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结晶和重结晶

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__________________________________________________________________________。

(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%)。

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)3 Fe(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(FeSO 4·7H 2O ),其原因可能是 _____________________________________________________________________。

4.碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。

以β-锂辉石(主要成分为Li 2O ·Al 2O 3·4SiO 2)为原料制备Li 2CO 3的工艺流程如下:已知:Fe 3+、Al 3+、Fe 2+和Mg 2+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;Li 2SO 4、LiOH 和Li 2CO 3在303 K 下的溶解度分别为34.2 g 、12.7 g 和1.3 g 。

⑴步骤I 前,β-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 +、SO 24-,另含有Al 3+、Fe 3+、Fe 2+、Mg 2+、Ca 2+、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H 2O 2溶液、石灰乳和Na 2CO 3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a H 2O 2调pH 为2-3 操作c 溶液① 固体①操作a NiSO 4•7H 2O 晶体有 。

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(H 2SiF 6)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33.3 g 、20℃时37.2 g 、30℃时41.4g ;氟化钠:20℃时4 g ;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NH 4HCO 3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MgCl 2·nH 2O ,生成的是Mg(OH)Cl ,写出反应的化学方程式:母液 NH 4Cl滤液滤液H 2SiO 3CO 2 H 2SiF 6NH 4HCO 3、H 2O充分混合、过滤NaCl NaF粗NaF操作Ⅰ 操作Ⅱ操作粗NH 4Cl操作I操作Ⅱ家长签字:加热 1、(1)M g (N O 3)2 + K 2CO 3 → MgCO 3↓+2KNO 3 ,复分解反应(2)滤液中含有较多的KNO 3(或重复利用滤液中的KNO 3,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,KNO 3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)MgCl 2·6H 2O △Mg (OH )Cl+HCl ↑+5H 2O ↑ MgCl 2·6H 2O △↑+5H 2O ↑或Mg(OH )Cl△MgO+HCl ↑在干燥的HCl 气流中,抑制了MgCl 2水解,且带走MgCl 2·6H 2O 受热产生的水气,故能得到无水MgCl 2。

(2)加入MgCl 2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⑵ 2Al+2OH —+2H 2O=2AlO 2—+3H 2↑、Al 2O 3+2OH —=2AlO 2—+3H 2O ⑶ H 2SO 4 Ni 2+ 、Fe 2+ ⑷ 3.2—9.2⑸ 防止在浓缩结晶过程中Ni 2+水解⑹ H 2O 2的用量不足(或H 2O 2失效)、保温时间不足导致Fe 2+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) H 2O 2溶液是氧化剂可将Fe 2+氧化为Fe 3+, 石灰乳可接着将Mg 2+和Fe 3+沉淀,而Na 2CO 3溶液可将Ca 2+沉淀(4) Li ++CO 32-→Li 2CO 3 (5) Na 2SO 45.(1)H 2SiF 6+6NH 4HCO 3=6NH 4F +H 2SiO 3↓+6CO 2↑+3H 2O 一定条件下,NaF 比NaCl 、NH 4Cl 、NH 4F 的溶解度小。

(2) 过滤 洗涤(3) 除去NaF 、NH 4Cl 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H 2SiF 6能全部反应,防止在进行反应Ⅱ时H 2SiF 6将与NaCl 反应,生成Na 2SiF 6沉淀,混入NaF 中影响NaF 质量;同时过量的相对廉价原料NH 4HCO 3可以提高H 2SiF 6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)MgCl 2·nH 2O Mg(OH)Cl+HCl↑+(n-1)H 2O (2分)。

(4)氯化氢(HCl )(1分)、在干燥的氯化氢气流中,抑制了MgCl 2 的水解,且带走了MgCl 2·nH 2O 加热产生的水气,故能得到无水氯化镁。

(2分)。

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