1、与酸反应生成可溶性物质而形成溶液;调节溶液PH。 碱浸:目的通常是:与碱反应生成可溶性物质而形成溶液 或去除油污或调节溶液PH 。浸泡时不断搅拌、控制适当温度、延长浸出时间、控制浸出液浓度、循环利用等,目的都是为了提高原料的浸出率。 2. 除杂方法:分析混合物的成分和物理特性,据此选择合适的分离提纯方法。 (1)水解过滤法:适用于分离出溶液中的Al3+、Fe3+。方法:加入某试剂,调节溶液PH至3.4左右(据信息),促进其完全水解为氢氧化物沉淀,然后用过滤法分离。如果含有Fe2+,则要加入某氧化剂,将Fe2+ 氧化为Fe3+。加入的PH调节剂,必须能与H+反应,如果留滤液弃滤渣,则通常加入含保
2、留金属阳离子的不溶性碳酸盐、氧化物或氢氧化物;如果留滤渣弃滤液,或滤渣和滤液都要利用,则通常滴加氨水或氢氧化钠溶液。 (2)加热法:适用于分离含易分解(如铵盐)或升华物质(如I2)的固体混合物。(3)过滤法:适用于固体与水溶液的分离,但液态有机物与固体混合物通常用蒸馏法分离。过滤分常压过滤、减压过滤、热过滤等。减压过滤的适用条件是沉淀的颗粒较大,不呈胶状Al(OH)3、Fe(OH)3不适宜,目的是 加快过滤速度,得到较为干燥的沉淀。(操作注意事项要逐条记熟,见课本)。热过滤或趁热过滤的目的是将固体与液体分开,同时防止滤液中的某溶质冷却结晶析出。 (4)蒸馏法: 适用于分离互溶但沸点差异较大的液
3、体混合物,或液态有机物与固体混合物。(5)分液法:适用于分离互不相溶的、静置分层的液体混合物。例如 乙酸乙酯与碳酸钠水溶液的混合物 。(6)萃取、分液法:适用于分离互溶的液体混合物,且某溶质(如Br2、I2)在不同溶剂中的溶解度差异较大。萃取剂的选择原则是: 萃取剂与原溶剂要不相溶,且被萃取物在萃取剂中的溶解度要比原溶剂大得多。(7)蒸发结晶,趁热过滤:实质是减少溶剂,析出晶体,适用于将溶解度受温度影响不大的某溶质形成晶体从水溶液中析出。趁热过滤是防止溶液中的溶质在温度下降时结晶析出。(8)蒸发浓缩,冷却结晶:实质是通过降低温度而降低溶质的溶解度而析出晶体,适用于将溶解度受温度影响较大 的某溶
4、质形成晶体从水溶液中析出。分离物质的量比为11的硝酸钾与食盐的混合物,应先用蒸发结晶、趁热过滤法分离出 食盐 ,再用用蒸发浓缩、冷却结晶法分离出硝酸钾。除去硝酸钾中的少量食盐杂质,应用蒸发浓缩、冷却结晶法。除去食盐中的少量硝酸钾杂质,应用蒸发结晶、趁热过滤法。要使FeSO47H2O、 (NH4)2Fe(SO4)26H2O等结晶水合物从水溶液中析出,可采用蒸发浓缩、冷却结晶法。要制得颗粒较大的晶体,可采用的方法是缓慢蒸发或缓慢冷却 。当溶液处于过饱和状态时,可采用 振荡容器,用玻璃棒搅动或轻轻对摩擦器壁,或投入几颗晶体(晶种)等方法促进晶体析出。(9)醇析、水析、盐析、碱析等:实质是通过改变溶剂
5、的性质而降低溶质的溶解度而析出晶体。例如,要使阿斯匹林从有机溶剂中析出,可用水析法(加入冷水);要加快摩尔盐从水溶液中析出可用醇析法(加入乙醇);要加快硬脂酸钠从水溶液中析出可用盐析法(加入饱和食盐水)。(10)层析法:适用于分离各组分性质相近的或微量的混合物,还可用于定性分析产品的纯度,检测反应的终点。基本操作步骤是装置制作、点层析试样、配制展开剂、层析操作、显色反应(有的实验此步不需要)。注意:如何不能用以上方法直接分离,则需加入某试剂,使某成分溶解或反应,使其转化为能用以上方法分离的混合物。3. 制备操作(1)反应容器:园(平)底烧瓶、三颈烧瓶、广口瓶、锥形瓶、大试管等。(2)加液仪器:
