内容正文:
第三章 化学实验与科学探究
资源包29 物质的分离及提纯
一、必备知识梳理
【2011版课标内容要求】
初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离。
【2022版课标学业要求】
能说明必做实验的基本思路与方法,分析实验实施的合理性。能基于必做实验形成的探究思路与方法,结合物质的组成及变化等相关知识,分析解决真实情境中的简单实验问题。
【内容框架】
【基础梳理】
一、基本原理
1.物质的分离是通过适当的方法,把混合物中的各种物质彼此分开,并且恢复到各种物质的原来存在状态,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。
2.在除去杂质过程中必须遵循的原则:
①不增——所选试剂不能带入新的杂质。
②不减——所选试剂只与杂质反应而不与被提纯的物质反应。
③易分——试剂与杂质反应的产物与被提纯的物质容易分离。
④最佳——在除去杂质的同时能增加被提纯物质的量。
二、物质分离与提纯的方法
1.物质的分离与提纯常用的物理方法:
方法
适用范围或原理
举例
物
理
方
法
过滤法
难溶性固体与液体的分离、可溶性固体与难溶性固体的分离
从双氧水制氧后的废物中提取MnO2;从氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气后的混合物中提取MnO2。
结结晶法
蒸发结晶
溶质的溶解度随温度的变化较小,则用蒸发结晶法
NaCl中混有少量的KNO3时,可采用此法提纯NaCl
降温结晶
溶质的溶解度随温度的变化较大且溶液饱和,则用降温结晶法
KNO3中混有少量的NaCl时,可采用此法提纯KNO3
2.常用的化学方法
①化气法:与杂质反应生成气体而除去。
如:除NaCl中Na2CO3,可加适量稀HCl,蒸发——Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+ CO2↑+ H2O
②沉淀法:将杂质转化为沉淀过滤除去。
如:除去NaCl中的Na2SO4,可加适量的BaCl2,过滤——Na2SO4+ BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
③置换法:将杂质通过置换反应而除去。
如:除FeSO4溶液中的CuSO4,可加过量的铁粉,过滤——CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
④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
除Cu粉中的Fe粉,可加入适量的稀盐酸,再过滤——Fe + 2HCl=FeCl2+ H2↑
⑤加热法:杂质受热易分解,通过加热将杂质除去。http://w ww.xk b1. com
如:除CaO中的CaCO3可加热——CaCO3CaO+ CO2↑
⑥转化法:将杂质通过化学反应转化为主要成分。
如:除CO2中的CO,可将气体通过灼热的CuO——CO+CuOCu+CO2
⑦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,可用浓NaOH溶液吸收CO2——CO2+2NaOH= Na2CO3+ H2O
除去CO2中混有的少量HCl,可用饱和的NaHCO3溶液吸收——HCl+ NaHCO3= NaCl+ CO2↑+ H2O
三、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。
(1)常见的干燥剂
干燥剂
可干燥气体
不可干燥气体
干燥装置
浓H2SO4
H2、O2、CO2、HCl、CH4等
NH3
A
固体NaOH或碱石灰
H2、O2、CH4、NH3等
CO2、HCl
B或C
(2)常用干燥装置如下:
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”,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。
四、酸碱盐溶液的除杂技巧
(1)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出除杂试剂,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沉淀和KCl,达到目的)
(2)被提纯物与杂质所含阴离子相同时,选取与杂质中阴离子不共存的阴离子,再与被提纯物中的阳离子组合出除杂试剂,如NaCl(BaCl2):可选用Na2SO4溶液为除杂试剂(生成物为BaSO4沉淀和NaCl,达到目的);KNO3(AgNO3):可选用KCl溶液为除杂试剂(生成物为AgCl沉淀和KNO3,达到目的)。
(3)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阴阳离子组合出除杂试剂。如NaNO3(CuSO