研讨课：利用溶解度进行物质的制备和分离培英陈浩新

1、利用溶解度进行物质的制备和分离学案【案例一】纯碱的制备（详见材料）【案例二】硝酸钾晶体的制备（详见材料）反减的方设计【学生活动】W聽酸衲2°20 3040506070809010030706050涪解度9?to（2007年厂东卷改编）已知：以氯化钠和硫酸彼为原料制备氯化懺及副产品硫酸钠, 程式为：2NaCI + （NH4）2SO4 = Na2SO4 +2NH4C19谧同学结合卜而的溶解度曲线图 个制备的流程图：80【习题精练】1、氣化饮是一种工业上最巫耍的饮盐，其主耍应川丁制造糅苹、颜料、染料、化学试剂、 农药等领域。近年来，利用我国拥有的半富毒巫仃资源（主要成分：.BaO、CaO、

2、FeQ*、 SiO2、Ai2O3）生产粗氯化倾再稍制得到高纯氯化饮得到了广泛的研究。其粗氯化钱晶体的 主要生产工艺流程如卞：滤潼1毒重石澹液1珈（6%6（0型盐酸酸化 线 路 甲蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤冷却结晶、过滤滤液2氯化钦晶体蒸发结晶氫化领晶体思考，诜参照卜图.为了尽可能提高何!的利川率，从滤液1屮获叹氯化饮的晶体，应选 择 （埴“线路屮、线路乙”，理由是 。试剂A是。2、(2011年广州市凋研考廿选)氯酸钾多用来制造火柴和烟花等。电解法是工业制造氯酸钾 的土要方法：电解热的氯化钠水溶液，电解的生成物相虫及应制得氯酸钠：再以氮酸钠和氯 化钾为原料制备氯酸钾。儿种物质的溶解度曲线如下图所

3、示,低温冇利于析出KC10品体，原肉(2)该歩产I艺可以術环利用的物质是o足：;3、滦后思考题：在碳酸钠的制备过程中，分离出碳酸氢钠斤的母液中主耍含有氯化钱和没 有转化的食盐，诸你设讣实验将二者分离。案例一：（摘自山东版实验化学）活动2纯碱的制备.-I -! Jr-'潛飾任务4.P".以氯化钠、二氧化碳、氨等为原料制备纯碱°驢魏躊新-. -工业上将二氧化碳和氨气通入饱和食盐水中制得碳酸氢钠，再锻烧碳酸氢牺使其转化为 谡酸钠Jnh3 + co2 + h2o = NH4HCO3 NH4HCO3 + Na CI = NaHCOj I + NH4C12NaHCO3 = Na

4、3CO5 4- CO? ? + H30 t-；在碳酸氢錢与氯化钠反应生成碳酸氢钠时：溶液中同时存在碳酸氢钱、氯化钠、碳酸氢 轲和氯化钱四种物质，碳酸氢钠首先结晶析出。'碑r 创1 I i ,案例二：（摘自江苏版实验化学）一定要使食盐最大限 度地溶解在氨水中，否则 即使长时间地通二氧化碳, 碳酸氢钠也不会析出。如何检查装置的气密 性？如何证明所得晶体是 碳酸氢钠？以下实验方案供你参考。1配制含氨的饱和食盐水在100 mL的锥形瓶中加 入20 mL氨水（体积比为I : 1）,再加入8 g食盐，塞累 橡胶塞，振荡几分钟，过滤除去不溶物，得到含氨的饱和食 盐水。2制备碳酸氢钠按图415组装实验

5、装置，先检查 装置的气密性，再向各仪器中加人相应试剂，打开启普发 生器的活寒，开始制备碳酸氢钠。实验过程中，要注意控 制水浴温度（30 35t ）和二氧化碳的通入速度（以出 现能数得漬的连续气泡为宜）。反应结束后，把锥形瓶浸于冷水中，使较多的碳酸氢 钠晶体析岀，过滤，洗涤。1扯或 2碳跤钙 3炮和NaHCOa浪4 一含氨的地和食萤水5水浴6稀現酸制得的碳酸钠中可能含有哪些乗质？应如何检验?温度超过35C,碳° 酸氢铁开始分解；温度 太低，碳酸氢钱溶解度 太小'不利于反应进行。 因此，反应温度应控制 在 30C35Co3 4-1-5制取碳酸氢钠的实验装置示竜图3. 制务碳酸钠

