第四节 过滤和结晶(老教材).doc

第四节 过滤和结晶 大家都知道，精盐是由粗盐精制而得的，而大量粗盐是从海水中得到的。但是对于如何得到粗盐，又如何把粗盐精制为精盐，可能有的同学就不太了解了。学习这一节知识，可以对以上问题有一个大致了解。在生产和生活中，人们所接触到的物质很多都是混合物，如河水、雨水、石油、粗盐、蓝墨水等等。化工生产的产品也常常混有少量的杂质。为了适应各种不同的需要，常常要把混合物里的几种物质分开，得到较纯净的物质，这叫做混合物的分离。过滤和结晶是最常用的混合物分离的方法。一、过滤过滤是把不溶于液体的固态物质跟液体分离的一种方法。过滤时，液体穿过滤纸上的小孔，而固态物质留在滤纸上，从而使固体和液体分离。例如，提纯粗盐时，把粗盐溶解在水里，经过过滤，把泥沙等杂质从食盐水中除去。又如，自来水厂的过滤池里，铺有几层大小不等的沙石，水通过时，固体杂质被过滤除去。过滤的方法在实验操作部分要作介绍。二、结晶把固态溶质的水溶液加热蒸发（或慢慢挥发），溶液达到饱和以后，如果继续蒸发，过剩的溶质就能成为有一定几何形状的固体析出，这一过程称为结晶。在这一过程中形成的具有规则的几何外形的固体叫做晶体。对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，一般就用蒸发溶剂的方法得到晶体。例如，从海水提取食盐，就是把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。又如，在用锌和稀硫酸反应制取氢气的实验中，我们可用蒸发溶剂的方法得到硫酸锌晶体。对溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质，一般可以用冷却热饱和溶液的方法，使溶质结晶析出（如图7-4所示）。利用这一方法，还可以分离几种可溶固态物质的混合物。实验7-6在烧杯里加入10克硝酸钾和氯化钠的混合物（其中氯化钠的量较少）。注入15毫升水，加热使混合物完全溶解。然后冷却，观察硝酸钾晶体的析出。再进行过滤，硝酸钾晶体留在滤纸上，氯化钠仍然溶解在滤液里，为什么？我们已经知道，硝酸钾的溶解度受温度变化的影响较大（在80时，硝酸钾的溶解度是169克，在20时为31.6克），因此较高温度下的硝酸钾饱和溶液降温时，部分硝酸钾从溶液里结晶析出。而氯化钠的溶解度受温度变化的影响较小（在80时，氯化钠的溶解度是38.4克，在20时为36克），降温时大部分氯化钠仍溶解在溶液里。过滤时，硝酸钾晶体留在滤纸上，大部分氯化钠仍留在滤液里（这种滤液叫做母液）。从而达到了初步分离硝酸钾和氯化钠的目的。结晶的方法在工业上有广泛的应用。例如，制糖工业中，将蔗汁或甜菜汁经除去杂质、过滤、蒸浓、结晶而制得粗糖。粗糖再经溶解、脱色、结晶等操作而得到精制糖。 选学重结晶利用一次结晶得到的晶体里往往混有少量杂质，如上面实验中得到的硝酸钾里混有少量氯化钠。要想得到纯度更高的晶体，可以把这些晶体重新溶解在热的蒸馏水里，制成饱和溶液，冷却，使它再一次结晶，然后过滤，杂质留在母液里。这样的分离方法叫做重结晶或叫再结晶。有时要多次重复这一过程，才能得到纯度高的晶体。在分离混合物时，往往不仅仅使用一种方法，而是几种方法交替使用。例如提纯粗盐时，既要用到过滤，又要用到蒸发、结晶等方法。还有许多混合物的分离方法，在今后的学习和工作中会陆续遇到。 第四节 过滤和结晶教学案学习目标 知识与技能1.了解混合物分离的概念、基本原理、适用范围及基本操作，学会粗盐提纯的操作方法。2.了解过滤是使不溶物和液体分离的一种方法，结晶是使几种可溶性固体混合物分离的一种方法。 过程与方法1.通过对过滤、结晶两种分离混合物的一般方法的学习，培养学生知识迁移、扩展的能力。2.通过粗盐提纯实验操作，培养学生理论联系实际，解决问题的能力，提高实验能力。 情感态度价值观会运用过滤、结晶的方法分离相关的物质，培养节约资源、保护环境的意识。学习重、难点用过滤法和结晶法分离混合物的操作方法和简单原理。学习过程【知识回顾】现有下列物质:氯化钠；煤；水；空气；硝酸钾；石油；氢气；金刚石。其中属于混合物的有_，属于单质的有_，属于化合物的有_，属于氧化物的有_。自然界中的许多物质是混合物,为了适应各种不同需要,常常把混合物里的几种物质分开,得到较纯净的物质,这叫做混合物的分离。过滤和结晶是最常用的方法。【新课学习】一、过滤【回忆】粗盐提纯1.