①常用的物理方法
过滤:用于不溶性固体与液体的分离。 蒸发:用于可溶性固体与液体的分离。 结晶:利用不同物质的溶解度不同或溶解度变化不同,分离不同的可溶性固体混合物的方法。
分馏:用于不同沸点的液体混合物的分离。
升华:用于易升华的固体与不易升华的固体的分离。 分液:用于互不相溶的液体分离。 渗析:用于胶体与溶液的分离。 ②常用的化学方法
化学方法是指利用两种物质的化学性质的差异,选用一种或几种试剂使之与混合物中的某一物质反应,生成沉淀,或生成与水不相混溶的液体,或使其中之一反应生成易溶于水的物质,然后再用物理方法分离。常用的化学方法主要有生成沉淀法、生成气体法、氧化还原法、正盐酸式盐相互转化法、离子交换法、不溶物反应溶解法、加热分解法、灼烧转变法等。 (2)物质的提纯(除杂质):提纯是利用被提纯物质与杂质性质的差异,采用物理方法或化学方法除去杂质。(物理方法同前面物质的分离。) * 化学方法选择试剂的原则
①选择的试剂只能与杂质反应,而不能与被提纯的物质发生反应。 ②所选试剂不能带人新的杂质。
③试剂与杂质反应后的生成物与被提纯物质要容易分离。
④提纯过程要尽可能做到步骤简单、现象明显、容易分离。 (3)常见物质分离、提纯的实例
(Ⅰ)常见无机物的分离与提纯 固体:
①溶解、过滤法:例MnO2与KCl的分离:采用水溶过滤法。
除C中杂质CuO
除Cu中杂质Zn 采用加盐酸溶解、过滤法除杂。
②加热灼烧法:例CuO中杂质C,
MnO2中的杂质C 采用在生气中加奴灼烧送除杂。
Na2CO3中杂质NaHCO3采用加热法除杂。
③溶解、结晶法:例如分离NaCl与KNO3可根据两物质的含量不同分别采取蒸发结晶法或降温结晶法。 液体:
①萃取法:例从碘水中提取碘可选CCl4做萃取剂进行萃取。
②分液法:例分离CCl4和水、分离
和水等
③渗析法:例将Fe(OH)3胶体中的FeCl3分离出来。
④生成气体法:例除去NaCl溶液中含有的Na2CO3杂质:加适量盐酸。 ⑤生成沉淀法:例除去NaCl溶液中的CaCl2杂质:加适量的Na2CO3溶液。 ⑥氧化法:例除去FeCl3溶液中的杂质FeCl2:通人适量Cl2。 ⑦还原法:例除去FeCl2溶液中的杂质FeCl3:加足量Fe粉。
⑧正盐酸式盐转化法:例除NaHCO3溶液中杂质Na2CO3:通人适量的CO2。 ⑨离子交换法:例除去硬水中的Ca2+、Mg2+:将硬水经过NaR。
11
期题:
①洗气法:例除NO中杂质NO2:选用水。
除CO中杂质CO2:选NaOH溶液。 除H2中的H2S杂质:选CuSO4溶液。
除CO2中的杂质HCl:选饱和NaHCO3溶液。 除SO2中的杂质HCl:选饱和NaHCO3溶液。
②加热法:例除N2中的杂质O2:通过红热的铜网。 除CO2中杂质CO:通过加热的CuO。 ③干燥法:例除气体中的水汽。(见气体干燥方法部分) (Ⅱ)常见有机物的分离与提纯
①蒸馏法:例如乙醇中的杂质水,采用加生石灰再蒸馏, ②分馏法:例如石油的分馏,煤焦油的分馏。 ③洗气法:例如除CH4中的杂质C2H4,通入溴水。
④分液法:例如除去CH3COOC2H5中杂质CH3COOH,加饱和Na2CO3溶液再分液。 ⑤盐析法:例如硬脂酸钠与甘油的分离,加NaCl盐析。 附:常见物质的分离和提纯装置:如图
练习:
1、提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法为 ( D ) A.加入过量碳酸钠溶液,过滤;除去沉淀,溶液中补加适量硝酸 B.加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀;溶液中补加适量硝酸 C.加人过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀;溶液中补加适量硝酸 D.加人过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀;溶液中补加适量硝酸
2、下列从混合物中分离出其中的一种成分,所采取的分离方法正确的是 ( D ) A.由于碘在酒精中的溶解度大,所以可用酒精把碘水中的碘萃取出来
B.水的沸点是100℃,酒精的沸点是78.5℃,所以可用加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精