6、将制得的碳酸氢钠转移至蒸发皿中, 加热至没有水蒸气逸出为止。4. 称量产品质量课题3硝酸钾晶体的制备4020一> j711/Lbf¥/-s不周物质的溶解度会随遍度的变化而发生不同的变化，利用£ 这一性质，我们可以将物质进行分离并提锹工业上生产硝酸钾* 就是利用了物质的这一性质，以硝酸钠和氯化钾为原料，将硝酸 钾从其混合物中提取出来。本课题建工业制取硝酸钾过程的实验 室再现，从中你将体会到物质提纯的新方法所带来的乐瓠醴卿预备 5b si 温度斥图1-7几种固律的仁赴如赃團破的飙氯化钠的溶解度随温度变化不大，而氯化钾、硝酸钠和硝酸钾 在高温时具有校大的溶解度。当温度降低时

7、，氯化钾、硝酸钠的溶 解度明显减小，而硝酸钾的溶解度则急剧下降（如图1-7 ）o溶解度曲钱硝酸钾等四种盐在不同噩度下的溶解度01020304080100kno313.320.93L645.863.9110.0169246KCI27.631.034.037.040+045J51,156.7NaNO373808896104124148180INaCl35+7珈36.036.336,637338.4；39.81由表可以看出，硝酸钾的溶解度随着温度的升高增大，而氯化钠的溶解度随温度的升 高增加甚少。2结晶和疏矗结晶是提纯固态物质的重要方法。通过蒸发溶液，减少一部分溶剂，使溶液达到饱和而 析出晶体的方法

8、称为蒸发结晶，这种方法主要用于溶解度随温度改变变化不大的物质（如氯 化钠）。通过降低温度使溶液冷却达到饱和而析出晶体的方法称为冷却结晶，这种方法主要用 于溶解度随温度下降明显减小的物质©在实际应用中常将两种结晶方法结合起来使用。若将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾，使溶液浓缩，将有氯化钠晶体析 出。趁热过滤，即可分离出氯化钠晶体。将滤液冷却至室温，可使硝酸钾晶体析出。经减压过 滤分离岀的硝酸钾粗产品可用重结晶（氓cryEtallizatimO法加以提纯。.k（若第一次结晶得到的晶体纯度不合乎要求，可将所得晶j体溶于少童滾剂中，然后再进行蒸发（或冷却）、结晶；过 海，如此反复

9、的操作称为賣结晶。有些物质的提纯，需经过几次重结晶才能使产品纯度合乎要求。每次过滤后的母液中 均含有一些溶质，所以应将母液收集起来，进行适当处理，.'以提高产率。.3.彩响晶粒生成的条件_晶体颗粒的大小与结晶条件有关；溶质的溶解度越小，或溶液的浓度越高，或溶剂的蒸发 速度越快，或溶滋冷却得越快，析出的晶粒就越细小；反之，可得到较大的晶休颗粒°在实际 操作中，常根据需要'控制适宜的结晶条件，以得到大小合适的晶体颗粒。当溶液发生过饱和现象时，振荡容器，用玻璃棒搅动或轻轻地摩擦器壁，或投入几粒晶体 （晶种），都可促使晶体析出° 籍课题方案设计固体溶解:蒸发、热过滤厂滿:赢过滤.;重结晶称賣称取20g硝酸钠和f?g氯化钾放入lOOmL小烧杯中，加 入35 mL蒸憎水，加热至沸并不断搅拌，使固体溶解，在小烧 杯外壁标注液面位置。继续加热、搅拌，使溶液蒸发浓缩，氯化钠晶体逐渐析出。 当溶液体积减小到约为原来的一半时，迅速趁热过滤。承接滤 液的烧杯应预先加2 raL蒸憎水，以防降温时氯化钠溶液达饱 和而析出。待滤液冷却至室温，进行减压过滤得到较干燥的粗产品硝 酸钾晶体，称董0 . 留下约0；g粗产品，其余按粗产品、水的质量比为2 : 1 混合，配成溶液,加热、攬拌，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