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物质的除杂

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混合物的分离和提纯(除杂)
1. 分离与提纯的基本原理
(1)分离:就是用物理或化学的方法将混合物巾的各组分分开,并将物质恢复到原状态。
(2)提纯和除杂:用物理或化学的方法把混合物中的杂质除去而得到纯物质。在提纯过程中,如果杂质发生了化学变化,不必恢复成原物质。二者的方法在很多情况下是相似的,但分离比提纯的步骤要多,因为各组分均要保留,绎过化学反应使混合物中各组分经转化而分离后还要复原为原来的组分物质提纯和除杂过程中经常用到分离操作,二者有时又密不可分。

2.分离和提纯应遵循的原则
(1)不能“玉石俱焚”:即试剂一般要求与杂质反应,不与要保留的物质反应。但在特殊情况下,所加试剂可和保留物质应应,但最终要转化成需要保留的物质如除去FeCl3,溶液中的NaCl,可加过量的NaOH溶液→过滤→洗涤→加适量稀盐酸。
(2)“不增““不减”:即不增加新的杂质,不减少要保留的物质如除去FeCl3中的少量Fe2(SO4)3应选用BaCl2而不应选用Ba(NO3)2,否则发生反应3Ba(NO3)2+Fe2(SO4)3==3BaSO4↓+2Fe(NO3)3溶液中又增加了Fe(NO3)3.
(3)易分离:反应后,物质的状态不同,便于分离。
(4)不污染环境:即耍求所选用的除杂方法不能产生可污染环境的物质。
(5)不能“旧貌变新颜”:即除杂结束前,要恢复保留物质的原有状态。

  • 常见除杂的方法:
    CO2(O2):将气体通过灼热的铜网
    CO2(H2或CO):将气体通过灼热的氧化铜
    O2或CO2或H2(含H2O):将气体通过浓硫酸或氧化钙或氯化钙等干燥剂
    O2或H2或CO(含CO2或SO2):将气体通入氢氧化钠溶液中
    Cu(含Fe或Mg或Zn):加入足量的稀盐酸或稀硫酸,过滤
    Fe(含Cu):用磁铁将铁粉吸引出来
    Cu(含CuO),Fe(含Fe2O3):高温下与H2或CO反应
    CuO(含Cu或C):在空气中灼烧
    CaO(含CaCO3):高温煅烧(CaCO3分解成CaO和CO2)
    CaCO3(含CaO):加足量水溶解,过滤,取滤渣
    Ca(OH)2(含CaO)加足量水
    FeSO4溶液(含H2SO4或CuSO4),FeCl2溶液(含盐酸或CuCl2):加过量铁粉,过滤,取滤液
    NaCl溶液(含Na2CO3):加适量稀盐酸
    Na2SO4溶液(含CuSO4):加适量 NaOH 溶液

    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。如除去Na2SO4溶液中的NaOH:可选用稀H2SO4溶液为除杂试剂(2NaOH+ H2SO4==Na2SO4+2H2O)、除去KCl溶液中的 K2SO4:可选用BaCl2溶液为除杂试制(K2SO4+BaCl2 ==2KCl+BaSO4↓,过滤除去)

    2.被提纯物与杂质所含阴离子相同时,选取与杂质中阳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,如除去NaCl溶液中的BaCl2:可选用 Na2SO4溶液为除杂试剂(BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓ +2NaCl,过滤除去).再如除去KNO3溶液中的AgNO3:可选用KCl溶液为除杂试剂(AgNO3+KCl=AgCl↓ +KNO3,过滤除去)。

    3.被提纯物质与杂质所含阴离子、阳离子都不相同时,应选取与杂质中阴、阳离子都不共存的阳、阴离子组合出除杂试剂。如:除去NaCl溶液中的CuSO4:可选用Ba(OH)2溶液为除杂试剂[CuSO4+Ba(OH)2= BaSO4↓+Cu(OH)2↓,过滤除去]。
  • 分离和提纯的方法:
       物质的分离和提纯有两种主要的方法,即物理方法和化学方法。实际上在实验过程中往往需通过综合法来进行。
    (1)物理方法主要包括过滤,蒸馏,结晶
    方法 适用范围 举例 注意事项
    过滤 分离不溶性固体和液体 粗盐提纯 ①过滤时要“一贴、二低,三靠”;
    ②必要时要洗涤沉淀物
    结晶 利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度随温度变化不同的性质来分离提纯物质 分离氯化钠和硝酸钾混合物 ①一般先配较高温度下的浓溶液,然后降温结晶:
    ②结晶后过滤,分离出晶体
    蒸馏 沸点不同的液体混合物 石油的分馏 ①温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;
    ②加沸石(或碎瓷片);
    ③冷凝管水流方向

