化学人教版九下同步讲义：实验活动8粗盐中难溶性杂质的去除

实验活动8粗盐中难溶性杂质的去除【实验目的】1.体验固体混合物初步提纯的实验过程。2．学习蒸发操作技能，巩固溶解、过滤操作技能。【实验用品】 烧杯、玻璃棒、蒸发皿、坩埚钳、酒精灯、漏斗、药匙、量筒（10mL）、铁架台（带铁圈）、托盘天平、滤纸、火柴。粗盐。【实验步骤】1.溶解用托盘天平称取5.0g粗盐，用药匙将该粗盐逐渐加入盛有10mL水的烧杯里，边加边用玻璃棒搅拌（搅拌，加速溶解），一直加到粗盐不再溶解为止。观察所得食盐水是否浑浊。称量剩下的粗盐，计算10mL水中约溶解了多少克粗盐。2.过滤如图11-13所示，过滤食盐水。仔细观察滤纸上剩余物及滤液的颜色。过滤操作要领：一贴：滤纸紧贴漏斗内壁二低：①滤纸边缘要低于漏斗边缘；②漏斗里的液面应低于滤纸的边缘。三靠：①烧杯口要紧靠在玻璃棒上；②过滤时玻璃棒要靠在三层滤纸一边；③漏斗的下端要紧靠在烧杯内壁，防止液滴飞溅。3．蒸发把所得澄清滤液倒入蒸发皿。如图11-14所示，用酒精灯加热。在加热过程中，用玻璃棒不断搅拌，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热。利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。观察蒸发皿中食盐的外观。4．计算产率用玻璃棒把固体转移到纸上，称量后，回收到教师指定的容器中。将提纯后的氯化钠与粗盐作比较，并计算精盐的产率。【问题与交流】1.制取粗盐时，晒盐和煮盐的目的都是通过蒸发盐溶液中的水分使之浓缩。想一想：能否采用降低溶液温度的方法来达到同一目的？（提示：从氯化钠的溶解度曲线考虑。）从右图氯化钠溶解度曲线图中可知，氯化钠溶解度受温度影响变化不大，其高温饱和溶液降温后，析出氯化钠晶体的量少，大部分还溶解在水中。降温后氯化钠的饱和溶液的浓度小于其高温下饱和溶液的浓度，降温后溶液浓度减小。所以，不能通过降低溶液温度的方法来达到使其溶液浓缩的目的。2.本实验中采用的方法利用了氯化钠的哪些性质？考虑到粗盐的来源，你判断这样提纯的盐是否为纯净物，并设计实验验证你的判断。（1）利用了氯化钠易溶于水，其熔、沸点较高的性质。粗盐经溶解、过滤、蒸发后，依然含有可溶性杂质，如氯化钙、氯化镁、硫酸钠等。（2）将溶解、过滤、蒸发后得到的盐溶于水配成溶液，取少量的溶液于试管中，滴加氢氧化钠溶液（或碳酸钠溶液、氯化钡溶液），有白色沉淀生成，则证明通过上述步骤提纯的盐不是纯净物。化学方程式为：2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl、Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl除去食盐中可溶性杂质氯化镁、氯化钙、硫酸钠等，应向食盐水中加入过量的氯化钡、氢氧化钠和碳酸钠等物质，将杂质转化为沉淀。过滤除去沉淀后，再加入适量的盐酸，将溶液的pH调为7，除去多余的碳酸钠和氢氧化钠，得到精盐水，最后蒸发结晶即得到较为纯净的氯化钠晶体。3.在实验中四次用到了玻璃棒，作用分别是什么？（1）溶解时玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解；（2）过滤时玻璃棒的作用是引流，使液体沿着玻璃棒缓缓流进过滤器；（3）蒸发时要用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高造成液滴飞溅；（4）计算产率时用玻璃棒转移固体，称量回收。4.若滤液浑浊，应再过滤一次，造成滤液浑浊的可能原因有哪些？（1）仪器不干净；（2）过滤时液面高于滤纸边缘；（3）滤纸破损等。5.食盐的产率偏低、偏高的原因有哪些？（1）食盐产率偏低的原因粗盐为充分溶解、蒸发时有液体溅出等；（2）偏高的原因滤纸破损、蒸发后所得精盐潮湿等。典型例题1：下列是关于“粗盐提纯”实验的几种说法，其中正确的是（）A．为加快过滤速度，应用玻璃棒不断搅拌过滤器内的液体B．