结晶和重结晶

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龙文教育------您值得信赖的专业化个性化辅导学校1龙文教育个性化辅导授课案教师:师广丽学生:时间:年月日段一、授课目的与考点分析:物质的分离和提纯的物理方法:结晶和重结晶二、授课内容:一、结晶的两种方法:1、蒸发结晶:适用于溶解度受温度影响变化小的物质结晶.如NaCl溶液.2、冷却结晶:适用于溶解度受温度影响变化大的物质结晶.如KNO3溶液.二、结晶的应用:物质的分离和提纯1、冷却结晶例1:从KNO3和NaCl溶液中要提纯KNO3,就要用冷却热饱和溶液(即冷却结晶).例2:从五水硫酸铜溶液中析出CuSO4•5H2O;从十水碳酸钠溶液中析出Na2CO3•10H2O2、蒸发结晶(蒸干型和不蒸干型)例1:从KNO3和NaCl溶液中要提纯NaCl,就要用蒸发溶剂法(即蒸发结晶).例2、从NaCl溶液中提取NaCl晶体。二、结晶的实验操作过程1、蒸发结晶操作方法:①取样品于烧杯中溶解;②加热蒸发,发现溶液中有大量固体析出时停止加热;③过滤;④需进一步提纯时可重结晶2、冷却结晶操作方法:①取样品于烧杯中溶解;②蒸发浓缩,发现溶液中有较多固体析出时停止加热;③冷却结晶;④过滤;⑤需进一步提纯时可重结晶注意事项:冷却结晶前需将溶液加热浓缩,形成饱和溶液后才能冷却结晶析出晶体。三、重结晶:按上述步骤再把所得产品重新操作一到三次,进一步提纯。【练习】1、硝土中含有硝酸镁、硝酸钙、氯化钠等物质,草木灰的主要成分是碳酸钾,民间曾用硝土和草木灰作原料来制取硝酸钾。其主要生产流程为:(1)写出步骤①中生成MgCO3沉淀的化学方程式:_______________________________,反应类型:____________________。(2)步骤④中滤液可重复使用的理由是______________________龙文教育------您值得信赖的专业化个性化辅导学校2____________________________________________________。(3)参考右图,解释生产流程中用蒸发结晶得到NaCl晶体,而用冷却结晶得到KNO3晶体的原因:________________________________________________________________________________________________。(4)不同植物燃烧得到的草木灰中碳酸钾的含量不同。为测定玉米杆燃烧得到的草木灰中钾元素的质量分数,某同学称取了100g该草木灰,向其中加人足量的稀硫酸,待完全反应后,收集到6.6gCO2气体(假设草木灰中其它成分不与酸反应)。求:①100G草木灰中K2CO3的质量。②该草木灰申钾元素的质量分数。2、海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式。用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是。(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。________________________________________________。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;溶解时:。过滤时:。蒸发时:。3.某化学研究性学习小组通过查阅资料,设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%)。龙文教育------您值得信赖的专业化个性化辅导学校3部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5.23.29.79.2回答下列问题:⑴操作a、c中需使用的仪器除铁架台(带铁圈)、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为。⑵“碱浸”过程中发生的离子方程式是。⑶“酸浸”时所加入的酸是(填化学式)。酸浸后,经操作a分离出固体①后,溶液中可能含有的金属离子是。⑷操作b为调节溶液的pH,你认为pH的最佳调控范围是。⑸“调pH为2~3”的目的是。⑹产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4·7H2O),其原因可能是_____________________________________________________________________。4.碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。⑴步骤I前,-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是________________。⑵步骤I中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO24,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。