苏教版 (2019)必修 第一册专题3 从海水中获得的化学物质第三单元 海洋化学资源的综合应用导学案

这是一份苏教版 (2019)必修 第一册专题3 从海水中获得的化学物质第三单元 海洋化学资源的综合应用导学案，共7页。
1．掌握溶解、过滤、蒸发等实验的操作技能。
2．理解过滤法分离混合物的化学原理。
3．体会过滤的原理在生活生产等社会实际中的应用。
4．制取精盐。
器材：托盘天平(含砝码)、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、漏斗、滤纸、铁架台(带铁圈)、蒸发皿、酒精灯、坩埚钳、胶头滴管、研钵、研杵、火柴、若干一样的小纸片
药品：粗盐、蒸馏水、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸
1．实验步骤：
注意：可互换2、3两步或3、4两步。Na2CO3的用量一定要将所有的BaCl2除去，可使用pH试纸控制加入量。
2．实验现象：
(1)溶解：粗盐固体为灰色，加入水中所得液体呈浑浊状。
(2)过滤：滤液是无色透明液体，滤纸上的残留物呈黑色。
(3)蒸发：随着加热，蒸发皿中液体的量减少；当蒸发到一定程度时，蒸发皿底部有固体析出。蒸发得到的固体为白色。
3．实验产率计算：
(1)方法：将提纯后的氯化钠与粗盐作比较，计算精盐的产率。
(2)计算公式：产率＝产品质量/样品质量×100%。
4．误差分析：
5.实验注意事项：
(1)过滤时要注意“一贴、二低、三靠”。
①“一贴”是指滤纸折叠角度要与漏斗内壁口径吻合。
②“二低”一是滤纸的边缘要稍低于漏斗的边缘，二是在整个过滤过程中还要始终注意滤液的液面要低于滤纸的边缘。
③“三靠”一是待过滤的液体倒入漏斗中时，盛有待过滤液体的烧杯嘴要靠在倾斜的玻璃棒上(玻璃棒引流)；二是玻璃棒下端要轻靠在三层滤纸处；三是漏斗的颈部要紧靠接收滤液的接受器内壁。
(2)注意5次用到的玻璃棒的作用：
①溶解时：搅拌，加速溶解。
②过滤前：蘸水润湿滤纸。
③过滤时：引流。
④蒸发时：搅拌，使液体均匀受热，防止液体飞溅。
⑤计算产率时：用玻璃棒把固体转移到纸上。(注意玻璃棒搅拌时不要碰到杯壁)
(3)蒸发结晶三个注意事项： 盛放液体体积不要超过总容积的三分之一 ；加热时要不停用玻璃棒搅拌防止液体暴沸 ；有较多固体析出时停止加热，用余热蒸干。
角度1用过滤的方法进行物质的提纯
【典例1】(2021·温州高一检测)粗盐提纯实验的部分操作如图所示，其中错误的是( )
【解析】选C。取用粗盐要用药匙，瓶塞要倒放在桌面上，A项正确；溶解时，将粗盐倒入烧杯中，加水溶解，并用玻璃棒不断地搅拌，B项正确；过滤时，要用玻璃棒引流，C项错误；蒸发时，要用玻璃棒不断地搅拌，防止液滴飞溅，D项正确。
角度2物质提纯的综合应用
【典例2】为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠提纯，并制得纯净的氯化钠溶液，某学生设计如下实验：
(1)操作②能否用硝酸钡溶液？说明理由。
______________________________________________。
(2)进行操作②后，如何判断SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 已除尽，方法是________________。
(3)操作③的目的是______________；为什么不先过滤而后加碳酸钠溶液，其理由是________________________________。
(4)此设计方案是否严密，说明理由。
__________________________________________。
【解析】由题中方案知，残留物为NaCl和Na2SO4的混合物，将Na2SO4除去，只能加入BaCl2溶液，若加入Ba(NO3)2溶液，则引入了新的杂质离子NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，而且BaCl2溶液需过量。操作③的目的就是用Na2CO3溶液除去过量的BaCl2溶液，避免Ba2＋混在溶液中。在除杂过程中为将杂质除尽，通常所加除杂试剂是过量的且过量的该物质在后续操作中必须除去，而该方案中所加BaCl2、Na2CO3未指明过量，故不严密。
答案：(1)不能。会引入新的杂质(NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )
