师：同学们大家好。今天让我们一起来学习人教版化学第五章的实验活动四：用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子。希望通过本课学习，大家能够掌握溶解、沉淀、过滤、蒸发、结晶等实验操作，认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用；通过设计本实验方案，掌握物质除杂方案设计的基本原则；通过对实验操作顺序和实际试剂用量的探究，提高实验探究能力，强化创新意识。
食盐，也就是氯化钠，是我们日常生活的必需品，也是重要的化工原料。要得到比较纯的氯化钠，人们可以先通过晾晒海水得到粗盐。粗盐中的主要成分是氯化钠，还含有氯化钙、氯化镁和硫酸镁等杂质。要将粗盐提纯精制，需要除去当中的钙离子、镁离子和硫酸根离子，这就是本课的实验目的。同学们，今天就让我们一起来完成这个粗盐提纯的实验。我们先来设计实验方案，再根据方案实施实验，最后进行实验反思。
要设计一个实验方案，首先要从实验原理出发，再考虑实验用品和实验操作。对于这个粗盐提纯的实验，我们的目的是除去钙离子、镁离子和硫酸根离子杂质，得到精盐。我们先运用已知知识、查阅资料，看看有什么方法能够用来除去这些离子。注意，我们的方案设计原则，首先是被提纯的物质与杂质容易分离，被提纯的物质容易复原。将杂质离子转化为沉淀除去是个不错的方法，沉淀与溶液易于分离，用过滤的方法就可以，需要提纯的物质留在溶液中，我们将它结晶出来即可。那用什么离子来沉淀杂质离子呢？查阅课本附录二部分酸碱和盐的溶解性表，我们可以找到钙离子、镁离子、硫酸根离子，找到与其相对应的生成不溶物的阴离子或阳离子。可以利用碳酸根除去钙离子，利用氢氧根除去镁离子，利用钡离子除去硫酸根离子，利用化学反应生成沉淀来除去杂质离子，这是除杂方法的一种，叫做化学沉淀法。涉及到的离子方程式有这三个。
有了实验原理，我们结合大概的实验操作来看一看需要用到哪些实验用品。我们需要含碳酸根的物质、含氢氧根的物质、含钡离子的物质来做沉淀剂，这里选用碳酸钠、氢氧化钠和氯化钡溶液。能不能选用碳酸钾溶液来替代碳酸钠溶液呢？不能，因为被提纯的物质是氯化钠，选择钠盐和氯盐才不会引入新的杂质，同时这样的选择也不会减少被提纯的物质。如果用碳酸钾代替碳酸钠，就会引入钾离子这个新的杂质。不引入新的杂质，不减少被提纯的物质，这是我们设计实验方案的第二个原则。
从粗盐固体到精盐固体，我们大概的实验操作有溶解、沉淀、过滤和蒸发结晶。需要用药匙来取粗盐，用天平称量一定量的粗盐置于烧杯中，用量筒来取一定量的蒸馏水，用玻璃棒来搅拌，进行溶解的操作。需要用滴管滴加沉淀试剂，沉淀完全以后过滤，沉淀需要用到漏斗、滤纸、铁架台。最后的蒸发结晶是在蒸发皿中进行的，还需要坩埚钳、石棉网、酒精灯和火柴进行实验。
之前我们还要把实验过程想得更加细致一些。沉淀剂加入的量有没有讲究？当有好几个沉淀剂需要加入时，加样的顺序又是怎么样的？为了讨论以上问题，我们用流程图来分析物质的成分。粗盐溶解以后，除了有钠离子、氯离子，还有钙离子、镁离子和硫酸根离子。这三个离子要被除去，沉淀剂都需要加过量，因为过量才能除尽杂质离子，这里需要沉淀三次。为了提高实验效率，在实验中同一溶液中多次沉淀可以最后一次性过滤即可。先加过量的碳酸钠溶液，碳酸根离子沉淀了钙离子，变成碳酸钙沉淀，而碳酸根离子过量剩余在了溶液当中。再加过量氢氧化钠溶液，氢氧根沉淀了镁离子，氢氧根离子过量剩余在了溶液当中。再加过量的氯化钡溶液，钡离子沉淀了硫酸根离子。注意，因为之前溶液中还有剩余的碳酸根离子，所以在这里钡离子除了生成硫酸钡沉淀之外，还生成了碳酸钡沉淀。