C.氯化钠的溶解度随温度下降而减小,所以可用冷却法从热的含有少量氯化钾的氯化钠浓溶液中得到纯净的氯化钠晶体 D.由于胶粒的直径比离子大,所以淀粉中混有的碘化钾可用渗析法分离 3、海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下: (1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:① ;③ ;写出过程中②中有关反应的离子方程式 。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是 A.甲苯和酒精 B.四氯化碳和苯 C.汽油和乙酸 D.汽油和甘油 (3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室里有
12
烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器是(如图所示) 。
(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需经过蒸馏,指出下列实验装置中的错误之处:
① ; ② ; ③ 。
(5)进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是 ; ;最后晶态碘在 里聚集。
参考答案:(1)过滤 萃取 Cl2+2I-=2Cl-+I2 (2)B (3)分液漏斗、漏斗 (4)①缺石棉网 ②温度计插到了液体中③冷凝管进出水的方向颠倒 (5)使蒸馏烧瓶受热均匀 控制加热温度不过高 蒸馏烧瓶
4、图是实验室里制取CO2并除去其中少量SO2、HCl、H2O等杂质的装置。除去杂质可选 用如下试剂;氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液、浓硫酸、碳酸钠溶液和水。每个洗气瓶只除去一种杂质,试剂不重复使用。回答下列有关问题:
(1)A装置中常用的试剂是 ;反应的化学方程式是 。
(2)B装置中盛有 ;除去气体中 杂质,能除去杂质的理由是 。
(3)C装置中盛有 ;除去气体中 杂质,能除去杂质的理由是 。
(4)D装置中盛有 ;除去气体中 杂质,能除去杂质的理由是 。
(5)证明E集气瓶中二氧化碳已收满的方法是
参考答案:(1)大理石、盐酸 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O (2)水 HCl HCl易溶于水 (3)NaHCO3溶液 SO2 2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2↑+H2O (4)浓H2SO4 H2O 浓H2SO4具有吸水性 (5)将燃着的木条置于集气瓶口处,木条火焰熄灭,则说明CO2已满 5、现有乙酸、苯、苯酚、苯甲酸4种有机物组成的混合物,可按下面的图示程序进行分离。 请在圆括号( )内填上适当的试剂名称,在方括号[ ]内填上分离操作的名称,在方框 内填上适当物质的化学式。
参考答案:NaOH溶液,分液,苯酚钠,乙酸钠,苯甲酸钠; CO2,分液,乙酸钠,苯甲酸
13
钠; 稀硫酸,过滤 6、物质的检验 (1)鉴定与鉴别
鉴定:是指用化学方法来确定未知物质的组成,各组成部分一定要逐一检验出来。鉴定又分为定性鉴定和定量鉴定两种。
鉴别:是用一定的物理或化学方法把两种或两种以上的已知物质一一区别开。一般原则是:①若有n种物质需鉴别,一般检验出n-1种物质即可。②方法或试剂选择得越简单越好。条件越简单越好,实验现象越明显、越典型越好。③若无限定要求,一般首先考虑用物理方法,当物理方法无法鉴别时,再考虑用化学方法。④用物理方法时,一般可按观察法一嗅试法一水溶法的顺序进行。⑤用化学方法时,对固体可按加热法一水溶法一指示剂测试法一指定试剂法进行;对液体可按指示剂测试法一指定试剂法;对气体可用点燃法一通入指定试剂法等进行。 检验:是根据所给出的检验某些物质的实验步骤和现象,通过推理判断来确定被检验物质是否存在。
(2)鉴别的常用方法: 鉴别方法 观察法 物理方法 嗅试法 水溶法 加热法 焰色反应法 加热法 显色法 水溶法 点燃法 指定试剂法 适用范围 观察被鉴别物质的状态、颜色等 判断气体或有挥发性物质的不同气味(有毒气体禁用) 观察被鉴别物质在水中的溶解情况 主要用于易升华物质 常用于金属或金属离子 常用于易分解的物质 利用某些离子在特定试剂中显示特殊颜色检验 被鉴别物质加水后有特殊现象 主要用于被鉴别物质的助燃性或可燃性,及可燃物的燃烧现象、产物 主要用于待鉴别物质性质的差异性,来选择合适试剂 被鉴别物较多时,常选择合适试剂把被鉴举 例 如CuCl2、FeCl3、NaCl溶液;O2与Cl2等 如NH3与O2等 如Na2CO3与CaCO3 如鉴别碘或萘 如钾盐、钠盐的鉴别 如HCO3-、NO3-、NH4+的盐类;难溶性碱;结晶水合物失水等 