粗盐提纯是通过去除不溶性杂质(如泥沙)和可溶性杂质(如Ca2?、Mg2?、SO?2?等),最终得到较纯净的氯化钠晶体的经过。下面内容是核心步骤及原理的综合说明:
一、基础实验步骤
-
溶解
- 称取粗盐并加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌加速溶解,形成浑浊溶液。
- 目的:初步分离可溶性盐与不溶性杂质。
-
过滤
- 使用漏斗和滤纸过滤,去除泥沙等不溶物,得到澄清滤液。
- 关键操作:遵循“一贴二低三靠”规则(滤纸紧贴漏斗、液面低于滤纸边缘、倾倒液体时烧杯口紧靠玻璃棒等)。
-
化学除杂
- 去除SO?2?:加入过量BaCl?溶液,生成BaSO?沉淀。
化学式:Ba2? + SO?2? → BaSO?↓
- 去除Mg2?:加入NaOH溶液,生成Mg(OH)?沉淀。
化学式:Mg2? + 2OH? → Mg(OH)?↓
- 去除Ca2?及过量Ba2?:加入Na?CO?溶液,生成CaCO?和BaCO?沉淀。
化学式:Ca2? + CO?2? → CaCO?↓,Ba2? + CO?2? → BaCO?↓
- 中和过量试剂:加入HCl至pH≈4-5,去除残留的NaOH和Na?CO?。
- 去除SO?2?:加入过量BaCl?溶液,生成BaSO?沉淀。
-
二次过滤
- 将沉淀完全过滤,确保滤液中仅含NaCl和少量HCl。
-
蒸发结晶
- 将滤液加热蒸发至出现大量晶体时停止,利用余热蒸干水分。
- 注意事项:需持续搅拌防止液体飞溅,避免局部过热。
-
干燥与称量
- 将结晶转移至滤纸干燥,称量计算产率。
- 产率误差分析:
- 偏低:溶解不完全、蒸发时液体溅出。
- 偏高:未完全干燥或含其他可溶性盐。
二、关键操作解析
-
玻璃棒的影响
- 溶解时加速混合,过滤时引流,蒸发时防止飞溅,转移时引导晶体。
-
试剂添加顺序
- BaCl?需在Na?CO?之前加入,确保过量Ba2?被完全沉淀。
- 若顺序颠倒,残留的Ba2?无法去除,导致最终盐含杂质。
-
工业提纯扩展
- 大规模生产可能采用离心分离、真空蒸发、离子交换等工艺以进步效率。
三、实验现象与验证
- 溶解:溶液浑浊,含悬浮泥沙。
- 过滤后:滤液澄清,滤纸残留黑色或灰色杂质。
- 蒸发后:白色NaCl晶体析出。
- 纯度检验:通过比浊法检测SO?2?、Ca2?、Mg2?是否残留。
四、注意事项
- 水质要求:使用蒸馏水避免引入新杂质。
- 温度控制:蒸发时避免过度加热导致晶体分解。
- 误差控制:溶解时粗盐需分批加入至饱和,避免一次性过量。
怎么样?经过上面的分析步骤,粗盐的纯度可从约80%提升至95%以上,满足食用或工业需求。如需具体操作视频或工业流程细节,可参考实验手册或化工生产工艺文献。