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(共20张PPT)
实验活动4：用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
学习目标
1.掌握溶解、沉淀、过滤、蒸发结晶等实验操作；
认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。
2. 通过对本实验方案的设计，掌握物质除杂方
案设计的基本原则。
3. 通过对实验操作顺序和试剂用量的探究，提
高实验探究能力，强化创新意识。
物质分离与提纯
一、原则
1.不增：不增加新的杂质；
2.不减：不减少被提纯的物质；
3.易分离：被提纯物质与杂质易分离；
4.易复原：被提纯物质要容易复原。
二、要求
1.除杂试剂必须过量；
2.过量试剂必须除尽（因过量会带入新的杂质）；
3.除杂途径必须选最佳。
三、物理方法
溶解法、过滤法、结晶法、升华法、
蒸馏法、萃取法、分液法等
四、化学方法
沉淀法、置换法、加热法、分解法
1.用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2＋、Mg2＋和SO 。
2.熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作，认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。
实验目的
粗盐（主要成分为NaCl，
含Ca2+、Mg2+和 SO42-）
精盐（NaCl）
实验原理
化学沉淀法
阳离子 阴离子 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、碱和盐的溶解性表（室温）
天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、漏斗、滤纸、蒸发皿、坩埚钳、铁架台(带铁圈)、石棉网(或陶土网)、酒精灯、火柴。
粗盐、蒸馏水、0.1 mol·L-1 BaCl2溶液、20% NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 mol·L-1盐酸、pH试纸。
1.仪器
2.药剂
实验仪器和药剂
实验步骤及操作
一、溶解
用托盘天平称取5 g粗盐放入烧杯中，然后加入20 mL水，用玻璃棒________，使粗盐溶解，得到粗盐水。
搅拌
二、沉淀
向粗盐水中依次滴加过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液，使_____________________________完全沉淀析出。
SO42-、Mg2＋、Ca2+、Ba2+
实验步骤及操作
三、过滤
将烧杯静置后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质、过滤中玻璃棒的作用是_________，滤液呈_____性。
四、中和
向滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到___________，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性。
引流
碱
无气泡冒出
实验步骤及操作
五、蒸发
将滤液倒入蒸发皿，用酒精灯加热，并用玻璃棒不断____。当蒸发皿中出现____________时，停止加热。利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。冷却后，得到除去杂质离子的精盐
搅拌
较多固体
思考
1.本实验中加入试剂的顺序是什么？按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的？
本实验中加入试剂的顺序是：BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸。
按下列顺序加入试剂也可达到实验目的：
①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
Na+
Cl-
H+
CO2↑
Na+
Cl-
Ca2+
Mg2+
SO42-
Na+
Cl-
Ca2+
SO42-
OH-
Mg(OH)2↓
加过量
NaOH溶液
加过量
BaCl2溶液
Na+
Cl-
Ca2+
OH-
Ba2+
BaSO4↓
Mg(OH)2↓
加过量
Na2CO3溶液
②加过量
稀盐酸
溶液
①过滤
蒸发
结晶
NaCl
HCl↑
沉淀
沉淀
沉淀
Na+
Cl-
OH-
CO32-
BaSO4↓
Mg(OH)2↓
CaCO3↓
BaCO3↓
思考
2.在实验操作②中为什么依次加入的试剂都要略微过量？实验操作④中加入盐酸的目的是什么？
实验操作②中所加试剂过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。实验操作④中加入盐酸是为了除去滤液中过量的OH－和CO32-。
3.粗盐水中加入氯化钡溶液使SO42-沉淀而除去，如何检验SO42-是否沉淀完全？
静置后，沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2～3滴氯化钡溶液，若溶液不出现浑浊，说明SO42-已沉淀完全。
思考