如用石蕊、酚酞、pH试纸检验H+或OH-;Fe3+遇SCN-呈血红色等 如CuSO4加水变蓝,CaC2加水产生气体 如H2S的燃烧呈淡蓝色火焰,H2在Cl2中燃烧呈现苍白色火焰 如(NH4)2SO4、Na2SO4、NH4Cl、NaCl四种无色溶液,可选择Ba(OH)2来鉴别 如Na2CO3、NaOH、H2O、BaCl2、H2SO4、盐酸六种物质,可选择石蕊试液把上述六种物质分成三组(碱性、酸性、中性),然后再对各组鉴别 化 学 方 法 分组法 别物分成若干小组,然后再对各小组进行鉴别 特定要求的鉴别 只用一种试剂或不用任何试剂等 (3)焰色反应:Na——黄色;K——紫色(透过蓝色钴玻璃片) (4)物质鉴别的一般类型: Ⅰ不用任何试剂鉴别多种物质
14
①先依据外观特征鉴别除其中的一种或几种,然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。 的几种物质。
②若均无明显外观特征,可考虑能否用加热或焰色反应区别开来。
③若以上两方法都不能鉴别时,可考虑两两混合法,记录?混合后的反应现象,分析确定。 ④若被鉴别物质为两种时,可考虑因试剂加入的顺序不同、现象不同而进行鉴别。 ⑤无论采用什么方法,若鉴别出一种物质后,可用它作试剂区别余下的其他物质。 Ⅱ只用一种试剂鉴别多种物质
此类题中所选择的那种试剂须能分别与被鉴别物反应,产生各种不同的现象才行。 ①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性,确定能否选用水或指示剂进行鉴别。 ②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液作试剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液作试剂。
③被鉴别物的阳离子相同而阴离子不同时,可加入另一种阳离子与上述阴离子反应产生不同颜色的沉淀。如鉴别NaCl、Na3PO4、NaOH、NaNO3溶液可加AgNO3溶液即可鉴别;还可以加入强酸使不同阴离子生成不同的弱酸、不稳定酸、挥发性酸等。若阴离子中有强还原剂,可加入氧化性物质。如NaBr、Na2S、Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4五种溶液可加入浓H2SO4即可。
④被鉴别物的阴离子相同,而阳离子不同时,可加强碱或氨水。
⑤被鉴别物中若有能水解的盐,则可选用与其能发生双水解的盐来鉴别。如CaCl2、H2SO4、Al2(SO4)3、Na2SO4四种溶液,可选Na2CO3溶液即可一一鉴别。
⑥常用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。 Ⅲ任选试剂鉴别多种物质
此类题目不限所加试剂的种类,可有多种解法。题目考查的形式往往从众多的鉴别方案中判断最佳方案。其要求是操作步骤简单、试剂选用最少、现象明显。 考查的题型多为简答题,答题时要掌握以下要领:
①选取试剂要最佳:选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一,使之一目了然。 ②不许原瓶操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若原瓶操作,试剂污染,“别”而无用。要有“各取少许”字样。
③不许“指名道姓”,结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某物质加入某某试剂……”的字样。一般简答顺序为:各取少许一溶解一加入试剂一描述现象一得出结论。 (5)气体的检验
检验气体是根据气体的特性。一般从①气体的颜色和气味;②水溶液的酸碱性;③助燃、可燃及燃烧现象和产物;④遇空气的变化;⑤其他特性去考虑。
方法有①观察法:对于有特殊颜色的气体如Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)、I2蒸气(紫色)可据色辨之。②溶解法:根据气体溶于水现象的不同区分。如NO2和Br2蒸气均为红棕色,但溶于水后NO2形成无色溶液,Br2形成橙色溶液。③褪色法:如SO2和CO2可用品红溶液区分。④氧化法:被空气氧化看变化,如NO的检验。⑤试纸法:如石蕊试纸,Pb(CH3COOH)2试纸。⑥星火法:适用于有助燃性或可燃性的气体检验。如O2使带火星木条复燃;CH4、C2H2的检验可点燃看现象;CH4、CO、H2则可根据其燃烧产物来判断。还有一些方法如闻气味等,但一般不用。
15