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(共27张PPT)
用化学沉淀法去除
粗盐中的杂质离子
实验活动4
一、实验目的
1.用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和
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。
二、实验用品
1.试剂:粗盐、蒸馏水、0.1 mol/L BaCl2溶液、20% NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 mol/L 盐酸、pH试纸。
2.仪器: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)、陶土网、酒精灯、火柴。
三、实验方案设计
1.粗盐提纯过程图示分析
2.过量试剂的除去
(1)过量的BaCl2溶液用Na2CO3溶液除去,故Na2CO3溶液要在BaCl2溶液加入之后再加入。
(2)过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液用盐酸除去,故盐酸必须在最后加入。
3.确定试剂加入的几种可能顺序
(1)BaCl2→NaOH→Na2CO3→HCl。
(2)NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl。
(3)BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl。
四、实验方案实施
实验步骤 实验装置 实验现象
溶解:用天平称取5.0 g粗盐,放入100 mL 烧杯中,然后加入20 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使粗盐充分溶解,得到粗盐水 5.0 g粗盐、20 mL蒸馏水 粗盐因逐渐溶解而减少,粗盐水略显浑浊
除杂、过滤:向粗盐水中依次加入过量试剂,后过滤 (1)向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液,产生 沉淀,静置;
(2)向上层清液中滴加2～3滴BaCl2溶
液,无浑浊,证明 已沉淀完全;
(3)向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液,产生 沉淀,然后再滴加过量的饱和Na2CO3溶液,用来除去 ;
(4)用与第(2)步类似的方法分别检验Mg2+、Ca2+和Ba2+是否沉淀完全;
(5)将烧杯静置,然后过滤,除去生成的沉淀和不溶性杂质,滤纸上残留不溶性固体,滤液无色、澄清
白色
白色
Ca2+、Ba2+
蒸发:将滴加盐酸后的滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌。待出现较多固体时停止加热 (1)水分蒸发,逐渐析出白色固体;
(2)用坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却,得到去除了杂质离子的精盐
五、问题和讨论
1.粗盐中杂质的去除实验中用到几次玻璃棒 玻璃棒分别起什么作用
提示:三次。溶解时,用玻璃棒搅拌,促进粗盐溶解;过滤时,用玻璃棒引流,防止液体溅出;蒸发时,用玻璃棒搅拌,防止受热不均匀导致液体迸溅。
2.除去氯化钠中的碳酸钠能否用稀硝酸
提示:不能。若用稀硝酸,会引入新的杂质离子
3.蒸发时,待溶液蒸干再停止加热,对吗 为什么
提示:不对。溶液蒸干再停止加热会造成晶体飞溅,应待溶液中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干。
4.在检验 时,为什么要加入稀盐酸 能否加稀硫酸或稀硝酸
5.能否在过滤之前滴加盐酸 为什么
提示:不能。因为沉淀中的氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡都能和盐酸反应。
『链接高考』
1.(2023·河北卷)《本草纲目》中记载了粗食盐的一种制作过程:
“取盐于池旁耕地,沃以池水,每得南风急,则宿夕成盐。”若将
粗食盐在实验室提纯,不涉及的操作是(　　)
A.溶解 B.蒸发 C.过滤 D.蒸馏
D
解析:粗食盐在实验室提纯,需将粗食盐溶解,然后过滤除杂,接着蒸发结晶,不需要蒸馏。
2.(2023·全国甲卷)实验室将粗盐提纯并配制 0.100 0 mol·L-1 的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有(　　)
①天平　②温度计　③坩埚　④分液漏斗　⑤容量瓶　⑥烧杯　⑦滴定管　⑧酒精灯
A.①②④⑥ B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧
D
解析:实验室将粗盐提纯时,需要将其溶于一定量的水中,然后将其中的硫酸根离子、钙离子、镁离子依次用稍过量的氯化钡溶液、碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液除去,该过程中有过滤操作,需要用到烧杯、漏斗和玻璃棒;将所得滤液加适量盐酸酸化后蒸发结晶得到较纯的食盐,该过程要用到玻璃棒、蒸发皿和酒精灯;用提纯后得到的精盐配制溶液的基本步骤有称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,需要用到天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。综上所述,本实验必须用到的有①天平、⑤容量瓶、⑥烧杯、⑧酒精灯,故选D。
3.(2022·广东卷)实验室进行粗盐提纯时,需除去Ca2+、Mg2+和
所用试剂包括BaCl2以及(　　)
A.Na2CO3、NaOH、HCl
