第16讲__物质的分离和提纯(培优)

1、备注： 2008（寒假）S09P16 第十六讲 物质的分离和提纯【知识点分析】一、气体的净化与干燥1、气体净化的几种方法吸收法：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、H20无水CuSO4H2O碱石灰CO2、HCl、H20灼热的铜网O2NaOH溶液CO2、HCl灼热的CuOH2、CO浓硫酸H20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

2、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。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”

3、，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固体与液体混合物的分离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分离溶质与溶剂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的混合物续表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+ H2SO4Na2SO4+ CO2+ H2O沉淀法将

4、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Fe SO4中的Cu SO4，可加过量的铁粉，再过滤：CuSO4+Fe=Cu+Fe SO4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：CaCO3CaO+ 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+CuOCu+CO2三、除杂应注意几个“不”不能“玉石俱

5、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。“不增”、“不减”。即不增加新的杂质，不减少要保留的物质。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。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。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”。先考虑物理方法，再用化学方法【典型例题】例1除去NaCl溶液中的杂

6、质Ba(OH)2，若只准加入一种试剂，则这种试剂是_。例2除掉氯化钠溶液中混有的少量碳酸钠，应选用适量的试剂是（ ） A稀硫酸 B硝酸银C澄清石灰水 D稀盐酸 例3分离NaCl、FeCl3和BaSO4的混合物，应选用的一组试剂是（ ） A. H2O、AgNO3、HNO3 B. H2O、NaOH、HNO3 C. H2O、NaOH、HCl D. H2O、KOH、HNO3 例4下列各组溶液，不加其他试剂就能鉴别的是（ ） A. B. C. D. 例5为了除去粗盐中的CaCl2、MgSO4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列5项操作：过滤；加过量的NaOH溶液；加适量盐酸；加过量Na2CO3溶液；加过

7、量的BaCl2溶液。正确的操作顺序是（ ）A. B. C. D. 例6 某气体X可能是由H2、CO、C02中的一种或两种组成，为了解其组成情况，某同学设计了如下装置进行实验。请根据下表中对可能出现的实验现象的描述，推测气体x的组成情况，并写出有关的化学方程式。可能出现的实验现象气体X的组成有关的化学议程式A中液体B中黑色粉末C中液体不浑浊变成光亮的红色不浑浊A或C中液体变浑浊的化学方程式： ；H2还原CuO的化学方程式： CO还原CuO的化学方程式 不浑浊变成光亮的红色变浑浊变浑浊变成光亮的红色不浑浊变浑浊变成光亮的红色变浑浊若b口导出的气体中还含有部分CO气体，应采取的措施是 【经典练习】1

8、稀盐酸中混有少量硫酸，为了除去硫酸，可加入适量的 （ ）A铁屑 B. 硝酸银溶液 C. 氯化钡溶液 D. 氢氧化钾溶液2下列实验设计方案中可行的是 （ ）A. 用过滤的方法分离NaCl与NaNO3的混合物B. 向某无色未知溶液中加入BaCl2溶液，证明存在SO42-C. 将H2、O2混合气体通过盛有灼热氧化铜的试管，以除去氢气D. 用稀盐酸除去混在铜粉中的少量镁粉和铝粉3某无色溶液可能含有硫酸铜、氯化钡、氯化钠、碳酸钠四种化合物中的两种。当向此溶液中加入稀硫酸时，只见一种无色气体生成，则此溶液的组成是( ）ACuSO4、Na2CO3 BNaCl、BaCl2 CBaCl2、Na2CO3 DNaC

9、l、Na2CO34下列各组物质（1）氯化钠和硝酸钾；（2）碳酸钙和氯化钙（3）氯化钾和二氧化锰；（4）硫酸钡和氯化银。可按溶解、过滤、蒸发的操作顺序将它们一一分离的是（ ） A只有（1） B只有（3） C（2）和（3） D（3）和（4）5要检验硝酸银固体里是否含有少量的可溶性盐酸盐杂质，应选用（）A稀盐酸 B硝酸银溶液 C蒸馏水和稀硝酸 D氯化钡溶液6、CO中混有少量的水蒸气和CO2，要得到纯净的CO，可将气体依次通过 （ ） A浓H2SO4、灼热的CuO B灼热的Fe2O3、浓H2SO4CNaOH溶液、浓H2SO4 D无水CuSO4、NaOH溶液7无色气体可能由H2、CO或CO2中的一种或几

10、种组成。如果将该气体通过灼热的氧化铜粉末，再通人澄清石灰水，可看到黑色粉末变为光亮的红色物质，澄清石灰水变浑浊。则对该气体的组成描述正确的是 ( ) A一定有氢气，可能有碳的氧化物 B一定是氢气和碳的氧化物的混合物C一定是碳的氧化物 D可能是氢气和碳的氧化物的混合物8、鉴别和；和；和；和四组气体可用的同一种方法是（ ） A. 加入无色酚酞试液 B. 加入蒸馏水 C. 用燃着的木条 D. 加入澄清的石灰水 9、下列各组物质中，只用水就可以鉴别开的是（ ） A. 固体： B. 气体：C. 液体：酒精、甲醇、汽油 D. 固体：10、下列试管内壁的物质能用括号内所给试剂除去的是（ ）A. 盛石灰水后留