(2)取少量上层澄清溶液，滴加BaCl2溶液，如无沉淀出现，则说明SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 已除尽，反之则有(其他合理的方法亦可)
(3)除去过量的Ba2＋ 一次性过滤，简化实验步骤
(4)不严密。在②③处加过量溶液，在⑤处应先加适量的盐酸(除去过量的CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )后再加热
1．(2021·六安高一检测)蒸发时，下列操作正确的是( )
A．使蒸发皿盛满滤液，用小火加热
B．等到蒸发皿中出现较多固体时停止加热
C．待溶液蒸干后，再停止加热
D．将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热
【解析】选B。蒸发皿中所盛液体不得超过其容积的 eq \f(2,3) ，A项错误；当有较多固体出现时，可利用余热将溶液蒸干，C项错误；蒸发皿可直接加热，D项错误。
2．下列除杂过程正确的是(括号内为杂质)( )
A．MnO2(KCl) 加水溶解、过滤、蒸发、结晶
B．BaSO4(BaCO3) 加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥
C．CuO(Cu) 加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥
D．KCl(K2CO3) 加足量稀硫酸、过滤、蒸发、结晶
【解析】选B。A项，加水溶解、过滤、洗涤、干燥后可得到MnO2；C项，加稀盐酸后CuO溶解，过滤、洗涤、干燥后得到的是铜；D项，加足量稀硫酸后，引入新杂质K2SO4。
3．(2021·杭州高一检测)除去某溶液里溶解的少量杂质，下列做法中不正确的是(括号内的物质为杂质)( )
A．NaCl溶液(Na2CO3)：加适量盐酸后加热
B．KNO3溶液(AgNO3)：加KCl溶液，过滤
C．NaCl溶液(BaCl2)：加过量Na2CO3溶液，过滤，再加适量盐酸并加热
D．KNO3固体(NaCl)：溶解后加热蒸发得浓溶液，降温结晶后过滤
【解析】选B。A项，加适量盐酸除去Na2CO3，加热除去多余的HCl，操作正确；B项，KNO3溶液(AgNO3)中加KCl溶液，会引入Cl－杂质，B项错误；C项，加过量Na2CO3溶液产生碳酸钡沉淀，过滤，滤液中再加适量盐酸除去Na2CO3，操作正确；D项，由于KNO3的溶解度受温度变化影响较大，浓溶液降温结晶析出KNO3晶体，杂质NaCl留在溶液中可除去。
4．在实验室中有下列四组试剂，某同学欲分离含有氯化钾、氯化铁和硫酸钡的混合物，应选用的试剂组合是( )
A．水、硝酸银溶液、稀硝酸
B．水、氢氧化钾溶液、硫酸
C．水、氢氧化钠溶液、稀盐酸
D．水、氢氧化钾溶液、盐酸
【解析】选D。由于混合物中硫酸钡不溶于水，第一步可用水溶解然后过滤分离出硫酸钡。第二步用硝酸银溶液是无法分离氯化钾和氯化铁的，用氢氧化钾溶液可将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，并可防止氯化钾溶液中引入其他杂质阳离子，然后通过过滤分离出氢氧化铁。要将氢氧化铁再转化为氯化铁，只能用盐酸溶解，滤液中的过量氢氧化钾也需要用盐酸中和转化为氯化钾。最终通过蒸发得到相应的固体。
5. (2021·潍坊高一检测)提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，设计实验方案为
则X试剂为( )
A．Na2CO3 B．K2CO3 C．Na2SO4 D．K2SO4
【解析】选B。除去Ba(NO3)2应用碳酸盐而不可选用硫酸盐，因为碳酸盐过量才能保证Ba(NO3)2被除净，过量的碳酸盐还能用硝酸除去；而硫酸盐虽能保证Ba(NO3)2被除净，但过量的硫酸盐无法用硝酸除去；因为是钾盐溶液，故不能用钠盐。
6．(2021·盐城高一检测)海洋中有丰富的资源，如图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是( )
A．由反应①可知：相同温度下，NaHCO3的溶解度大于Na2CO3
B．NaCl经化学反应制得单质Na，将Na投入CuSO4溶液中可置换出紫红色的Cu
