内容正文:
微专题10 物质的分离与除杂
【专题归纳】
一、物质的分离与除杂
1.基本原理:分离是使混合物中的各组成成分分开,并且最终要保持各组成成分在原混合物中的原有状态,从而得到纯净物。
除杂(也称提纯)是把某物质中混有的少量杂质除去,而获得有效成分(纯净物),也称提纯。
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2.基本方法
(1)物理方法
①过滤法:适用于分离不溶于水(或其他液体)的固体与液体,或可溶性固体与不溶性固体组成的混合物。如粗盐的提纯。
②结晶法:适用于分离均可溶的固体组成的混合物。结晶的方法有两种:蒸发溶剂法(也称蒸发结晶法),冷却热饱和溶液法(也称降温结晶法)。
结晶方法 适用范围 理由 举例
冷却热饱和溶液法 溶解度随温度升高而增大且变化较大的固体物质 利用固体物质溶解度随温度影响的不同,使一种溶质先结晶析出 硝酸钾和氯化钠的混合物
蒸发溶剂法 溶解度随温度变化不大的固体物质 利用恒温蒸发减少溶剂使溶质结晶析出 海水晒盐
③蒸馏法:适用于分离由沸点不同的液体组成的混合物。如分离液态空气法制取氧气,石油的分馏等。
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(2)化学方法
①沉淀法:即加入一种试剂与杂质反应,生成沉淀经过滤除去。如除去硝酸中混有的少量硫酸时,可加入适量的Ba(NO3)2溶液:H2SO4+Ba(NO3)2 BaSO4↓+2HNO3。
②气化法:即加入一种试剂与杂质反应,生成气体而除去。如除去NaCl溶液中混有的少量Na2CO3时,可加入适量盐酸:Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑。
③转化法:即通过化学反应把杂质转化为被提纯的物质。如除去CO2中少量CO,可将混合气体通过灼热的CuO:CO+CuO Cu+CO2。
④加热法:即通过加热的方法使杂质转化为气体或使杂质分解变成气体而除去。如除去CuO中混有的少量木炭粉,可把混合物放在氧气流中加热,使C转化为CO2气体除去:C+O2
CO2。
⑤吸收法:即把混合气体通入一种溶液,其中杂质被吸收。如除去CO中混有的少量CO2,可将混合气体通入足量的NaOH溶液中,CO2被NaOH吸收:CO2+2NaOH Na2CO3+H2O。
⑥溶解法:即向混合物中加入某种溶液将杂质溶解(发生化学反应)而除去。如除去Cu中混有的少量CuO,可将混合物放入足量稀盐酸中,将CuO除去:CuO+2HCl CuCl2+H2O。
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3.分离与提纯的基本原则
(1)分离原则
①方法简单,便于操作,即能用物理方法就不用化学方法分离;
②物质分离后要保持原来的存在状态。
(2)提纯原则(“不增、不减、易分离”)
①方法简单,便于操作;
②不减少被提纯物质的质量;
③除杂时不能引入(增加)新杂质;
④用化学方法提纯时,所用的试剂种类尽量少,同时便于分离。
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二、常见物质的除杂方法
1.气体除杂的方法
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2.固体的除杂方法(根据性质差异)
被提纯物质及杂质的溶解性 除杂方法及举例(括号内为杂质)
一种可溶于水且不与水反应,另一种难溶于水 溶解、过滤、蒸发,如KCl(MnO2)、NaCl(泥沙)、CaCl2(CaCO3)
一种可与水反应,另一种难溶于水 高温煅烧,如CaO(CaCO3)
两种均难溶于水 用磁铁吸引,如Fe(Cu)
加足量稀硫酸、过滤,如Cu(Fe)、Cu(CuO)
加足量硫酸铜溶液、过滤,如Cu(Fe)
加热,如CuO(Cu)
两种均溶于水 溶解、蒸发结晶,如NaCl(KNO3)
溶解、降温结晶,如KNO3(NaCl)
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3.液体的除杂
(1)实质:除去液体中的杂质离子。
(2)常用方法
方法1:被提纯物质与杂质溶解度不同,采用蒸发结晶或降温结晶的方法提纯物质。
方法2:被提纯物质与杂质所含离子一种相同,一种不同,如除去NaCl溶液中的少量碳酸钠:
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方法3:被提纯物质与杂质所含阴、阳离子都不相同时,选取与杂质不共存的物质作为除杂试剂。
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【专题精练】
1.(2022河北中考)下列实验设计不能达到相应实验目的的是( )
选项 实验目的 实验设计
A 鉴别H2O2溶液和H2O 加入MnO2
B 鉴别NaCl溶液和NaOH溶液 滴加CuSO4溶液
C 除去H2中混有的少量CO 通过灼热的CuO
D 除去木炭粉中混有的氧化铁 加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥
C
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2.(2022赤峰中考)除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),所选试剂和方法错误的是( )
A.CaO(CaCO3)——高温煅烧
B.H2(水蒸气)——将混合气体通过浓硫酸
C.NaOH(Na2CO3