物质的分离除杂和共存.docx

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物质的分离除杂和共存

专题四物质的分离、除杂和共存

专题透析

城关中学王俊生

考点一：

物质的分离

1．混合物的分离

混合物的分离是指通过适当的方法，把混合物中的各组分物质彼此分离开，并且恢复到原来的存在状态，分别得到纯净物。

2．主要方法

（1）可溶性和难溶性物质的混合物常用溶解、过滤、蒸发三步操作，分别得到纯净物。

如粗盐的提纯。

（2）两种物质均溶于水，但两种物质的溶解度一种随温度变化大，另一种随温度变化不大时，可考虑结晶法，即用冷却热饱和溶液的方法加以分离，如NaCl沉淀和KN03的混合物的分离。

（3）两种物质均溶于水时，可考虑用化学方法分离，如BaCl2和NaCl的混合物，可将混合物先溶于水，加入适量的Na2C03溶液，得到BaC03沉淀和NaCl溶液。

将沉淀过滤出，洗净后在沉淀中加入适量稀盐酸，C02气体逸出，得到BaCl2溶液。

再分别把NaCl溶液和BaCl2,溶液蒸发，分别得到纯净的NaCl和BaCl2固体。

（2016·广西贺州）把CaC03、NaCl、MgCl2。

三种固体物质组成的混合物逐一分离所需要的试剂依次是（）

A.H20、NaOH、HClBH20、KOH、HC1

C.H20、NaOH、H2S04D.H20、KOH、HzS04

分析CaC03难溶于水，NaCI，MgCl2易溶于水，可加水溶解，再进行过滤，分离出CaC03；然后向所得溶液中滴加适量的NaOH溶液，MgCl2与NaOH反应生成Mg（OH）2白色沉淀和NaCl，再进行过滤，分离出NaCl溶液和Mg（OH）2沉淀；最后向Mg（OH）2沉淀中滴加稀盐酸，Mg（OH）2与稀盐酸反应生成MgCI2和水。

