文档硝酸钾设计实验
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高纯硝酸钾摘要:高纯硝酸钾是一种重要的化工原料,在许多领域中有广泛的应用。
本文对高纯硝酸钾进行了全面的介绍,包括其性质、制备方法、应用领域及安全注意事项等内容。
通过该文档的阅读,读者能够全面了解高纯硝酸钾的各方面知识。
一、引言高纯硝酸钾(Potassium Nitrate,化学式:KNO3)是一种无机化合物,常温下为无色结晶,可溶于水。
由于其具有良好的稳定性和化学性质,高纯硝酸钾在多个领域中广泛应用,例如火药制造、肥料生产、玻璃制造、食品加工等。
二、性质高纯硝酸钾是一种无色结晶,具有无臭或微臭味。
其密度为2.109 g/cm³,熔点为334℃,沸点为400℃。
高纯硝酸钾可溶于水,溶解度随温度升高而增加。
在空气中加热到高温时,高纯硝酸钾会发生分解反应,产生氧气和二氧化氮。
三、制备方法高纯硝酸钾的制备方法主要有两种:石硝法和硝化钾法。
1. 石硝法:石硝法是一种将硫酸铵与硝酸钙反应生成高纯硝酸钾的方法。
具体步骤如下:a) 将硫酸铵和硝酸钙按照摩尔比例混合;b) 将混合物在适当温度下加热煅烧;c) 过滤得到高纯硝酸钾溶液;d) 蒸发溶液得到高纯硝酸钾晶体。
2. 硝化钾法:硝化钾法是一种将硫酸银与钾盐反应生成高纯硝酸钾的方法。
具体步骤如下:a) 将硫酸银和钾盐按照摩尔比例混合;b) 加入水溶液,反应生成硝酸银和硫酸钾的混合物;c) 过滤得到硫酸钾溶液;d) 蒸发溶液得到高纯硝酸钾晶体。
四、应用领域高纯硝酸钾在众多领域中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:1. 火药制造:高纯硝酸钾是火药的主要成分之一。
其在火药中起到提供氧化剂的作用。
由于高纯硝酸钾的稳定性较好,能够稳定火药的性能,因此广泛应用于各类火药的制造。
2. 肥料生产:高纯硝酸钾作为一种氮肥,被广泛应用于农业领域。
它能够提供植物所需的氮元素,促进植物的生长发育。
此外,高纯硝酸钾还具有提高作物品质、增加产量的效果。
3. 玻璃制造:高纯硝酸钾在玻璃制造中用作剂量和着色剂。
硝酸钾制备实验报告篇一:硝酸钾的制备与提纯实验报告大学化学实验报告本(一)姓名:实验室:周次:周一实验柜台: 61指导老师:章文伟硫酸亚铁铵的制备一.实验目的1. 学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵。
2. 从实验中掌握硫酸亚铁、硫酸亚铁铵复盐的性质3. 掌握水浴、减压过滤等基本操作4. 学习pH试纸、吸管、比色管的使用5. 学习用目测比色法检验产品质量。
二.原理铁屑溶于稀硫酸生成硫酸铁。
硫酸铁与硫酸铵作用生成溶解度较小的硫酸亚铁铵。
三.仪器及药品洗瓶、250ml烧杯、10ml量筒、50ml量筒、吸滤瓶、比色管、铁粉、盐酸2mol/L、3mol/L硫酸、四.实验步骤 1. 硫酸亚铁制备2.3.硫酸亚铁铵的制备Fe3+的限量分析五.记录1. 实验现象:①小火加热硝酸钠和氯化钾混合溶液过程中,烧杯内会有氯化钠晶体析出。
②热过滤后,漏斗滤纸上出现氯化钠白色晶体。
③滤瓶内液温降低后,出现白色针状的硝酸钾晶体。
④硝酸钾溶液加热浓缩后静置,降至室温出现较多的硝酸钾晶体。
⑤抽滤后漏斗上出现干燥的硝酸钾晶体。
