高中化学专题一物质的分离与提纯课题3硝酸钾晶体的制备省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,自主学习,名师点拨,课题三硝酸钾晶体制备,【学考汇报】,知识条目,加试要求,硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾原理及操作流程,结晶或重结晶方法提纯固态物质原理及操作,减压过滤试验方法,晶粒生长条件,b,b,a,a,1/33,一、硝酸钾晶体制备原理,1,.,盐溶解度随温度改变,氯化钠溶解度随温度改变,_,，而氯化钾、硝酸钠和硝酸钾在高温时含有较大溶解度。温度降低时，氯化钾、硝酸钠溶解度显著减小，而,_,溶解度则急剧下降。,本试验利用不一样物质溶解度随温度改变而发生不一样改变原理，用,NaNO,3,和,KCl,经过复分解反应来制取,KNO,3,，其反应化学方程式为,_,。,不大,硝酸钾,2/33,在,NaNO,3,和,KCl,混合溶液中，同时存在,Na,、,K,、,Cl,和,四种离子。若将一定浓度硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾，使溶液浓缩，将有,_,晶体析出。趁热过滤，即可分离出,_,晶体。将滤液冷却至室温，可使,_,晶体析出。经减压过滤分离出硝酸钾粗产品可用,_,法加以提纯。,NaCl,NaCl,KNO,3,重结晶,3/33,2,.,结晶和重结晶,结晶是溶质从溶液中,_,过程，其原理是依据混合物中各成份在某种溶剂里溶解度不一样，经过,_,或,_,使溶解度减小，从而使晶体析出，分为,_,和,_,。,将第一次结晶得到晶体溶于少许溶剂中，然后再进行蒸发,(,或冷却,),、结晶、过滤，如此重复操作称为重结晶。,析出晶体,蒸发降低溶剂,降低温度,蒸发结晶,冷却结晶,4/33,3,.,影响晶粒生成条件,晶体颗粒大小与结晶条件相关，溶质溶解度越小，或溶液浓度越高，或溶剂蒸发速率越快，或溶液冷却得越快，析出晶粒就越细小。在实际操作中，常依据需要，控制适宜结晶条件，以得到大小适当晶体颗粒。,当溶液发生过饱和现象时，振荡容器，用玻璃棒搅动或轻轻地摩擦器壁，或,_,，都可促使晶体析出。,投入几粒晶体,(,晶种,),5/33,思索,1,：,假如要制备颗粒较大硝酸钾晶体，应该怎样选择结晶条件？,提醒,溶质溶解度越大，或溶液浓度越小，或溶剂蒸发速率越慢，或溶液冷却得越慢，析出晶粒就越大。,6/33,二、硝酸钾晶体制备试验步骤,1.,固体溶解,称取,NaNO,3,20 g,，,KCl 17 g,，加入,35 mL,蒸馏水，加热至沸腾并不停搅拌，使固体溶解，在小烧杯外壁标注液面位置。用到仪器：,_,、,_,、三脚架、石棉网、酒精灯。,2,.,蒸发、热过滤,继续加热、搅拌，使溶液蒸发浓缩，,_,晶体逐步析出。当溶液体积减小到约为原来二分之一时，快速趁热过滤。承接滤液烧杯应预先加,2 mL,_,，以防降温时氯化钠溶液达饱和而析出。用到仪器及用具：铁架台、石棉网、烧杯、酒精灯、玻璃棒、,_,、,_,。,烧杯,玻璃棒,氯化钠,蒸馏水,漏斗,滤纸,7/33,3,.,冷却、减压过滤,待滤液冷却至室温，进行减压过滤得到较干燥粗产品,_,晶体。用到仪器及用具：,_,、,_,、,_,、安全瓶、抽气泵。