故A项中试剂能将固体混合物逐一分离。

B项中会引入新的杂质KCI。

C项中会引入新的杂质Na2SO4。

D项中会引入新的杂质KC1和Na2S04。

答案A

考点二物质的除杂与提纯

1．物质的除杂

需加入试剂除去杂质，被提纯物质必须恢复原状态且不能引入新杂质，具体要求是：

不增、不减、简便、安全、试剂易得、效果最好。

2．提纯的原则

（1）不能“玉石俱焚”。

即试剂一般与杂质反应，不能与保留的物质反应。

特殊情况下，所加试剂需要和保留物质反应，但最终要转化成需要保留的物质。

（2）“不增”“不减”。

即不增加新的杂质，也不减少要保留的物质。

（3）不污染环境。

即要求所选用的除杂方法，不能产生可污染环境的物质。

（4）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。

3．明确几个优化原则

（1）若同时有几种方法能除去杂质，则选用步骤简单、操作简便、除杂最干净的方法。

（2）应尽量选择既可除去杂质，又可增加主体物质量的方法，即“化腐朽为神奇”。

（3）先考虑物理方法（如过滤、蒸发结晶、蒸馏、升华等），再用化学方法（如沉淀法、吸收法、转化法等）。

4．提纯常用方法

方法

适应范围或原理

举例

物理方法

过滤法

①因体与液体混合物的分离

②可溶性因体与不溶性固体混合物的分离

粗盐的提纯

结晶法

蒸发

①分离溶质与溶剂

②除去易挥发的杂质

从含有HC1的NaC1的溶液中分离出固体NaCl

降温

可溶性固体溶质溶解度受温度影响大小不同

分离KNQ3与NaC1的混合物

化学方法

转化法

将固、液、气体中的杂质转化为被提纯物质

除去CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO

沉淀法

将杂质转变为沉淀而除去

除去NaC1溶液中的Na2SO4可加适量的BaC12溶液

气体法

将固、液体中的杂质转变为气体而除去

除去Na2SO4溶液中Na2CO3，可加适量的BaC12溶液

加热法

杂质受热易分解通过加热将杂质除去

除去Na2CO3溶液中NaHCO3，可加热

溶解法

将固体中的杂质转变为可溶物而除去

除去碳粉中的CuO粉末，可加适量的稀硫酸，再过滤

置换法

类似于转化法，选用合适的试剂将杂质置换出来而除去

除去FeSO4溶液中的CuSO4，可加适量的铁粉，再过滤。

5、常见物质的除杂归纳

物质状态

物质

杂质

除杂方法

气

体

CO2

CO

通过灼热的CuO

HC1

先通过饱和的NaHCO3溶液，再通过浓H2SO4

H2O

通过浓H2SO4

CO

CO2

先通过足量的NaOH溶液，再通过浓H2SO4

H2

HC1

先通过足量NaOH溶液，再通过浓H2SO4

H2O

通过足量的CaO或NaOH固体或浓H2SO4

O2

HC1

先通过足量的NaOH或溶液，再通过浓H2SO4

CO2

先通过足量NaOH溶液，再通过浓H2SO4

H2O

通过足量的CaO或NaOH固体或浓H2SO4

N2

O2、H2O

先通过灼热的铜网，再通过浓H2SO4

固体

Cu

Fe或CuO

加入足量的稀硫酸，过滤

CuO

C或Cu

在空气（或氧气流）中灼烧混合物

C

CuO

加入足量的稀硫酸，过滤

CaO

CaCO3

高温灼烧

CaCO3

CaO

加大量水，过滤

MnO2

KC1

溶解、过滤、洗涤、干燥

KC1

KC1O3

加热

NaC1

Na2CO3

溶解、加入适量CaC12溶液，过滤、蒸发

Ca（OH）2

CaO

加适量的水，蒸发

液

体

FeSO4

CuSO4

加入足量的铁粉，过滤

NaC1

Na2CO3

加入足量的盐酸

Na2CO4

加入适量的BaC12溶液，过滤

CuSO4

加入适量的Ba（OH）2溶液，过滤

KNO3

蒸发结晶

NaOH

加入适量的盐酸

HC1

加热蒸发

NaHCO3

加入适量的盐酸

CaC12

HC1

加入CaCO3粉末充分反应后过滤

KC1

K2CO3

加入适量的盐酸

NaOH

Na2CO3

加入适量的澄清石灰水充分反应后过滤

Ca（OH）2

加入适量的Na2CO3溶液，过滤

H2O

H2O2

加MnO2过滤

KNO3

NaC1

冷却热饱和溶液

NaNO3

NaC1

加入适量的AgNO3溶液,过滤

AgNO3

加入适量的NaC1溶液,过滤

Cu（NO3）2

AgNO3

加入足量的铜粉,过滤

HC1

H2SO4

加入适量的BaC12溶液、过滤

Na2SO4

Na2CO3

加入适量的稀硫酸

例：

（2016．湖南怀化）某学习小组对粗盐中杂质（难溶性和可溶性）的去除展开相关探究。

（1）粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为：

①溶解；②过滤；③（写操作名称）；④计算产率。

（2）步骤②中需要用到的玻璃仪器有：

玻璃棒、烧杯、（写仪器名称），其中玻璃棒的作用是。

（3）【提出猜想】

甲同学：

该粗盐中含有难溶性杂质外，是否还含有可溶性杂质？

（4）[查阅资料】

①粗盐中可能含有镁盐（Mg2+）和硫酸盐（SO24-）等可溶性杂质。

②一些物质的溶解性表：

OH-

C1-

SO24-

CO23-

Na+

溶

溶

溶

溶

Ba2+