2. 产量:粗产品:2.78g 3. 理论产量:KCl+NaNO3===K NO3+NaClm (K NO3) =(8.5*101.1)/85=10.1g 4. 产率:2.78/10.1=27.5%六.思考题1. 怎样利用溶解度差别从氯化钾—硝酸钠制备硝酸钾?当硝酸钠和氯化钾溶液混合时,溶液中会有硝酸钾、氯化钠、硝酸钠和氯化钾四种盐。
在不同温度下它们在水中溶解度不同,特别是在较高温度,硝酸钾在水中的溶解度比氯化钠的要大得多,所以在冷却过程中氯化钠首先析出,趁热过滤后滤液中即含有硝酸钾。
2. 实验成败的关键在何处,应采取哪些措施才能使试验成功?①热过滤分离氯化钠和硝酸钾时要趁热快速,否则液温下降后硝酸钾也会和氯化钠一起析出,减低产量。
②减压过滤时注意不出现穿滤现象。
滤纸不可过大,要全部紧贴漏斗底部,可以用双层滤纸。
发烟剂制作方法引言发烟剂是一种能够产生烟雾的特殊化学物质。
它广泛用于舞台表演、演习、军事训练和其他特殊场合。
在本文档中,我们将介绍一种简单而安全的发烟剂制作方法。
材料准备在开始制作发烟剂之前,我们需要准备以下材料: - 硝酸钾(约500克):硝酸钾是发烟剂的主要成分之一,可在化学实验室或农药店中购买到。
- 糖(约500克):糖是发烟剂的另一个主要成分,可以使用普通的白砂糖。
- 纸张:我们需要一些普通的纸张来制作烟雾。
- 容器:我们需要一个能够承受火焰和烟雾的容器,例如玻璃容器或金属容器。
- 火柴或打火机:用于点燃发烟剂。
制作步骤下面是制作发烟剂的详细步骤:1.将硝酸钾和糖分别研磨成细粉末。
可以使用研钵和研杵来完成这个步骤。
确保将它们分别研磨,然后分别放到不同的容器中。
2.将硝酸钾和糖混合在一起。
根据材料的比例,将硝酸钾和糖按1:1的比例混合在一起。
可使用木质或塑料的搅拌棒将它们充分混合。
3.将混合物放入容器中。
将混合物小心地倒入容器中。
确保容器能够安全地承受火焰和烟雾。
4.在纸上放置一小撮混合物。
取一小撮混合物放置在纸上。
5.将混合物点燃。
使用火柴或打火机点燃纸上的混合物。
这将产生一股浓密的烟雾。
6.注意安全。
制作发烟剂时,务必注意安全。
确保在通风良好的区域操作,避免吸入烟雾或其他有害物质。
注意事项在制作和使用发烟剂时,请记住以下几点注意事项:•发烟剂应该在室外或通风良好的区域使用。
确保周围没有易燃物品。
•使用发烟剂时应遵循安全操作规程,避免火灾和烟雾中毒的风险。
•确保在儿童和宠物无法接触的地方存放发烟剂。
•不要直接吸入发烟剂产生的烟雾,以免对健康造成危害。
结论通过简单的材料和步骤,我们可以制作出发烟剂。
然而,为了安全起见,我们必须在合适的环境中使用发烟剂,并遵循相应的安全操作规程。
希望本文所提供的发烟剂制作方法能够对您有所帮助。
注意:本文仅用于描述发烟剂的制作方法,不鼓励或支持任何违法或危险的行为。
九年级化学全册6.3 物质的溶解性教案沪教版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(九年级化学全册6.3 物质的溶解性教案沪教版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为九年级化学全册6.3 物质的溶解性教案沪教版的全部内容。
第三节物质的溶解性教学目标:1。
知道物质的溶解性及影响溶解性的因素。
2.知道什么叫饱和溶液与不饱和溶液及相互转化。
教学重难点:影响溶解性的因素及饱和溶液与不饱和溶液的关系。
教学过程:创设情景:1。
消毒酒精中酒精的质量分数是多大?2. 生理盐水的溶质质量分数是多少?3。
