专题物质的分离

1专题物质的分离、提纯【课程设计】物质的分离、除杂和提纯是化学实验中的一个重要环节。所谓分离就是用物理或化学的方法将混合物中的各组分一一分开。分离完成后各组分要保持（经过化学反应使混合物的组分经过转化而分离还要恢复为）原有的物质组成和状态。除杂和提纯是将混合物中的某组分用物理或化学的方法除去而得到纯物质。在提纯物质的过程中除了选择合适的试剂外，还应选择适宜的杂质（或产物），以便于同被提纯物进行分离。现将有关要点归纳如下：一、注意几个“不”⑴不能“玉石俱焚”。即试剂一般与杂质反应，不与要保留的物质反应。但特殊情况下，所加试剂需要和保留物质反应，但最终要转化成需要保留的物质。如除去FeCl3溶液中的NaCl，可加过量的NaOH溶液→过滤→洗涤→加适量稀盐酸。⑵“不增”、“不减”。即不增加新的杂质，不减少要保留的物质。⑶不污染环境。即要求所选用的除杂方法，不能产生可污染环境的物质。⑷不能“旧貌变新颜”。即除杂结束前，要恢复保留物质的原有状态。如分离CaCl2和CaCO3二、物质的分离和提纯常见方法物理方法：方法适用范围或原理举例物理方法过滤法固体与液体混合物的分离粗盐的提纯结晶法蒸发①分离溶质与溶剂②除去易挥发的杂质从含有HCl的NaCl溶液中分离出固体NaCl降低温度可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同分离NaCl与KNO3的混合物补充：从碳粉中除去少量的铁粉（用磁铁吸）化学方法方法适用范围或原理举例化学方法化气法与杂质反应生成气体而除去除Na2SO4中Na2CO3，可加适量稀H2SO4：Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2↑+H2O沉淀法将杂质转化为沉淀过滤除去除去NaCl中的Na2SO4，可加适量的BaCl2：Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl转化法将杂质通过化学反应转化为主要成分除FeSO4中的CuSO4，可加过量的铁粉，再过滤：CuSO4+Fe==Cu+FeSO4溶解法将杂质溶于某种试剂而除去除C粉中的CuO粉，可加适量稀硫酸，再过滤：CuO+H2SO4==CuSO4+H2O吸收法将杂质用某种试剂吸收除去除去H2中的HCl,可将混合气体通入NaOH溶液吸收另：气体的干燥气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥要根据气体的性质，一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂状态决定。⑴常见的干燥剂干燥剂可干燥气体不可干燥气体干燥装置名称或化学式酸碱性状态浓H2SO4酸性液态H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CO等NH3A2固体NaOH生石灰碱性固态H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等CO2、SO2、HClB或C⑵常用干燥装置如下：注意：选择吸收装置时，要注意进、出气体导管的连接方法，若用“洗气瓶”，要注意“长进短出”，若用干燥管要注意“大进小出”。先除去气体中含有的其他杂质，干燥除去水蒸气的操作放在最后。三、几个优化原则⑴若同时有多种方法能除去杂质，要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。⑵应尽量选择既可除去杂质，又可增加保留物质的方法，即“一举两得”。⑶先考虑物理方法，再用化学方法。当然，实际分离与提纯还会有一些其他方法，在实际解题时要因题而解，也可以综合而灵活地运用几种方法。【归结总结】将下面括号内的杂质除去1、(1)CaO(CaCO3):_________________,方程式___________________________;(2)CO2(CO)：_________________,方程式___________________________;(3)Fe(Fe2O3)：_________________,方程式___________________________;总结：_________________法。2、(1)稀HCl(H2SO4):_______________,方程式___________________________;(2)NaOH(溶液)（Na2CO3）:_________________,方程式_____________________;(3)KNO3:(CuSO4):_______________,方程式________________________;总结：_________________法。3、(1)NaCl(溶液)（Na2CO3）：______________,方程式________________________;(2)NaCl(固体)（NH4HCO3）:______________,方程式_____________________;(3)KCl(固体)(K2CO3):_______________,方程式______________________;总结：_________________法。4、(1)CO(CO2)：____________,方程式_________________________;(2)O2(H2O)：____________,方程式_________________________;总结：_________________法。【学生自主完成】下面三个问题由学生讨论完成，并由三个学生上讲台进行讲评。问题1除去NaCl溶液中的杂质Ba(OH)2，若只准加入一种试剂，则这种试剂是_______。【分析】除去杂质的方法有多种，原则是不引入新的杂质，对所提纯的物质不能改变，把杂质转化成所需要的物质，便于分离。如将杂质被溶液吸收；将杂质转化为气体或沉淀；将不溶的杂质转为可溶物等。