高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子学案设计

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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。
实验用品
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）、石棉网（或陶土网）、酒精灯、火柴。
试剂：粗盐、蒸馏水、0.1 ml·L－1 BaCl2溶液、20% NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 ml·L－1盐酸、pH试纸。
实验过程和结论
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水，用玻璃棒搅拌，使粗盐全部溶解，得到粗盐水。
2．除S：向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液（约2～3 mL），使和Ba2＋完全反应生成BaSO4沉淀，将烧杯静置。
3．检验S是否沉淀完全：
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。
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。
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。
7．除过量的OH－与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。
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。
9．冷却：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。
问题和讨论
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？
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？
3．第6步和第7步的操作顺序能否颠倒？为什么？
归纳总结
粗盐精制的过程
1．图示：
2．除杂试剂顺序：
（1）BaCl2→NaOH→Na2CO3→HCl；
（2）NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl；
（3）BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl。
强化练习
现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl－、S和N的相互分离。
写出相应的实验过程：
实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
问题和讨论
1．提示：本实验中加入试剂的顺序是BaCl2溶液→NaOH溶液→饱和Na2CO3溶液→盐酸；试剂顺序还可以是BaCl2溶液→饱和Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸或NaOH溶液→BaCl2溶液→饱和Na2CO3溶液→盐酸。
2．提示：所加的试剂都要略微过量可以保证离子沉淀完全；加入盐酸的目的是除去过量的OH－与C。
3．提示：不能。若颠倒，加入盐酸时沉淀Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3会重新溶解，再次引入杂质。
强化练习
提示：
操作
现象
结论
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
实验操作
实验现象
实验目的
实验操作
实验现象
实验目的
加入过量的BaCl2溶液，过滤
产生白色沉淀
将S转化为BaSO4沉淀
加入过量的AgNO3溶液，过滤
产生白色沉淀
将Cl－转化为AgCl沉淀
加入过量的Na2CO3溶液，过滤
产生白色沉淀
将过量的Ba2＋、Ag＋转化为BaCO3、Ag2CO3沉淀
在所得的溶液中加入适量的硝酸
溶液中有气泡产生
将Na2CO3转化为NaNO3
将NaNO3溶液蒸发、冷却、结晶、过滤
—
得到NaNO3固体