混合物的化學(xué)分離和提純方法歸納

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

物質(zhì)的分離是指將混合物中的不同物質(zhì)分開,而且各物質(zhì)還要保持原來的化學(xué)成分和物理狀態(tài);物質(zhì)的提純是指將混合物凈化除去其雜質(zhì),得到混合物中的主體物質(zhì),提純后的雜質(zhì)不必考慮其化學(xué)成分和物理狀態(tài)。

混合物的分離方法有許多種,但根據(jù)其分離的本質(zhì)可分為兩大類,一類是化學(xué)分離法,另一類就是物理法,下面就混合物的化學(xué)分離和提純方法歸納如下:

一、分離和提純的原則:

1.引入的試劑一般只跟雜質(zhì)反應(yīng)。

2.后續(xù)的試劑應(yīng)除去過量的前加的試劑。

3.不能引進(jìn)新物質(zhì)。

4.雜質(zhì)與試劑反應(yīng)生成的物質(zhì)易與被提純物質(zhì)分離。

5.過程簡單,現(xiàn)象明顯,純度要高。

6.盡可能將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)。

7.除去多種雜質(zhì)時要考慮加入試劑的合理順序。

8.如遇到極易溶于水的氣體時,要防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。

二、分離和提純常用的化學(xué)方法:

1.加熱法:當(dāng)混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時,可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去。如NaCl中混有NH4Cl,Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加熱除去雜質(zhì)。

2.沉淀法:在混合物中加入某種試劑,使其中一種以沉淀的形式分離出去的方法。使用該方法一定要注意不能引入新的雜質(zhì)。若使用多種試劑將溶液中不同微粒逐步沉淀時,應(yīng)注意后加試劑的過量部分除去,最后加的試劑不引入新的雜質(zhì)。如加適量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。

3.酸堿法:被提純的物質(zhì)不與酸堿反應(yīng),而雜質(zhì)可與酸堿反應(yīng),用酸堿作除雜試劑。如用鹽酸除去SiO2中的CaCO3,用氫氧化鈉溶液除去鐵粉中的鋁粉等。

4.氧化還原反應(yīng)法:如果混合物中混有還原性雜質(zhì),可加入適當(dāng)?shù)难趸瘎┦蛊浔谎趸癁楸惶峒兾镔|(zhì)。如將氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中,以除去FeCl2雜質(zhì);同樣如果混合物中混有氧化性雜質(zhì),可加入適當(dāng)?shù)倪原劑使其被還原為被提純物質(zhì)。如將過量的鐵粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中,以除去FeCl3雜質(zhì)。

5.轉(zhuǎn)化法:不能通過一次達(dá)到分離目的的,需要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化,將其轉(zhuǎn)化成其它物質(zhì)才能分離,然后再將轉(zhuǎn)化的物質(zhì)恢復(fù)為原物質(zhì)。如分離Fe3+和Al3+時,可加入過量的NaOH溶液,生成Fe(OH)3和NaAlO2,過濾后,再加入鹽酸重新生成 Fe3+和Al3+。在轉(zhuǎn)化的過程中盡量減少被分離物質(zhì)的損失,而且轉(zhuǎn)化物質(zhì)要易恢復(fù)為原物質(zhì)。

6.調(diào)節(jié)pH法:通過加入試劑來調(diào)節(jié)溶液的pH,使溶液中某組分沉淀而分離的方法。一般是加入相應(yīng)的難溶或微溶物來調(diào)節(jié)。如在CuCl2溶液中含有FeCl3雜質(zhì),由于FeCl3的水解,溶液是酸性溶液,就可采用調(diào)節(jié)pH的方法將Fe3+沉淀出去,為此,可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。

7.電解法:利用電解原理來分離提純物質(zhì),如電解精煉銅,就是將粗銅作陽極,精銅作陰極,用含銅離子的溶液作電解液,在直流電的作用下,粗銅中比銅活潑的雜質(zhì)金屬失去電子,在陰極只有銅離子得到電子析出,從而提純了銅。

