專題十八 物質(zhì)的分離和提純

專題十八物質(zhì)的分離和提純2015年陜西中考化學(xué)科復(fù)習(xí)備考【考試要求】1．知道什么是分離和提純；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，且會用這些方法對物質(zhì)進(jìn)行分離與提純；3．會選擇合適的試劑對物質(zhì)進(jìn)行分離與提純。【知識梳理】1．物質(zhì)的分離：通過適當(dāng)?shù)姆椒?，把混合物中的各種物質(zhì)彼此分開，并且恢復(fù)到各種物質(zhì)的原來存在狀態(tài)，分別得到純凈物；2.物質(zhì)的提純：通過適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦烊肽澄镔|(zhì)里的少量雜質(zhì)除去，以便獲得相對純凈的物質(zhì)，又稱除雜。3．在除去雜質(zhì)過程中必須遵循的原則：①不增—除雜時(shí)不能帶入新的雜質(zhì)。②不減—除雜試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)，而不與被提純的物質(zhì)反應(yīng)。③易分—除雜試劑與雜質(zhì)反應(yīng)的生成物與被提純的物質(zhì)容易分離。④最佳—除去雜質(zhì)的同時(shí)，能生成或轉(zhuǎn)化為被提純的物質(zhì)。一、基本原理【知識梳理】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濾法難溶性固體與液體的分離或可溶性固體與難溶性固體的分離從雙氧水制氧后的廢液中提取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KNO3，可采用蒸發(fā)結(jié)晶法提純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NaCl，可采用降溫結(jié)晶法提純KNO3【知識梳理】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)；②沉淀法：將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去。如：除去NaCl中的Na2SO4，可加適量的BaCl2，過濾；③置換法：將雜質(zhì)通過置換反應(yīng)而除去。如：除FeSO4溶液中的CuSO4，可加過量的鐵粉，過濾；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，再過濾；除Cu粉中的Fe粉，可加入適量的稀鹽酸，再過濾；⑤加熱法：雜質(zhì)受熱易分解，通過加熱將雜質(zhì)除去。如：除CaO中的CaCO3可加熱；⑥轉(zhuǎn)化法：將雜質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為主要成分。如：除CO2中的CO，可將氣體通過灼熱的CuO；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；除去CO2中混有的少量HCl，可用飽和的NaHCO3溶液吸收；2．常用的化學(xué)方法【知識梳理】3．氣體的干燥氣體的干燥是通過干燥劑來實(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干燥堿性氣體，堿性干燥劑不能用來干燥酸性氣體，干燥裝置由干燥劑狀態(tài)決定。（1）常見的干燥劑干燥劑可干燥氣體不可干燥氣體干燥裝置濃H2SO4H2、O2、CO2、HCl、CH4等NH3A固體NaOH或堿石灰H2、O2、CH4、NH3等CO2、HClB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?！镜淅馕觥坷?.下列物質(zhì)分離方法錯(cuò)誤的是（）A．除去CO2中混有少量的CO：導(dǎo)出點(diǎn)燃B．粗鹽提純的步驟：溶解→過濾→蒸發(fā)C．除去H2中混有的HCl：將氣體通過裝有NaOH溶液的洗氣瓶D．除去銅粉中混有的CuO：用足量的稀硫酸浸泡后過濾、洗滌【點(diǎn)撥】：（1）二氧化碳不支持燃燒，不能用點(diǎn)燃法除去混有的一氧化碳；

（2）粗鹽提純的步驟--溶解→過濾→蒸發(fā)→計(jì)算產(chǎn)率；

（3）除去H2中混有少量HCl氣體--將氣體依次通過分別裝有NaOH溶液、濃硫酸的洗氣瓶；

（4）除去銅粉中混有少量的CuO--用足量稀硫酸浸泡后過濾、洗滌。例2.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【典例解析】【解析】：根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)除雜劑和分離方法，要符合除雜的原則，就是原物質(zhì)的質(zhì)量不能減少，但可以增加，不能帶入新的雜質(zhì)，除雜劑不能和原物質(zhì)反應(yīng)

（1）氫氧化鈉溶液除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體，不能達(dá)到目的，因?yàn)檫@兩種氣體都能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，會把原物質(zhì)也除去；

（2）點(diǎn)燃的方法不能除去氮?dú)庵谢煊械纳倭恳谎趸迹驗(yàn)榈獨(dú)獠恢С忠谎趸既紵?/p>

（3）用稀鹽酸能除去熱水瓶膽中的水垢，水垢的主要成分碳酸鈣和氫氧化鎂都能溶于鹽酸；

（4）用氯化鋇溶液能除去硝酸鉀溶液中混有的少量硫酸鉀，但會帶入新的雜質(zhì)氯化鉀，不能得到較純凈的硝酸鉀溶液。例3.實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要途徑，請將下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)問題填寫完整。

（1）除去O2中少量的CO2，可將混合氣體通過足量的___________；

（2）除去Na2SO4溶液中少量的Na2CO3，不能選用鹽酸的原因是__________;