不能颠倒。因为先加入盐酸时，可使Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3等沉淀溶解，溶液中Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋等无法除去。
4.实验操作③和④的顺序能否颠倒？为什么？
Na+
Cl-
Ca2+
Mg2+
SO42-
Na+
Cl-
OH-
CO32-
BaSO4↓
Mg(OH)2↓
CaCO3↓
BaCO3↓
①过滤
蒸发
结晶
NaCl
CaCl2
MgCl2
BaCl2
HCl↑
CO2↑
②加过量
稀盐酸溶液
Na+
Cl-
H+
CO32-
Ca2+
Mg2+
Ba2+
BaSO4↓
Na+
Cl-
H+
CO32-
Ca2+
Mg2+
Ba2+
①加过量NaOH溶液
②加过量BaCl2溶液
③加过量Na2CO3溶液
分步沉淀
操作要点
1.如何检验杂质离子已“沉淀完全”？
静置沉淀后，向上层清液中继续滴加2~3滴沉淀试剂，若溶液不出现浑浊，说明杂质离子已沉淀完全。
2.“过滤”操作要点：一贴、二低、三靠
一贴指的是要用蒸馏水润湿滤纸，使滤纸紧贴漏斗内壁。二低指的是滤纸边缘略低于漏斗边缘，加入漏斗中液体的液面略低于滤纸的边缘。三靠指向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴应与玻璃棒接触；玻璃棒的底端应和三层滤纸处轻轻接触；漏斗颈的末端应与烧杯内壁相接触。
操作要点
3.怎么确定CO32- 已“除尽”？
滴加盐酸直至无气泡冒出， 并用pH试纸检验，使溶液呈中性或为弱酸性。
4. “蒸发结晶”操作要点：
将滤液倒入蒸发皿中，酒精灯加热，玻璃棒不断搅拌；当出现较多固体时，停止加热，利用余热将滤液蒸干。
扩展训练
某废液中含有大量的K+、Cl-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(液溴常温下是深红棕色液体),设计了如下流程:
扩展训练
已知:可供选择的试剂a、试剂b(试剂b代表一组试剂)如下:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2溶液(H+)、KMnO4溶液(H+)、稀盐酸。请根据流程图,回答相关问题:
(1)若试剂a为H2O2溶液(H+),已知H2O2+2KBr+2HCl === Br2+2H2O+2KCl。
①发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②每消耗0.2 mol H2O2,反应转移电子的物质的量为　　　　　 mol。
③还原剂和还原产物的物质的量之比是　 。
(2)操作①②③④⑤对应的名称分别是:　　　　、分液、　　　　、过滤、　　　　。
(3)为了除去无色液体Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、SO42-,从可供选择的试剂中选出试剂b所代表的物质,按滴加顺序依次是　　　　、　　　　、　　　　(填化学式)。
(4)调pH=7是为了除去杂质离子　　　和　　　,以提高氯化钾晶体的纯度。
(5)操作⑤中用到的瓷质仪器名称是　　　　。
扩展训练
答案 (1)①H2O2+2Br-+2H+ === Br2+2H2O
②0.4　③1∶1
(2)萃取　蒸馏　蒸发结晶
(3)BaCl2　KOH　K2CO3(合理即可)
(4)OH-　 　(5)蒸发皿
扩展训练
解析 制备流程:向废液中加入双氧水,将溴离子氧化成溴单质,然后加入四氯化碳后通过萃取、分液分离出溴的CCl4溶液,通过操作③(蒸馏)得到四氯化碳和溴单质;无色液体Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、 ,分别加入BaCl2、KOH、K2CO3溶液过滤后得到无色液体Ⅱ和固体A,再调节液体Ⅱ的pH除去 、OH-,得到无色液体Ⅲ,最后通过蒸发结晶获得氯化钾固体。
(1)①反应H2O2+2KBr+2HCl Br2+2H2O+2KCl中KBr、HCl和KCl均为可溶于水的强电解质,能完全电离,则发生反应的离子方程式为H2O2+2Br-+2H+ === Br2+2H2O;②反应中氧元素的化合价从-1价降为-2价,则每消耗0.2 mol H2O2,反应转移的电子为0.2 mol×2=0.4 mol;③反应中KBr是还原剂,H2O是还原产物,则还原剂与还原产物的物质的量之比是1∶1。
扩展训练
(2)由流程图知,无色液体Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、 ,无色液体Ⅲ中只含有K+、Cl-,则试剂b的作用是除去Ca2+、Mg2+、 ;操作①是萃取;操作②是将互不相溶的两种液体分开,应是分液;操作③是将沸点不同且互溶的两液体分开,应是蒸馏;操作④是将溶液与沉淀分开,应是过滤;操作⑤是将KCl从其水溶液中提取出来,应是蒸发结晶,操作①②③④⑤的名称分别是萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶。
(3)由于除杂时除杂试剂需过量,且不能引入新杂质,所以除去Ca2+选用饱和K2CO3溶液,除去Mg2+选用KOH溶液,除去 选用BaCl2溶液,而且只要满足BaCl2溶液在饱和K2CO3溶液之前加入即可。
(4)由以上分析知,无色液体Ⅱ中还含有杂质离子 和OH-,需用盐酸来除去过量的KOH及K2CO3。
(5)由于操作⑤是蒸发结晶,所以该操作用到的瓷质仪器是蒸发皿。
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