【例題1】(09天津卷)下列實驗設(shè)計和結(jié)論相符的是( )。

A.將碘水倒入分液漏斗,加適量乙醇,振蕩后靜置,可將碘萃取到乙醇中

B.某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),該氣體水溶液一定顯堿性

C.某無色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀鹽酸,沉淀不溶解,則原溶液中一定有SO42-

D.在含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加熱,除去過量的Cl2,即可得到較純凈的FeCl3溶液

解析:乙醇不可以作為萃取劑,A項錯;石蕊變藍(lán),則肯定為堿性,B項正確。若原溶液中含有SO32-,生成BaSO3,再加入HCl,則與溶液的NO3- 結(jié)合,相當(dāng)于HNO3,則可以氧化BaSO3至BaSO4,沉淀不溶解,C項錯;加熱時,F(xiàn)eCl3會水解,D項錯。

答案:B

【例題2】(09廣東理科)下列除去雜質(zhì)的方法正確的是( )。

A.除去CO2中混有的CO:用澄清石灰水洗氣

B.除去BaCO3固體中混有的BaSO4:加過量鹽酸后,過濾、洗滌

C.除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入過量鐵粉,過濾

D.除去Cu粉中混有的CuO:加適量稀硝酸后,過濾、洗滌

解析:CO2可以被澄清石灰水吸收,而CO不可以,故A項錯。鹽酸可以將BaCO3反應(yīng)除去,而不能溶解BaSO4,故B項錯;C項,2FeCl3 + Fe = 3FeCl2,過量的鐵過濾,即可除去,正確;Cu和CuO均可以被HNO3溶解,故D項錯。

答案:C

【例題3】(09浙江卷)下列說法正確的是( )。

A.僅用AgNO3溶液便可鑒別亞硝酸鈉和食鹽

B.重結(jié)晶時,溶液冷卻速度越慢得到的晶體顆粒越大

C.乙酸與乙醇的混合溶液可用分液漏斗進(jìn)行分離

D.用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測的氫氧化鈉溶液時,水洗后的酸式滴定管未經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)潤洗,則測定結(jié)果偏低

解析:A項,還需要用稀HNO3,看沉淀是否溶解,故錯;B項,冷卻速度慢,則易析出晶體,越慢晶體析出越大,正確。C項,乙醇和乙酸是互溶的,不分層,所以無法用分液法分離,故錯;D項,未潤洗酸式滴定管,相當(dāng)稀釋了鹽酸,所用標(biāo)準(zhǔn)HCl體積增大,則計算出的NaOH濃度偏大,故錯。

答案:B

【例題5】(09江蘇卷) 下列化學(xué)實驗事實及其解釋都正確的是( )。

A.向碘水中滴加CCl4,振蕩靜置后分層,CCl4層呈紫紅色,說明可用CCl4從碘水中萃取碘

B.向SO2水溶液中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明BaSO3難溶于鹽酸

C.向0.1 mol·L-1FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色,說明Fe2+具有氧化性

D. 向2.0 mL濃度均為0.1 mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol·L-1AgNO3 溶液,振蕩,沉淀呈黃色,說明AgCl的Ksp比AgI的Ksp大

解析:A項,是高中化學(xué)必修1中的一個很重要的實驗——萃取實驗;B項的敘述是錯誤的,在該實驗中根本得不到白色沉淀,因為亞硫酸不可能制取鹽酸;C項只能說明Fe2+具有還原性,因為KMnO4具有強(qiáng)氧化性,常做氧化劑。D項,沉淀呈黃色,說明沉淀是AgI,也就意味著AgCl的Ksp比AgI的大。

答案:A、D

【例題6】(09廣東理科)工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法正確的是( )

選項

污染物

處理措施

方法類別

A

廢酸

加生石灰中和

物理法

B

Cu2+ 等重金屬離子

加硫酸鹽沉降

化學(xué)法

C

含苯廢水

用活性碳吸附

物理法

D

含純堿的廢水

加石灰水反應(yīng)

化學(xué)法

解析:廢酸與堿中和屬于化學(xué)法,A項錯;Cu2+不可能用SO42 -沉降,B項錯;活性碳無法吸收苯,C項錯;

Na2CO3 + Ca(OH)2 ====CaCO3↓+ 2NaOH,是復(fù)分解法,屬于化學(xué)法,D項正確·

答案:D


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