如果经两次过滤滤液仍浑浊，则不再过滤C．蒸发滤液时要用玻璃棒不断搅拌，用酒精灯持续加热直到蒸干为止D．倒入蒸发皿里的溶液不应超过蒸发皿容积的2/3【答案】D【解析】A、过滤时，不能用玻璃棒搅拌过滤器内的液体，错误；B、如果经两次过滤滤液仍浑浊，仍需再过滤，错误；C、蒸发滤液时要用玻璃棒不断搅拌，用酒精灯持续加热直到出现较多量固体为止，利用余热将水分蒸干，错误；D、倒入蒸发皿里的溶液不应超过蒸发皿容积的2/3，正确。典型例题2：小明在进行粗盐提纯和配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液时，遇到了如下的问题，请你帮助小明来解答下列问题。（1）粗盐提纯的步骤为：溶解、________、蒸发、计算产率。（2）经过滤后，食盐水仍浑浊的可能原因是____________________（答一点即可）。（3）在蒸发实验操作中，当蒸发皿中出现_________________时停止加热。（4）将配制好的氯化钠溶液，装入试剂瓶时不小心溅出，则剩余溶液中溶质的质量分数_______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】（1）过滤（2）滤纸破损（3）较多固体（4）不变【解析】（1）粗盐提纯分为四个步骤，分别是溶解、过滤、蒸发、计算产率；（2）经过滤后，食盐水仍浑浊的可能原因是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸的边缘或烧杯不干净等；（3）在蒸发实验操作中，当蒸发皿中出现较多固体时停止加热，利用余热烘干；（4）氯化钠溶液溅出对溶液中溶质的质量分数无影响，质量分数不变。【巩固提升】1．在进行实验操作常用到下列基本操作，下列说法正确的是A．操作①和⑤中玻璃棒的作用是相同的B．①④⑤组合可以完成粗盐中难溶性杂质的去除实验C．在进行操作⑤时，将水全部蒸发后停止加热D．配制溶质质量分数一定的溶液时，在操作③时，若俯视读数，会使所配制溶液的溶质质量分数偏小【答案】B【解析】A、操作①和⑤分别是溶解、蒸发操作，玻璃棒的作用分别是搅拌，加快溶解速率；搅拌，防止局部温度过高，造成液体飞溅,错误；B、粗盐的主要成分是氯化钠，粗盐提纯是通过溶解（把不溶物与食盐初步分离）、过滤（把不溶物彻底除去）、蒸发（食盐从溶液中分离出来而得到食盐）得到精盐的过程，①④⑤组合可以完成粗盐中难溶性杂质的去除实验，正确；C、蒸发时，待蒸发皿中出现较多量的固体时，应停止加热，利用余热将剩余液体蒸干，错误；D、在操作③时，若俯视读数，读数比实际液体体积大，会造成实际量取的水的体积偏小，则使溶质质量分数偏大，错误。2.分离、提纯除杂、鉴别是化学实验的重要手段,下列实验设计不能达到实验目的的是（）选项实验目的实验设计A将粗盐中混有的泥沙分离溶解、过滤、蒸发B从混有少量NaCl的KNO3中得到较纯净的KNO3固体先加水溶解，再蒸发结晶C除去MgCl2溶液中的少量MgSO4加适量的BaCl2溶液,过滤D鉴别CaCO3、NaOH、NaCl、NH4NO3四种固体加水，观察【答案】B【解析】A、泥沙不溶于水，氯化钠溶于水，通过溶解、过滤、蒸发的实验步骤能将粗盐中混有的泥沙分离，正确；B、硝酸钾的溶解度受温度影响大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，从混有少量NaCl的KNO3中得到较纯净的KNO3固体，可采用先加水溶解，再降温结晶，得到较纯净的KNO3固体，用蒸发结晶的方法，不能达到实验目的，错误；C、MgSO4与BaCl2反应生成氯化镁的硫酸钡沉淀，过滤除去硫酸钡，能除去杂质，不引入新杂质，符合除杂的原则，正确；D、将CaCO3、NaOH、NaCl、NH4NO3四种固体加入水，不能溶解的是CaCO3，能溶解放出大量热的是NaOH，能溶解，温度基本不变的是NaCl，能溶解吸收热量的是NH4NO3，现象不同可以鉴别，正确。3.