B.Na2CO3、HCl、KOH
C.K2CO3、HNO3、NaOH
D.Na2CO3、NaOH、HNO3
A
解析:粗盐中主要成分为NaCl。除去Ca2+选用 将其转化为沉淀,为了不引入新杂质,所加物质的阳离子为Na+,即选用Na2CO3除去Ca2+,同理可知,除去Mg2+需选用NaOH,除去 需选用BaCl2,因所加除杂试剂均过量,因此向粗盐样品中加入除杂试剂的顺序中,BaCl2先于Na2CO3加入,利用Na2CO3除去Ca2+和多余的Ba2+,因Na2CO3、NaOH均过量,成为新杂质,需要过滤后向滤液中加入HCl,至溶液中不再有气泡产生,以此除去Na2CO3、NaOH,然后将溶液蒸干得到较为纯净的食盐产品。
1.某实验小组设计粗KNO3固体(只含有少量NaCl)的提纯方案如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.操作Ⅰ中依据硝酸钾的溶解度估算加水量
B.操作Ⅱ缓慢冷却有利于硝酸钾析出大晶体
C.操作Ⅲ常用到的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯和漏斗
D.操作Ⅳ用热水洗涤晶体
D
『实验专练』
解析:由流程可知,加水溶解时需保证KNO3完全溶解,即操作Ⅰ中依据KNO3的溶解度估算加水量,A正确;溶液中含KNO3、NaCl,NaCl的溶解度受温度影响不大,而KNO3的溶解度随温度的升高而增大,则冷却结晶可析出KNO3,操作Ⅱ缓慢冷却,结晶速度慢,有利于KNO3析出大晶体,B正确;操作Ⅲ是过滤,需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗,C正确;KNO3在冷水中溶解度小,则操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体,减少溶解损失,D错误。
2.除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4,过程如下:
下列有关说法不正确的是(　　)
D
C.加稀盐酸调节pH后,采用蒸发结晶的方法得到NaCl固体
D.试剂①②③分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2
3.人类与食盐关系密切,食盐在生活和生产中均有重要作用。粗盐中含有Ca2+、Mg2+、 以及泥沙等杂质,请回答粗盐提纯的有关问题。
(1)为了除去粗盐中的泥沙,可采取的提纯实验操作方法的名称依次是　　　　、　　　　。
解析:(1)可以先将粗盐溶解于水,氯化钠等是易溶于水的,泥沙是难溶于水的,固体和液体的分离可以采用过滤的方法。
溶解
过滤
(2)为了除去可溶性杂质,可以按以下实验步骤进行提纯:①加过量BaCl2溶液;②加过量NaOH溶液;③加过量Na2CO3溶液;④过滤;
⑤　　　　　　　　;⑥蒸发结晶。如何证明①步骤中硫酸根离子沉淀完全 　
　 。
步骤③的目的是　 。
解析:(2)在粗盐提纯时,要在最后一步加入盐酸,除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子;硫酸钡是不溶于水也不溶于酸的白色沉淀,因此检验硫酸根离子沉淀完全的方法是取少量溶液于试管中,继续滴加氯化钡溶液,没有现象则证明硫酸根离子沉淀完全;加入碳酸钠溶液的目的是除去钙离子和多余的钡离子。
加适量盐酸
取少量溶液于试管中,继续滴加氯化钡溶液,没有现象
则证明硫酸根离子沉淀完全
除去Ca2+及过量的Ba2+
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的作用和目的。
溶解时:　 ;
过滤时:　 ;
蒸发时:　 。
解析:(3)玻璃棒的作用和目的分别为溶解时:搅拌,加速溶解;过滤时:引流,防止液体溅出;蒸发时:搅拌,防止局部过热导致液滴或晶体飞溅。
搅拌,加速溶解
引流,防止液体溅出
搅拌,防止局部过热导致液滴或晶体飞溅
4.某同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤如图所示。
请回答下列问题。
(1)步骤①和②的操作名称是　　　　　。
(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是
　 ;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止　 　　　　　　　　　　　,当蒸发皿中有较多固体出现时,应　　　　　　 　　,用余热使水分蒸干。
过滤
滴加盐酸至无气泡
放出为止
局部过热,造成固体(或溶液)飞溅
停止加热(或熄灭酒精灯)
猜想 验证的方法 现象 结论
猜想Ⅰ:固体A中含CaCO3、MgCO3 取少量固体A于试管中,滴加稀盐酸,并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口 猜想Ⅰ成立
猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3 取少量固体A于试管中,先滴入　 , 再滴入Na2SO4溶液 有气泡放出,无白色沉淀
猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4 取少量NaCl晶体于试管中,加适量蒸馏水溶解, 猜想Ⅲ成立
(3)猜想和验证:
有气泡放出,小烧杯壁上有白色固体生成
稀盐酸(或稀硝酸)
猜想Ⅱ不成立
滴入BaCl2[或Ba(OH)2或 Ba(NO3)2]溶液和稀硝酸
有白色沉淀生成且不溶于稀硝酸
解析:本题主要考查基本实验操作,猜想Ⅰ主要是为了检验碳酸盐,可以加入强酸后使产生的气体与澄清石灰水反应来加以检验,猜想Ⅲ是对 的检验,选用适当的含钡试剂即可。
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