粗鹽的提純」在9年級化學和高中化學中均有涉及。9年級化學教學的側重點在溶解、過濾、蒸髮結晶、轉移固體等操作以及產率計算方面,而高中化學教學的側重點在可溶性雜質的去除方面。中考試題常以高中知識為命題背景,考查學生的學習能力。縱觀各省、市中考試題,有關粗鹽提純實驗主要有兩種考法:①考查「粗鹽中難溶性雜質的去除」的基本實驗技能和採用過濾、蒸發等操作對混合物進行分離和除雜的方法;②考查精鹽溶液中的可溶性雜質去除的實驗步驟和操作流程(有時以工業流程圖的形式呈現)。
1 考點梳理
粗鹽中含有難溶性雜質(如泥沙)和可溶性雜質(如MgCl2、CaCl2等),粗鹽的提純包括粗提和細提。粗提時先通過過濾除去泥沙等難溶性雜質,再蒸發水分,即可獲得「精鹽」。細提時可通過選擇合適的除雜試劑(過量)逐步除去「精鹽」溶液中的可溶性雜質。同時,在後續操作中過量的除雜試劑也要完全除去。
1.1 粗鹽中難溶性雜質的去除——粗提
(1)儀器:藥匙、託盤天平、燒杯、玻璃棒、漏鬥、鐵架臺(含鐵圈)、蒸發皿、酒精燈、坩堝鉗。
(2)步驟:溶解→過濾→蒸髮結晶→產率計算。
(3)玻璃棒的4個作用。
①溶解時:攪拌,加速粗鹽的溶解;②過濾時:引流,防止液體濺出;③蒸發時:防止加熱時由於局部過熱,造成液滴飛濺;④蒸發後:轉移固體。
1.2 精鹽溶液中可溶性雜質(以MgCl2、CaCl2為例)的去除——細提
(1)先向精鹽溶液中加入過量的NaOH溶液、Na2CO3溶液,把Mg2+、Ca2+轉化為Mg(OH)2、CaCO3沉澱。
(2)過濾除去Mg(OH)2、CaCO3沉澱。
(3)向濾液中加入適量稀鹽酸除去過量的NaOH、Na2CO3,將它們轉化為NaCl。
(4)加熱蒸發,除去過量的HCl和溶劑水,得到NaCl晶體。
2 考查形式
2.1 考查粗鹽中難溶性雜質的去除
例1(2017·江蘇·連雲港):海洋是巨大的資源寶庫,從海洋中可以獲得很多物質,連雲港海水資源豐富。
通過晾曬海水得到的粗鹽中含有多種可溶性雜質和不溶性雜質(泥沙等)。實驗室中除去粗鹽中不溶性雜質獲得精鹽的步驟是:溶解→過濾→蒸發→計算產率等。
(1)過濾操作中玻璃棒的末端要輕輕的斜靠在________一邊。蒸發時為防止液滴飛濺,除用玻璃棒攪拌外,還可以採取的操作是________。
(2)下列操作可能導致精鹽產率偏高的是________(填字母)。
a.食鹽沒有完全溶解即過濾
b.過濾時液面高於濾紙邊緣
c.器皿上粘有的精鹽沒有全部轉移到稱量紙上
解析:本題考查粗鹽提純的步驟。涉及如下考點:粗鹽提純過濾和蒸發的注意事項;實驗誤差分析等知識。具體解析如下:①過濾操作中,為防止弄破濾紙,玻璃棒的末端要輕輕的斜靠在三層濾紙的一邊。蒸發時為防止液滴飛濺,除用玻璃棒攪拌外,還可以採取的操作是移走酒精燈。食鹽沒有完全溶解即過濾,會導致部分精鹽損失,從而導致製得的精鹽產率偏低;過濾時液面高於濾紙邊緣,會導致部分不溶於水的物質留在精鹽中,從而導致製得的精鹽產率偏高;器皿上粘有的精鹽沒有全部轉移到稱量紙上,會導致精鹽質量偏小,從而導致製得的精鹽產率低。
答案:(1)三層濾紙,移走酒精燈;(2)b。
2.2 考查精鹽溶液中可溶性雜質的去除
例2(2017·浙江·紹興):以粗鹽(含雜質Na2SO4、MgCl2、CaCl2、泥沙)為原料製備精鹽。
圖2 實驗裝置
(1)加水溶解後,用如圖2所示裝置除去粗鹽中的泥沙,玻璃棒的作用是 。
