專題三 物質(zhì)的分離與提純
【復(fù)習(xí)目標(biāo)】
1.知道什么是分離,什么是提純;知道分離與提純的聯(lián)系和區(qū)別;
2.知道物質(zhì)分離與提純的方法,且會(huì)用這些方法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離與提純;
3.會(huì)選擇合適的試劑對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離與提純。
【知識(shí)梳理】
一、基本原理
1.物質(zhì)的分離是通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒,把混合物中的各種物質(zhì)彼此分開(kāi),并且恢復(fù)到各種物質(zhì)的原來(lái)存在狀態(tài),分別得到純凈物;而物質(zhì)的提純是通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦烊肽澄镔|(zhì)里的少量雜質(zhì)除去,以便獲得相對(duì)純凈的物質(zhì),又稱除雜。
2.在除去雜質(zhì)過(guò)程中必須遵循的原則:
①不增——所選試劑不能帶入新的雜質(zhì)。
②不減——所選試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)而不與被提純的物質(zhì)反應(yīng)。
③易分——試劑與雜質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物與被提純的物質(zhì)容易分離。
④最佳——在除去雜質(zhì)的同時(shí)能增加被提純物質(zhì)的量。
二、物質(zhì)分離與提純的方法
1.物質(zhì)的分離與提純常用的物理方法:
方法 適用范圍或原理 舉例
物
理
方
法 過(guò)濾法 難溶性固體與液體的分離、可溶性固體與難溶性固體的分離 從雙氧水制氧后的廢物中提取MnO2;從氯酸鉀和二氧化錳混合制取氧氣后的混合物中提取MnO2!
結(jié)晶法 蒸發(fā)結(jié)晶 溶質(zhì)的溶解度隨溫度的變化較小,則用蒸發(fā)結(jié)晶法 NaCl中混有少量的KNO3時(shí),可采用此法提純NaCl
降溫結(jié)晶 溶質(zhì)的溶解度隨溫度的變化較大且溶液飽和,則用降溫結(jié)晶法 KNO3中混有少量的NaCl時(shí),可采用此法提純KNO3
2.常用的化學(xué)方法
①化氣法:與雜質(zhì)反應(yīng)生成氣體而除去。
如:除NaCl中Na2CO3,可加適量稀HCl,蒸發(fā)——Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+ CO2↑+ H2O
②沉淀法:將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀過(guò)濾除去。
如:除去NaCl中的Na2SO4,可加適量的BaCl2,過(guò)濾——Na2SO4+ BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
③置換法:將雜質(zhì)通過(guò)置換反應(yīng)而除去。
如:除FeSO4溶液中的CuSO4,可加過(guò)量的鐵粉,過(guò)濾——CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
④溶解法:將雜質(zhì)溶于某種試劑而除去。
除C粉中的CuO粉,可加適量稀硫酸,再過(guò)濾——CuO+ H2SO4=CuSO4+ H2O
除Cu粉中的Fe粉,可加入適量的稀鹽酸,再過(guò)濾——Fe + 2HCl=FeCl2+ H2↑
⑤加熱法:雜質(zhì)受熱易分解,通過(guò)加熱將雜質(zhì)除去。
如:除CaO中的CaCO3可加熱——CaCO3 CaO+ CO2↑
⑥轉(zhuǎn)化法:將雜質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為主要成分。
如:除CO2中的CO,可將氣體通過(guò)灼熱的CuO——CO+CuO Cu+CO2
⑦吸收法:用吸收劑將雜質(zhì)氣體吸收除去。
如:除去CO中混有的少量CO2,可用濃NaOH溶液吸收CO2——CO2+2NaOH= Na2CO3+ H2O
除去CO2中混有的少量HCl,可用飽和的NaHCO3溶液吸收——HCl+ NaHCO3= NaCl+ CO2↑+ H2O
三、氣體的干燥
氣體的干燥是通過(guò)干燥劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的,選擇干燥要根據(jù)氣體的性質(zhì),一般原則是:酸性干燥劑不能用來(lái)干燥堿性氣體,堿性干燥劑不能用來(lái)干燥酸性氣體,干燥裝置由干燥劑狀態(tài)決定。
(1)常見(jiàn)的干燥劑
干燥劑 可干燥氣體 不可干燥氣體 干燥裝置
濃H2SO4 H2、O2、CO2、HCl、CH4等 NH3 A
固體NaOH或堿石灰 H2、O2、CH4、NH3等 CO2、HCl B或C
(2)常用干燥裝置如下:
【點(diǎn)撥】選擇吸收裝置時(shí),要注意進(jìn)、出氣體導(dǎo)管的連接方法,若用“洗氣瓶”,要注意“長(zhǎng)進(jìn)短出”,若用干燥管要注意“大進(jìn)小出”。先除去氣體中含有的其他雜質(zhì),干燥除去水蒸氣的操作放在最后。