,思索,2,：,冷却、减压过滤得到,KNO,3,晶体纯度怎样？主要含有什么杂质？,提醒,冷却、减压过滤得到是,KNO,3,粗产品，含有,NaCl,杂质。,硝酸钾,布氏漏斗,滤纸,吸滤瓶,8/33,4,.,重结晶,留下约,0.1 g,粗产品,(,作纯度对比检验用,),，其余按粗产品、水质量比为,2,1,混合，配成溶液，加热、搅拌，待晶体全部溶解后停顿加热,(,若溶液沸腾时晶体还未全部溶解，可再加入少许蒸馏水使其溶解,),。等溶液冷却至室温有大量晶体析出后减压过滤，得到较高纯度,_,晶体硝酸钾,9/33,5,.,称量,晶体用干燥,_,吸干，放在表面皿上称量，并观察其外观。分别取,0.1 g,粗产品和重结晶后得到硝酸钾晶体放入两支小试管中，各加入,2 mL,蒸馏水配成溶液。,6,.,检验,Cl,向溶液中分别滴入,1,滴,1 molL,1,HNO,3,溶液酸化，再各滴入,2,滴,0.1 molL,1,AgNO,3,溶液，观察到现象是,_,_,。,滤纸,晶产品溶液中产生浑浊程度不一样,粗产品、重结,10/33,点拨一、硝酸钾晶体制备理论依据,1,.,化学反应：,转化法制备,KNO,3,化学方程式为,NaNO,3,KCl,KNO,3,NaCl,，这是一个平衡移动过程，利用,KNO3,结晶控制化学反应方向。,11/33,2,.,制备原理：,(1),盐溶解度随温度改变以下列图。,12/33,能够看出，,NaNO,3,、,KNO,3,、,NaCl,、,KCl,四种盐溶解度在不一样温度下差异是非常显著。,NaCl,溶解度随温度改变不大，,NaNO,3,、,KCl,有显著改变，而硝酸钾溶解度随温度升高急剧增大。,13/33,14/33,点拨二、减压过滤,减压过滤：为了加紧过滤速度，得到较干燥沉淀，可进行减压过滤。,1,.,装置,减压过滤操作需要用到主要仪器有布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵。其基本装置如图所表示。,15/33,2,.,原理,装置中抽气泵给吸滤瓶减压，造成瓶内与布氏漏斗液面上产生压力差，从而加紧过滤速度。吸滤瓶用于承接滤液，安全瓶用于预防水泵中水产生溢流而倒灌入吸滤瓶中。,3,.,操作方法,(1),剪滤纸：取一张大小适中滤纸，在布氏漏斗上轻压一下，然后沿压痕内径剪成圆形，此滤纸放入漏斗中，应是平整无皱折，且将漏斗小孔全部盖严。注意滤纸不能大于漏斗底面。,16/33,(2),将滤纸放在漏斗中，以少许蒸馏水润湿，然后把漏斗安装在吸滤瓶上,(,尽可能塞紧,),，微开水龙头，抽滤使滤纸贴紧。,(3),以玻璃棒引流，将待过滤溶液和沉淀逐步转移到漏斗中，加溶液速度不要太快，以免将滤纸冲起。伴随溶液加入，水龙头要开大。注意布氏漏斗中溶液不得超出漏斗容量,2/3,。4),过滤完成,(,即不再有滤液滴出,),时，先拔掉吸滤瓶侧口上胶管，然后关掉水龙头。,17/33,(5),用搅拌棒轻轻揭起滤纸边缘，取出滤纸及其上面沉淀物。滤液则由吸滤瓶上口倒出。,注意吸滤瓶侧口只作连接减压装置用，不要从侧口倾倒滤液，以免弄脏溶液。假如试验中要求洗涤沉淀，洗涤方法与使用玻璃漏斗过滤时相同，但不要使洗涤液过滤太快,(,适当关小水龙头,),，方便使洗涤液充分接触沉淀，使沉淀洗得更洁净。