6、分液漏斗(作用:分液,或滴加反应液并控制反应速率)、滴液漏斗(作用:滴加反应液,平衡压强,保证液体顺利流下)、长颈漏斗(作用:组装简易启普发生器)、布氏漏斗(减压过滤)、普通漏斗(常压过滤、添加液体引流)、砂漏斗、加热漏斗等。(3)冷凝回流:当反应物加热易挥发损失时,需加冷凝回流装置,目的是减小某反应物挥发损耗,提高原料利用率。冷凝的方法有:插长直导管,利用空气冷凝;插冷凝管,通入冷水(低口进高口出)冷凝。(4)搅拌:敞开容器中混合物常用玻璃棒手动搅拌搅拌,密闭容器中的固液反应混合物常用电动搅拌或磁力搅拌。在反应容器中充分搅拌的目的是为了使反应物充分混合,提高反应速率 。在稀释或溶解时的搅拌,
7、是为了充分混合,提高溶解速率,有时是为了加速热量散发。(5)控制反应条件:控制温度。控温方式:0用 冰水浴 ;常温反应温度100时用 热水浴(100用沸水浴) ;高于100用 油浴 ;高于250用 沙浴 ;600左右用 酒精灯 ;高温用 酒精喷灯;不能用火直接加热时采用空气浴或蒸气浴。加热目的:通常是提高反应速率;或提高溶解度;或促进平衡正移;或减少某副反应发生等。有时温度不能过高,要控制低温,主要是为了防止某物质受热分解或挥发,或抑制可逆反应逆向移动,或根据沸点高低分离混合物,让某些物质逸出,让某些物质留在反应器中。热水浴、油浴、蒸气浴等加热方式的共同优点是为了受热均匀,便于控制温度。有些反
8、应需严格控制在某温度下,原因是(一般而言):若温度过低则 反应速率太慢 ,若温度过高则某物质受热要分解或挥发,或会促使可逆反应逆向移动,降低产率。 若温度必须控制在一定范围内,则要插温度计:若要控制水浴温度,则温度计水银球插在水浴中(例如 硝化反应 );若要控制反应液温度,则温度计水银球插在反应液中(例如 乙醇消去 ):若蒸馏,则温度计水银球插在蒸馏烧瓶支管口下沿。 控制压强。增压方法:用压缩机压缩气体或缩小容器的体积。减压方法:扩大容器体积,或在恒压容器中加入与反应无关气体,或用抽气泵接自来水笼头。反应时,增压的目的是: 增大反应速率 ,或 促进平衡正向移动。减压的目的是促进平衡正向移动。减
9、压干燥的目的是 让水在较低温度下汽化,防止某固体受热分解或失去结晶。减压蒸馏的目的是 降低某液体的沸点,以便在较低温度下蒸发,防止某液体受热分解。 浓度。思考角度:反应速率和平衡移动;沉淀(晶体)的生成和转化。如合成氨反应要及时分离出氨气,酯化反应用分水器或刺型蒸装置及时分离出水,其目的都是为了促进平衡正向移动,提高产率。选用催化剂或控制固体颗粒大小。一般目的是 提高反应速率。调节pH。中和酸或碱;选择性沉淀某离子;促进或抑制某离子的水解;辅助反应(有些反应需酸化或碱化);盐转化为酸。让某反应物过量。是为了提高另一反应物的转化率或利用率。形成原电池。如金属与酸反应加入CuSO4溶液或炭粉等,目
