第九章制备实验9.1无机制备9.1.1基本实验实验十四试剂氯化钠的制备实验目的（1）通过氯化钠提纯，熟悉盐类溶解度的知识及其在无机物提纯中的应用；（2）掌握加热、溶解、过滤、（常压过滤和减压过滤）、蒸发、结晶和干燥等有关的基本操作；（3）学习用目视比色和比浊进行限量分析的原理和方法。

实验原理较高纯度的氯化钠（例如试剂级和医用级别）是由粗食盐提纯制备的。

粗食盐中含有泥沙和K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-和CO32-等杂质。

不溶性杂质可用溶解和过滤除去。

由于氯化钠的溶解度随温度的变化很小，难以用重结晶的方法纯化，需用化学方法进行离子分离，通过选用合适的试剂将Ca2+、Mg2+、Fe3+和SO42-等可溶性杂质离子生成不溶性化合物而除去。

具体方法是先在粗食盐的饱和溶液中加入稍微过量的BaCl2，则Ba2++SO42-→BaSO4↓将溶液过滤，除去BaSO4沉淀。

再在溶液中加入NaCO3溶液，则Ca2++CO32-→CaCO3↓2Mg2++2CO32-+H2O →[Mg(OH)]2CO3↓+CO2↑2Fe3++3CO32-+3H2O →2Fe(OH)3↓+3CO2↑Ba2++CO32-→BaCO3↓过滤溶液，不仅除去Ca2+、Mg2+、Fe3+,还将前面过量的Ba2+一起除去。

过量的Na2CO3用HCl中和后除去。

其他少量可溶性杂质（如KCl）和上述沉淀剂不起作用，但由于KCI的溶解度比NaCl大，将母液蒸发浓缩后，NaCl析出，而KCl留在母液中。

提纯后的NaCl还要进行杂质Fe3+和SO42-的限量分析。

限量分析是将被分析物配成一定浓度的溶液，与标准系列溶液进行目视比色或比浊，以确定杂质含量范围。

如果被分析溶液颜色或浊度不深于某一标准溶液，则杂质含量就低于某一规定的限度。

这种分析方法称为限量分析。

在上述目视比色法中标准系列法较为常用。

其方法利用一套由相同玻璃质料制造的一定体积和形状的比色管，把一系列不同量的标准溶液依次加入到各比色管中，并分别加入等量的显色管剂和其他试剂，再稀释至同等体积，即配成一套颜色由浅至深的标准色阶。

把一定量的被测物质加入另一同规格的比色管中，在同样条件下显色，并稀释至同等体积，摇匀后将管的塞子打开，并和标准色阶进行比较，比较时应从管口垂直向下观察，这样观察的液层比从比色管侧面观察的液层要厚得多，能提高观察溶液的灵敏度。

如被测溶液与标准系列中某一溶液的颜色深度相同，则被溶液就等于该标准溶液的浓度，若介于相邻两种标准溶液之间，则可取这两种标准溶液的平均值。

这种测定方法的思路，也体现在后面的许多成分析实验中。

仪器和药品仪器：托盘天平、普通化学天平、离心机、烧杯、玻璃棒、滴管、普通漏斗、布氏漏斗、吸滤瓶、蒸器皿、洗瓶、移液管、比色管、滤纸、剪刀、火柴。

药品：粗食盐、BaCl 2(1mol ·L -1)、Na 2CO 3(20%)、HCl(2mol ·L -1)pH 试纸、BaCl 2(25%)、KSCN(25%)、HCl(3mol ·L -1)。

实验步骤1、试剂氯化钠的制备（1） 除去SO 42- 在托盘天平上称取20g 粗食盐，研细后倒入150mL 烧杯中，加水65mL ，用玻璃棒搅拌，并加热使其溶解。