在这里我们可以看到溶液中剩余的离子是钠离子、氯离子、钡离子和氢氧根离子。除去这些离子，我们过滤以后加过量的稀盐酸溶液就能把它中和掉了。但是关键是这个钡离子不好除，怎么办呢？除不掉。我们能不能够想个办法让它不来就是了。钡离子是从哪里来的呢？我们可以看到钡离子是从沉淀剂氯化钡溶液当中带过来的，而我们也能观察到另外一种沉淀剂碳酸钠溶液，碳酸根离子刚好是可以沉淀掉钡离子的，我们能不能够换一个加样顺序试试呢？把氯化钡溶液先加入溶液当中，我们可以看到先加氯化钡溶液，过量的钡离子沉淀完硫酸根之后留在了溶液当中，再加过量的氢氧化钠溶液，氢氧根离子把镁离子沉淀了下来，此时氢氧根离子过量，它也剩余到了溶液当中，再加过量的碳酸钠溶液，碳酸根离子可以沉淀掉钙离子，也能够沉淀掉钡离子，生成了碳酸钙沉淀和碳酸钡沉淀，此时溶液中过滤完以后，剩余的离子是钠离子、氯离子、氢氧根离子以及碳酸根离子。
在滤液当中加过量的稀盐酸溶液会发生两个反应，一是氢离子和氢氧根离子反应生成水；二是过量的氢离子把碳酸根离子全部反应完了，生成二氧化碳气体，除掉了碳酸根离子，此时溶液中就剩下了氢离子。在蒸发结晶的这一步，我们得到了氯化钠的晶体，而氯化氢也溢出了体系。可以看出，实验操作的要点为加沉淀剂要过量，加沉淀剂还要按照一定的顺序。综上所述，在我们之前考虑的实验用品的基础上，还要增加稀盐酸，增加pH试纸来测最后溶液的酸碱度。课本上所写的各个试剂还有具体的用量：氯化钡溶液为0.1摩尔每升，氢氧化钠溶液的质量分数为20%，碳酸钠溶液为饱和溶液，盐酸的浓度为6摩尔每升。完成了实验设计，接下来就到了实验实施的阶段了，请同学们认真观看本实验的视频，思考以下四个问题：一、如何检验杂质离子已经沉淀完全了呢？二、过滤操作的要点有哪些呢？三、如何确定碳酸根已经除尽了呢？四、蒸发结晶的操作要点有哪些呢？请看视频。
（播放视频：用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子。粗盐中含有硫酸根离子、镁离子和钙离子等杂质离子，可依次加入过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液、过量的饱和碳酸钠溶液和盐酸来除去。实验用品：带铁圈的铁架台、漏斗、托盘天平、酒精灯、量筒、烧杯、玻璃棒、蒸发皿、石棉网、药匙、胶头滴管、滤纸、pH试纸、坩埚钳。粗盐、蒸馏水、0.1摩尔每升的氯化钡溶液，质量分数为20%的氢氧化钠溶液，饱和碳酸钠溶液，6摩尔每升的盐酸。用托盘天平称取5克粗盐，放入100毫升烧杯中，加入20毫升水，用玻璃棒搅拌，使粗盐全部溶解，得到粗盐水。向粗盐水中滴加过量的氯化钡溶液，使硫酸根离子与钡离子完全反应，生成硫酸钡沉淀。将烧杯静置后，沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2至3滴氯化钡溶液，观察到溶液不出现浑浊，说明硫酸根离子已经沉淀完全。向粗盐水中滴加过量的氢氧化钠溶液，使镁离子与氢氧根离子完全反应，生成氢氧化镁沉淀。滴加过量的饱和碳酸钠溶液，使钙离子以及前面操作中加入的钡离子与碳酸根离子完全反应，生成沉淀，静置烧杯，沿烧杯壁向上层清液中分别滴加2至3滴氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液，观察到溶液不出现浑浊，说明镁离子、钙离子、钡离子已沉淀完全。过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质。向所得滤液中滴加盐酸，并用玻璃棒搅拌，直到没有气泡冒出。用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性。将滤液转移至蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌。当蒸发器中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发器的余热使滤液蒸干。用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网上冷却，得到去除了杂质离子的精盐。在本实验中，依次用过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液、过量的饱和碳酸钠溶液和盐酸来除去粗盐中硫酸根离子、镁离子和钙离子，以及实验过程中引入的其他杂质。）