文档介绍：《***钾晶体的制备》教学设计
一、教学目的
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***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****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、教学重难点
①理解实验室中制取***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。
四、教学过程
(1)减压过滤装置
图3
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。
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 图5 图6
(1)制备KNO3粗品
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