溶

溶

不

不

Mg2+

不

溶

溶

不

说明：

“溶”表示该物质可溶于水，“不”表示该物质不溶于水。

③Mg（OH）2为白色物质，不溶于NaOH溶液；BaS04为白色物质，不溶于盐酸；MgC03、BaC03为白色物质，都能溶于盐酸。

（5）【实验设计】

①取少量除去难溶性杂质后的盐，溶于水配成溶液。

②取少量所配溶液于试管中，滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的盐。

③另取少量所配溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性盐。

（6）【实验结论】该盐含有可溶性杂质。

（7）【实验拓展】以下为乙同学设计的去除食盐中可溶性杂质的实验流程：

①该实验过程中，除杂试剂都要过量，原因是。

②过量Na2C03溶液用来除（填离子符号）离子。

分析

（1）粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为：

①溶解；②过滤；③蒸发；④计算产率。

（2）步骤②操作中需要用到的玻璃仪器有：

玻璃棒、烧杯、漏斗，其中玻璃棒的作用是引流。

（5）②Mg2+能与OH-结合生成Mg（OH）2沉淀，Mg（OH）2沉淀不溶于NaOH溶液，通过题中实验说明该盐含有可溶性的镁盐。

③SO24-能和Ba2+结合生成BaSO4沉淀，BaSO4沉淀不溶于稀盐酸，通过题中实验说明该盐含有可溶性的硫酸盐。

（6）由上述实验可知，该盐溶液中含有Mg2+和SO24-，故该盐含有可溶性杂质MgS04。

（7）①该实验过程中，除杂试剂都要过量，原因是将杂质完全除去。

②由于Na2C03能与BaCl2反应生成BaC03沉淀和NaCl，所以过量Na2C03溶液用来除Ba2+。

答案

（1）蒸发

（2）漏斗引流（5）②镁③硫酸（6）硫酸镁（7）①将杂质完全除去②Ba2+

考点三离子的共存

1．常见不共存离子

2．物质共存中的隐含条件

（1）“酸性”（或pH<7）条件型：

溶液中一定存在H+，该溶液中没有能和H+反应的物质（或离子）。

常见的叙述为：

酸性溶液，pH=2（pH<7）的溶液，使紫色石蕊试液变红的溶液等。

（2）“碱性”（或pH>7）条件型：

溶液中一定存在OH-，该溶液中没有能和OH-反应的物质（或离子）。

常见的叙述为：

碱性溶液，pH=13（pH>7）的溶液，使紫色石蕊试液变蓝的溶液，使无色酚酞试液变红的溶液等。

（3）“无色”条件型：

溶液中不含以下物质或离子。

①蓝色溶液：

含Cu2+的溶液，如CuSO4、CuCl2、Cu（N03）2溶液；

②浅绿色溶液：

含Fe2+的溶液，如FeS04、FeCl2、Fe（N03）2溶液；

③黄色溶液：

含Fe3+的溶液，如Fe2（S04）3、FeCl3、Fe（N03）3溶液；

④紫红色溶液：

含MnO-4的溶液，如KMnO4溶液。

（2016-山东泰安）初中化学中，我们学习了酸和碱发生中和反应的实质是H++OH-=H2O。

如图，像这种用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。

离子方程式的书写一般按以下步骤：

（以Na2S04与BaCl2反应为例）

①写出Na2S04与BaCl2反应的化学方程式：

②把易溶于水、易电解的物质写成离子形式，把难溶的质、气体和水等仍用化学式表示。

上述方程式可改写成：

2Na++SO24-+Ba2++2Cl-=BaS04↓+2Na++2Cl-。

③删去方程式两边不参加反应的离子：

Ba2++SO24-；-=BaSO4↓。

④检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。

请回答：

（1）下列各组中的离子，在pH=3的水溶液中能大量共存的是（填字母序号）。

A.Na+、Mg2+、C1-、SO24-B、Na+、K+、C1-、OH-

CNa+、Cu2+、C1-、SO24-D.Na+、K+、C1-、CO23-

（2）写出稀盐酸滴在石灰石上所发生反应的离子方程式：

。

（3）写出一个写离子方程式Mg+2H+=Mg2++H2↑相对应的化学方程式：

。

（4）酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应实质上就是两种化合物在溶液中相互交换离子的反应，只要具备生成物中有气体或沉淀或生成，反应就能发生。

分析Na2S04和BaCl2反应生成BaSO4沉淀和NaCl，化学方程式为Na2S04+BaCl2=BaS04↓+2NaCl。

（1）溶液的pH=3，说明该溶液中有较多的H+，B项中的OH-、D项中的CO23-都会与H+发生反应。

（2）碳酸钙为难溶物，盐酸中实际参加反应的是H+，所以反应的离子方程式为CaC03+2H+=Ca2++H20+C02↑。

（3）这个反应实际上是金属与酸的反应，反应的化学方程式可以是Mg+H2S04=MgSO4+H2↑或Mg+2HCl=MgCl2+H2↑。

（4）复分解反应发生的过程，就是离子之间相互结合成沉淀、气体或水的过程，这也是复分解反应发生的条件。

答案Na2S04+BaCl2-BaS04↓+2NaCl

（1）AC

（2）CaC03+2H+=Ca2++H20+C02↑

（3）Mg+H2S04=MgS04+H2↑（或Mg+2HCl=MgCl2+H2↑）

（4）水