去除粗盐中难溶性杂质，利用所得精盐配制溶液，回答问题：(1)先称量5g粗盐，量取10mL水。然后将水倒入烧杯中，逐渐加入粗盐并用___________________搅拌，至粗盐不再溶解，称量剩余粗盐质量为1g；将浑浊液过滤，蒸发，得到3.4g精盐。(2)根据(1)的数据，下列计算产率的计算式中正确的是____________；(3)在配制一定质量分数的氯化钠溶液过程中出现下列情况，不会对质量分数造成影响的是____；A.量取水时仰视读数B.称量NaCl时右侧托盘没有放纸C.氯化钠和水倒入烧杯后没有立刻搅拌D.向细口瓶转移液体后烧杯中残留溶液【答案】（1）玻璃棒（2）C（3）CD【解析】（1）玻璃棒用途有搅拌加速溶解；（2）产率=精盐质量÷溶解的粗盐质量。先称量5g粗盐，量取10mL水．然后将水倒入烧杯中，逐渐加入粗盐并用玻璃棒搅拌，至粗盐不再溶解，称量剩余粗盐质量为1g；将浑浊液过滤，蒸发，得到3.4g精盐。精盐产率为3.4g/（5g-1g）。（3）A、量取水时仰视读数，会导致量取水的体积偏大，从而导致配制溶液的质量分数偏小；B、称量NaCl时右侧托盘没有放纸，会导致称量的精盐质量偏小，从而导致配制溶液的质量分数偏小；C、氯化钠和水倒入烧杯后没有立刻搅拌，不影响配制溶液的质量分数；D、向细口瓶转移液体后烧杯中残留溶液时，不影响配制溶液的质量分数。【课后练习】1.粗盐中含有少量可溶性杂质与泥沙，有关粗盐提纯的实验说法正确的是（）A．步骤为溶解、蒸发B．加热时需蒸发皿、石棉网、酒精灯、铁架台C．有大量固体析出时停止加热，用余热蒸干D．得到纯净的氯化钠【答案】C【解析】A、粗盐的主要成分是氯化钠，粗盐提纯是通过溶解（把不溶物与食盐初步分离）、过滤（把不溶物彻底除去）、蒸发（食盐从溶液中分离出来而得到食盐的过程），错误；B、蒸发操作需要使用蒸发皿、酒精灯、铁架台，无需使用石棉网，错误；C、蒸发时，有大量固体析出时停止加热，用余热蒸干，正确；D、得到的氯化钠中含有可溶性杂质，不能得到纯净的氯化钠，错误。2.粗盐提纯的实验操作中正确的是（）A．称量粗盐B．量取9.5mL水C．过滤D．蒸发【答案】D【解析】A、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则，称量时，将粗盐放在天平左盘的称量纸上，图中所示操作错误；B、量筒量程选择的依据有两点：一是保证量取一次，二是量程与液体的取用量最接近，量取9.5mL水，10mL量筒能保证量取一次，且量程与液体的取用量最接近，误差最小；不能使用100mL的量筒，图中所示操作错误；C、过滤液体时，要注意“一贴、二低、三靠”的原则，图中缺少玻璃棒引流，图中所示操作错误；D、蒸发时，应用玻璃棒不断搅拌，以防液体受热不均匀，造成液体飞溅，图中所示操作正确。3.氯化钠是一种重要且十分常见的盐。下列做法或说法中正确的是()A．氯化钠可由纯碱和盐酸发生中和反应制得B．氯化钠溶液中含有自由移动的Na+和Cl--C．蒸发食盐溶液时待水蒸干后才能停止加热D．配制100g16%食盐水需要50mL的量筒【答案】B【解析】A、纯碱是碳酸钠，碳酸钠和盐酸发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳，属于复分解反应，不是酸碱发生的中和反应，错误；B、氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，氯化钠溶液中含有自由移动的钠离子和氯离子，正确；C、蒸发食盐溶液时，当蒸发皿中出现较多量固体时停止加热，利用余热使溶液蒸干，错误；D、配制100g16%食盐水需要食盐的质量=100g×16%=16g，溶剂水的质量=100g-16g=84g，由于水的密度为1g/mL，所以溶剂水的体积为84mL，为了减少误差，应选择量程为100mL的量筒，错误。4.从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性杂质（泥沙等），必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图。