四、酸堿鹽溶液的除雜技巧
(1)被提純物與雜質(zhì)所含陽(yáng)離子相同時(shí),選取與雜質(zhì)中的陰離子不共存的陽(yáng)離子,再與被提純物中的陰離子組合出除雜試劑,如Na2SO4(NaOH):可選用稀H2SO4為除雜試劑(生成物為Na2SO4和H2O,達(dá)到目的);KCl(K2SO4):可選用BaCl2溶液為除雜試劑(生成物為BaSO4沉淀和KCl,達(dá)到目的)
(2)被提純物與雜質(zhì)所含陰離子相同時(shí),選取與雜質(zhì)中陰離子不共存的陰離子,再與被提純物中的陽(yáng)離子組合出除雜試劑,如NaCl(BaCl2):可選用Na2SO4溶液為除雜試劑(生成物為BaSO4沉淀和NaCl,達(dá)到目的);KNO3(AgNO3):可選用KCl溶液為除雜試劑(生成物為AgCl沉淀和KNO3,達(dá)到目的)。
(3)被提純物與雜質(zhì)所含陰陽(yáng)離子都不相同時(shí),選取與雜質(zhì)中陰陽(yáng)離子都不共存的陰陽(yáng)離子組合出除雜試劑。如NaNO3(CuSO4):可選用Ba(OH)2溶液為除雜試劑【生成物為Cu(OH)2沉淀與BaSO4沉淀,達(dá)到目的】。
【典例解析】
例1.下列措施能達(dá)到目的是( 。
A.用NaOH溶液除去CO2氣體中混有的HCl氣體
B.用點(diǎn)燃的方法除去CO2氣體中少量的CO氣體
C.用稀鹽酸除去熱水瓶中的水垢(主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂)
D.用BaCl2溶液除去KNO3溶液中混入的少量K2SO4
【解析】根據(jù)除雜質(zhì)的原則,首先要能把雜質(zhì)除掉,原物質(zhì)的質(zhì)量不能減少,可以增加,不能帶入新的雜質(zhì);操作越簡(jiǎn)便越好,盡量把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成與原物質(zhì)狀態(tài)不同的物質(zhì)而分離開(kāi)。
例2.請(qǐng)回答下列與物質(zhì)提純有關(guān)的問(wèn)題:
(1)下列兩個(gè)方案是除去銅粉中少量氧化鐵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):①用鹽酸除去氧化鐵;②用CO還原氧化鐵。
簡(jiǎn)便易行的方案是___________(填序號(hào)),寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。
(2)要除去Na2SO4溶液中少量NaOH不能選用稀鹽酸,原因是會(huì)生成___________而引入新的雜質(zhì)。
(3)要除去氫氣中的少量水蒸氣和氯化氫氣體,將混合氣體先通過(guò)足量的濃硫酸,再通過(guò)足量的氫氧化鈉溶液后,氫氣中仍含有的雜質(zhì)是____________。
【解析】在除去混合溶液中的雜質(zhì)時(shí),選擇加入液體試劑若過(guò)量或順序不對(duì)則易產(chǎn)生新雜質(zhì),因此在選擇試劑除雜時(shí),應(yīng)考慮到不能引入新的雜質(zhì)。
物質(zhì)的分離與提純探究專題
一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意)
1.下列實(shí)驗(yàn)方案合理的是( 。
A.用點(diǎn)燃的方法除去CO2中混有少量的CO
B.制備NaOH溶液是將飽和的Na2CO3溶液與適量的石灰水混合
C.除鐵銹是將鐵制品長(zhǎng)時(shí)間浸泡在過(guò)量的稀鹽酸中
D.用Cu、Ag、和Zn(NO3)2溶液驗(yàn)證Cu、Zn、Ag的金屬活動(dòng)性順序
2.除去下列各物質(zhì)中的少量雜質(zhì)。所選用的試劑及操作方法均正確的是( )
物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜所用的試劑和方法
A CaO固體 CaCO3固體 加入水,過(guò)濾
B Fe Cu 加入適量的稀鹽酸,過(guò)濾
C CO2氣體 水蒸氣 通過(guò)盛有氫氧化鈉固體的干燥管
D NaCl溶液 NaOH 加入適量的稀鹽酸
3.下列分離混合物的方法中,對(duì)所依據(jù)的原理分析不正確的是( 。
A.工業(yè)上用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣,是利用氧氣和氮?dú)獾拿芏炔煌?br />B.粗鹽中的泥沙用溶解過(guò)濾法除去,利用了泥沙和食鹽的溶解性不同
C.分離KNO3和NaCl的混合物,利用兩者溶解度受溫度影響不同
D.將石油加熱煉制,可得到汽油、煤油、柴油等不同產(chǎn)品,這是利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同
4.下列關(guān)于混合物分離與提純的方法(括號(hào)中物質(zhì)是雜質(zhì))中,正確的一項(xiàng)是( 。
A.Fe粉(CuO):將混合物加入到足量的稀硫酸中,充分反應(yīng)后過(guò)濾、烘干
B.CO2(CO):將混合物通入澄清石灰水后,再干燥剩余氣體
C.K2SO4(K2CO3):將混合物溶解,滴加過(guò)量稀鹽酸,蒸發(fā)、結(jié)晶