（3）測定稀硫酸的pH時(shí)，先用水將pH試紙潤濕會使結(jié)果偏__

（填“大”或“小”）【典例解析】【解析】：①考查重點(diǎn)：氣體的除雜②解題思路：除雜的時(shí)候要注意掌握2個(gè)原則：所選試劑或方法不與被提純的物質(zhì)反應(yīng)，而且不能引入新的雜質(zhì)。pH試紙潤濕測pH時(shí)的影響有下：測酸時(shí)結(jié)果偏大，測堿時(shí)結(jié)果偏小。答案為：（1）氯氧化鈉溶液等（2）生成NaCl，引入新的雜質(zhì)（3）大，（1）寫出實(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，正確順序是____________。例4.實(shí)驗(yàn)室用如圖3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)）

【典例解析】【解析】：

（1）實(shí)驗(yàn)室通常用稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)的方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

（2）由于氯化氫氣體溶于水得到鹽酸，通過硝酸銀溶液來檢驗(yàn)氯離子，來驗(yàn)證并驗(yàn)證CO2中混有HCl氣體，反應(yīng)的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀。所以，D裝置的作用是驗(yàn)證CO2中混有HCl氣體，D裝置中的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，D裝置中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是HCl+AgNO3=HNO3+AgCl↓；

（3）由于實(shí)驗(yàn)室要制取干燥純凈的CO2氣體，應(yīng)先除去混有HCl氣體，再干燥，最后收集。所以，將上圖裝置按題目要求連接起來，正確順序是：aefbcd．

【典例解析】例5.請回答下列與物質(zhì)提純有關(guān)的問題：

（1）下列兩個(gè)方案都可以除去銅粉中的少量氧化銅

①用稀鹽酸除去氧化銅；②用CO還原氧化銅。

從環(huán)境保護(hù)和操作簡便等方面考慮，較好的方案是_______（選填“①”或“②”）；

（2）要除去K2SO4溶液中的少量KOH，不能選用稀鹽酸，原因是會生成________

填寫具體物質(zhì)的名稱或化學(xué)式），而引入新的雜質(zhì)。

（3）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_______；

（4）要除去氫氣中的少量水蒸氣和氯化氫氣體，將混合氣體先通過足量的濃硫酸再通過足量的氫氧化鈉溶液后，氫氣中仍含有的雜質(zhì)是_________?！窘馕觥?/p>

（1）一氧化碳有劇毒，在還原氧化銅時(shí)需要尾氣處理，鹽酸可以直接將氧化銅溶解而除去，故答案為：①；

（3）鹽酸和氫氧化鉀反應(yīng)生成的氯化鉀對于硫酸鉀也是雜質(zhì)；（3）硫酸鈉對與氯化鈉雜質(zhì)就是硫酸根離子，沉淀硫酸根離子需要用鋇離子；；

（4）混合氣通過濃硫酸會將水蒸氣除去，通過氫氧化鈉會將氯化氫除去，但是會攜帶水蒸氣.【典例解析】（1）寫出沉淀A的化學(xué)式_________。

（2）加入CaCl2溶液后，分離除去沉淀A的實(shí)驗(yàn)操作方法是_________。

（3）同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，又發(fā)現(xiàn)了新的問題：此方案很容易引入新的雜質(zhì)，請寫出固體物質(zhì)B的成分__________（用化學(xué)式表示）。

（4）同學(xué)繼續(xù)探究后又提出新的方案：將混合物溶解，若滴加鹽酸至不再產(chǎn)生氣體為止，則既能除去Na2CO3雜質(zhì)，又能有效地防止新雜質(zhì)的引入。寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________。例8.為了除去氯化鈉樣品中的碳酸鈉雜質(zhì)，興趣小組最初設(shè)計(jì)了如下的方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。【解析】：（1）碳酸鈉和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉，碳酸鈣難溶于水，其化學(xué)式為：CaCO3．

（2）加入氯化鈣后所得混合物為不溶性的碳酸鈣和氯化鈉、氯化鈣的混合溶液，應(yīng)進(jìn)行過濾分離混合物．

（3）由于加入過量的氯化鈣，所以濾液為氯化鈉和氯化鈣的混合溶液，蒸發(fā)后得到固體為氯化鈉和氯化鈣，其化學(xué)式分別是NaCl、CaCl2．

（4）向氯化鈉、碳酸鈉的混合溶液中滴加稀鹽酸，鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，滴加至不再產(chǎn)生氣體為止，則既能除去NaCO3雜質(zhì)，又能有效的防止新雜質(zhì)的引入，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑．1.（2014·綏化）下列除去雜質(zhì)的方法中正確的是（）選項(xiàng)物質(zhì)雜質(zhì)除雜質(zhì)的方法ACaCl2溶液稀鹽酸加過量碳酸鈣，過濾BK2CO3溶液KCl加適量稀鹽酸CCaOCaCO3加水，過濾DNaCl溶液Na2CO3加適量硝酸鈣溶液，過濾【解析】解決除雜（提純）問題時(shí)，抓住除雜質(zhì)的必需條件（加入的試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)后不能引入新的雜質(zhì)）是正確解題的關(guān)鍵．（1）稀鹽酸能與過量碳酸鈣反應(yīng)