硝酸钾的制备

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硝酸钾的制备

刘欲文

武汉大学化学与分子科学学院化学实验中心

铜循环实验中存在的问题

实验观察不细致、记录不详细、现象不分析；沸腾与剧烈反应

铜与浓硝酸反应后溶液的颜色

有气泡产生

生成氢氧化铜步骤出现的绿色沉淀

加入Zn粉后的刺激性气味的气体

实验步骤、化学反应方程式等照搬教材；

待反应完全后

3Cu + 8HNO3(浓) + O2= 3Cu(NO3)2+ NO2+ 4H2O

铜循环实验中存在的问题

浓硝酸:双氧水用量与配比的优化

变化过小：2:1.9 2:1.8 2:1.7 2.3:2 2.2:2 2.1:2

用量不变或更多：6:2 6:3 6:4 4:1 4:2 4:3 4:4

对实验结果(产率)的分析与实验验证

>100%：160%、120%

原因，实验验证方法

<100%: 60%、80%

原因，检讨实验操作

=100%：

完美？

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实验目的

利用物质溶解度随温度变化的差别，采用转化法制备硝酸钾；

练习加热、溶解、蒸发浓缩、结晶等基本操作；

掌握玻璃仪器的洗涤，电子台称和量筒的使用，

试剂的取用；

掌握无机制备中常用的过滤方法，重点练习减压过滤和热过滤，学会用重结晶法提纯物质；

“问题”引导型预习及学习实验设计的基本方法。

实验原理

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NaNO3+ KCl = NaCl + KNO3

不溶性盐利用复分解反应等沉淀反应很容易制得。可溶性盐需要根据各种因素(如温度等)对反应中几种盐类溶解度的不同影响来进行实验设计。

实验原理☺Chem Is Try ☺

NaNO

3+ KCl ===NaCl + KNO

3

加热蒸发部分水，热过滤除氯化钠。

冷却后KNO

3

析出，

伴随有少量NaCl析出。

滤液加沸水溶解后蒸

发，保证NaCl完全溶解，

冷却，析出较纯净的KNO

3

。

重结晶，纯化。

溶解度曲线

1.分别称取8.5g NaNO 3 ，7.5g KCl 放入烧杯中，加

入15ml 水，加热并不断搅拌，使固体溶解，标注出液面的高度。

2.小火加热，此时有晶体析出，待溶液蒸发至原来

体积的2/3时，趁热过滤，记录析出晶体的质量。

3.加7.5ml 沸水至滤液中，加热浓缩至加热前体积的

3/4，冷却、抽滤、称量，得粗产品。

4. 重结晶：按质量比KNO 3:H 2O=2:1加入蒸馏水，加

热搅拌使固体完全溶解，如有不溶性杂质，过滤除去。一旦溶液中出现晶体，停止加热冷却。充分冷却，抽滤，烘干，冷却稳重。

5. 检验产品纯度。实验步骤

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1.实验原理、各步操作解决的问题。

2.实验样品用量如何确定？

8.5g NaNO 3 ，7.5g KCl ，15ml 水溶解；

蒸发至原来体积的2/3时，趁热过滤；

加7.5ml 沸水至滤液，加热浓缩至原体积的3/4

3. 实验成败的关键是哪一步，如何做得最好？

4. 各步骤完成后预期的结果？如与预期不符，可能的

原因与导致的结果？如何加以解决(或证明)？

5. 如何合理的安排实验进度（统筹）。

6. 本次实验会用到哪些新的仪器或新的操作？各自的

注意事项？实验预习与实验设计

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1.称取原料：

8.5g NaNO 3

7.5g KCl

加15mL 水小火溶解，在烧杯上标注液面高度。☺Chem Is Try ☺

(MW 85)(MW 74.5)( ？)( ？)

讨论

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(1)为什么加15mL水溶解？

NaNO3+ KCl = NaCl + KNO3

8.5g 7.5g 5.85g 10.1g

100o C时，完全溶解需用水量分别为

5.85g NaCl/14.6mL 8.5g NaNO3/4.7mL

7.5g KCl /13.2mL 10.1g KNO3/4.1mL

(2)用多大的烧杯？一定要用蒸馏水吗？

注意事项：在烧杯外壁沿液面处作记号。

2. 加热、溶解、浓缩至原体积的2/3；

(1)“原体积的2/3”是怎么计算出来的？

(2) 如何控制“蒸发至原体积的2/3”?

(3) 蒸发过多或过少的水，对结果有何影响？

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(1) “原体积的2/3”是怎么计算出来的？

目的：尽可能多的析出NaCl，并保证KNO

不析出。

3

的理论产量和高温下的溶解度计算剩余水量。以KNO

3

若以100o C计，10.1g KNO3需要用水4.1mL。

理论上需要蒸发掉15 -4.1=10.9mL水。

“8.5g NaNO3+7.5g KCl+15mL水”，体积约为30mL，浓缩至“原体积的2/3”，即蒸发掉约10mL。

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