2019-2020年高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題3 硝酸鉀晶體的制備作業(yè) 蘇教版選修6.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題3 硝酸鉀晶體的制備作業(yè) 蘇教版選修6 1.下列實(shí)驗(yàn)操作中正確的是( ) A.用重結(jié)晶法除去硝酸鉀中混有的少量氯化鈉 B.用濕潤的pH試紙測(cè)定Na2CO3溶液的pH C.Zn和硫酸反應(yīng)時(shí),為了使制取氫氣的速度加快,可向稀硫酸中加入一定量的水 D.在氫氧化鐵膠體中加入過量的鹽酸最終會(huì)產(chǎn)生沉淀 2.下列除去括號(hào)內(nèi)雜質(zhì)的有關(guān)操作中正確的有( ) A.苯(苯酚):加濃溴水、振蕩、分液 B.肥皂液(甘油):加食鹽凝聚,過濾 C.NaNO3(KCl):加沸水配成飽和溶液,冷卻結(jié)晶,重結(jié)晶 D.福爾馬林(甲酸):加純堿溶液、分液 3.下列說法中正確的是( ) A.用玻璃棒攪拌過飽和溶液,可防止晶體析出 B.減壓過濾可加快過濾速度 C.膠狀沉淀最好用減壓過濾,效果好 D.根據(jù)綠色化學(xué)的要求,實(shí)驗(yàn)中絕不能用任何有毒化學(xué)藥品 4.如下圖所示是幾種鹽的溶解度曲線,下列說法中正確的是( ) A.40 ℃時(shí),將35 g食鹽溶于100 g水中,降溫至0 ℃時(shí),可析出氯化鈉晶體 B.20 ℃時(shí),硝酸鉀飽和溶液的質(zhì)量百分比濃度是31.6% C.60 ℃時(shí),200 g水中溶解80 g硫酸銅達(dá)飽和,當(dāng)降溫至30 ℃時(shí),可析出30 g硫酸銅晶體 D.30 ℃時(shí),將35 g硝酸鉀和35 g食鹽同時(shí)溶于100 g水中,蒸發(fā)時(shí),先析出的是氯化鈉 5.粗鹽中除含有鈣離子、鎂離子、硫酸根離子等可溶性雜質(zhì)外,還含有泥沙等不溶性雜質(zhì)。我們食用的精鹽是用粗鹽提純而得到的。通過教材中“粗鹽的提純”及你做過的該實(shí)驗(yàn),回答下列問題。 (1)粗鹽溶解,過濾后除去的雜質(zhì)是____________。 (2)如何運(yùn)用最簡(jiǎn)單的方法檢驗(yàn)溶液中有無?______________________。如果有,應(yīng)該如何除去?_______________________________________。 (3)在經(jīng)過操作(2)后的溶液中滴加飽和Na2CO3溶液,直至不再產(chǎn)生沉淀為止。請(qǐng)問這步操作的目的是___________________________________________________。 (4)將經(jīng)過操作(3)后的溶液過濾。請(qǐng)問這一操作能除掉哪些物質(zhì)? ________________________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行NaCl溶液的蒸發(fā)時(shí),一般有以下操作過程:①放置酒精燈;②固定鐵圈位置;③放上蒸發(fā)皿(蒸發(fā)皿中盛有NaCl溶液);④加熱攪拌;⑤停止加熱。其正確的操作順序?yàn)開_____________。 (6)實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中,在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒,分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的。 溶解時(shí):________________________________________________。 過濾時(shí):________________________________________________。 蒸發(fā)時(shí):________________________________________________。 6.以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉,工藝流程如下所示: 氯化銨和硫酸鈉的溶解度受溫度變化的影響如上圖所示?;卮鹣铝袉栴}。 (1)欲制備10.7 g NH4Cl,理論上需NaCl________g。 (2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有________、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。 (3)“冷卻結(jié)晶”過程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為________。 (4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是______________________。 (5)若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì),進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是____________________。 7.制備KNO3晶體的實(shí)質(zhì)是利用結(jié)晶和重結(jié)晶法對(duì)KNO3和NaCl的混合物進(jìn)行分離。下面是某化學(xué)興趣小組的活動(dòng)記錄。 查閱資料:文獻(xiàn)中查得,四種鹽在不同溫度下的溶解度(S/g)如下表所示。 NaNO3 KNO3 NaCl KCl 10 ℃ 80.5 20.9 35.7 31.0 100 ℃ 175 246 39.1 56.6 實(shí)驗(yàn)方案: Ⅰ.溶解:稱取29.8 g KCl和34.0 g NaNO3放入250 mL燒杯中,再加入70.0 g蒸餾水,加熱并攪拌,使固體全部溶解。 Ⅱ.蒸發(fā)結(jié)晶:繼續(xù)加熱和攪拌,將溶液蒸發(fā)濃縮。在100 ℃時(shí)蒸發(fā)掉50.0 g水,維持該溫度,在保溫漏斗(如圖所示)中趁熱過濾析出的晶體。得晶體m1 g。 Ⅲ.冷卻結(jié)晶:待溶液冷卻至室溫(實(shí)驗(yàn)時(shí)室溫為10 ℃)后,進(jìn)行減壓過濾。得KNO3粗產(chǎn)品m2 g。 Ⅳ.重結(jié)晶:將粗產(chǎn)品全部溶于水,制成100 ℃的飽和溶液,冷卻至室溫后抽濾,得KNO3純品。 假定:①鹽類共存時(shí)不影響各自的溶解度;②各種過濾操作過程中,溶劑的損耗忽略不計(jì)。試回答下列問題。 (1)操作Ⅱ中趁熱過濾的目的是_______________________________________________, 理論上過濾得到晶體的質(zhì)量m1=________g。 (2)若操作Ⅱ中盛接濾液的燒杯中不加入蒸餾水,則理論上在操作Ⅲ中可得粗產(chǎn)品的質(zhì)量m2=________g,其中混有NaCl________g。為防止NaCl混入,在操作Ⅱ中盛接濾液的燒杯中至少應(yīng)加入蒸餾水________g。 (3)操作Ⅲ中采用減壓過濾,其優(yōu)點(diǎn)是________________________________。該小組同學(xué)所用的裝置如下圖所示,試寫出該裝置中主要玻璃儀器的名稱:________。若實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象,應(yīng)采取的措施是__________________________________________________。 參考答案 1. 答案:A 解析:用pH試紙測(cè)溶液的pH時(shí)不可預(yù)先濕潤;過量的鹽酸會(huì)溶解生成的氫氧化鐵沉淀。 2. 答案:B 解析:A、D兩項(xiàng)不能完成分液,因?yàn)樗映s試劑不能使二者分層;C項(xiàng)中利用重結(jié)晶操作不能徹底除雜,只有B項(xiàng)中加食鹽后,發(fā)生鹽析作用,過濾可除雜。 3. 答案:B 解析:用玻璃棒攪拌過飽和溶液,可促使晶體析出。膠狀沉淀易透過濾紙,故不宜用減壓過濾。很多化學(xué)藥品都是有毒的,因此,在實(shí)驗(yàn)中不可避免地會(huì)用到一些有毒藥品。 4. 答案:D 解析:0 ℃時(shí)NaCl的溶解度為35.7 g,此時(shí)100 g水中溶解35 g NaCl,溶液尚未飽和,故不會(huì)有NaCl晶體析出;20 ℃時(shí),KNO3飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:100%=24%;C項(xiàng)中析出CuSO45H2O的質(zhì)量為54.5 g;D項(xiàng)中,由于NaCl的溶解度小,故在蒸發(fā)時(shí)優(yōu)先析出。 