1,專(zhuān)題一 科學(xué)探究,第五部分 專(zhuān)題突破,第三節(jié) 物質(zhì)的分離和提純,2,一、物質(zhì)的分離和提純 物質(zhì)的分離是通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒?，把混合物中的各組分物質(zhì)彼此分開(kāi)，并且恢復(fù)到各種物質(zhì)原來(lái)的存在狀態(tài)，分別得到純凈物；而物質(zhì)的提純是通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦烊肽澄镔|(zhì)里的少量雜質(zhì)除去，以便獲得相對(duì)純凈的物質(zhì)，又稱(chēng)除雜。 1. 主要方法： 常用的物理方法： 根據(jù)物質(zhì)物理性質(zhì)上的差異選擇除雜的方法。有過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶、蒸餾、分餾、萃取、分液、滲析、升華等方法。,知識(shí)梳理,3,a. 分離可溶性與難溶性物質(zhì)的混合物常用溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三步操作加以分離，分別得到純凈物。如：粗鹽的提純；分離BaSO4和Na2SO4的混合物。 b. 兩種物質(zhì)均溶于水，但兩種物質(zhì)的溶解度一種隨溫度變化大，另一種變化不大時(shí)，可考慮結(jié)晶法，即冷卻熱飽和溶液的方法加以分離。如：分離NaCl和KNO3的混合物。,常用的化學(xué)方法原理： a. 加入的試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)，不與原物質(zhì)反應(yīng)。 b. 反應(yīng)后不能帶入新的雜質(zhì)。 c. 反應(yīng)后恢復(fù)原物質(zhì)狀態(tài)。 d. 操作方法簡(jiǎn)便易行。,4,常用的化學(xué)方法： a. 沉淀法：使混合物中的雜質(zhì)與適當(dāng)試劑反應(yīng)，生成沉淀通過(guò)過(guò)濾而除去。 在被提純的物質(zhì)中加入適量試劑使其與雜質(zhì)反應(yīng)，生成沉淀過(guò)濾除去。 如：硝酸鉀中含有的少量硝酸鋇，可用適量的硫酸鉀除去。 b. 化氣法：將混合物中的雜質(zhì)與適當(dāng)試劑反應(yīng)變成氣體而除去。 如：硝酸鈉固體中含有少量碳酸鈉雜質(zhì)，可將混合物加水溶解，再加入適量稀硝酸溶液，硝酸與碳酸鈉反應(yīng)生成硝酸鈉、水和二氧化碳，再蒸發(fā)濾液，獲得硝酸鈉固體。,5,c. 置換法：將混合物中的雜質(zhì)與適量試劑通過(guò)發(fā)生置換反應(yīng)而除去。 如：硫酸鋅固體中含有少量硫酸銅雜質(zhì)，可將混合物溶解之后，加入適量鋅粉，再過(guò)濾除去被置換出來(lái)的銅，蒸發(fā)濾液獲得硫酸鋅固體。 d. 吸收法：兩種以上混合氣體中的雜質(zhì)被某種溶劑或溶液吸收，而要提純的氣體不能被吸收時(shí)，可用此方法。 如：一氧化碳中含有二氧化碳時(shí)，可將混合氣體通過(guò)氫氧化鈉溶液。,6,e. 其他法：將混合物中的雜質(zhì)用化學(xué)方法轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)。 如：氧化鈣中含有碳酸鈣，可采用高溫煅燒的方法，使碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳擴(kuò)散到空氣中，除去雜質(zhì)。 當(dāng)然，實(shí)際的分離與提純還會(huì)有一些其他方法，在實(shí)際解題時(shí)要因題而解，也可以幾種方法綜合并靈活地運(yùn)用。,7,2. 從物質(zhì)的狀態(tài)考慮，初中階段一般存在三種類(lèi)型的物質(zhì)分離情況： (1)氣體與氣體的分離。該類(lèi)型情況常采用吸收法。常用的吸收氣體的試劑如下：,8,需要指出的是，在干燥氣體時(shí)，若氣體是SO2、CO2、HCl等酸性氣體，則不可用生石灰、NaOH固體、堿石灰等堿性干燥劑；若氣體是NH3等堿性氣體，則不可用濃硫酸等酸性干燥劑；若氣體是H2、O2等中性氣體，則既可用酸性干燥劑，也可用堿性干燥劑。吸收氣體的試劑，若是固體，常用干燥管、直玻璃管、U型管等儀器盛裝；若是液體，常用試劑瓶、試管等儀器盛裝。,9,(2)固體與液體的分離。該類(lèi)情況常采用過(guò)濾法。 (3)固體與固體的分離。該類(lèi)情況常要先根據(jù)兩種固體的性質(zhì)，采取一定措施后，再采用過(guò)濾法。 