【知识要点】 一、物质的分离与提纯
(一)物质的分离:是把混合物中的各种物质分开的过程,分开以后的各物质应该尽量减少损失,而且是比较纯净的。经常采用的分离方法有:过滤、蒸发、结晶、分馏、萃取、分液、渗析、洗气等。
(二)物质的提纯:是指将某物质中的杂质,采用物理或化学方法除掉的过程。它和分离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复。
①物质提纯的原则:不增、不变、易分。
所谓不增,是指在提纯过程中不增加新物质,不变指被提纯的物质性质不能改变,易分指使杂质与被提纯物质容易分开。
②提纯的方法可归纳为:“杂转纯,杂变沉,化为气,溶剂分。”
杂转纯:将要除去的杂质变为提纯物,这是提纯物质的最佳方案。如除去Na2CO3中混有的NaHCO3即可将混合物加热使NaHCO3全部转化为Na2CO3。
杂变沉:加入一种试剂将要除去的杂质变成沉淀,最后用过滤的方法除去沉淀。 化为气:加热或加入一种试剂使杂质变为气体逸出。如食盐水中混有Na2CO3,则可加盐酸使CO32-变CO2逸出。
溶剂分:加入一种试剂将杂质或被提纯物质萃取出来。如用CCl4可将碘从水中萃取出来。
(三)物质分离和提纯的常用方法 1.过滤和蒸发
方法 适用范围 固体与液体分离 主要仪器 漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸 举 例 粗盐提纯时,把粗盐溶于水,经过过滤,把不溶于水的固体杂质除去 注意事项 ①要“一贴二低三靠”; ②必要时要洗涤沉淀物(在过滤器中进行); ③定量实验的过滤要“无损”。 过滤 分离溶于溶剂中的溶质 蒸发皿、三角架、酒精灯、玻璃棒 从食盐水溶液中提取食盐晶体 ①溶质须不易分解、不易水解、不易被氧气氧化; ②蒸发过程应不断搅拌; ③近干时停止加热,余热蒸干。 蒸发 2.萃取和分液
利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一可在烧杯、试管等中进行,一般在分液漏斗中(为便于萃取后分液) CCl4把溶于水里的Br2萃取出来 ①萃取后要再进行分液; ②对萃取剂的要求:与原溶剂互不混溶、不反应;溶质在其中的溶解度比在原溶剂中大;溶质不与萃取剂反应;两溶剂密度差别大; ③萃取后得到的仍是溶液,一般再通过分馏等方法进一步分离 萃取 种溶剂所组成的溶液里提取出来 两种互不相溶的液体的分离 分液漏斗(有圆筒形、圆球形、圆锥形) 水和油的分离 上层液体从上口倒出,下层液体从下口放出 分液 3.其他方法还有:结晶、重结晶、升华、蒸馏、分馏等。 【例题精析】
例1.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法为( )。 A. 加入过量碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸 B. 加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸 C. 加入过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸 D. 加入过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
【分析】物质分离和提纯过程中需注意三个关键问题:(1)被提纯物质的量尽可能不减少,即不可“玉石俱焚”。
(2)不得引入新的杂质,即不可“前门驱虎,后门进狼”。 (3)要易于分离、复原,即不可“难舍难分”。
为了使杂质除尽,加入的试剂不能用“适量”而应“过量”。但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
杂质离子为Ba2+,可用CO32-或SO42-,使之形成沉淀除去,但为不引入新杂质,需用K+盐,过量的K2CO3或K2SO4也应在后续步骤中除去。
【答案】D
例2.下列各组混合物能用分液漏斗直接分离的是( )
A.柴油与汽油 B.汽油与水 C.溴与水 D.水与乙醇 【分析】本题考查分液法分离物质的适用范围,此法适用于互不相溶的有明显分界面的两种液体。柴油与汽油都是有机物,能互溶不分层,因此不能用分液法;汽油与水互不相溶,汽油在水的上层,可直接用分液漏斗分离;溴在水中也是可以溶解而形成溴水的,乙醇与水可以互溶,都不能用分液的方法分离。
【答案】B 【能力提升训练】
1.最早运用天平作为研究化学工具的科学家是( ) A.法国科学家拉瓦锡 B.瑞典化学舍勒 C.美国化学家普里斯特里 D.英国科学家卡文迪许
2.1998年诺贝尔化学奖授予科恩(美)和波普尔(英)以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质,引起整个化学领域正在经历一场革命的变化。下列说法正确的是( )
A.化学不再是纯实验科学 B.化学不再需要实验
C.化学不做实验,就什么都不知道 D.未来化学的方向还是经验化