工业制氯气通常采用电解食盐水的方法,我们知道,越浓的食盐水中氯化钠越多,得到的氯气越多,为什么工业上只用26%的食盐水溶液,而不用30%、40%甚至50%的食盐水来电解呢?交流讨论:氯化钠、氢氧化钙、碳酸钙在水中是否都容易溶解呢?联想与启示:P166小结:一、溶解性1。
定义:一种物质溶解在另一种物质里的能力称为溶解性。
活动探究:P166实验1填表:在室温条件下:结论:2。
影响物质溶解性的因素(1)不同物质在同一种溶剂中的溶解性不同。
[即与溶质的种类(或性质)]有关活动探究:P167实验2填表:在室温条件下结论:(2)同一种物质在不同溶剂中的溶解性不同。
[即与溶剂的种类(或性质)]有关活动探究:P167实验3填表:结论:(3)同一种物质在同一溶剂中的溶解性与温度有关。
交流讨论:P167阅读:P167过渡:上述实验3中在室温下将3g硝酸钾加到5ml水中,硝酸钾没有全部溶解,说明了什么呢?(不能无限制的溶解,也就是不能无限制地提高溶液的浓度)那么,你能否解决上课前提出的问题:电解食盐水制氯气时,为什么不用50%的食盐水呢?交流讨论:那么,除了用加热的方法可以使未溶解的硝酸钾溶解以外,你还有什么方法呢?活动探究:P167小结:①大多数固体,在一定量的溶剂内,随着温度的升高,溶解量增多.②大多数固体,在一定温度下,随着溶剂的量增多,溶解量增多。
课题三 硝酸钾晶体的制备【学考报告】一、硝酸钾晶体的制备原理 1.盐的溶解度随温度的变化氯化钠的溶解度随温度变化不大,而氯化钾、硝酸钠和硝酸钾在高温时具有较大的溶解度。
温度降低时,氯化钾、硝酸钠的溶解度明显减小,而硝酸钾的溶解度则急剧下降。
本实验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,用NaNO 3和KCl 通过复分解反应来制取KNO 3,其反应的化学方程式为NaNO 3+KCl=====常温KNO 3↓+NaCl 。
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。
若将一定浓度的硝酸钠和氯化钾混合溶液加热至沸腾,使溶液浓缩,将有NaCl 晶体析出。
趁热过滤,即可分离出NaCl 晶体。
将滤液冷却至室温,可使KNO 3晶体析出。
经减压过滤分离出的硝酸钾粗产品可用重结晶法加以提纯。
2.结晶和重结晶结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,其原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度减小,从而使晶体析出,分为蒸发结晶和冷却结晶。
将第一次结晶得到的晶体溶于少量溶剂中,然后再进行蒸发(或冷却)、结晶、过滤,如此反复的操作称为重结晶。
3.影响晶粒生成的条件晶体颗粒的大小与结晶条件有关,溶质的溶解度越小,或溶液的浓度越高,或溶剂的蒸发速率越快,或溶液冷却得越快,析出的晶粒就越细小。
在实际操作中,常根据需要,控制适宜的结晶条件,以得到大小合适的晶体颗粒。
当溶液发生过饱和现象时,振荡容器,用玻璃棒搅动或轻轻地摩擦器壁,或投入几粒晶体(晶种),都可促使晶体析出。
思考1: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?提示溶质的溶解度越大,或溶液的浓度越小,或溶剂蒸发速率越慢,或溶液冷却得越慢,析出的晶粒就越大。
