九年级科学上册专题二：物质的分离与提纯

物质的分离与提纯物质的分离、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：1、应注意几个“不”（1）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NaCl溶液中的FeCl3，可加过量的NaOH溶液→过滤→洗涤→加适量稀盐酸。（2）“不增”、“不减”。即不增加新的杂质，不减少要保留的物质。（3）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。（4）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。2、除杂方法的几个优化原则（1）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。（2）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”。（3）先考虑物理方法，再用化学方法。拓展延伸一、气体的净化与干燥1、气体净化的几种方法（1）吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如，除去CO中混有的少量CO2，可先用浓NaOH溶液吸收CO2，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常见气体吸收剂见下表：吸收剂吸收的气体杂质吸收剂吸收的气体杂质水可溶性气体：HCl、NH3等NaOH固体CO2、HCl、H2O无水CuSO4H2O碱石灰CO2、HCl、H2O灼热的铜网O2NaOH溶液CO2、HCl灼热的CuOH2、CO浓硫酸H2O（2）转化法：通过化学反应，将杂质气体转化为所要得到的气体。如，除去CO2中的少量CO，可将混合气体通过足量的灼热CuO，CO+CuO　△　　　Cu+CO2。2、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。（1）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NH3A固体NaOH，生石灰碱性固态H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等CO2、SO2、HClB或C无水CaCl※中性固态除NH3外所有气体NH3B或C（2）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。二、物质的分离和提纯分离和提纯的主要方法方法适用范围或原理举例物理方法过滤法①固体与液体混合物的分离②可溶性固体与不溶性固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置换法将杂质通过置换反应而除去除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加热法杂质受热易分解，通过加热将杂质除去除CaO中的CaCO3可加热：CaCO3　高温　　　CaO+CO2↑转化法将杂质通过化学反应转化为主要成分除CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO：CO+CuO　△　　　Cu+CO21．下列除去杂质的方法错误的是（）2．（双选）要除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)，所用的试剂和操作都正确的是（）A．CaCl2固体(CaCO3)加足量稀硫酸、蒸发、结晶B．NaCl固体(Na2CO3)加足量稀盐酸、蒸发、结晶C．Fe粉(Cu)加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥D．MnO2固体(KCl)加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥3．下表列出了除去物质中所含少量杂质的方法，其中不正确的是（）选项物质所含杂质除去杂质的方法AN2O2将气体缓缓通过足量的灼热铜网BCaOCaCO3加水溶解、过滤CCuZn加入过量的稀盐酸，过滤，洗涤，干燥DFeCl2CuCl2加入过量的铁粉4．下列除去杂质的操作不正确的是（）序号物质杂质除杂试剂提纯方法AFeCl2CuCl2水、铁粉过滤、蒸发、结晶BNaClNa2CO3稀盐酸蒸发、结晶CCO2CO石灰水干燥DMnO2KCl水过滤、洗涤、干燥5．下列除杂质的方法中，正确的是（）选项物质杂质除去杂质的方法ACO2CO点燃BKClO3KCl加热CNaOH溶液Na2CO3加适量Ca(OH)2溶液，过滤DFeCl3CuCl2加过量铁粉，过滤6．下列除杂的方法不正确的是（）选项物质（括号内为杂质）除去杂质的方法ANaCl溶液（Na2CO3）加入适量稀盐酸BN2（O2）通过灼热的铜网CCaO（CaCO3）高温煅烧DCO（水蒸气）通过浓氢氧化钠溶液选项物质（括号内为杂质）除去杂质的方法ACO2(CO)通过NaOH溶液BN2(O2)通过灼热的铜网CCaCl2(CaCO3)加水、过滤、蒸发DHNO3溶液(HCl)加适量AgNO3溶液、过滤7．请先在表中空白处填写相关的内容，再根据表中提供的信息研究下面的问题。由蒸发海水制得的食盐中，常含有Na2SO4、CaCl2等杂志，这些杂质对后续生产有害，需要除去。请回答：（1）Na2SO4和CaCl2在溶液里能形成Na+、SO42-、Ca2+和Cl-四种离子。要除去其中的Ca2+，可使用溶液；要除去其中的SO42-，可使用溶液。（2）在工业生产的除杂过程中，又会带进CO32-和OH-。要同时除去这两种杂质离子，最简便的方法是加入适量的，并用测定溶液的酸碱性。8．