11、下的固体（氢氧化钠溶液）B. 用足量还原后留下的光亮红色固体（稀盐酸）C. 盛过植物油的试管（热碱液）D. 氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应后留下的固体（水）11、某溶液中存在、三种阳离子，现用，和三种溶液使它们转化为沉淀并分离出来，要求每次只加一种溶液，滤出一种沉淀，则所加溶液的顺序正确的是（ ）A. 、 B. 、C. 、 D. 、12、只用一种试剂可鉴别四种固体物质，这种试剂是： 。13、只用一种试剂鉴别四种溶液，这种试剂是： 。14、只用一种试剂鉴别四种固体物质，这种试剂是： 。15、有一包混合物，其中可能是含有碳酸氢铵、碳酸钙、炭粉、氧化铜、氧化铁中的一种或几种。现作如下实验，第一步：取样

12、品，高温灼热后产生一种无色无味的气体，将该气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；第二步：把足量稀盐酸滴入固体残留物后，残留物全部溶解，同时产生一种具有还原性的气体。试回答： 混合物中一定不含有的物质是 ； 混合物中一定含有的物质是 ；在实验中肯定发生的反应化学方程式是 。 混合物中可能含有的物质是 ；为证明它是否存在，应采用的方法是 。若确实有该物质存在，那么在第二步实验中，还可发生的化学反应有（用化学方程式表示） 16一次化学兴趣小组活动时，小红在实验室制取了一种初中化学中常见的气体，收集在三个集气瓶中，让小刚通过实验确定该气体。小刚进行了下面的实验。请根据实验步骤和现象，将你的推断结果及结

13、论填入下表空格中，并回答问题。实验步骤实验现象推断结果及结论（1）取一瓶气体，闻其气味无气味可能是H2、O2、N2、CO、CO2、CH4（2）移开另一瓶的玻璃片，将一燃着的木条缓慢深入瓶中。瓶口处未见火焰一定不是_木条的火焰熄灭一定不是_（3）向第三个瓶中注入少量澄清石灰水，振荡石灰水变浑浊一定是_在进行实验（3）时，除了使用澄清的石灰水外，还可用_来确定该气体。17选择下列试剂，根据有关现象，用多种方法鉴别石灰水和稀硫酸。试剂：A镁粉；B氧化铁粉末；C氢氧化铜粉末；D氯化钡溶液；E碳酸钠溶液；F pH试纸；G无色酚酞溶液；H二氧化碳；I氢氧化钠溶液；J盐酸。 (1)按要求将试剂的编号填入表中

14、空格： 用于鉴别的实验现象与稀硫酸反应的试剂编号与石灰水反应的试剂编号反应过程中有沉淀生成反应过程中有气体放出 -反应过程中液体或试纸变色反应过程中反应物固体消失 - (2)上述试剂中不能用于鉴别的有 。18只有氯化钡溶液和简单的仪器装置，鉴别稀硫酸和碳酸钠溶液(任意编号为甲、乙溶液)。操作如下：分别取少量甲、乙溶液于两支试管中，各滴加氯化钡溶液，试管中都产生白色沉淀。分别过滤，得到两种白色固体和两种无色溶液。(3)下面还要进行怎样的操作，才能把它们鉴别出来。将鉴别的步骤、现象及最终结论，填写在相应的横线上。 _ 。19乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制得，属于可再生能源。在汽

15、油中加入适量乙醇作为汽油燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染。2001年4月2日国家技术监督局发布车用乙醇汽油国家标准，并于同年4月15日开始实施。乙醇（C2H5OH）完全燃烧时生成CO2和H2O。如果氧气不充足，乙醇燃烧可能还有生成CO。现用以下装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O。请回答下列问题：（1）能确证产物中有H2O的现象是_；能确证产物中有CO的现象是_。（2）实验时，可观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化。B装置的作用是_；C装置的作用是_；D装置的作用是_。（3）若乙醇燃烧产物中CO和CO2的总质量为25.2g，其中碳元素与氧元素的质量比为25，则

16、参加反应的乙醇的质量为_产物中H2O的质量为_。（4）科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”;甲烷的水合物。质量相等的甲烷和乙醇在氧气充足的条件下完全燃烧，产生CO2的质量较多的是_。20、室验室开放日，我与小娜、小佳、小华、小丽等同学来到实验室，看到实验桌上摆放着四瓶无标签的试剂，分别是两瓶固体和两瓶液体，我们决定对“固体与液体”之间的反应进行一些探究。(1)小娜同学从一瓶固体和一瓶液体中各取少量试剂于试管中进行混合，立即产生了一种无色气体，对气体是何物质，同学们进行了大胆的猜想，小佳同学的猜想可能是 ； ； （2）我想设计一个实验证明小佳同学猜想是正确的，实验设计如下：实 验 步 骤现 象

