内容正文:
第五章 化工生产中的重要非金属元素
专项实验一 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
第五章 化工生产中的重要非金属元素
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托盘天平、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(或陶土网)、酒
精灯、火柴
粗盐、蒸馏水、0.1 mol·L-1 BaCl2溶液、20% NaOH溶液、
饱和Na2CO3溶液、6 mol·L-1 、pH试纸
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过量的
BaSO4沉淀
不出现浑浊
SO4(2-)沉淀完全
浑浊
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NaOH溶液
饱和Na2CO3溶液
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盐酸
呈中性或微酸性
玻璃棒不断搅拌
较多固体
余热使滤液蒸干
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【实验目的】
1.用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps24 \o(\s\up 11(2-),4)。
2.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。
【实验用具】
器材:
。
试剂:
。
【实验过程】
1.溶解:用托盘天平称取5 g粗盐,放入100 mL烧杯中,然后加入20 mL水,用玻璃棒搅拌,使粗盐全部溶解,得到粗盐水。
2.除SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4):向粗盐水中滴加 BaCl2溶液(2~3 mL),使SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4)与Ba2+完全反应生成 ,将烧杯静置。
3.验证SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4)是否除 尽:静置后,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2~3滴BaCl2溶液。若上层清液 ,则表明SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4)已沉淀完全;若出现 ,则应继续加BaCl2溶液, 直至 。
4.除Mg2+:向粗盐水中滴加过量的 (约0.25 mL),使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH)2沉淀。
5.除Ca2+、Ba2+:向上述溶液中滴加过量的 (2~3 mL),使Ca2+、Ba2+与COEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps22 \o(\s\up 23/(2-),3)完全反应生成沉淀。
思考:Ba2+是从哪里来的?
提示:除SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps30 \o(\s\up 18(2-),4)时加入过量的BaCl2溶液引入的。
6.验证离子是否除尽:用与第3步类似的方法分别检验Mg2+、Ca2+和Ba2+是否沉淀完全。
7.过滤并滴加盐酸:将烧杯静置,然后过滤,除去生成的沉淀和不溶性杂质。向所得滤液中滴加 ,用玻璃棒搅拌,直到没有气泡冒出,并用pH试纸检验,使滤液 。
8.蒸发结晶:将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用 。当蒸发皿中出现 时,停止加热,利用蒸发皿的 。
9.用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网(或陶土网)上冷却,得到去除了杂质离子的精盐。
1.本实验中加入试剂的顺序是什么?按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的?
提示:必须将碳酸钠加在氯化钡之后,最后一步加盐酸,倒数第二步是过滤。按其他顺序也能达到目的。
2.为什么每次所加的试剂都要略微过量?第7步加入盐酸的目的是什么?
提示:每次所加的试剂都要略微过量,是为了将杂质离子全部除尽;加入盐酸的目的是为了除去过量的碳酸钠、氢氧化钠。
3.第7步中的操作过滤并滴加盐酸,两者顺序能否颠倒?为什么?
提示:不能。如果颠倒后,原来形成的沉淀能溶解,必须先过滤后,再加盐酸。
实验室里需要纯净的NaCl溶液,但实验室只有混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl。某学生设计了如下方案提取纯净的NaCl溶液。(已知:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O)
(1)操作①可选择 仪器。
(2)操作②为什么不用硝酸钡溶液?其理由是__________________________
(3)进行操作②后,如何判断SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps30 \o(\s\up 18(2-),4)已除尽?方法是__________________________
(4)操作③的目的是 ,为什么不先过滤后加碳酸钠溶液?理由是__________________________
(5)操作④的目的是__________________________
【解析】(1)操作①为加热使NH4HCO3受热分解,因此可选择的仪器是坩埚。
(2)若用Ba(NO3)2,会使溶液中引入新的杂质离子NOEQ \* jc0 \* "Font:宋体" \* hps30 \o(\s\up 20(-),3),在以后操作中无法除去。
(3)判断SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps30 \o(\s\up 18(2-),4)已除尽的方法:取上层清液加入BaCl2溶液,若无白色沉淀,说明SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps30 \o(\s\up 18(2-),4)已除尽。
(4)操作③“加入Na2CO3溶液”,目的是除去过量的Ba2+。先加Na2CO3后过滤,可以减少一次过滤操作。
(5)操作④的目的是除去溶解在溶液中的CO2和HCl。
【答案】 (1)坩埚
(2)溶液中引入新的杂质离子NOEQ \* jc0 \* "Font:宋体" \* hps24 \o(\s\up 11(-),3)
(3)取上层清液加入BaCl2溶液,若无白色沉淀,说明SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps24 \o(\s\up 11(2-),4)已除尽
(4)除去过量的Ba2+ 先加Na2CO3然后过滤,可以减少一次过滤操作
(5)除去溶解在溶液中的CO2和HCl
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