【提示】除上述三種常見(jiàn)情況外，初中階段還有一些物質(zhì)的分離可以采取特殊的方法，如利用物質(zhì)的沸點(diǎn)不同、是否能被磁鐵吸引等性質(zhì)進(jìn)行分離。,3. 酸堿鹽溶液中的除雜技巧： 基本方法：找出物質(zhì)和雜質(zhì)之間的不同部分，然后用對(duì)應(yīng)的離子將不同部分轉(zhuǎn)化成氣體、水或沉淀。在此過(guò)程中不要引入新的雜質(zhì)。,10,被提純物與雜質(zhì)所含陽(yáng)離子相同時(shí)，選取與雜質(zhì)中的陰離子不共存的陽(yáng)離子，再與被提純物中的陰離子組合成除雜試劑，如Na2SO4(NaOH)：可選用稀H2SO4為除雜試劑(生成物為Na2SO4和H2O，達(dá)到目的)。KCl(K2SO4)：可選用BaCl2溶液為除雜試劑(生成物為BaSO4和KCl，達(dá)到目的)。,被提純物與雜質(zhì)所含陰離子相同時(shí)，選取與雜質(zhì)中陽(yáng)離子不共存的陰離子，再與被提純物中的陽(yáng)離子組合成除雜試劑，如NaCl(BaCl2)：可選用Na2SO4溶液為除雜試劑(生成物為BaSO4和NaCl，達(dá)到目的)。KNO3(AgNO3)：可選用KCl溶液為除雜試劑(生成物為AgCl和KNO3，達(dá)到目的)。,11,被提純物與雜質(zhì)所含陰、陽(yáng)離子都不相同時(shí)，選取與雜質(zhì)中陰、陽(yáng)離子都不共存的陽(yáng)、陰離子組合成除雜試劑。如NaNO3(CuSO4)：可選用Ba(OH)2溶液為除雜試劑生成物為Cu(OH)2與BaSO4，達(dá)到目的。,不共存離子對(duì)：,12,中考考點(diǎn)精講精練,【例1】(2015佛山)下列除去雜質(zhì)的方法中，不正確的是( ),13,解析：A. Na2CO3能與適量的Ca(OH)2溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，再進(jìn)行過(guò)濾，能除去雜質(zhì)且沒(méi)有引入新的雜質(zhì)，符合除雜原則；B. CaO能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，碳酸鈣難溶于水，反而會(huì)把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則；C. CO2能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，CO不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，經(jīng)過(guò)干燥，能除去雜質(zhì)且沒(méi)有引入新的雜質(zhì)，符合除雜原則；D. 足量Fe粉能與H2SO4反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，再進(jìn)行過(guò)濾，能除去雜質(zhì)且沒(méi)有引入新的雜質(zhì)，符合除雜原則。 答案：B,14,【例2】(2015廣州)下列除去少量雜質(zhì)的方法正確的是( ) A. Zn粉中含少量的ZnO：加入足量稀H2SO4充分反應(yīng)后過(guò)濾 B. Cu(NO3)2溶液中含少量AgNO3：加入足量Cu屑充分反應(yīng)后 過(guò)濾 C. Na2SO4溶液中含少量H2SO4：加入足量Ba(OH)2充分反應(yīng)后 過(guò)濾 D. CaCO3固體中含少量Na2CO3：加入足量稀HCl充分反應(yīng)后 過(guò)濾,15,解析：A、Zn和ZnO均能與稀H2SO4反應(yīng)，不但能把雜質(zhì)除去，也會(huì)把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則； B. Cu屑能與AgNO3溶液反應(yīng)生成硝酸銅溶液和銀，再進(jìn)行過(guò)濾，能除去雜質(zhì)且沒(méi)有引入新的雜質(zhì)，符合除雜原則； C. Na2SO4 溶液、H2SO4均能與Ba(OH)2溶液反應(yīng)，不但能把雜質(zhì)除去，也會(huì)把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則； D. Na2CO3 、CaCO3均能與稀HCl反應(yīng)，不但能把雜質(zhì)除去，也會(huì)把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則。 答案：B,16,【例3】(2015茂名)粗鹽中含有少量不溶性雜質(zhì)(泥沙)，還含有少量可溶性雜質(zhì)(Na2SO4、CaCl2、MgCl2)?