10、的是提高反应速率。(6)安全措施 防倒吸。用水溶液吸收氨气、氯化氢、溴化氢等极易溶于水的气体,要有防倒吸的装置。 防水解。制备与水易反应的物质,如氯化铝、过氧化钠、五氯化磷等,反应容器前、后都要有干燥装置隔离。 防污染。尾气中含有毒气体(如Cl2、SO2、HCl、NOx等)一定要有尾气处理装置。 防爆炸。加热可燃性气体,一定要先通一会儿气体,经检纯后再加热。(7)检查装置(接口处)气密性。答案要点:密封、变压、现象、结论首先交待如何形成密闭容器?一个出口用水封,其它出口要关闭。其次交待如何变压?通常用加热法或冷敷法,有注射器的实验还可以用改变容器的体积法。第三描述现象,得出结论。甲: 关闭活塞
11、,在长颈漏斗中注入适量水,如果漏斗管内外产生液面差,且停止注水后,液面差高度保持不变,说明气密性良好。 乙:关闭K1、K2 和分液漏斗活塞,在分液漏斗中注入适量水 ,打开活塞后,水开始下滴,一段时间后,如果水不再下滴,表明装置气密性良好。丙:将最后面的导管连接橡皮管并夹上止水夹,关闭活塞a,打开活塞b, 将注射器活塞往下拉,如果放手后活塞会回到原位,表明装置气密性良好。丁: 在烧杯中注入水至浸没导管,关闭分液漏斗活塞,用酒精灯微热园底烧瓶,如果烧杯中导气管口出现气泡,停止加热后形成一段水柱,表明装置气密性良好。4. 中心反应化学(离子)方程式的书写(通常是陌生的) 根据信息和复分解反应规律或氧
12、化还原反应规律(化合价升降规则、常见氧化剂的还原产物、常见还原剂的氧化产物),写出反应物和生成物。根据配平规则( 化合价升降守恒、电荷守恒和原子守恒)和反应介质的酸碱性,确定缺项物质或离子(酸性:加H+和H2O;碱性:加OH-和H2O)。 注意:如果存在竞争反应,从反应物判断,强者优先反应;从产物判断,化学反应总是朝着生成更难溶(看溶解度或KSP的大小)、更难电离(看电离平衡常数或电离度的大小)、或生成气体的方向进行。5. 产品的分离与收集分离:通常采用结晶法。如果产品溶解度受温度影响不大,则采用蒸发结晶、趁热过滤。如果产品溶解度受温度影响较大或结晶水合物,则采用蒸发浓缩、冷却结晶。洗涤:目的
13、是为了除去晶体表面残留的可溶性物质(从溶液中的溶质判断)。操作方法:在漏斗中加入洗涤剂(要具体说明)至浸没晶体,待洗涤液自然流下后,重复操作2至3次。检查是否洗干净,要选择易检验的离子进行检验,如Cl-、SO42-可用沉淀法,H+、OH-可用pH试纸测酸碱性等,(注意:而Na+、NH4+浓度很稀时不易检出),操作方法是:取最后一次洗涤滤出液少许,加入某种试剂,检验某种可溶性离子是否还存在。常用的洗涤剂有:冷水、热水、乙醇、乙醇溶液、滤液等,选择的原则是晶体在洗涤剂中的溶解度要小,而杂质在洗涤液中溶解度要大,要结合题中信息正确选择。如果晶体的溶解度随温度的升高而增大,则选用 冷水(蒸馏水)洗涤。
14、如果晶体不溶于水,而杂质在热水中溶解度大,则用热水洗涤。如果要除去无机晶体(强氧化剂除外)表面的水,则用乙醇洗涤。如果晶体溶于水不溶于乙醇,则用乙醇溶液或晶体自已的饱和溶液洗涤。用倾析法或过滤法分离混合物后,要清洗原烧杯上的残留固体,要用滤液冲洗。 干燥方法:凉干、风干、用滤纸吸干、用酒精洗水分、用烘干箱烘干、放在干燥器中干燥、减压干燥等。结晶水合物不能用烘干箱烘干,也不能放在干燥器中干燥,应用减压干燥法干燥,或用乙醇洗干,或用滤纸吸干。原因是 让水分在温度较低时挥发,防止失去结晶水 。(2)液态产品:根据沸点控制反应温度,使其蒸出,然后冷凝收集。或把反应后的混合物转化为分层的混合物,然后用分
