初中化学中考能力提升专题(物质的分离、除杂和提纯)人教版.pdf

专题六：物质的分离、除杂和提纯 归纳整理 物质的分离、除杂和提纯是化学实验中的一个重要环节。所谓分离就是用物理或化学 的方法将混合物中的各组分一一分开。分离完成后各组分要保持（经过化学反应使混合物的 组分经过转化而分离还要恢复为）原有的物质组成和状态。除杂和提纯是将混合物中的某组 分用物理或化学的方法除去而得到纯物质。在提纯物质的过程中除了选择合适的试剂外，还 应选择适宜的杂质（或产物），以便于同被提纯物进行分离。 现将有关要点归纳如下： 1、应注意几个“不” 不能“玉石俱焚”。即试剂一般与杂质反应，不与要保留的物质反应。但特殊情况 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。如除去FeCl3溶液中 的 NaCl，可加过量的NaOH溶液过滤洗涤加适量稀盐酸。 “不增”、“不减”。即不增加新的杂质，不减少要保留的物质。 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。 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。 2、除杂方法的几个优化原则 若同时有多种方法能除去杂质，要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。 应尽量选择既可除去杂质，又可增加保留物质的方法，即“一举两得”。 先考虑物理方法，再用化学方法。 拓展延伸 一、气体的净化与干燥 1、气体净化的几种方法 吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如，除去CO中混有的少量CO2，可先用浓 NaOH 溶液吸收CO2，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。 常见气体吸收剂见下表： 吸收剂吸收的气体杂质吸收剂吸收的气体杂质 水可溶性气体： HCl、NH3等NaOH 固体CO2、HCl、H20 无水 CuSO4H2O 碱石灰CO2、HCl、H20 灼热的铜网O2NaOH 溶液CO2、HCl 灼热的 CuO H2、CO 浓硫酸H20 转化法：通过化学反应，将杂质气体转化为所要得到的气体。如，除去CO2中的少量CO ， 可将混合气体通过足量的灼热CuO ，CO + CuO Cu + CO2。 2、气体的干燥 气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥要根据气体的性质，一般原则是： 酸性干 燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂状态决 定。 常见的干燥剂 干燥剂 可干燥气体不可干燥气体 干燥 装置名称或化学式酸碱性状态 浓 H2SO4酸性液态 H2、N2、O2、CO2、 HCl、CH4、CO等 NH3A 固体 NaOH 生石灰 碱性固态 H2、O2、N2、CH4、 CO 、NH3等 CO2、SO2、HCl B或 C 无水 CaCl中性固态除 NH3外所有气体NH3B或 C 常用干燥装置如下： 注意：选择吸收装置时，要注意进、出气体导管的连接方法，若用“洗气瓶”，要注 意“长进短出”，若用干燥管要注意“大进小出”。先除去气体中含有的其他杂质，干燥除 去水蒸气的操作放在最后。 二、物质的分离和提纯 分离和提纯的主要方法 方法适用范围或原理举例 物 理 方 法 过滤法 固体与液体混合物的分离 可溶性固体与不溶性固体混合物的 分离 粗盐的提纯 结 晶 法 蒸发 分离溶质与溶剂 除去易挥发的杂质 从含有 HCl 的 NaCl溶液中 分离出固体NaCl 降低温度 可溶性固体溶质溶解度受温度影响变 化大小不同 分离NaCl 与 KNO 3的混合 物 续表 方法适用范围或原理举例 化 学 方 法 化气法与杂质反应生成气体而除去 除 Na2SO4中 Na2CO3，可加适量稀H2SO4 ： Na2CO3+ H2SO4Na2SO4+ CO2+ H2O 沉淀法将杂质转化为沉淀过滤除去 除去 NaCl 中的 Na2SO4，可加适量的BaCl2： Na2SO4+ BaCl2=BaSO4+2NaCl 置换法将杂质通过置换反应而除去 除 Fe SO4中的 Cu SO4，可加过量的铁粉， 再过滤： CuSO4+Fe=Cu+Fe SO4 溶解法将杂质溶于某种试剂而除去 除 C粉中的 CuO粉，可加适量稀硫酸，再 过滤： CuO+ H2SO4=CuSO4+ H2O 加热法 杂质受热易分解， 通过加热将 杂质除去 除 CaO中的 CaCO3可加热： CaCO3 高温 CaO+ CO2 转化法 将杂质通过化学反应转化为 主要成分 除 CO2中的 CO ，可将气体通过灼热的CuO ： CO+CuO Cu+CO2 当然， 实际分离与提纯还会有一些其他方法，在实际解题时要因题而解，也可以 综合而灵活地运用几种方法。 