(2)為除去Na2SO4、MgCl2、CaCl2,並得到中性的食鹽溶液,下列所加試劑和操作:①加過量的Na2CO3溶液,②過濾,③加過量的NaOH溶液,④加適量的稀HCl,⑤加過量的BaCl2溶液,能達到目的的順序是________。
A.⑤③②①④
B.③⑤①④②
C.③⑤①②④
(3)用pH試紙檢驗溶液是否呈中性的操作是________________。
解析:本題考查粗鹽中難溶性和可溶性雜質去除的一系列操作。涉及如下考點:氯化鈉與粗鹽提純;鹼和鹽的化學性質;過濾的原理、方法及其應用;除雜的原則及注意事項;溶液的酸鹼度測定。具體解析如下:(1)過濾除去粗鹽中的泥沙時,玻璃棒的作用是引流。(2)欲除去溶液中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4,則用NaOH溶液除掉MgCl2,用BaCl2溶液除掉Na2SO4,用Na2CO3溶液除掉氯化鈣與多餘的BaCl2,將沉澱過濾掉,用稀鹽酸除去濾液中多餘的NaOH和Na2CO3,所以能達到目的順序是③⑤①②④。(3)用玻璃棒蘸取溶液滴於pH試紙上,與標準比色卡對照,從而判斷溶液是否呈中性。
答案:(1)引流;(2)C;(3)用潔淨的玻璃棒蘸取少量溶液,滴在pH試紙上,顯示的顏色與標準比色卡對照。
3 同步檢測
例3:粗食鹽中混有不溶於水的泥沙,通過下述實驗除去泥沙等雜質,使粗食鹽得到提純。
圖3 實驗儀器
(1)粗鹽提純實驗需要下述實驗儀器(見圖3)中的________(填儀器名稱);
(2)按要求填寫粗鹽提純實驗的主要操作步驟及其相關內容:
①溶解。加快溶解固體食鹽的方法有(寫出兩種):________、________。
②________________。此步操作中玻璃棒的作用是________________________________________________________________。
③________________。
(3)某同學在同等實驗條件下,所得產品的產量明顯少於其他同學,請你幫他分析可能的原因是(寫出兩條即可):① ;② 。
答案:(1)酒精燈、漏鬥、燒杯、蒸發皿。(2)①用玻璃棒攪拌、將固體研碎(或加熱);②過濾、引流;③蒸發。(3)①濾液傾倒不徹底;②蒸發時有液滴飛濺(或其他合理答案)。
例4(2014·福建·漳州):某氯化鈉樣品中含有硫酸鈉、氯化鎂、氯化鈣等雜質,設計了如圖4所示過程除去雜質。
步驟Ⅰ:加足量的水溶解。
步驟Ⅱ:依次加入過量的BaCl2溶液、過量的NaOH溶液、過量的X溶液,充分反應後過濾。
步驟Ⅲ:加入足量的稀鹽酸。
根據上述過程回答下列問題:
(1)步驟I需要用到的玻璃儀器是________和________。
圖4 除雜過程圖
(2)步驟Ⅱ中加入BaCl2溶液時,發生反應的化學方程式是 。物質X是________(填化學式)溶液。
(3)步驟Ⅱ得到的固體中主要含有________(填化學式)。為了達到相同的實驗目的,Ⅱ中也用過量的________(填化學式)溶液代替BaCl2和NaOH兩種溶液,。
(4)步驟Ⅲ加入足量稀鹽酸的目的是______,步驟Ⅳ的實驗操作名稱是________。
本文由初中化學大師原創,歡迎關注,一起漲知識!
允許非盈利性引用,並請註明出處:「轉載自初中化學大師」字樣,以尊重作者的勞動成果