要收集得到较纯净的物质，下列除去杂质（括号中为杂质）方法正确的是：①CO（CO2）——通过装有烧碱溶液的洗气瓶；②CO2（CO）——导出在空气中点燃；③O2（水蒸气、CO2）——通过装有生石灰的干燥管；④KNO3固体（NaCl固体）——溶于适量热水中配成KNO3的浓溶液，再降温结晶；⑤铜片（表面的氧化铜）——用稀硫酸浸泡，再水洗、干燥；⑥铁粉（氧化铁）——用稀盐酸浸泡，再过滤、水洗、干燥。9．某大理石中的主要杂质是氧化铁，工业上由该大理石制取CaCO3，的主要流程如下（1）加入的试剂A是；加入的试剂B是（2）操作①的名称是；操作②的名称是（3）写出加入试剂C后发生反应的化学方程式10．为了回收硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中的银，设计了如下的实验方案：（1）若溶液乙为无色溶液，则固体甲一定有的物质是________，可能有的物质是________，步骤②中肯定发生的反应的化学方程式为________________________________。（2）若溶液乙为浅绿色溶液，则溶液乙中溶质的组成可能是________________或____________（填物质的名称或化学式）。11．有一种工业废水，其中含有大量的硫酸镁，少量的银离子以及污泥．某同学设计了一个既经济又合理的方法回收银和硫酸镁晶体．方案流程如下：回答下列问题：反应物I反应物II反应现象说明AgNO3溶液NaCl溶液生成白色沉淀该沉淀为AgCl，不溶于稀HNO3BaCl2溶液Na2SO4溶液生成白色沉淀该沉淀为BaSO4，不溶于稀HClNa2CO3溶液CaCl2溶液[Ca(OH)2溶液、可溶性钙盐生成白色沉淀该沉淀为，溶于稀HCl混合溶液固体甲溶液乙银①加入一定量的锌粉②加入足量的稀硫酸过滤过滤（1）步骤②中：需加入的物质是．（2）步骤③中：需加入的物质是，当观察到不再产生气泡时时，则停止加入该物质，发生反应的化学方程式是．（3）某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的银，不需要进行步骤③，你认为是否合理？，理由是．（4）步骤④的操作是，溶液2和溶液3为什么要混合？．12．一同学用某种粗盐进行提纯实验，步骤见下图．请回答：（1）步骤①和②的操作名称是．（2）步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是；步骤④加热蒸发时要用玻棒不断搅拌，这是为了防止，当蒸发皿中有较多量固体出现时，应，用余热使水份蒸干．（3）猜想和验证：13．近年来有人提出了利用海水（含氯化钠）处理含二氧化硫的废气，该方法的流程如下：（1）图中从海水最终得到“NaCl（产品）”的过程属于（填“物理变化”或“化学变化”）．（2）①中的反应物是氯化钠和，该反应的化学方程式为．（3）图中反应①、③、④属于化合反应的是（填序号）．（4）反应④的化学方程式为．14．某学校研究小组对废干电池筒内的物质（含有C、MnO2、ZnCl2、NH4Cl等）进行研究，实验过程如下：（1）操作②的名称是，操作②中玻璃棒的作用是。（2）将操作②所得溶液分成两份，向其中一份溶液中加入紫色石蕊试液，溶液变为红色，则该溶液显（填“酸”、“碱”或“中”）性．向另一份溶液中加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀的化学式为．（3）操作③玻璃管中的滤渣灼烧前为两种黑色固体，灼烧后只剩下一种黑色固体，该过程中发生反应的化学方程式为．（4）操作④产生的气体能使带火星的木条复燃，产生该气体的化学方程式为．15．氯化铁溶液能腐蚀铜，工业上常用此原理生产印刷线路板．以下是印刷线路板的生产及废液的处理过程：请回答下列问题：（1）步骤②中发生了两个反应：2FeCl3+Fe═3FeCl2和（2）滤渣的成份有，步骤③中发生反应的化学方程式是；（3）该流程中可以循环、回收利用的物质是：．16．纯净的CaCO3可用来测定盐酸的浓度．采用适当的试剂，从石灰石（主要成分为CaCO3）获得高纯度的CaCO3的流程如下：试回答：（1）气体B的化学式为，产生B的反应属于反应（填基本反应类型）．（2）写出CaCO3与盐酸反应的化学方程式．（3）使原料中各原子的利用率尽可能到达100%，是“绿色化学”的核心理念之一．上述流程中有的物质可以再利用，请在流程图上用箭头标出再利用的路线（箭头要求：从可利用的物质出发，指向利用该物质的环节）．17．海水是一种重要的自然资源．以下是我市对海水资源的部分利用．（1）从海水中获取淡水．常用的操作方法是；（2）从海水中获得氯化钠．将海水进行可得到粗盐；为除去粗盐中含有的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质，有如下操作：①溶解；②加过量的Na2CO3溶液；③加过量的BaCl2溶液；④加适量的盐酸；⑤加过量的NaOH溶液；⑥蒸发结晶；⑦过滤。正确的操作顺序是（用序号填一种合理组合）。（3）从海水中得到金属镁．下图是从海水中提取镁的简单流程．上述过程中，沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为；由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为．海水本身就是含有MgCl2的溶液，它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同：．（4）海水“制碱”．下图是海水“制碱”的部分简单流程．步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为：、．制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳．如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低．这是因为．