钾石盐中氯化钾的提取及其含量分析
一．试验目的
1.学习从钾石盐中分离制备氯化钾的原理和方法，掌握试验流程。 2.通过绘制“Na+、K+//Cl—H2O”三元水盐体系等温相图，获得高
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温下溶解NaCl的最佳加水量，并从中体会相图在盐化工领域的重要作用。
3.掌握K+、Cl-测定的一般方法，会运用所学知识解释测定方法原理。 4.熟悉实验室常用仪器、设备的使用维护方法。 二．试验原理
1.用溶解结晶法由钾石盐制取KCl【1】
钾石盐主要是KCl和NaCl的混合物，是自然界中最主要的可溶性钾盐。由钾石盐制取KCl的主要方法有溶解结晶法、浮选法和重介质选矿法等几种方法。在此，以溶解结晶法制取KCl为例进行介绍。
很显然钾石盐属于三元体系，那么从钾石盐中提取KCl则应运用Na+、K+//Cl—H2O三元体系相图来进行讨论。
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溶解结晶法根据KCl和NaCl在水中的溶解度随温度变化规律不同而将两者分开的。在KCl、NaCl两盐共饱溶液中，NaCl的溶解度随温度的变化不大，而KCl的溶解度随温度的升高（或降低）要明显增大（或减少），故可以在高温时加适量的水使钾石盐的KCl全部溶解，而NaCl则相当数量不能溶解，这样便可将NaCl分离开，母液冷却到低温时，KCl便可析出。
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2. 四苯硼钠重量法测定K+【2】
在微酸性溶液中，四苯硼钠与钾离子反应，生成一种晶态的、具有一定组成的、而且溶解度很小的白色沉淀，其反应为：
K??NaB?C6H5?4?KB?C6H5?4??Na?
取一定量试样溶液于100ml烧杯中，加甲基红指示剂1滴，用0.05mol/L HCl溶液调节至呈酸性，再加1ml 1:100 HAc溶液，用水稀释至50ml，在不断搅拌下，滴加1%NaB?C6H5?4试剂，并在2min左右加完。沉淀放置10min，用NO.4玻璃坩埚抽气过滤，并以KB?C6H5?4饱和溶液转移和洗涤沉淀，沉淀于105—110℃烘干恒重。 计算结果如下： CK?g/L???w?0.1091?106 (1) Vs式中：w — 沉淀重量（g）；
Vs — 所取的待测液体积（ml）； 3. 硝酸汞滴定法测定Cl—【2】
在中性或微酸性溶液中，二价Hg2+与Cl—反应生成离解度很小的卤化汞络离子，其反应为：
Hg2??2Cl—?HgCl2
当反应达到终点后，稍过量的Hg2+即与指示剂二苯偶氮碳酰肼反应生成紫蓝色络合物，作为反应终点的鉴别。其反应为：
Hg2++ —NH—NH—CO—N=N— →
Hg —NH—NH—CO—N=N— 2+
取一定量试样溶液于200ml锥形瓶中，用水稀释至30ml左右，
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加10滴混合指示剂溶液。如溶液呈蓝色（pH﹥4.4），则用0.05mol/L HNO3溶液中和至颜色变黄。如加入指示剂后，溶液呈黄色（PH<3.6）,则用0.05mol/L NaOH溶液中和至溶液由黄色变为蓝色，再以0.05mol/L HNO3溶液调至黄色，溶液呈黄色后，再加10滴0.05mol/L HNO3溶液，这时溶液PH值约在3.0—3.5之间。用0.05mol/L Hg?NO3?2溶液滴定至溶液由黄色变为紫蓝色，即为反应终点，记录Hg?NO3?2溶液的耗量。
结果计算如下： CCl?mol/L???2CV (2) Vs式中：C — Hg?NO3?2滴定溶液的摩尔浓度； V — 滴定消耗Hg?NO3?2溶液的ml数；
Vs — 所取的待测液体积（ml）。
4. 差减法测定Na+
已知物质的质量，但无法直接代入方程式计算或计算较为复杂，在这种情况下，往往用两物质的差量，在化学方程式的反应物和生成物中找到对应物质的的差量关系，列比例式计算。这样的方法叫差量法。同理，考虑到试验中钾石盐就是由KCl、NaCl配比而成，而且这两者都是分析纯，杂质离子含量少，尤其在低温冷却结晶制取KCl之后，产品KCl中杂质离子含量就更少，可忽略。根据电解质溶液电中性的原理，对待测液中的阴阳离子摩尔浓度进行差减，即可得到Na+浓度。
计算结果如下： CNa?CCl?CK (3)
???三．试验仪器、设备与药品
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1.试验仪器
名称烧 杯型号50ml100ml400ml容量瓶移液管250ml1000ml5ml10ml数量2个6个6个6个3个1根1根
名称量 筒布氏漏斗棕色瓶玻璃坩埚型号500ml100ml?45?65数量1个1个1个1个4个4个8个大小4G 名称陶瓷坩埚酸式滴定管碱式滴定管白色玻璃瓶硅胶干燥器2.试验设备
数量4个1根1根1个1台名称抽滤瓶锥形瓶洗耳球铁架台玻璃棒数量2个6个2个2台3根名称滤纸钥匙洗瓶镊子剪刀数量2盒1个2个1个1把名称箱式电阻炉温控仪数显鼓风干燥箱超级恒温水浴程序升降温控仪循环水式多用真空泵电子天平3.试验药品
型号SX2-2.5-12TDW系列G2X-9030MBESYC-15WCY-SJSHB-ⅢAB104-S数量1台1台1台2台2台1台1台生产厂家天津市中环实验电炉有限公司余姚市东方电子仪器厂上海博讯实业有限公司南京桑力电子设备厂南京桑力电子设备厂郑州长城种工贸有限公司上海精密仪器有限公司4
NaCl(G.R) KCl(A.R) NaCl(A.R) NaB(C6H5)4(A.R) KB(C6H5)4(A.R) Hg(NO3)2 (A.R) 冰醋酸(A.R) 浓盐酸(A.R) 浓硝酸(A.R) 95%乙醇 甲基红 溴酚蓝 二苯偶氮碳酰肼
四．试验准备 1.标准相图绘制
查阅由牛自得，程芳琴主编《水盐体系相图及其应用》一书附表中Na+、K+//Cl—H2O三元体系在低温20℃和高温80℃时的溶解度
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数据【3】来绘制所得的相图即为标准相图。 2.试验仪器处理
（1）.将烧杯、玻璃棒、锥形瓶用洗液清洗，然后一次用清水、蒸馏水洗涤，洗净后的玻璃仪器放入鼓风干燥箱中烘干待用。
（2）.将试剂瓶、陶瓷坩埚、移液管、滴定管等用清水、蒸馏水洗涤后晾置于不同储物柜中使其自然干燥，而陶瓷坩埚在使用前做强热烘干处理。
（3）.NO.4玻璃坩埚处理：将玻璃坩埚从储物柜中取出，用清水冲洗2-3遍后再用蒸馏水反复冲洗干净，然后放置于稀盐酸溶液中浸泡，用塑料封口后放置1-2d；将浸泡好的玻璃坩埚从稀盐酸溶液中取出，用蒸馏水水反复冲洗，然后对每个坩埚分别用蒸馏水抽滤洗涤至少十次；将抽滤洗涤干净的玻璃坩埚放置于数显鼓风干燥箱中干燥4h直至恒重，将其取出转移至硅胶干燥器内冷却备用，用前称重。
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