第5章 实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子-【优学精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册教用Word（人教版）

本高中化学讲义聚焦化学沉淀法去除粗盐中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻的核心知识点，以“实验目的-试剂选择-操作流程-检验提纯”为脉络，构建“原理（离子反应）-操作（溶解、过滤等）-检验（沉淀完全）-除杂（过量离子处理）”的学习支架。 该资料通过分步实验（如BaCl₂过量检验、NaOH与Na₂CO₃顺序控制）培养科学思维（证据推理、逻辑分析），结合问题提示（操作顺序不可颠倒）与迁移应用题，强化科学探究与实践能力。课中辅助教师演示规范操作，课后助力学生巩固除杂原则，查漏补缺。

用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 【实验目的】 1.用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2＋、Mg2＋和S。 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应用。 【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）、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盐酸、pH试纸。 【实验步骤】 步骤①：溶解 用天平称取5.0 g粗盐，放入100 mL烧杯中，然后加入20 mL蒸馏水，用　玻璃棒　搅拌，使粗盐全部溶解，得到粗盐水 步骤②：除S 向粗盐水中滴加过量的　BaCl2　溶液（约2～3 mL），使S与　Ba2＋　完全反应生成　BaSO4　沉淀，将烧杯静置 步骤③：检验S是否沉淀完全 静置后，沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2～3滴BaCl2溶液。若　溶液不出现浑浊　，则表明S已沉淀完全；若　出现浑浊　，则应继续滴加BaCl2溶液，直至S沉淀完全 步骤④：除Mg2＋、Ca2＋及过量的Ba2＋ 向粗盐水中滴加过量的　NaOH　溶液（约0.25 mL），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（2～3 mL），使Ca2＋、Ba2＋与　C　完全反应生成沉淀 步骤⑤：检验Mg2＋、Ca2＋和Ba2＋是否沉淀完全 用与第3步类似的方法分别检验Mg2＋、Ca2＋和Ba2＋是否沉淀完全 步骤⑥：过滤 将烧杯静置，然后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质 步骤⑦：除过量的OH－、C 向所得滤液中滴加　盐酸　，用玻璃棒搅拌，直到　没有气泡冒出　，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性 步骤⑧：蒸发 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 步骤⑨：冷却得精盐 用坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却，得到去除了杂质离子的精盐 1.操作步骤①中BaCl2溶液为什么要过量？如何判断BaCl2已过量？ 提示：BaCl2溶液过量的目的是为了将粗盐水中的S完全转化成BaSO4沉淀而去除。判断BaCl2溶液过量的方法是：静置后，取上层清液继续滴加2～3滴BaCl2溶液，若溶液不出现浑浊，则表明S已沉淀完全。 2.能否将步骤⑥⑦的操作顺序颠倒？为什么？ 提示：不能。因为若不先进行过滤操作，则Mg（OH）2、CaCO3、BaCO3沉淀均会留在液体中，步骤⑦中加入稀盐酸后，沉淀会溶于稀盐酸，重新生成Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋留在食盐水中，故必须先进行过滤操作。 3.在可溶性杂质除去过程中，能否选用Ba（OH）2同时除去S和Mg2＋呢？若可以，除杂试剂的加入顺序如何？ 提示：可以。先加Ba（OH）2溶液，后加Na2CO3溶液。 【规律方法】 1.除去粗盐中可溶性杂质的原理 提醒 BaCl2溶液和Na2CO3溶液先后加入顺序不能颠倒。 2.物质除杂和分离的基本原则 （1）不增：不引入新的杂质。 （2）不减：尽量不减少被提纯的物质。 （3）易分离：被提纯的物质与杂质易分离。 （4）易复原：被提纯的物质易复原。 提醒 物质除杂和分离应注意的问题 （1）除杂试剂要过量。 （2）后续试剂应能除去过量的前一试剂。 （3）尽可能将杂质转化为所需物质。 （4）除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。 【迁移应用】 1.