苏教版选修6 专题一课题3 硝酸钾晶体的制备 课件（31张）.ppt

课题3硝酸钾晶体的制备 课前预习 选考标准 1 硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作流程2 结晶或重结晶的方法提纯固态物质的原理及操作3 减压过滤的实验方法4 晶粒生长的条件 bbaa 教材新知 硝酸钾晶体的制备1 盐的溶解度随温度的变化氯化钠的溶解度随温度变化 而氯化钾 硝酸钠和硝酸钾在高温时具有较大的溶解度 当温度降低时 氯化钾 硝酸钠的溶解度明显减小 而的溶解度则急剧下降 本实验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 用nano3和kcl通过复分解反应来制取kno3 其反应的化学方程式为 不大 硝酸钾 nacl nacl kno3 重结晶 2 结晶和重结晶结晶是溶质从溶液中的过程 其原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里溶解度的不同 通过或使溶解度减小 从而使晶体析出 分为和 将第一次结晶得到的晶体溶于少量溶剂中 然后再进行蒸发 或冷却 结晶 过滤 如此反复的操作称为重结晶 通过多次结晶得到纯度较高的物质 析出晶体 蒸发减少溶剂 降低温度 蒸发结晶 冷却结晶 3 影响晶粒生成的条件溶质的溶解度越 或溶液的浓度越 或溶剂的蒸发速度越 或溶液冷却得越 析出的晶粒就越细小 反之 可得到较大的晶体颗粒 4 制备硝酸钾晶体的方案 1 固体溶解 2 蒸发 热过滤加热搅拌使溶液蒸发浓缩 晶体逐渐析出 当溶液体积减小到约为原来的一半时 迅速 3 冷却 得到粗产品硝酸钾晶体 小 高 快 快 氯化钠 趁热过滤 减压过滤 4 重结晶留下少量粗产品 其余粗产品配成溶液 加热 搅拌 待晶体全部溶解后停止加热 等溶液冷却至室温后 得到较高纯度的硝酸钾晶体 5 称重将粗产品和重结晶后得到的硝酸钾晶体分别放入两支试管中 加蒸馏水配成溶液 6 检验cl 向溶液中分别滴入 观察现象 抽滤 稀hno3和agno3溶液 预习自测 1 如图所示 m n分别表示两种固体物质 不含结晶水 的溶解度曲线 试根据图中曲线判断下列说法正确的是 a 图中a点表示m n两种物质在t1 时均达到饱和b m n两种饱和溶液 当温度从t1降至t2时 一定析出相同质量的晶体c 同处a点的相同质量的m n两种溶液 当温度从t1降至t2后 剩余溶液的溶质质量分数相等d 0 时 m n具有相同的溶解度 c 2 如图表示物质a在4种溶剂w x y z中的溶解度曲线 据此 用重结晶法提纯a时 最宜采用的溶剂是 a wb xc yd z d 3 减压吸滤装置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 d 课堂探究 探究一转化法制备kno3的理论依据 疑难剖析 1 盐溶解度随温度的变化由图可以看出 nano3 kno3 nacl kcl四种盐中 nacl的溶解度随温度变化不大 nano3 kcl有明显变化 而kno3的溶解度随温度的升高急剧增大 2 结晶 3 重结晶目的 对纯度未达到要求的晶体进行再提纯 过程 选择溶剂 溶解固体 除去杂质 晶体析出 晶体的收集与洗涤 晶体的干燥注意 收集母液提高产率 4 结晶制备kno3 典例1 请填写下列空白 1 检验所得产品中是否有cl 的目的是 结合 步实验得到的产品质量 计算初产品的纯度为 不考虑损失 2 若步骤 过滤使用了保温漏斗 用如下图所示装置 其主要作用是 3 若步骤 过滤装置如下图所示 采用这种装置过滤的主要优点是 这种装置工作的主要原理是 4 玻璃棒在实验中一般有如下三种用途 搅拌 引流和蘸取溶液 上述实验步骤 中一般需要用到玻璃棒的是 填代号 解析 因为nano3 kcl kno3在高温时具有较大的溶解度 温度降低时 nano3 kcl的溶解度明显减小 而kno3的溶解度则急剧下降 nacl的溶解度随温度变化不大 据此可知 蒸发溶剂首先结晶出的是nacl 冷却结晶出的是kno3 经初次结晶出的kno3产品中仍有少量的氯离子杂质 加入硝酸银溶液后产生白色沉淀 答案 nano3kclkno3nacl nacl kno3 kno3nacl 步骤 得到的产品有白色沉淀产生 步骤 得到的产品无白色沉淀产生 1 鉴定得到的产品是否纯净 100 2 在热过滤时 防止nacl结晶析出 3 过滤速度较快 可以得到比较干燥的固体当自来水龙头打开时 把装置内部的气体随水流带走 导致装置内部的压强降低 