有关该流程说法错误的是A．不溶性杂质主要是泥沙B．过滤时玻璃棒的作用是搅拌，以便加快过滤速度C．蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干D．操作①②③依次加入的试剂可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液【答案】B【解析】A、由题意，粗盐中含有不溶性杂质（泥沙等），则不溶性杂质主要是泥沙，正确；B、过滤时玻璃棒的作用是引流，错误；C、蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干，正确；D、镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可溶液以将镁离子沉淀；硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀；至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都可以；钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入过量的碳酸钠溶液转化为沉淀，但是加入碳酸钠溶液要放在加入的氯化钡溶液之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡；操作①②③依次加入的试剂可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，正确。5.下面是实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验步骤。溶解操作I蒸发（1）溶解过程中玻璃棒的作用是什么________？（2）操作I用的玻璃仪器有哪些________？（3）在蒸发结晶过程中，什么时候停止加热比较合适________？【答案】（1）搅拌，加快粗盐的溶解（2）漏斗、烧杯、玻璃棒（3）当蒸发皿中出现较多量固体时，停止加热【解析】（1）溶解过程中玻璃棒的作用是：搅拌，加快粗盐的溶解；（2）去除泥沙的步骤是：①溶解、②过滤、③蒸发。故操作I是过滤。过滤用到的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；（3）在蒸发结晶过程中，当蒸发皿中出现较多量固体时，停止加热。6.用海水制得的粗盐中含有不溶性杂质（泥沙等不溶物）和多种可溶性杂质。请回答下列问题：（1）在“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中，四次用到的玻璃仪器是______________；（2）进一步去除样品中可溶性杂质（氯化钙、硫酸钠等），可以依次加入过量的______________（填化学式）；过滤后向滤液中加入过量的盐酸，请写出此时发生反应的方程式______________；最后通过蒸发结晶得到较为纯净的氯化钠。【答案】（1）玻璃棒（2）BaCl2、Na2CO3Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑【解析】（1）“粗盐中难溶性杂质的去除”的实验步骤为溶解、过滤、蒸发、计算产率，溶解、过滤、蒸发、计算产率操作中都要用到的实验仪器是玻璃棒。（2）硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀；钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入过量的碳酸钠溶液转化为沉淀，但是加入碳酸钠溶液要放在加入的氯化钡溶液之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡；完全反应后，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的碳酸根离子，即盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑。7．提纯含少量泥沙的粗盐样品，实验过程如下：（1）该实验是利用泥沙难溶于水而氯化钠_______的性质进行提纯，操作Ⅲ的名称是______．玻璃棒的作用是

