第11讲 粗盐中难溶性杂质的去除（解析版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 第十一讲　粗盐的提纯 模块一 粗盐提纯的基本实验 知识精讲 1．粗盐的提纯实验 用海水晒盐，得到粗盐NaCl： 粗盐中主要成分是食盐，主要含有的杂质： ①难溶性杂质：泥沙等； ②可溶性杂质：Na2SO4、MgCl2、CaCl2等。 实验步骤 操作示意图 操作方法 玻璃棒的作用 溶解 称取5．0克粗盐，用量简量取10毫升水，将粗盐和水倒入烧杯里，用玻璃棒搅拌使粗盐溶解充分 搅拌，加速溶解 过滤 将烧杯中的液体沿玻璃棒倒入过滤装置中，其液面不能超过滤纸边缘，若滤液浑浊，再过滤一次 引流 蒸发 将滤液倒入蒸发皿中，然后用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅溶液，待出现较多固体时停止加热 搅拌散热，防止 液滴飞溅 计算产率 用玻璃棒把固体转移到纸上，用托盘天平称量质量并记录，比较提纯前后食盐状态并计算精盐的产率= ×100% 转移固体 思考与交流 （1）过滤时，‘一贴二低三靠’指什么? （2）蒸发时，一直蒸干液体才停止加热，对吗? （3）这样提纯的食盐是否为纯净物 ? 【答案】（1）一贴：滤纸贴漏斗壁，二低：滤纸低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯嘴靠玻璃棒，玻璃棒靠三层滤纸，漏斗尖嘴靠烧杯； （2）不对，当有较多固体出现时，停止加热；（3）不是；里面还含有氯化镁、氯化钙等。 经典例题 Ø 粗盐中难溶性杂质的去除实验 【例1】（2020·广东广州）已知室温下NaCl的溶解度约为36g。现称取3.6g粗盐，经过溶解、过滤、蒸发、转移等步骤，除去泥沙得到精盐。下列操作正确且合理的是（ ） A．溶解 B．过滤 C．蒸发 D．转移 【答案】B 【详解】 A、室温下，氯化钠的溶解度是36g，即该温度下，100g水中最多能溶解36g氯化钠，故10gmL水就能溶解3.6g氯化钠，加入50mL水，加水过多，会使蒸发的时间过长，故加水应适量，不符合题意； B、过滤时，应遵循“一贴、二低、三靠”的原则，图中操作正确，符合题意； C、蒸发时，应用蒸发皿，图中操作错误，不符合题意； D、转移时，应用玻璃棒进行转移，图中操作错误，不符合题意。 故选B。 【例2】（2018·广东）如图是利用海水提取粗盐的过程，下列说法中错误的是（　　） A．图中①是结晶池 B．图中②的操作过程是溶解、过滤、结晶 C．析出晶体后的母液是氯化钠的饱和溶液 D．蒸发池是利用氯化钠的溶解度受温度影响变化大的原理 【答案】D 【详解】 A、氯化钠的溶解度受温度影响变化不大，可用蒸发结晶的方法进行分离，故图中①是结晶池，故A正确； B、粗盐中含有泥沙等难溶性杂质，所以图中②的操作过程是溶解、过滤、蒸发结晶，得到氯化钠晶体，故B正确； C、析出晶体后的母液是氯化钠的饱和溶液，故C正确； D、氯化钠的溶解度受温度影响变化不大，可用蒸发结晶的方法进行分离，而不是氯化钠的溶解度受温度影响变化大的原理，故D错误。 故选：D。 【例3】在粗盐提纯的实验中，下列操作正确的是（ ） A．称量 B．溶解 C．过滤 D．蒸发结晶 【答案】D 【详解】 A、用托盘天平称量物品，应“左物右码”，图中操作错误，不符合题意； B、不能在量筒中进行溶解操作，应在烧杯中进行，图中操作错误，不符合题意； C、过滤时，应遵循“一贴、二低、三靠”的原则，并用玻璃棒引流，图中操作错误，不符合题意； D、蒸发时，应用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅，图中操作正确，符合题意。 故选D。 模块二 粗盐中杂质离子的去除 知识精讲 1．粗盐中杂质离子的去除 思考与交流 1．粗盐NaCl中含有杂质：Na2SO4、MgCl2、CaCl2等。 （1）含有杂质离子有哪些? （2）用什么离子才能除去杂质离子? 2．挑选合适的试剂除去括号内杂质： （1）NaCl(Na2SO4) （2） NaCl(MgCl2) （3）NaCl(CaCl2) （4）NaCl(BaCl2) （5）NaCl(NaOH) （6）NaCl(Na2CO3) 【答案】1．（1）SO42-、Mg2+、Ca2+；（2）Ba2+，OH-，CO32-； 2．（1）BaCl2；（2）NaOH；（3）Na2CO3；（4）Na2CO3；（5）HCl；（6）HCl 2．