高中化学 专题1 物质的分离与提纯 课题三 硝酸钾晶体的制备教案（选修6）-人教版高中选修6化学教案VIP免费

课题三硝酸钾晶体的制备【学考报告】知识条目加试要求①硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作流程bbaa②结晶或重结晶的方法提纯固态物质的原理及操作③减压过滤的实验方法④晶粒生长的条件一、硝酸钾晶体的制备原理1.盐的溶解度随温度的变化氯化钠的溶解度随温度变化不大，而氯化钾、硝酸钠和硝酸钾在高温时具有较大的溶解度温度降低时，氯化钾、硝酸钠的溶解度明显减小，而硝酸钾的溶解度则急剧下降。本实验利用不同物质的溶解度随温度改变而发生不同变化的原理，用NaNO3和KCl通过复分解反应来制取KNO3，其反应的化学方程式为NaNO3＋KCl=====KNO3↓＋NaCl。在NaNO3和KCl的混合溶液中，同时存在Na＋、K＋、Cl－和NO四种离子。若将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾，使溶液浓缩，将有NaCl晶体析出。趁热过滤，即可分离出NaCl晶体。将滤液冷却至室温，可使KNO3晶体析出。经减压过滤分离出的硝酸钾粗产品可用重结晶法加以提纯。2.结晶和重结晶结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程，其原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里溶解度的不同，通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度减小，从而使晶体析出，分为蒸发结晶和冷却结晶。将第一次结晶得到的晶体溶于少量溶剂中，然后再进行蒸发(或冷却)、结晶、过滤，如此反复的操作称为重结晶。3.影响晶粒生成的条件晶体颗粒的大小与结晶条件有关，溶质的溶解度越小，或溶液的浓度越高，或溶剂的蒸发速率越快，或溶液冷却的越快，析出的晶粒就越细小。在实际操作中，常根据需要，控制适宜的结晶条件，以得到大小合适的晶体颗粒。当溶液发生过饱和现象时，振荡容器，用玻璃棒搅动或轻轻地摩擦器壁，或投入几粒晶体(晶种)，都可促使晶体析出。思考1：如果要制备颗粒较大的硝酸钾晶体，应该怎样选择结晶条件？提示溶质的溶解度越大，或溶液的浓度越小，或溶剂蒸发速率越慢，或溶液冷却得越慢析出的晶粒就越大。二、硝酸钾晶体的制备实验步骤1.固体溶解称取NaNO320g，KCl17g，加入35mL蒸馏水，加热至沸腾并不断搅拌，使固体溶解，在小烧杯外壁标注液面位置。用到的仪器：烧杯、玻璃棒、三脚架、石棉网、酒精灯。2.蒸发、热过滤继续加热、搅拌，使溶液蒸发浓缩，氯化钠晶体逐渐析出。当溶液体积减小到约为原来的一半时，迅速趁热过滤。承接滤液的烧杯应预先加2mL蒸馏水，以防降温时氯化钠溶液达饱和而析出。用到的仪器及用品：铁架台、石棉网、烧杯、酒精灯、玻璃棒、漏斗、滤纸。3.冷却、减压过滤待滤液冷却至室温，进行减压过滤得到较干燥的粗产品硝酸钾晶体。用到的仪器及用品：布氏漏斗、滤纸、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵。思考2：冷却、减压过滤得到的KNO3晶体纯度如何？主要含有什么杂质？提示冷却、减压过滤得到的是KNO3粗产品，含有NaCl杂质。4.重结晶留下约0.1g粗产品(作纯度对比检验用)，其余按粗产品、水的质量比为2∶1混合，配成溶液，加热、搅拌，待晶体全部溶解后停止加热(若溶液沸腾时晶体还未全部溶解，可再加入少量蒸馏水使其溶解)。等溶液冷却至室温有大量晶体析出后减压过滤，得到较高纯度的硝酸钾晶体。5.称量晶体用干燥的滤纸吸干，放在表面皿上称量，并观察其外观。分别取0.1g粗产品和重结晶后得到的硝酸钾晶体放入两支小试管中，各加入2mL蒸馏水配成溶液。6.检验Cl－向溶液中分别滴入1滴1mol·L－1HNO3溶液酸化，再各滴入2滴0.1mol·L－1AgNO3溶液，观察到的现象是粗产品、重结晶产品的溶液中产生浑浊的程度不同。点拨一、硝酸钾晶体制备的理论依据1.化学反应：转化法制备KNO3的化学方程式为NaNO3＋KClKNO3＋NaCl，这是一个平衡移动的过程，利用KNO3的结晶控制化学反应的方向。2.制备原理：(1)盐的溶解度随温度的变化如下图。可以看出，NaNO3、KNO3、NaCl、KCl四种盐的溶解度在不同温度下的差别是非常显著的。NaCl的溶解度随温度变化不大，NaNO3、KCl有明显变化，而硝酸钾的溶解度随温度的升高急剧增大。(2)加热蒸发时的一系列变化。――→――→――→――→――→――→点拨二、减压过滤减压过滤：为了加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，可进行减压过滤。1.装置减压过滤操作需要用到的主要仪器有布氏漏斗、吸滤瓶、安全...