3.下列有关使用托盘天平的叙述,不正确的是( ) A.称量前先调节托盘天平的零点 B.称量时左盘放被称量物,右盘放砝码
C.潮湿的或具有腐蚀性的药品,必须放在玻璃器皿里称量,其他固体药品可直接放在天平托盘上称量
D.用托盘天平可以准确称量至0.01g E.称量完毕,应把砝码放回砝码盒中
4.为了除去粗盐中的Ca、Mg、S04、泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2C03溶液 ⑤加过量BaCl2溶液,正确的操作顺序是( )
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③ C.②⑤④①③ D.⑤②④①③ 5.双球洗气管是一种多用途仪器,常用于去除杂质、气体干燥、气体吸收(能防止倒吸)等实验操作。右图是用水吸收下列某气体时的情形,根据下面附表判断由左方进入的被吸收气体是( )
A.Cl2 B.HCl C.H2S D.CO2 附:四种气体的溶解度表(室温下)。 气体 l体积水约能吸收气体体积数 样品质量应为( )
A.10.5克 B.10.0克 C.9.5克 D.11.0克
7.下图的实验装置用来分离CO2和CO气体并干燥。图中a为止水夹,b为分液漏斗的活塞,通过Y型管和止水夹分别接c、d两球胆,现装置内的空气已排尽。为使实验成功,甲、乙、丙分别盛放的溶液是
A.NaHCO3饱和溶液 12 mol·L
--
-1
2+
2+
2-
Cl2 2 HCl 500 H2S 2.6 CO2 1 6.某学生用
天平称量固体时将样品和砝码错放位置,待天平平衡时,称得样品质量为10.5克(1克以下用游码),如按正确称法,此
盐酸 18.4 mol·L1H2SO4
-
-
B.Na2CO3饱和溶液 2 mol·L1H2SO4 NaOH饱和溶液 C.NaOH饱和溶液 2 mol·L1H2SO4 18.4 mol·L1H2SO4 D.18.4 mol·L1H2SO4 NaOH饱和溶液 18.4 mol·L1H2SO4 8.回答下面问题:
(l)分离沸点不同但又互溶的液体混合物,常用什么方法?
(2)在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时,静置分层后,如果不知道哪
-
-
一层液体是“水层”,试设计一种简便的判断方法。
9.实验室有一包 KCl和 AlCl3的固体混合物,通过以下实验可确定 KCl和 AlCl3的质量之比,试根据实验方法和主要步骤,回答有关问题:
(1)调整托盘天平的零点时,若指针偏向右边,应将右边的螺丝向 旋动。 (2)某学生用已知质量为y g的表面皿准确称取 W g样品,他在托盘天平的右盘上放上(W+y)g的砝码,在左盘的表面皿中放入样品,此时指针稍偏右边,该学生应怎样操作 ;
(3)将样品置于烧杯中加适量水溶解,滴入过量的A溶液,烧坏中有沉淀物,则A溶液的名称是 ;
(4)过滤,某学生欲用右图装置操作,错误之处应怎样纠正? 答: ;
(5)甲学生用水多次洗涤过滤所得沉淀物,然后使其干燥,得到固体纯净物C,质量为W2g,C的名称是 ;
(6)乙学生将过滤所得滤液跟甲学生洗涤沉淀所得液体混合,然后蒸干溶剂,再充分加热,最后得到纯净KCl固体W1g,则原混合物中KCl与AlCl3的质量之比的计算式为 。 参考答案:
研究物质的实验方法 一、物质的分离与提纯 1.B 2.A
3.CD 本题考查化学实验的基本技能。分析试题,比较托盘天平使用的基本技能,可知托盘天平只能用于粗略的称量,能称准到0.1g,而不能称准到0.01g。对于无腐蚀性和不易潮解的固体药品应放在白纸上称量,而不能将它们直接放在托盘上称量。托盘天平在使用时要放平、调零,左“物”右“码”等。
4.CD 本题考查溶液中离子除杂的顺序。除了明白运用离子之间的反应(如用C03沉淀Ca、用OH沉淀Mg、用Ba沉淀S04)来除杂外,还要明确两个原则:(1)每次所加沉淀试剂均过量是为了确保杂质离子全部除尽;(2)过量试剂要设法除去,且不引进新的杂质离子。在不违背上述原则的前提下,操作顺序可能不止一种。因此,Na2C03必在NaOH、BaCl2之后加入,最后加盐酸除去过量Na2C03。
5.B 由实验图示可知从左方进入的被吸收气体极易溶于水,只有HCl满足题意。 6.C
7.C 甲中试剂用于吸收CO2排除A、D两选项;乙中试剂用于“还原”回CO2;丙中试剂用于干燥两气体,排除B选项。 8.(1)蒸馏;
(2)在上层溶液中滴入蒸馏水,看是否分层,若不分层,则上层为水,反之,则下层为水。 9.(1)左;(2)往左盘表面皿上慢慢加少量样品,使指针指向标尺中间; (3)氨水;(4)漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁,倾倒液体时应用玻璃棒引流; (5)Al(OH)3;(6)W1:(W-W1)或W1:133.5W2/78
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