沉淀中的典型问题

沉淀分析法中的几个典型问题
在有些实验中不但要把沉淀分离出来，还要准确称量所得沉淀的质量。

因此，一方面要让沉淀剂适当过量，另一方面还要把沉淀洗涤干净。

1．沉淀剂过量的检验
根据沉淀溶解平衡原理可知，欲使杂质离子沉淀完全，应加入稍过量的沉淀剂。

那么，如何判断沉淀剂已加入过量呢？一般的操作方法是：把反应混合物静置后，吸取少量上清液，置于一洁净的试管中，再滴加少量的沉淀剂，若没有沉淀生成则证明沉淀剂已过量
2更多详见群：七四二二七零九零沉淀的洗涤
由于沉淀生成时，表面溶液吸附一定量的离子(尤其是沉淀成分离子)。

因此，过滤后紧接着要进行沉淀的洗涤。

洗涤方法是：向过滤器中慢慢注入适量的蒸馏水，至刚好浸没沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作2～3次，直至洗涤干净。

3．沉淀是否洗涤干净的检验
欲检验沉淀是否洗涤干净，主要是检验洗涤液中是否还含有在溶液中吸附的离子。

一般的检验方法是：取少量最后一次的洗涤液，置于一洁净的试管中，再滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现则证明沉淀已洗涤干净。

实验探究1 为了除去粗盐中的Ca 2＋、Mg 2＋、Fe 3＋、SO 2－4以及泥沙等杂质，某同学
设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：
称取粗盐———→溶解① ———→BaCl 2② ———→NaOH ③ ———→Na 2CO 3④ ———→过滤⑤滤液———→适量盐酸⑥ ————————→蒸发、结晶、烘干
⑦
精盐
(1)判断BaCl 2已过量的方法是____________。

(2)第④步中，相关的离子方程式是__________。

(3)若先用盐酸调pH 再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是______________________。

(4)为检验精盐纯度，需配制150 mL 0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液，右图是
该同学转移溶液的示
意图，图中的错误
是___________________。

解析更多详见群：七四二二七零九零 加入BaCl 2、NaOH 、Na 2CO 3等沉淀剂后，产生BaSO 4、Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaCO 3、CaCO 3沉淀，还有过量Na 2CO 3，需加入HCl 使Na 2CO 3转变成NaCl 。

但如先加HCl 再过滤，Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaCO 3、CaCO 3都可能溶解，造成产品纯度不高。

答案 (1)取第②步后的上层清液1～2滴于点滴板上，再滴入1～2滴BaCl 2溶液，若溶液未变浑浊则表明BaCl 2已过量
(2)Ca 2＋＋CO 2－3===CaCO 3↓；Ba 2＋＋CO 2－3===BaCO 3↓
(3)先加HCl 会有少量CaCO 3、BaCO 3等溶解，从而影响制得精盐的纯度
(4)未用玻璃棒引流；未采用150 mL 容量瓶
实验探究2 硫酸亚铁(FeSO 4·7H 2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。

实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO 4·7H 2O 晶体：
①将5% Na 2CO 3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na 2CO 3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍；
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；
③趁热过滤，将滤液转入密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤将制得的FeSO 4·7H 2O 晶体放在一个小广口瓶中，密封保存。

请回答下列问题：
(1)实验步骤①的目的是_________________，
加热的作用是_________________________。

(2)实验步骤②明显不合理，理由是____________。

(3)实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是
____________________________________________________________________________。

(4)经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。

硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体)：
硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成
温度/℃0 10 30 50
56
.7
60 64 70 80 90
溶解度/g 14
.0
17
.0
25
.0
33
.0
35
.2
35
.3
35
.6
33
.0
30
.5
27
.0
析出晶体FeSO4·7H2O
FeSO4·4H2
O
FeSO4·H2O
请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。

(5)若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O，应控制的结晶温度(t)的范围为__________。

解析本题考查物质制备中应注意的问题及有关溶解度的计算，侧重考查实验设计和评价能力。

(1)废铁屑常沾有油污，可利用水解呈碱性的Na2CO3溶液除去，温度升高，溶液碱性增强，去污效果好，故一般需要加热。

(2)废铁屑的表面一般带有铁锈(Fe2O3)，若铁屑不足(反应后的溶液中铁没有剩余)，则所得溶液中会含有Fe3＋，使制得的FeSO4·7H2O不纯，故②不合理。

(3)在晶体从溶液析出的过程中一般会吸附杂质离子，故需用水洗涤，而FeSO4的溶解度随温度的升高而增大，故用冷水洗涤可减少FeSO4晶体的损失。

(4)根据表中数据不难画出所求曲线。

(5)分析表中数据可知，析出FeSO4·4H2O的温度范围为高于56.7℃而低于64℃。

答案(1)除油污升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强
(2)应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余)，否则溶液中可能有Fe3＋存在
(3)洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质，用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
(5) 更多详见群：七四二二七零九零56.7℃<t<64℃
实验探究3 (2010·天津理综，9)纳米TiO2的涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。

制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O，经过滤、水洗除去其中的Cl －，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO
2。

用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。

用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3＋，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋。

请回答下列问题：
(1)TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为______________________________。

(2)检验TiO2·x H2O中Cl－是否被除净的方法是________________________________。

(3)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是________(填字母代号)。

a．核磁共振法b．红外光谱法
c．质谱法d．透射电子显微镜法
(4)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时，加入一定量H2SO4的原因是____________________；
使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的________(填字母代号)。

(5)滴定终点的现象是__________________________。

(6)滴定分析时，称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样W g，消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL，则TiO2质量分数表达式为______________________。

(7)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出，使测定结果
________。

②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果________。

解析(2)检验Cl－是否被除净可以取最后一次洗液，滴加AgNO3溶液。

(3)a、b、c均用来测量有机物中H的种类含量的，只有d可以测粒子大小。

(4)NH4Fe(SO4)2溶液中的NH＋4、Fe3＋易水解，加入H2SO4使溶液呈酸性从而抑制它们的水解。

(5)滴定终点时有Fe3＋剩余，
KSCN遇Fe3＋变红。

(6)由TiO2～NH4Fe(SO4)2知w＝
cVM
1 000W×100%。

(7)由w＝
cVM
1 000W×100%知，当NH4Fe(SO4)2溅出，则V偏大，w偏大；当滴定终点俯视
读数，读得数据偏小，V偏小，则w偏低。

答案(1)TiCl4＋(x＋2)H2O TiO2·x H2O↓＋4HCl
(2)取少量水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl－已除净(3)d(4)抑
制NH4Fe(SO4)2水解ac(5)溶液由无色变为红色且半分钟内不褪色(6)cVM
1 000W(或cVM
10W%)(7)①偏高②偏低。