问题探究 问题 1 除去 NaCl 溶液中的杂质Ba(OH)2， 若只准加入一种试剂，则这种试剂是_。 【分析】除去杂质的方法有多种，原则是不引入新的杂质，对所提纯的物质不能改变， 把杂质转化成所需要的物质，便于分离。如将杂质被溶液吸收；将杂质转化为气体或沉淀； 将不溶的杂质转为可溶物等。根据题目要求，除去Ba(OH)2，可以加入带有SO4 2- 的试剂，如 Na2SO4、CuSO4、H2SO4等，它们都能与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀。但是，如果选用Na2SO4 溶液，除了生成BaSO4，同时还有NaOH 产生， NaOH 是能溶于水的，无法与NaCl 分开。等于 除去 Ba(OH)2的同时又引进了新的杂质NaOH 。如果选用CuSO4溶液，则生成 BaSO4和 Cu(OH)2 两种沉淀，再经过过滤，即可得到较纯的NaCl。当然加入Fe2(SO4)3溶液也可除去杂质 Ba(OH)2。若选用H2SO4，则生成BaSO4和水，也可除去杂质Ba(OH)2。 【答案】 CuSO4或 Fe2(SO4)3或 H2SO4 问题 2 除掉氯化钠溶液中混有的少量碳酸钠，应选用适量的试剂是 A.稀硫酸B. 硝酸银C.澄清石灰水D.稀盐酸 【分析】本题除去杂质碳酸钠，可考虑加入酸溶液与碳酸钠发生复分解反应，把杂质 变成 CO2气体逸出。但要注意加入的酸只能是盐酸，否则又会产生新的钠盐杂质。 【答案】 D 问题 3 分离 NaCl、FeCl3和 BaSO4的混合物，应选用的一组试剂是（） A. H2O、AgNO 3、HNO3B. H2O、NaOH 、HNO3 C. H2O、NaOH 、HCl D. H2O、KOH 、HNO 3 【分析】此题中，因NaCl 、FeCl3均溶于水， BaSO4难溶于水，所以先用水溶解，利用 溶解性差异过滤分离，然后用NaOH 溶液与滤液反应，NaCl 未变化， FeCl3被转化为Fe(OH)3 ，通过过滤分别得到滤液和沉淀，将滤液蒸发结晶可得纯净的NaCl，将沉淀与HCl 溶液 反应，可使转化为Fe(OH)3的 FeCl3得以复原。在分离操作中同样要遵循不能引入新杂质的 原则，所以选C。 【答案】 C 问题 4 为了除去粗盐中的CaCl2、 MgSO4及泥沙， 可将粗盐溶于水， 然后进行下列5 项操作： 过滤；加过量的NaOH溶液；加适量盐酸；加过量Na2CO3溶液；加过量的BaCl2 溶液。正确的操作顺序是（） A. B. C. D. 【分析】除去多种杂质时，要考虑加入试剂的顺序，为了保证将杂质除尽，所加试剂必 须过量， 因此为了不引进新杂质，后面加入的试剂要能除去前面加入的试剂。本题加入试剂 及顺序是： a 加过量的BaCl2溶液，除去SO4 2；b 加过量的 NaOH溶液，除去Mg 2+；c 加过量 的 Na2CO3溶液除去Ba 2+、 Ca2+；d 过滤，除去生成的沉淀（ CaCO 3、 BaCO3、Mg(OH)2和泥沙）； e 加适量的盐酸，除去过量的CO3 2 和 OH ，由于 b 和 a 顺序互换，不影响除杂目的，所以前 两步操作顺序可颠倒。 【答案】 C、D。 学以致用 一、选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1、氮气混有少量氢气、二氧化碳和水蒸气，欲获得干燥纯净的氮气，可采取下列操作： 通过浓硫酸，通过填充氧化铜的加热管，通过氢氧化钠浓溶液，通过浓盐酸。最好的 组合顺序是（） A、B、C、D、 2、下列各组物质中的杂质（括号内为杂质），只需加入适量稀硫酸就能除去的是（） A. NaCl （Na2CO3）B. Fe （Cu ） C. Na 2CO3（CaCO3）D. HCl （BaCl2） 3、下列各组物质的溶液，不另加试剂无法一一鉴别的是（） A.NaOH HCl CuSO4 MgSO4B.Na2CO3 K2SO4 BaCl2 HCl C.KNO3 HCl CaCl 2 NaOH D.NH4NO3 H2SO4 NaOH MgCl2 4、分离下列各组物质的方法不正确的是（） A.