实验活动四用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子【知识清单】人教版

人教版（2019）必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素实验活动四用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子物质的分离和提纯一、物质的分离提纯原则1、概念：物质的分离：将混合物的各种物质彼此分开，最终获得几种纯净物的过程。即A和B的混合物通过某种分离方法最终得到纯净的A和纯净的B的过程。物质的提纯：将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除杂。2、物质分离提纯的原则四原则：不增：过程中不增加新的杂质；不减：不减少被提纯物；易复原：被提纯物转化后易复原；易分离：被提纯物与杂质易分离。四必须：1、除杂试剂必须过量(目的是为了除去杂质);2、过量试剂必须除去(因为过量试剂带入新的杂质);3、除杂途径必须最佳(能把杂质转化为被提纯物是最佳方法);4、除多种杂质必须虑考加入试剂的顺序。二、物质的分离提纯常见方法物质分离和提纯常见的物理方法：过滤法、结晶法(蒸发结晶；蒸发浓缩、冷却结晶)、升华法、蒸馏法、分液法等。物质分离和提纯常见的化学方法：方法原理实例沉淀法将杂质离子转化为沉淀KCl(K2SO4)：适量BaCl2溶液气化法将杂质离子转化为气体Na2SO4(Na2CO3)：适量稀硫酸置换法将杂质离子通过置换反应除去FeSO4(CuSO4)：适量铁粉热分解法杂质受热易分解，通过加热除去杂质CaO(CaCO3)：加热溶解法将杂质溶于某种溶剂而除去Cu(CuO)：盐酸或稀硫酸实验活动四粗盐提纯的原理与方法一、实验目的1、用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO422、熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作，认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。二、实验用品天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、漏斗、滤纸、蒸发皿、坩埚钳、铁架台（带铁圈）、石棉网、酒精灯、火柴。粗盐、蒸馏水、0.1mol/LBaCl2溶液、20%NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6mol/L盐酸、pH试纸三、实验步骤1、用天平称取5.0g粗盐，放入100mL烧杯中，然后加入20mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使粗盐充分溶解，得到粗盐水。2、向粗盐水中滴加过量的0.1mol/LBaCl2溶液（约2～3mL），使SO42与Ba2+完全反应生成BaSO4沉淀，将烧杯静置。3、静置后，沿烧杯内壁向上层清液中继续滴加2～3滴0.1mol/LBaCl2溶液，若不出现浑浊，则表明SO42已沉淀完全；若出现浑浊，则应继续滴加BaCl2溶液，直至SO42沉淀完全。4、向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液，使Mg2+与OH完全反应生成Mg(OH)2沉淀；然后滴加过量的饱和Na2CO3溶液，使Ca2+、Ba2+完全沉淀。5、用与第3步类似的方法分别检验Mg2+、Ca2+、Ba2+是否沉淀完全。6、将烧杯静置，然后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质。7、向所得滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到没有气泡产生，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性。8、将滤液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌。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。9、用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网上冷却，得到去除了杂质离子的精盐。四、问题与讨论归纳小结该实验操作的基本流程是什么？实验中加入试剂的先后顺序有哪些要求？实验操作流程：1、本实验中加入试剂的先后顺序是什么？按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的？a.BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸b.NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸c.BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸除杂途径必须最佳，除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序，故BaCl2溶液必须在Na2CO3溶液之前加。故以上三种试剂加入顺序均可选择。2、为什么每次所加的试剂都要稍过量？第7步加入盐酸的目的是什么？除杂时，每次所加试剂都要略微过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去；第7步，过滤之后再加入稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH。第6步和第7步的操作顺序能否颠倒？为什么？不能颠倒。若在过滤前加入稀盐酸，会使生成的沉淀溶解，产生新的杂质。【总结归纳】归纳除去可溶性杂质的一般思路和方法分别是什么？要注意哪些问题？①思路和方法：选择除杂试剂，依据是将可溶性杂质转化成沉淀、水或气体等易分离的物质，尽可能不引入新杂质；安排试剂的用量（一般过量）和添加顺序，依据是过量的试剂必须靠后面添加的试剂除去。②需要注意的问题：a.洗涤沉淀的操作：向漏斗中滴加蒸馏水至刚好没过沉淀，待水自然流下，重复操作2～3次。b.过滤操作不可用玻璃棒搅拌漏斗内的物质，以免划破滤纸。c.检验沉淀是否洗涤干净的操作：取最后一次洗涤液进行检验（事先要确定沉淀中含有的离子，选择合适的试剂进行检验）。d.检验沉淀是否完全的方法：向上层清液中，继续滴加原沉淀剂，若无沉淀产生则沉淀完全。跟踪练习1、三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛，其熔点为33℃，沸点为73℃，遇水易反应。实验室可用图装置制取ICl3，制备的反应原理：I2+3Cl2=2ICl3。下列说法不正确的是（）A.利用装置甲制备氯气选用的药品可以是高锰酸钾和浓盐酸B.装置乙中长颈漏斗液面上升说明丙装置可能发生堵塞C.装置丙中氯化钙的作用是干燥Cl2D.装置戊中的碱石灰可以用无水氯化钙代替答案：D【解析】A．高锰酸钾氧化浓盐酸当中的氯离子生成氯气，且该反应不需要加热，A正确；B．若丙中U型管堵塞，则气体会滞留在装置乙中，导致乙中长颈漏斗液面上升，B正确；C．氯化钙是干燥剂，因此丙的作用是干燥制得的氯气，C正确；D．碱石灰可以除去多余的氯气，无水氯化钙不能除去氯气，故装置戊中的碱石灰不可以用无水氯化钙代替，D错误；故本题选D。2、在进行“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”的实验中，下列说法不正确的是（）A．过滤时需用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗B．蒸发结晶时当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热C．按照实验操作顺序玻璃棒的作用依次为：引流、搅拌、搅拌D．加入除杂的试剂顺序可以是NaOH、BaCl2、Na2CO3，过滤后再加适量盐酸答案：C【解析】过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，A正确；蒸发结晶时，当出现较多固体时，即停止加热，用余热蒸干，B正确；用化学沉淀法除去粗盐中的杂质离子，步骤包括粗盐溶解，加沉淀剂，过滤，调节pH，蒸发结晶等，玻璃棒的作用依次为搅拌、引流、搅拌，C错误；加入除杂的试剂顺序可以是先加NaOH，再加BaCl2，加入碳酸钠，过滤后加适量盐酸，D正确。3、为提纯下列物质(括号内的物质为杂质)，所选用的方法正确的是（）A．HCl(H2S)：通入酸性KMnO4溶液中洗气B．CO2(SO2)：通入溴水溶液中洗气C．AlCl3溶液(FeCl3)：加入过量的NaOH溶液过滤D．NO2(NO)：通入NaOH溶液中洗气答案：B【解析】A．HCl和H2S都能与酸性KMnO4溶液反应，A错误；B．SO2能与溴水发生氧化还原反应而CO2不能，CO2中的SO2可以用溴水除去，B正确；C．AlCl3溶液中含有FeCl3，加入过量的NaOH溶液生成Na[Al(OH)4],过滤后得到Na[Al(OH)4]溶液，C错误；D．NO2与NaOH溶液反应，NO2(NO)通入NaOH溶液，除去NO2，D错误；故选B。4、通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，粗盐精制的实验流程如下。下列说法不正确的是()A．在第①步中使用玻璃棒搅拌可加速粗盐溶解B．第⑤步操作是过滤C．第②③④⑥步通过加入化学试剂除杂，加入试剂顺序为：NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→稀盐酸D．除去MgCl2的方程式为：MgCl2＋2NaOH==Mg(OH)2↓＋2NaCl答案：C【解析】加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入碳酸钠要放在加入氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以正确的顺序为：NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3，Na2CO3要在BaCl2的后面加，C错误。5、下列说法正确的是（）A．向某溶液中滴加少量AgNO3溶液，有白色沉淀产生，溶液中一定含有ClB．向某溶液中加入一定量的稀硫酸，产生的气体使澄清石灰水变浑浊，溶液中一定含有SO32－或CO32－C．氯气使湿润的红纸条褪色，说明氯气具有漂白性D．SO2使酸性高锰酸钾褪色，表现了SO2的还原性答案：D【解析】A．向某溶液中滴加少量AgNO3溶液，有白色沉淀产生，溶液中可能含有Cl、CO32－、SO32－等离子中的一种或几种，故A错误；B．向某溶液中加入一定量的稀硫酸，产生的气体使澄清石灰水变浑浊，溶液中可能含有SO32－、CO32－、HSO3－、HCO3－等离子中的一种或几种，故B错误；C．氯气使湿润的红纸条褪色，是氯气和水反应生成的次氯酸有强氧化性，能使有色物质褪色，不能说明氯气具有漂白性，故C错误；D．SO2使酸性高锰酸钾褪色，是SO2被高锰酸钾溶液氧化，高锰酸钾被还原成无色的离子，表现了SO2的还原性，故D正确；故答案为：D。6、下列有关分析中，错误的是（）A．