15、液法分离。(3)气态产品:收集方法:常用用向上(下)排空气法、排水(或其它液体)法。气体洗涤:将混合气体通过(长进短出)装有某溶液的洗气瓶,瓶中的溶液只能吸收杂气,不能吸收气体产品,也不能产生新的杂气。 气体干燥:将气体通过装有干燥剂的干燥装置。氨气可用碱石灰,不能用浓硫酸等酸性干燥剂,也不能用氯化钙,原因是 能与硫酸反应生成硫酸铵,能与氯化钙反应生成CaCl28NH3 。氯化氢、二氧化碳等酸性气体可用 浓硫酸 ,但不能用碱石灰,原因是 氯化氢、二氧化碳会与氢氧化钠反应而被吸收 。硫化氢、溴化氢、碘化氢等强还原性气体只能用氯化钙而不能用浓硫酸和碱石灰,原因是 易被浓硫酸氧化,易被碱石灰中和 。
16、7. 产品杂质的定性检验 先分析可能含有什么杂质,然后规范写出实验方案:取少许,滴加,若,则。例如检验摩尔盐中是否含有Fe3+的方法是取样品少许放入一支洁净的试管,加适量蒸馏水溶解,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变血红色,则说明摩尔盐中含有Fe3+。 8. 产品纯度的定量测定 (1)滴定法 中和滴定:依据酸碱中和反应方程式列式计算。 氧化还原滴定:依据氧化还原反应方程式列式计算。 沉淀滴定:依据沉淀反应方程式列式计算。 以上三种滴定实验,仅仅是反应原理不同,滴定操作要求相同,关键是:选择合适的指示剂,准确判断反应终点;规范操作,准确测出消耗的标准液体积。思考:怎样规范操作? 描述终点现象的套话是
17、当滴入一滴标准液时,溶液(或沉淀)由 色突变为 色,而且在半分钟内不恢复原来的颜色。计算纯度时,首先要根据反应原理寻找已知量与待求量的数量关系,设未知数,列数据,写出比例式或方程式,求解结果。要三注意:关系式要配平;注意溶液配制量与实际取出滴定量的倍数关系 ;注意有效数字的采用;注意单位的换算与书写。(2)重量法:取一定质量的样品,溶于水配成溶液,加入足量的某沉淀剂,生成沉淀,过滤、洗涤、干燥、称量、计算。或用吸收剂吸收气体,测量吸收前后的质量差,计算。(3)量气法:取一定质量的样品,加入足量的某试剂,将样品中的某成分转化为气体,测量气体的体积,计算。气体体积读数前,一要 冷却至室温 ,二要
18、不存在液面差,确保所测气体为常压 。9.误差分析首先思考某些操作对实测值产生的影响:偏大、偏小或无影响,然后根据待求量与实测值的函数关系式进行分析,确定产生的误差:偏大、偏小或无影响。例如:用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液(甲基橙作指示剂),试说明下列情况会使测定结果偏高、偏低还是无影响?(1) 酸式滴定管用水洗后便装液体进行滴定; ( 偏高 )(2) 锥形瓶只用蒸馏水洗涤后仍留有少量蒸馏水; ( 无影响 )(3) 锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗; ( 偏大 )(4) 盐酸在滴定时溅出锥形瓶外;(5) 滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失;(6) 记录盐酸起始体积时,仰视读数终点时平视;(7) 将移液管尖嘴处的液体吹入锥形瓶;(8) 滴定终点时,俯视滴定管读数; ( 偏小 )
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