第9讲物质的分离和提纯

1、第9讲专题物质的分离与提纯一、分离与提纯的区别为了研究物质的组成、性质、结构以及应用,常常需要把混合物进行分离提纯。将混合物中各组成物质分开,得到比较纯净的物质,并且要求恢复到原来状态(或指定的状态称为物质的分离。将混合物中的主要成分(或某种指定物质净化,而把其他杂质除去,称为物质的提纯。提纯的原则是:不增:即在除掉杂质时不增加新杂质。不减:即被提纯的物质不能减少或改变。易分:即操作简便易行,杂质易分离除去。最佳:即最好在除去杂质的同时能增加被提纯物质的量。二、分离与提纯的主要方法(1过滤过滤是将不溶性固体和液体分离的操作。(2蒸发蒸发是将稀溶液浓缩或把溶液蒸发,使溶质析出的操作,可以用来分离

2、溶质固体和溶剂。(3蒸馏蒸馏是利用液体混合物各组分的沸点不同,使液体气化成蒸气,再由蒸气冷凝成液体,从而把各组分从液体混合物中分离出来的操作。蒸馏适用于分离沸点相差较大的液体混合物。(4结晶结晶是分离可溶性混合物或除去可溶性杂质的方法。具体方法有两种。降温结晶法:适用于溶解度受温度变化影响较大的固态物质的分离或提纯(如KNO3。蒸发结晶法:适用于溶解度受温度变化影响不大固体物质的分离或提纯(如NaCl。(5水洗法利用混合物中各成分的溶解性不同,使某成分溶于水离开混合物,再经其他方法达到分离和提纯的目的。此外,常用的物理方法还有升华法和磁铁吸引法等。(1化气法加入某种试剂,使混合物的杂质转化为气

3、体逸出而除去。如除NaCl中的Na2CO3可加HCl。(2沉淀法向混合物中加入适量的某种试剂,使该试剂与杂质反应生成沉淀,再经过过滤除掉沉淀。如除去HCl中的H2SO4,可滴加适量的BaCl2溶液后过滤。(3溶解法向固体混合物中加入某种试剂,使该试剂与杂质反应而被溶解。如除去Cu中的CuO,可加入稀H2SO4将CuO溶解而除去。(4置换法利用金属活动性的不同,除去某些盐溶液或金属中所含杂质,向混合物中加入足量的金属或盐溶液,充分反应后过滤即可达到提纯的目的。如除去FeSO4中的杂质CuSO4,可加入足量的铁粉,待反应完全过滤得到纯净的FeSO4。(5加热法此法用于除去受热易分解的物质,产物之一

4、一般为主要成分,其余产物为气体或水,如除去KCl中的KClO3。(6吸收法除去气体中杂质的方法。吸收剂能与杂质反应而生成沉淀或液体,而与主要成分不反应,如除去CO中混有的CO2,可将气体通过NaOH溶液。(7综合转化法当不能一次将杂质直接(或全部除去时,可先把要保留成分与试剂反应变成其他物质,通过一定的方法把杂质除去后,再把该其他物质转化为原来的物质。如除去BaCl2中的KCl,可将BaCl2转化为BaCO3过滤后,再用HCl将其转化为BaCl2。典例精析例1.除去KCl溶液中混有的少量K2CO3,选用的试剂是(例2.下表列出了除去物质中所含少量杂质的方法,其中正确的是(物质所含杂质除去杂质的

5、方法A CO气体CO2通过足量氢氧化钠溶液,并干燥B NaOH溶液Na2CO3加入足量稀盐酸至不再产生气泡C CaO固体CaCO3加水溶解,过滤D FeSO4溶液CuSO4加入足量锌粒,充分反应,过滤例3.为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4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NaOH溶液;加适量盐酸;加过量Na2CO3溶液;加过量BaCl2溶液。下列操作顺序中最合适的是(A.B.C.D.例4.有一种工业废水,其中含有大量的硫酸亚铁,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亚铁晶体。方案流程如下: 回答下列问题:(1步骤中:需加

6、入的物质是,分离所得混合物的方法是。(2步骤中:需加入的物质是,发生反应的化学方程式是。(3某同学认为经过步骤后所得固体就是纯净的银,不需要进行步骤,你认为是否合理?,理由是。(4步骤的操作是,溶液2和溶液3为什么要混合?。巩固练习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(Na2CO3B.Fe(CuC.Na2CO3(CaCO3D.HCl(BaCl22.按照加水溶解、过滤、蒸发的顺序进行操作,可以分离的一组混合物是(3.分离下列各组物质的方法不正确的是(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

7、CO4.下列做法正确的是(5.除去下列物质中括号内少量杂质的方法,合理的是(A.CaO(CaCO3:加入足量的稀盐酸B.CO2(CO:在氧气中点燃C.H2(HCl、H2O:把混合气体通过盛有足量生石灰和烧碱混合固体的干燥管D.KNO3(K2SO4:溶解,加入过量的硝酸钡溶液,过滤6.除去下列各物质中的少量杂质(括号内为杂质,其中方法错误的是(A.Cu粉(Fe粉:用磁铁吸B.NaOH(NaNO3:加稀盐酸C.NaCl(泥沙:溶解、过滤、蒸发D.O2(水蒸气:用浓H2SO4干燥7.除去下列物质中混有的少量杂质(括号中的物质为杂质所设计的试验方案或操作中,合理的是(A.KNO3晶体(NaCl:将固体

