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  4. 粗盐的提纯过滤化学反应方程式的书写文字表达式物质的除杂

某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙.小林设计了以下提纯方案:(1)若方案中先除去的是氯化镁,接着除去氯化钙,回答:①试剂a的化学式是______,b的化学式是______.②指出操作c的

一、题文

某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙.小林设计了以下提纯方案:



(1)若方案中先除去的是氯化镁,接着除去氯化钙,回答:
①试剂a的化学式是______,b的化学式是______.
②指出操作c的名称______.
③操作过程中加适量稀盐酸时,可能发生的反应化学方程式是______,______.


(以上两个反应,顺序不分先后)
(2)用图中所示装置进行过滤时,向过滤器内倾注液体的正确的方法是______
A.倾注时,玻璃棒插入过滤器中心
B.倾注时,玻璃棒下端靠住过滤器内任意位置
C.倾注时,玻璃棒下端靠住过滤器内三层滤纸一边
(3)若一次过滤后发现滤液仍浑浊,且滤纸未破损,需接着进行的操作是______.
(4)若所取粗盐样品中实际含氯化钠的质量为mg,除杂后所得精盐的质量为ng,则m与n的关系是m______n(填“>”“=”“<”),原因是______.

考点提示:粗盐的提纯,过滤,化学反应方程式的书写,文字表达式,物质的除杂

二、答案

(1)①除去杂质实际是除去杂质的离子,除杂质不能引入新的杂质,镁离子和钙离子是杂质的离子,要将镁离子沉淀需要氢氧根离子,要将钙离子沉淀需要碳酸根离子,
故答案为:NaOH   Na2CO3
②氯化钠的溶解度受温度影响变化较小,需要蒸发溶剂才能析出晶体,故答案为:蒸发,
③加入的氢氧化钠和碳酸钠都是过量的,滤液中有反应剩余的氢氧化钠和碳酸钠与盐酸反应,生成氯化钠、水、二氧化碳,故答案为:NaOH+HCl=NaCl+H2O    Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
(2)在进行过滤操作时,玻璃棒要靠在三层滤纸处,故答案为:C,
(3)滤液不纯,需要进行再过滤,故答案为:再过滤,至滤液变澄清,
(4)最后的精盐中包括了过量的氢氧化钠、碳酸钠和盐酸反应生成的氯化钠,故答案为:<,除杂过程中有新生成的NaCl.

三、考点梳理

知名教师分析,《某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙.小林设计了以下提纯方案:(1)若方案中先除去的是氯化镁,接着除去氯化钙,回答:①试剂a的化学式是______,b的化学式是______.②指出操作c的》这道题主要考你对 粗盐的提纯过滤化学反应方程式的书写文字表达式物质的除杂 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:粗盐的提纯,过滤,化学反应方程式的书写,文字表达式,物质的除杂

考点名称:粗盐的提纯
  • 粗盐提纯:

          粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,以及可溶性杂质如:Ca2+,Mg2+,SO42-等。不溶性杂质可以用过滤的方法除去,可溶性杂质中的Ca2+,Mg2+,SO42-则可通过加入BaCl2、NaOH和Na2CO3溶液,生成沉淀而除去,也可加入BaCO3固体和NaOH溶液来除去。然后蒸发水分得到较纯净的精盐。
  • 粗盐提纯实验:

    1. 实验过程
    (1)溶解
    (2)在天平上称量剩下的粗盐,计算在10毫升水中大约溶解了多少克粗盐。
    (3)加入过量BaCl2(去除硫酸根离子)BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+2NaCl
    (4)加入过量NaOH(去除镁离子)MgCl2+2NaOH==Mg(OH)2↓+2NaCl
    (5)加入过量Na2CO3(去除钙离子及BaCl2中的钡离子)Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl
    (6)Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl
    (注:3,4两步可互换。)
    (7)过滤
    向滤液中加入适量HCl(除去过量NaOH,Na2CO3,可选择用pH试纸控制加入的量,或是直接蒸发)
    (8)蒸发结晶

    2. 实验步骤:
    (1)溶解:
    用托盘天平称取5克粗盐(精确到0.1克),用量筒量取10毫升水倒入烧杯里,
    用药匙取一匙粗盐加入水中,观察发生的现象,用玻璃棒搅拌,并观察发生的现象。
    接着再加入粗盐,边加边用玻璃棒搅拌,一直加到粗盐不再溶解时为止,观察溶液是否浑浊。
    (2)过滤:
    将滤纸折叠后用水润湿使其紧贴漏斗内壁并使滤纸上沿低于漏斗口,溶液液面低于滤纸上沿,
    倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒,玻璃棒的末端紧靠有三层滤纸的一边,漏斗末端紧靠承接
    滤液的烧杯的内壁。慢慢倾倒液体,待滤纸内无水时,仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色,
    滤液仍浑浊时,应该再过滤一次。
    (3)蒸发:
    把得到的澄清滤液倒入蒸发皿,把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热同时用玻璃棒
    不断搅拌滤液,等到蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
    (4)用玻璃棒把固体转移到纸上,称量后,回收到教师指定的容器,比较提纯前后食盐的状态
    并计算精盐的产率。
    (5)去除可溶性杂质:溶解,依次加入过BaCl2,NaOH,Na2CO3过滤。向滤液中加入适量HCl,
    蒸发,结晶。
  • 产率计算:

    将提纯后的氯化钠与粗盐作比较,计算精盐的产率。
    (误差分析:明显偏低:A.溶解时将粗盐一次全部倒入水中,立即过滤B.蒸发时,有一些液体、固体溅出。
    偏高:提纯后的精盐尚未完全干燥就称其质量.粗盐中含有其他可溶性固体。)

    元素变化:
    反应前:NaCl、MgCl2、CaCl2、Na2SO4
    加入BaCl2(过量)产生BaSO4沉淀溶液内还剩:NaCl、MgCl2、CaCl2、BaCl2
    加入Na2CO3(过量)产生CaCO3沉淀和BaCO3沉淀溶液内还剩:NaCl、MgCl2、Na2CO3
    加入NaOH(过量)产生Mg(OH)2沉淀溶液内还剩:NaCl、Na2CO3、NaOH
    加入HCl(过量)产生CO2、H2O溶液内还剩:HCl、NaCl
    蒸发后:NaCl

    实验现象:
    溶解:粗盐固体为灰色,加入水中所得液体呈浑浊状。
    过滤:滤液是无色透明液体,滤纸上的残留物呈黑色。
    蒸发:随着加热,蒸发皿中液体的量减少;当蒸发到一定程度时,蒸发皿底部有固体析出。蒸发得到的固体为白色。

    过程中玻璃棒的作用:
    (1)溶解时:搅拌,加速溶解
    (2)过滤时:引流
    (3)蒸发时:搅拌,使液体均匀受热,防止液体飞溅
考点名称:过滤
  • 过滤定义:
    利用介质滤除水中杂质的方法。

    通过特殊装置将流体提纯净化的过程,过滤的方式很多,使用的物系也很广泛,固-液、固-气、大颗粒、小颗粒都很常见。
    在推动力或者其他外力作用下悬浮液(或含固体颗粒发热气体)中的液体(或气体)透过介质,固体颗粒及其他物质被过滤介质截留,从而使固体及其他物质与液体(或气体)分离的操作。

  • 过滤归纳:

    过滤的原理其中一种能溶于水,另一种不能溶于水,则可以先把它们充分溶于水中,再进行过滤分离
    制作过滤器把一张圆形滤纸连续对折两次,得到一个四层的扇形滤纸,然后再用手捏住最外面一层滤纸展开,便得到一个一边是一层,另一边是三层的滤纸,用少量水润湿一下,把它贴在漏斗内壁上即可。
    用到的仪器铁架台(带铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸等
    过滤装置
    注意事项操作注意事项有:一贴、二低、三靠。
    一贴:滤纸紧贴漏斗内壁,以没有气泡为准,可加快过滤的速度;
    二低:滤纸边缘低于漏斗边缘;漏斗内液面低于滤纸边缘,防止液体从滤纸与漏斗之间的间隙流下,使过滤不充分;
    三靠:盛待过滤液体的烧杯紧靠引流的玻璃棒,防止液体溅到漏斗外丽;玻璃棒的下端紧靠在三层滤纸上,防止戳破滤纸;漏斗下端长的那侧管口紧靠烧杯内壁,防止液体溅出
    过滤失败的原因①滤纸破损;②过滤时液面高于滤纸边缘; ③收集滤液的烧杯不洁净
    过滤操作实验口诀斗架烧杯玻璃棒,滤纸漏斗角一样。
    过滤之前要静置,三靠两低不要忘。

  •  

考点名称:化学反应方程式的书写
  • 化学方程式的书写原则遵循两个原则:
    一是必须以客观事实为基础,绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应;

    二是遵循质量守恒定律,即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。
  • 书写化学方程式的具体步骤:
    (1)写:根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左,生成物在右,中间用横线连接,如: H2+O2——H2O,H2O——H2+O2
    (2)配:根据反应前后原子的种类和数目不变的原则,在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数,使各种元素的原子个数在反应前后相等,然后将横线变成等号。配平后,化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,如:2H2+O2=2H2O,2H2O= 2H2+O2
    (3)注:注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H2+O22H2O,2H2O2H2↑+O2↑。

    化学计量数:

    化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中,各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,计数量为1时,一般不写出。

    书学化学方程式的常见错误:

