1
无机化学
1.12.6 实训6 粗食盐的提纯与质量检验
实训6 粗食盐的提纯与质量检验

【实训目的】

理解粗食盐提纯的原理和方法;能够掌握称量、溶解、过滤、蒸发、浓缩、结晶和干燥等基本操作。

【实训指导】

粗食盐中含有不溶性杂质如泥沙、草木屑等,含有可溶性杂质如Ca2+、Mg2+、Fe3+、K+、SO24-、CO23-、Br-、I-、NO3-等。不溶性杂质可用过滤法除去,可溶性杂质用化学方法转为沉淀过滤除去。

(1)加入稍过量BaCl2,除去SO2-4

Ba2++SO2-4══BaSO4

(2)加入NaOH、Na2CO3,除去Ca2+、Mg2+、Fe3+及过量Ba2+

2Mg2++2OH-+CO23-══Mg2(OH)2CO3

Ca2++CO23-══CaCO3

Fe3++3OH-══Fe(OH)3

2Fe3++3CO23-+3H2O══2Fe(OH)3↓+3CO2

Ba2++CO23-══BaCO3

(3)加HCl,除去过量OH-、CO2-3

OH-+H+══H2O

CO23-+2H+══CO2↑+H2O

(4)由于钾盐溶解度随温度的变化比NaCl 显著,故在NaCl 蒸发结晶时,可溶性杂质,如K+、Br-、I-、NO3

-等,留在母液中与NaCl 晶体分离。

(5)吸附NaCl 表面的HCl,可用水或乙醇洗涤除去,水分再加热除去。

【实训内容】

1)准备仪器和试剂

(1)仪器。电子台秤或托盘天平;烧杯(100 mL、200 mL 各1 个);量筒(50 mL);布氏漏斗;抽滤瓶;长颈漏斗;漏斗架;铁架台;蒸发皿;石棉网;酒精灯(两盏);循环水式多用真空泵等。

(2)试剂。粗食盐(研细,并炒过);乙醇(95%);HCl(2 mol/L);HAc(2 mol/L);NaOH(2 mol/L);BaCl2(1 mol/L);饱和Na2CO3 溶液;pH 试纸;滤纸(中速);饱和(NH42C2O4溶液;镁试剂等。

2)操作步骤

(1)称量和溶解。用电子台秤或托盘天平称取10.0 g 粗食盐(研细,并炒过),置于100 mL 小烧杯中,加入40 mL 蒸馏水,边加热边搅拌使之溶解。

(2)除去SO24-。在煮沸的粗食盐溶液中,边搅拌边滴加2 mL 1 mol/L BaCl2 溶液。为了检验沉淀是否完全,可将酒精灯移开,待沉淀下降后,在上层清液中加入1~2 滴BaCl2溶液,观察是否有浑浊现象。若无浑浊,说明SO2-4 已沉淀完全。若有浑浊则要继续滴加BaCl2 溶液,直到沉淀完全。然后小火加热5 min,减压抽滤,保留滤液,弃去沉淀。

(3)除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+等。在滤液中加入1 mL 2 mol/L NaOH 溶液和2 mL饱和Na2CO3 溶液,加热至沸。方法同上,用Na2CO3 溶液检验沉淀是否完全。继续煮沸5 min,常压过滤,弃去沉淀,保留滤液。

(4)调节溶液的pH。在滤液中逐滴加入2 mol/L HCl 溶液,加热,充分搅拌,除尽CO2气体,并用玻璃棒蘸取溶液在pH 试纸上试验,直到溶液呈微酸性(pH 为3~4)。

(5)蒸发浓缩。将溶液转移到蒸发皿中,用小火加热,蒸发浓缩至溶液呈稠粥状为止,切不可将溶液蒸干。

(6)结晶和干燥。将浓缩液冷却至室温,减压过滤,用少量95%乙醇淋洗晶体2~3次,将晶体转移到事先称量好的蒸发皿中,加热烘干,冷却后称量,计算产率。

(7)产品纯度检验。取粗盐及精盐各1 g,分别溶于5 mL 蒸馏水中,将粗盐溶液过滤。将两种澄清溶液分别置于三支试管中,分成三组,对照检验纯度。

①SO24-的检验。第一组溶液中分别加入2 滴2 mol/L HCl 溶液,使溶液呈酸性,再加入3~5 滴BaCl2 溶液,记录结果,进行比较。

②Ca2+的检验。第二组溶液中分别加入2 滴2 mol/L HAc 溶液,使溶液呈酸性,再加入3~5 滴饱和(NH42C2O4 溶液,记录结果,进行比较。

③Mg2+的检验。第三组溶液中分别加入3~5 滴2 mol/L NaOH 溶液,使溶液呈碱性,再加入1 滴镁试剂,记录结果,进行比较。

【实训注意】

(1)蒸发浓缩时应边加热边用玻璃棒搅拌。

(2)抽滤时,滤纸要比布氏漏斗内径略小,但必须覆盖全部小孔,要用母液全部转移晶体。

【实训思考】

(1)实训中,为什么要先加入BaCl2 溶液,然后依次加入NaOH、Na2CO3 溶液? 能否先加Na2CO3 溶液?

(2)如何检验Ca2+、Mg2+和SO24-沉淀完全?

(3)当加入沉淀剂分离Ca2+、Mg2+、Ba2+和SO2-4 等时,加热和不加热对沉淀分离有何影响?