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应B．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，该青蒿素的提取过程属于化学变化C．1964年我国自行制造的第一颗原子弹爆炸成功，原子弹爆炸涉及物理变化D．“方家以磁石磨针锋，则能指南”，中国古代磨制磁石制造指南针属于物理变化答案：B【解析】由描述知，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，属置换反应，A正确；此过程为萃取，属物理变化，B错误；原子弹爆炸涉及化学变化和物理变化，C正确；中国古代磨制磁石制造指南针，没有新物质生成，属物理变化，D正确。7、下列说法正确的是（）A．通过焰色试验可以鉴别碳酸钠中是否含有碳酸钾B．向溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定有SO42C．向溶液中滴加AgNO3，产生白色沉淀，则原溶液中一定有ClD．向溶液中滴加盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体，则原溶液中一定有CO32答案：A【解析】钾的焰色为紫色，钠为黄色，因此可用焰色实验鉴别碳酸钠中是否含碳酸钾，A正确；加盐酸酸化的氯化钡生成白色沉淀，不一定是硫酸根存在，应先加盐酸酸化，再加氯化钡，B错；能与银离子沉淀的还有碳酸根、硫酸根等，不一定是氯离子，C错；与盐酸反应生成二氧化碳气体可以是HCO3，D错。8、粗食盐水中常含有少量Ca2+、Mg2+、杂质离子，实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下，过程III中，用到的分离方法是（）A．吸附 B．加热蒸发 C．过滤 D．冷却结晶答案：B【解析】食盐溶解度受温度影响小，加热蒸发食盐溶液得到食盐晶体，所以过程III中，用到的分离方法是加热蒸发，故选B。9、中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中记载了古代化学研究成果。下列关于文献记载内容的说法正确的是（）A．《周礼》中“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房即牡蛎壳)，“灰”的主要成分为CaCO3B．《本草纲目》中记载：“此即地霜也，所在山泽，冬月地上有霜，扫取以水淋汁，后乃煎炼而成”，文中对硝酸钾的提取涉及溶解、蒸发、结晶操作C．《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”描述的是升华和凝华过程D．《梦溪笔谈》中“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，与化学反应无关答案：B【解析】A．牡蛎壳的主要成分为CaCO3，CaCO3灼烧生成CaO，则“灰”的主要成分为CaO，故A错误；B．“扫取以水淋汁，后乃煎炼而成”是指扫取后用水溶解，然后加热蒸发结晶得到硝酸钾晶体，涉及溶解、蒸发、结晶操作，故B正确；C．“丹砂(HgS)烧之成水银”即HgS发生分解反应生成水银，“积变又还成丹砂”即Hg和S又反应生成HgS，两过程中均有新物质生成，为化学变化，而“升华”、“凝华”为物理变化，故C错误；D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是铁与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，过程中有新物质生成，为化学变化，故D错误；故答案选B。10、利用图中实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是（）A．利用图1和图4所示装置进行粗盐提纯B．利用图2所示装置除去中混有的HClC．利用图3所示装置进行乙醇萃取碘水中的碘D．利用图4所示装置提纯胶体答案：A【解析】A．粗盐中含不溶性和可溶性杂质，粗盐中的不溶性杂质需要过滤出去，可溶性杂质通过化学方法转变成沉淀后过滤除去，所得食盐水通过蒸发结晶得到NaCl晶体，则利用图1和图4所示装置进行粗盐提纯，A正确；B．二氧化碳和氯化氢气体都能和饱和碳酸钠溶液反应，应把图2所示装置中的饱和碳酸钠换成饱和碳酸氢钠、即可除去CO2中混有的HCl，B错误；C．乙醇和水互溶，故不能用乙醇萃取碘水中的碘，C错误；D．胶体和溶液都能透过滤纸，故不能用过滤的方法提纯Fe(OH)3胶体，应用渗析，D错误；答案选A。11、草木灰中含有可溶性钾盐(主要成分是、、)。骉学生按下列操作提取草木灰中的钾盐：①取草木灰加水溶解；②过滤、取滤液；③蒸发滤液；④冷却结晶。（1）由草木灰提取钾盐并检验钾元素的存在，下列实验操作中正确的是________。（2）为检验草木灰中的其它离子，取少量晶体溶于水，并把溶液分成三份，完成以下实验报告(在横线上填写相关的内容)：实验步骤实验现象实验结论I.取第一份溶液和适量稀盐酸加入试管中，把澄清的石灰水加入烧杯中________，澄清的石灰水变浑浊证明含有碳酸根离子II.取第二份溶液，先后滴加_____和______________证明含有硫酸根离子III.取第三份溶液加入过量溶液，过滤，除去和，再滴加溶液和稀硝酸有_______生成证明含有氯离子（3）步骤III所得的结论，你认为是否正确？为什么？______________________（4）写出步骤II有关现象的化学方程式_____________________________、__________________________。【答案】（1）ABCD（2）有无色气泡产生稀盐酸氯化钡溶液气泡产生、生成白色沉淀(或先加氯化钡溶液后加稀盐酸，看到白色沉淀生成，沉淀部