高考复读生,为什么粗盐提纯要基于溶解度差异?

太原醍醐高补 2024-05-16 10:58:47

粗盐提纯之所以要基于溶解度差异,是因为粗盐中除了主要成分氯化钠(NaCl)外,还含有多种可溶性杂质(如钙离子、镁离子、硫酸根离子等)和不溶性杂质(如泥沙等)。这些杂质在溶液中的溶解度与氯化钠存在明显的差异。

分离不溶性杂质:不溶性杂质,如泥沙,由于其在水中的溶解度极小,因此可以通过溶解、过滤的方法将其与氯化钠分离。当粗盐溶解在水中时,不溶性杂质不会溶解,可以通过过滤将其去除。

去除可溶性杂质:对于可溶性杂质,如钙离子、镁离子和硫酸根离子等,它们与氯化钠的溶解度存在差异。通过加入适当的化学试剂,如碳酸钠(Na₂CO₃)、氯化钡(BaCl₂)和氢氧化钠(NaOH),可以使这些杂质转化为溶解度更小的沉淀物,然后通过过滤或离心等方式将其分离。

具体来说,碳酸钠可以与钙离子和镁离子反应生成碳酸钙(CaCO₃)和碳酸镁(MgCO₃)沉淀,氯化钡可以与硫酸根离子反应生成硫酸钡(BaSO₄)沉淀,而氢氧化钠则用于去除镁离子等。

因此,基于溶解度差异进行粗盐提纯,可以有效分离和去除粗盐中的不溶性和可溶性杂质,得到纯度较高的氯化钠。这种提纯方法简单、高效,是化学实验中常用的分离和提纯技术之一。

为什么用氢氧化钠去杂质,不用其他杂质?

在粗盐提纯的过程中,使用氢氧化钠(NaOH)去除杂质(特别是镁离子Mg²⁺)是有其特定原因的。

镁离子的特性:粗盐中的镁离子通常以氯化镁(MgCl₂)的形式存在。为了去除这些镁离子,我们需要将其转化为难溶于水的化合物。

氢氧化钠与镁离子的反应:当氢氧化钠与含有镁离子的溶液混合时,会发生反应生成氢氧化镁(Mg(OH)₂)沉淀。氢氧化镁是一种难溶于水的白色固体,可以通过过滤的方法从溶液中分离出来。

其他试剂的考虑:虽然有些其他试剂也可能与镁离子发生反应,但生成的产物可能不是难溶性的,或者可能在操作上存在困难。使用不同的试剂可能会引入新的杂质,这需要在后续的提纯步骤中进一步去除。

操作简便性:使用氢氧化钠去除镁离子是一个相对简单且直接的过程。只需将适量的氢氧化钠溶液加入到粗盐溶液中,然后过滤掉生成的氢氧化镁沉淀即可。

成本考虑:氢氧化钠是一种相对便宜且易于获得的化学试剂,这使得它在工业生产和实验室实验中成为去除镁离子的常用选择。

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太原醍醐高补

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