用过滤法分离氧化铜和硫酸铜的混合物 B.用结晶法分离氯化钠和硝酸钾的混合物 C.用蒸馏法（依据物质沸点的不同）分离煤油和水的混合物 D.通过灼热的氧化铜除去CO中的 CO2，得纯净的CO 5、下表是各物质所含的少量杂质以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法，其中正确的 是（） 选项物质杂质除杂试剂或操作方法 A 氯化钠溶液氯化镁加入适量烧碱溶液，再过滤 B 硝酸钠溶液硫酸钠加入适量氯化钡溶液，再过滤 C 熟石灰石灰石高温煅烧 D 二氧化碳一氧化碳通过澄清石灰水 6、按照加水溶解、过滤、蒸发的顺序进行操作，可以分离的一组混合物是( ) A. 木炭粉和二氧化锰 B.铁粉和硫酸铜晶体 C. 氯化钡和硫酸钾 D.二氧化锰和氯化钠 b a 7、下列实验方案中，能达到预期目的的是（） A. 用 NaOH 溶液除去CO2中混有的HCl 气体 B. 用点燃的方法除去CO中混有的少量CO2 C. 用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢主要成分CaCO3和 Mg(OH)2 D. 用 BaCl2溶液除去KNO3溶液中混有的少量K2SO4，得到纯净的KNO3溶液 8、 实验操作方法： 称量，过滤， 蒸发，结晶；其中可用于混合物分离的是（） A. B. C. D. 二、填空题 9、右图所示的装置有多种用途。根据实验需要，气体既可从a 导入也可 以从 b 口导入。瓶中既可加入其他物质，也可以加入不同的液体或固体颗粒 等。请根据要求将相关内容填入下表，然后结合物理知识回答问题： 用途气体入口（ a 或 b）瓶中物质 收集 H2 排气法收集CO2空气 排水法收集O2水 除去 H2中的杂质 HCl 气体 干燥 CO2气体 验证 CO气体中含有CO2杂 质并除去 结合物理知识，简述在表内第项中，排水法收集O2操作成功的原理。 10、为除去 Na2SO4溶液中含有的杂质Na2CO3，甲、乙、丙三位同学分别选用一种试剂（适量） 进行实验。请你对他们所选用的试剂进行评价： 学生选用试剂评价（是否可行，并简述理由） 甲 HCl 乙H2SO4 丙Ba(OH)2 11、某课外活动小组通过Internet网上资料得知： 废弃的定影液中含有一定量的AgNO3。他 们从摄影店收集到一些废弃的定影液，准备将其中的银以单质的形式回收。于是。 他们进行 了以下实验活动： （1）设计方案 加入比银活泼的金属单质除去金属混合物中的杂质 （2）小组讨论 选择加入的金属 甲同学认为：向定影液中加入过量的铜粉，则得到的金属混合物含有银和铜； 乙同学认为：向定影液中加入过量的铁粉，则得到的金属混合物含有银和铁。你认为 同学的方案更合理，其原因是。该方 案的化学方程式为。 除去银粉中混有的金属 向金属混合物中加入的试剂是，化学方程式为。 （3）进行实验 过程如下： 请回答：操作a 是，需要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和；溶液B 中溶质的化学式为。 （ 4） 产品验证 请你设计一个简单方法验证得到的银中是否含有铁粉，方法是 。 答案 一、选择题 1、C 2 、D 3 、C 4 、D 5 、A 6、D 7 、C 8 、D 二、填空题 9、 b，空气； a； b； a，NaOH 溶液或 AgNO3溶液或水；a，浓 H2SO4； a，澄清的 石灰水或Ba(OH)2溶液 10 、 甲：不行，除去 Na2CO3的同时又引入了新杂质NaCl。 乙：行， 除去 Na2CO3的同时增加了Na2SO4，而且没引入新杂质。丙：不行，除去Na2CO3的同时了也除 去了 Na2SO4，并引入了新杂质NaOH 。 11 、（2） 乙铁粉比铜粉更易被除去（或更易得 到、更经济）。 2AgNO3 + Fe =Fe(NO3)2 + 2Ag 稀盐酸（或稀硫酸） Fe + 2HCl = FeCl 2 + H2 （或 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2）。（ 3）过滤漏斗 FeCl2 （或 FeSO4）。（ 4）用磁铁接触，看银粉是否被磁铁吸引（或取少量滴入稀盐酸或稀硫酸， 看是否有气泡放出）。