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提升课时2　离子反应在物质分离与提纯中的应用
学习目标　1.通过认识物质分离、提纯与鉴别中的离子反应知识应用,初步掌握物质分离、提纯的原理与方法。2.结合生产、生活中污水处理中离子反应知识的应用,体会化学在生产、生活中的应用。
离子反应在物质分离与提纯中的应用
　　　　　　　　　　　　　　　
粗盐通过简单的溶解、过滤和蒸发操作后得到的盐中仍然会有可溶性杂质CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐等。利用化学方法可以将这些可溶性杂质进一步去除,常选用的试剂有:BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀盐酸。
【问题讨论】
问题1　分析粗盐的组成,从粗盐溶液中所含离子的角度分析,需要保留的离子和需要除去的杂质离子分别是什么
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
问题2　选择能使杂质离子转化为气体或沉淀的物质作为除杂试剂,除杂试剂不能影响要保留的离子。要除去的杂质离子为Ca2+、Mg2+和S,根据信息所给出的试剂,你能选择除去这些杂质离子的对应试剂吗 用离子方程式表示其除杂的原理。
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
问题3　如何保证每一步除杂都能把杂质除净 除杂过程中有可能引入的新杂质应如何处理
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
1.物质提纯的一般思路
混合物组成分析→沉淀剂的选择→合理安排加入沉淀剂的顺序→考虑过量沉淀剂如何除去→确定实验步骤及实验操作。
2.溶液中可溶性杂质的除去原则
3.粗盐提纯时添加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去,要加入过量的试剂,后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去,由此可知,碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入,稀盐酸要在氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液之后加入。通常加入试剂的几种顺序:
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸;
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸;
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→(过滤)稀盐酸。
1.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S和泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤
②加过量NaOH溶液　③加适量盐酸　④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液,正确的操作顺序是 (　　)
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③
C.②④⑤①③ D.⑤②④①③
2.通过海水晾晒可得粗盐,粗盐中除含有NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。制备精盐的各步操作流程如下:
(1)在第⑦步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌,目的是　　　　　　　　　　　　　
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(2)第②、④步操作的目的分别是除去粗盐中的Na2SO4和CaCl2,需要加入的试剂依次是　　　　、　　　　(填化学式)。
(3)第⑥步操作中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　
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(4)在第③步操作中,选择的除杂试剂不能是KOH溶液,理由是　　　　　　　　　　　　　
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(5)第⑤步操作中,需要的玻璃仪器有　　　　、　　　　、　　　　。
:课后完成　第一章　提升课时2提升课时2　离子反应在物质分离与提纯中的应用
学习目标　1.通过认识物质分离、提纯与鉴别中的离子反应知识应用，初步掌握物质分离、提纯的原理与方法。2.结合生产、生活中污水处理中离子反应知识的应用，体会化学在生产、生活中的应用。
离子反应在物质分离与提纯中的应用
粗盐通过简单的溶解、过滤和蒸发操作后得到的盐中仍然会有可溶性杂质CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐等。利用化学方法可以将这些可溶性杂质进一步去除，常选用的试剂有：BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀盐酸。
【问题讨论】
问题1　分析粗盐的组成，从粗盐溶液中所含离子的角度分析，需要保留的离子和需要除去的杂质离子分别是什么？
提示　粗盐溶液中含有Na＋、Ca2＋、Mg2＋、SO和Cl－等。需要保留的离子是Na＋和Cl－，需要除去的杂质离子是Ca2＋、Mg2＋和SO。
问题2　选择能使杂质离子转化为气体或沉淀的物质作为除杂试剂，除杂试剂不能影响要保留的离子。要除去的杂质离子为Ca2＋、Mg2＋和SO，根据信息所给出的试剂，你能选择除去这些杂质离子的对应试剂吗？用离子方程式表示其除杂的原理。
提示　用BaCl2溶液除去SO，离子反应为SO＋Ba2＋===BaSO4↓；用Na2CO3溶液除去Ca2＋、Ba2＋，离子反应为Ca2＋＋CO===CaCO3↓、Ba2＋＋CO===BaCO3↓；用NaOH溶液除去Mg2＋，离子反应为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
问题3　如何保证每一步除杂都能把杂质除净？除杂过程中有可能引入的新杂质应如何处理？
提示　为保证每一步除杂都能把杂质除净，加入的除杂试剂要适当过量，并且保证在后续过程中能把新引入的杂质除去。故先加入BaCl2除去SO，再加入Na2CO3除去Ca2＋和过量的Ba2＋，过滤后，加HCl除去过量的CO和OH－。