⑶步骤II中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子固体②含镍废催化剂碱液酸液碱浸操作b保温一段时间操作a酸浸操作aH2O2调pH为2-3操作c溶液①固体①操作aNiSO4•7H2O晶体龙文教育------您值得信赖的专业化个性化辅导学校4有。⑷步骤III中,生成沉淀的离子方程式为________________。⑸从母液中可回收的主要物质是_____________________。5.氟化钠是一种重要的氟盐,主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化铵:有关物质在水中溶解度分别为:氯化铵:10℃时33.3g、20℃时37.2g、30℃时41.4g;氟化钠:20℃时4g;氟硅酸钠微溶于水。请回答下列问题:(1)上述流程中发生两步化学反应,第一步反应的化学方程式为:;第二步反应能进行是因为。(2)操作Ⅰ名称是,操作II名称是。(3)操作II的作用是。(4)操作Ⅲ的具体过程是。(5)流程中NH4HCO3必须过量,其原因是_______________________________________________________________________。6、用海水可同时提取氯化钠和金属镁或镁的化合物,其流程如下图所示:(1)在实验室中由粗盐“重结晶”制精制食用盐,需要“蒸发”等操作。有关“蒸发”的目的或操作错误的是。(填写选项编号)a、得到热的饱和溶液b、得到晶体c、用余热蒸干溶液(2)上述流程中:①用过量盐酸溶解氢氧化镁的原因是:;②操作A的实验步骤包括:、、。(3)若在空气中加热MgCl2·nH2O,生成的是Mg(OH)Cl,写出反应的化学方程式:母液NH4Cl滤液滤液H2SiO3CO2H2SiF6NH4HCO3、H2O充分混合、过滤NaClNaF粗NaF操作Ⅰ操作Ⅱ操作Ⅲ粗NH4Cl操作I操作Ⅱ龙文教育------您值得信赖的专业化个性化辅导学校5。[导出气体产物,冷却后得到一种溶液,其质量分数为0.289,则晶体中n≈。(取整数)](4)用电解法制取镁时,需要无水氯化镁。所以MgCl2·nH2O必须在气流中加热得到无水MgCl2,原因是:。三、本次课后作业:四、学生对于本次课的评价:○特别满意○满意○一般○差学生签字:五、教师评定:1、学生上次作业评价:○好○较好○一般○差2、学生本次上课情况评价:○好○较好○一般○差教师签字:师广丽家长签字:、(1)Mg(NO3)2+K2CO3→MgCO3↓+2KNO3,复分解反应(2)滤液中含有较多的KNO3(或重复利用滤液中的KNO3,节约原料,提高原料的利用率)(3)NaCl的溶解度受温度变化的影响较小,KNO3的溶解度受温度变化的影响较大。(4)碳酸钾质量为20.7克,钾元素的质量分数为11.7%2(1)MgCl2·6H2O△Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑MgCl2·6H2O△MgO+HCl↑+5H2O↑或Mg(OH)Cl△MgO+HCl↑在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气,故能得到无水MgCl2。(2)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤。(3)搅拌,加速溶解;使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒;搅拌,防止因局部过热液滴或晶体飞溅。3.⑴漏斗、蒸发皿⑵2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑、Al2O3+2OH—=2AlO2—+3H2O⑶H2SO4Ni2+、Fe2+⑷3.2—9.2⑸防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解⑹H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的4(1)增大固体与硫酸的接触面积,增大了反应速率。(2)石灰石(3)H2O2溶液是氧化剂可将Fe2+氧化为Fe3+,石灰乳可接着将Mg2+和Fe3+沉淀,而Na2CO3溶液可将Ca2+沉淀(4)Li++CO32-→Li2CO3(5)Na2SO45.(1)H2SiF6+6NH4HCO3=6NH4F+H2SiO3↓+6CO2↑+3H2O一定条件下,NaF比NaCl、NH4Cl、NH4F的溶解度小。(2)过滤洗涤(3)除去NaF、NH4Cl表面的杂质。(4)加热蒸发溶剂,析出少量晶体后冷却结晶。(5)必须保证H2SiF6能全部反应,防止在进行反应Ⅱ时H2SiF6将与NaCl反应,生成Na2SiF6沉淀,混入NaF中影响NaF质量;同时过量的相对廉价原料NH4HCO3可以提高H2SiF6的转化率。6、(共11分)(1)a、c(2分)(2)①防止在下一步操作中氯化镁发生水解(1分);②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤(3分)(3)MgCl2·nH2OMg(OH)Cl+HCl↑+(n-1)H2O(2分)。(4)氯化氢(HCl)(1分)、在干燥的氯化氢气流中,抑制了MgCl2的水解,且带走了MgCl2·nH2O加热产生的水气,故能得到无水氯化镁。(2分)

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