二、硝酸钾晶体的制备实验步骤1.固体溶解称取NaNO3 20 g,KCl 17 g,加入35 mL蒸馏水,加热至沸腾并不断搅拌,使固体溶解,在小烧杯外壁标注液面位置。
实验一 溶解热的测定一、目的1、了解电热补偿法测定热效应的基本原理及仪器使用。
2、测定硝酸钾在水中的积分溶解热,并用作图法求得其微分稀释热、积分稀释热和微分溶解热。
3、初步了解计算机采集处理实验数据、控制化学实验的方法和途径。
二、基本原理1、物质溶解于溶剂过程的热效应称为溶解热。
它有积分(或变浓)溶解热和微分(或定浓)溶解热两种。
前者是1 mol 溶质溶解在n 0 mol 溶剂中时所产生的热效应,以Q s 表示。
后者是1 mol 溶质溶解在无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应,即0,,s T p n Q n ∂⎛⎫⎪∂⎝⎭。
溶剂加到溶液中使之稀释时所产生的热效应称为稀释热。
它也有积分(或变浓)稀释热和微分(或定浓)稀释热两种。
前者是把原含1 mol 溶质和n 01 mol 溶剂的溶液稀释到含溶剂n 02 mol 时所产生的热效应,以Q d 表示,显然,Q d = Q s ,n02 – Q s ,n01。
后者是1 mol 溶剂加到无限量某一定浓度溶液中时所产生的热效应,即0,,s T p nQ n ⎛⎫∂⎪∂⎝⎭。
2、积分溶解热由实验直接测定,其它三种热效应则需通过作图来求:设纯溶剂、纯溶质的摩尔焓分别为H *m ,A 和H *m ,B ,一定浓度溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为H m ,A 和H m ,B ,若由n A mol 溶剂和n B mol 溶质混合形成溶液,则混合前的总焓为 H = n A H *m ,A + n B H *m ,B 混合后的总焓为 H ΄ = n A H m ,A + n B H m ,B此混合(即溶解)过程的焓变为 ΔH = H ΄ – H = n A (H m ,A – H *m ,A )+ n B (H m ,B – H *m ,B ) = n A ΔH m ,A + n B ΔH m ,B根据定义,ΔH m ,A 即为该浓度溶液的微分稀释热,ΔH m ,B 即为该浓度溶液的微分溶解热,积分溶解热则为:,,0,,As m A m Bm AmBB Bn H Q H H n HHn n ∆==∆+∆=∆+∆ 故在Q s ~ n 0图上,某点切线的斜率即为该浓度溶液的微分稀释热,截距即为该浓度溶液的微分溶解热。
转化法制备硝酸钾的实验操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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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。
硝酸钾的标准摩尔生成焓
硝酸钾是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用。
本文档将详细介绍硝酸钾的标准摩尔生成焓。
1.硝酸钾的化学式为KNO3,其分子量为101.1g/mol。
标准摩尔生成焓是指在标准状况下,1mol反应物生成产物的化学反应过程中释放或吸收的能量。
2.硝酸钾的标准摩尔生成焓可以通过实验方法来测定。
一种常见的方法是使用反应热计,通过测量反应物和产物的温度变化来计算标准摩尔生成焓。
