① 除雜的方法
物質的分離是把原混合物中各成份一一分開,並恢復原樣品.物質的提純(除雜)就是除去物質中混有的雜質,從而得到純凈的某物質,其基本方法有:
一、 物理方法
1、 過濾法:適用於不溶於液體的固體與液體的分離或提純.
2、 結晶法:適用於可溶性固體與液體的分離和提純.具體方法有兩種.
① 降溫結晶法:適用於溶解度受溫度變化影響較大的固態物質的分離或提純.
② 蒸發結晶法:適用於溶解度受溫度變化影響不大固體物質的分離或提純.
二、 化學方法:
1、 原則:
①「不增、不減、易分」:
不增即最終不能引入新的雜質;
不減是除雜結果不應使所需物質減少;
易分是加入試劑後,使雜質轉化為沉澱、氣體和水等與所需物質易於分離.
②先除雜後乾燥.
2、 方法:(以下括弧里的均為雜質)
① 吸收法:如一氧化碳混有二氧化碳可用氫氧化鈉等鹼性溶液吸收;
② 沉澱法:如氯化鉀中混有氯化鎂可加氫氧化鉀溶液,再過濾;
③ 溶解法:如銅中混有氧化銅可加入過量的鹽酸,再過濾;
④ 轉化法:如銅中混有鋅可加硫酸銅溶液再過濾;
⑤ 氣化法:如氯化鈉中混有碳酸鈉可加入過量鹽酸,再蒸發結晶;
⑥ 加熱法:如氧化鈣中混有碳酸鈣可高溫灼燒;
⑦ 綜合法:當含有多種成分的雜質時,分離提純往往不僅僅使用一種方法,而是幾種方法交替使用.
三、知識解析:
物質的分離與除雜(提純)從內容上看,它包含著常見酸、鹼、鹽及其他重要物質的性質及特殊化學反應的知識;從過程上看,它是一個原理確定、試劑選擇與實驗方案確定、操作實施的過程.其考查點和趨勢是:
1、 考查物質的分離和提純原理.根據除雜質的原則,自選或從題給試劑中選出除雜試劑.判斷題給試劑的正誤等.
2、 考查物質提純的實驗設計.根據物質分離和提純的原則設計正確的實驗方案.
3、 考查評價物質分離和提純的實驗方案.對題給試、步驟、操作、效果等進行評價、比較,從中選出最佳方案.
4、 除去混合物中雜質,不僅要考慮反應原理正確可行,而且要考慮實際操作簡便易行,同時還要注意實驗的安全性和葯品、能源的節約等其它問題.
物質分離和提純方法
根據物質和雜質的化學性質,採用化學方法把混合物中雜質分離除去,從而保留一種較為純凈的成分,這一過程叫做物質的提純,又叫除雜.這里就初中化學常用的5種化學除雜方法,結合一些中考題逐一淺析如下:
一、吸收法
若氣態混合物中的雜質氣體能夠被某種試劑吸收,則可採用吸收法除雜.讓氣體混合物通過盛有某種試劑的洗氣瓶後即可得到純凈物.
例1 若CO中混有少量CO2,欲除去CO2將混合氣體通過( )溶液.
分析
CO2是酸性氧化物,酸性氧化物能跟鹼反應生成鹽和水,而CO不能溶於水也不跟鹼反應.所以可讓混合氣體通過石灰水或氫氧化鈉溶液.
二、沉澱法
往混合溶液(若混合物為固態,則應先製成溶液)中加入某種試劑,使其中雜質通過反應以沉澱析出,然後經過濾除去沉澱,得到純凈物的溶液.
例2 要除去氯化鈉中含有少量硫酸鐵雜質,應選用的一種試劑是 [ ]
A.氯化鈉溶液 B.氫氧化鋇溶液
C.碳酸鈉溶液 D.氫氧化鉀溶液
分析
本題只能選加氫氧化鋇溶液,跟硫酸鐵發生復分解反應,生成硫酸鋇和氫氧化鐵沉澱.但若選其餘物質,均易在除雜過程中引入新的雜質.
三、氣化法
通過把混合物加熱或加入試劑,使其中雜質發生化學反應,變成氣體而逸出.