粗盐提纯 溶解 仪器：烧杯，玻璃棒 玻璃棒的作用：加速溶解 过滤 仪器：带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒 注意：一贴指滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不要留有气泡；二低指滤纸边缘低于漏斗口边缘，液面低于滤纸边缘；三靠指玻璃棒的下端要轻靠三层滤纸的一边，倾倒液体时烧杯口要紧靠引流的玻璃棒，漏斗下端的管口要紧靠承接滤液的烧杯内壁。玻璃棒的作用：引流 蒸发 仪器：带铁圈的铁架台、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒 注意：蒸发时等到蒸发皿中出现多量的固体时就停止加热 玻璃棒的作用：防止液体局部过热，液体飞溅 转移 玻璃棒的作用：转移固体【思考】过滤法分离混合物的原理是什么？（固体颗粒大，不能通过滤纸或过滤层，而滤液可以通过滤纸或过滤层。）2.过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分开的一种方法。【思考】在粗盐提纯的过程中，得到纯净的食盐溶液后，还要把溶液蒸发，得到食盐晶体。我们把从溶液中获得溶质晶体的过程叫做结晶。二、结晶在前面的学习中，将热的硝酸钾饱和溶液降低温度，有什么现象发生？ 1.结晶：溶质以一定几何形状的固体析出的过程。 晶体：具有规则几何形状的固体。蒸发溶剂：适用于溶解度随温度变化影响不大的固体物质，如NaCl 冷却热饱和溶液：适用于溶解度随温度变化影响比较大的固体物质，如KNO3 2结晶的方法【思考】海水晒盐的原理是什么？利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。【知识拓展】根据几种可溶性固态物质的溶解度随温度变化不同可采用结晶法分离。80时 169g KNO3 +35g NaCl100gH2O 20时 137.4g KNO3 晶体 降温 过滤 137.4g KNO3 晶体 100g H2O 、35g NaCl、31.6g KNO3【讨论】如何除去硝酸钾中的少量食盐？例：169g KNO3 中混有35g NaCl ，如何提纯KNO3 ？ 过滤法可将不溶于液体(水)的固态物质与液体(水)分开 结晶法可将几种可溶性固态物质的混合物根据其溶解度不同分开。【例题】1下列各组物质可按溶解、过滤、蒸发的操作顺序，将它们分离的是 （ ）A氧化铜和炭粉 B硝酸钾和硝酸钠 C水和酒精 D硫酸钠和硫酸钡2如何从高锰酸钾完全分解后的剩余物中分离出锰酸钾？ 将剩余物放在水中溶解；过滤得到锰酸钾溶液；蒸发、结晶得到纯净的锰酸钾晶体。3怎样除去下列混合物中的少量杂质？ 硫酸亚铁溶液中混有少量硫酸铜 氯化钾中混有少量二氧化锰 硝酸钾中混有少量氯化钠C B A S/g 80 0 t1 t2 t3 t4右图为A、B、C三种物质的溶解度随温度变化的曲线图，S（溶解度） 单位为g ，t（温度）单位为。 在t3时，三种物质的溶解度由小到大的排列顺序是_。在_ 时，A、B两物质的溶解度相等。 随着温度升高,A、B、C三种物质的饱和溶液中有溶质从溶液中析出的物质是_。 要将A物质从它的饱和溶液中析出，应采用的方法是_；如果A物质中混有少量B物质，要将A从混合物中分离出来的方法是_。（填“蒸发结晶”、“冷却结晶”）。过滤和结晶 习题精选填空题 1把食盐水放在敞口容器里，让水分慢慢蒸发，溶液首先达到_，继续蒸发就会有_析出。对溶解度受温度影响变化不大的固体物质，一般就采用_的方法得到固体。2多数物质热的饱和溶液降温后，就会有_析出，对溶解度受温度影响变化大的固体物质，欲获得晶体一般就采用_的方法。3某溶液析出晶体的母液，当温度不变时是_溶液（饱和或不饱和）。4过滤装置中，滤纸应_漏斗内壁，滤纸的边缘应比漏斗口_，漏斗下端的管口_烧杯内壁，倾倒液体时用_将液体引入过滤器，过滤器里的液面要_滤纸过缘。5除去铜粉中混有的少量铁粉的方法是先入_，反应完全后进行_。反应的化学方程式为_。6从混有少量泥砂的食盐中提取氯化钠的主要操作步骤是（1）_；（2）_； 1把氯酸钾和少量二氧化锰混合，放在试管里加热，使氯酸钾完全反应。如何把反应后剩下的物质分开（二氧化锰不溶于水）？2在生产和日常生活中，还有哪些混合物分离的方法（不局限于固体跟液体组成的混合物）？选择题1提纯含有少量泥沙的粗盐，下列操作顺序正确的是（ ）A 过滤、蒸发、结晶、溶解B 溶解、蒸发、过滤、结晶C 溶解、蒸发、结晶、过滤D 溶解、过滤、蒸发、结晶2下列叙述中正确的是（ ）A 海水一经降温，就会有大量食盐晶体析出B 加热蒸发硝酸钾溶液，开始时就会有大量硝酸钾晶体析出C 硝酸钾的饱和溶液还可以溶解硝酸钾D 将析出硝酸钾晶体后的溶液再冷却，仍然有硝酸钾晶体析出3粗盐提纯实验必须使用的一组仪器是（ ）