3根据题目要求，除去Ba(OH)2，可以加入带有SO42-的试剂，如Na2SO4、CuSO4、H2SO4等，它们都能与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀。但是，如果选用Na2SO4溶液，除了生成BaSO4，同时还有NaOH产生，NaOH是能溶于水的，无法与NaCl分开。等于除去Ba(OH)2的同时又引进了新的杂质NaOH。如果选用CuSO4溶液，则生成BaSO4和Cu(OH)2两种沉淀，再经过过滤，即可得到较纯的NaCl。当然加入Fe2(SO4)3溶液也可除去杂质Ba(OH)2。若选用H2SO4，则生成BaSO4和水，也可除去杂质Ba(OH)2。【答案】CuSO4或Fe2(SO4)3或H2SO4问题2为除去Na2SO4溶液中含有的杂质Na2CO3，甲、乙、丙三位同学分别选用一种试剂（适量）进行实验。请你对他们所选用的试剂进行评价：学生选用试剂评价（是否可行，并简述理由）甲乙H2SO4丙Ba(OH)2【分析】甲：不行，除去Na2CO3的同时又引入了新杂质NaCl。乙：行，除去Na2CO3的同时增加了Na2SO4，而且没引入新杂质。丙：不行，除去Na2CO3的同时了也除去了Na2SO4，并引入了新杂质NaOH。问题3分离NaCl、FeCl3和BaSO4的混合物，应选用的一组试剂是（）A.H2O、AgNO3、HNO3B.H2O、NaOH、HNO3C.H2O、NaOH、HClD.H2O、KOH、HNO3【分析】此题中，因NaCl、FeCl3均溶于水，BaSO4难溶于水，所以先用水溶解，利用溶解性差异过滤分离，然后用NaOH溶液与滤液反应，NaCl未变化，FeCl3被转化为Fe(OH)3↓，通过过滤分别得到滤液和沉淀，将滤液蒸发结晶可得纯净的NaCl，将沉淀与HCl溶液反应，可使转化为Fe(OH)3的FeCl3得以复原。在分离操作中同样要遵循不能引入新杂质的原则，所以选C。【答案】C【学以致用】一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1、下列各组物质中的杂质（括号内为杂质），只需加入适量稀硫酸就能除去的是（）A.NaCl（Na2CO3）B.Fe（Cu）C.Na2CO3（CaCO3）D.HCl（BaCl2）2、下列各组物质的溶液，不另加试剂无法一一鉴别的是（）A.NaOHHClCuSO4MgSO4B.Na2CO3K2SO4BaCl2HClC.KNO3HClCaCl2NaOHD.NH4NO3H2SO4NaOHMgCl23、分离下列各组物质的方法不正确的是（）A.用过滤法分离氧化铜和硫酸铜的混合物B.用结晶法分离氯化钠和硝酸钾的混合物C.用蒸馏法（依据物质沸点的不同）分离煤油和水的混合物D.通过灼热的氧化铜除去CO中的CO2，得纯净的CO4、下表是各物质所含的少量杂质以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法，其中正确的是（）选项物质杂质除杂试剂或操作方法A氯化钠溶液氯化镁加入适量烧碱溶液，再过滤B硝酸钠溶液硫酸钠加入适量氯化钡溶液，再过滤C熟石灰石灰石高温煅烧D二氧化碳一氧化碳通过澄清石灰水5、下列实验方案中，能达到预期目的的是（）A.用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体4B.用点燃的方法除去CO中混有的少量CO2C.用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢［主要成分CaCO3和Mg(OH)2］D.用BaCl2溶液除去KNO3溶液中混有的少量K2SO4，得到纯净的KNO3溶液6、实验操作方法：①称量，②过滤，③蒸发，④结晶；其中可用于混合物分离的是（）A.①②B.③④C.①②③D.②③④7、某课外活动小组通过Internet网上资料得知：废弃的定影液中含有一定量的AgNO3。他们从摄影店收集到一些废弃的定影液，准备将其中的银以单质的形式回收。于是。他们进行了以下实验活动：（1）[设计方案]①加入比银活泼的金属单质②除去金属混合物中的杂质（2）[小组讨论]①选择加入的金属甲同学认为：向定影液中加入过量的铜粉，则得到的金属混合物含有银和铜；乙同学认为：向定影液中加入过量的铁粉，则得到的金属混合物含有银和铁。你认为同学的方案更合理，其原因是。该方案的化学方程式为。②除去银粉中混有的金属向金属混合物中加入的试剂是，化学方程式为。（3）[进行实验]过程如下：请回答：操作a是，需要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和；溶液B中溶质的化学式为。（4）[产品验证]请你设计一个简单方法验证得到的银中是否含有铁粉，方法是。8、右图所示的装置有多种用途。根据实验需要，气体既可从a导入也可以从b口导入。瓶中既可加入其他物质，也可以加入不同的液体或固体颗粒等。请根据要求将相关内容填入下表，然后结合物理知识回答问题：用途气体入口（a或b）瓶中物质①收集H2②排气法收集CO2空气③排水法收集O2水④除去H2中的杂质HCl气体⑤干燥CO2气体⑥验证CO气体中含有CO2杂质并除去结合物理知识，简述在表内第③项中，排水法收集O2操作成功的原理。答案：一、选择题1、D2、C3、D4、A5、C6、D7、（2）①乙铁粉比铜粉更易被除去（或更易得到、更经济）。2AgNO3+Fe===Fe(NO3)2+2Ag②稀盐酸（或稀硫酸）Fe+2HCl==FeCl2+H2↑（或Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑）。（3）过滤漏斗FeCl2（或FeSO4）。（4）用磁铁接触，看银粉是否被磁铁吸引（或取少量滴入稀盐酸或稀硫酸，看是否有气泡放出）。58、①b，空气；②a；③b；④a，NaOH溶液或AgNO3溶液或水；⑤a，浓H2SO4；⑥a，澄清的石灰水或Ba(OH)2溶液