，F(xiàn)以粗鹽為原料制取精鹽，生產(chǎn)過(guò)程如圖5131所示。,(1)寫(xiě)出I中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，加入過(guò)量BaCl2溶液的目的是 。 (2)操作a的名稱(chēng)是 ，該操作需要用到的玻璃儀器主要有：燒杯、 、玻璃棒。,(3)加入適量稀鹽酸的作用是除去溶液中的 、 (填化學(xué)式)。,17,(4)在加熱蒸發(fā)過(guò)程中，要用玻璃棒不斷地?cái)嚢?，其目的?。 解析：(1)氯化鋇能夠和硫酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋇沉淀和氯化鈉，其中過(guò)量的氯化鋇可以將硫酸鈉雜質(zhì)完全除去。(2)經(jīng)過(guò)操作a得到固體和液體，因此是過(guò)濾操作，過(guò)濾中還需要的玻璃儀器是漏斗。(3)由于加入的碳酸鈉和氫氧化鈉都是過(guò)量的，所以加入鹽酸是為了與過(guò)量的碳酸鈉和氫氧化鈉反應(yīng)。(4)蒸發(fā)時(shí)，要使用玻璃棒不斷地?cái)嚢瑁乐故軣岵痪?，使液滴飛濺。 答案：(1)Na2SO4BaCl2BaSO42NaCl 使硫酸鈉雜質(zhì)完全除去 (2)過(guò)濾 漏斗 (3)NaOH Na2CO3 (4)防止受熱不均，使液滴飛濺,18,考題再現(xiàn),1. (2015揭陽(yáng))下列除雜方法正確的是( ) A. 用CuSO4溶液除去鐵粉中混有的銅粉 B. 用CaCO3除去CaCl2溶液中混有的稀鹽酸 C. 用稀H2SO4除去NaCl中混有的Na2CO3 D. 用點(diǎn)燃方法除去CO2中混有的CO,B,19,2. (2015揭陽(yáng))某金屬冶煉廠(chǎng)的工業(yè)廢渣中含有泥沙和某些單質(zhì)，其中單質(zhì)含有銅、鋅和少部分硫。現(xiàn)欲回收銅和鋅，并對(duì)硫進(jìn)行處理，主要流程如圖5132所示：,(1)在廢氣A中，一定含有的有害氣體是 (填化學(xué)式)，操作的操作名稱(chēng)是 。 (2)溶液D中含有的溶質(zhì)是 (填化學(xué)式)。 (3)寫(xiě)出加入Zn后發(fā)生的化學(xué)方程式：(寫(xiě)出其中之一即可) 。,SO2,過(guò)濾,ZnSO4、CuSO4和H2SO4,ZnH2SO4ZnSO4H2(或ZnCuSO4CuZnSO4),20,3. (2014廣州)粗鹽中除NaCl外還含有MgSO4以及泥沙等雜質(zhì)。初步提純粗鹽的實(shí)驗(yàn)流程如圖5133所示。,(1)“濾渣”是粗鹽中含有的 。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中四次用到玻璃棒，分別是： 第一次：溶解時(shí)攪拌； 第二次： ； 第三次： ； 第四次：將精鹽從蒸發(fā)皿轉(zhuǎn)移出來(lái)。,泥沙,過(guò)濾時(shí)引流,蒸發(fā)時(shí)攪拌,21,(3)本實(shí)驗(yàn)從濾液得到精鹽，采用的是蒸發(fā)溶劑的方法而不用降低溶液溫度的方法，參考溶解度曲線(xiàn)圖分析的原因(如圖5134)是 。 (4)由圖5134可知，20 時(shí) NaCl的溶解度為 g，本實(shí)驗(yàn) 溶解3.6g的粗鹽，蒸餾水 的最佳使用量約為 mL。增加 蒸餾水的用量雖然能加快 粗鹽的溶解，但會(huì)引起的不良的后果是 。,氯化鈉的溶解度受溫度影響變化不大,36,10,不利于后續(xù)蒸發(fā)溶劑，蒸發(fā)時(shí)間會(huì)大大延長(zhǎng)，消耗燃料,22,17. 粗鹽中含泥沙、氯化鈣、氯化鎂等雜質(zhì)，某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易凈水器中放置物質(zhì)的順序錯(cuò)誤(如圖5136)，使凈水效果不理想。,中考預(yù)測(cè)演練,23,(1)請(qǐng)按由上到下的順序重新排列 (填字母)。調(diào)整后凈化的鹽水仍含可溶性雜質(zhì)，他設(shè)計(jì)了下面的除雜流程(如圖5137)：,BADC,(2)步驟都需要進(jìn)行 操作，步驟需要進(jìn)行 操作。,過(guò)濾,蒸發(fā) (或蒸發(fā)結(jié)晶或蒸發(fā)濃縮),24,(3)已知試劑K是堿溶液，則沉淀為 (寫(xiě)化學(xué)式)，下列堿溶液不符合要求的是 (填序號(hào))。 A. 氫氧化鈉溶液 B. 氫氧化鋇溶液 C. 氫氧化鉀溶液 D. 