资源描述
1,专题一 科学探究,第五部分 专题突破,第三节 物质的分离和提纯,2,一、物质的分离和提纯 物质的分离是通过适当的方法，把混合物中的各组分物质彼此分开，并且恢复到各种物质原来的存在状态，分别得到纯净物；而物质的提纯是通过适当的方法把混入某物质里的少量杂质除去，以便获得相对纯净的物质，又称除杂。 1. 主要方法： 常用的物理方法： 根据物质物理性质上的差异选择除杂的方法。有过滤、蒸发结晶、降温结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析、升华等方法。,知识梳理,3,a. 分离可溶性与难溶性物质的混合物常用溶解、过滤、蒸发三步操作加以分离，分别得到纯净物。如：粗盐的提纯；分离BaSO4和Na2SO4的混合物。 b. 两种物质均溶于水，但两种物质的溶解度一种随温度变化大，另一种变化不大时，可考虑结晶法，即冷却热饱和溶液的方法加以分离。如：分离NaCl和KNO3的混合物。,常用的化学方法原理： a. 加入的试剂只与杂质反应，不与原物质反应。 b. 反应后不能带入新的杂质。 c. 反应后恢复原物质状态。 d. 操作方法简便易行。,4,常用的化学方法： a. 沉淀法：使混合物中的杂质与适当试剂反应，生成沉淀通过过滤而除去。 在被提纯的物质中加入适量试剂使其与杂质反应，生成沉淀过滤除去。 如：硝酸钾中含有的少量硝酸钡，可用适量的硫酸钾除去。 b. 化气法：将混合物中的杂质与适当试剂反应变成气体而除去。 如：硝酸钠固体中含有少量碳酸钠杂质，可将混合物加水溶解，再加入适量稀硝酸溶液，硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠、水和二氧化碳，再蒸发滤液，获得硝酸钠固体。,5,c. 置换法：将混合物中的杂质与适量试剂通过发生置换反应而除去。 如：硫酸锌固体中含有少量硫酸铜杂质，可将混合物溶解之后，加入适量锌粉，再过滤除去被置换出来的铜，蒸发滤液获得硫酸锌固体。 d. 吸收法：两种以上混合气体中的杂质被某种溶剂或溶液吸收，而要提纯的气体不能被吸收时，可用此方法。 如：一氧化碳中含有二氧化碳时，可将混合气体通过氢氧化钠溶液。,6,e. 其他法：将混合物中的杂质用化学方法转化成其他物质。 如：氧化钙中含有碳酸钙，可采用高温煅烧的方法，使碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳扩散到空气中，除去杂质。 当然，实际的分离与提纯还会有一些其他方法，在实际解题时要因题而解，也可以几种方法综合并灵活地运用。,7,2. 从物质的状态考虑，初中阶段一般存在三种类型的物质分离情况： (1)气体与气体的分离。该类型情况常采用吸收法。常用的吸收气体的试剂如下：,8,需要指出的是，在干燥气体时，若气体是SO2、CO2、HCl等酸性气体，则不可用生石灰、NaOH固体、碱石灰等碱性干燥剂；若气体是NH3等碱性气体，则不可用浓硫酸等酸性干燥剂；若气体是H2、O2等中性气体，则既可用酸性干燥剂，也可用碱性干燥剂。吸收气体的试剂，若是固体，常用干燥管、直玻璃管、U型管等仪器盛装；若是液体，常用试剂瓶、试管等仪器盛装。,9,(2)固体与液体的分离。该类情况常采用过滤法。 (3)固体与固体的分离。该类情况常要先根据两种固体的性质，采取一定措施后，再采用过滤法。 【提示】除上述三种常见情况外，初中阶段还有一些物质的分离可以采取特殊的方法，如利用物质的沸点不同、是否能被磁铁吸引等性质进行分离。,3. 酸碱盐溶液中的除杂技巧： 基本方法：找出物质和杂质之间的不同部分，然后用对应的离子将不同部分转化成气体、水或沉淀。在此过程中不要引入新的杂质。,10,被提纯物与杂质所含阳离子相同时，选取与杂质中的阴离子不共存的阳离子，再与被提纯物中的阴离子组合成除杂试剂，如Na2SO4(NaOH)：可选用稀H2SO4为除杂试剂(生成物为Na2SO4和H2O，达到目的)。KCl(K2SO4)：可选用BaCl2溶液为除杂试剂(生成物为BaSO4和KCl，达到目的)。,被提纯物与杂质所含阴离子相同时，选取与杂质中阳离子不共存的阴离子，再与被提纯物中的阳离子组合成除杂试剂，如NaCl(BaCl2)：可选用Na2SO4溶液为除杂试剂(生成物为BaSO4和NaCl，达到目的)。KNO3(AgNO3)：可选用KCl溶液为除杂试剂(生成物为AgCl和KNO3，达到目的)。,11,被提纯物与杂质所含阴、阳离子都不相同时，选取与杂质中阴、阳离子都不共存的阳、阴离子组合成除杂试剂。