对一个初中化学实验的探讨.doc

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1、对一个初中化学实验的探讨用结晶的方法分离可溶性固体混合物，是初中化学中一个十分重要的教学内容。课本较为详尽地说明了其原理和过程，并安排了一个演示实验。1.对课本中演示实验的定量处理为了讨论方便，按课本中的规定：设10g混合物中KNO3为9g,NaCI为lg（食盐的含量较少）。定量处理结果见表1。上述结果表明，课本的演示实验是切实可行的，其步骤是正确的，其理论是可靠的。但美中不足的是KNO3收率较低，多数（或一半）KNO3仍滞留于母液中。能否改变个别条件，使其更趋完美呢？2.减少加水量，适当提高加热温度按同样的步骤，加入10

2、g水，加热到52°CO定量处理结果见表2。仅仅改变了加水量，适当提高了加热温度，就使收率由47.3%提高到了64.9%。笔者又对最少的加水量、理论上最大的收率进行了定量处理，其结果见表3。同样的条件，同样的步骤，得到了不同的结果（见表4)。可见，加水量对于结晶分离方案的设计是至关重要的，是要进行事先定量计算来获得的。1.混合物中各成分的相对含量对方案的影响课本中规定的食盐的含量较少。若KN03和NaCl含量各半即各为5g,其结果见表5。由于混合物中各成分的相对含量发生了改变，沿袭课本的步骤将无法实现分离的目的，因此需要根据

3、变化了的情况重新设计方案。首先考察KN03和NaCl的溶解度差以100°C为最大(大于100°C,水成为气体)。第一步用100°C的水处理上述混合物，使大部分食盐首先以晶体形式分离出来。这里关键的一步是加水量。若加水量不足，KNO3不能完全溶解，不溶解的部分就将混入NaCl晶体而使其玷污；若加水量过多，则母液中食盐较多，这会影响到食盐的收率。因此，最适宜的水量是使KNO3完全溶解，所需水［m(H2O)］可以粗略计算为：100g:246g=m(H2O):5m(H2O)=2.03g故第一步加入100°C水2.03g(100°C

4、时的水挥发很快，为防止KNO3因水分挥发而结晶析出，实际加水量应略多于计算值，并应不断补充因蒸发而消耗的7K分)。这样，大部分NaCl留在固相中，溶液中的食盐［m(NaCI)］为:100g:39.8g=2.03g：m(NaCI)m(NaCI)=0.808g可以得到的食盐晶体为5g-0.808g=4.19g收率：4.19g5gX100%=83.8%这样,经过第一步处理就可以分离出大部分NaClo为使晶体中不含或少含KNO3,必须立即进行第二步：趁热过滤，将KNO3富集于母液中。第三步将其冷至20°C。冷却过程中不但有KNO3

5、析岀，也有NaCI析出。为防止因NaCI晶体的析出玷污KNO3晶体，可在冷却前先加少量水。加水量计算：设冷却到20°C,此时NaCI的溶解度为36.0g,习惯性在母液中含NaCI0.808g,若加水至20°C成为食盐饱和溶液，则NaCI不能析出。100g:36.0g=m(H20):0.808gm(H20)=2.24g应加水：2.24g-2.03g=0.11g(为了保证NaCI不析出，实际上加水应稍多)20°C时母液中溶解的KNO3为：100g:31.6g=2.44g:m(KNO3)m(KNO3)=0.771g冷却到20°C

6、时得KN03晶体为:5g-0.771g=4.23g收率：4.23g5gX100%=84.6%这样，可将两者基本上完全分开，得到了各自纯度较高的晶体，收率都在80%以上。（收稿日期：2015-01-26）