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  4. 粗盐的提纯水的净化关于溶液的计算

(1)医院需要配制2000g0.9%的生理盐水。需要氯化钠的质量为________,水的质量为____________;(2)从长江水制取蒸馏水的过程中需要经过沉淀、过滤、________、蒸馏等步骤

一、题文

(1)医院需要配制2000g0.9%的生理盐水。需要氯化钠的质量为________,水的质量为____________;
(2)从长江水制取蒸馏水的过程中需要经过沉淀、过滤、________、蒸馏等步骤
(3)粗盐提纯的步骤如下:     
a.操作⑤中用到的仪器有铁架台、玻璃棒、酒精灯、坩埚钳、_______(填序号)。其中玻璃棒的作用是__________   
b.实验结束后称量获得的精盐,并计算精盐的产率,发现产率较低,其可能原因是_______(填序号)。
A.食盐没有全部溶解即过滤     B.蒸发时食盐飞溅剧烈
C.蒸发后,所得精盐很潮湿     D.器皿上沾有的 精盐没全部转移到称量纸上

考点提示:粗盐的提纯,水的净化,关于溶液的计算

二、答案

(1)18g    ;   1982g  
(2)吸附(或活性炭吸附)  
(3)蒸发皿 ;  搅拌,防止液滴飞溅  ;  ABD

三、考点梳理

知名教师分析,《(1)医院需要配制2000g0.9%的生理盐水。需要氯化钠的质量为________,水的质量为____________;(2)从长江水制取蒸馏水的过程中需要经过沉淀、过滤、________、蒸馏等步骤》这道题主要考你对 粗盐的提纯水的净化关于溶液的计算 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,水的净化,关于溶液的计算

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:水的净化
  • 定义:
    清除水中不好的或不需要的杂质,使水达到纯净的程度。
  • 四种净化水的方法,原理,作用:

    净化水的方法原理作用
    沉淀食难溶性的杂质沉淀下来,并与水分层使难溶性大颗粒沉降或加入明矾,形成的胶状物吸附杂质沉降
    过滤把液体与难溶于液体的固体物质分离除去难溶性杂质
    吸附利用物质的吸附作用,吸附水中一些难溶性杂质,臭味和色素除去难溶性杂质,部分可溶性杂质,臭味和色素
    蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水除去可溶性杂质,使硬水软化

  • 水净化的方法:
    吸附,沉淀,过滤,蒸馏,杀菌

    吸附:常用明矾和活性炭,明矾溶于水后形成胶状物吸附水中的悬浮物,
    活性炭不仅可以吸附水中的悬浮物,还可以吸附在水中有异味的物质和色素
    沉淀:水中悬浮物别吸附后形成密度大的颗粒,从而使杂质沉淀
    过滤:除去水中不溶性的杂质
    蒸馏:除去可溶性杂质的方法
    杀菌:常用杀毒剂:漂白粉,氯气以及新型消毒剂二氧化氯等

    吸附、沉淀、过滤和蒸馏中单一操作净化程度较高的是蒸馏。综合运用时,按吸附→沉淀→过滤→蒸馏的顺序操作净化效果更好

    加絮凝剂(明矾)与活性炭净水的比较:
    净化水的方法原理能除去的杂质
    明矾净水明研溶于水后形成胶状物质,对杂质进行吸附,将微小颗粒吸附在一起形成大的固体颗粒而沉阵下来 不溶于水的微小固体颗粒
    活性炭净水利用内部疏松多孔的结构来吸附水中的微小颗粒和一些可溶于水的杂质不溶于水的微小固体颗粒和部分能溶于水的杂质以及气味,颜色等
  • 自来水厂净化水的过程图及步骤
    1、净化过程图
     

    2、自来水净化步骤
    ①从水库中取水。
    ②加絮凝剂(主要是明矾),使悬浮的小颗粒状杂质被吸附凝聚。
    ③在反应沉淀池中沉降分离,使水澄清
    ④将沉淀池中流出的较澄清的水通入过滤池中,进一步除去不溶性杂质。
    ⑤再将水引人活性炭吸附池中,除去水中的臭味和残留的颗粒较小的不溶性杂质。
    ⑥细菌消毒(常用通入氯气的办法)。它是一个化学变化过程,因为除去病菌的过程.就是把病菌变成其他物质的过程。
    ⑦杀菌后的水就是洁净、可以饮用的自来水,通过配水泵供给用户,但水中仍然含有可以溶于水的一些杂质,所以还是混合物。
考点名称:关于溶液的计算
  • 溶质质量分数:
    1.  概念:溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。

