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新高中化学苏教版选修6教案:1.3硝酸钾晶体的制备


课题 3 硝酸钾晶体的制备 一 、课程标准、学科教学指导意见相关要求 学科教学指导意见对本实验的基本要求是: ①理解 实验室中制取硝酸钾的原理——水溶液中利用离子相互 反应和溶解度的差异来制备无机化合物的一般原理和步 骤。②学会利用结晶或重结晶的方法提纯固态物质。③ 学习减压过滤,了解热过滤.④进一步掌握并能熟练运用 溶解、过滤、加热蒸发、结晶等常用实验操作⑤加深对 制备实验的认

识,初步体会科学研究的过程。 二 、实验原理 制备 KNO3 是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。在 NaNO3 和 KCl 的混合溶液 中,同时存在 Na+、K+、Cl- 和 NO3- 四种离子。升高温度,NaCl 的溶解度几乎没有多大改 变,而 KNO3 的溶解度却增大得很快。在高温下, 蒸发溶剂,达到饱和的 NaCl 先结晶分离。 然后,冷却降温, KNO3 达到饱和,析出晶体,得到粗产品。 初次结晶得到的晶体中常会混有些可溶性杂质。将所得晶体溶于少量溶剂中,然后进行 蒸发(或冷却) 、结晶、过滤,如此反复的操作称为重结晶。重结晶作为提纯固态物质的常用 方法,在化学实验中占据着重要地位。 三、实验操作要点及主要实验现象 1. 过滤装置 (1)减压过滤装置 抽滤也称减压过滤, 是在较低压强下 将晶体析出,可以快速、充分地将晶体和 母液分离。 抽滤使用特殊的漏斗——布氏 漏斗。使用时,将直径略小于漏斗内径的 圆形滤纸铺在漏斗中, 先用少量溶剂润湿 滤纸并微启水泵,将其吸紧;然后小心地 将要过滤的悬浊液倒入漏斗中,开大水 泵,一直抽气到几乎没有液体滤出为止。 抽滤装置如图所示。 图3 结晶表面残留的母液,可用少量的溶剂洗涤。这时抽气应暂时停止,把少量溶剂均匀地 洒在布氏漏斗内的滤饼上,以全部结晶刚好被溶剂覆盖为宜;并用玻璃棒搅松晶体,使晶体 润湿;然后抽气把溶剂抽干。热溶液和冷溶液都可选用减压过滤。若为热过滤,则过滤前应 将布氏漏斗放入烘箱(或用电吹风)预热。 (2)热过滤装置 过滤热饱和溶液时,为防止溶液温度降低引起晶体析出,堵塞滤纸孔,降低产率,一般 要热过滤。折叠滤纸的方法如图4。过滤少量热溶液可选一经过预热,颈短而粗的玻璃漏斗, 用如图5所示装置过滤。过滤较多溶液则应选择保温漏斗,用图6所示装置过滤。热过滤时一 般不要用玻璃棒引流,以免加速降温;接受滤液的容器内壁不要贴紧漏斗颈,以免滤液迅速 冷却析出晶体,堵塞漏斗口。 图4 2. 实验操作要点 (1)制备 KNO3 粗品 图5 图6 称取 20gNaNO3 和 17g KCl 放入 100mL 小烧杯中, 加 35mLH2O (此时溶液体积约为 50mL) 。 加热溶解后,继续加热蒸发至原溶液体积一半(建议改为约 40mL) 。这时烧杯中有晶体析出 (NaCl 晶体) ,趁热用热滤漏斗过滤。滤液盛于预置 2mL 蒸馏水(防止 NaCl 析出)的小烧杯 中自然冷却、结晶。减压过滤,尽量抽干。称重。计算理论产量和产率。 (2)KNO3 提纯 除保留少量粗产品供纯度检验外,按粗产品∶水=2∶1(质量比)的比例,将粗产品溶 于蒸馏水中。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, 可再加极少量蒸馏水使其溶解。 )待溶液冷却至室温后抽干。然后将 KNO3 晶体转移到表面皿 上, 架于内盛沸水的烧杯上方,用水蒸气烘干,得到纯度较高的硝酸钾晶体。 (3)检验纯度: 分别取 0.1g 粗产品和重结晶后的 KNO3 晶体放入小试管中,各加 2mL 蒸馏水配成溶液, 各

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