第九章制备实验9.1 无机制备9.1.1 基本实验实验十四 试剂氯化钠的制备实验目的（1）通过氯化钠提纯，熟悉盐类溶解度的知识及其在无机物提纯中的应用；（2）掌握加热、溶解、过滤、（常压过滤和减压过滤）、蒸发、结晶和干燥等有 关的基本操作；（3）学习用目视比色和比浊进行限量分析的原理和方法实验原理较高纯度的氯化钠（例如试剂级和医用级别）是由粗食盐提纯制备的粗 食盐中含有泥沙和 K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO 2-和 CO 2-等杂质不溶性杂质可用溶 解和过滤除去由于氯化钠的溶解度随温度4 的变化3 很小，难以用重结晶的方法 纯化，需用化学方法进行离子分离，通过选用合适的试剂将Ca2+、Mg2+、Fe3+和 SO 2-等可溶性杂质离子生成不溶性化合物而除去具体方法是先在粗食盐的饱4和溶液中加入稍微过量的 BaCl ，则2Ba2++S0 2-f BaSO I44将溶液过滤，除去 BaSO 沉淀再在溶液中加入 NaCO 溶液，则43Ca2++CO 2-f CaCO I332Mg2++2CO 2-+H O - [Mg（OH）] CO I +CO t3 2 2 3 22Fe3++3CO2-+3HO -2Fe（OH） I +3COt3 2 3 2Ba2++CO 2-- BaCO I33过滤溶液，不仅除去Ca2+、Mg2+、Fe3+，还将前面过量的Ba2+一起除去。
过量 的Na CO用HCl中和后除去其他少量可溶性杂质（如KCl ）和上述沉淀剂不23起作用，但由于KCI的溶解度比NaCl大，将母液蒸发浓缩后，NaCl析出，而 KCl 留在母液中提纯后的NaCl还要进行杂质Fe3+和SO 2-的限量分析限量分析是将被分析 物配成一定浓度的溶液，与标准系列溶液进行目视比色或比浊，以确定杂质含 量范围如果被分析溶液颜色或浊度不深于某一标准溶液，则杂质含量就低于 某一规定的限度这种分析方法称为限量分析在上述目视比色法中标准系列法较为常用其方法利用一套由相同玻璃质 料制造的一定体积和形状的比色管，把一系列不同量的标准溶液依次加入到各 比色管中，并分别加入等量的显色管剂和其他试剂，再稀释至同等体积，即配 成一套颜色由浅至深的标准色阶把一定量的被测物质加入另一同规格的比色 管中，在同样条件下显色，并稀释至同等体积，摇匀后将管的塞子打开，并和 标准色阶进行比较，比较时应从管口垂直向下观察，这样观察的液层比从比色 管侧面观察的液层要厚得多，能提高观察溶液的灵敏度如被测溶液与标准系 列中某一溶液的颜色深度相同，则被溶液就等于该标准溶液的浓度，若介于相 邻两种标准溶液之间，则可取这两种标准溶液的平均值。
这种测定方法的思路， 也体现在后面的许多成分析实验中仪器和药品仪器：托盘天平、普通化学天平、离心机、烧杯、玻璃棒、滴管、普通漏斗、 布氏漏斗、吸滤瓶、蒸器皿、洗瓶、移液管、比色管、滤纸、剪刀、火柴药品：粗食盐、BaCl (1mol ・ L-i)、Na CO (20%)、HCl(2mol・ L-i)pH 试纸、2 2 3BaCl (25%)、KSCN(25%)、HCl(3mol ・ L-i) o2实验步骤1、 试剂氯化钠的制备(1) 除去 SO 2- 在托盘天平上称取 20g 粗食盐，研细后倒入 i50mL 烧杯中， 加水65mL,用玻璃棒搅拌，并加热使其溶解然后趁热边搅拌边逐滴加入 imol・L-iBaCl溶液，要求将溶液中全部的SO 2-都转化为BaSO沉淀由于BaCl2 4 4 2的用量随粗食盐的来源不同而异，所以应通过实验确定最少用量为了检验沉 淀是否完全，用离心试管取2mL溶液，在离心机上离心分离，分离后在上层清 液中加入一滴 BaCl 溶液，如仍有沉淀产生，表明 SO 2-尚末除尽，需往烧杯中 24补加BaCl溶液如此操作并反复检验，直到在上层清液中加入一滴BaCl溶液 后，不再产生白色沉淀时为止，表明SO 2-已除尽，记录所用BaCl溶液的量。