例3 除掉氯化鈉溶液中混有的少量碳酸鈉,應選用適量的試劑是 [ ]
A.稀硫酸 B.硝酸銀
C.澄清石灰水 D.稀鹽酸
分析
本題除去雜質碳酸鈉,可考慮加入酸溶液與碳酸鈉發生復分解反應,把雜質變成CO2氣體逸出.但要注意加入的酸只能是鹽酸,否則又會產生新的鈉鹽雜質.
四、互變法
通過適當的方法,把欲除去的雜質轉變為純凈物,這樣不僅除了雜質,且增加了純凈物的量,可謂一舉兩得,因此是諸多方法中的最佳方法.
例4 欲除去KNO3溶液里的KOH雜質,可加入適量的_____溶液,有關反應的化學方程式為______.
分析 除去硝酸鉀中混有KOH雜質,實質上是除去OH-離子,所以可選加酸溶液,與之發生中和反應,即可把雜質變為硝酸鉀,但只能選用硝酸,而不能用其它酸,否則,除去了OH -,卻引進了新的雜質.
五、置換法
利用金屬跟酸或鹽溶液發生置換反應的規律,使所加試劑跟雜質發生置換反應,從而將雜質除去或轉變為純凈物.
例5 要除去後邊括弧中的雜質,填寫選用試劑的分子式:Cu(Zn)
分析 可根據Cu和Zn金屬活動性的不同,Cu不跟酸溶液反應,而Zn能溶於酸,故可加入鹽酸與稀硫酸.又因為鋅比銅活潑,故也可加入銅鹽溶液,也可使鋅置換出銅而溶解.
② 飼料原料清理的目的是什麼,常用的清理方法
主指碰要鎮知目的是為了除雜,除去雜質一是可以提高飼料品質和營養成分百分比,比如去掉一些摻雜在飼料中的營養價值很低的雜草,或者去除霉變的部分。二是可以避免裡面的某些雜質傷害動物,比如鐵釘鐵屑之類的。
常用的清理方法主要一是人工檢視,二是機器初篩,利用提升機在提升過程中物料容重的不同,可以篩掉一部分雜質,另外還需要過磁篩,主要是為了去除御逗消鐵製品。
③ 閰掑墏璐ㄩ噺,钀冨彇娉曢櫎鏉傚墠澶勭悊鐨勭涓姝ラ
1銆佺矇紕庯細灝嗗師鏂欒繘琛岀矖紕庯紝浣垮叾鍙樻垚杈冧負鍧囧寑鐨勫皬棰楃矑錛屾湁鍒╀簬鍚庣畫鐨勫勭悊鍜屾販鍚堛
2銆佹竻媧楋細灝嗙矇紕庤繃鐨勫師鏂欒繘琛屾竻媧楋紝鍘婚櫎鏉傝川鍜屾補鑴傜瓑錛屼繚璇佸師鏂欑函鍑銆
3銆佺儤騫詫細灝嗘竻媧楄繃鐨勫師鏂欒繘琛岀儤騫插勭悊錛岄櫎鍘繪按鍒嗭紝闃叉㈠悗緇鐨勫姞宸ュ拰淇濆瓨榪囩▼涓鍙戦湁鍜屽彉璐ㄣ
4銆侀櫎鐭籌細鍦ㄧ儤騫蹭箣鍓嶆垨涔嬪悗榪涜岄櫎鐭沖勭悊錛屽幓闄ゅ師鏂欎腑鐨勭煶澶村拰鏉傜墿錛岄槻姝㈠瑰悗緇鐨勫勭悊鍜屾満姊拌懼囬犳垚鎹熷潖銆
④ 常用有機物的分離、除雜、鑒別方法
1、過濾
適用范圍:固液分離(固體不溶於濾液)。
原理:固體不溶物顆粒較大,無法通過濾紙或濾過膜;濾液則可順利通過之。
2、蒸發、結晶
適用范圍:固液分離(不適用於受熱易升華、易分解、易水解的固體)
原理:(1)液體受熱蒸發至環境中,導致溶劑逐漸減少,固體物質逐漸析出;(2)固體沸點高於液體沸點。
3、蒸餾、分餾
適用范圍:液液分離(二者沸點不同)
原理:二種液體沸點不同,在溫度維持在低沸點物質的沸點左右時,可使得低沸點液體氣化脫離體系,而高沸點液體不氣化,仍存在於原體系中,低沸點物質還可通過冷凝迴流重新收集。
4、萃取、分液
適用范圍:某物質在兩種不互溶的溶劑中溶解度不同可進行萃取;液液分離(液體不互溶、且密度不同者可進行分液)。