3.在测定硝酸钾的标准摩尔生成焓时,需要注意以下几点:
a.实验条件要控制在标准状况下,即温度为298K(25℃),压强为1atm(101.3kPa)。
b.实验过程中应注意消除热量损失,保证实验数据的准确性。
c.反应物和产物的物质量应按照化学方程式的系数相应比例取用。
4.标准摩尔生成焓的数值表示反应的放热或吸热程度。
对于硝酸钾,标准摩尔生成焓的数值为-494.6kJ/mol。
负号表示放热反应,即在反应过程中释放热量。
5.硝酸钾的标准摩尔生成焓与反应类型、反应物和产物的状态有关。
在不同的反应中,硝酸钾的标准摩尔生成焓可能有所变化。
总之,硝酸钾的标准摩尔生成焓是指在标准状况下,1mol硝酸钾反应生成产物时释放或吸收的能量。
通过实验方法可以测定其数值,对于硝酸钾而言,标准摩尔生成焓的数值为-494.6kJ/mol。
在实验中需要控制条件,并注意准确性和数据的合理性。
了解硝酸钾的标准摩尔生成焓有助于深入理解化学反应过程和能量变化。
实验十转变法制备硝酸钾[课时安排 ] 4 学时[实验目的 ]1、学惯用转变法制备硝酸钾晶体;2、学习溶解、过滤、间接热浴和重结晶操作。
[实验原理介绍 ]本实验是采纳转变法由 NaNO3和KCl 来制备硝酸钾,其反响以下:NaNO3+ KCl ? NaCl + KNO 3该反响是可逆的。
依据氯化钠的溶解度随温度变化不大,而氯化钾、硝酸钠和硝酸钾在高温时拥有较大或很大的溶解度而温度降低时溶解度显然减小(如氯化钾、硝酸钠 ) 或急剧降落 (如硝酸钾 )的这类差异,将必定浓度的硝酸钠和氯化钾混淆加热浓缩,当温度达 118~120℃时,因为硝酸钾溶解度增添好多,达不到饱和,不析出;而氯化钠的溶解度增添极少,随浓缩、溶剂的减少,氯化钠析出。
经过热过滤滤除氯化钠,将此溶液冷却至室温,即有大批硝酸钾析出,氯化钠仅有少许析出,进而获得硝酸钾粗产品。
再经过重结晶提纯,可获得纯品。
[基本操作与仪器介绍 ]1、布氏漏斗及吸滤瓶的使用方法布氏漏斗和吸滤瓶配套使用于减压过滤。
布氏漏斗上有很多小孔,漏斗颈插入单孔橡皮塞,与吸滤瓶相接。
橡皮塞插入吸滤瓶内的部分不得超出塞子高度的2/3,漏斗管下方的斜口要对着吸滤瓶的支管口。
2、减压过滤的操作方法(1)按 1 装好仪器,滤纸放入布氏漏斗内(滤纸大小应小于漏斗内径并能将所有小孔遮住为宜)。
少许蒸馏水湿润滤纸,开启真空泵,抽气使滤纸紧贴在漏斗上。
(2)用倾析法先将上清液转移到漏斗上,溶液量不该超出漏斗容量的 2/3,待溶液快流尽时再转移积淀。
(3)假如吸滤瓶内液面高度快到支管时,拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口倒出溶液,不可以从支管口倒出溶液,免得弄脏溶液。
(4)先拔掉橡皮管,用清洗液湿润积淀,而后从头接上橡皮管,尽量抽干,重复此操作 2~3 次。
(5)吸滤完成,拔掉橡皮管,封闭真空泵,如需要的是积淀,取下布氏漏斗,将积淀倒在滤纸上或表面皿上,适合温度下烘干;如需要的是溶液,将溶液从吸滤瓶上口倒入盛接容器。
溶解热的测定实验目的1.了解热效应测定的基本原理2.学会使用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热3.学会用作图法求出硝酸钾在水中的微分溶解热,积分冲淡热和微分冲淡热4.掌握溶解热测定仪的使用实验原理溶解热:物质溶解于溶剂过程的热效应,有积分溶解热和微分溶解热两种。
