高考考点：实验专题-物质的结晶、洗涤和干燥

化学高考试题中，经常涉及对所得晶体或固体残渣进行洗涤，洗涤要考虑几个方面，如：为什么要洗涤？用什么洗涤？怎样洗涤？怎样证明已经洗涤干净？等等。

　　一、关于洗涤的目的
　　关于晶体或残渣为什么要洗涤，即洗涤的目的，常见有：①除去杂质：除去晶体表面的可溶性杂质。②提高产率：洗涤过滤所得到的残渣，把有用的物质，如目标产物尽可能洗出来。③防止污染环境：如果滤渣表面有一些对环境有害的物质，如重金属离子或CN^-，为了防止污染环境，往往对残渣进行洗涤。
　　例1：以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略)：
　　I从废液中提纯并结晶处FeSO₄·7H₂O；II将FeSO₄溶液与稍过量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含FeCO₃的浊液；Ⅲ将浊液过滤；Ⅳ用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO₃固体；V 煅烧FeCO₃，得到Fe₂O₃固体。已知：NH₄HCO₃在热水中分解。
　　问题：IV(中为什么要用热水洗涤)？
　　解析：FeSO₄溶液与稍过量的NH₄HCO₃溶液混合，在得到FeCO₃的浊液里含有杂质离子SO₄^2－和过量的NH₄HCO₃，由于NH₄HCO₃在热水中会分解，这样就除去了NH₄HCO₃，另外也可除去SO₄^2－。所以，答案为：可以除去可溶性的杂质SO₄^2－和NH₄HCO₃。
　　例2：钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO₃、BaSiO₃、BaSO₃、Ba(FeO₂)₂]等。某主要生产BaCl₂、、BaCO₃、BaSO₄的化工厂利用钡泥制取Ba(NO₃)₂，其部分工艺流程如下：
　　

　　问题：上述流程中洗涤的目的是 。

　　解析：钡泥加入稀硝酸后BaCO₃、BaSiO₃变为Ba²⁺、CO₂气体、H₄SiO₄(或H₂SiO₃)沉淀，BaSO₃转化为BaSO₄，Ba(FeO₂)₂转化为Ba²⁺和Fe³⁺，加入沉淀如BaCO₃，可控制溶液的pH=4～5，把Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀，接着加入Ba(OH)₂可把少量的HNO₃转化为Ba(NO₃)₂，最佳答案为：把滤渣表面的硝酸钡除去，减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染；提高原料钡泥的利用率。
　　二、关于洗涤的试剂
　　对于用什么洗涤，我们经常可以用以下几种：①蒸馏水；②冷水；③有机溶剂，如酒精、丙酮等；④该物质的饱和溶液。一般经常用的洗涤剂是蒸馏水，如果用其他的洗涤剂，必有其“独特”之处。用冷水可适当降低晶体因为溶解而造成损失。用酒精等有机溶剂洗涤的好处常见有：可以降低晶体因溶解而造成损失，可以除去表面的可溶性杂质和水分；酒精易挥发，晶体易干燥。注意：有特殊的物质其溶解度随温度升高而下降的，可以采用热蒸馏水洗涤。用该物质的饱和溶液可以使因为溶解造成的损失降到最低。
　　例1：硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO₄·7H₂O晶体：
　　①将5%Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na₂CO₃溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍；
　　②向洗涤过的废铁屑加入过量的稀硫酸，控制温度50～80℃之间至铁屑耗尽；
　　③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
　　④待结晶完毕后，滤出晶体化学论文化工论文，用少量冰水2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
　　⑤将制得的FeSO₄·7H₂O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
　　问题：实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是_____________；_______________。
　　解析:冰水作为洗涤剂，应该从两方面来说明。首先它是水，可以将某些可溶性的杂质溶解而除去；其次，要说明作为冰水温度低有什么好处。参考答案为：洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质；用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO₄·7H₂O的损耗。
　　例2：某实验小组在实验室按下列流程进行制取摩尔盐[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]的实验：
　　问题：反应Ⅱ后的溶液经蒸发等操作所得固体用乙醇洗涤的目的是。
　　解析：由于莫尔盐属于无机盐，在水中的溶解度大于在乙醇中，用乙醇洗涤可以降低莫尔盐因为溶解而造成损失；其次，由于水易溶于乙醇，用乙醇可以除去水，并把可晶体表面的杂质“冲走”；另外，酒精易挥发，很容易使晶体保持干燥。参考答案为：可降低莫尔盐因为溶解而造成损失；可除去表面的水分和一些杂质；酒精易挥发，晶体容易干燥。