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2019-2020年高中化學(xué) 1.3《硝酸鉀晶體的制備》學(xué)案 蘇教版選修6.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.3《硝酸鉀晶體的制備》學(xué)案 蘇教版選修6.doc

2019-2020年高中化學(xué) 1.3硝酸鉀晶體的制備學(xué)案 蘇教版選修6一、 知識預(yù)備:1. 鹽的溶解度隨溫度的變化:溶解度的定義:NaCl、KNO3的溶解度隨溫度的變化是怎樣變化的?溶解度曲線溶解度曲線的走向表示什么?溶解度曲線上的任意點表示什么?若溶解度隨著溫度的升高而增大,則曲線以上的任意點表示什么?曲線以下的任意點表示什么?2. 結(jié)晶和重結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻結(jié)晶的定義及適用的物質(zhì)?重結(jié)晶的定義:二、 影響晶粒生成的條件:三、 熱過濾:過濾熱飽和溶液時,為防止溶液溫度降低引起晶體析出,堵塞濾紙孔,降低產(chǎn)率,一般要熱過濾。折疊濾紙的方法如圖1。過濾少量熱溶液可選經(jīng)過預(yù)熱,頸短而粗的玻璃漏斗,用如圖2所示裝置過濾。過濾較多溶液則應(yīng)選擇保溫漏斗,用圖3所示裝置過濾。熱過濾時一般不要用玻璃棒引流,以免加速降溫;接受濾液的容器內(nèi)壁不要貼緊漏斗頸,以免濾液迅速冷卻析出晶體,堵塞漏斗口。 圖1 圖2 圖3四、 減壓過濾裝置: 由布氏漏斗通過橡皮塞裝在吸濾瓶的口上,吸濾瓶的支管口與水泵連的橡皮管相連,被濾物轉(zhuǎn)入鋪有濾紙的布氏漏斗中。 吸濾瓶用于承接濾液。當(dāng)要求保留溶液 時,需在吸濾瓶和水泵之間增加一個安全瓶,以防倒吸,不使水進(jìn)入吸濾瓶內(nèi)污染溶液。 目的:原理:由于水泵中的急速水流不斷將空氣排出,使體系內(nèi)部形成負(fù)壓,促使液體較快通過濾紙進(jìn)入瓶底,沉淀留在布氏漏斗中。使用時的注意點:二、實驗?zāi)康模?.理解實驗室中制取硝酸鉀的原理水溶液中利用離子相互反應(yīng)和溶解度的差異來制備無機(jī)化合物的一般原理和步驟。2.學(xué)會利用結(jié)晶或重結(jié)晶的方法提純固態(tài)物質(zhì)。3.學(xué)習(xí)減壓過濾,了解熱過濾.4.進(jìn)一步掌握并能熟練運(yùn)用溶解、過濾、加熱蒸發(fā)、結(jié)晶等常用實驗操作5.加深對制備實驗的認(rèn)識,初步體會科學(xué)研究的過程。三、實驗原理: 四、 實驗用品:1. 原料:2. 儀器:3. 試劑:五、實驗步驟:制備硝酸鉀粗產(chǎn)品1. 固體溶解:操作要點: 2. 蒸發(fā)、熱過濾:操作要點:3. 冷卻、減壓過濾:操作要點:提純硝酸鉀4. 重結(jié)晶:操作要點:純度檢驗5. 檢驗純度: 操作要點:實驗現(xiàn)象:六、實驗產(chǎn)率粗產(chǎn)品的產(chǎn)率應(yīng)以KNO3粗產(chǎn)品的干質(zhì)量進(jìn)行計算。由于粗產(chǎn)品需進(jìn)行重結(jié)晶而不需干燥,可通過將壓干后的產(chǎn)品質(zhì)量扣除20作為水的質(zhì)量來估算干質(zhì)量。(實驗參考數(shù)據(jù)如下)產(chǎn)量(粗):7.7g 產(chǎn)率(粗):33.5% 氯離子含量:較高產(chǎn)量(精):5.1g 產(chǎn)率(精):22.3% 氯離子含量:微量七、實驗注意事項:1. 水蒸發(fā)量對硝酸鉀產(chǎn)率的影響 : 控制好水的蒸發(fā)量是決定產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素, 當(dāng)溶液蒸發(fā)至40mL時,NaCl能最大限度的結(jié)晶析出,同時KNO3不結(jié)晶。若溶液蒸發(fā)至教材指定蒸發(fā)量,大量KNO3與NaCl一起析出,小燒杯中的溶液變成糊狀固體,無法通過過濾除去NaCl。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下表 摘自中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考xx(12)蒸發(fā)后溶液的體積產(chǎn)量(粗)/g產(chǎn)率/%產(chǎn)物中氯離子含量產(chǎn)量(精)/g產(chǎn)物中氯離子含量(GB64777)504.419.1微量1.9合格457.030.4微量3.7合格408.537.0微量6.0合格352.510.9微量1.5合格25/2. 溫度對硝酸鉀產(chǎn)率的影響: 硝酸鉀冷卻結(jié)晶的溫度嚴(yán)重制約硝酸鉀的產(chǎn)量,在氣溫較高 的夏天,室溫下冷卻, 其冷卻梯度較小,硝酸鉀的析出量將大大減少,且冷卻速度也慢。若在空氣中冷卻一段時間后放入冰水中冷卻,產(chǎn)率會顯著提高。3. 過濾儀器對硝酸鉀產(chǎn)率的影響 :普通漏斗過濾時溶液會迅速冷卻,在漏斗下端產(chǎn)生KNO3凝結(jié),使過濾不能順利進(jìn)行且會造成KNO3損失。因此,建議采用熱濾漏斗或經(jīng)過預(yù)熱的漏斗過濾。4. 由于實驗所用的各種原料量均很少,反應(yīng)體系的熱容小,熱的溶液在空氣中降溫很快,因此當(dāng)?shù)谝徊郊訜嵴舭l(fā)完畢后,必須迅速進(jìn)行熱過濾,以防止由于溶液溫度下降造成硝酸鉀析出混于氯化鈉晶體中,使產(chǎn)物不純或產(chǎn)率降低。5. 進(jìn)行產(chǎn)品純度檢驗時,應(yīng)將粗產(chǎn)品和重結(jié)晶產(chǎn)品一起檢驗,進(jìn)行對比觀察:哪個溶液中的渾濁度淺,說明哪個溶液中的Cl較少。一次重結(jié)晶后的產(chǎn)物中還有少量Cl一存在,甚至第二次重結(jié)晶后還能檢出Cl。這主要是由于在KNO3晶體長大過程中,Na和Cl一被包在晶體里,或長大過程中晶體表面不斷吸附這些離子造成的,通過多次重結(jié)晶能在一定程度上除去雜質(zhì),提高產(chǎn)品純度。八、交流與討論:1. 該實驗中涉及哪些基本操作,進(jìn)行這些操作時應(yīng)注意什么?2. 制備硝酸鉀晶體時,為什么要趁熱過濾?檢驗所得產(chǎn)品中是否含氯離子的目的是什么?3. 如果要制備顆粒較大的硝酸鉀晶體,應(yīng)該怎樣選擇結(jié)晶條件?4. 為什么選用重結(jié)晶的方法可使產(chǎn)品獲得較高的純度?

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