硫酸根离子的检验++粗盐的提纯+高一下学期化学人教版必修第二册

课时

5.1.3硫酸根离子的检验粗盐的提纯第五章

化学生产中的重要非金属元素【学习目标】1.通过阅读教材，引导思考，了解几种常见硫酸盐的主要性质及用途，培养科学精神与社会责任的学可核心素养。2.通过素养探究、讨论交流，了解硫酸根离子的检验方法，学会排除干扰离子的方法，培养证据推理和科学态度的核心核心素养。3.通过实验设计、问题探究（原理分析），掌握粗盐提纯的基本方法，了解化学实验设计的原则。初步了解自然界中硫元素的存在与转化，探究不同价态含例句物质的转化途径。资料卡片

硫酸盐

硫酸钙

自然界中的硫酸钙常以石膏（CaSO4•2H,O）

的形式存在。石膏被加热到150°C时，会失去所含大部分结晶水而变成熱石膏（2CaSO4•H,O）。熟石膏与水混合成糊状物后会很快凝固，重新变成石膏。利用这种性质，石膏可被用来制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在工业上，石膏还被用来调节水泥的硬化速率。

硫酸钡

自然界中的硫酸钡以重晶石（BaSO4）的形式存在。重晶石是生产其他钡盐的原料。硫酸钡不溶于水和酸，且不容易被X射线透过，因此在医疗上可被用作消化系统x射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”。

硫酸铜

硫酸铜（CuSO4）是白色的粉末，结合水后会变成蓝色晶体，俗称胆矾（CuSO4•5H,O）。硫酸铜的这一性质可以用来检验酒精中是否含少量水。胆矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液。请同学们分组探讨如你所知道的硫酸盐1.常见的硫酸盐胆矾绿矾芒硝重晶石石膏明矾2.常见的硫酸盐的用途硫酸盐化学式及俗称用途钙盐钡盐铜盐亚铁盐铝钾盐CaSO4·2H2O（石膏）2CaSO4·H2O（熟石膏）BaSO4（重晶石）调节水泥的硬化速率制作模型、绷带、粉笔生产其他钡盐的原料、医疗上用作“钡餐”（消化系统X射线检查的内服药剂）

CuSO4·5H2O（胆矾、蓝矾）与石灰乳混合制农药“波尔多液”无水CuSO4可用于检验H2O的存在。FeSO4·7H2O（绿矾）补血剂、制蓝黑墨水KAl(SO4)2·12H2O（明矾）用作净水剂（形成Al(OH)3胶体）讨论交流：硫酸钡不溶于水和酸，且不易被X射线透过，因此在医疗上用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”，可否用碳酸钡代替硫酸钡？

，可溶性钡的化合物如BaCl2、Ba(NO3)2、Ba(OH)2等有毒，碳酸钡虽然无毒，但误食碳酸钡后，碳酸钡与人体内的胃酸即盐酸反应会生成可溶性的氯化钡使人中毒：

。不能BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O2、硫酸根离子的检验:实验探究：完成教材P6页【实验5-4】，观察实验现象，分析实验原理，填写表格内容。实验操作实验现象离子方程式

加入BaCl2生成

，再加入少量稀盐酸，

.

加入BaCl2生成

，再加入少量稀盐酸，

.

加入BaCl2生成

，再加入少量稀盐酸，

，生成

。

实验分析白色沉淀BaSO4不溶于

，而BaCO3可溶于

，因此可用

溶液检验SO42-。实验结论若向溶液中加入稀盐酸时无明显现象，再滴加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，则证明该溶液中含有SO42-。白色沉淀白色沉淀不溶解SO42－＋Ba2＋=BaSO4↓白色沉淀白色沉淀不溶解SO42－＋Ba2＋=BaSO4↓白色沉淀白色沉淀溶解无色无味气体Ba2＋＋CO32－=BaCO3↓，BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋CO2↑＋H2O稀盐酸稀盐酸稀盐酸和BaCl2溶液结合上述实验，思考检验SO42－

的正确操作方法是什么？应注意哪些问题？①未知溶液

无明显现象

产生白色沉淀

原未知液中含SO42－②先加稀盐酸的目的是防止

干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。③整个过程中可能发生反应的离子方程式：

、

。

问题探究：稀盐酸和BaCl2溶液加入顺序能否交换？稀盐酸能否换成稀硝酸？BaCl2溶液能否换成Ba(NO3)2溶液？加盐酸酸化加氯化钡溶液说明CO32－、SO32－、Ag＋CO32－＋2H＋=CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋=SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ba2＋＋SO42－=BaSO4↓。①不能，否则无法排除Ag+离子的干扰。②不能用硝酸酸化，第二步也不能用Ba(NO3)2溶液，否则无法排除SO32－离子的干扰，因为：

