人民教育出版化學(xué)選修6《課題目一物質(zhì)的分離和提純》學(xué)案2

1、課題一 物質(zhì)的分離和提純【歸納整理】物質(zhì)的分離、除雜和提純是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。所謂分離就是用物理或化學(xué)的方法將混合物中的各組分一一分開(kāi)。分離完成后各組分要保持（經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)使混合物的組分經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化而分離還要恢復(fù)為）原有的物質(zhì)組成和狀態(tài)。除雜和提純是將混合物中的某組分用物理或化學(xué)的方法除去而得到純物質(zhì)。在提純物質(zhì)的過(guò)程中除了選擇合適的試劑外，還應(yīng)選擇適宜的雜質(zhì)（或產(chǎn)物），以便于同被提純物進(jìn)行分離?，F(xiàn)將有關(guān)要點(diǎn)歸納如下：1. 應(yīng)注意幾個(gè)“不” 不能“玉石俱焚”。即試劑一般與雜質(zhì)反應(yīng)，不與要保留的物質(zhì)反應(yīng)。但特殊情況下，所加試劑需要和保留物質(zhì)反應(yīng)，但最終要轉(zhuǎn)化成需要保留的物質(zhì)。如除去FeCl3

2、溶液中的NaCl，可加過(guò)量的NaOH溶液過(guò)濾洗滌加適量稀鹽酸?！安辉觥薄ⅰ安粶p”。即不增加新的雜質(zhì)，不減少要保留的物質(zhì)。不污染環(huán)境。即要求所選用的除雜方法，不能產(chǎn)生可污染環(huán)境的物質(zhì)。不能“舊貌變新顏”。即除雜結(jié)束前，要恢復(fù)保留物質(zhì)的原有狀態(tài)。2. 除雜方法的幾個(gè)優(yōu)化原則若同時(shí)有多種方法能除去雜質(zhì)，要選擇那些簡(jiǎn)單易行、除雜徹底的方法。應(yīng)盡量選擇既可除去雜質(zhì)，又可增加保留物質(zhì)的方法，即“一舉兩得”。先考慮物理方法，再用化學(xué)方法?！就卣寡由臁恳?、氣體的凈化與干燥1. 氣體凈化的幾種方法吸收法：用吸收劑將雜質(zhì)氣體吸收除去。如，除去CO中混有的少量CO2，可先用濃NaOH溶液吸收CO2，再用濃硫酸等干燥

3、劑除去水蒸氣。常見(jiàn)氣體吸收劑見(jiàn)下表：吸收劑吸收的氣體雜質(zhì)吸收劑吸收的氣體雜質(zhì)水可溶性氣體：HCl、NH3等NaOH固體CO2、HCl、H2O無(wú)水CuSO4H2O堿石灰CO2、HCl、H2O灼熱的銅網(wǎng)O2NaOH溶液CO2、HCl灼熱的CuOH2、CO濃硫酸H2O轉(zhuǎn)化法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，將雜質(zhì)氣體轉(zhuǎn)化為所要得到的氣體。如，除去CO2中的少量CO，可將混合氣體通過(guò)足量的灼熱CuO，CO + CuO Cu + CO2。2. 氣體的干燥氣體的干燥是通過(guò)干燥劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，選擇干燥要根據(jù)氣體的性質(zhì)，一般原則是：酸性干燥劑不能用來(lái)干燥堿性氣體，堿性干燥劑不能用來(lái)干燥酸性氣體，干燥裝置由干燥劑狀態(tài)決定。常見(jiàn)的干燥

4、劑干燥劑可干燥氣體不可干燥氣體干燥裝置名稱(chēng)或化學(xué)式酸堿性狀態(tài)濃H2SO4酸性液態(tài)H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CO等NH3A固體NaOH生石灰堿性固態(tài)H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等CO2、SO2、HClB或C無(wú)水CaCl中性固態(tài)除NH3外所有氣體NH3B或C常用干燥裝置如下：注意：選擇吸收裝置時(shí)，要注意進(jìn)、出氣體導(dǎo)管的連接方法，若用“洗氣瓶”，要注意“長(zhǎng)進(jìn)短出”，若用干燥管要注意“大進(jìn)小出”。先除去氣體中含有的其他雜質(zhì)，干燥除去水蒸氣的操作放在最后。二、物質(zhì)的分離和提純分離和提純的主要方法方法適用范圍或原理舉例物理方法過(guò)濾法固體與液體混合物的分離可溶性固體與不溶性固體混合