然后趁热边搅拌边逐滴加入1mol ·L -1BaCl 2溶液，要求将溶液中全部的SO 42-都转化为BaSO 4沉淀。

由于BaCl 2的用量随粗食盐的来源不同而异，所以应通过实验确定最少用量。

为了检验沉淀是否完全，用离心试管取2mL 溶液，在离心机上离心分离，分离后在上层清液中加入一滴BaCl 2溶液，如仍有沉淀产生，表明SO 42-尚末除尽，需往烧杯中补加BaCl 2溶液。

如此操作并反复检验，直到在上层清液中加入一滴BaCl 2溶液后，不再产生白色沉淀时为止，表明SO 42-已除尽，记录所用BaCI 2溶液的量。

沉淀完全后，继续加热5min ，以使沉淀颗粒长大而易于沉降，用普通漏斗常压过滤。

（2） 除去Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+ 将滤液加热至沸，用小火保持微沸，边搅拌边滴加20% Na 2CO 3溶液，使Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+都转化为难溶碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀，用上述检验SO 42-是否除尽的方法检验Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+生成的沉淀是否完全，如不再产生沉淀时，记录Na 2CO 3溶液的用量。

在此过程中注意补充蒸馏水，保持原体积，防止NaCl 析出。

当沉淀完全后，进行第二次常压过滤。

（3） 除去多余的CO 32-往滤液中滴加2mol ·L -1HCI,调pH ≈6，记录所用HCl 的体积。

将滤液倒入蒸发器皿中，微火蒸发使CO 32-转化为CO 2逸出。

（4） 蒸发、浓缩、制备试剂NaCl 将蒸发皿中的溶液微火蒸发、浓缩至稠粥状（切忽蒸干），趁热进行减压过滤，将NaCl 结晶尽量抽干。

（5） 干燥 将结晶移于蒸发皿中，在石棉网上用小火烘炒，用玻璃棒不断翻动。

防止结块。

当无水蒸气逸出后，改用大火烘数分钟，即得到洁白和松散的NaCl 晶体。

冷却至室温。

产品称重。

计算产率。

2、产品纯度的检验本实验只就Fe 3+、SO 42-的限量进行分析。

（1） Fe 3+的限量分析 在酸性介质之中，Fe 3+与SCN -生成器血红色配合物 [Fe （NCS ）]2+ 颜色的深浅与Fe 3+浓度成正比。

在普通化学天平上称取3.00gNaCl 产品，放入25mL 比色管中，加10mL 蒸馏水使之溶解，再加入2.00mL25%KSCN 溶液和2mL3mol ·L -1HCI,然后稀释到25 mL （比色管剂刻度线），摇匀。

按以下用量配制标准系列（由实验室提供）：在三支编号的25mL 比色管中，分别加入浓度为0.01mg ·mL -1和Fe 3+标准溶液0.30 mL 、0.90 mL 和1.50 mL ；并加入25%KSCN2.00 mL 和3mol ·L -1HCl2.00mL 、用蒸馏水稀释至刻度并摇匀，即得Fe 3+标准系列溶液；其浓度相当于①优级纯（一级）试剂，内含0.003mg Fe 3+;②分析纯（二级）试剂，内含0.009mg Fe 3+;③化学纯（三级）试剂，内含0.015mg Fe 3+。

将试样溶液与标准溶液进行目视比色，确定试剂的等级。

（2）SO 42-限量分析 试样中微量的SO 42-与BaCl 2溶液作用，生成白色难溶的BaSO 4,溶液发生混浊。

溶液的混浊度与SO 42-浓度成正比，因此借比浊法可以对SO 42-进行限量分析。

称取1.00gNaCl 产品，放入25%mL 比色管中，加入10mL 蒸馏水使之溶解，再加1mL3mol ·L -1HCI 和3.00mL25%BaCI 2溶液，用水稀释至刻度，摇匀。

按以下用量配制标准系列（由实验室提共）在三支编号的25mL 比色管中，分别加入浓度为0.01mg ·mL -1SO 42-标准溶液1.00ml 、2.00mL 和5.00mL ；并各加入25%BaCl 23mL 和3mol ·L -1HClmL.用蒸馏水稀释至刻度并摇匀，即得SO 42-标准系列溶液；其浓度相当于①优级纯（一级）试剂，内含0.01mgSO 42-;②分析纯（二级）试剂，内含0.02mgSO 42-;③化学纯（三级）试剂，内含0.05mgSO 42-。

