2017_2018学年高中化学专题一物质的分离与提纯课题3硝酸钾晶体的制备课件苏教版选修6
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3.操作方法 (1)剪滤纸：取一张大小适中的滤纸，在布氏漏斗上轻压一下， 然后沿压痕内径剪成圆形，此滤纸放入漏斗中，应是平整无 皱折，且将漏斗的小孔全部盖严。注意滤纸不能大于漏斗底 面。
KNO3 ＋ NaCl ， 这 是 一 个 平 衡 移 动 的 过 程 ， 利 用 KNO3的结晶控制化学反应的方向。
2.制备原理： (1)盐的溶解度随温度的变化如下图。
可以看出，NaNO3、KNO3、NaCl、KCl四种盐的溶解度在 不同温度下的差别是非常显著的。NaCl的溶解度随温度变 化不大，NaNO3、KCl有明显变化，而硝酸钾的溶解度随温 度的升高急剧增大。
6.检验Cl－ 向溶液中分别滴入1滴1 mol·L－1 HNO3溶液酸化，再各滴入2 滴0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，观察到的现象是_粗__产__品__、__重__结___ _晶__产__品__的__溶__液__中__产__生__浑__浊__的__程__度__不__同___。
点拨一、硝酸钾晶体制备的理论依据 1.化学反应：转化法制备KNO3的化学方程式为NaNO3＋KCl
课题三 硝酸钾晶体的制备
【学考报告】
知识条目 ①硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作 流程 ②结晶或重结晶的方法提纯固态物质的原理 及操作 ③减压过滤的实验方法 ④晶粒生长的条件
加试要求
b b a a
一、硝酸钾晶体的制备原理 1.盐的溶解度随温度的变化
氯化钠的溶解度随温度变化_不__大___，而氯化钾、硝酸钠和硝 酸钾在高温时具有较大的溶解度。温度降低时，氯化钾、硝 酸钠的溶解度明显减小，而__硝__酸__钾___的溶解度则急剧下降。 本实验利用不同物质的溶解度随温度改变而发生不同变化的 原理，用NaNO3和KCl通过复分解反应来制取KNO3，其反应 的化学方程式为___N_a_N__O_3_＋__K__C_l_=常_=_=温_=_=_K__N_O__3↓__＋__N__a_C_l___。
3.冷却、减压过滤 待滤液冷却至室温，进行减压过滤得到较干燥的粗产品 _硝__酸__钾___ 晶 体 。 用 到 的 仪 器 及 用 品 ： _布__氏__漏__斗__ 、 _滤__纸___ 、 __吸__滤__瓶___、安全瓶、抽气泵。 思考2：冷却、减压过滤得到的KNO3晶体纯度如何？主要含 有什么杂质？ 提示 冷却、减压过滤得到的是KNO3粗产品，含有NaCl杂 质。
思考1：如果要制备颗粒较大的硝酸钾晶体，应该怎样选择结 晶条件？ 提示 溶质的溶解度越大，或溶液的浓度越小，或溶剂蒸发 速率越慢，或溶液冷却得越慢，析出的晶粒就越大。
二、硝酸钾晶体的制备实验步骤 1.固体溶解
称取NaNO3 20 g，KCl 17 g，加入35 mL蒸馏水，加热至沸腾 并不断搅拌，使固体溶解，在小烧杯外壁标注液面位置。用 到的仪器：__烧__杯__、__玻__璃__棒__、三脚架、石棉网、酒精灯。 2.蒸发、热过滤 继续加热、搅拌，使溶液蒸发浓缩，_氯__化__钠__晶体逐渐析出。 当溶液体积减小到约为原来的一半时，迅速趁热过滤。承接 滤液的烧杯应预先加2 mL__蒸__馏__水___，以防降温时氯化钠溶液 达饱和而析出。用到的仪器及用品：铁架台、石棉网、烧杯、 酒精灯、玻璃棒、__漏__斗__、__滤__纸__。
―重―结―晶→ 较纯KNO3晶体
点拨二、减压过滤 减压过滤：为了加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，可进行 减压过滤。
1.装置 减压过滤操作需要用到的主要仪器有布氏漏斗、吸滤瓶、安 全瓶、抽气泵。其基本装置如图所示。
2.原理 装置中抽气泵给吸滤瓶减压，造成瓶内与布氏漏斗液面上产 生压力差，从而加快过滤速度。吸滤瓶用于承接滤液，安全 瓶用于防止水泵中水产生溢流而倒灌入吸滤瓶中。
