子方程式為__________________________________________________________________。
(4)在第③步操作中，選擇的除雜試劑不能是KOH溶液，理由是_________________________________________________________________。
(5)第⑤步操作中，需要的玻璃儀器有________、________、________。
防止液體局部受熱溫度過高，造成液體飛濺
BaCl2
Na2CO3
會引入新雜質K＋
漏斗
燒杯
玻璃棒
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
1.提純含有少量硝酸鋇雜質的硝酸鉀溶液，可以使用的方法為(　　)
A.加入過量硫酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
B.加入過量硫酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
C.加入過量碳酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
D.加入過量碳酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量硝酸
D
C
3.某氯化鉀樣品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的雜質。為了提純KCl，先將樣品溶于適量水中，充分攪拌后過濾，再將濾液按如圖所示步驟進行操作。下列說法中正確的是(　　)
A.試劑Ⅰ是Ba(NO3)2溶液，試劑Ⅲ是HCl溶液
B.①②③的操作均為過濾
C.步驟②中加入試劑Ⅱ的目的是除去Ba2＋
D.Y和Z中都含有BaSO4
C
解析　含有K2CO3、K2SO4的濾液中，為了不引入新的雜質，應加入過量BaCl2，生成Y為BaSO4和BaCO3，濾液X含有KCl和BaCl2，向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，濾液W含有KCl和K2CO3，再加入適量的鹽酸，至溶液不產生氣泡為止，得到Q含有KCl的溶液，通過蒸發結晶得到KCl晶體。為了不引入新的雜質，應加入過量BaCl2，試劑Ⅰ是BaCl2，試劑Ⅲ是HCl溶液，A錯誤；①②操作為過濾，操作③為加入適量的鹽酸，至溶液不產生氣泡為止，目的是除去溶液中的K2CO3，B錯誤；操作②為向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，C正確； Y為BaSO4和BaCO3，Z為BaCO3沉淀，D錯誤。
B
C
A.溶解、操作 Ⅰ、操作 Ⅱ 中均需要使用玻璃棒
B.蒸發結晶過程中當有大量晶體析出時，應停止加熱
C.溶液a可為Ba(NO3)2溶液，加入溶液b的主要目的是除去Ca2＋和前面引入的Ba2＋
D.加入一定量溶液c后，應使用pH試紙檢驗溶液是否為酸性
C
下列說法不正確的是(　　)
A.過濾需要用到的玻璃儀器有：漏
斗、燒杯、玻璃棒
B.操作③中按a、
b、c順序可依次加入過量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
C.操作⑤中加鹽酸調pH的目的，只是為了除去過量的OH－
D.進行操作⑥時，當蒸發皿中出現較多固體時，停止加熱
7.已知某工廠污水中含有KCl，另一工廠污水中含AgNO3。
(1)若將這兩種污水按適當的比例混合，則發生的離子反應是：________________________________________________________________。
(2)將混合后的水經過濾后再排放，________(填“能”或“不能”)消除水污染，而且還能回收________，處理后的水中含有____________(填離子符號)，用這樣的水澆灌農田可以作為植物的肥料。
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
能
AgCl
B級　素養培優練
8.要使含有Ag＋、Cu2＋、Mg2＋、Ba2＋四種金屬陽離子的溶液中的金屬陽離子逐一形成沉淀析出，下列所選擇試劑及加入試劑的順序正確的是(　　)
A.H2SO4→HCl→K2S→NaOH→CO2
B.Na2SO4→NaCl→Na2S→NH3·H2O
C.NaCl→Na2SO4→H2S→NaOH
D.Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH
C
解析　加入H2SO4溶液，Ag＋、Ba2＋都形成沉淀，A錯誤；加入Na2SO4溶液，Ag＋、Ba2＋都形成沉淀，B錯誤；加入NaCl溶液形成AgCl沉淀，加入Na2SO4溶液形成BaSO4沉淀，通入H2S形成CuS沉淀，加入NaOH溶液形成Mg(OH)2沉淀，C正確；加入Na2S溶液會形成Ag2S、CuS沉淀，D錯誤。
