遼寧 申艷秋
混合物的分離是通過適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦旌衔镏械母鞣N物質(zhì)彼此分開,并且恢復(fù)到各種物質(zhì)原來的存在狀態(tài),分別得到純凈物;而物質(zhì)的提純是通過適當(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),又稱除雜。
[考點(diǎn)提煉]
1.遵循原則
(1)不增:不能引入新的雜質(zhì)(不能“引狼入室”),如果加入的除雜試劑過量,最后也要除去。
(2)不減:除雜后不能使主體物質(zhì)減少(不能“同歸于盡”),但可以增加。
(3)易分:加入試劑后,使雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀、氣體,與主體物質(zhì)易于分離。
(4)復(fù)原:主體物質(zhì)除雜前后狀態(tài)相同(不能“舊貌變新顏”)。
2.分離、提純混合物常用的方法
(1)物理方法及適用范圍
(2)化學(xué)方法
①轉(zhuǎn)化法:將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為主體物質(zhì),可簡單記憶為“化敵為友”。
②吸收法:選取某種只與雜質(zhì)反應(yīng)的試劑,可簡單記憶為“斬草除根”。
例如,除去銅粉中混有的少量鐵粉,可向混合物中滴加足量的硫酸銅溶液,將鐵粉轉(zhuǎn)化為銅粉(“化敵為友”);也可向混合物中滴加足量的稀硫酸,銅不與稀硫酸反應(yīng),鐵卻能與稀硫酸反應(yīng)生成溶于水的硫酸亞鐵溶液,過濾后洗滌、干燥,可將鐵粉除去(“斬草除根”)。
3. 酸、堿、鹽溶液除雜技巧(疑難點(diǎn))
先確定混合溶液中的雜質(zhì)離子,選擇與其不能共存(反應(yīng)生成水、沉淀或氣體)的離子,再根據(jù)主體成分中的非除雜離子,確定除雜試劑的另一種離子,通過發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),將雜質(zhì)離子除去。如果被提純物質(zhì)與雜質(zhì)所含陰、陽離子都不同,選取與雜質(zhì)中陰、陽離子都不共存的陽、陰離子組合成除雜試劑。不能共存的離子對(duì)如圖1所示。
在解決一些實(shí)際問題時(shí),為了充分除去雜質(zhì),往往要加入過量的除雜試劑,后續(xù)操作一定要把加入的過量的除雜試劑也除去。例如,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2所示。
分析流程中各步驟的信息可知:(1)除去固體混合物中的雜質(zhì),要將其配成溶液,故溶劑X應(yīng)該是水;(2)加入過量KOH溶液的目的是除凈MgCl2;(3)過濾出了CaCO3固體、蒸發(fā)得KCl固體,說明加入的Y是K2CO3溶液;(4)加入過量稀鹽酸,目的是除凈前面剩余的KOH、K2CO3;(5)蒸發(fā)操作的目的是除去KCl溶液中的HCl、H2O。
[真題精講]
例 (2022·黑龍江·哈爾濱)除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì),所用試劑和操作方法都正確的是( )。
解析:稀硫酸與[Zn]、[CuO]均能發(fā)生反應(yīng),A錯(cuò)誤。氧氣通過灼熱的銅網(wǎng),可與銅反應(yīng)而被消耗,而氮?dú)獠慌c銅反應(yīng),B正確。[AgNO3]溶液能與[NaCl]反應(yīng),不與[NaNO3反應(yīng)],C錯(cuò)誤。[KCl]易溶于水,[MnO2]難溶于水,可采取加水溶解、過濾、洗滌、干燥的方法提純MnO2,而蒸發(fā)結(jié)晶是提純KCl的方法,D錯(cuò)誤。答案:[B] 。
[總結(jié)提升]
混合物的分離與提純應(yīng)該遵守“不增、不減、易分、復(fù)原”的基本原則,設(shè)計(jì)方案時(shí)要注意以下4點(diǎn)細(xì)節(jié):
(1)除雜時(shí)優(yōu)先選用步驟最簡單、操作最簡便、除雜質(zhì)最干凈的方法。先考慮物理方法,再考慮化學(xué)方法。
(2)常見固體的除雜,若被提純物與雜質(zhì)中只有一種可溶于水(或雜質(zhì)能與水反應(yīng))→加水溶解、過濾;若被提純物質(zhì)和雜質(zhì)均能溶于水→加水溶解、蒸發(fā)結(jié)晶(或降溫結(jié)晶);若兩種物質(zhì)都難溶于水→通過兩者的性質(zhì)差異選用氣體或液體除雜試劑。
(3)常見液體的除雜,常采用沉淀法、化氣法和置換法。
(4)進(jìn)行混合氣體的除雜與干燥時(shí),要先除雜后干燥,以免除雜時(shí)產(chǎn)生水蒸氣。
[專題精練]
物質(zhì)除雜是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常遇到的問題。
【方法探究】為除去CO2氣體中混有的少量CO,陽陽同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三種實(shí)驗(yàn)方案。
【方法提煉】上述方案中有兩種是合理的,這兩種方案體現(xiàn)了物質(zhì)除雜的不同思路。
思路一:將雜質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)。
思路二:將所需物質(zhì)轉(zhuǎn)化為中間物質(zhì),再將中間物質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)。
【方法運(yùn)用】(1)運(yùn)用思路一:為除去氯化鎂粉末中混有的少量氯化鋇,先加足量的水溶解,再向溶液中加入適量的______溶液,過濾、蒸發(fā),即得氯化鎂固體。
運(yùn)用思路二:除去氯化鎂粉末中混有的少量氯化鋇、氯化鈉和硫酸鉀。
(2)步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______,濾液B中一定含有的溶質(zhì)是______;步驟②中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______,濾液C中一定含有的陰離子是 ______;步驟③中乙溶液是______(填化學(xué)式)溶液。
答案:(1)MgSO4(或硫酸鎂) (2)BaCl2 + K2SO4==2KCl + BaSO4↓ MgCl2、KCl、NaCl(或氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉) MgCl2 + 2NaOH ==2NaCl + Mg(OH)2↓(合理即可) OH-、Cl- HCl
初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·中考版2023年3期