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:
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。如NaCl溶液(CuSO4溶液):加入适量的Ba(OH)2溶液,过滤。
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【专题精练】
1.下列除杂质的方法不正确的是( )
2.利用如图,欲除去X气体中的杂质,对应的Y正确的是( )
选项 物质 杂质(少量) 除杂质的方法
A CO2 HCl 通过足量饱和NaHCO3溶液
B KCl溶液 CaCl2 加入适量K2CO3溶液,过滤
C Fe Fe2O3 加入足量稀盐酸
D CuSO4溶液 H2SO4 加入适量CuO粉末
C
选项 X(杂质) Y
A CO2(CO) Cu
B N2(O2) Cu
C CO(H2) CuO
D H2(H2O) CuO
B
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3.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
4.除去下列物质中杂质(括号内为杂质)的方法,正确的是( )
选项 实验目的 实验操作
A 除去KNO3溶液中的KCl 加入适量AgNO3溶液,过滤
B 除去CaO固体中混有的少量CaCl2 加水溶解,过滤、洗涤、干燥
C 除去CaCl2溶液中混有的HCl 加入适量CaCO3固体
D 除去O2中的水蒸气 通过盛有浓硫酸的洗气瓶
B
选项 物质(杂质) 除杂方法
A Fe2O3(木炭粉) 加适量稀盐酸,过滤
B CO2(HCl) 将气体通入装有NaOH溶液的试剂瓶
C FeSO4溶液(CuSO4) 加入过量铁粉,过滤
D NaCl溶液(MgCl2) 加过量NaOH溶液,过滤
C
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5.(2024乐山中考)除去下列物质中含有的少量杂质,所用除杂方法正确的是( )
选项 物质 杂质 除杂方法
A O2 N2 通过灼热的铜网
B KCl固体 MnO2固体 加水溶解、过滤、洗涤、干燥
C CO2 CO 通过足量的氧化铜并加热
D 稀盐酸 稀硫酸 加入适量的Ba(NO3)2溶液,过滤
C
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6.重庆多地曾出现过盐井,从天然盐井中获取粗盐(含泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质)。为了除去以上杂质得到精盐,小明设计如下实验。
【提示】杂质含量较少,不考虑微溶物形成沉淀。
(1)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和
。
(2)沉淀b所含物质为 Mg(OH)2和 。
(3)物质X是 (写化学式)。
(4)滤液c中加入稀盐酸后发生中和反应的化学方程式为
。
(5)为了证明滴加的 Ba(OH)2溶液已过量,取少许上层清液于试管中,加入一种试剂即可。下列物质的溶液能达到实验目的的有 (填字母)。
A.Ba(OH)2
B.K2CO3
C.Na2SO4
D.KCl
漏斗
BaSO4
Na2CO3
HCl+NaOH NaCl+H2O
C
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