    2. 表达式:
    溶质质量分数==

    3. 含义:溶质质量分数的含义是指每100份质量的溶液中含有溶质的质份为多少。如100g10%的NaCl溶液中含有10gNaCl.。不要误认为是100g水中含有10gNaCl。
  • 应用溶质质量分数公式的注意事项:
    ①溶质的质量是指形成溶液的那部分溶质,没有进入溶液的溶质不在考虑范围之内。如在20℃时,100g水中最多能溶解36gNaCl,则20gNaCl放入50g 水中溶解后,溶质的质量只能是18g。

    ②溶液的质量是该溶液中溶解的全部溶质的质量与溶剂的质量之和(可以是一种或几种溶质)。

    ③计算时质量单位应统一。

    ④由于溶液的组成是指溶液中各成分在质量方面的关系,因此,对溶液组成的变化来说,某物质的质量分数只有在不超过其最大溶解范围时才有意义。
    例如在20℃时,NaCl溶液中溶质的质量分数最大为26.5%,此时为该温度下氯化钠的饱和溶液,再向溶液中加入溶质也不会再溶解,浓度也不会再增大。因此离开实际去讨论溶质质量分数更大的NaCl溶液是没有意义的。

    ⑤运用溶质质量分数表示溶液时,必须分清溶质的质量、溶剂的质量和溶液的质量。
    a.结晶水合物溶于水时,其溶质指不含结晶水的化合物。如CuSO4·5H2O溶于水时,溶质是CuSO4
    溶质质量分数= ×100%
    b.当某些化合物溶于水时与水发生了反应,此时溶液中的溶质是反应后生成的物质。如Na2O溶于水时发生如下反应:Na2O+H2O==2NaOH。反应后的溶质是NaOH,此
    溶液的溶质质量分数=
    c.若两种物质能发生反应,有沉淀或气体生成,此时溶液中的溶质质量分数=
  • 影响溶质质量分数的因素:
    (1)影响溶质质量分数的因素是溶质、溶剂的质录,与温度、是否饱和无关。在改变温度的过程中若引起溶液中溶质、溶剂质量改变,溶质的质量分数也会改变,但归根结底,变温时必须考虑溶质、溶剂的质量是否改变。因而,影响溶质的质量分数的因素还是溶质、溶剂的质量。例如:
    ①将饱和的NaNO3溶液降低温度,由于析出品体,溶液中溶质的质缺减少,溶剂的质量不变,所以溶液中溶质的质量分数变小。
    ②将饱和的NaNO3溶液升高温度,只是溶液变成了不饱和溶液,溶液中溶质、溶剂的质量不变,因而溶液中溶质的质量分数不变。
    (2)不要认为饱和溶液变成不饱和溶液,溶质的质量分数就变小;也不要认为不饱和溶液变成饱和溶液,溶质的质量分数就变大;要具体问题具体分析。

    有关溶质质量分数计算的类型
    (1)利用公式的基本计算
    ①已知溶质、溶剂的质量,求溶质的质量分数。
    直接利用公式:溶质的质量分数=×100%
    ②已知溶液、溶质的质量分数,求溶质、溶剂的质量。
    利用公式:溶质的质量=溶液的质量×溶质的质量分数
    溶剂的质量=溶液的质量一溶质的质量
    ③已知溶质的质量、溶质的质量分数,求溶液的质量。
    利用公式:溶液的质量=溶质的质量÷溶质的质量分数
    ④质量、体积、密度与溶质质量分数的换算
    当溶液的量用体积表示时,计算时应首先将溶液的体积换算成质量后再进行相关计算。因为计算溶质的质量分数的公式中各种量都是以质量来表示的,不能以体积的数据来代替。
    利用公式:溶液的质量=溶液的体积×溶液的密度

