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时间:2020-03-03
《高中化学专题一物质的分离与提纯课题硝酸钾晶体的制备学案选修.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、课题3 硝酸钾晶体的制备一、重结晶的要点1.重结晶:利用重结晶法提纯物质,不受杂质种类的影响,只要杂质是少量的,可溶的,溶液冷却后杂质在溶剂中尚未饱和皆可用此法提纯。被提纯物在该溶剂中的溶解度随温度改变有明显变化时,收率较高。有些盐(如氯化钠)的溶解度随温度的改变变化不大,在溶液冷却过程中析出晶体的量很少,对这些晶体进行提纯时不宜采用重结晶法。2.配制热的浓溶液时,溶剂用量与洗涤用水的多少与收率和纯度的关系:溶剂用量收率纯度多低高少高低洗涤用水收率纯度多低高少高低3.提高纯度和收率可以采取的措施:(1)减慢降温速度,减慢结晶速度,使
2、晶体中包附的杂质离子减少;(2)充分过滤,使母液和晶体尽可能分开,可采用抽滤;(3)正确操作,减少实验过程中药品的损失;(4)母液的回收再利用。4.重结晶与蒸发结晶的比较结晶是提纯物质的重要方法之一。常用的方法有两种:一种是蒸发法,即通过蒸发或汽化,减少一部分溶剂,使溶液达到饱和而析出晶体,此法主要用于溶解度随温度改变变化不大的物质(如氯化钠);另一种是冷却法,即通过降低温度使溶液冷却达到饱和而析出晶体,这种方法主要用于溶解度随温度下降而明显减小的物质(如硝酸钾),有时需要将两种方法结合起来使用。假如第一次得到的晶体纯度不符合要求,
3、可将所得到的晶体溶于少量溶剂中,然后进行蒸发(或冷却)、结晶、分离,如此反复的操作称为重结晶。有些物质的纯化,需要经过几次重结晶才能使产品合乎要求。由于每次的母液中都含有一些溶质,所以应收集起来加以适当处理,以提高产率。【例1】下表是几种物质在指定温度下的溶解度(g)。现将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3在30℃时制成溶液,此时溶液中无晶体,当降温至某温度时,开始析出晶体,此晶体是( )0℃10℃20℃30℃NH4Cl29.433.337.241.1NH4HCO311.915.921.027.0NaHCO36.98.159.
4、611.1NaCl35.735.836.036.4A.NH4ClB.NH4HCO3C.NaHCO3D.NaCl解析:相同物质的量的NaCl、CO2、NH3溶于水,首先发生反应CO2+NH3+H2O===NH4HCO3,从阴、阳离子两两对应的角度来说,Na+、Cl-、HCO、NH可以组成等物质的量的NH4Cl和NaHCO3或等物质的量的NH4HCO3和NaCl。这四种物质中,在相同温度下溶解度最小的是NaHCO3。答案:C一般地,混合物中某组分的溶解度随温度的变化而明显变化,方可采用重结晶法。重结晶法分离混合物的理论依据是:当溶于水中
5、的各种离子可组成多种物质时,在降温结晶过程中,先达到饱和的物质先析出。31-1如图表示物质A在4种溶剂W、X、Y、Z中的溶解度曲线。据此,用重结晶法提纯A时,最宜采用的溶剂是…( )A.WB.XC.YD.Z二、应用重结晶法提纯KNO3的实验注意事项1.根据反应NaNO3+KCl===NaCl↓+KNO3,与20gNaNO3反应的KCl的质量约为17.5g,放入烧杯中,加入35mL蒸馏水,使固体刚好全部溶解。2.控制好水的蒸发量是决定产率和产品质量的主要因素,将溶液蒸发浓缩。要使NaCl能最大限度地结晶析出,同时KNO3不结晶,要适
6、时停止加热并趁热用布氏漏斗进行过滤,防止硝酸钾的析出。防止溶液蒸发浓缩过程中减少太多,使大量KNO3与NaCl一起析出,小烧杯中的溶液变成糊状固体,从而无法通过过滤除去NaCl。3.加热蒸发时要不停地搅拌。4.KNO3冷却结晶的温度严重制约KNO3的产量,在气温较高的夏天,若在空气中冷却一段时间后放入冰水中冷却,产率会显著提高。5.溶解时,水量的控制问题。重结晶法提纯KNO3的过程中,将粗产品放在烧杯中,应加入一定量(粗产品和水的质量比为2∶1)的蒸馏水直至晶体刚好全部溶解为止,既要保证产品的纯度,又要尽量减少产品的损失。6.进行产
7、品纯度检验时,应将粗产品和重结晶产品一起检验,进行对比观察。哪个溶液中的浑浊度浅,说明哪个溶液中的Cl-较少。一次重结晶后的产物中还有少量Cl-,甚至第二次重结晶后还能检出Cl-。【例2】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.加入过量碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量的硝酸B.加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量的硝酸C.加入过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量的硝酸D.加入过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量的硝酸解析:A项中加入过量碳酸钠,钠离子是新杂质,此法不
8、可用;B项中加入过量硫酸钾,过量的硫酸钾是新杂质,此法不可用;C项中加入过量硫酸钠,钠离子和过量的硫酸根离子,都是新杂质,此法不可用。只有D项中碳酸钾可使硝酸钡生成碳酸钡沉淀,过滤除去后,过量碳酸钾跟适量硝酸反应生成硝酸钾和CO2气体
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