。3SO32－＋2NO3－＋2H＋=3SO42－＋2NO↑＋H2O二、粗盐的提纯1、物质除杂和分离的基本原则（1）物质除杂和分离的基本原则是：

(不引入新的杂质)，

(不减少被提纯的物质)，易分离(被提纯的物质与杂质易分离)，易复原(被提纯的物质易复原)。（2）物质除杂和分离应注意：除杂试剂要

，后续试剂应能除去过量的前一试剂，尽可能将杂质转化为所需物质，除去多种杂质时考虑加入试剂的

。不增不减适当过量合理顺序问题讨论1：请同学们分组讨论如何除去粗盐中可溶性杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)？思考与讨论（1）经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2，等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们，应加入什么试剂？写出相关反应的离子方程式（可以参考附录II）。（2）加入你选择的试剂除去杂质后，有没有引入其他离子？用什么方法可以除去这些离子？（3）设计除去杂质的实验方案时，除了要考虑所加试剂的种类，还要考虑哪些问题？引入了Ba2+、CO32-、OH-试剂的用量和顺序除杂试剂须过量，过量试剂须除去2、粗盐的提纯讨论交流：经溶解、过滤、蒸发操作得到的粗盐中含有一些可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。①通过分析物质的组成可知，要想得到纯净的NaCl，就要保留溶液中的

,和

，除去其他离子。

②除杂试剂及原理：杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐（SO42-）

MgCl2（Mg2+）

CaCl2（Ca2+）

过量的BaCl2溶液SO42－＋Ba2＋=BaSO4↓过量的NaOH溶液Mg2+＋2OH-=Mg(OH)2↓过量的Na2CO3溶液Ca2++CO32－=CaCO3↓、Ba2++CO32－=BaCO3↓钠离子氯离子2.加试剂顺序①将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去。②先略过量BaCl2

除SO42-（引入Ba2+）

再略过量Na2CO3除Ca2+、Ba2+（又引入CO32-）③最后盐酸酸化除CO32-（加酸前先过滤；过量HCl在蒸干时自动除去）Na2CO3须在BaCl2之后问题讨论2：请同学们分组讨论粗盐提纯实验的设计方案。过量Na2CO3过滤CaCO3↓NaClMgCl2Na2SO4Na2CO3过量NaOH过滤Mg(OH)2↓NaClNa2SO4Na2CO3NaOH过量BaCl2过滤CaCO3↓BaCO3↓NaClNaOHBaCl2NaClBaCl2适量盐酸NaClMgCl2CaCl2Na2SO4粗盐不纯小结：上述加入的试剂除去杂质后，有没有引入其他离子？并归纳总结粗盐提纯时加入试剂的顺序是什么？①加入过量的BaCl2溶液—引入

，除去

（思考：如何检验SO42－是否沉淀完全？

.

）；加入过量的NaOH溶液—引入

，除去

；加入过量的Na2CO3溶液—引入

，除去

；过滤—除去沉淀BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3；过滤后加过量稀盐酸—引入

，除去

；蒸发—除去

，得到提纯物质。②A、Na2CO3必须在

之后；B、盐酸必须在

之后；C、加盐酸前必须

。③加入除杂试剂可有下面三种顺序：Ba2＋SO42－

静置，取上层清液少量，继续滴加BaCl2溶液，若溶液不出现浑浊则表明沉淀完全Mg2+OH-Ba2+、Ca2+CO32－CO32－，OH-H+HClBaCl2Na2CO3和NaOH过滤ⅰ、BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸；ⅱ、NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；ⅲ、BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。过滤滤渣滤液盐酸蒸发结晶NaCl知识拓展：讲到这里，有些同学可能会有疑问，能不能用Ba(OH)2

代替NaOH和BaCl2呢?这样不是一箭双雕了嘛!理论上当然是可以的，但实际我们一般并不这么做。原因是用Ba(OH)2除去Mg2+和SO42－的最理想的情形是溶液中Mg2+和SO42－离子个数比恰好是1

:

1,这样Ba(OH)2

中的Ba2+和OH-都能够物尽其用不浪费。但实际上粗盐中Mg2+和SO42－的离子个数比是远大于1

:

1的。因此使用Ba(OH)2时，若将Mg2+除尽则Ba2+会过量较多，在后续步骤中则需消耗较多Na2CO3,这样造成的浪费较大。

硫酸，硫酸盐硫酸的用途与工业制备硫酸的性质硫酸盐硫酸的用途硫酸的工业制备硫酸的组成、物理性质

稀硫酸的化学性质常见的硫酸盐常见的硫酸盐的用途

浓硫酸的吸水性

浓硫酸的脱水性

浓硫酸的强氧化性课堂小结【例1】某溶液中可能含有

中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀②滴加稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液，继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测不正确的是()D(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体____。1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。①强酸性②强氧化性③高沸点、难挥发性④脱水性⑤吸水性③(2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸____。①(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体____。(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸____。(5)胆矾放在盛