17、及 结 论 （3）小华想用右上图给定的收集装置收集一瓶小佳同学猜想中的气体，则气体由 （填a或b）端进入。（4）小丽同学从另外两瓶试剂中各取少量试剂于试管中，发现混合后，固体发生了变化，但无气泡放出。同学们对加入试管中的固体和液体从不同的反应类型、物质类别等方面进行了大胆的猜想：猜想一： ；猜想二： ；猜想三： ；21、现有如下气体检验、吸收、转化、除杂、干燥装置：请将下列实验所需仪器的序号按气体通过的顺序依次填写在横线上，并在各序号后分别用括号填写该仪器所装药品的名称(仪器可反复使用，假设每步反应完全)：(1)证明CO中含C02并防止CO污染空气 ，将C02转化成CO ，吸收除去CO中的CO

18、2 ，除去C02中含有的少量CO 。(2)除去空气中的CO2、H2O、O2 。(3)锌与盐酸反应生成的氢气中常混有少量氯化氢和水蒸气等杂质。若要证明并除去杂质得到纯净干燥的H2，应将气体依次通过 。(4)用含HCl气体和水蒸气的氢气还原某种铜的氧化物，并进行有关称量，以测定这种铜的氧化物的组成和水的组成，为防止杂质干扰，应选 。(5)水煤气主要含CO和H2，还含C02和水蒸气。证明水煤气中含CO和H2，应选 。22、现有以下几项操作： 加适量盐酸 加适量水溶解 过滤 高温或加热灼烧 蒸发，请选择合适的操作，以除去下列各物质中含有的少量杂质，并将其标号按操作的先后顺序填在横线上。A. 除去氯化钾

19、晶体中的碳酸钾，应先 再 。B. 除去生石灰中的碳酸钙，应 。C. 除去铜粉中的氧化铜，应先 再 。D. 除去碳酸钙中的碳酸钠，应先 再 。23、填表：欲除去下表中各物质溶液中含有的少量杂质（括号内的物质为杂质），试分别写出所要加入物质（适量）的化学式和发生反应的化学方程式：物质（所含杂质）加入物质化学方程式（1）氯化钾（碳酸钾）（2）氯化钠（氯化镁）（3）硫酸镁（硫酸）24、为保证长时间潜航，在潜水艇里要配备氧气发生装置，有以下几种制氧气的方法：加热高锰酸钾；电解水；在常温下过氧化钠固体(Na202)与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。 (1)写出方法的化学方程式 (2)你认为最适合在潜水艇里制

20、氧气的方法是(填序号) ，与其他两种方法相比，这种方法的优点是 。25将26.0 g不纯的氯化钡粉末(杂质不溶于水，也不参加反应)放入一定量硫酸钠溶液中，恰好完全反应，反应后过滤，得到溶质质量分数为12.0%的溶液97.5 g。请计算：(1) 反应后溶液中溶质的质量；(2) 不纯的氯化钡粉末中含氯化钡的质量分数；(3) 反应前硫酸钠溶液的质量。ABCDEABCDEABCDE第十六讲 小 测一、选择题(每小题只有一个选项符合题意。)1、下列试管内壁的物质能用括号内所给试剂除去的是（ ）A. 盛石灰水后留下的固体（氢氧化钠溶液）B. 用足量还原后留下的光亮红色固体（稀盐酸）C. 盛过植物油的试管（

21、热碱液）D. 氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应后留下的固体（水）2、除去硝酸中混有的少量盐酸，可加入的试剂是（ ）A. 溶液 B. 溶液C. 溶液 D. 溶液3、硫酸钠溶液中含有少量碳酸钠杂质，除去该杂质可加入适量（ ） A. 稀 B. C. 硝酸 D. 石灰水4、除去中混有的少量杂质，可加入试剂（ ） A. 盐酸 B. 石灰水 C. D. 溶液5、为了除去溶液中含有的少量和杂质，应依次加入的试剂是( )A. 先加入适量溶液，再加入适量溶液。B. 先加入适量溶液，再加入适量溶液。C. 先加入适量溶液，再加入适量溶液。D. 先加入适量溶液，再加入适量溶液。6、除去铜粉中混有的少量氧化铜，其主要操作过程是（ ）A. 加入过量稀微热后，过滤，洗涤。B. 加强热或在空气中灼烧。C. 加适量水，加热，过滤，洗涤。D. 加适量稀，微热，过滤，洗涤。7、工业上食盐水的精制是为了除去粗盐中的，及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作： 过滤 加过量的溶液 加适量的 加过量的溶液 加过量的溶液。正确操作顺序是（ ） A. B. C. D. 8、某溶液中存在、三种阳离子，现用，和三种溶液使它们转化为沉淀并分离出来，要求每次只加一种溶液，滤出一种沉淀，则所加溶液的顺序正确的是（ ）A. 、 B. 、C. 、 D. 、9、溶液中混入少量，