3.影响晶粒生成的条件 晶体颗粒的大小与结晶条件有关，溶质的溶解度越小，或溶 液的浓度越高，或溶剂的蒸发速率越快，或溶液冷却得越快， 析出的晶粒就越细小。在实际操作中，常根据需要，控制适 宜的结晶条件，以得到大小合适的晶体颗粒。 当溶液发生过饱和现象时，振荡容器，用玻璃棒搅动或轻轻 地摩擦器壁，或_投__入__几__粒__晶__体__(_晶__种__)，都可促使晶体析出。
在NaNO3和KCl的混合溶液中，同时存在Na＋、K＋、Cl－和 NO－ 3 四种离子。若将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热 至沸腾，使溶液浓缩，将有__N_a_C_l__晶体析出。趁热过滤，即 可分离出__N__a_C_l__晶体。将滤液冷却至室温，可使__K__N_O__3_ 晶体析出。经减压过滤分离出的硝酸钾粗产品可用_重__结__晶___ 法加以提纯。
2.结晶和重结晶 结晶是溶质从溶液中_析__出__晶__体___的过程，其原理是根据混合 物中各成分在某种溶剂里溶解度的不同，通过_蒸__发__减__少__溶__剂__ 或 _降__低__温__度__ 使 溶 解 度 减 小 ， 从 而 使 晶 体 析 出 ， 分 为 _蒸__发__结__晶__和_冷__却__结__晶__。 将第一次结晶得到的晶体溶于少量溶剂中，然后再进行蒸发 (或冷却)、结晶、过滤，如此反复的操作称为重结晶。
4.重结晶 留下约0.1 g粗产品(作纯度对比检验用)，其余按粗产品、水的 质量比为2∶1混合，配成溶液，加热、搅拌，待晶体全部溶 解后停止加热(若溶液沸腾时晶体还未全部溶解，可再加入少 量蒸馏水使其溶解)。等溶液冷却至室温有大量晶体析出后减 压过滤，得到较高纯度__纸___吸干，放在表面皿上称量，并观察其外 观。分别取0.1 g粗产品和重结晶后得到的硝酸钾晶体放入两 支小试管中，各加入2 mL蒸馏水配成溶液。
(2)加热蒸发时的一系列变化。 NaNO3和KCl的混合液 ――加―热―浓―缩―→ 溶剂减少 ―因――N温a―C度―l的―变溶―化解―小度――随→ NaCl晶体析出 ―趁―热――过―滤→ 含大量KNO3少量NaCl的溶液 ―冷―却―至―室―急―温剧―，―降K―N低O―3―溶―解―度→ 析出KNO3晶体 ――减―压―过―滤―→ KNO3粗产品含NaCl杂质
KNO3 ＋ NaCl ， 这 是 一 个 平 衡 移 动 的 过 程 ， 利 用 KNO3的结晶控制化学反应的方向。
2.制备原理： (1)盐的溶解度随温度的变化如下图。
可以看出，NaNO3、KNO3、NaCl、KCl四种盐的溶解度在 不同温度下的差别是非常显著的。NaCl的溶解度随温度变 化不大，NaNO3、KCl有明显变化，而硝酸钾的溶解度随温 度的升高急剧增大。
6.检验Cl－ 向溶液中分别滴入1滴1 mol·L－1 HNO3溶液酸化，再各滴入2 滴0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，观察到的现象是_粗__产__品__、__重__结___ _晶__产__品__的__溶__液__中__产__生__浑__浊__的__程__度__不__同___。
点拨一、硝酸钾晶体制备的理论依据 1.化学反应：转化法制备KNO3的化学方程式为NaNO3＋KCl
课题三 硝酸钾晶体的制备
【学考报告】
知识条目 ①硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作 流程 ②结晶或重结晶的方法提纯固态物质的原理 及操作 ③减压过滤的实验方法 ④晶粒生长的条件
加试要求
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一、硝酸钾晶体的制备原理 1.盐的溶解度随温度的变化
氯化钠的溶解度随温度变化_不__大___，而氯化钾、硝酸钠和硝 酸钾在高温时具有较大的溶解度。温度降低时，氯化钾、硝 酸钠的溶解度明显减小，而__硝__酸__钾___的溶解度则急剧下降。 本实验利用不同物质的溶解度随温度改变而发生不同变化的 原理，用NaNO3和KCl通过复分解反应来制取KNO3，其反应 的化学方程式为___N_a_N__O_3_＋__K__C_l_=常_=_=温_=_=_K__N_O__3↓__＋__N__a_C_l___。