粗盐中杂质离子去除的流程： 思考与交流 （1）根据流程图，回答下列问题： ①加入过量BaCl2溶液，其作用是除去 （填物质的化学式）； 反应方程式是： ； ②加入过量NaOH溶液，其作用是除去 ；反应方程式是： ； ③加入过量的Na2CO3溶液，其作用是除去 ； 反应方程式是： ； ； ④加入过量的稀盐酸，其作用是除去 ； 反应方程式是： ； ； （2）最后溶液中含有NaCl和稀HCl，如何除去稀盐酸呢? （3）加入药品的顺序是：BaCl2 → NaOH → Na2CO3 →HCl。 能否将NaOH和BaCl2的顺序颠倒，即先加NaOH，再加BaCl2 ? 能否将Na2CO3和HCl的顺序颠倒呢? 能否先加Na2CO3再加BaCl2 ? 写下药品添加顺序的可能情况： 【答案】（1）①Na2SO4，Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl； ②MgCl2，MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl； ③CaCl2和过量的BaCl2，CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl； ④过量的NaOH和过量的Na2CO3，NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。 （2）蒸发； （3）可以；不能；不能，除不掉Ba2+；① NaOH →BaCl2→ Na2CO3 →HCl、 ② BaCl2 → Na2CO3 → NaOH →HCl 及时小练 【练1】某食盐样品中含有少量泥沙、CaCl2和MgCl2，以下是除去样品中沙土、CaCl2和MgCl2的实验流程： （1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是            ，该步骤要使用到的玻璃仪器是：烧杯、玻璃棒、 。 （2）加入过量的NaOH溶液的目的是               ，加入过量的Na2CO3溶液的目的 是                     ，加入适量稀盐酸的目的是 。 （3）写出NaOH与杂质反应的化学方程式                           。 （4）滤液Ⅱ中溶质的化学式是 ，沉淀Ⅱ的化学式是 。 【答案】（1）过滤，漏斗；（2）除去MgCl2，除去CaCl2，除去过量的NaOH和过量的Na2CO3； （3）2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl；（4）NaCl、NaOH、Na2CO3；CaCO3。 【练2】除去食盐溶液中的Na2SO4和CaCl2杂质的操作有：①加入过量BaCl2溶液；②过滤；③加入适量盐酸；④蒸发结晶；⑤加入过量Na2CO3溶液。 正确的操作顺序是（　　） A．①⑤②③④ B．③①⑤②④ C．①③⑤④② D．⑤③②①④ 【答案】A 经典例题 Ø 杂质离子的去除 【例1】海洋是人类宝贵的自然资源，海水“制盐”体现了人类利用化学科学征服和改造自然的智慧。通过晾晒海水，可以得到粗盐，粗盐中含有不溶性杂质（如泥沙等）和可溶性杂质（如MgCl2、CaCl2等），工业上以粗盐为原料制取精盐，其生产流程如图所示。 请回答下列问题： （1）操作b中玻璃棒的作用是_____； （2）加入Na2CO3溶液除去的离子是___（填离子符号），加入NaOH溶液发生反应的化学方程式为_______。 （3）滤液中溶质的主要成分是_____ （填一个化学式），加入足量稀盐酸的目的是_______。 【答案】引流或防止液滴飞溅 Ca2+ NaCl 除去过量的氢氧化钠和碳酸钠 【例2】实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的流程如下： 已知：①反应Ⅰ的化学方程式：；②MnCO3、Mn(OH)2 均难溶于水，MnCO3在100℃时开始分解。 （1）反应Ⅰ属于基本反应类型中的_____________反应。 （2）流程中“操作”的名称为_____________，所需要的主要玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、_____________。 （3）反应Ⅱ的化学方程式为_____________ ，反应Ⅱ需控制溶液的酸碱性，若碱性过强，MnCO3粗产品中将混有_______________（填化学式）。 （4）验证MnCO3粗产品表面附着有Na2SO4杂质：取样品少许，向其中加入水，搅拌、过滤，向滤液中加入适量的____________（填化学式）溶液，有白色沉淀产生。 （5）为获得高纯MnCO3，需选择“低温”干燥的原因是__________________ 。 【答案】化合 过滤 漏斗 Mn(OH)2 BaCl2 MnCO3在100°C以上会分解 【详解】 (1)化合反应是指由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。由题意可知，反应I的化学方程式: ，为两种物质变成一种， 多变一，为化合反应，所以反应I属于基本反应类型中的化合反应； (2)流程中“操作”是将难溶性物质碳酸锰和硫酸钠溶液分离的，为过滤，所需要的主要玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯； (3)反应Ⅱ中加入的是反应I的生成物硫酸锰和新加入的碳酸氢钠，生成物为过滤得到的碳酸锰和溶液中的硫酸钠以及生成的气体二氧化碳。对应的化学方程式为: 。反应II需控制溶液的酸碱性，若碱性过强，则硫酸锰和碱反应生成难溶性氢氧化锰沉淀，对应的化学式为Mn(OH)2； (4)验证MnCO3粗产品表面附着有Na2SO4杂质，也就是检验硫酸根的存在:取样品少许，向其中加入水，搅拌、过滤，向滤液中加入适量的BaCl2溶液，有白色沉淀产生； (5)为获得高纯MnCO3，需选择“低温”干燥的原因是MnCO3的分解温度为100℃，为防止MnCO3高温分解，影响高纯MnCO3的纯度。 【例3】粗盐除去泥沙后还含有少量的MgCl2、CaCl2等可溶性杂质，为了得到较纯净的氯化钠，又作了如下处理（假定杂质只有MgCl2、CaCl2两种，反应中所加试剂均过量）。 （1）白色沉淀含有物质的化学式为________、________； （2）在得到的滤液中加入过量盐酸的目的是____________ ； （3）选用蒸发结晶法而不用降温结晶法的理由是___________ 。 【答案】Mg（OH）2 CaCO3 除去过量的碳酸钠和反应生成的氢氧化钠 氯化钠的溶解度受温度影响变化不大 【例4】某盐矿的卤水中主要含有KCl，还有少量MgSO4、CaCl2等杂质。从该卤水中提取KCl的生产流程如图所示： 回答下列问题： （1）卤水与Ba(OH)2反应的化学方程式为：____________ ，属于____________反应； （2）X溶液中溶质的化学式为____________________； （3）滤渣Ⅱ的主要成分是__________________________； （4）向滤液Ⅱ中加入盐酸的目的是____________，判断盐酸适量的现象是：_________，其中发生中和反应的化学方程式为：___________________ 。 （5）蒸发过程中，用玻璃棒不断搅拌，目的是______________ 。 【答案】MgSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Mg(OH)2↓ 复分解 K2CO3 BaCO3和CaCO3 除去溶液中的氢氧化钾和碳酸钾 刚好没有气泡产生 KOH+HCl=KCl+H2O 防止因局部温度过高，造成液体飞溅 【解析】（3）在滤液I中加入碳酸钾溶液，碳酸钾和剩余的氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钾，碳酸钾和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以滤渣Ⅱ的主要成分是BaCO3和CaCO3； 模块三 除杂 知识精讲 1．除杂 一、物质分离的原则 1．不能与主试剂反应 指所选试剂只与杂质反应，而不能与被提纯的物质反应。 如：NaOH中混有杂质Na2CO3，用稀盐酸除去杂质，对吗?不能的话，应该用什么呢? 因盐酸和Na2CO3、NaOH都可反应，而用Ca(OH)2溶液，就能达到只除去Na2CO3，保留NaOH的目的。 2．不能引入新杂质 指在操作过程中，不能除掉杂质，又引入新杂质。 如：NaOH中混有杂质Na2CO3，能用BaCl2吗? 因BaCl2+Na2CO3BaCO3↓+2NaCl，会引入新杂质NaCl。故要用Ba(OH)2溶液：Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH。 3．易分离 指操作结束之后，杂质能与主试剂分开。 如：CO2中混有杂质CO，能用点燃的方法吗? 引入O2与CO虽反应生成CO2，但O2无法与CO2分离；而且，CO2量多而CO量少时，也无法点燃。 