D.氯化鈉(泥沙):將混合物放入水中攪拌、溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶
5.要除去下列四種物質(zhì)中的少量雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì))
甲:CaCO3(KCl) 乙:Na2SO4(CuSO4) 丙:KCl(KOH) 。禾挤郏–uO)
可選用的試劑及操作方法有:①加適量水,攪拌,過(guò)濾;②加過(guò)量稀H2SO4,過(guò)濾;③溶解后加適量KOH溶液,過(guò)濾;④溶解后加適量鹽酸,蒸發(fā);⑤加熱(或高溫灼燒).下列組合中正確的是( 。
A.甲-⑤ B.乙-③ C.丙-④ D.丁-①
6.除去CO中少量的CO2,選用的試劑和裝置均正確的是( 。
A B C D
試劑 NaOH溶液 CuO固體 濃硫酸 Ca(OH)2溶液
部分裝置
7.(2013•義烏市)下列除去雜質(zhì)的方法,錯(cuò)誤的是( 。
A.除去H2中的少量水蒸氣:通過(guò)濃硫酸
B.除去CO2中的少量HCl:通入足量的NaOH溶液,干操
C.除去NaCl溶液中少量的CaCl2:加入適量Na2CO3溶液,過(guò)濾
D.除去FeCl3溶液中少量的CuCl2:加入足量的鐵屑充分反應(yīng)后,過(guò)濾
8.(2013•南京)除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)),所用方法正確的是( 。
A.CaCO3固體(CaO固體)--高溫煅燒 B.N2氣體(O2氣體)--通過(guò)灼熱的銅網(wǎng)
C.CO氣體(CO2氣體)--依次通過(guò)濃硫酸和足量的氫氧化鈉溶液
D.KCl溶液(CaCl2溶液)--滴加碳酸鈉溶液至恰好完全反應(yīng),過(guò)濾
9.(2013•大興安嶺)某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的下列實(shí)驗(yàn)方案不合理的是( 。
選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;實(shí)驗(yàn)方案
A 除去CaO中的CaCO3 滴加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止
B 鑒別硝酸銨和氯化鈉固體 分別取等量的固體溶于水,溶液溫度降低的為硝酸銨
C 檢驗(yàn)鹽酸中是否含有硫酸 滴加氯化鋇溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則含有硫酸
D 分離氯化鉀和二氧化錳 溶解,過(guò)濾,蒸發(fā)濾液;洗滌、干燥濾渣
10.在實(shí)驗(yàn)室中,同學(xué)們用如圖裝置制取純凈的CO2,下列說(shuō)法不正確的是( 。
【查閱資料】飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl而不吸收CO2。
A.①中固體反應(yīng)物也可用Na2CO3固體代替
B.③中沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明CO2氣體中已經(jīng)不混有HCl氣體
C.④中濃H2SO4的作用是吸收CO2氣體中混有的H2O
D.將燃著的小木條放在⑤中的集氣瓶口,可以檢驗(yàn)集氣瓶是否收集滿CO2
二、填空及實(shí)驗(yàn)探究題
11.實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要途徑,請(qǐng)將下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題填寫(xiě)完整。
(1)除去O2中少量的CO2,可將混合氣體通過(guò)足量的__________________________________。
(2)測(cè)定稀硫酸的pH時(shí),先用水將pH試紙潤(rùn)濕會(huì)使結(jié)果偏_________ (填“大”或“小”)。
(3)要除去K2SO4溶液中的少量KOH,不能選用稀HCl,原因是會(huì)生成_________(填化學(xué)式)而引入新的雜質(zhì)。
(4)要使NaCl溶液中的少量Na2SO4轉(zhuǎn)化為沉淀而除去,可選用適量的_________,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
。
12.下列各物質(zhì)都含有少量雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì)),寫(xiě)出除去雜質(zhì)的簡(jiǎn)要操作步驟和有關(guān)化學(xué)方程式。
(1)CO2(CO) ;
(2)Na2SO4溶液(CuSO4) ;
(3)NaCl溶液(NaOH) ;
(4)ZnSO4溶液(CuSO4) 。
13.如圖為常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)裝置,根據(jù)下列要求回答問(wèn)題(每個(gè)裝置只能使用一次)。提示:無(wú)水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{(lán)色.