    (2)化学方法
    除杂方法 除杂原理 应用实例
    化气法 与杂质反应生成气体而除去 除Na2SO4中的NaCO3,可加适量稀盐酸
    NaCO3+H2SO4==Na2SO4+CO2↑+H2O
    沉淀法 将杂质转化为沉淀过滤除去 除去NaCl中的Na2SO4.可加适量的BaCl2
    Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl
    置换法 将杂质通过置换反应而除去 c除去FeSO4中的CuSO4可加过量的铁粉
    CuSO4+Fe==Cu+FeSO4
    溶解法 将杂质溶丁某种试剂而除去 除C粉中的CuO粉末,可加适量稀盐酸,再过滤
    CuO+H2SO4==CuSO4+H2O
    加热法 杂质受热易分解,通过加热将杂质除去 除CaO中的CaCO3可加热
    CaCO3CaO+CO2↑
    转化法 将杂质通过化学反应转化为主要成分 除去CO2中的CO,可将气体通过灼热的CuO
    CO+CuOCu+CO2

    (3)综合法
    在进行混合物的分离或提纯时,采用一种方法往往不能达到目的,而要采用几种方法才能完成,这就是综合法。综合法主要有三种:
    ①物理方法的综合:主要是溶解、过滤、蒸发、结晶等方法的结合:
    ②化学方法的综合:当某物质所含杂质不止一种时,通常需加入多种试剂除去(或分离)不同的物质。
    ③物理与化学方法的综合:当某物质所含杂质不止一种,且有能用物理方法除去(或分离)的杂质时,首先应考虑用物理方法除去一种或几种杂质,然后再用化学方法除去其余杂质。

    (4)除杂方法的几个优化原则
    ①若同时有多种方法能除去杂质,要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。
    ②应尽量选择既可除去杂质,又可增加保留物质的方法,即“一举两得”。
    ③先考虑物理方法,再用化学方法。

    常见的混合物类型及分类与提纯的方法见下表:
    混合物类型\采用的方法 物理方法 化学方法
    固—固混合 可溶—可溶 结晶 把杂质变成沉淀、气体等除去
    可溶—不溶 过滤 ——
    不溶—不溶 把杂质变成可溶物除去
    固—液混合 过滤 ——
    液—液混合 —— 把杂质变成沉淀,气体或被提纯物
    气—气混合 —— 把杂质变成固体、溶液或被提纯物

    下列除杂方法不正确的是(  )选项物质(括号内为杂质)除杂方法①CO2(HCl)通过氢氧化钠溶液②Cu(CuO)加入稀盐酸充分反应后过滤③H2(水蒸气)通过盛有浓硫酸的洗气瓶.④NaNO3溶液(NaC

    据考题库专家权威分析,试题“下列除杂方法不正确的是()选项物质(括号内为杂质)除杂方法①CO2(H..”主要考查你对浓硫酸的稀释,酸的性质,碱的性质,盐的性质,

    下列除去杂质的方法中,正确的是(  )序号物质所含杂质除杂方法①COCO2点燃②NaCl泥沙溶解、过滤、蒸发③CuOC加适量的盐酸④HClH2SO4加适量的BaCl2溶液,过滤A.①②B.②③C.②④

    ①CO燃烧生成二氧化碳,二氧化碳不能燃烧,反而会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项所采取的方法错误.②氯化钠易溶于水,泥沙难溶于水,可采取加水溶解、过滤、蒸发

    除去下列各物质中混有的少量杂质,所用除杂试剂及操作方法均正确的是选项物质杂质除杂试剂及操作方法A二氧化碳一氧化碳通入氧气,点燃B氢气氯化氢先通过过量氢氧化钠溶液,再通过过量浓硫酸C锌粉铁粉加入适量氯化

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