9.某工廠的廢水中含有大量的FeSO4較多的CuSO4和少量的Na2SO4。為了減少污染并變廢為寶，某實驗小組設計了如下流程制備綠礬(FeSO4·7H2O)并回收金屬銅。
下列敘述錯誤的是(　　)
A.“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”都是過濾
B.“試劑①”為鐵粉，“試劑②”為稀硫酸
C.加入“試劑②”時，固體H部分溶解同時有氣體生成
D.“溶液G”和“溶液K”都只含一種溶質
D
解析　廢水中含有大量的FeSO4、較多的CuSO4和少量的Na2SO4，結合流程，試劑①為Fe，操作Ⅰ為過濾除去Fe、Cu，溶液G中主要含硫酸亞鐵、硫酸鈉，H中含Cu、Fe，加入試劑②為H2SO4，操作Ⅱ為過濾得到固體Cu，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，操作Ⅲ為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，可得到FeSO4·7H2O。 “操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”均為過濾，A正確； “試劑①”為鐵粉，“試劑②”為稀硫酸，B正確；加入“試劑②”時，稀硫酸和鐵粉反應生成硫酸亞鐵和氫氣、稀硫酸不與銅反應，固體部分溶解同時有氣體生成，C正確；溶液G中主要含硫酸亞鐵、硫酸鈉，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，都不是一種溶質，D錯誤。
答案　D
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
11.某溶液中含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，現用NaOH溶液、鹽酸和Na2SO4溶液將這三種離子逐一沉淀分離，流程如圖所示(已知溶液2為無色溶液)。
(1)沉淀的化學式：沉淀1：________，沉淀2：________，沉淀3：________。
(2)“混合液＋A”的離子方程式為______________________________________；
“溶液1＋B”的離子方程式為__________________________________________。
(3)從溶液1和B反應后分離得到沉淀2和溶液2的實驗中，使用到的玻璃儀器有____________________。
AgCl
Cu(OH)2
BaSO4
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、H＋＋OH－===H2O
漏斗、玻璃棒、燒杯
解析　向含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋的溶液中加入A溶液，生成沉淀1和溶液1，則A為鹽酸，沉淀1為AgCl；向溶液1中加溶液B生成沉淀2和無色的溶液2，則溶液2含Ba2＋，向溶液2中繼續加入C得到沉淀3，則沉淀3為BaSO4，C為Na2SO4；沉淀2為Cu(OH)2，B為NaOH。(1)沉淀1為AgCl；沉淀2為Cu(OH)2；沉淀3為BaSO4。(2)混合液中的Ag＋與鹽酸反應生成氯化銀白色沉淀，則其離子方程式為Ag＋＋Cl－===AgCl↓；溶液1中的Cu2＋與B中的氫氧根離子結合反應生成氫氧化銅，同時氫氧根還會與過量的氫離子發生中和反應，則其方程式分別為Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、H＋＋OH－===H2O。(3)溶液1和B反應后分離得到沉淀2和溶液2的實驗為過濾實驗，則所需的玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒。
12.現有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，選擇適當的試劑除去雜質，從而得到純凈的NaNO3固體。相應的實驗流程如圖表示：
請回答下列問題：
(1)產生沉淀A的離子方程式是___________________________________________。
(2)試劑X是________(填化學式)。
(3)上述實驗流程中①②③步驟均要用到的主要玻璃儀器有__________________。
(4)上述實驗流程中加入過量Na2CO3溶液產生的沉淀C是_______________。
(5)按此實驗方案得到的溶液3中肯定含有雜質。為了解決這個問題，可以向溶液3中加入適量的________(填化學式)，并寫出離子方程式_____________________________________________________________________。
AgNO3
燒杯、玻璃棒和漏斗
Ag2CO3和BaCO3
HNO3

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