【探究归纳】
1.物质提纯的一般思路
混合物组成分析→沉淀剂的选择→合理安排加入沉淀剂的顺序→考虑过量沉淀剂如何除去→确定实验步骤及实验操作。
2.溶液中可溶性杂质的除去原则
3.粗盐提纯时添加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂，后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，由此可知，碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入，稀盐酸要在氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液之后加入。通常加入试剂的几种顺序：
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸；
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸；
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→(过滤)稀盐酸。
1.为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO和泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤
②加过量NaOH溶液　③加适量盐酸　④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液，正确的操作顺序是(　　)
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③
C.②④⑤①③ D.⑤②④①③
答案　D
解析　首先要明确除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，可分别加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液，且三种溶液均过量，才能使杂质离子分别变成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀，过量的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，才能保证不引入新杂质Ba2＋，而多余的NaOH和Na2CO3只需要在过滤后再加入盐酸即可，至于NaOH溶液的加入顺序，只要在过滤前加入就可除去Mg2＋，故D项正确。
2.通过海水晾晒可得粗盐，粗盐中除含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。制备精盐的各步操作流程如下：
(1)在第⑦步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌，目的是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)第②、④步操作的目的分别是除去粗盐中的Na2SO4和CaCl2，需要加入的试剂依次是________、________(填化学式)。
(3)第⑥步操作中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)在第③步操作中，选择的除杂试剂不能是KOH溶液，理由是____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(5)第⑤步操作中，需要的玻璃仪器有________、________、________。
答案　(1)防止液体局部受热温度过高，造成液体飞溅
(2)BaCl2、Na2CO3
(3)OH－＋H＋===H2O, CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(4)会引入新杂质K＋
(5)漏斗　烧杯　玻璃棒
解析　(1)在第⑦步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌，目的是防止液体局部受热温度过高，造成液体飞溅。(2)第②步操作的目的是除去粗盐中的硫酸钠，则需要加入过量BaCl2溶液，第④步操作是为了除去CaCl2及过量的BaCl2，则需要加入过量Na2CO3溶液。(3)第⑥步操作的目的是除去滤液中过量的氢氧化钠和碳酸钠，所以发生反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O, CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。(4)不能用KOH溶液代替NaOH溶液，理由是会引入新杂质K＋。(5)过滤操作所需玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为(　　)
A.加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
B.加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
C.加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
D.加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
答案　D
解析　A项，除杂原则之一“不增”，加入Na2SO4会混入新杂质Na＋和SO，错误；B项，加入过量硫酸钾溶液，会混入新杂质SO，错误；C项，加入过量碳酸钠溶液，会混入新杂质Na＋，错误；D项，加入过量碳酸钾溶液除去硝酸钡(使硝酸钡转化为碳酸钡沉淀)，然后过滤除去BaCO3沉淀，再在滤液中补加适量的硝酸除去过量的K2CO3，正确。
2.用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2＋、Mg2＋和SO，在本实验中不需要用到的试剂是(　　)
A.NaOH溶液 B.BaCl2溶液
C.HNO3溶液 D.Na2CO3溶液
答案　C
解析　用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2＋、Mg2＋和SO实验步骤为将粗盐溶解→加入稍过量的BaCl2溶液，除去SO→加入稍过量的Na2CO3溶液，除去过量的Ba2＋、Ca2＋→加入稍过量NaOH溶液，除去Mg2＋→过滤→加入适量盐酸→蒸发结晶，故本实验中不需要用到的试剂是HNO3溶液。