氫氧化鈣溶液 (4)步驟除去氯化鈣的反應(yīng)方程式是 ； 步驟中發(fā)生中和反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。,Mg(OH)2,C,CaCl2Na2CO3CaCO32NaCl,NaOHHClNaCl H2O,25,18. 為了除去氯化鈉樣品中的碳酸鈉雜質(zhì)，某興趣小組將樣品溶解后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：,(1)A溶液中溶質(zhì)可能為 (只寫(xiě)一種)。 (2)將無(wú)色溶液與沉淀B分離的操作的方法名稱(chēng)是 。 (3)從無(wú)色溶液得到固體物質(zhì)C的操作的方法名稱(chēng)是 。 (4)因?yàn)锳溶液過(guò)量，此方案得到的固體物質(zhì)C中混有新的雜質(zhì)，為了既能除去雜質(zhì)碳酸鈉，又能有效地防止新雜質(zhì)的引入，可向樣品溶液中加入過(guò)量的 后，直接進(jìn)行操作即可得到純凈的氯化鈉固體。,氯化鈣,過(guò)濾,蒸發(fā),鹽酸,26,19. 食鹽是一種重要的化工原料，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)室除去粗鹽中泥沙等難溶雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)步驟。,操作所用的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒和 ； 蒸發(fā)過(guò)程中， 時(shí)，停止加熱，利用余熱將濾液蒸干。,漏斗,蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體,(2)由于粗鹽中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等雜質(zhì)，不能滿(mǎn)足化工生產(chǎn)的要求，因此必須將粗鹽進(jìn)行精制，流程如圖51310所示。,27,加入稍過(guò)量的Na2CO3溶液除了能除去粗鹽中的CaCl2外，它還有一個(gè)作用是 (用化學(xué)方程式表示)； 通過(guò)操作所得濾液中的溶質(zhì)有 (用化學(xué)式表示)。 (3)若有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氯化鈉不飽和溶液100 kg，要將其變成20 時(shí)氯化鈉的飽和溶液，以滿(mǎn)足化工生產(chǎn)的需要，可采用的最簡(jiǎn)便方法是 。已知：20 時(shí)氯化鈉的溶解度為36 g。,Na2CO3BaCl2BaCO32NaCl,NaOH、NaCl、Na2CO3,加入22.4 kg的氯化鈉固體,28,20. 有一種工業(yè)廢水，其中含有大量的硫酸亞鐵、少量硫酸銅和污泥。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又合理的實(shí)驗(yàn)方案，制備硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)并回收銅。方案流程如圖51311所示： 【查閱資料】FeSO4·7H2O受熱易分解。,29,回答下列問(wèn)題： (1)步驟中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和 。 (2)步驟中需加入的物質(zhì)是 ，目的是 將硫酸銅溶液中的銅全部置換出來(lái) 。 (3)步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 (4)步驟的操作是蒸發(fā)濃縮、 、過(guò)濾。,玻璃棒,鐵(或Fe),FeH2SO4FeSO4H2,降溫結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶),30,21. 某氯化鉀樣品含有雜質(zhì)氯化鈣和氯化鎂，設(shè)計(jì)提純的流程圖如圖51312所示：,請(qǐng)認(rèn)真分析流程中各步驟的信息作答： (1)溶劑X是 ；Y溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為： 。 (2)蒸發(fā)操作的目的是除去(填物質(zhì)的化學(xué)式) 。 (3)寫(xiě)出加入過(guò)量KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。,水(或H2O),K2CO3,HCl、H2O,MgCl22KOHMg(OH)22KCl,