5、物的分離粗鹽的提純結(jié)晶法蒸發(fā)分離溶質(zhì)與溶劑除去易揮發(fā)的雜質(zhì)從含有HCl的NaCl溶液中分離出固體NaCl降低溫度可溶性固體溶質(zhì)溶解度受溫度影響變化大小不同分離NaCl與KNO3的混合物續(xù)表方法適用范圍或原理舉例化學(xué)方法化氣法與雜質(zhì)反應(yīng)生成氣體而除去除Na2SO4中Na2CO3，可加適量稀H2SO4：Na2CO3+ H2SO4Na2SO4+ CO2+ H2O沉淀法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀過(guò)濾除去除去NaCl中的Na2SO4，可加適量的BaCl2：Na2SO4+ BaCl2=BaSO4+2NaCl置換法將雜質(zhì)通過(guò)置換反應(yīng)而除去除Fe SO4中的Cu SO4，可加過(guò)量的鐵粉，再過(guò)濾：CuSO4+Fe=Cu

6、+Fe SO4溶解法將雜質(zhì)溶于某種試劑而除去除C粉中的CuO粉，可加適量稀硫酸，再過(guò)濾：CuO+ H2SO4=CuSO4+ H2O加熱法雜質(zhì)受熱易分解，通過(guò)加熱將雜質(zhì)除去除CaO中的CaCO3可加熱：CaCO3CaO+ CO2轉(zhuǎn)化法將雜質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為主要成分除CO2中的CO，可將氣體通過(guò)灼熱的CuO：CO+CuOCu+CO2當(dāng)然，實(shí)際分離與提純還會(huì)有一些其他方法，在實(shí)際解題時(shí)要因題而解，也可以綜合而靈活地運(yùn)用幾種方法?！締?wèn)題探究】問(wèn)題1除去NaCl溶液中的雜質(zhì)Ba(OH)2，若只準(zhǔn)加入一種試劑，則這種試劑是_。【分析】除去雜質(zhì)的方法有多種，原則是不引入新的雜質(zhì)，對(duì)所提純的物質(zhì)不能改變，把

7、雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成所需要的物質(zhì)，便于分離。如將雜質(zhì)被溶液吸收；將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體或沉淀；將不溶的雜質(zhì)轉(zhuǎn)為可溶物等。根據(jù)題目要求，除去Ba(OH)2，可以加入帶有SO42-的試劑，如Na2SO4、CuSO4、H2SO4等，它們都能與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaSO4沉淀。但是，如果選用Na2SO4溶液，除了生成BaSO4，同時(shí)還有NaOH產(chǎn)生，NaOH是能溶于水的，無(wú)法與NaCl分開(kāi)。等于除去Ba(OH)2的同時(shí)又引進(jìn)了新的雜質(zhì)NaOH。如果選用CuSO4溶液，則生成BaSO4和Cu(OH)2兩種沉淀，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾，即可得到較純的NaCl。當(dāng)然加入Fe2(SO4)3溶液也可除去雜質(zhì)Ba(OH)2。若選用H2S

8、O4，則生成BaSO4和水，也可除去雜質(zhì)Ba(OH)2?！敬鸢浮?CuSO4或Fe2(SO4)3或H2SO4問(wèn)題2除掉氯化鈉溶液中混有的少量碳酸鈉，應(yīng)選用適量的試劑是 A稀硫酸 B硝酸銀C澄清石灰水 D稀鹽酸 【分析】本題除去雜質(zhì)碳酸鈉，可考慮加入酸溶液與碳酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，把雜質(zhì)變成CO2氣體逸出。但要注意加入的酸只能是鹽酸，否則又會(huì)產(chǎn)生新的鈉鹽雜質(zhì)?！敬鸢浮?D 問(wèn)題3分離NaCl、FeCl3和BaSO4的混合物，應(yīng)選用的一組試劑是（ ） A. H2O、AgNO3、HNO3 B. H2O、NaOH、HNO3 C. H2O、NaOH、HCl D. H2O、KOH、HNO3 【分析】此題中，

9、因NaCl 、FeCl3均溶于水，BaSO4難溶于水，所以先用水溶解，利用溶解性差異過(guò)濾分離，然后用NaOH溶液與濾液反應(yīng)，NaCl未變化，F(xiàn)eCl3被轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，通過(guò)過(guò)濾分別得到濾液和沉淀，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶可得純凈的NaCl，將沉淀與HCl溶液反應(yīng)，可使轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的FeCl3得以復(fù)原。在分離操作中同樣要遵循不能引入新雜質(zhì)的原則，所以選C?！敬鸢浮緾 問(wèn)題4為了除去粗鹽中的CaCl2、MgSO4及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列5項(xiàng)操作：過(guò)濾；加過(guò)量的NaOH溶液；加適量鹽酸；加過(guò)量Na2CO3溶液；加過(guò)量的BaCl2溶液。正確的操作順序是（ ） A. B. C. D. 【