_______。（2）关于蒸发叙述正确的是______（选填编号）．a、蒸发是通过加热的方法将水汽化除去b、所需仪器为酒精灯、蒸发皿、温度计c、搅拌可以防止蒸发过程中食盐飞溅d、加热过程中用试管夹夹住蒸发皿移动，使其均匀受热【答案】（1）能溶于水过滤引流（2）ac【解析】（1）粗盐提纯的一般步骤是：溶解、过滤、蒸发，氯化钠易溶于水，泥沙难溶于水，可通过过滤的方法除去泥沙，过滤时玻璃棒起引流的作用；（2）a、蒸发是通过加热的方法将水变成水蒸汽除去，正确；b、蒸发需要酒精灯、蒸发皿、铁架台和玻璃棒，错误；c、搅拌的目的是使液体受热均匀，可以防止蒸发过程中食盐飞溅，正确；d、加热过程中为使受热均匀要用玻璃棒不断的搅拌，错误。8．小文同学做粗盐（含难溶性杂质）提纯的实验并计算精盐产率，如图是部分操作示意图，请回答：（1）操作②过滤后，溶液仍然浑浊，可能的原因是（填写一条）；（2）操作③中玻璃棒搅拌的目的是；（3）图示中正确的操作顺序为（填序号）；（4）操作①溶解过程中有部分液体溅出，会使所得精盐的产率（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。【答案】（1）滤纸破损（2）搅拌，防止局部温度过高，造成液体飞溅（3）④①②③【解析】（1）过滤后滤液仍浑浊，可能原因是滤纸破损（会使得液体中的不溶物进入下面的烧杯，从而使得滤液浑浊）、液面高于滤纸的边缘（会使部分液体未经过滤纸的过滤直接流下，该操作会使滤液仍然浑浊）或盛接滤液的烧杯不干净等；（2）操作③是蒸发操作，玻璃棒搅拌的目的是搅拌，防止局部温度过高，造成液体飞溅；（3）粗盐的主要成分是氯化钠，粗盐提纯是通过溶解（把不溶物与食盐初步分离）、过滤（把不溶物彻底除去）、蒸发（氯化钠从溶液中分离出来得到食盐）得到精盐的过程，正确的操作顺序是④①②③；（4）操作①溶解过程中有部分液体溅出，会导致获得的精盐的质量偏少，会使所得精盐的产率偏低。9.氯化钠的部分溶解度如下：温度（℃）10℃20℃30℃40℃60℃80℃100℃溶解度（g/100g水）35.836.036.136.437.138.039.2（1）80℃氯化钠的溶解度是____g/100g水。（2）20℃时，15g水中溶解____g氯化钠刚好形成饱和溶液。（3）粗盐（含有泥沙的氯化钠）提纯的实验过程如图一所示，溶液A是____溶液（选填“饱和”或“不饱和”）；操作Ⅱ是____。（4）操作Ⅲ过程中溶液质量与时间变化关系示意图如图二所示，相关分析正确的是___（选填编号）a.m320gb.L、P表示的溶液，溶质质量分数相同c.m2m1是减少的水的质量d.N点时，停止加热【答案】（1）38.0（2）5.4（3）不饱和过滤（4）b【解析】（1）通过分析表中的数据可知，80℃氯化钠的溶解度是38g/100g水；（2）20℃时，氯化钠的溶解度是36g，所以15g水中溶解36g/100gQUOTE×15g=5.76g氯化钠刚好形成饱和溶液；（3）粗盐提纯最后得到的精盐质量为4.5g，20℃时，15g水中溶解5.76g氯化钠刚好形成饱和溶液，所以溶液A是不饱和溶液，操作II是过滤；（4）a、粗盐中含有不溶性杂质，所以m3＜20g，错误；b、L、P表示的溶液都是不会溶液，所以溶质质量分数相同，正确；c、（m2-m1）是减少的水的质量和析出晶体的质量，错误；d、出现较多固体时，停止加热，错误。10.氯化钠是一种重要的资源，在海水中储量很丰富。（1）氯化钠由______种元素组成，氯化钠中氯元素的质量分数为___（精确到0.01）。（2）海水晒盐得到的粗盐中