    (2)溶液的稀释与浓缩
    方法计算依据计算公式
    溶液的稀释①加水稀释
    ②加稀溶液稀释
    ①加水稀释前后,溶液中溶质的质量不变
    ②用稀溶液稀释浓溶液时。稀溶液中溶质的质量与浓溶液中溶质的质量之和等于混合后溶液中溶质的质量
    加水稀释:稀释前后溶液中溶质的质量不变 m×ω%=(m+m)×ω%
    溶液的浓缩①添加溶质 ②蒸发溶剂 ③加入浓溶液①原溶液中的溶质与后加入的溶质质量之和等于混合后溶液中的溶质质量
    ②蒸发溶剂前后溶液中溶质的质量不变(没有溶质析出)
    ③原溶液中的溶质与后加入浓溶液中的溶质质量之和等于混合后溶液中的溶质质量
    蒸发浓缩:浓缩前后溶液中溶质的质量不变(m-m)×ω%=m×ω%
    注意:
    a.几种溶液混合,溶液的体积不能简单相加,即V≠VA+VB
    b.混合后溶液的质量、溶质的质量可以相加,即m=mA+mB
    c. 要求混合后溶液的总体积,必须依据公式V=m/ρ,所以要知道混合溶液的密度才能求出总体积。

    (3)饱和溶液中溶质质量分数的计算
    a. 固体溶解度的计算公式
    根据固体溶解度的计算公式[溶解度(S)=×100g]可推导出:
    b. 溶解度与溶质质量分数的关系
    溶解度溶质质量分数
    意义物质溶解性的量度,受外界温度的影响表示溶液中溶质质量的多少,不受外界条件影响
    容积要求100g无要求
    温度要求与温度有关一般与温度无关
    溶液是否饱和一定达到饱和不一定饱和
    计算公式×100g
    单位无单位
    联系饱和溶液中溶质的质量分数=

    特殊的溶质质量分数的计算:
    (1)结晶水合物溶于水时,其溶质指不含结晶水的化合物。
    如CuSO4·5H2O溶于水时,溶质是CuSO4
    溶质质量分数= ×100%

    (2)溶质只能是已溶解的那一部分,没有溶解的不能做溶质计算
    如20℃时,20gNaCl投入到50g中水中(20℃时,NaCl的溶解度为36g)。20℃时50g水最多只能溶解18gNaCl,如溶质的质量为18g,而不是20g,所以该NaCl溶液的质量分数=18g/(50g+18g)×100%=26.5%。

    (3)当某些化合物溶于水时与水发生了反应,此时溶液中的溶质是反应后生成的物质。如Na2O溶于水时发生如下反应:Na2O+H2O==2NaOH。反应后的溶质是NaOH,此
    溶液的溶质质量分数=

    (4)某混合物溶于水,要计算某一溶质的质量分数,溶液的质量包括混合物与水的质量
    如5gNaCl和1gKNO3的混合物溶于100g水,计算NaCl的溶质质量分数:
    ω(NaCl)=5g/(5g+1g+100g)×100%=4.7%。

    (5)利用元素的质量分数进行计算
    溶液中溶质的质量分数与溶质中某元素的质量分数之间有着联系。溶液的溶质质量分数×溶质中某元素的质量分数=溶液中某元素的质量分数。

    溶质质量分数的不变规律:
    (1)从一瓶溶液中不论取出多少溶液,取出溶液及剩余溶液的溶质质量分数与原来溶液中溶质质量分数相同。
    (2)溶质、溶质质量分数均相同的两种溶液混合,所得溶液的质量分数保持不变。
    (3)一定温度时,向某饱和溶液中加入该溶质,所得溶液的溶质质量分数保持不变。
    (4)一定温度时,对某饱和溶液恒温蒸发溶剂,所得溶液的溶质质量分数保持不变。
    (5)对于溶解度随温度升高而增大的物质来说,将其饱和溶液(底部没有固体时)升高温度,所得溶液的溶质质量分数保持不变。而对于溶解度随温度升高而减小的物质(熟石灰)来说,降低温度,所得溶液的溶质质量分数保持不变。

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