2、结晶
原理:利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中,从而达到提纯的目的。
(1)蒸发结晶:通过蒸发或气化,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而变化不大的物质。
(2)冷却结晶:通过降低温度,使溶液冷却达到饱和而析出晶体。重结晶指的是重复冷却结晶。此法主要用于溶解度随温度下降而明显减小的物质。
注意:通常我们是两种方法结合使用
(1)进行蒸发时,液体放置在蒸发皿中的量不得超过蒸发皿容量的2/3,以免加热时溶液溅出。
(2)在加热过程中,要用玻璃棒不断搅拌液体,以免液体局部过热而致使液滴飞溅。
[思考题]如何将NaCl 和KNO3 分离?
将两者的混合物置于烧杯中,加少量100摄氏度热水,在加热的情况下不断少量加入热水并搅拌,直至混合物完全溶解;停止加热,冷却(可以用冰水水浴),当温度降至 30摄氏度时硝酸钾晶体析出;过滤混合溶液得到较为纯净硝酸钾晶体;蒸发滤液,得到较为纯净的氯化钾晶体
[思考与交流]从上述实验中我们所制得的实验是纯净物吗?可能还有什么杂质没有除去,用什么方法可以检验出它们?
[讲]海水中含有可溶于水的CaCl2 、MgCl2以及一些硫酸盐,所以食盐中也可能含有这些物质,而它们可溶于水所以在过滤中无法除去,也即是我们现在所得的产品中含有这些杂质,那我们该如何检验出它们是否存在。请大家先思考一下,在进行物质检验时,我们采取的步骤是什么?
(先对试样的外观进行观察,确定其颜色、状态、气味等。当试样是固体时,有时需要先将少量试样配成溶液,再进行鉴定。)
[思考与交流]我们现在要设计实验来鉴定食盐中有可能含有的CaCl2 、MgCl2 以及一些硫酸盐。
[实验设计]现在有一份经过过滤蒸发提纯的实验,要除去其中的CaCl2 、MgCl2以及一些硫酸盐,请你设计实验将它们除去。
[实验步骤]将0.5g 盐放入试管中,加入2ml的水,先滴几滴盐酸酸化,然后向试管中滴入几滴BaCl2溶液,
现象:有白色沉淀,证明有SO42― 离子。
加盐酸酸化的目的是为了排除碳酸根的影响,改用硝酸可以吗?不可以,因为硝酸会氧化亚硫酸根为硫酸根)
过滤后在滤液中加入氢氧化钠溶液,再过滤。最后加入Na2CO3 溶液。
[投影总结]
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杂质 |
加入的试剂 |
化学方程式 |
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硫酸盐 |
BaCl2 aq |
BaCl2 + Na2SO4==BaSO4↓+ 2 NaCl |
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MgCl2 |
NaOH aq |
MgCl2 +2 NaOH ==Mg(OH)2
↓+2NaCl |
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CaCl2 |
Na2CO3 aq |
CaCl2 + Na2CO3
==CaCO3 ↓+2NaCl |
[思考与交流]加入试剂的顺序能否改变,你设计的实验有引入其他杂质离子么,如何除去?
(能改变,只要保证Na2CO3 在BaCl2 之后,盐酸加在最后就可以;因为BaCl2 +Na2CO3 ==BaCO3 ↓+2NaCl ;最后会剩余OH― 、CO32― 这两种杂质,为除去,可向滤液中加入适量盐酸,边加边搅拌,直到不再产生气泡为止)
[总结]我们这节课进行了的提纯实验,主要是练习过滤和蒸发的操作。另外,我们还学习了用化学方法鉴定物质,请看下面的练习:
[自我评价]