C．反应②的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2Br－＋4H＋
D．除去粗盐中含有的Mg2＋、Ca2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 等杂质离子，加入的药品顺序为NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
【解析】选C。A项，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，错误；B项，Na投入溶液中先和水反应生成NaOH，NaOH会和CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，不会析出Cu，错误；C项，Br2和SO2水溶液反应生成H2SO4和HBr，正确；D项，Na2CO3溶液应排在BaCl2溶液之后，Na2CO3不仅可以除去Ca2＋，还可以除去前面加入的过量的Ba2＋，错误。
7．(2021·南通高一检测)食盐是人类生活中不可缺少的物质，海水中含有大量食盐。某地出产的粗盐中，所含杂质是CaCl2，通过下面的实验可制得纯净的NaCl。
(1)加入过量Na2CO3于溶液a中，判断Na2CO3已过量的方法是____________。
(2)除去沉淀CaCO3表面附着的溶液中的杂质离子必须经过洗涤、干燥的步骤。沉淀洗涤的操作为________________________________________。
(3)A试剂的名称为________________，作用是__________________。
(4)操作1的步骤是________________，烘干。
(5)溶液b与A试剂反应会产生CO2，若将产生的CO2通入一定量的澄清石灰水中，会观察到先有白色沉淀生成，之后白色沉淀消失。试写出该过程的总的离子方程式_____________________________________。
【解析】(1)取少量该溶液于试管中，继续加入沉淀剂，若看不到沉淀，说明加入的沉淀剂已过量。(2)洗涤沉淀时，不可用玻璃棒搅拌，应让蒸馏水自由滤去。(3)加入HCl，除去过量的Na2CO3，以获得较纯的NaCl晶体。(4)从溶液中获得晶体的方法为蒸发结晶。(5)Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀，CaCO3与CO2继续反应生成Ca(HCO3)2，沉淀溶解。
答案：(1)取少量该溶液于洁净的试管中，继续滴加Na2CO3溶液，若无白色沉淀生成，则Na2CO3溶液过量
(2)沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，待水滤出后，重复2到3次
(3)盐酸 除去过量的Na2CO3
(4)蒸发结晶
(5)OH－＋CO2===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 序号
步骤
作用
操作或反应的化学方程式
1
溶解
用托盘天平称取2 g粗盐(精确到0.1克)。用量筒量取10 mL水倒入烧杯里。用药匙取一匙粗盐加入水中，并用玻璃棒搅拌。接着再加入粗盐，边加边用玻璃棒搅拌，一直加到粗盐不再溶解时为止。在天平上称量剩下的粗盐，计算在10 mL水中大约溶解了多少克粗盐
2
加入过量BaCl2
去除硫酸根离子
BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl
3
加入过量NaOH
去除镁离子
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
4
加入过量Na2CO3
去除钙离子及BaCl2中的钡离子
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl
5
过滤、向滤液中加入适量HCl
除去过量NaOH、Na2CO3
NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
6
蒸发结晶
得到精盐
蒸发浓缩、冷却结晶
误差
何种操作引起
偏低
溶解时将粗盐一次全部倒入水中，立即过滤
蒸发时，有一些液体、固体溅出
固体没有完全被转移到纸上
偏高
提纯后的精盐尚未完全干燥就称其质量
粗盐中含有其他可溶性固体