42 沉淀完全后，继续加热5min，以使沉淀颗粒长大而易于沉降，用普通漏斗常压 过滤2) 除去 Ca2+、 Mg2+、 Ba2+ 将滤液加热至沸，用小火保持微沸，边搅拌边滴 加20% NaCO溶液，使Ca2+、Mg2+、Ba2+都转化为难溶碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀，23用上述检验SO 2-是否除尽的方法检验Ca2+、Mg2+、Ba2+生成的沉淀是否完全，如4不再产生沉淀时，记录Na CO溶液的用量在此过程中注意补充蒸馏水，保持 23原体积，防止 NaCl 析出当沉淀完全后，进行第二次常压过滤3) 除去多余的CO 2-往滤液中滴加2mol・L-1HCI,调pH~6，记录所用HCl的 体积将滤液倒入蒸发器皿中，微火蒸发使CO 2-转化为CO逸出4) 蒸发、浓缩、制备试剂 NaCl 将蒸发皿中的溶液微火蒸发、浓缩至稠粥状 (切忽蒸干)，趁热进行减压过滤，将NaCl结晶尽量抽干5) 干燥 将结晶移于蒸发皿中，在石棉网上用小火烘炒，用玻璃棒不断翻 动防止结块当无水蒸气逸出后，改用大火烘数分钟，即得到洁白和松散的 NaCl 晶体冷却至室温产品称重计算产率2、 产品纯度的检验本实验只就Fe3+、SO 2-的限量进行分析。
4(1) Fe3+的限量分析 在酸性介质之中，Fe3+与SCN-生成器血红色配合物[Fe (NCS) ]2+颜色的深浅与Fe3+浓度成正比在普通化学天平上称取 3.00gNaCl 产品，放入 25mL 比色管中，加 10mL 蒸馏水使之溶解，再加入2.00mL25%KSCN溶液和2mL3mol・L-iHCI,然后稀释到 25 mL （比色管剂刻度线），摇匀按以下用量配制标准系列（由实验室提供）:在三支编号的25mL比色管中， 分别加入浓度为O.Olmg・mL-i和Fe3+标准溶液0.30 mL、0.90 mL和1.50 mL； 并加入25%KSCN2.00 mL和3mol・L-iHCl2.00mL、用蒸馏水稀释至刻度并摇匀， 即得Fe3+标准系列溶液；其浓度相当于①优级纯（一级）试剂，内含0.003mg Fe3+; ②分析纯（二级）试剂，内含0.009mgFe3+ :③化学纯（三级）试剂，内含0.015mg Fe3+将试样溶液与标准溶液进行目视比色，确定试剂的等级2）SO 2-限量分析 试样中微量的 SO 2-与 BaCl 溶液作用，生成白色难溶的BaSO,溶液发生混浊溶液的混浊度与SO 2-浓度成正比，因此借比浊法可以对 44SO 2-进行限量分析。
4称取1.00gNaCl产品，放入25%mL比色管中，加入10mL蒸馏水使之溶解， 再加1mL3mol・L-iHCI和3.00mL25%BaCI溶液，用水稀释至刻度，摇匀按以下用量配制标准系列（由实验室提共）在三支编号的25mL比色管中，分别 加入浓度为0.01mg ・mL-iSO2-标准溶液1.00ml、2.00mL和5.00mL；并各加入425%BaCl 3mL和3mol・L-1HClmL.用蒸馏水稀释至刻度并摇匀，即得SO 2-标准系 列溶液;2其浓度相当于①优级纯（一级）试剂，内含0.01mgSO2-:②分析纯（二 4级）试剂，内含0.02mgSO2-:③化学纯（三级）试剂，内含0.05mgSO2-44将试样与标准溶液进行比浊，确定试样的等级思考题（1） 除去Ca2+、Mg2+和SO 2+时，为什么先加BaCl溶液，然后要将BaSO过滤掉4 2 4后再加Na CO溶液？在什么情况下BaSO可能转化为BaCO ?2 3 4 3（2） 如何除去过量的 BaCl 、 NaCO？（3） 在蒸发浓缩结晶时为什么不能将溶液蒸干？（4） 在检验产品纯度时，能否用自来水来溶解NaCl?为什么？实验十六 硫酸亚铁铵的制备（常量和微型实验）实验目的（ 1）掌握复盐的一般特征和制备方法；（2）熟练掌握水浴加热、蒸发、结晶和减压过滤等基本操作(3) 巩固产品限量分析的方法；(4) 了解微型实验的优点。
