内容正文:
物质的除杂
1、 概念
除杂/提纯:将物质中混有的杂质除去而获得纯净物质
2、 原则:不增不减易分离 先除杂后干燥
(1) 不增(不引入新的杂质)
例如:
1. 除去KNO3中Ca(NO3)2 杂质 ,选用K2CO3溶液,不选Na2CO3溶液
2. NaNO3(Na2SO4),选Ba(NO3)2溶液,不选BaCl溶液
(2) 不减(所选试剂只与杂质反应,不减少被提纯物质)
例如:HCl(H2SO4) 选用BaCl溶液,不用Ba(OH)2 溶液
(3) 易分离(产物易于分离,最好是转化为沉淀或气体)
3、 思路:
根据物质的物理性质或化学性质差异确定除杂方法;选择合适试剂,一定要注意用量
4、 常见方法及原理:
(1) 物理法:根据被提纯物质和杂质之间物理性质的差异而除去杂质的方法。常见过滤法和结晶法,磁铁吸引也有考。
1. 过滤法:利用物理性质是否溶解于水,进行杂质去除。
(把难溶性的固体与易溶性的固体分开,除去杂质)
例如:NaCl固体/食盐(泥沙):加水,溶解,过滤,蒸发
解析:将含有泥沙的食盐溶于水,利用食盐溶于水而泥沙不溶,通过过滤,把泥沙从食盐中除去,再把滤液蒸干,即得纯净的食盐。
2. 结晶法:根据几种固体物质的溶解度受温度变化影响的不同,通过冷却或升温的方法使其中的一种物质先结晶处理,然后过滤使结晶出来的晶体与母液分离的一种方法。
(适用于分离和提纯可溶性固体和液体)
1) 降温结晶法:即冷却热饱和溶液
适用于提纯溶解度随温度的降低而减小且溶解度受温度变化影响较大的固体物质
2) 蒸发结晶法:一般适用于提纯溶解度受温度变化影响不大的固体物质
例如:KNO3(NaCl)
注意!目的是除去NaCl,提纯KNO3,提纯谁就用谁对应的结晶方法。
解析:
将含有少量NaCl的 KNO3配成热的饱和溶液,利用KNO3的 溶解度受温度变化影响大的性质,采用降温冷却的方法,使KNO3结晶析出,而NaCl则留在母液里,再过滤即可得纯净的KNO3晶体。
(2) 化学法:
根据被提纯物质和杂质之间化学性质的差异,选择不与提纯物质反应而与杂质反应的试剂。把杂质除去的同时,不引入新杂质的方法。
1. 沉淀法
原理:使混合物中的杂质与适量试剂反应,生成沉淀通过过滤而除去。
常见:
除Mg2+ Fe3+ Cu2+等用OH-
除Cl-用Ag+;
除SO4+用Ba2+
除CO3-;用Ca2+
例如: NaCl(Na2SO4)
向混合溶液中加入BaCl2溶液至不再产生沉淀为止,过滤、蒸发滤液,即得纯净的NaCl。
2. 气化法
原理:将混合物中的杂质与适当试剂反应变成气体而除去。
例如:NaCl(Na2CO3)
将混合物加水溶解,再加入适量稀盐酸溶液,HCl与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,再蒸发滤液,获得氯化钠固体。
3. 置换法
原理:将混合物中的杂质与适量试剂通过发生置换反应而除去。
例如:ZnSO4(CuSO4)
可将混合物溶解之后,加人适量锌粉,再过滤除去被置换出来的铜,蒸发滤液获得硫酸铜固体。
4. 洗气法/吸收法
原理:适用于气体杂质,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。
一般情况下,酸性气体用碱性溶液吸收,碱性气体用酸性溶液吸收。
例如:CO(CO2)
将混合气体通过盛有氢氧化钠的溶液。
5. 转化法
原理:将混合物中的杂质用化学方法转化成其它物质(被提纯物)。
例如:CaO(CaCO3)
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。
5、 常见物质的除杂
· 气体除杂
被提纯物(杂质)
除杂试剂及方法
H2(CO2)
H2/O2/C0(CO2/SO2)
将气体通入NaOH溶液中,再通过浓硫酸干燥
O2 (SO2)
O2 (CO2)
CO (CO2)
O2 (H2O)
将气体通入浓硫酸、氧化钙等干燥剂
CO2 (H2O)
将气体通入浓硫酸
CO2 (O2)
将气体通入灼热的铜网
N2 (O2)
将气体通入灼热的铜网
CO2 (CO)
将气体通入灼热的氧化铜
CO2 (H2)
CO2 (HCl)
先通过饱和碳酸氢钠溶液,再通过浓硫酸
H2(HCl)
先通过氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸
· 固体除杂
被提纯的物质(杂质)
除杂试剂及方法
Cu (Fe)
利用金属活泼性不同,将活泼金属用酸溶解
加入过量的稀盐酸或稀硫酸,过滤
Cu (CuO)
C (CuO)
Cu (CuO)
将金属氧化物还原成金属
高温下与H2或CO反应
Fe (Fe2O3)
将金属氧化物还原成金属
高温下与H2或CO反应
Fe (Cu)
磁铁吸引
CuO