积分溶解热:指定温定压下把 1mol 物质溶解在 n0mol 溶剂中时所产生的热效应。
由于在溶解过程中浓度不断改变,因此又称为变浓溶解热,以 Qs 表示。
微分溶解热:指在定温定压下把1mol物质溶解在无限量某一定浓度溶液中所产生的热效应。
在溶解过程中浓度可视为不变,因此又称为定浓溶解热,以表示(定温,定压,定浓状态下,由微小的溶质增量所引起的热量变化)。
冲淡热:又称稀释热。
把溶剂加到溶液中使之稀释,在稀释过程中的热效应称为冲淡热。
它也有积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热两种。
积分冲淡热:在定温定压下把原为含 1mol 溶质和 n01mol 溶剂的溶液冲淡到含有 n02mol 溶剂时的热效应。
它为两浓度的积分溶解热之差。
以 Qd 表示。
微分冲淡热:1mol 溶剂加到某一浓度的无限量溶液中所产生的热效应,以表示(定温,定压,定溶质状态下,由微小溶剂增量所引起的热量变化)。
积分溶解热的大小与浓度有关,而且不具备线性关系。
积分溶解热由实验测定,在测定时可画出一条积分溶解热 Qs 与溶剂浓度 n0之间的关系曲线。
其它三种热效应由 Qs~n0曲线求得。
溶解过程的焓变为:ΔH = H ' - H = n1ΔH1 + n2ΔH2式中的n1ΔH1 为溶剂在指定浓度溶液中溶质与纯溶质摩尔焓的差,即为微分溶解热。
由于积分溶解热为:(偏微分)。
该切线在纵坐标上的截矩,即为该浓度溶液的微分溶解热。
在两个浓度之间积分溶解热的差值,就是积分冲淡热。
硝酸钾在水中溶解过程是个吸热过程,一定量的硝酸钾溶解在水中会使得水的温度下降。
用一个电热丝对溶液进行加热,在温度回到加入硝酸钾前原来温度值时,这段时间所消耗的电能为:Q = I 2 R t = I V t单位为焦。
硝酸钾的制备和提纯探讨
课本实验(一)
一、实验目的
1、观察验证盐类溶解度和温度的关系;
2、利用物质溶解度随温度变化的差别,学习用转化法制备硝酸钾;
3、熟悉溶解、蒸发、结晶、过滤等技术,学会用重结晶法提纯物质。
二、实验原理
复分解法是制备无机盐类的常用方法。
不溶性盐利用复分解法很容易制得容易制得,但是可溶性盐则需要根据温度反应中几种盐类溶解度的不同影响来处理。
本实验用NaNO3和KCl
通过复分解来制取KNO3,其反应为:NaNO3 + KCl ===NaCl + KNO3
三、基本操作
1、玻璃仪器(烧杯、量筒、蒸发皿、表面皿)使用;
2、实验室用的纯水;
3、化学试剂;
4、加热与冷却;
5、固、液分离;*(1)
6、查物质的溶解度数据表;*(2)
7、重结晶;*(3)
8、减压过滤;*(4)
9、表面皿的洗涤和使用;
表一:硝酸钾,氯化钾,硝酸钠,氯化钠在不同温度下的溶解度(g/100g水)
温度(°c)0 10 20 30 40 60 80 100 K N O3 13. 3 20.9 31. 6 45.8 63.9 110 169 24 6 K C l 27. 6 31.0 34.0 37.0 40.0 45. 5 51. 1 56.7 NaNO3 7 3 80 88 9 6 10 4 12 4 148 180 N a C l 35.7 35.8 36.0 36. 3 36. 6 37. 3 38. 4 39.8
四、实验步骤
1、硝酸钾的制备
a用表面皿在台秤上称取用表面皿在台秤上称取NaNO3 8.5g,KCl7.5g 放入烧杯中,加入15ml蒸馏加热至沸,使固体溶解.