(1)若要證明混合氣體中是否含有二氧化碳和水蒸氣,應(yīng)將混合氣體先通過(guò)____裝置,再通過(guò)____裝置(填裝置代號(hào))。(2)要除去混合氣體中的水蒸氣,應(yīng)將混合氣體從_________端通入(填接口字母)。
(3)若將丙裝置裝滿水,可用于收集氧氣,氣體應(yīng)從____________端通入(填接口字母)。
14.現(xiàn)有某河水水樣,有異味,還有固體小顆粒。為了凈化該水樣,某化學(xué)興趣小組對(duì)水樣進(jìn)行如下處理。
(1)向水樣中加入明礬攪拌溶解,靜置一段時(shí)間后,進(jìn)行____________(填操作名稱),除去固體小顆粒;再向?yàn)V液中加入活性炭,利用其___________性除去水樣中的異味,得到凈化水Ⅰ。
(2)向凈化水Ⅰ中通入氯氣殺菌消毒,得到凈化水Ⅱ。該過(guò)程中發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):Cl2+H2O=HCl+HClO(次氯酸)。則次氯酸中氯元素的化合價(jià)為_(kāi)________價(jià)。
(3)為了判斷凈化水Ⅱ是硬水還是軟水,可加入_________進(jìn)行檢驗(yàn)。
15.某食鹽樣品中含有少量沙土、氯化鈣和氯化鎂.以下是除去食鹽樣品中沙土、氯化鈣和氯化鎂的實(shí)驗(yàn)流程:
根據(jù)流程圖回答:
(1)操作Ⅰ的名稱是_________,加入的試劑A是_____________,沉淀是_______________;
(2)寫(xiě)出NaOH與雜質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________;
(3)加入試劑B的目的是__________________________________;
(4)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)用到玻璃棒的作用是_______________________________________。
16.某學(xué)習(xí)小組將“從空氣中制取氮?dú)狻弊鳛檠芯空n題,以下是他們的實(shí)驗(yàn)方案:
方案一:(1)圖1中裝置B的作用是__________________,裝置C的作用是___________________________________。
方案二:(2)將空氣通過(guò)圖1中A、B裝置后,收集于圖2的廣口瓶中,用圖2裝置代替裝置C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中用紅磷而不用木炭的原因是_______________________________________;
(3)此法得到的氮?dú)獠患儯?qǐng)你分析可能的原因是____________________________________________;
(4)在工業(yè)上,分離空氣中的氮?dú)夂脱鯕馐抢盟鼈僟_______________的不同。
17.實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置制取干燥純凈的CO2氣體,并驗(yàn)證CO2中混有HCl氣體(假設(shè)每步反應(yīng)均完全反應(yīng))
(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式________________________________;
(2)D裝置的作用是_______________________,D裝置中的現(xiàn)象是__________________________,D裝置中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是____________________________________。
(3)將上圖裝置按題目要求連接起來(lái),正確順序是_____________________________(填端口字母序號(hào))。
18.氫氧化鈉固體保存不善會(huì)變質(zhì)而產(chǎn)生碳酸鈉。為了除去氫氧化鈉中的碳酸鈉雜質(zhì),興趣小組最初設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)按照此方案_______(填“能”或否)得到純凈的氫氧化鈉固體。理由是______________________________;
(2)你認(rèn)為要得到較純凈的氫氧化鈉固體,應(yīng)選擇除雜試劑是____________(填物質(zhì)的名稱),加入該試劑后,分離除去沉淀A的實(shí)驗(yàn)操作方法是________,雜質(zhì)與該試劑反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。
19.為了除去氯化鈉樣品中的碳酸鈉雜質(zhì),某興趣小組將樣品溶解后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)A溶液中溶質(zhì)可能為_(kāi)_____________;
(2)將無(wú)色溶液與沉淀B分離的操作①的方法名稱是______________;
(3)從無(wú)色溶液得到固體物質(zhì)C的操作②的方法名稱是_______________;