3.某氯化钾样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按如图所示步骤进行操作。下列说法中正确的是(　　)
A.试剂Ⅰ是Ba(NO3)2溶液，试剂Ⅲ是HCl溶液
B.①②③的操作均为过滤
C.步骤②中加入试剂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的滤液中，为了不引入新的杂质，应加入过量BaCl2，生成Y为BaSO4和BaCO3，滤液X含有KCl和BaCl2，向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，滤液W含有KCl和K2CO3，再加入适量的盐酸，至溶液不产生气泡为止，得到Q含有KCl的溶液，通过蒸发结晶得到KCl晶体。为了不引入新的杂质，应加入过量BaCl2，试剂Ⅰ是BaCl2，试剂Ⅲ是HCl溶液，A错误；①②操作为过滤，操作③为加入适量的盐酸，至溶液不产生气泡为止，目的是除去溶液中的K2CO3，B错误；操作②为向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，C正确； Y为BaSO4和BaCO3，Z为BaCO3沉淀，D错误。
4.某溶液中含有大量的Cl－、CO、OH－ 3种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是(　　)
①滴加Mg(NO3)2溶液　②过滤　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　如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，应该先滴加Ba(NO3)2溶液检验CO，过滤后，再向滤液中滴加Mg(NO3)2溶液检验OH－，过滤，最后向滤液中滴加AgNO3溶液检验Cl－，所以实验操作顺序正确的是B选项。
5.中国菜之魂在“味”，而食盐的合理添加立足百味之首。粗盐常含有少量Ca2＋、Mg2＋、SO以及泥沙等杂质，实验室中提纯NaCl的流程如图所示，下列说法中错误的是(　　)
A.溶解、操作 Ⅰ、操作 Ⅱ 中均需要使用玻璃棒
B.蒸发结晶过程中当有大量晶体析出时，应停止加热
C.溶液a可为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，应使用pH试纸检验溶液是否为酸性
答案　C
解析　粗盐常含有少量Ca2＋、Mg2＋、SO以及泥沙等杂质，用碳酸钠生成碳酸钙沉淀除Ca2＋、用氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀除Mg2＋、用氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀除SO，为除去过量的Ba2＋，先加氯化钡后加碳酸钠，沉淀完全后过滤，滤液加盐酸除碳酸钠、氢氧化钠，最后蒸发结晶得纯净氯化钠。操作Ⅰ是过滤、操作Ⅱ是蒸发结晶，用玻璃棒搅拌加快溶解，操作Ⅰ用玻璃棒引流、操作Ⅱ用玻璃棒搅拌防止局部温度过高，故A正确；蒸发结晶过程中当有大量晶体析出时，应停止加热，用余热蒸干，故B正确；加Ba(NO3)2引入杂质离子 ，溶液a不能是Ba(NO3)2溶液，故C错误；为完全除去碳酸钠、氢氧化钠，保证加入过量盐酸，应使用pH试纸检验溶液是否为酸性，故D正确。
6.粗盐中含有泥沙以及Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，其提纯过程一般经过以下流程：
下列说法不正确的是(　　)
A.过滤需要用到的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒
B.操作③中按a、b、c顺序可依次加入过量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
C.操作⑤中加盐酸调pH的目的，只是为了除去过量的OH－
D.进行操作⑥时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热
答案　C
解析　粗盐中含有泥沙以及Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，加水搅拌后过滤除去泥沙等不溶物，滤液中存在Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋和SO，先加入过量的NaOH溶液除去Mg2＋，然后加入过量的BaCl2溶液除去SO，最后再加入Na2CO3，除去溶液中Ca2＋和过量的Ba2＋，滤液中存在的是Na＋、Cl－、CO、OH－，加入盐酸调节pH，除去CO和OH－，最后得到NaCl溶液，通过蒸发结晶的方式得到精盐。过滤需要用到的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒，A正确；操作③中按a、b、c顺序可依次加入过量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，依次除去Mg2＋、SO、Ca2＋和过量的Ba2＋，B正确；操作⑤中加盐酸调pH的目的，除去CO和OH－，C错误；操作⑥为蒸发结晶，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，D正确。
7.已知某工厂污水中含有KCl，另一工厂污水中含AgNO3。
(1)若将这两种污水按适当的比例混合，则发生的离子反应是：__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)将混合后的水经过滤后再排放，________(填“能”或“不能”)消除水污染，而且还能回收________，处理后的水中含有________(填离子符号)，用这样的水浇灌农田可以作为植物的肥料。
答案　(1)Ag＋＋Cl－===AgCl↓　(2)能　AgCl　K＋和NO
B级　素养培优练
8.要使含有Ag＋、Cu2＋、Mg2＋、Ba2＋四种金属阳离子的溶液中的金属阳离子逐一形成沉淀析出，下列所选择试剂及加入试剂的顺序正确的是(　　)
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错误；加入Na2SO4溶液，Ag＋、Ba2＋都形成沉淀，B错误；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正确；加入Na2S溶液会形成Ag2S、CuS沉淀，D错误。
9.某工厂的废水中含有大量的FeSO4较多的CuSO4和少量的Na2SO4。为了减少污染并变废为宝，某实验小组设计了如下流程制备绿矾(FeSO4·7H2O)并回收金属铜。
下列叙述错误的是(　　)