使过滤的速度加快 4 名师点睛 1 用转化法制备硝酸钾的根本理论依据是 当溶于水中的各种离子可组成多种物质时 在降温结晶过程中 先达到饱和的物质先析出 2 影响晶粒生成大小的条件 跟踪训练1 研究表明 木糖醇是一种理想的蔗糖替代品 它具有甜味足 溶解性好 防龋齿 适合糖尿病患者食用的特点 如图是木糖醇和蔗糖的溶解度曲线 回答下列问题 1 在牙膏中添加某种元素 也能起到防止龋齿的作用 这种元素是 填元素符号 2 在人体体温37 时 两种物质的溶解度木糖醇蔗糖 填 或 通过比较溶解度曲线 请你说出这两种物质在溶解度方面的一个共同点 3 试设想分离两种物质的方法 解析 从图象知 两者溶解度均随温度升高而增大 但程度不同 故可用重结晶的方法进行分离 答案 1 f 2 均易溶于水 随温度升高 溶解度均增大 3 结晶或重结晶 探究二减压过滤 疑难剖析 减压过滤 为了加快过滤速度 得到较干燥的沉淀 可进行减压过滤 1 装置减压过滤操作需要用到的主要仪器有布氏漏斗 吸滤瓶 安全瓶 抽气泵 其基本装置如图所示 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 从而加快过滤速度 吸滤瓶用于承接滤液 安全瓶用于防止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 取一张大小适中的滤纸 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 且将漏斗的小孔全部盖严 注意滤纸不能大于漏斗底面 2 将滤纸放在漏斗中 以少量蒸馏水润湿 然后把漏斗安装在吸滤瓶上 尽量塞紧 微开水龙头 抽滤使滤纸贴紧 3 以玻璃棒引流 将待过滤的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 随着溶液的加入 水龙头要开大 注意布氏漏斗中的溶液量不得超过漏斗容量的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的胶管 然后关掉水龙头 5 用搅拌棒轻轻揭起滤纸的边缘 取出滤纸及其上面的沉淀物 滤液则由吸滤瓶的上口倒出 注意吸滤瓶的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 如果实验中要求洗涤沉淀 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 以便使洗涤液充分接触沉淀 使沉淀洗得更干净 4 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 用少量滤液将黏附在容器壁上的晶体洗出 继续抽气 并用玻璃棒挤压晶体 尽量除去母液 典例2 工业废铁屑表面常有铁锈 成分为fe2o3 并沾有油污 某校研究性学习小组设计实验方案 按以下 步骤用废铁屑制备绿矾 feso4 7h2o 晶体 根据该实验方案 回答下列问题 1 步骤 中废铁屑与naoh溶液共热的目的是 2 步骤 中烧杯底部留有少量铁屑的理由是 说明剩余铁屑作用的离子方程式为 3 在步骤 中 该小组采用如图抽气过滤 减压过滤 装置代替普通漏斗 其目的是 4 检查步骤 的滤液中没有fe3 的方法是 解析 制备feso4 7h2o晶体 关键是要避免fe2 被空气氧化 利用抽气过滤 可提高过滤速率 趁热过滤还可以防止feso4结晶 答案 1 除去铁屑表面的油污 2 防止fe2 被氧化为fe3 2fe3 fe3fe2 3 使吸滤瓶内的压强减小 提高过滤的速率减少滤液与空气的接触 避免fe2 被氧化 4 取少许滤液 加入kscn溶液 无血红色出现 跟踪训练2 碳酸钠是造纸 玻璃 纺织 制革等行业的重要原料 工业碳酸钠 纯度约98 中含有ca2 mg2 fe3 cl 和等杂质 提纯工艺路线如下 已知碳酸钠的溶解度 s 随温度变化的曲线如图所示 回答下列问题 1 滤渣的主要成分为 2 趁热过滤 的原因是 解析 理解制备流程及相关反应原理 充分利用离子反应 温度对na2co3溶解度的影响 1 因工业碳酸钠中含有mg2 fe3 ca2 所以 除杂 中加入过量的naoh溶液 可生成mg oh 2 fe oh 3 caco3沉淀 2 观察坐标图 温度减少至308k时发生突变 na2co3 h2o的溶解度迅速减小 若不趁热过滤将析出晶体na2co3 10h2o 答案 1 mg oh 2 fe oh 3 caco3 2 使析出的晶体为na2co3 h2o 防止因温度过低而析出na2co3 10h2o晶体