8、溶于水,配制成热的饱和溶液,采用降温结晶的方法B.CO2气体(HCl:将气体通过装有NaOH溶液的洗气瓶C.BaCl2溶液(Ba(OH2:加入适量的稀硫酸,过滤D.O2(N2:将混合气体通过炽热的铜网8.下面除去混合物中少量杂质(括号内为杂质的方案中,不合理的是(混合物思路方法选用物质A.CO2(CO点燃空气B.NaOH(Na2CO3沉淀、过滤石灰乳Ca(OH2C.FeCl2(CuCl2置换、过滤铁粉D.NaCl(MgCl2沉淀、过滤NaOH9.下列除去杂质所选择的试剂错误的是(选项物质杂质所选试剂A CO2水蒸气浓硫酸B CaCl2溶液盐酸CaCO3C Cu CuO稀盐酸D NaCl溶液Na

9、OH溶液BaCl2溶液10.除去下表所列物质中含有的杂质,所选试剂及操作方法均正确的是(选项物质杂质除去杂质所选试剂操作方法A二氧化碳一氧化碳氧气点燃B氯化钾碳酸钾稀盐酸蒸发C锌铁稀硫酸过滤D氧化钙碳酸钙稀盐酸蒸发11.除去下列各物质中的少量杂质所选用的试剂及操作方法均正确的是(项目物质杂质(少量试剂操作方法A KNO3MnO2足量的水溶解、过滤、蒸发B H2水蒸气适量的NaOH溶液洗气C硝酸盐酸过量的硝酸银溶液过滤D CO CO2足量氧化铁加热12.除去下列物质中所含少量杂质的方法正确的是(物质杂质除杂试剂提纯方法A CO2CO O2点燃B KCl MnO2水溶解、过滤、蒸发C H2O Na

10、NO2活性炭吸附、过滤D Na2CO3Na2SO4BaCl2溶解、过滤、洗涤.的是(选项物质(括号内为杂质除杂方法A N2(O2通过灼热的铜网B CaO(CaCO3高温煅烧C CO2(水蒸气通过浓硫酸D CaCl2溶液(盐酸加入适量的Na2CO314.除去下列物质中的少量杂质,所用试剂或方法不正确的是(选项物质杂质试剂或方法A NaCl固体泥沙加水溶解、过滤、蒸发B NaCl溶液Na2CO3滴加硫酸溶液至不再产生气泡C KNO3溶液Ba(NO32滴加适量K2SO4溶液、过滤D N2O2通过红热的铜丝15.除去下列各物质中混有的少量杂质,所用试剂和操作方法均正确的是(序号物质杂质所用试剂和操作方

11、法A H2HCl通过足量的NaOH溶液、干燥B Na2CO3溶液Na2SO4溶液加入过量的Ba(NO32溶液,过滤C NaCl固体细沙加入足量的水溶解,过滤D铁粉Fe2O3加入适量的稀盐酸,过滤16.氮气混有少量氢气、二氧化碳和水蒸气,欲获得干燥纯净的氮气,可采取下列操作:通过浓硫酸,通过填充氧化铜的加热管,通过氢氧化钠浓溶液,通过浓盐酸。最好的组合顺序是(A.B.C.D.17.选择恰当的试剂或方法除去括号内的杂质。(1O2(水蒸气_;(2Cu(Fe;(3NaCl(CuCl2。(4ZnSO4(CuSO4_。18.请回答下列与物质提纯有关的问题:(1下列两个方案都可以除去铜粉中的少量氧化铜:用稀

12、盐酸除去氧化铜用CO还原氧化铜从环境保护和操作简便等方面考虑,较好的方案是(选填“”或“”;(2要除去K2SO4溶液中的少量KOH,不能选用稀盐酸,原因是会生成(填写具体物质的名称或化学式,而引入新的杂质;(3要使NaCl溶液中的少量Na2SO4转化为沉淀而除去,可选用适量的;(4要除去氢气中的少量水蒸气和氯化氢气体,将混合气体先通过足量的浓硫酸再通过足量的氢氧化钠溶液后,氢气中仍含有的杂质是。19.从海水中可以提取镁,其中的一个步骤是将卤水(含MgCl2、NaCl、KCl的混合液转化为氯化镁晶体。实验室中模拟该转化的过程如下,回答有关问题:(1制备氢氧化镁:向卤水中加入适量生石灰(CaO,充分反应后过滤。该过程中发生了多个反应,其中会大量放热的反应是(填化学方程式_过滤操作需用到的玻璃仪器除烧杯外,还有_。反应的化学方程式是_。通过计算,可准确知道所需盐酸的量。理论上溶解5.8gMg(OH2需要36.5%HCl溶液。由于准确称量Mg(OH2的步骤繁琐,实验中并不常用,而是通过一定操作方法来达到控制