A.“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”都是过滤
B.“试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀硫酸
C.加入“试剂②”时，固体H部分溶解同时有气体生成
D.“溶液G”和“溶液K”都只含一种溶质
答案　D
解析　废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量的Na2SO4，结合流程，试剂①为Fe，操作Ⅰ为过滤除去Fe、Cu，溶液G中主要含硫酸亚铁、硫酸钠，H中含Cu、Fe，加入试剂②为H2SO4，操作Ⅱ为过滤得到固体Cu，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，可得到FeSO4·7H2O。 “操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”均为过滤，A正确； “试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀硫酸，B正确；加入“试剂②”时，稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气、稀硫酸不与铜反应，固体部分溶解同时有气体生成，C正确；溶液G中主要含硫酸亚铁、硫酸钠，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，都不是一种溶质，D错误。
10.(2023·德州夏津一中月测)粗食盐水中常含有少量Ca2＋、Mg2＋、SO杂质离子，实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下，关于实验过程中所选用的试剂、目的及所发生反应的离子方程式均正确的是(　　)
序号 试剂 目的 离子方程式
① KOH溶液 仅除去Mg2＋ Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
② BaCl2溶液 仅除去SO Ba2＋＋SO===BaSO4↓
③ Na2CO3溶液 仅除去Ca2＋ Ca2＋＋CO===CaCO3↓
④ 盐酸 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＋，应该用NaOH，不能用KOH，错误；②加入BaCl2溶液除去SO的离子方程式是Ba2＋＋SO===BaSO4↓，正确；③加入Na2CO3溶液的目的是除去Ca2＋、Ba2＋，错误；④加入盐酸的目的是除去过量的NaOH、Na2CO3，反应的离子方程式是H＋＋OH－===H2O、2H＋＋CO===CO2↑＋H2O，正确。
11.某溶液中含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离，流程如图所示(已知溶液2为无色溶液)。
(1)沉淀的化学式：沉淀1：________，沉淀2：________，沉淀3：________。
(2)“混合液＋A”的离子方程式为_____________________________
_________________________________________________________________；
“溶液1＋B”的离子方程式为_______________________________
____________________________________________________________。
(3)从溶液1和B反应后分离得到沉淀2和溶液2的实验中，使用到的玻璃仪器有________。
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、烧杯
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，则A为盐酸，沉淀1为AgCl；向溶液1中加溶液B生成沉淀2和无色的溶液2，则溶液2含Ba2＋，向溶液2中继续加入C得到沉淀3，则沉淀3为BaSO4，C为Na2SO4；沉淀2为Cu(OH)2，B为NaOH。(1)沉淀1为AgCl；沉淀2为Cu(OH)2；沉淀3为BaSO4。(2)混合液中的Ag＋与盐酸反应生成氯化银白色沉淀，则其离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓；溶液1中的Cu2＋与B中的氢氧根离子结合反应生成氢氧化铜，同时氢氧根还会与过量的氢离子发生中和反应，则其方程式分别为Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、H＋＋OH－===H2O。(3)溶液1和B反应后分离得到沉淀2和溶液2的实验为过滤实验，则所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒。
12.现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3固体。相应的实验流程如图表示：
请回答下列问题：
(1)产生沉淀A的离子方程式是_____________________________________
________________________________________________________________。
(2)试剂X是________(填化学式)。
(3)上述实验流程中①②③步骤均要用到的主要玻璃仪器有________。
(4)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液产生的沉淀C是________。
(5)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)，并写出离子方程式________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案　(1)Ba2＋＋SO===BaSO4↓　(2)AgNO3
(3)烧杯、玻璃棒和漏斗　(4)Ag2CO3和BaCO3
(5)HNO3　2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
