高中化学 1.3 硝酸钾晶体的制备教案2 苏教版选修6.doc

硝酸钾晶体的制备教学目标：1掌握蒸发（或冷却）、结晶、过滤的操作方法及步骤。2. 掌握减压过滤和热过滤的操作方法和步骤。情感目标：通过硝酸钾晶体的制备的实验，培养学生细致,认真的科学态度。教学重点难点：减压过滤和热过滤教学方法：实验探究、学生讨论、教师演示教学过程：一、实验原理： 制备kno3是利用不同物质的溶解度随温度改变而发生不同变化的原理。在nano3和kcl的混合溶液中，同时存在 na+、k+、cl- 和 no3- 四种离子。升高温度，nacl的溶解度几乎没有多大改变，而kno3的溶解度却增大得很快。在高温下, 蒸发溶剂，达到饱和的nacl先结晶分离。然后,冷却降温, kno3达到饱和，析出晶体，得到粗产品。初次结晶得到的晶体中常会混有些可溶性杂质。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。重结晶作为提纯固态物质的常用方法，在化学实验中占据着重要地位。二、实验操作要点及主要实验现象1、过滤装置（1）减压过滤装置抽滤也称减压过滤，是在较低压强下将晶体析出，可以快速、充分地将晶体和母液分离。抽滤使用布氏漏斗。使用时，将直径略小于漏斗内径的圆滤纸铺在漏斗中，先用少量溶剂润湿滤纸并微启水泵，将其吸紧；然后小心地将要过滤的悬浊液倒入漏斗中，开大水泵，一直抽气到几乎没有液体滤出为止。抽滤装置如右图。结晶表面残留的母液，可用少量的溶剂洗涤。这时抽气应暂时停止，把少量溶剂均匀地洒在布氏漏斗内的滤饼上，以全部结晶刚好被溶剂覆盖为宜；并用玻璃棒搅松晶体，使晶体润湿；然后抽气把溶剂抽干。热溶液和冷溶液都可选用减压过滤。若为热过滤，则过滤前应将布氏漏斗放入烘箱(或用电吹风)预热。（2）热过滤装置过滤热饱和溶液时，折叠滤纸的方法如图a。过滤少量热溶液可选一经过预热，颈短而粗的玻璃漏斗，用如图b所示装置过滤。过滤较多溶液则应选择保温漏斗，用图c所示装置过滤。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。 图a 图b 图c2、 实验操作要点（1）制备kno3粗品称取20gnano3和17g kcl放入100ml小烧杯中，加35mlh2o（此时溶液体积约为50ml）。加热溶解后，继续加热蒸发至原溶液体积一半（建议改为约40ml）。这时烧杯中有晶体析出（nacl晶体），趁热用热滤漏斗过滤。滤液盛于预置2ml蒸馏水（防止nacl析出）的小烧杯中自然冷却、结晶。减压过滤，尽量抽干。称重。计算理论产量和产率。（2）kno3提纯除保留少量粗产品供纯度检验外，按粗产品水21（质量比）的比例，将粗产品溶于蒸馏水中。加热、搅拌、待晶体全部溶解后停止加热。（若溶液沸腾时，晶体还未全部溶解，可再加极少量蒸馏水使其溶解。）待溶液冷却至室温后抽干。然后将kno3晶体转移到表面皿上, 架于内盛沸水的烧杯上方，用水蒸气烘干，得到纯度较高的kno3晶体。 （3）检验纯度：分别取0.1g粗产品和重结晶后的kno3晶体放入小试管中，各加2ml蒸馏水配成溶液，各加1滴稀hno3酸化，再加2滴0.1mol/l agno3溶液，观察现象。3、 实验产率： 粗产品的产率应以kno3粗产品的干质量进行计算。由于粗产品需进行重结晶而不需干燥，可通过将压干后的产品质量扣除20作为水的质量来估算干质量。（实验参考数据如下)产量（粗）：7.7g 产率（粗）：33.5% 氯离子含量：较高产量（精）：5.1g 产率（精）：22.3% 氯离子含量：微量三、实验注意事项：1、 控制好水的蒸发量是决定产率和产品质量的主要因素，当溶液蒸发至40ml时，nacl能最大限度的结晶析出，同时kno3不结晶。若溶液蒸发至教材指定蒸发量，大量kno3与nacl一起析出，小烧杯中的溶液变成糊状固体，无法通过过滤除去nacl。相关实验数据如下表 摘自中学化学教学参考2007（12）蒸发后溶液的体积产量（粗）/g产率/%产物中氯离子含量产量（精）/g产物中氯离子含量（gb64777）504.419.1微量1.9合格457.030.4微量3.7合格408.537.0微量6.0合格352.510.9微量1.5合格25/2、 kno3冷却结晶的温度严重制约kno3的产量，在气温较高的夏天，室温下冷却, 其冷却梯度较小，kno3的析出量将大大减少，且冷却速度也慢。若在空气中冷却一段时间后放入冰水中冷却，产率会显著提高。3、进行产品纯度检验时，应将粗产品和重结晶产品一起检验，进行对比观察。哪个溶液中的浑浊度浅，说明哪个溶液中的cl较少。一次重结晶后的产物中还有少量cl一，甚至第二次重结