一、學(xué)生提出的問題
問題1:濃硝酸鉀溶液降溫后一定有大囂硝酸鉀晶體析出嗎?
問題2:我想氯化鈉溶液降溫也會有晶體析出的。
問題3:硝酸鉀中混有少量氯化鈉,用降溫的方法提純硝酸鉀,氯化鈉就不會析出嗎?
二、依據(jù)教材中所學(xué)知識進行理論分析
從理論上講,降溫結(jié)晶主要適用于溶解度受溫度變化影響較大的溶質(zhì),從它的溶液中分離出來。硝酸鉀的溶解度受溫度影響變化較大。在一定量的溶劑中,高溫時溶解的硝酸鉀會很多,而降溫后,硝酸鉀的溶解度會變得很小,所以大部分硝酸鉀便結(jié)晶析出。相對而言,氯化鈉的溶解度受溫度影響變化不大,如果在一定量的溶劑中,高溫時溶解了一定量的氯化鈉,而降溫后,能溶解的氯化鈉質(zhì)量變化不大,因此也只會有少量的氯化鈉晶體析出,甚至不會有晶體析出。所以從氯化鈉溶液中分離出氯化鈉晶體最好采用蒸發(fā)結(jié)晶。蒸發(fā)結(jié)晶主要適用于溶解度受溫度影響變化不大的溶質(zhì),從它的溶液中結(jié)晶析出。僅僅從理論上分析,學(xué)生覺得太抽象,有一種似懂非懂的感覺。
三、利用家庭小實驗變抽象為直觀
取三個潔凈的玻璃杯。分別倒入等質(zhì)量的沸水,向其中一個玻璃杯內(nèi)放入純堿(思考:純堿的溶解度受溫度影響的特點),邊加邊用筷子攪拌,直至得到純堿的熱飽和溶液或溶解較多純堿的濃溶液;向第二個玻璃杯內(nèi)放入食鹽(思考:食鹽的溶解度受溫度變化影響情況),邊加邊用筷子攪拌,直至得到氯化鈉的飽和溶液;向第三個玻璃杯內(nèi)放人少量食鹽,攪拌使其完全溶解。然后將三個玻璃杯同時放人冰水混合物中冷卻。過一會兒,盛飽和純堿溶液的玻璃杯內(nèi)大部分純堿晶體析出,盛飽和食鹽水的玻璃杯內(nèi)只有零星的固體析出,溶有少量食鹽的玻璃杯內(nèi)無晶體析出。
實驗事實證明:像純堿、硝酸鉀等溶解度受溫度影響變化較大的溶質(zhì),從溶液中結(jié)晶析出,就可以采用降溫結(jié)晶的方法,而像氯化鈉等溶解度受溫度影響變化不大的物質(zhì),從溶液中結(jié)晶析出,采用降溫結(jié)晶的方法效果不好。最好采用蒸發(fā)結(jié)晶。
四、難題解析
由上面的實驗引路,以上難題就迎刃而解了,問題1,2實驗已經(jīng)證明;問題3的答案也顯而易見了:先將混合物放入適量水中,加熱使其全部溶解,然后再降溫,硝酸鉀晶體大部分會結(jié)晶析出,而氯化鈉因為很少。就不會析出。再過濾所得固體就是純凈的硝酸鉀了。
五、相關(guān)鏈接
問題4:生活在鹽湖附近的人們習(xí)慣于“冬天撈堿。夏天曬鹽”,請你解釋原因。
分析:純堿的溶解度受溫度影響變化較大,而氯化鈉的溶解度受溫度變化影響較小,所以冬天溫度降低時。氯化鈉晶體不會析出,而純堿晶體從鹽湖中結(jié)晶析出,夏天溫度升高,人們就可以將鹽湖水引入沙灘,利用風(fēng)吹日曬加快水的蒸發(fā),使食鹽結(jié)晶析出。所以,鹽湖附近的人們“冬天撈堿,夏天曬鹽”。