解析　由流程可知，①中加氯化钡，硫酸根离子转化为沉淀，则沉淀A为BaSO4，溶液1中含氯化钠、硝酸钠、氯化钡，②中加AgNO3后氯离子转化为沉淀，沉淀B为AgCl，溶液2中含硝酸钠、硝酸银、硝酸钡，③中钡离子，银离子转化为沉淀，沉淀C为碳酸钡、碳酸银，溶液3为硝酸钠和碳酸钠，转化中试剂过量保证离子完全转化为沉淀。(1)沉淀A为BaSO4，生成硫酸钡的离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓；(2)试剂X是AgNO3；(3)流程中①②③步均生成沉淀，需要进行过滤操作，均要用到的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；(4)加入过量的Na2CO3的目的是使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀，因此上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液产生的沉淀C是Ag2CO3和BaCO3；(5)溶液3中含有Na2CO3，可加适量的稀硝酸后蒸发结晶或加热冷却结晶得到纯净的硝酸钠，反应的离子方程式为2H＋＋CO===CO2↑＋H2O。(共41张PPT)
第二节　离子反应
第一章　物质及其变化
提升课时 　离子反应在物质分离与提纯中的应用
2
1.通过认识物质分离、提纯与鉴别中的离子反应知识应用，初步掌握物质分离、提纯的原理与方法。2.结合生产、生活中污水处理中离子反应知识的应用，体会化学在生产、生活中的应用。
学习目标
离子反应在物质分离与提纯中的应用
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
离子反应在物质分离与提纯中的应用
对点训练
粗盐通过简单的溶解、过滤和蒸发操作后得到的盐中仍然会有可溶性杂质CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐等。利用化学方法可以将这些可溶性杂质进一步去除，常选用的试剂有：BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀盐酸。
【问题讨论】
问题1　分析粗盐的组成，从粗盐溶液中所含离子的角度分析，需要保留的离子和需要除去的杂质离子分别是什么？
问题3　如何保证每一步除杂都能把杂质除净？除杂过程中有可能引入的新杂质应如何处理？
【探究归纳】
1.物质提纯的一般思路
混合物组成分析→沉淀剂的选择→合理安排加入沉淀剂的顺序→考虑过量沉淀剂如何除去→确定实验步骤及实验操作。
2.溶液中可溶性杂质的除去原则
3.粗盐提纯时添加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂，后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，由此可知，碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入，稀盐酸要在氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液之后加入。通常加入试剂的几种顺序：
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸；
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸；
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→(过滤)稀盐酸。
D
2.通过海水晾晒可得粗盐，粗盐中除含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。制备精盐的各步操作流程如下：
(1)在第⑦步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌，目的是_________________________________________________________________。
(2)第②、④步操作的目的分别是除去粗盐中的Na2SO4和CaCl2，需要加入的试剂依次是________、________(填化学式)。
(3)第⑥步操作中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________。
(4)在第③步操作中，选择的除杂试剂不能是KOH溶液，理由是_________________________________________________________________。
(5)第⑤步操作中，需要的玻璃仪器有________、________、________。
防止液体局部受热温度过高，造成液体飞溅
BaCl2
Na2CO3
会引入新杂质K＋
漏斗
烧杯
玻璃棒
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为(　　)
A.加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
B.加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
C.加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
D.加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
D
C
3.某氯化钾样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按如图所示步骤进行操作。下列说法中正确的是(　　)
A.试剂Ⅰ是Ba(NO3)2溶液，试剂Ⅲ是HCl溶液
B.①②③的操作均为过滤
C.步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba2＋
D.Y和Z中都含有BaSO4
C
解析　含有K2CO3、K2SO4的滤液中，为了不引入新的杂质，应加入过量BaCl2，生成Y为BaSO4和BaCO3，滤液X含有KCl和BaCl2，向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，滤液W含有KCl和K2CO3，再加入适量的盐酸，至溶液不产生气泡为止，得到Q含有KCl的溶液，通过蒸发结晶得到KCl晶体。为了不引入新的杂质，应加入过量BaCl2，试剂Ⅰ是BaCl2，试剂Ⅲ是HCl溶液，A错误；①②操作为过滤，操作③为加入适量的盐酸，至溶液不产生气泡为止，目的是除去溶液中的K2CO3，B错误；操作②为向含有KCl和BaCl2的混合液中加入K2CO3，除去BaCl2，C正确； Y为BaSO4和BaCO3，Z为BaCO3沉淀，D错误。
B
C
A.溶解、操作 Ⅰ、操作 Ⅱ 中均需要使用玻璃棒
B.蒸发结晶过程中当有大量晶体析出时，应停止加热
C.溶液a可为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，应使用pH试纸检验溶液是否为酸性
C
下列说法不正确的是(　　)
A.过滤需要用到的玻璃仪器有：漏
