1.3 《硝酸钾晶体的制备》

课题3 硝酸钾晶体的制备一 、课程标准、学科教学指导意见相关要求学科教学指导意见对本实验的基本要求是：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。

二 、实验原理制备KNO 3是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。

在NaNO 3和KCl 的混合溶液中，同时存在 Na +、K +、Cl - 和 NO 3- 四种离子。

升高温度，NaCl 的溶解度几乎没有多大改变，而KNO 3的溶解度却增大得很快。

在高温下, 蒸发溶剂，达到饱和的NaCl 先结晶分离。

然后,冷却降温, KNO 3达到饱和，析出晶体，得到粗产品。

初次结晶得到的晶体中常会混有些可溶性杂质。

将所得晶体溶于少量溶剂中，然后进行蒸发（或冷却）、结晶、过滤，如此反复的操作称为重结晶。

重结晶作为提纯固态物质的常用方法，在化学实验中占据着重要地位。

三、实验操作要点及主要实验现象1、过滤装置（1）减压过滤装置抽滤也称减压过滤，是在较低压强下将晶体析出，可以快速、充分地将晶体和母液分离。

抽滤使用特殊的漏斗——布氏漏斗。

使用时，将直径略小于漏斗内径的圆形滤纸铺在漏斗中，先用少量溶剂润湿滤纸并微启水泵，将其吸紧；然后小心地将要过滤的悬浊液倒入漏斗中，开大水泵，一直抽气到几乎没有液体滤出为止。

抽滤装置如图3所示。

结晶表面残留的母液，可用少量的溶剂洗涤。

这时抽气应暂时停止，把少量溶剂均匀地洒在布氏漏斗内的滤饼上，以全部结晶刚好被溶剂覆盖为宜；并用玻璃棒搅松晶体，使晶体润湿；然后抽气把溶剂抽干。

热溶液和冷溶液都可选用减压过滤。

若为热过滤，则过滤前应将布氏漏斗放入烘箱(或用电吹风)预热。

（2）热过滤装置过滤热饱和溶液时，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。

课题三硝酸钾晶体的制备1.下表是几种物质在指定温度下的溶解度(g)。

现将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3在30 ℃时制成溶液，此时溶液中无晶体，当降温至某温度时，开始析出晶体，此晶体是( )A.NH4ClB.NH4HCO3 3解析相同物质的量的NaCl、CO2、NH3溶于水，首先发生反应CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3，从阴、阳离子两两对应的角度来说，Na＋、Cl－、HCO－3、NH＋4可以组成等物质的量的NH4Cl和NaHCO3，或等物质的量的NH4HCO3和NaCl。

这四种物质中，在30 ℃时溶解度最小、最大的分别是NaHCO3和NH4Cl，质量最大、最小的分别是NaHCO3和NH4Cl，所以开始析出的晶体是NaHCO3。

答案 C2.在制备硝酸钾晶体实验中，先后进行了二次过滤，分别是A．先常温常压过滤，后高温常压过滤 B．先高温常压过滤，后常温减压过滤C．先常温减压过滤，后高温常压过滤 D．先高温常压过滤，后常温常压过滤答案B3.下列说法错误的是 ( )A. 重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大B. Cu2+与足量氨水反应的离子方程式 Cu2++2NH3·H2O==Cu(OH)2↓+2NH4+C. 抽滤装置由布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵等仪器组成，工作的主要原理是抽气泵给吸滤瓶减压，导致装置内部的压强降低，使过滤的速度加快。

D. 硝酸钾饱和溶液冷却未出现结晶时，可以用玻棒充分磨擦器皿壁促使晶体析出。

答案B4.下列分离或提纯物质的操作方法正确的是①除去KNO3晶体中混有少量的NaCl晶体：冷却结晶②除去NaCl晶体中混有少量的KNO3晶体：蒸发结晶③分离含碘的苯溶液：蒸馏A．仅有②B．仅有①③C．仅有②③D．①②③答案D5.下列装置所示的分离提纯方法和物质的溶解性无关的是( )解析蒸馏与物质的沸点有关，与物质的溶解性无关，选A；洗气与气体的溶解性有关，不选B；晶体的析出与物质的溶解性有关，不选C；萃取与物质的溶解性有关，不选D。