3.冷却、减压过滤 待滤液冷却至室温，进行减压过滤得到较干燥的粗产品 _硝__酸__钾___ 晶 体 。 用 到 的 仪 器 及 用 品 ： _布__氏__漏__斗__ 、 _滤__纸___ 、 __吸__滤__瓶___、安全瓶、抽气泵。 思考2：冷却、减压过滤得到的KNO3晶体纯度如何？主要含 有什么杂质？ 提示 冷却、减压过滤得到的是KNO3粗产品，含有NaCl杂 质。
思考1：如果要制备颗粒较大的硝酸钾晶体，应该怎样选择结 晶条件？ 提示 溶质的溶解度越大，或溶液的浓度越小，或溶剂蒸发 速率越慢，或溶液冷却得越慢，析出的晶粒就越大。
二、硝酸钾晶体的制备实验步骤 1.固体溶解
称取NaNO3 20 g，KCl 17 g，加入35 mL蒸馏水，加热至沸腾 并不断搅拌，使固体溶解，在小烧杯外壁标注液面位置。用 到的仪器：__烧__杯__、__玻__璃__棒__、三脚架、石棉网、酒精灯。 2.蒸发、热过滤 继续加热、搅拌，使溶液蒸发浓缩，_氯__化__钠__晶体逐渐析出。 当溶液体积减小到约为原来的一半时，迅速趁热过滤。承接 滤液的烧杯应预先加2 mL__蒸__馏__水___，以防降温时氯化钠溶液 达饱和而析出。用到的仪器及用品：铁架台、石棉网、烧杯、 酒精灯、玻璃棒、__漏__斗__、__滤__纸__。
―重―结―晶→ 较纯KNO3晶体
点拨二、减压过滤 减压过滤：为了加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，可进行 减压过滤。
1.装置 减压过滤操作需要用到的主要仪器有布氏漏斗、吸滤瓶、安 全瓶、抽气泵。其基本装置如图所示。
2.原理 装置中抽气泵给吸滤瓶减压，造成瓶内与布氏漏斗液面上产 生压力差，从而加快过滤速度。吸滤瓶用于承接滤液，安全 瓶用于防止水泵中水产生溢流而倒灌入吸滤瓶中。
3.影响晶粒生成的条件 晶体颗粒的大小与结晶条件有关，溶质的溶解度越小，或溶 液的浓度越高，或溶剂的蒸发速率越快，或溶液冷却得越快， 析出的晶粒就越细小。在实际操作中，常根据需要，控制适 宜的结晶条件，以得到大小合适的晶体颗粒。 当溶液发生过饱和现象时，振荡容器，用玻璃棒搅动或轻轻 地摩擦器壁，或_投__入__几__粒__晶__体__(_晶__种__)，都可促使晶体析出。
在NaNO3和KCl的混合溶液中，同时存在Na＋、K＋、Cl－和 NO－ 3 四种离子。若将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热 至沸腾，使溶液浓缩，将有__N_a_C_l__晶体析出。趁热过滤，即 可分离出__N__a_C_l__晶体。将滤液冷却至室温，可使__K__N_O__3_ 晶体析出。经减压过滤分离出的硝酸钾粗产品可用_重__结__晶___ 法加以提纯。
2.结晶和重结晶 结晶是溶质从溶液中_析__出__晶__体___的过程，其原理是根据混合 物中各成分在某种溶剂里溶解度的不同，通过_蒸__发__减__少__溶__剂__ 或 _降__低__温__度__ 使 溶 解 度 减 小 ， 从 而 使 晶 体 析 出 ， 分 为 _蒸__发__结__晶__和_冷__却__结__晶__。 将第一次结晶得到的晶体溶于少量溶剂中，然后再进行蒸发 (或冷却)、结晶、过滤，如此反复的操作称为重结晶。
4.重结晶 留下约0.1 g粗产品(作纯度对比检验用)，其余按粗产品、水的 质量比为2∶1混合，配成溶液，加热、搅拌，待晶体全部溶 解后停止加热(若溶液沸腾时晶体还未全部溶解，可再加入少 量蒸馏水使其溶解)。等溶液冷却至室温有大量晶体析出后减 压过滤，得到较高纯度__纸___吸干，放在表面皿上称量，并观察其外 观。分别取0.1 g粗产品和重结晶后得到的硝酸钾晶体放入两 支小试管中，各加入2 mL蒸馏水配成溶液。
(2)加热蒸发时的一系列变化。 NaNO3和KCl的混合液 ――加―热―浓―缩―→ 溶剂减少 ―因――N温a―C度―l的―变溶―化解―小度――随→ NaCl晶体析出 ―趁―热――过―滤→ 含大量KNO3少量NaCl的溶液 ―冷―却―至―室―急―温剧―，―降K―N低O―3―溶―解―度→ 析出KNO3晶体 ――减―压―过―滤―→ KNO3粗产品含NaCl杂质