如NaNO3(CuSO4)：可选用Ba(OH)2溶液为除杂试剂生成物为Cu(OH)2与BaSO4，达到目的。,不共存离子对：,12,中考考点精讲精练,【例1】(2015佛山)下列除去杂质的方法中，不正确的是( ),13,解析：A. Na2CO3能与适量的Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，再进行过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则；B. CaO能与水反应生成氢氧化钙，碳酸钙难溶于水，反而会把原物质除去，不符合除杂原则；C. CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，CO不与氢氧化钠溶液反应，经过干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则；D. 足量Fe粉能与H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，再进行过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则。 答案：B,14,【例2】(2015广州)下列除去少量杂质的方法正确的是( ) A. Zn粉中含少量的ZnO：加入足量稀H2SO4充分反应后过滤 B. Cu(NO3)2溶液中含少量AgNO3：加入足量Cu屑充分反应后 过滤 C. Na2SO4溶液中含少量H2SO4：加入足量Ba(OH)2充分反应后 过滤 D. CaCO3固体中含少量Na2CO3：加入足量稀HCl充分反应后 过滤,15,解析：A、Zn和ZnO均能与稀H2SO4反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则； B. Cu屑能与AgNO3溶液反应生成硝酸铜溶液和银，再进行过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则； C. Na2SO4 溶液、H2SO4均能与Ba(OH)2溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则； D. Na2CO3 、CaCO3均能与稀HCl反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则。 答案：B,16,【例3】(2015茂名)粗盐中含有少量不溶性杂质(泥沙)，还含有少量可溶性杂质(Na2SO4、CaCl2、MgCl2)。现以粗盐为原料制取精盐，生产过程如图5131所示。,(1)写出I中发生反应的化学方程式 ，加入过量BaCl2溶液的目的是 。 (2)操作a的名称是 ，该操作需要用到的玻璃仪器主要有：烧杯、 、玻璃棒。,(3)加入适量稀盐酸的作用是除去溶液中的 、 (填化学式)。,17,(4)在加热蒸发过程中，要用玻璃棒不断地搅拌，其目的是 。 解析：(1)氯化钡能够和硫酸钠反应产生硫酸钡沉淀和氯化钠，其中过量的氯化钡可以将硫酸钠杂质完全除去。(2)经过操作a得到固体和液体，因此是过滤操作，过滤中还需要的玻璃仪器是漏斗。(3)由于加入的碳酸钠和氢氧化钠都是过量的，所以加入盐酸是为了与过量的碳酸钠和氢氧化钠反应。(4)蒸发时，要使用玻璃棒不断地搅拌，防止受热不均，使液滴飞溅。 答案：(1)Na2SO4BaCl2BaSO42NaCl 使硫酸钠杂质完全除去 (2)过滤 漏斗 (3)NaOH Na2CO3 (4)防止受热不均，使液滴飞溅,18,考题再现,1. (2015揭阳)下列除杂方法正确的是( ) A. 用CuSO4溶液除去铁粉中混有的铜粉 B. 用CaCO3除去CaCl2溶液中混有的稀盐酸 C. 用稀H2SO4除去NaCl中混有的Na2CO3 D. 用点燃方法除去CO2中混有的CO,B,19,2. (2015揭阳)某金属冶炼厂的工业废渣中含有泥沙和某些单质，其中单质含有铜、锌和少部分硫。现欲回收铜和锌，并对硫进行处理，主要流程如图5132所示：,(1)在废气A中，一定含有的有害气体是 (填化学式)，操作的操作名称是 。 (2)溶液D中含有的溶质是 (填化学式)。 (3)写出加入Zn后发生的化学方程式：(写出其中之一即可) 。,SO2,过滤,ZnSO4、CuSO4和H2SO4,ZnH2SO4ZnSO4H2(或ZnCuSO4CuZnSO4),20,3. (2014广州)粗盐中除NaCl外还含有MgSO4以及泥沙等杂质。初步提纯粗盐的实验流程如图5133所示。,(1)“滤渣”是粗盐中含有的 。 (2)实验过程中四次用到玻璃棒，分别是： 第一次：溶解时搅拌； 第二次： ； 第三次： ； 第四次：将精盐从蒸发皿转移出来。,泥沙,过滤时引流,蒸发时搅拌,21,(3)本实验从滤液得到精盐，采用的是蒸发溶剂的方法而不用降低溶液温度的方法，参考溶解度曲线图分析的原因(如图5134)是 。 (4)由图5134可知，20 时 NaCl的溶解度为 g，本实验 溶解3.6g的粗盐，蒸馏水 的最佳使用量约为 mL。增加 蒸馏水的用量虽然能加快 粗盐的溶解，但会引起的不良的后果是 。,氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,36,10,不利于后续蒸发溶剂，蒸发时间会大大延长，消耗燃料,22,17. 粗盐中含泥沙、氯化钙、氯化镁等杂质，某同学自制的简易净水器中放置物质的顺序错误(如图5136)，使净水效果不理想。,中考预测演练,23,(1)请按由上到下的顺序重新排列 (填字母)。调整后净化的盐水仍含可溶性杂质，他设计了下面的除杂流程(如图5137)：,BADC,(2)步骤都需要进行 操作，步骤需要进行 操作。,过滤,蒸发 (或蒸发结晶或蒸发浓缩),24,(3)已知试剂K是碱溶液，则沉淀为 (写化学式)，下列碱溶液不符合要求的是 (填序号)。 A. 氢氧化钠溶液 B. 氢氧化钡溶液 C. 氢氧化钾溶液 D. 氢氧化钙溶液 (4)步骤除去氯化钙的反应方程式是 ； 步骤中发生中和反应的化学方程式是 。,Mg(OH)2,C,CaCl2Na2CO3CaCO32NaCl,NaOHHClNaCl H2O,25,18. 为了除去氯化钠样品中的碳酸钠杂质，某兴趣小组将样品溶解后进行如下实验：,(1)A溶液中溶质可能为 (只写一种)。 (2)将无色溶液与沉淀B分离的操作的方法名称是 。 (3)从无色溶液得到固体物质C的操作的方法名称是 。 (4)因为A溶液过量，此方案得到的固体物质C中混有新的杂质，为了既能除去杂质碳酸钠，又能有效地防止新杂质的引入，可向样品溶液中加入过量的 后，直接进行操作即可得到纯净的氯化钠固体。,氯化钙,过滤,蒸发,盐酸,26,19. 食盐是一种重要的化工原料，请回答下列问题。 (1)请完善实验室除去粗盐中泥沙等难溶杂质的实验步骤。,操作所用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和 ； 蒸发过程中， 时，停止加热，利用余热将滤液蒸干。,漏斗,蒸发皿中出现较多固体,(2)由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，不能满足化工生产的要求，因此必须将粗盐进行精制，流程如图51310所示。,27,加入稍过量的Na2CO3溶液除了能除去粗盐中的CaCl2外，它还有一个作用是 (用化学方程式表示)； 通过操作所得滤液中的溶质有 (用化学式表示)。 (3)若有溶质质量分数为10%的氯化钠不饱和溶液100 kg，要将其变成20 时氯化钠的饱和溶液，以满足化工生产的需要，可采用的最简便方法是 。已知：20 时氯化钠的溶解度为36 g。,Na2CO3BaCl2BaCO32NaCl,NaOH、NaCl、Na2CO3,加入22.4 kg的氯化钠固体,28,20. 有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁、少量硫酸铜和污泥。某同学设计了一个既经济又合理的实验方案，制备硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)并回收铜。方案流程如图51311所示： 【查阅资料】FeSO47H2O受热易分解。,29,回答下列问题： (1)步骤中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。 (2)步骤中需加入的物质是 ，目的是 将硫酸铜溶液中的铜全部置换出来 。 (3)步骤中发生反应的化学方程式是 。 (4)步骤的操作是蒸发浓缩、 、过滤。,玻璃棒,铁(或Fe),FeH2SO4FeSO4H2,降温结晶(或冷却结晶),30,21. 某氯化钾样品含有杂质氯化钙和氯化镁，设计提纯的流程图如图51312所示：,请认真分析流程中各步骤的信息作答： (1)溶剂X是 ；Y溶液中溶质的化学式为： 。 (2)蒸发操作的目的是除去(填物质的化学式) 。 (3)写出加入过量KOH溶液反应的化学方程式： 。,水(或H2O),K2CO3,HCl、H2O,MgCl22KOHMg(OH)22KCl,
展开阅读全文