斗、烧杯、玻璃棒
B.操作③中按a、
b、c顺序可依次加入过量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
C.操作⑤中加盐酸调pH的目的，只是为了除去过量的OH－
D.进行操作⑥时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热
7.已知某工厂污水中含有KCl，另一工厂污水中含AgNO3。
(1)若将这两种污水按适当的比例混合，则发生的离子反应是：________________________________________________________________。
(2)将混合后的水经过滤后再排放，________(填“能”或“不能”)消除水污染，而且还能回收________，处理后的水中含有____________(填离子符号)，用这样的水浇灌农田可以作为植物的肥料。
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
能
AgCl
B级　素养培优练
8.要使含有Ag＋、Cu2＋、Mg2＋、Ba2＋四种金属阳离子的溶液中的金属阳离子逐一形成沉淀析出，下列所选择试剂及加入试剂的顺序正确的是(　　)
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错误；加入Na2SO4溶液，Ag＋、Ba2＋都形成沉淀，B错误；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正确；加入Na2S溶液会形成Ag2S、CuS沉淀，D错误。
9.某工厂的废水中含有大量的FeSO4较多的CuSO4和少量的Na2SO4。为了减少污染并变废为宝，某实验小组设计了如下流程制备绿矾(FeSO4·7H2O)并回收金属铜。
下列叙述错误的是(　　)
A.“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”都是过滤
B.“试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀硫酸
C.加入“试剂②”时，固体H部分溶解同时有气体生成
D.“溶液G”和“溶液K”都只含一种溶质
D
解析　废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量的Na2SO4，结合流程，试剂①为Fe，操作Ⅰ为过滤除去Fe、Cu，溶液G中主要含硫酸亚铁、硫酸钠，H中含Cu、Fe，加入试剂②为H2SO4，操作Ⅱ为过滤得到固体Cu，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，可得到FeSO4·7H2O。 “操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”均为过滤，A正确； “试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀硫酸，B正确；加入“试剂②”时，稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气、稀硫酸不与铜反应，固体部分溶解同时有气体生成，C正确；溶液G中主要含硫酸亚铁、硫酸钠，溶液K中主要含硫酸、FeSO4，都不是一种溶质，D错误。
答案　D
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
11.某溶液中含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离，流程如图所示(已知溶液2为无色溶液)。
(1)沉淀的化学式：沉淀1：________，沉淀2：________，沉淀3：________。
(2)“混合液＋A”的离子方程式为______________________________________；
“溶液1＋B”的离子方程式为__________________________________________。
(3)从溶液1和B反应后分离得到沉淀2和溶液2的实验中，使用到的玻璃仪器有____________________。
AgCl
Cu(OH)2
BaSO4
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、H＋＋OH－===H2O
漏斗、玻璃棒、烧杯
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，则A为盐酸，沉淀1为AgCl；向溶液1中加溶液B生成沉淀2和无色的溶液2，则溶液2含Ba2＋，向溶液2中继续加入C得到沉淀3，则沉淀3为BaSO4，C为Na2SO4；沉淀2为Cu(OH)2，B为NaOH。(1)沉淀1为AgCl；沉淀2为Cu(OH)2；沉淀3为BaSO4。(2)混合液中的Ag＋与盐酸反应生成氯化银白色沉淀，则其离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓；溶液1中的Cu2＋与B中的氢氧根离子结合反应生成氢氧化铜，同时氢氧根还会与过量的氢离子发生中和反应，则其方程式分别为Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、H＋＋OH－===H2O。(3)溶液1和B反应后分离得到沉淀2和溶液2的实验为过滤实验，则所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒。
12.现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3固体。相应的实验流程如图表示：
请回答下列问题：
(1)产生沉淀A的离子方程式是___________________________________________。
(2)试剂X是________(填化学式)。
(3)上述实验流程中①②③步骤均要用到的主要玻璃仪器有__________________。
(4)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液产生的沉淀C是_______________。
(5)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)，并写出离子方程式_____________________________________________________________________。
AgNO3
烧杯、玻璃棒和漏斗
Ag2CO3和BaCO3
HNO3

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