课题3硝酸钾晶体的制备一、重结晶的要点1．重结晶:利用重结晶法提纯物质，不受杂质种类的影响，只要杂质是少量的，可溶的,溶液冷却后杂质在溶剂中尚未饱和皆可用此法提纯.被提纯物在该溶剂中的溶解度随温度改变有明显变化时，收率较高。

有些盐(如氯化钠)的溶解度随温度的改变变化不大，在溶液冷却过程中析出晶体的量很少，对这些晶体进行提纯时不宜采用重结晶法。

2．配制热的浓溶液时，溶剂用量与洗涤用水的多少与收率和纯度的关系：3（1)减慢降温速度,减慢结晶速度,使晶体中包附的杂质离子减少；(2)充分过滤,使母液和晶体尽可能分开，可采用抽滤；(3)正确操作,减少实验过程中药品的损失；（4)母液的回收再利用。

4．重结晶与蒸发结晶的比较结晶是提纯物质的重要方法之一.常用的方法有两种:一种是蒸发法，即通过蒸发或汽化，减少一部分溶剂，使溶液达到饱和而析出晶体，此法主要用于溶解度随温度改变变化不大的物质(如氯化钠）；另一种是冷却法，即通过降低温度使溶液冷却达到饱和而析出晶体，这种方法主要用于溶解度随温度下降而明显减小的物质（如硝酸钾）,有时需要将两种方法结合起来使用。

假如第一次得到的晶体纯度不符合要求，可将所得到的晶体溶于少量溶剂中，然后进行蒸发（或冷却）、结晶、分离，如此反复的操作称为重结晶。

有些物质的纯化，需要经过几次重结晶才能使产品合乎要求.由于每次的母液中都含有一些溶质,所以应收集起来加以适当处理,以提高产率。

【例1】下表是几种物质在指定温度下的溶解度（g ）。

现将相同物质的量的NaCl 、CO 2、NH 3在30 ℃时制成溶液,此时溶液中无晶体,当降温至某温度时，开始析出晶体,此晶体是（ ）A ．443C ．NaHCO 3D ．NaCl解析:相同物质的量的NaCl 、CO 2、NH 3溶于水，首先发生反应CO 2＋NH 3＋H 2O===NH 4HCO 3，从阴、阳离子两两对应的角度来说，Na ＋、Cl －、HCO 错误!、NH 错误!可以组成等物质的量的NH 4Cl 和NaHCO 3或等物质的量的NH 4HCO 3和NaCl.这四种物质中,在相同温度下溶解度最小的是NaHCO 3。

课题3 硝酸钾晶体的制备[浙江选考·加试要求]————————————————————————————————————1．用硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作流程。

2．用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。

1．结晶原理从固体物质的不饱和溶液里析出晶体，一般要经过下列步骤：不饱和溶液→饱和溶液→过饱和溶液→晶核的发生→晶体生长等过程。

制取饱和溶液是溶质结晶的关键，下面应用溶解度曲线加以说明。

图中曲线S 表示某物质的溶解度曲线。

P 表示未达饱和时的溶液，使这种溶液变成过饱和溶液，从而析出晶体的方法有两种：(1)恒温蒸发，使溶剂的量减少，P 点所表示的溶液变为饱和溶液，即变成S 曲线上的A 点所表示的溶液。

在此时，如果停止蒸发，温度也不变，则A 点的溶液处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。

若继续蒸发，则随着溶剂量的继续减少，原来用A 点表示的溶液必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。