实验原理硫酸亚铁又称摩尔盐，是浅蓝绿色单斜晶体作为复盐在空气中比一般亚铁 盐稳定，不易被氧化，易溶于水难溶于乙醇在定量分析中(NH ) Fe(SO )・6HO 4 2 4 2 2 常用作氧化还原滴定法的基准物本实验首先用过量的Fe与稀H SO反应制得FeSO溶液：2 4 4Fe+H SO —FeSO+H t2 4 4 2然后利用复盐(NH/ 2Fe(SOq)・6HO溶解度比组成它的简单盐的溶解度都 要小的性质(见表9-16-1)，由等物质量的FeSO与(NH ) SO在水溶液中相互 4 4 2 4 作用，生成溶解度较小的复盐(NH ) Fe(SO)・6HO4 2 4 2 2FeSO + (NH ) SO + 6H O — (NH ) Fe(SO)・ 6H O4 4 2 4 2 4 2 4 2 2仪器和药品仪器：托盘天平、普通化学天平、布氏漏斗、吸滤瓶、锥形瓶、烧杯、蒸发皿 移液管、比色管、表面皿、煤气灯药品：碎铁片(或铁屑)、Na CO (10%)、H SO (3mol・ L-i)、(NH ) SO (固体)、2 3 2 4 4 2 4乙醇(95%)、KSCN (imol ・ L-i)、Fe3+(0 .1000mg ・ mL-i)标准溶液、pH 试纸、滤 纸。
表 9-16-1 溶解度表/g/lOOgH.OI 2物 质溶解度10/°C20/C30/C50/C70/CFeSO ・ 7H O4 220.526.633.248.656.0(NH ) SO「73.075.478.084.591.94 2 4(NH ) Fe(SO )・ 6H O4 2 4 2 218.121.224.531.338.5实验步骤1、常量实验(i 碎铁片的预处理 粗称(用何天平？ 4.0g 铁片(或铁屑 放入 i50mL 锥形瓶中，加入20mL10%Na CO溶液，放在石棉网上火加热至沸，以除去铁片上 23的油污用倾泻法碱液，将碎铁片水洗至中性2 ) FeSO的制备 在盛有处理过碎铁片的锥形瓶中加入20mL3mol・L-1H SO溶液，水浴中加热注意控制 Fe 与 HSO 的反应不要过于激烈，反应期补充水24分保持溶液原有体积，避免硫酸亚铁析出等反应速度明显减慢时(大约需30min左右)趁热减压过滤，分离溶液和残渣如果发现滤纸上有FeSO・7H O42晶体析出，可用热蒸馏水溶解，然后用2mL3mol・L-1H SO洗涤没有反应完的Fe 24和残渣，洗涤液合并至反应液中(加酸的目的是什么？ 过滤完后将滤液转移 至蒸发皿内，没有反应完的铁片用碎滤纸吸干后称重，计算已参加反应的 Fe 的质量。
3） （NH ） Fe （SO ）・6H O的制备 根据反应消耗Fe的质量（或生成FeSO4 2 4 2 2 4 的质量），计算制备（NH ） Fe （SO/ 2 • 6HO所需的（NH ）SO的量（考虑到 FeSO的过滤等操作中的损失，（NH）SO用量可按生成FeSO”理论产量的80%计 算）按计算量称取（ NH ） SO 固体，配成饱和溶液（如何配制？）加入 FeSO4 2 4 4 溶液中，混合均匀后在水浴中加热（火不能太大）蒸发浓缩至溶液表面出现晶 膜为止自然冷却至室温，即可得到浅蓝色的（N。