将试样与标准溶液进行比浊，确定试样的等级。

思考题（1）除去Ca 2+、Mg 2+和SO 42+时，为什么先加BaCl 2溶液，然后要将BaSO 4过滤掉后再加Na 2CO 3溶液？在什么情况下BaSO 4可能转化为BaCO 3? （2）如何除去过量的BaCl 2、Na 2CO 3？（3）在蒸发浓缩结晶时为什么不能将溶液蒸干？（4）在检验产品纯度时，能否用自来水来溶解NaCl?为什么？实验十六 硫酸亚铁铵的制备（常量和微型实验）实验目的（1）掌握复盐的一般特征和制备方法；（2）熟练掌握水浴加热、蒸发、结晶和减压过滤等基本操作；（3）巩固产品限量分析的方法； （4）了解微型实验的优点。

实验原理硫酸亚铁又称摩尔盐，是浅蓝绿色单斜晶体。

作为复盐在空气中比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水难溶于乙醇。

在定量分析中（NH 4）2Fe(SO 4)2·6H 2O 常用作氧化还原滴定法的基准物。

本实验首先用过量的Fe 与稀H 2SO 4反应制得FeSO 4溶液： Fe+H 2SO 4→FeSO 4+H 2↑然后利用复盐（NH 4）2Fe(SO 4)2·6H 2O 溶解度比组成它的简单盐的溶解度都要小的性质（见表9-16-1），由等物质量的FeSO 4与（NH 4）2SO 4在水溶液中相互作用，生成溶解度较小的复盐（NH 4）2Fe(SO 4)2·6H 2OFeSO 4 + （NH 4）2SO 4 + 6H 2O →（NH 4）2Fe(SO 4)2·6H 2O仪器和药品仪器：托盘天平、普通化学天平、布氏漏斗、吸滤瓶、锥形瓶、烧杯、蒸发皿、移液管、比色管、表面皿、煤气灯。

药品：碎铁片（或铁屑）、Na 2CO 3(10%)、H 2SO 4(3mol ·L -1)、（NH 4）2SO 4（固体）、乙醇（95%）、KSCN （1mol ·L -1）、Fe 3+(0 .1000mg ·mL -1)标准溶液、pH 试纸、滤纸。

实验步骤1、常量实验（1）碎铁片的预处理 粗称（用何天平？）4.0g 铁片（或铁屑）放入150mL 锥形瓶中，加入20mL10%Na 2CO 3溶液，放在石棉网上火加热至沸，以除去铁片上的油污。

用倾泻法碱液，将碎铁片水洗至中性。

（2）FeSO 4的制备 在盛有处理过碎铁片的锥形瓶中加入20mL3mol ·L-1H 2SO 4溶液，水浴中加热。

注意控制Fe 与H 2SO 4的反应不要过于激烈，反应期补充水分保持溶液原有体积，避免硫酸亚铁析出。

等反应速度明显减慢时（大约需30min 左右）趁热减压过滤，分离溶液和残渣。

如果发现滤纸上有FeSO 4·7H 2O 晶体析出，可用热蒸馏水溶解，然后用2mL3mol ·L -1H 2SO 4洗涤没有反应完的Fe 和残渣，洗涤液合并至反应液中（加酸的目的是什么？）过滤完后将滤液转移至蒸发皿内，没有反应完的铁片用碎滤纸吸干后称重，计算已参加反应的Fe的质量。

（3）（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O的制备根据反应消耗Fe的质量（或生成FeSO4的质量），计算制备（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O所需的（NH4）2SO4的量（考虑到FeSO4的过滤等操作中的损失，（NH4）2SO4用量可按生成FeSO4理论产量的80%计算）。