(4)因?yàn)锳溶液過(guò)量,此方案得到的固體物質(zhì)C中混有新的雜質(zhì),為了既能除去雜質(zhì)碳酸鈉,又能有效地防止新雜質(zhì)的引入,可向樣品溶液中加入過(guò)量的______________后,直接進(jìn)行操作②即可得到純凈的氯化鈉固體。寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________。
20.某化學(xué)興趣小組利用鋅和濃鹽酸以及如圖所示裝置來(lái)制取干燥、純凈的氫氣,并驗(yàn)證氣體中的雜質(zhì).
(1)實(shí)驗(yàn)中看到B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色,這說(shuō)明產(chǎn)生的氣體中含有雜質(zhì)_______(填化學(xué)式),除此以外,還可能含有
雜質(zhì)氣體是____________(填名稱)。為了檢驗(yàn)該雜質(zhì)可將E裝置連接到上述裝置中__________(填序號(hào))之間,氣體
從______(填a或b)進(jìn)入裝置E,E中所放試劑為_(kāi)___________,觀察到的現(xiàn)象是___________________________。
(2)C裝置的作用是_____________________________________。
(3)此實(shí)驗(yàn)收集氫氣的下列方法,你認(rèn)為合理的是_____(填編號(hào))。①向上排空氣法 ②用干癟氣球收集 ③排水法。
21.要除去NaCl樣品中少量的Na2SO4和CuCl2雜質(zhì),請(qǐng)根據(jù)所提供的試劑:NaOH溶液、稀HCl、BaCl2溶液分析并完成下列有關(guān)問(wèn)題:
(1)第一步:取NaCl樣品溶于水,加入過(guò)量的__________試劑,完全反應(yīng)后,過(guò)濾,除去CuCl2雜質(zhì);所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是________________________________;
(2)第二步:在第一步所得濾液中加入適量的__________試劑,完全反應(yīng)后,再過(guò)濾,除去樣品中___________雜質(zhì);
(3)第三步:在第二步所得濾液中加足量的稀HCl,完全反應(yīng)后,再進(jìn)行_______________操作,最后得到NaCl固體。
22.某化工廠排放的廢液中含有大量的硫酸鋅和硫酸銅,化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)方案,用來(lái)回收金屬銅并得到硫酸鋅晶體,主要過(guò)程如圖所示:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)步驟②中分離物質(zhì)的方法是_____________________。(2)固體A的成分是________________。
(3)步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。(4)步驟③中加入的B物質(zhì)是_____________。
23.實(shí)驗(yàn)室有A、B兩瓶溶液:A瓶是含有少量BaCl2的KCl溶液;B瓶是含有少量KCl的BaCl2溶液.小松和小思為回收試劑進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
(1)小松欲從A瓶中得到純凈的KCl晶體,可向A溶液加入稍過(guò)量的_____________溶液,過(guò)濾后,在濾液中滴加鹽酸至pH=7,再蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干即得到純凈的KCl。
(2)小思欲從B瓶中得到純凈的BaCl2晶體,設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你填寫(xiě)以下部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告:
【操作Ⅰ】:向B溶液中加入過(guò)量的碳酸鉀溶液,其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)___________________________。
【操作Ⅱ】:過(guò)濾、_________________(填“蒸發(fā)結(jié)晶”、“洗滌沉淀”或“冷卻結(jié)晶”)。
【操作Ⅲ】:將Ⅱ操作中得到的物質(zhì)加入適量鹽酸,其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)______________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_____________________________________________。
【操作Ⅳ】:將Ⅲ操作中得到的濾液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干即得到純凈的BaCl2。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chusan/272175.html
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