选修实验化学《硝酸钾晶体的制备》新课标优质课教案设计

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4.进一步掌握并能熟练运用溶解、过滤、加热蒸发、结晶等常用实验操作。

二、实验原理

1．化学反应

转化法制备KNO3的化学方程式为：NaNO3＋KCl EMBED PBrush KNO3＋NaCl，这是一个平衡移动的过程，利用KNO3的结晶控制化学反应的方向(类比侯氏制碱法—NaHCO3的制备)。

2．制备原理

（1）盐的溶解度随温度的变化

由右图可以看出，NaNO3、KNO3、NaCl、KCl

四种盐的溶解度在不同温度下的差别

是非常显著的。NaCl的溶解度

随温度变化不大，NaNO3、KCl有明显变化，

而硝酸钾的溶解度随温度的升高急剧增大。

（2）结晶

结晶是提纯固态物质的重要方法。

蒸发结晶：通过蒸发溶液，减少一部分溶剂，使溶液达到饱和而析出晶体的方法。此法主要用于提纯溶解度随温度变化不大的物质(如氯化钠)。

冷却结晶：通过降低温度使溶液冷却达到饱和而析出晶体的方法。此法主要用于提纯溶解度随温度下降明显减小的物质(如KNO3)。

在实际应用中常将两种结晶方法结合使用。

在NaNO3和KCl的混合溶液中，同时存在Na＋、K＋、Cl－和NO3－四种离子。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，即可分离出氯化钠晶体。将滤液冷却至室温，可使KNO3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。

（3）重结晶

若第一次结晶得到的晶体纯度不合乎要求，晶体中常会混有一些可溶性杂质，可将所得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。有些物质的提纯，需经过几次重结晶才能使产品纯度合乎要求。

（注：每次过滤后的母液中均含有一些溶质，所以应将母液收集起来，进行适当处理，以提高产率。）

（4）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，或溶剂的蒸发速度越快，或溶液冷却的越快，析出的晶粒就越细小；反之，可得到较大的晶体颗粒。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加入电解质，都可促使晶体析出。

三、教学重难点

①理解实验室中制取硝酸钾的原理——水溶液中利用离子相互反应和溶解度的差异来制备无机化合物的一般原理和步骤。