二、物质分离的方法——化学方法 方法 原理 举例 （括号内为杂质） 除杂试剂 化学方程式 化气法 向混合物中加入适量的某种试剂，使其中的杂质转变为气体逸出而除去 KCl(K2CO3) 适量稀盐酸 K2CO3+2HCl2KCl+H2O+CO2↑↑ CO2(CO) 灼热的CuO CuO+CO=Cu+CO2↑ 化水法 向混合物中加入适量的某种试剂，使其中的杂质转变为水而除去 NaCl(NaOH) 适量稀盐酸 NaOH+HClNaCl+H2O 沉淀法 向混合物的溶液中加入适量的某种试剂，使杂质与该试剂反应转化为沉淀，再过滤除掉沉淀 NaNO3(NaCl) 适量硝酸银溶液 NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3 加热(高温)法 加热(高温)混合物使杂质分解(或变成气体)而除去 CaO(CaCO3) 高温 CaCO3CaO+CO2↑ 溶解法 向混合物中加入某种试剂，使杂质与试剂反应而被溶解掉，以除去杂质 Cu(CuO) 稀硫酸 CuO+H2SO4CuSO4+H2O 置换法 向混合物中加入一种试剂，利用该试剂与杂质发生置换反应，而将杂质除去 FeSO4(CuSO4) 适量铁粉 CuSO4+FeFeSO4+Cu。 吸收法 将气体混合物通过洗气装置，杂质气体被装置内所盛试剂吸收而除去 水蒸气 浓硫酸 酸性气体(CO2、SO2、HCl等) 碱溶液(NaOH溶液) 碱性气体(NH3等) 酸溶液(H2SO4溶液) 经典例题 Ø 除杂 【例1】（2020·广东中考）下列除杂方法正确的是（ ） 选项 物质（括号内为杂质） 方法 A K2CO3溶液（K2SO4） 加BaCl2溶液，过滤 B N2（O2） 将气体通过灼热的铜网 C NaOH溶液（Na2CO3） 加入稀硫酸 D ZnSO4溶液（CuSO4） 加入过量的铁粉，过滤 【答案】B 【详解】 A、除去碳酸钾溶液中的硫酸钾，加入氯化钡溶液，能除去硫酸根离子，但会引入新杂质氯离子，故A错误； B、除去氮气中的氧气，将气体通过灼热的铜网，氧气会与铜反应生成氧化铜，氮气不会与铜反应，能够除去氧气，故B正确； C、除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠，加入稀硫酸，不仅会除去碳酸钠，还会除去氢氧化钠，故C错误； D、除去硫酸锌溶液中的硫酸铜，加入过量的铁粉，能将铜置换出来，但会引入新杂质亚铁离子，故D错误。 故选B。 【例2】除去下列各组物质中的杂质,所选用的试剂(足量)及操作方法均正确的是（ ） 选项 物质(括号内为杂质) 选用试剂 操作方法 A Fe2O3 (Fe) 稀硫酸 溶解、过滤、洗涤、干燥 B CaCl2溶液(盐酸) CaCO3 过滤 C CaO(CaCO3) 水 过滤、干燥 D KCl(K2CO3) Ca(NO3)2溶液 溶解、过滤、蒸发、结晶 【答案】B 【解析】 A、Fe2O3和Fe都能和除杂剂盐酸反应，会把主要物质反应掉，所以该方法是不可行的，错误；B、HCl能与过量的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的碳酸钙，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，正确；C、CaO中混有CaCO3，拟选用的试剂是水，水不能够溶解或者和CaCO3反应，但是却和CaO反应，导致主要成分消失，错误；D、KCl中混有K2CO3，Ca（NO3）2溶液与碳酸钠反应，生成碳酸钙沉淀和硝酸钠，硝酸钠对于氯化钾是新的杂质，引入新的杂质，错误。故选B。 【例3】除去下列物质中的杂质（括号中物质为杂质），所用试剂和操作方法都正确的是（ ） A．CaCl2溶液（HCl）：过量CaCO3 过滤 B．Cu（CuO）：O2 加热 C．KCl（KOH）：水 蒸发 D．ZnCl2溶液（CuCl2）过量镁粉 过滤 【答案】A 【详解】 A、 除去CaCl2溶液中的HCl：加CaCO3 ，HCl会与CaCO3反应生成氯化钙、水和二氧化碳，过量的碳酸钙再通过过滤除去，符合除杂原则，故选项正确； B、除去铜中的氧化铜，加热，主成分铜会和氧气反应，杂质氧化铜不反应，不符合除杂的原则，可以通入一氧化碳还原氧化铜，故选项错误； C、除去氯化钾中的氢氧化钾，加入水，两者都能溶于水，操作不可行，可以加入适量稀盐酸，氢氧化钾会与盐酸反应生成氯化钾和水，故选项错误； D、除ZnCl2溶液中的CuCl2，加过量镁粉，ZnCl2和CuCl2都会和镁反应，不符合除杂原则，可以加入过量锌过滤，选故项错误； 故选：A 