    常见错误违背规律
    写错物质的化学式客观事实
    臆造生成物或事实上不存在的化学反应
    写错或漏泄反应条件
    化学方程式没有配平质量守恒
    漏标多标“↑”、“↓”符号——

    书写化学方程式时条件和气体、沉淀符号的使用:
    (1).“△”的使用
    ①“△”是表示加热的符号,它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。
    ②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生,书写化学方程式时就用“△”,如:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。
    ③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度,一般用“高温”表示;如:CaCO3CaO+ CO2
     
    (2)“↑”的使用
     ①“↑”表示生成物是气态,只能出现在等号的右边。
    ②当反应物为固体、液体,且生成的气体能从反应体系中逸出来,气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl2+H2↑。
    ③当反应物是溶液时,生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来,则不用“↑”,如:H2SO4+ BaCl2==FeCl2+2HCl
    ④只有生成物在该反应的温度下为气态,才能使用“↑”。
    ⑤若反应物中有气态物质,则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O2CO2

    (3)“↓”使用
    ①“↓”表示难溶性固体生成物,只能出现在等号的右边
    ②当反应在溶液中进行,有沉淀生成时,用 “↓”,如:AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO3
    ③当反应不在溶液中进行,尽管生成物有不溶性固体,也不用标“↓”,如:2Cu+O22CuO
    ④反应在溶液中进行,若反应物中有难溶性物质,生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO4==FeSO4+Cu.

    化学方程式中“↑”和“↓”的应用:

    ①“↑”或“↓”是生成物状态符号,无论反应物是气体还是固体,都不能标“↑”或“↓”;
    ②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀,则使用“↓”;若不在溶液中进行,无论生成物中是否有固体或难溶物,都不使用“↓”;
    ③常温下,若反应物中无气体,生成物中有气体.
  • 提取信息书写化学方程式的方法:
          书写信息型化学方程式是中考热点,题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域,充分体现了化学学科的重要性,并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤,可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式,并注明反应条件及生成物状态;第二步就是化学方程式的配平。
考点名称:文字表达式
  • 概念:用文字表示化学反应的式子

    文字表达式的书写步骤:
    (1)写:根据反应事实写出反应物和生成物
    (2)注:注明反应条件:[点燃,加热,光照,通电等]
考点名称:物质的除杂
  • 混合物的分离和提纯(除杂)
    1. 分离与提纯的基本原理
    (1)分离:就是用物理或化学的方法将混合物巾的各组分分开,并将物质恢复到原状态。
    (2)提纯和除杂:用物理或化学的方法把混合物中的杂质除去而得到纯物质。在提纯过程中,如果杂质发生了化学变化,不必恢复成原物质。二者的方法在很多情况下是相似的,但分离比提纯的步骤要多,因为各组分均要保留,绎过化学反应使混合物中各组分经转化而分离后还要复原为原来的组分物质提纯和除杂过程中经常用到分离操作,二者有时又密不可分。

    2.分离和提纯应遵循的原则
    (1)不能“玉石俱焚”:即试剂一般要求与杂质反应,不与要保留的物质反应。但在特殊情况下,所加试剂可和保留物质应应,但最终要转化成需要保留的物质如除去FeCl3,溶液中的NaCl,可加过量的NaOH溶液→过滤→洗涤→加适量稀盐酸。
    (2)“不增““不减”:即不增加新的杂质,不减少要保留的物质如除去FeCl3中的少量Fe2(SO4)3应选用BaCl2而不应选用Ba(NO3)2,否则发生反应3Ba(NO3)2+Fe2(SO4)3==3BaSO4↓+2Fe(NO3)3溶液中又增加了Fe(NO3)3.
    (3)易分离:反应后,物质的状态不同,便于分离。
    (4)不污染环境:即耍求所选用的除杂方法不能产生可污染环境的物质。
    (5)不能“旧貌变新颜”:即除杂结束前,要恢复保留物质的原有状态。

  • 常见除杂的方法:
    CO2(O2):将气体通过灼热的铜网
    CO2(H2或CO):将气体通过灼热的氧化铜
    O2或CO2或H2(含H2O):将气体通过浓硫酸或氧化钙或氯化钙等干燥剂
    O2或H2或CO(含CO2或SO2):将气体通入氢氧化钠溶液中
    Cu(含Fe或Mg或Zn):加入足量的稀盐酸或稀硫酸,过滤
    Fe(含Cu):用磁铁将铁粉吸引出来
    Cu(含CuO),Fe(含Fe2O3):高温下与H2或CO反应
    CuO(含Cu或C):在空气中灼烧
    CaO(含CaCO3):高温煅烧(CaCO3分解成CaO和CO2)
    CaCO3(含CaO):加足量水溶解,过滤,取滤渣
    Ca(OH)2(含CaO)加足量水
    FeSO4溶液(含H2SO4或CuSO4),FeCl2溶液(含盐酸或CuCl2):加过量铁粉,过滤,取滤液
    NaCl溶液(含Na2CO3):加适量稀盐酸
    Na2SO4溶液(含CuSO4):加适量 NaOH 溶液