———————实验要素先知道需改用A′点表示，这时的溶液是过饱和溶液，溶质可以自然地由溶液里析出晶体。

(2)若溶剂的量保持不变，使溶液的温度降低，假如P点所表示的不饱和溶液的温度由t1℃降低到t2℃时，则原P点所表示的溶液变成了用S曲线上的B点所表示的饱和溶液。

在此时，如果停止降温，则B点的溶液处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。

若使继续降温，由t2℃降到了t3℃时，则原来用B点表示的溶液必需改用B′点表示，这时的溶液是过饱和溶液，溶质可自然地由溶液里析出晶体。

2．重结晶提纯法的一般过程(1)选择适宜的溶剂在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。

硝酸钾晶体的制备教学目标：1．掌握蒸发（或冷却）、结晶、过滤的操作方法及步骤。

2. 掌握减压过滤和热过滤的操作方法和步骤。

情感目标：通过硝酸钾晶体的制备的实验，培养学生细致,认真的科学态度。

教学重点难点：减压过滤和热过滤教学方法：实验探究、学生讨论、教师演示教学过程：一、实验原理：制备KNO3是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。

在NaNO3和KCl 的混合溶液中，同时存在 Na+、K+、Cl-和 NO3-四种离子。

升高温度，NaCl的溶解度几乎没有多大改变，而KNO3的溶解度却增大得很快。

在高温下, 蒸发溶剂，达到饱和的NaCl先结晶分离。

然后,冷却降温, KNO3达到饱和，析出晶体，得到粗产品。

初次结晶得到的晶体中常会混有些可溶性杂质。

将所得晶体溶于少量溶剂中，然后进行蒸发（或冷却）、结晶、过滤，如此反复的操作称为重结晶。

重结晶作为提纯固态物质的常用方法，在化学实验中占据着重要地位。

二、实验操作要点及主要实验现象1、过滤装置（1）减压过滤装置抽滤也称减压过滤，是在较低压强下将晶体析出，可以快速、充分地将晶体和母液分离。

抽滤使用布氏漏斗。

使用时，将直径略小于漏斗内径的圆滤纸铺在漏斗中，先用少量溶剂润湿滤纸并微启水泵，将其吸紧；然后小心地将要过滤的悬浊液倒入漏斗中，开大水泵，一直抽气到几乎没有液体滤出为止。

抽滤装置如右图。

结晶表面残留的母液，可用少量的溶剂洗涤。

这时抽气应暂时停止，把少量溶剂均匀地洒在布氏漏斗内的滤饼上，以全部结晶刚好被溶剂覆盖为宜；并用玻璃棒搅松晶体，使晶体润湿；然后抽气把溶剂抽干。

热溶液和冷溶液都可选用减压过滤。

若为热过滤，则过滤前应将布氏漏斗放入烘箱(或用电吹风)预热。

（2）热过滤装置过滤热饱和溶液时，折叠滤纸的方法如图a。

过滤少量热溶液可选一经过预热，颈短而粗的玻璃漏斗，用如图b所示装置过滤。

过滤较多溶液则应选择保温漏斗，用图c所示装置过滤。

热过滤时一般不用玻璃棒引流，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。

过滤一、过滤一般有两个目的:一是滤除溶液中的不溶物得到溶液，二是去除溶剂（或溶液）得到结晶。

二、常用过滤方法有3种：① 常压过滤：用内衬滤纸的锥形玻璃漏斗过滤，滤液靠自身的重力透过滤纸流下，实现分离。

用圆锥形玻璃漏斗，将滤纸四折，放入漏斗内，其边缘比漏斗边缘略低，润湿滤纸。

小心地向漏斗中倾入液体，液面应比滤纸边缘低一些。

若沉淀物粒子细小，可将溶液静置，使沉淀沉降，再小心地将上层清液泌入漏斗，最后将沉淀部分倒入漏斗。

这样可以使过滤速度加快。

图1 常压过滤装置图② 减压过滤（抽气过滤）：用安装在抽滤瓶上铺有滤纸的布氏漏斗或玻璃砂芯漏斗过滤，吸滤瓶支管与抽气装置连接，过滤在减低的压力下进行，滤液在内外压差作用下透过滤纸或砂芯流下，实现分离。