10、分析】除去多種雜質(zhì)時(shí)，要考慮加入試劑的順序，為了保證將雜質(zhì)除盡，所加試劑必須過(guò)量，因此為了不引進(jìn)新雜質(zhì)，后面加入的試劑要能除去前面加入的試劑。本題加入試劑及順序是：a加過(guò)量的BaCl2溶液，除去SO42；b加過(guò)量的NaOH溶液，除去Mg2+；c加過(guò)量的Na2CO3溶液除去Ba2+、Ca2+；d過(guò)濾，除去生成的沉淀（CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2和泥沙）；e加適量的鹽酸，除去過(guò)量的CO32和OH，由于b和a順序互換，不影響除雜目的，所以前兩步操作順序可顛倒。 【答案】C、D。【學(xué)以致用】一、選擇題（每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.氮?dú)饣煊猩倭繗錃?二氧化碳和水蒸氣，欲獲得干燥純凈的氮?dú)猓?/p>

11、可采取下列操作：通過(guò)濃硫酸，通過(guò)填充氧化銅的加熱管，通過(guò)氫氧化鈉濃溶液，通過(guò)濃鹽酸。最好的組合順序是 （ ）A.B.C.D.2.下列各組物質(zhì)中的雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)），只需加入適量稀硫酸就能除去的是（ ）A. NaCl（Na2CO3）B. Fe（Cu）C. Na2CO3（CaCO3）D. HCl（BaCl2）3.下列各組物質(zhì)的溶液，不另加試劑無(wú)法一一鑒別的是 （ ）ANaOH HCl CuSO4 MgSO4 BNa2CO3 K2SO4 BaCl2 HClCKNO3 HCl CaCl2 NaOH DNH4NO3 H2SO4 NaOH MgCl24.分離下列各組物質(zhì)的方法不正確的是 （ ）A用過(guò)濾法

12、分離氧化銅和硫酸銅的混合物B用結(jié)晶法分離氯化鈉和硝酸鉀的混合物C用蒸餾法（依據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)的不同）分離煤油和水的混合物D通過(guò)灼熱的氧化銅除去CO中的CO2，得純凈的CO5.下表是各物質(zhì)所含的少量雜質(zhì)以及除去這些雜質(zhì)所選用的試劑或操作方法，其中正確的是 （ ）選 項(xiàng)物 質(zhì)雜 質(zhì)除雜試劑或操作方法A氯化鈉溶液氯化鎂 加入適量燒堿溶液，再過(guò)濾B硝酸鈉溶液硫酸鈉 加入適量氯化鋇溶液，再過(guò)濾C熟石灰 石灰石 高溫煅燒D二氧化碳一氧化碳通過(guò)澄清石灰水6. 按照加水溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)的順序進(jìn)行操作，可以分離的一組混合物是( )A木炭粉和二氧化錳 B鐵粉和硫酸銅晶體C氯化鋇和硫酸鉀 D二氧化錳和氯化鈉7. 下列實(shí)驗(yàn)

13、方案中，能達(dá)到預(yù)期目的的是 （ ） A. 用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl氣體 B. 用點(diǎn)燃的方法除去CO中混有的少量CO2 C. 用稀鹽酸除去熱水瓶膽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，得到純凈的KNO3溶液8. 實(shí)驗(yàn)操作方法：稱(chēng)量，過(guò)濾，蒸發(fā)，結(jié)晶；其中可用于混合物分離的是 （ ）ba A. B. C. D.二、填空題9. 右圖所示的裝置有多種用途。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，氣體既可從a導(dǎo)入也可以從b口導(dǎo)入。瓶中既可加入其他物質(zhì)，也可以加入不同的液體或固體顆粒等。請(qǐng)根據(jù)要求將相關(guān)內(nèi)容填入下表，然后結(jié)合物理知識(shí)回答問(wèn)題：用途氣

14、體入口（a或b）瓶中物質(zhì)收集H2排氣法收集CO2空氣排水法收集O2水除去H2中的雜質(zhì)HCl氣體干燥CO2氣體驗(yàn)證CO氣體中含有CO2雜質(zhì)并除去結(jié)合物理知識(shí)，簡(jiǎn)述在表內(nèi)第項(xiàng)中，排水法收集O2操作成功的原理 。10. 為除去Na2SO4溶液中含有的雜質(zhì)Na2CO3，甲、乙、丙三位同學(xué)分別選用一種試劑（適量）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你對(duì)他們所選用的試劑進(jìn)行評(píng)價(jià)：學(xué)生選用試劑評(píng)價(jià)（是否可行，并簡(jiǎn)述理由）甲乙H2SO4丙Ba(OH)211. 某課外活動(dòng)小組通過(guò)Internet網(wǎng)上資料得知：廢棄的定影液中含有一定量的AgNO3。他們從攝影店收集到一些廢棄的定影液，準(zhǔn)備將其中的銀以單質(zhì)的形式回收。于是。他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)活動(dòng)： （1）設(shè)計(jì)方案 加入比銀活潑的金屬單質(zhì) 除去金屬混合物中的雜質(zhì) （2）小組討論 選擇加入的金屬甲同學(xué)認(rèn)