    酸、碱、盐溶液的除杂技巧:
    1.被提纯物与杂质所含阳离子相同时,选取与杂质中的阴离子不共存的阳离子,再与被提纯物中的阴离子组合出除杂试剂。如除去Na2SO4溶液中的NaOH:可选用稀H2SO4溶液为除杂试剂(2NaOH+ H2SO4==Na2SO4+2H2O)、除去KCl溶液中的 K2SO4:可选用BaCl2溶液为除杂试制(K2SO4+BaCl2 ==2KCl+BaSO4↓,过滤除去)

    2.被提纯物与杂质所含阴离子相同时,选取与杂质中阳离子不共存的阴离子,再与被提纯物中的阳离子组合出除杂试剂,如除去NaCl溶液中的BaCl2:可选用 Na2SO4溶液为除杂试剂(BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓ +2NaCl,过滤除去).再如除去KNO3溶液中的AgNO3:可选用KCl溶液为除杂试剂(AgNO3+KCl=AgCl↓ +KNO3,过滤除去)。

    3.被提纯物质与杂质所含阴离子、阳离子都不相同时,应选取与杂质中阴、阳离子都不共存的阳、阴离子组合出除杂试剂。如:除去NaCl溶液中的CuSO4:可选用Ba(OH)2溶液为除杂试剂[CuSO4+Ba(OH)2= BaSO4↓+Cu(OH)2↓,过滤除去]。
  • 分离和提纯的方法:
       物质的分离和提纯有两种主要的方法,即物理方法和化学方法。实际上在实验过程中往往需通过综合法来进行。
    (1)物理方法主要包括过滤,蒸馏,结晶
    方法适用范围举例注意事项
    过滤分离不溶性固体和液体粗盐提纯①过滤时要“一贴、二低,三靠”;
    ②必要时要洗涤沉淀物
    结晶利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度随温度变化不同的性质来分离提纯物质分离氯化钠和硝酸钾混合物①一般先配较高温度下的浓溶液,然后降温结晶:
    ②结晶后过滤,分离出晶体
    蒸馏沸点不同的液体混合物石油的分馏①温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;
    ②加沸石(或碎瓷片);
    ③冷凝管水流方向

    (2)化学方法
    除杂方法除杂原理应用实例
    化气法与杂质反应生成气体而除去除Na2SO4中的NaCO3,可加适量稀盐酸
    NaCO3+H2SO4==Na2SO4+CO2↑+H2O
    沉淀法将杂质转化为沉淀过滤除去除去NaCl中的Na2SO4.可加适量的BaCl2
    Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl
    置换法将杂质通过置换反应而除去c除去FeSO4中的CuSO4可加过量的铁粉
    CuSO4+Fe==Cu+FeSO4
    溶解法将杂质溶丁某种试剂而除去除C粉中的CuO粉末,可加适量稀盐酸,再过滤
    CuO+H2SO4==CuSO4+H2O
    加热法杂质受热易分解,通过加热将杂质除去除CaO中的CaCO3可加热
    CaCO3CaO+CO2↑
    转化法将杂质通过化学反应转化为主要成分除去CO2中的CO,可将气体通过灼热的CuO
    CO+CuOCu+CO2

    (3)综合法
    在进行混合物的分离或提纯时,采用一种方法往往不能达到目的,而要采用几种方法才能完成,这就是综合法。综合法主要有三种:
    ①物理方法的综合:主要是溶解、过滤、蒸发、结晶等方法的结合:
    ②化学方法的综合:当某物质所含杂质不止一种时,通常需加入多种试剂除去(或分离)不同的物质。
    ③物理与化学方法的综合:当某物质所含杂质不止一种,且有能用物理方法除去(或分离)的杂质时,首先应考虑用物理方法除去一种或几种杂质,然后再用化学方法除去其余杂质。

    (4)除杂方法的几个优化原则
    ①若同时有多种方法能除去杂质,要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。
    ②应尽量选择既可除去杂质,又可增加保留物质的方法,即“一举两得”。
    ③先考虑物理方法,再用化学方法。

    常见的混合物类型及分类与提纯的方法见下表:
    混合物类型\\采用的方法物理方法化学方法
    固—固混合可溶—可溶结晶把杂质变成沉淀、气体等除去
    可溶—不溶过滤——
    不溶—不溶把杂质变成可溶物除去
    固—液混合过滤——
    液—液混合——把杂质变成沉淀,气体或被提纯物
    气—气混合——把杂质变成固体、溶液或被提纯物

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