实验化学《硝酸钾晶体的制备》

专题1物质的分离与提纯思考1:工业上多以硝酸钠和氯化钾为主要原料生产硝酸钾，副产品为氯化钠。反应方程为NaNO3+KCl=NaCl+KNO3如何分离硝酸钾和氯化钠的混合物？表1NaNO3、KCl、NaCl、KNO3在不同温度下的溶解度（g/100g水）温度（℃）0102030406080100100/20的倍数KNO313.320.931.645.863.91101692467.85KCl27.631.034.037.040.045.551.156.71.8NaNO3738088961041241481802.1NaCl35.735.836.036.336.637.338.439.81.1溶解度的差异结晶NaNO3+KCl=NaCl+KNO3高温下,达到饱和的NaCl先蒸发结晶分离；然后,降温，KNO3溶解度急剧减小析出，得到产品。蒸发溶解热过滤结晶思路：溶解度随温度变化：小大热过滤：趁热过滤，得KNO3饱和溶液（回收NaCl晶体）结晶：KNO3溶液冷却有KNO3晶体析出蒸发结晶：小火加热至有较多晶体析出溶解：20gNaNO317gKCl35ml水抽滤：得KNO3晶体称量：称量得，粗KNO3质量1、制备KNO3粗品思考2：这样得到的晶体是否纯净？若不纯，应如何提纯？初次结晶得到的晶体中常会混有少量NaCl杂质。将所得晶体溶于少量水中，然后进行冷却、结晶、过滤，如此反复的操作。溶解：按KNO3∶H2O=2∶1加适量水溶解2、KNO3提纯（重结晶）加热：沸腾即止冷却：有针状KNO3析出抽滤：得KNO3晶体烘干：水浴烘干(在表面皿中）称重:精品KNO3将所得晶体溶于少量溶剂中，然后进行蒸发（或冷却）、结晶、过滤，如此反复的操作称为重结晶。思考3：请设计一个实验来检验两种情况下制备得到产品的纯度大小？0.1g粗品KNO3＋2ml水0.1g晶体KNO3＋2ml水无白色AgCl↓有白色AgCl↓2滴AgNO32滴AgNO33、产品纯度的检验小结：硝酸钾晶体的实验方案NaNO3+KCl=NaCl+KNO31、实验原理：2、基本流程：1）固体溶解2）蒸发、热过滤3）冷却、减压过滤4）重结晶6）检验Cl-粗KNO3——提纯KNO3——纯度的检验天平、烧杯、玻璃棒、酒精灯铁架台、铜质保温漏斗吸滤瓶、安全瓶、抽气泵、布氏漏斗热过滤装置介绍:滤纸的折叠保温漏斗注意:热过滤时一般不用玻璃棒引流，以免加速降温；接受滤液的容器内壁不要贴紧漏斗颈，以免滤液迅速冷却析出晶体，堵塞漏斗口。减压过滤（也称抽滤或吸滤）介绍:快速得到较干燥的沉淀水蒸气烘干装置水蒸气烘干产物烘干交流与讨论：3、检验所得产品中是否含有Cl-的目的是什么？检查产品中是否有氯化钠等杂质.1、加热浓缩，NaCl大量析出后，为什么要趁热过滤？如果不趁热过滤，过滤时温度降低，KNO3也会析出来，影响KNO3的产率。2、热过滤时，承接滤液的烧杯为什么要预先加2mL蒸馏水？防止降温时NaCl析出，影响KNO3的纯度。4、如果要制备颗粒较大的硝酸钾晶体，应该怎样选择结晶条件？5、为什么选用重结晶的方法可使产品获得较高的纯度？重结晶时，少量的杂质可以溶解在水中。应该尽量缓慢地冷却，并保持容器静置，切不可振荡容器，以使晶体缓慢析出，形成较大的晶体颗粒。阅读书本P14影响晶粒生成的条件练习：1、某实验小组只领取了下列仪器或用品：铁架台、铁圈、铁夹、三角架、石棉网、烧杯、漏斗、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴。只用上述仪器或用品，下列实验操作不能进行的是()A、蒸发B、萃取C、过滤D、蒸馏CD2、减压吸滤装备和普通的过滤装置相比，除可加快过滤速度外，还具有的优点是（）A、可过滤胶状沉淀B、可过滤颗粒更小的沉淀C、可使沉淀中的杂质减少D、可得到较干燥的沉淀D3、将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾，有晶体析出。趁热过滤，分离出晶体A。将上述滤液冷却至室温，又有晶体的B析出。(1)晶体A的主要成分是________,含有的少量杂质是_________,要除去晶体A中的少量杂质的方法是_______________.(2)晶体B的主要成分是________,含有的少量杂质是_________,要除去晶体B中的少量杂质的方法是_______________.(3)用少量热水淋洗晶体也是一种除去晶体中少量杂质的方法，这种方法适用于晶体____(填A或B)NaClKNO3加少量水溶解再过滤KNO3NaCl重结晶A疑问：怎样看溶解度曲线？（作业本13题）1.A状态时溶质量分数=2.A、B点随条件怎样改变？A点变化B点变化升高温度降低温度蒸发溶剂稀释溶液向右平移向右平移沿曲线下移不动垂直下移垂直下移水平左移至曲线再沿曲线下移垂直上移至曲线后不再变化S2100+S2×100%3.A到B最佳路线？练习：用于分离或提纯物质的已学方法有：A．萃取B．分液C．过滤D．加热分解E．蒸发F．蒸馏下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合适?（把选用方法的标号填入括号内）（1）除去Ca(OH)2溶液中悬浮的Ca(OH)2颗粒（）（2）把饱和食盐水中的食盐提取出来（）（3）除去酒精中溶解的微量食盐（）（4）把溴水中的溴提取出来（）（5）用自来水制取医用蒸馏水（）（6）除去氧化钙中的碳酸钙（）（7）分离柴油和水的混合物（）BDACEFF结晶结晶方法适用对象实例蒸发结晶降温结晶溶解度随温度变化不大的溶质蒸发溶剂浓缩溶液降低浓溶液的温度溶解度随温度下降明显减少的溶质ＮaClKNO3一、结晶二、热过滤加热使漏斗保温，使过滤在热水保温下进行1）原理：防止因冷却导致其它晶体析出2）目的：铜质保温漏斗三、减压过滤（也称抽滤或吸滤）加快过滤速度，得到较干燥的沉淀水龙头自来水水流卷带装置内空气，使内压下降低压布氏漏斗吸滤瓶安全瓶“短进长出”抽气泵相对＜2/3