b待溶液蒸发至原来体积的2/3时便可停止加热,趁热用热滤漏斗进行过滤。
c将滤液冷却至室温,滤液中便有晶体析出。
d用减压过滤的方法分离并抽干此晶体,即得粗产品。
e吸干晶体表面的水分后转移到已称重的洁净表面皿中,用台秤称量,计算粗产品的百分产率。
2、重结晶法提纯KNO3
将粗产品放在50mL烧杯中(留0.1g粗产品作对比纯度检验用),加入计算量的蒸馏水并搅拌之,用小火加热,直至晶体全部溶解为止。
然后冷却至室温,待大量晶体析出后减压过滤,晶体用滤纸吸干,放在表面皿上称重,并观察其外观。
3、产品纯度的检验
称取KNO 产品0 . 1g(剩余产品回收)放入盛有20 mL蒸馏水的小烧杯中,溶解后取得1mL,稀释至100mL,取稀释液1mL,加 1 ~ 2 滴0 . 1 mol·L-1AgNO3 溶液,观察有无AgCl白色沉淀产生。
并与粗产品的纯度作比较。
注意事项
1 、将NaNO3 8.5g,KCl 7.5g,放入烧杯中,加入蒸馏水,使固体15mL蒸馏水,使固体刚好全部溶解。
2、待溶液蒸发至原来体积的2/3 时,便要停止加热,并趁热用热滤漏斗进行过滤。
3、重结晶法提纯KNO3 中,将粗产品放在烧杯中,应加入计算量的蒸馏水直至晶体刚好全部溶解为止。
设计实验(二)
一实验目的
1熟悉溶解蒸发结晶,过滤等操作,学会用重结晶提纯物质
2复习复分解反应
3了解无机盐类物质溶解度和温度的关系
二实验原理
Cu(NO3)2+2KOH==Cu(OH)2+2KNO3;Cu(OH)2==CuO+H2O(加热条件)
KNO3溶解度见上表
三实验步骤
1制备硝酸钾
a分别量取硝酸铜18.8g,氢氧化钾11.2g,加入100ml水,加热煮沸,搅拌,使其充分反应(住:最好边搅拌边逐滴加入少量过氧化氢防止硝酸盐受热分解)
b过滤,除去生成的Cu(OH)2沉淀
c蒸发硝酸钾溶液至18ml
d将滤液冷却至室温就有晶体析出,减压过滤并抽干就得到粗产品
e吸干粗产品表面的水分,用台秤称量计算产率
2重结晶法提纯KNO3
将粗产品放在50mL烧杯中(留0.5g粗产品作对比纯度检验用),加入13ml的蒸馏水并搅拌之,用小火加热,直至晶体全部溶解为止。
然后冷却至室温,待大量晶体析出后减压过滤,晶体用滤纸吸干,放在表面皿上称重,并观察其外观。
3、产品纯度的检验
称取KNO 产品0 . 5g(剩余产品回收)放入盛有20 mL蒸馏水的小试管中,分别测PH 值,测得粗产品PH=12,精产品PH=7,然后往两小试管分别加入少量固体KOH,均无任何变化
课本实验与设计实验的结果对比及分析(三
课本实验结果:得到的产品NaCl6.5g,超标,KNO3.04g,太少,精产品只有1.59g,产率就
更低了
原因分析:1本次实验先蒸发溶液后进行热过滤的,由于热过滤中过滤速度太慢,硝酸
钾直接结晶析出,造成产率减少
2由于硝酸盐受热易分解,所以加热时可能会有部分硝酸钠,硝酸钾受热分
解使产率减少,更重要的是制得的硝酸钾中很有可能含有亚硝酸钠,亚硝
酸钾等杂质
3所取溶液量太少,容易爆沸
综合上述原因,使得硝酸钾的产率太过偏低;
设计实验结果分析:理论应得到硝酸钾20.2g,由于18ml水可以溶解部分硝酸钾,所以理论粗产品应该是14.5g左右,我得到的粗产品是13.51g,产率是93.2%。
比较高!用13ml水恰在100度水中可以完全溶解13.51g硝酸钾,冷却后
理论得到硝酸钾9.68g,而我得到的精产品是8.48g,精产品的产率是
87.6%,还是相当高,相比于课本实验就好多了
原因分析:1本次试验先用过量水溶解,然后过滤,保证过滤中不会有硝酸钾析出,过滤之后再进行蒸发,此时蒸发的是很稀很稀的硝酸钾溶液,不会有爆沸的
