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1、.粗食盐提纯吴心悦 (环境工程163班 宁波 2016013219)摘要 (1)掌握提纯NaCl的原理和方法 (2)学习溶解、沉淀、常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶和烘干等基本操作。 (3)了解Ca2+、Ma2+和SO42等离子的定性鉴定。关键词 过滤; 乙醇洗涤; 关键词3; pH试纸 1. 引言粗食盐的提纯和粗食盐中带有离子的定性鉴定。2. 实验部分2.1 实验原理 粗食盐中含有泥沙等不溶性杂质和溶于水的K+、Ca2+、Ma2+、Fe3+、SO42、CO32等可溶性杂质离子。将粗食盐溶于水后,用过滤的方法可除去不溶性杂质,可溶性杂质需加入合适的化学试剂,使之转化为沉淀而过滤除去,其方法是
2、:(1) 在粗食盐溶液中加入稍过量的BaCl2溶液,可将SO42离子转化为BaSO4沉淀,过滤除去SO42。Ba2+SO42=BaSO4 (2)向粗食盐溶液中加入NaOH和Na2CO3溶液,使溶液中的Ca2+、Ma2+、Fe3+及过量加入的Ba2+转化为CaCO3、Ma2(OH)2CO3溶液、Fe(OH)3和BaCO3沉淀后过滤除去。Ca2+CO32=CaCO32Ma2+2OH+CO32=Ma2(OH)2CO3Fe3+3OH=Fe(OH)3Ba2+CO32=BaCO3(3)用稀HCl溶液调节食盐溶液使pH至23,除去过量加入的NaOH和Na2CO3。H+OH=H2O2H+CO32=CO2+H2
3、O 粗食盐中的K+离子不与上述试剂作用,仍留在溶液中。在蒸发和浓缩溶液时,由于NaCl的溶解度小先结晶出来,过滤时,溶解度大而含量少的KCl则留在残液中而被除掉。吸附在NaCl晶体表面上的HCl可用乙醇洗涤除去。2.2 仪器与试剂1. 仪器设备循环水SHZ-D()式真空泵,HH-2恒温水浴锅,托盘天平,烧杯(100mL),量筒(100mL,10mL),漏斗,布氏漏斗,抽滤瓶,漏斗架,蒸发皿,表面皿,酒精灯,试管,玻璃棒,pH试纸,滤纸。2. 试剂 粗食盐,2molL1HCl溶液,2molL1NaOH溶液,1molL1BaCl2溶液,1molL1Na2CO3溶液,饱和Na2CO3溶液,饱和(NH
4、4)2C2O4溶液,镁试剂(对硝基偶氮间苯二酚),6molL1HAC溶液,65%乙醇。2.3 实验方法1. 粗食盐的提纯 (1)粗食盐的溶解 在托盘天平上称取5.0g粗食盐置于100mL烧杯中,加20mL蒸馏水,加热搅拌,使粗食盐溶解,不溶性杂质溶于底部,过滤除去不溶性杂质(若杂质不多或没有,可省略这一步)。(2)SO42离子的除去 将溶液加热至近沸,边搅拌边慢慢滴加1molL1BaCl2溶液,直至SO42离子沉淀完全(约加12mL),继续加热5min使BaSO4沉淀颗粒长大而易于沉降。从石棉网上取下烧杯,待沉淀沉降后,在上清液中滴加12滴BaCl2溶液,若有白色混浊现象,表明SO42离子仍未
5、除净,还需补加BaCl2溶液,直到上清液中不再产生混浊现象为止。趁热进行抽滤,用少量蒸馏水淋洗布氏漏斗上的沉淀物23次,滤液(总体积不要超过35mL)收集于烧杯中。(3)Ca2+、Ma2+、Fe3+及过量加入的Ba2+的除去滤液在加热、搅拌下,加入10滴2molL1NaOH溶液和饱和Na2CO3溶液(约1.52mL),加热至沸,静置片刻后,在上清液中滴加Na2CO3溶液,直到上清液中不再产生混浊现象为止,再多加0.5mLNa2CO3溶液(此时溶液PH在9左右),抽滤,收集滤液于蒸发皿中。(4)除去过量的OH和CO32离子在搅拌下将2molL1HCl溶液逐滴加入滤液中,至不再有气泡产生为止,此时
6、溶液呈微酸性(pH为23)。(5)蒸发浓缩与结晶将蒸发皿置于恒温水浴锅上加热浓缩,使溶液保持微微沸腾的状态,期间不断搅拌,将溶液浓缩成液面出现晶膜的糊状后,停止加热,冷却后抽滤,用少量65乙醇洗涤晶体,抽干。将NaCl晶体转移到事先称量好的表面皿上,小火烘干,冷却后,称出表面皿与晶体的总质量,计算产率。2.产品纯度的检验取粗食盐和纯化食盐各0.5g放入两支试管中,分别溶于6mL蒸馏水中,然后各等分在3支试管中,分成3组,用对比法比较它们的纯度。(1)SO42离子的检验:向第一组试管中各滴加2滴1molL1BaCl2溶液,观察溶液中白色混浊情况。(2)Ca2+离子的检验:向第二组试管中各滴加2滴
7、6molL1HAC溶液,再各滴加2滴饱和(NH4)2C2O4溶液,比较溶液中白色沉淀生成情况。(3)Mg2+离子的检验:向第三组试管中各滴加2滴2molL1NaOH溶液,再加入1滴镁试剂,观察有无蓝色沉淀生成。3. 结果与讨论1)表面皿与晶体的总质量23.3446g,表面皿质量18.4382g,产品质量3.1578g,产率64%。产品外观白色粉末状固体,粗食盐外观白色颗粒状固体。表1 产品纯度检验现象记录表检验项目检验方法被检溶液现象结论SO42加入 1molL1BaCl2溶液粗食盐溶液有少量白色沉淀产生溶液中有少量SO42纯NaCl溶液无白色沉淀产生溶液中无SO42Ca2+加 入饱和(NH4
8、)2C2O4溶液粗食盐溶液有少量白色沉淀产生溶液中有少量Ca2+纯NaCl溶液无白色沉淀产生溶液中无Ca2+Mg2+加 入2molL1NaOH溶液和镁试剂溶液粗食盐溶液有蓝色沉淀产生溶液中有少量Mg2+纯NaCl溶液无沉淀产生,溶液为淡紫色溶液中无Mg2+ 4. 结论提纯后的精盐不含K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42、CO32等离子。思考题(1)5.0g食盐溶解在20mL蒸馏水中,所配溶液是否饱和?为什么不将粗食盐溶解配制成饱和溶液?(2) 在除去Ca2+、Ma2+、SO42离子时为什么要先加BaCl2溶液,然后再加Na2CO3溶液,先加Na2CO3溶液可以吗?若加入BaCl2溶液将SO42沉淀后,不经过滤继续加Na2CO3溶液,只进行一次过滤可以吗?(3) 除杂时,溶液中加入沉淀剂(BaCl2或Na2CO3)后要加热,为什么?(4) 为什么中和过量的Na2CO3,须用HCl而不用其他的无机酸?(5) 提纯后的食盐溶液在浓缩时为什么不能蒸干?精品