5. 解析:(1)粗鹽中除含有Ca2+、Mg2+、外,還含有泥沙等不溶性雜質(zhì),故過濾后除去的雜質(zhì)是泥沙等不溶性雜質(zhì)。 (2)檢驗(yàn),一般用BaCl2溶液,除去也選用BaCl2溶液。 (3)過量的Na2CO3溶液可除去Ca2+、Mg2+和過量的Ba2+。 (5)安裝蒸發(fā)裝置時(shí),要由酒精燈火焰的高度來確定鐵圈的位置。 答案:(1)泥沙等固體不溶物 (2)靜置片刻,在上層清液處滴加一滴BaCl2溶液,如果出現(xiàn)白色渾濁或者沉淀,則溶液中含有,不出現(xiàn)白色渾濁就說明無,在溶液中加入過量的BaCl2溶液 (3)除去Ca2+、Mg2+以及過量的Ba2+ (4)BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3等物質(zhì) (5)①②③④⑤ (6)攪拌,加速溶解 使待過濾液體沿玻璃棒流入漏斗,防止外灑 防止因局部過熱使液滴或晶體飛濺 6. 解析:由氯元素守恒,n(NH4Cl)=n(NaCl),即,得m(NaCl)=11.7 g。 (2)中蒸發(fā)濃縮時(shí),濾液須放在蒸發(fā)皿中進(jìn)行。 (3)進(jìn)行冷卻結(jié)晶的目的是讓NH4Cl析出而Na2SO4不能析出,觀察題中的溶解度曲線圖發(fā)現(xiàn)在35 ℃左右時(shí)Na2SO4的溶解度高于NH4Cl,應(yīng)選擇該溫度。 (4)考慮到NH4Cl受熱易分解的性質(zhì),利用加熱的方法來判斷產(chǎn)品是否純凈。 (5)若所得的NH4Cl產(chǎn)品仍有Na2SO4雜質(zhì),必須再通過相同的多次結(jié)晶來提純NH4Cl,即重結(jié)晶。 答案:(1)11.7 (2)蒸發(fā)皿 (3)35 ℃(33~40 ℃均可) (4)加熱法;取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產(chǎn)品純凈 (5)重結(jié)晶 7. 解析:29.8 g KCl的物質(zhì)的量為0.4 mol,34.0 g NaNO3的物質(zhì)的量為0.4 mol,再加入70.0 g蒸餾水,固體全部溶解后,K+、Na+、Cl-、NO均為0.4 mol。(1)操作Ⅱ中趁熱過濾的目的是防止降溫時(shí)析出KNO3晶體而降低產(chǎn)率;理論上操作Ⅰ析出的是NaCl晶體,100 ℃時(shí)NaCl的溶解度為39.1 g。操作Ⅱ后溶液中剩余20 g蒸餾水(溶劑),故m1=58.5 gmol-10.4 mol-39.1 g=15.58 g。 (2)若操作Ⅱ中盛接濾液的燒杯中不加入蒸餾水,則理論上在操作Ⅲ中析出的晶體為NaCl和KNO3,其中m(NaCl)=39.1 g-35.7 g=0.68 g,m(KNO3)=101 gmol-10.4 mol-20.9 g=36.22 g,故m2=m(NaCl)+m(KNO3)=36.9 g。操作Ⅱ中盛接的濾液中含NaCl的質(zhì)量為39.1 g=7.82 g。欲使操作Ⅲ析出的晶體中不含NaCl晶體,則必須使這7.82 g NaCl在10 ℃時(shí)全部溶于水,設(shè)此時(shí)所需溶劑水的質(zhì)量為x g,則有:=,得x=21.9,故在燒杯中至少應(yīng)加入1.9 g蒸餾水。 (3)減壓過濾可加快過濾速度,并能得到較干燥的沉淀;裝置中主要用到的玻璃儀器是吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵;若實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象,應(yīng)打開旋塞K,以保持安全瓶內(nèi)外大氣相通。 答案:(1)防止降溫時(shí)析出KNO3晶體而降低產(chǎn)率 15.58 (2)36.9 0.68 1.9 (3)可加快過濾速度,并能得到較干燥的沉淀 吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵 打開旋塞K- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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