风险
2上头已经提到硝酸盐受热易分解,在反应过程中向溶液中滴加过氧化氢就减少了硝酸盐受热分解的机会,使得产率不会减少太多
3实验结果中,粗产品和精产品都没检查到铜离子,但为什么粗产品的PH值那么高呢,可能的原因就是由于硝酸铜受热分解,但分解产物还是氧化铜,
那么KOH就过量,粗产品中含有少量KOH,PH》7.而精产品进行了重
结晶,KOH原本就很少,重结晶后就基本忽略不计了,故测得PH=7
两种实验与实际工业操作的结合与比较分析(四)
课本实验中,操作起来不是非常容易,且产率不高。
但是KCl和NaNO3的成本较低廉,可以大量操作,且所得的NaCl可以进行粗食盐的精致提纯
对比与设计实验,KOH的价格就相对昂贵好多了。
不过,所得的CuO可以循环使用,和硝酸反应就可以重新得到硝酸铜,且该实验产率很高
综上,就操作方面而言,设计实验方便许多,就成本而言,课本实验就大大有利了,而社会生产中,主要以成本和反应条件确定合理的方案,而在课本实验和设计
实验中,两种反应条件都较为温和,不难制造这些反应条件,所以,工业
上用NaNO3和KCl制备硝酸钾还是非常合理的
\
关于硝酸钾制备的最佳实验方案探讨(五)
1先对设计实验进行分析:前头已经说明,设计实验的不足就在于成本太高,主要是由于KOH的成本太高,那么,可不可以设想用另一种物质代替KOH呢?
答案是显然的,这里,钾离子主要是为了生成硝酸钾,是必不可少的,而
OH-是为了让铜离子沉淀,那么。
我们就可以设想给它换一种阴离子让铜
离子沉淀,而且还要使它成本不高,则碳酸根离子就是一个很不错的选择,
且K2CO3价格低廉,易获得,下面就对用K2CO3和Cu(OH)2的反应
进行分析:
已知:*(5)
Cu(NO3)2+K2CO3==CuCO3(沉淀)+2KNO3
(x+y)CuCO3+y H2O==x CuCO3*yCu(OH)2(沉淀)+y CO2(气体)
(加热条件)
x CuCO3*yCu(OH)2==(x+y)CuO+x CO2(气体)+y H2O(加热条件)
由实验原理可知,该试验还是较为容易和可行的,且成本较为低廉,氧化铜可循环使用
2从设计实验的思路出发,还是可以设计许多实验方案的,我们知道不溶性盐利用复分解法很容易制得容易制得,这里我们虽然要得到可溶性盐硝酸钾,但我们仍
然可以设计一种实验方案,使得产物分别是硝酸钾和一种不溶性盐,而且
还要使得成本不是太高,然后我们就可以过滤除去不溶物,再根据硝酸钾
溶解度受温度影响大的特点,先加热蒸发到快要饱和或过饱和,在进行常
温下冷却结晶。
紧接着类似步骤进行重结晶就可制得比较纯净的硝酸钾eg
;用硝酸钙和碳酸钾反应得到碳酸钙和硝酸钾,碳酸钙又可以和硝酸
反应得到硝酸钙,循环利用。
成本不高
*(这里的沉淀最好是易于过滤的,容易操作)
总之,诸如此类的方案太多太多,不胜枚举,但是要记住三点:
一:成本不能过高
二:反应条件要合适
三:最好是无污染或少污染,尽量符合绿色化学的理念
参考文献及相关资料的查询:
*(1)固液分离的相关知识:摘自孙体昌《固液分离》
*(2)物质的溶解度数据:摘自顾庆超《化学用表》2-4:不同温度下无机物在水中溶解度
*(3)重结晶的相关知识:重结晶文献总结.rar( /f/11511412.html?w= )
*(4)减压过滤的相关知识:摘自知网空间《减压过滤》
*(5)碱式碳酸铜的相关知识:摘自《化工中间体》2008年12期
By武汉大学化学与分子科学学院:程伟
学号:2012301040192
时间:2012年12月24日星期一
指导老师:许小娟———论文课题《硝酸钾的制备和提纯的实验探讨》。