实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2＋、Mg2＋和S，所用试剂包括BaCl2以及（　　） A.Na2CO3、NaOH、HCl B.Na2CO3、HCl、KOH C.K2CO3、HNO3、NaOH D.Na2CO3、NaOH、HNO3 解析：A　加入氯化钡时，能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，从而除去硫酸根离子，加入碳酸钠溶液时，能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠，从而除去钙离子和过量的钡离子；加入过量氢氧化钠溶液，生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，除去镁离子；过滤，向滤液中加入适量的稀盐酸，可以把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去，A正确；加入氢氧化钾，引入新杂质钾离子，B错误；加入碳酸钾和硝酸，引入了新杂质钾离子和硝酸根离子，C错误；加入硝酸会引入新杂质硝酸根离子，D错误。 2.为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、S及泥沙，将粗盐溶于水，进行下列操作：①过滤；②加入适量的盐酸；③加入过量的氯化钡溶液；④加入过量的氢氧化钠溶液；⑤加入过量的碳酸钠溶液。正确的操作顺序是（　　） A.④③⑤①②　　　　　 B.④⑤③①② C.④⑤③②① D.④③⑤②① 解析：A　由于过量的钡离子需要利用碳酸钠除去，因此要先除S，然后再除Ca2＋，如果加反了，过量的钡离子就没法除去，至于加NaOH除去Mg2＋顺序不受限制，因为过量的氢氧化钠加盐酸就可以除去，只要将三种离子除完了，然后过滤即可，最后加盐酸除去过量的氢氧根离子、碳酸根离子，所以正确的操作顺序为④③⑤①②或③⑤④①②或③④⑤①②，选A。 3.海水通过晾晒可得粗盐，粗盐中除含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及少量泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如下： （1）在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌，作用是加快粗盐溶解。 解析：粗盐溶解操作中用玻璃棒搅拌是为了加快粗盐的溶解。 （2）第③步操作的目的是除去粗盐中的Na2SO4（填化学式，下同），第⑦步操作的目的是除去滤液中的NaOH、Na2CO3。 解析：粗盐中含有Na2SO4，第③步操作加入过量BaCl2溶液的目的是除去溶液中的Na2SO4；在④⑤步操作中分别加入过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液，所以第⑦步操作加入稀盐酸的目的是除去溶液中的NaOH、Na2CO3。 （3）第⑥步操作中得到沉淀的成分有：BaSO4、Mg（OH）2、CaCO3、BaCO3（填化学式）。 解析：因粗盐中含有CaCl2、Na2SO4、MgCl2，而在操作中先后加入了过量BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，所以沉淀中除BaSO4、Mg（OH）2外，还有CaCO3、BaCO3。 （4）在第④步操作中，选择的除杂试剂NaOH溶液不能用KOH溶液代替，理由是会引入杂质KCl。 解析：在第④步操作中，若选择KOH溶液代替NaOH溶液，会在滤液中引入杂质KCl。 4.（2024·福州高一期中）某同学设计如下实验方案，以分离NaCl和BaCl2两种固体混合物，回答下列问题： 供选试剂：Na2CO3溶液、Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸 （1）操作②的名称是过滤。 解析：操作①为混合物加水溶解，然后向溶液中加入Na2CO3溶液（不能引入新杂质离子），Ba2＋与C反应生成沉淀A为BaCO3，滤液中含有NaCl和多余的Na2CO3，试剂b为盐酸（HCl），BaCO3中加入盐酸生成BaCl2，再经过蒸发结晶等操作得到固体B为BaCl2，滤液中的Na2CO3与盐酸反应生成NaCl，再经过蒸发结晶等操作得到NaCl固体。操作②之后得到沉淀A和滤液，则操作②为过滤。 （2）试剂b是HCl（填化学式，下同），固体B是BaCl2。 解析：试剂b为HCl，固体B为BaCl2。 （3）加入试剂a所发生的化学反应的离子方程式为Ba2＋＋CBaCO3↓。 解析：加入Na2CO3后，溶液中Ba2＋与C反应生成BaCO3沉淀，离子方程式为Ba2＋＋CBaCO3↓。 （4）操作③是蒸发结晶。 解析：操作③目的是将NaCl溶液、BaCl2溶液转化为NaCl固体、BaCl2固体，故操作③为蒸发结晶。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $