高中化学1.3硝酸钾晶体的制备学案1(无答案)苏教版选修6(新)

硝酸钾晶体的制备
一、知识预备：
1.盐的溶解度随温度的变化：
⑴溶解度的定义：
⑵NaCl、KNO3的溶解度随温度的变化是怎样变化的？
⑶溶解度曲线
①溶解度曲线的走向表示什么？
②溶解度曲线上的任意点表示什么？
③若溶解度随着温度的升高而增大，则曲线以上的任意点表示什么？曲线以下的任
意点表示什么？
2.结晶和重结晶
⑴蒸发结晶、冷却结晶的定义及适用的物质？
⑵重结晶的定义：
二、影响晶粒生成的条件：
三、热过滤：
过滤热饱和溶液时，为防止溶液温度降低引起晶体析出，堵塞滤纸孔，降低产率，一般要热过滤。

折叠滤纸的方法如图1。

过滤少量热溶液可选经过预热，颈短而粗的玻璃漏斗，用如图2所示装置过滤。

过滤较多溶液则应选择保温漏斗，用图3所示装置过滤。

热过滤时一般不要用玻璃棒引流，以免加速降温；接受滤液的容器内壁不要贴紧漏斗颈，以免滤液迅速冷却析出晶体，堵塞漏斗口。

图1 图2 图3
四、减压过滤
⑴装置：
由布氏漏斗通过橡皮塞装在吸滤瓶的
口上，吸滤瓶的支管口与水泵连的橡皮管
相连，被滤物转入铺有滤纸的布氏漏斗中。

吸滤瓶用于承接滤液。

当要求保留溶液
时，需在吸滤瓶和水泵之间增加一个安全
瓶，以防倒吸，不使水进入吸滤瓶内污染
溶液。

⑵目的：
⑶原理：由于水泵中的急速水流不断将空气排出，使体系内部形成负压，促使液体较
快通过滤纸进入瓶底，沉淀留在布氏漏斗中。

⑷使用时的注意点：
二、实验目的：
1.理解实验室中制取硝酸钾的原理——水溶液中利用离子相互反应和溶解度的差异来制
备无机化合物的一般原理和步骤。

2.学会利用结晶或重结晶的方法提纯固态物质。

3.学习减压过滤，了解热过滤.
4.进一步掌握并能熟练运用溶解、过滤、加热蒸发、结晶等常用实验操作
5.加深对制备实验的认识，初步体会科学研究的过程。

三、实验原理：
四、实验用品：
1.原料：
2.仪器：
3.试剂：
五、实验步骤：
㈠制备硝酸钾粗产品
1. 固体溶解：
操作要点：
2. 蒸发、热过滤：
操作要点：
3. 冷却、减压过滤：
操作要点：
㈡提纯硝酸钾
4. 重结晶：
操作要点：
㈢纯度检验
5. 检验纯度：
①操作要点：
②实验现象：
六、实验产率
粗产品的产率应以KNO3粗产品的干质量进行计算。

由于粗产品需进行重结晶而不需干燥，可通过将压干后的产品质量扣除20％作为水的质量来估算干质量。

（实验参考数据如下) 产量（粗）：7.7g 产率（粗）：33.5% 氯离子含量：较高
产量（精）：5.1g 产率（精）：22.3% 氯离子含量：微量
七、实验注意事项：
1. 水蒸发量对硝酸钾产率的影响：控制好水的蒸发量是决定产率和产品质量的主要因素，
当溶液蒸发至40mL时，NaCl能最大限度的结晶析出，同时KNO3不结晶。

若溶液蒸发至教材指定蒸发量，大量KNO3与NaCl一起析出，小烧杯中的溶液变成糊状固体，无法通过过滤除去NaCl。

相关实验数据如下表 [摘自中学化学教学参考2007（1～2）]
2. 温度对硝酸钾产率的影响：硝酸钾冷却结晶的温度严重制约硝酸钾的产量，在气温较高
的夏天，室温下冷却, 其冷却梯度较小，硝酸钾的析出量将大大减少，且冷却速度也慢。

若在空气中冷却一段时间后放入冰水中冷却，产率会显著提高。

3. 过滤仪器对硝酸钾产率的影响：普通漏斗过滤时溶液会迅速冷却，在漏斗下端产生KNO3
凝结，使过滤不能顺利进行且会造成KNO3损失。

因此，建议采用热滤漏斗或经过预热的漏斗过滤。

4. 由于实验所用的各种原料量均很少，反应体系的热容小，热的溶液在空气中降温很快，因
此当第一步加热蒸发完毕后，必须迅速进行热过滤，以防止由于溶液温度下降造成硝酸钾析出混于氯化钠晶体中，使产物不纯或产率降低。

5. 进行产品纯度检验时，应将粗产品和重结晶产品一起检验，进行对比观察：哪个溶液中的
浑浊度浅，说明哪个溶液中的Cl－较少。

一次重结晶后的产物中还有少量Cl一存在，甚至第二次重结晶后还能检出Cl－。

这主要是由于在KNO3晶体长大过程中，Na＋和Cl一被包在晶体里，或长大过程中晶体表面不断吸附这些离子造成的，通过多次重结晶能在一定程度上除去杂质，提高产品纯度。

八、交流与讨论：
1. 该实验中涉及哪些基本操作，进行这些操作时应注意什么？
2. 制备硝酸钾晶体时，为什么要趁热过滤？检验所得产品中是否含氯离子的目的是什么？
3. 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？
4. 为什么选用重结晶的方法可使产品获得较高的纯度？。