减压过滤装置包括瓷质的布氏漏斗，抽滤瓶，安全瓶和抽气泵（图1）。

图2 减压过滤装置图过滤前，选好比布氏漏斗内径略小的圆形滤纸平铺在漏斗底部，用溶剂润湿，开启抽气装置，使滤纸紧贴在漏斗底。

过滤时，小心地将要过滤的混合液倒入漏斗中，使固体均匀分布在整个滤纸面上，一直抽气到几乎没有液体滤出为止。

为尽量除净液体，可用玻璃瓶塞压挤滤饼。

在停止抽滤时，先旋开安全瓶上的旋塞恢复常压，然后关闭抽气泵。

在漏斗中洗涤滤饼的方法：把滤饼尽量地抽干、压干，旋开安全瓶上的旋塞恢复常压。

把少量溶剂均匀地洒在滤饼上，使溶剂恰能盖住滤饼。

静置片刻，使溶剂渗透滤饼，待有滤液从漏斗下端滴下时，重新抽气，再把滤饼尽量抽干、压干。

这样反复几次，就可把滤饼洗净。

减压过滤的优点是过滤和洗涤的速度快，液体和固体分离得较完全，滤出的固体容易干燥。

布氏漏斗图布氏漏斗加滤纸图热水漏斗示意图减压过滤装置与操作视频1③ 加热过滤：用插有一个玻璃漏斗的铜制热水漏斗过滤。

热水漏斗内外壁间的空腔可以盛水，加热使漏斗保温，使过滤在热水保温下进行。

用锥形玻璃漏斗过滤热饱和溶液时，常因冷却导致在漏斗中或其颈部析出晶体，使过滤发生困难。

（浙江）2018高考（苏教版）化学选修六创新练：1、3硝酸钾晶体的制备含答案课题三硝酸钾晶体的制备(时间：45分钟)1．粗盐提纯使用的主要仪器有( )A．漏斗、烧杯、蒸发皿、酒精灯B．量筒、烧杯、试管夹、蒸发皿C．玻璃棒、蒸发皿、漏斗、集气瓶D．铁架台、天平、长颈漏斗、酒精灯解析粗盐提纯主要包括溶解、过滤、蒸发、洗涤几步。

用到的主要仪器有：烧杯、漏斗、蒸发皿、坩埚钳、酒精灯等。

答案 A2．减压吸滤装置和普通的过滤装置相比，除可加快过滤速率外，还具有的优点是( ) A．可过滤胶状沉淀B．可过滤颗粒更小的沉淀C．可使沉淀中的杂质减少D．可得到较干燥的沉淀答案 D3．利用重结晶法得到KNO3晶体时，如用较多量的蒸馏水洗涤将会( ) A．提高收率和纯度B．降低收率和纯度C．提高收率和降低纯度D．降低收率和提高纯度解析利用重结晶法得到的KNO3晶体中仍然含有少量NaCl，此时，可利用20 ℃以下KNO3的溶解度小于NaCl的特点，用少量蒸馏水洗涤晶体。

但如用较多量的蒸馏水洗涤将会降低收率和提高纯度。

答案 D4．如用重结晶法除去某产品中杂质，要选择合适的溶剂。

溶剂的下列特点中不可取的是( )A．杂质在溶剂中的溶解度常温或加热时都很大B．在室温时，产品在溶剂中易溶，而杂质不易溶解C．产品在溶剂中的溶解度随温度升高而迅速增大，杂质的溶解度变化不大D．在同一溶剂中，产品比杂质易溶解析重结晶实验过程中要注意溶解、过滤、蒸发、结晶几个环节的操作，此外，还要注意选择适宜的溶剂，产品在溶剂中易溶，并且溶解度随温度升高而迅速增大，产品要比杂质更易溶。

答案 A5．下表是几种物质在指定温度下的溶解度(g)。

现将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3在30 ℃时制成溶液，此时溶液中无晶体，当降温至某温度时，开始析出晶体，此晶体是( )A.NH4Cl B．NH4HCO3C．NaHCO3D．NaCl解析相同物质的量的NaCl、CO2、NH3溶于水，首先发生反应CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3，从阴、阳离子两两对应的角度来说，Na＋、Cl－、HCO－3、NH＋4可以组成等物质的量的NH4Cl 和NaHCO3，或等物质的量的NH4HCO3和NaCl。