,18/33,点拨三、粗盐提纯试验设计,思绪分析：,粗盐提纯步骤：,溶解,除杂,过滤,结晶,洗涤,试验设计,试验步骤,试验现象,结论与解释,取样,固体溶解,加热可加紧溶解速度,19/33,20/33,21/33,典例剖析,请填写以下空白。,步骤,操作,详细操作步骤,现象解释结论等,溶解,取20克NaNO3和,17 g KCl溶解在,35 mL水中，加热至沸，并不停搅拌,NaNO,3,和,KCl,溶于水后产生四种离子，这四种离子可能组成四种物质,_,、,_,、,_,、,_,蒸发,继续加热搅拌，使溶液蒸发浓缩,有,_,晶体析出,22/33,当溶液体积降低到约为原来二分之一时，快速趁热过滤,滤液中最主要成份为_,冷却,将滤液冷却至室温,有_晶体析出。还有少许_析出,按相关要求进行操作,得到粗产品硝酸钾晶体,(,称量为,m,1,),23/33,将得到粗产品硝酸钾晶体溶于适量水中，加热、搅拌待全部溶解后停顿加热，使溶液冷却至室温后抽滤,得到纯度较高硝酸钾晶体(称量为m2),检验,分别取、得到产品，配制成溶液后分别加入1滴1 mol/LHNO3溶液和2滴0.1 mol/LAgNO3溶液,可观察到、产品中出现现象分别是_,24/33,(1),检验所得产品中是否有,Cl,目标是,_,_,。,结合,、,步试验得到产品质量，计算初产品纯度为,_,。,(,不考虑损失,),(2),步骤,过滤使用了保温漏斗，用以下列图所表示装置，其主要作用是,_,。,25/33,(3),步骤,过滤装置以下列图所表示，采取这种装置过滤主要优点是,_,。,这种装置工作主要原理是,_,_,。,26/33,解析,因为NaNO,3,、,KCl,、,KNO,3,在高温时含有较大溶解度，温度降低时，,NaNO,3,、,KCl,溶解度显著减小，而,KNO,3,溶解度则急剧下降；,NaCl,溶解度随温度改变不大，据此可知，蒸发溶剂首先结晶出是,NaCl,，冷却结晶出是,KNO,3,；经首次结晶出,KNO,3,产品中仍有少许氯离子杂质，加入硝酸银溶液后产生白色沉淀。,27/33,28/33,29/33,依据该试验方案，回答以下问题：,(1),步骤,中废铁屑与,NaOH,溶液共热目标是,_,_,。,30/33,(2),步骤,中烧杯底部留有少许铁屑理由是,_,_,。,说明剩下铁屑作用离子方程式为,_,_,。,(3),在步骤,中，该小组采取如图抽气过滤,(,减压过滤,),装置代替普通漏斗，其目标是,_,；,_,。,(4),检验步骤,滤液中没有,Fe,3,方法是,_,_,。,31/33,解析,制备,FeSO,4,7H,2,O,晶体，关键是要防止,Fe,2,被空气氧化，利用抽气过滤，可提升过滤速率，趁热过滤还能够预防,FeSO,4,结晶。,答案,(1),除去铁屑表面油污,(2),预防,Fe,2,被氧化为,Fe,3,2Fe,3,Fe=3Fe,2,(3),使吸滤瓶内压强减小，提升过滤速率；降低滤液与空气接触，防止,Fe,2,被氧化,(4),取少许滤液，加入,KSCN,溶液，无血红色出现,32/33,归纳总结抽滤操作注意事项,(1),漏斗下端斜口正对吸滤瓶支管；,(2),滤纸要比漏斗底部略小且把孔覆盖；,(3),过滤前先用蒸馏水润湿滤纸，抽气使滤纸紧紧贴在漏斗上；,(4),把过滤混合物均匀分布在整个滤纸面上；,(5),用少许滤液将黏附在容器壁上晶体洗出，继续抽气，并用玻璃棒挤压晶体，尽可能除去母液。,33/33,