内容正文:
实验活动4 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
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作用。
1.器材: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。
2.试剂: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。
实验用品
实验步骤
1.将粗盐溶解
实验装置 实验操作 实验现象
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,使粗盐充分溶解 粗盐因逐渐溶解而减少,粗盐水略显浑浊
2.将杂质离子生成沉淀
沉淀对象 实验操作、现象、结论或解释 注意问题
S 向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液,产生___色沉淀,静置,再向上层清液中滴加2~3滴BaCl2溶液,溶液不出现浑浊,证明S已沉淀完全 此步操作,引入新的杂质离子Ba2+
Mg2+ 继续向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液,产生___色沉淀,静置,再向上层清液中滴加2~3滴NaOH溶液,溶液不出现浑浊,证明Mg2+已沉淀完全
Ca2+、
Ba2+ 然后再向上述溶液中滴加过量的饱和Na2CO3溶液,产生___色沉淀,静置,再向上层清液中滴加2~3滴Na2CO3溶液,溶液不出现浑浊,证明Ca2+、Ba2+已沉淀完全 此步操作,将前面引入的Ba2+和杂质Ca2+一并除去,但同时又引入新的杂质离子C
3.过滤除去沉淀
4.调节溶液pH,除去引入的C、OH-
操作方法:向所得滤液中滴加盐酸,用玻璃棒不断搅拌,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。
实验装置 实验操作 注意问题
将烧杯中的液体沿_________倒入漏斗中,过滤(注意“一贴二低三靠”) 此步操作把前面生成的沉淀和不溶性杂质一起过滤除去
5.蒸发结晶
实验装置 实验操作 注意问题
将调好pH的滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌,待出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干,便得到精盐 实验结束后要用坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却
交流研讨
1.除杂试剂的加入顺序是否唯一,还有没有其他合理顺序?
提示:否。加入试剂的其他合理顺序有:
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
2.除去氯化钠中的碳酸钠能否用稀硝酸?为什么?
提示:不能。若用稀硝酸,会引入新的杂质离子N。
3.在实验操作中为什么依次加入的试剂都要略微过量?加入盐酸的目的是什么?
提示:实验操作中所加试剂过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。实验操作中加入盐酸是为了除去滤液中过量的OH-和C。
4.蒸发时,可以待溶液蒸干再停止加热吗?为什么?
提示:不可以。因为待溶液蒸干再停止加热会造成晶体飞溅,应待溶液中出现大量晶体或剩少量水分时停止加热,利用余热蒸干。
应用体验
1.在粗盐提纯实验中,以下说法错误的是
A.静置后,继续向上层清液中滴加2~3滴BaCl2溶液,无白色沉淀生成则说明S已沉淀完全
B.沉淀剂的加入顺序可以为:NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液
C.调节pH时,盐酸应该在最后一次过滤后加入
D.当蒸发皿中出现大量固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干
√
静置后,继续向上层清液中滴加2~3滴BaCl2溶液,无白色沉淀生成则说明S已沉淀完全,选项A正确;粗盐中含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等可溶性杂质,除杂时,各试剂必须加过量,利用Na2CO3除去Ca2+、利用NaOH除去Mg2+、利用BaCl2除去S,Na2CO3还可以除去过量的BaCl2引入的Ba2+,因此试剂的添加顺序中Na2CO3需要在BaCl2的后面添加,选项B错误;盐酸的作用是除掉过量的氢氧化钠和碳酸钠,所以盐酸在过滤后,蒸发前加入,选项C正确;蒸发食盐水时,等到蒸发皿中出现较多量的固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干,选项D正确。
2.海水通过蒸发结晶得到的粗盐经溶解过滤,除去少量泥沙及悬浮物后,溶液中主要含有Na+、Cl-,还有杂质离子Ca2+、Mg2+、S,现要对其进一步提纯,得到较纯净的NaCl溶液,可用试剂和操作步骤如下。试剂:①盐酸、②Na2CO3(aq)、③NaOH(aq)、④BaCl2(aq)。
图中a、b、c、d分别表示上述试剂中的一种,回答下列问题:
(1)沉淀A可能是________或_________(填化学式)。
BaSO4
Mg(OH)2
溶液中主要含有Na+、Cl-,还有杂质离子Ca2+、Mg2+、S,现要对其进一步提纯,得到较纯净的NaCl溶液,需要加入②Na2CO3(aq)除去Ca2+;加入③NaOH(aq)除去Mg2+,加入④BaCl2(aq)除去S,为了得到纯净的NaCl溶液,不能引入新的杂质离子,后面的试剂要除去前面引入的杂质离子,即Na2CO3(aq)必须在BaCl2(aq)的后面,稀盐酸必须在最后,所以除杂试剂的顺序为:③④②①或④③②①或④②③①,所以试剂a可以是③NaOH(aq)或④BaCl2(aq),沉淀A为Mg(OH)2或BaSO4,适量d只能是稀盐酸,气体E是二氧化碳,据此回答。由分析知试剂a可以是③NaOH(aq)或④BaCl2(aq),沉淀A为Mg(OH)2或BaSO4;
(2)判断试剂a稍过量的实验操作是__________________________________
_____________________________________________________。
(加入一定量的试剂a后,充分搅拌静置)在上清液中再加几滴试剂a,若无现象,说明试剂a过量
试剂a稍过量的实验目的是保证杂质离子全部除去,所以操作是(加入一定量的试剂a后,充分搅拌静置)在上清液中再加几滴试剂a,若无现象,说明试剂a过量;
(3)Na2CO3(aq)的作用是_______________________。
除去Ca2+和过量的Ba2+
由分析知Na2CO3(aq)既可以除去溶液中的Ca2+,也可除去过量的
Ba2+;
(4)第一次过滤是否可以省略?______(填“是”或“否”)。
是
第一步产生的沉淀对第二步没有任何影响,所以两次过滤可以合并成一次,即第一次过滤可以省略;
(5)写出加入适量d所发生反应的离子方程式:
_________________________________________________;
写出少量气体E通入澄清石灰水反应的离子方程式:
_______________________________________。
OH-+H+H2O、C+2H+H2O+CO2↑
Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O
适量的盐酸是为了除去溶液中过量的NaOH(aq)和Na2CO3(aq),离子方程式分别为OH-+H+H2O、C+2H+H2O+CO2↑,少量二氧化碳通入澄清石灰水中会生成碳酸钙沉淀和水,反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O。
谢 谢 观 看
第五章 化工生产中的重要非金属元素
返回
$