【例4】为除去下列物质中的杂质（括号内为杂质），下列操作方法能达到目的的是（　　） 选项 物质（杂质） 操作方法 A CO2（CO） 将气体点燃 B CaO（CaCO3） 加足量稀盐酸、过滤 C Na2SO4（Na2CO3） 加盐酸至恰好不再产生气泡为止 D FeCl2（CuCl2） 加入足量铁屑，充分反应后过滤 【答案】D 【详解】 A、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳中混有少量一氧化碳，一氧化碳不能被点燃，不符合题意； B、加足量稀盐酸，氧化钙与碳酸钙都能与稀盐酸反应，不但除去了杂质，也除去了原物质，不符合题意； C、加盐酸至恰好不再产生气泡为止，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，虽然除去了碳酸钠，但是引入了新的杂质氯化钠，不符合题意； D、加入足量的铁屑，铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，充分反应后，过滤，除去过量的铁和生成的铜，符合题意。 故选D。 【例5】除去下列各组物质中的杂质（括号内为杂质），所选用的试剂（足量）及操作方法均正确的是 选项 物质 选用试剂 操作方法 A Fe2O3（Fe） 盐酸 浸泡、过滤、洗涤、烘干 B CO（CO2） NaOH溶液、浓硫酸 洗气、干燥 C CaO（CaCO3） 水 过滤、烘干 D NaCl（Na2CO3） Ca(NO3)2溶液 溶解、过滤、蒸发、结晶 【答案】B 【详解】 A、Fe和Fe2O3均能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，采取的方法错误，故不符合题意； B、CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，CO不与氢氧化钠溶液反应，再通过浓硫酸进行干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，采取的方法正确，故符合题意； C、CaO能与水反应生成氢氧化钙，碳酸钙难溶于水，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，采取的方法错误，故不符合题意； D、Na2CO3能与Ca（NO3）2溶液反应生成碳酸钙沉淀和硝酸钠，能除去杂质但引入了新的杂质硝酸钠，不符合除杂原则，采取的方法错误，故不符合题意； 故选B。 专项训练 【训1】（2020深圳）下列方法能达到除杂目的的是（ ） 选项 物质（括号内为杂质） 方法 A CH4（CO） 点燃混合气体 B 铜粉（碳粉） 在空气中灼烧固体混合物 C O2（水蒸气） 将混合气体通过浓硫酸 D NaCl（CaCl2） 加水溶解，过滤 【答案】C 【训2】有关“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中说法不正确的是（ ） A. 多加水，让粗盐加速溶解 B. 玻璃棒用了4次，但作用各不相同 C. 粗盐经过溶解、过滤、蒸发、结晶可以得到初步提纯 D. 当蒸发皿中出现较多量固体时，停止加热，利用余热使滤液蒸干 【答案】A 【训3】某粗盐固体样品中含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4、MgSO4和泥沙，进行以下操作可得到纯净的NaCl晶体： ①加过量的NaOH溶液；②加H2O溶解；③加过量的BaCl2溶液；④过滤；⑤蒸发；⑥加过量的Na2CO3溶液；⑦加适量的稀盐酸，则正确的操作顺序是（ ） A．②①⑥③④⑦⑤ B．②①③⑥⑦④⑤ C．①⑥②③④⑤⑦ D．②③①⑥④⑦⑤ 【答案】D 【详解】 粗盐的提纯过程中因为是固体首先要加水溶解，加入过量的氯化钡除去硫酸根、加入过量的氢氧化钠除去镁离子、加入碳酸钠除去钙离子和过量的钡离子，过滤分离沉淀和溶液、加入适量的盐酸除去过量的碳酸根和氢氧根离子、蒸发结晶得到纯净的氯化钠晶体，碳酸钠要在氯化钡之后加入，以除去过量的氯化钡，正确的操作顺序为②③①⑥④⑦⑤，故答案选D。 【训4】（2020·广东中考）实验室对含有MgCl2的粗盐进行提纯，步骤如图”： （1）步骤①中，称量50g粗盐需补充的主要仪器是___________。 （2）步骤②中，玻璃棒的作用是________。 （3）步骤③中，滴加过量NaOH溶液除去MgCl2，反应的化学方程式是__________ 。 （4）步骤⑤中，为中和过量的NaOH，应滴加的“试剂a”是______