原理:溶質在不同溶劑中溶劑合熱的差異導致溶質在不同溶劑間的自發移動;液體不互溶、密度不同導致的液體分層。
5、洗氣
適用范圍:氣氣分離(其中被洗氣液除去的氣體為雜質氣體)
原理:雜質氣體因可溶於洗氣液或可與洗氣液反應生成不能揮發出洗氣液體系的物質而被從所需氣體中除去;所需氣體可順利通過洗氣液。
6、加熱
適用反應:固固分離(雜質受熱可轉化為所需物質或雜質受熱可脫離體系者)
原理:雜質受熱發生變化,轉化為所需物質;雜質受熱脫離體系。
有機物除雜方法一覽(括弧內為雜質)
1、氣態烷(氣態烯、炔)
除雜試劑:溴水、濃溴水、溴的四氯化碳溶液
操作:洗氣
注意:酸性高錳酸鉀溶液不可。
原理:氣態烯、炔中不飽和的雙鍵、叄鍵可與上述除雜試劑發生反應,生成不揮發的溴代烷
2、汽油、煤油、柴油的分離(說白了就是石油的分餾)
除雜試劑:物理方法
操作:分餾
原理:各石油產品沸點范圍的不同。
3、乙烯(CO2、SO2、H2O、微量乙醇蒸氣)
除雜試劑:NaOH溶液
-
濃硫酸
操作:洗氣
原理:CO2、SO2可與NaOH反應生成鹽而被除去,乙醇蒸氣NaOH溶液中的水後溶被除去,剩餘水蒸氣可被濃硫酸吸收。
4、乙炔(H2S、PH3、H2O)
除雜試劑:CuSO4溶液
-
濃硫酸
操作:洗氣
原理:H2S、PH3可與CuSO4溶液反應生不溶物而被除去,剩餘水蒸氣可被濃硫酸吸收。
5、甲烷、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的分離
除雜試劑:物理方法
操作:分餾
原理:沸點不同。
6、溴苯(Br2)
除雜試劑:NaOH溶液
操作:分液
原理:Br2可與NaOH溶液反應生成鹽,系強極性離子化合物,不溶於苯而溶於水(相似相容原理)。
7、硝基苯(HNO3、水)
除雜試劑:水、
操作:分液
原理:等於是用水萃取硝基苯中的硝酸,具體原理見「萃取」。
TNT、苦味酸除雜可使用相同操作。
8、氣態鹵代烴(鹵化氫)
除雜試劑:水
操作:洗氣(需使用防倒吸裝置)
原理:鹵化氫易溶於水,可被水吸收,氣態鹵代烴不溶於水。
9、乙醇(水或水溶液)
除雜試劑:CaO、鹼石灰
操作:蒸餾
原理:CaO與水反應生成不揮發的Ca(OH)2,故只會蒸餾出無水的乙醇。
10、苯(苯酚)
除雜試劑:NaOH溶液
操作:分液
原理:苯酚可與NaOH溶液反應生成苯酚鈉,系強極性離子化合物,不溶於苯而溶於水(相似相容原理)。
11、乙酸乙酯(乙醇、乙酸、水)
除雜試劑:濃硫酸+飽和Na2CO3溶液
操作:蒸餾+分液
原理:乙酸與乙醇發生可逆的酯化反應生成乙酸乙酯和水,四者共同存在於反應容器當中。由於存在催化劑濃硫酸,所以水、乙醇不會被蒸發出體系,此時乙酸與乙 酸乙酯同時被蒸發出體系,並冷凝滴入盛有飽和碳酸鈉溶液的容器中,乙酸與碳酸鈉反應生成溶於水、不溶於乙酸乙酯的乙酸鈉,從而與乙酸乙酯分開。下一步只需 要進行分液即可除去水溶液,得到乙酸乙酯。
12、乙酸乙酯(水或水溶液)
除雜試劑:物理方法
操作:分液
原理:二者密度不等,且不互溶。