化学必修 第二册用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子教学设计

这是一份化学必修 第二册用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子教学设计，共4页。
粗盐、蒸馏水、0.1 ml·L-1氯化钡溶液(其作用是除去SO42−)、20%的氢氧化钠溶液(其作用是除去Mg2+)、饱和碳酸钠溶液(其作用是除去Ca2+、Ba2+)、6 ml·L-1盐酸、pH试纸。
实验步骤
问题讨论
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？
提示 本实验中加入试剂的顺序是BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸。
按下列顺序加入试剂也可达到实验目的：
①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
2.在实验操作②中为什么依次加入的试剂都要略微过量？实验操作④中加入盐酸的目的是什么？
提示 实验操作②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④中加入盐酸是为了除去滤液中过量的OH-和CO32−。
3.步骤③和步骤④的操作顺序能否颠倒？为什么？
提示 不能颠倒。若在过滤前加入稀盐酸，会使生成的沉淀溶解，杂质离子不能除去。
4.粗盐水中加入氯化钡溶液使SO42−沉淀而除去，如何检验SO42−是否沉淀完全？
提示 静置后，沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2~3滴氯化钡溶液，若溶液不出现浑浊，说明SO42−已沉淀完全。
5.通过此次实验活动，你认为物质分离和提纯原则应该有哪些？
提示 (1)“不增”——不能引入新的杂质；
(2)“不减”——不能减少被提纯物质；
(3)“易分离”——杂质或反应后的杂质易与被提纯物质分离；
(4)“易复原”——被提纯的物质要容易复原。
1.(2024·山东济宁高一期中)某工业废水中存在大量的Na+、Cl-、Cu2+和SO42−，欲除去废水中的Cu2+和SO42−，设计工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A.加入试剂a，可观察到溶液A中有白色沉淀生成
B.加入试剂b，发生反应的离子方程式为Ba2++CO32−===BaCO3↓
C.试剂c为盐酸
D.溶液C中只含有Na+、Cl-、CO32−
答案 D
解析 由流程可知，先加NaOH溶液可除去Cu2+，过滤后再加试剂a为BaCl2溶液，需过量，保证完全除去SO42−，试剂b为Na2CO3溶液，可除去过量钡离子，发生反应的离子方程式为Ba2++CO32−===BaCO3↓，过滤，向滤液中加入试剂c为盐酸，可除去CO32−、OH-，得到NaCl溶液，A、B、C正确；溶液C中除含有Na+、Cl-、CO32−外还有OH-，D错误。
2.(2023·南京高一期中)某同学设计如图实验方案，来分离NaCl和BaCl2两种固体混合物，供选试剂：Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、K2CO3溶液、盐酸。
(1)操作②的名称是 。
(2)试剂a是 (填化学式，下同)，试剂b是 。
(3)加入试剂b所发生反应的化学方程式为 。
(4)该方案能否达到实验目的？ (填“能”或“不能”)。若不能，应如何改进？ (若能，此问不用回答)。
答案 (1)过滤 (2)Na2CO3 HCl (3)BaCO3+2HCl===BaCl2+H2O+CO2↑ (4)不能 应该在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶
解析 分离NaCl和BaCl2两种固体混合物，可先加水溶解，然后加入过量Na2CO3溶液使BaCl2转化为沉淀，过滤得到的沉淀A(BaCO3)经洗涤后加入盐酸可生成BaCl2溶液，经蒸发、结晶、干燥后可得固体BaCl2；操作②所得滤液为NaCl和过量Na2CO3的混合溶液，蒸发结晶得到固体C为NaCl和Na2CO3，应先加入过量盐酸除去过量Na2CO3后再制得NaCl。
3.(2024·广州高一段考)氯化钠既是我们日常生活中不可缺少的调味品，也是一种重要的化工原料。某化学兴趣小组进行粗盐(主要含有泥沙、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42−、Cl-)提纯实验。
Ⅰ.甲同学的操作步骤如图所示：
已知：BaSO4不溶于稀盐酸和稀硝酸。
依据所学知识回答下列问题：
(1)操作①所用的玻璃仪器包括烧杯、 ；操作④的名称是 。
(2)从产品纯度考虑，试剂a、b、c可以分别为下列选项中的 (填字母)；加入盐酸时发生反应生成CO2的离子方程式为 。
A.BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2SO4溶液
B.NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
C.BaCl2溶液、Na2SO4溶液、NaOH溶液
Ⅱ.乙同学对甲同学的实验进行评价，提出了一些猜想，并设计实验进行验证：
供选择的试剂：稀盐酸、Na2SO4溶液、BaCl2溶液。
(3)完成上述表格中：① ；② ；③ ；④ 。
答案 (1)漏斗、玻璃棒 蒸发结晶
(2)B 2H++CO32−===CO2↑+H2O
(3)稀盐酸 Na2SO4溶液 猜想1不成立 有白色沉淀生成
解析 (1)操作①是过滤，所用的玻璃仪器包括烧杯、漏斗、玻璃棒；操作④是利用氯化钠溶液得到氯化钠晶体，名称是蒸发结晶。
(2)由于过量的钡离子需用Na2CO3除去，因此Na2CO3一定要放在氯化钡的后面加入，NaOH溶液没有限制，故选B。
(3)由于BaCO3能溶于盐酸，BaSO4不溶，则取少量固体A于试管中，先加入足量稀盐酸，有气泡产生，再加入Na2SO4溶液，无白色沉淀，说明猜想1不成立；BaSO4不溶于水也不溶于酸，则取少量提纯后的NaCl晶体于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，滴入稀HNO3和BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明猜想2成立。实验步骤
实验操作
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蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使粗盐充分溶解，得到粗盐水
②沉淀
向粗盐水中依次滴加过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液，使SO42−、Mg2+、Ca2+、Ba2+完全沉淀析出
③过滤
将烧杯静置后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质，过滤中玻璃棒的作用是引流，滤液呈碱性
④中和
向滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到无气泡冒出，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性
⑤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。冷却后，得到去除了杂质离子的精盐
猜想
验证的方法
现象
结论
猜想1：固体A中含BaCO3
取少量固体A于试管中，先加入足量① ，再加入②
有气泡产生，无白色沉淀
③
猜想2：最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4
取少量提纯后的NaCl晶体于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，滴入稀HNO3和BaCl2溶液
④
猜想2成立