物质的分离与提纯_化学实验-2 物质的分离.提纯-.docx
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1、物质的分离与提纯_化学实验-2 物质的分离.提纯:化学试验2二. 重点、难点:物质的分别、提纯;三. 学问分析:1. 物质的分别与提纯中的基本操作操作名称适用范围和实例装置操作要点过滤(沉淀洗涤)固体(不溶)一液体分别例:除去粗盐中的泥沙(1)对折法折叠滤纸后紧贴漏斗壁,用水打湿不出气泡为止,滤纸边缘低于漏斗;过滤时加入漏斗的溶液面低于滤纸边缘,即“一贴两低三靠”。(2)过滤时:烧杯嘴与玻璃棒接触;玻璃棒与三层滤纸处相接触;漏斗嘴紧靠玻璃烧杯壁。(3)加水,水面高于沉淀,浸洗三次,达到净化沉淀。蒸发结晶(重结晶)固体一液体分别,例:食盐溶液的蒸发结晶。利用物质在同一溶剂中溶解度不同,进行固体一
2、固体(均溶)分别。例:KNO3,NaCl的结晶分别。(1)蒸发皿可干脆受热。固定在铁架台的铁环上。(2)加热时用玻璃棒不断地搅动防止热液溅出,发觉溶液出现较多固体快干时撤火。利用余热将溶液蒸干。蒸馏分馏分别沸点不同的液体混和物例:从石油中分馏出各馏分。从乙醇、乙酸、浓H2SO4混和液中蒸馏出乙酸乙酯。(1)蒸馏烧瓶加热要垫石棉网,温度计水银球放在支管口略向下的位置。(2)冷凝管横放时头高尾低保证冷凝液自然下流,冷却水与被冷凝蒸气流向相反。(3)烧瓶中放入多孔瓷片以防暴沸。萃取分液将两种互溶的液体分开。将两种互不相溶的液体分开。例:用CCl4将碘从碘水中萃取出来后,再分液分别(1)将溶液注入分液
3、漏斗,溶液总量不超过其容积34,如图所示,两手握住分液漏斗、倒转分液漏斗并反复、用力振荡。(2)把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层。(3)打开旋塞,使下层液体流出。洗气气一气分别(杂质气体与试剂反应)例:用饱和食盐水除去Cl2气中的HCl杂质,用Br2水除去CH4中的C2H2。混和气体通入洗气瓶留意气体流向,进步短出。渗析胶粒与溶液中的溶质分别。例:用渗析的方法除去淀粉胶体中的NaCl。将要提纯的胶体装入半透膜中,将半透膜袋系好,浸入蒸馏水中,渗析的时间要充分。加热杂质发生反应。例:Na2CO3中含有NaHCO3杂质。MnO2中混有炭粉杂质可用加热法除去。用玻璃棒搅拌,使受热匀称升华分别易
4、升华的物质。例:碘、萘的提纯盐析胶体从混和物中分别出来。例:硬脂酸钠溶液中加入食盐细粒;鸡蛋白溶液中加入饱和溶液离子交换将溶液中的离子与液体分别。例:软化硬化2. 中和滴定 打算过程:检查滴定管是否漏水;用水洗涤玻璃仪器;用少量标准液或待测液润洗装标准液的滴定管或装待测液的滴定管;装液体(在锥形瓶中放肯定量待测液),排气泡、调零点并记录初始读数。当然也可以用待测液滴定标准液。 滴定过程:姿态:左手限制活塞或小球,右手摇动锥形瓶,眼睛凝视锥形瓶内溶液颜色的改变。滴速:逐滴滴入,当接近终点时,应一滴一摇。终点:最终一滴刚好使指示剂颜色发生明显变更时即为滴定终点。记录读数(半分钟不褪色) 数据处理及
5、误差分析(略)3. 气体发生器的气密性检查(见图1、图2所示)用试管、烧瓶作气体发生器时,应将导气管的末端浸入水中,用双手捂住反应器的外壁或微热反应器。若有气泡产生,移开手掌或热源,过一会儿,有水进入导管形成一段水柱,则证明气密性良好。图1 图2用启普发生器作气体发生器时,应将导管活塞关闭,往启普发生器球形漏斗中注满水,静置一段时间后,视察到水面不下降,则说明气密性良好。如气体试验的装置较多,也可考虑用分段检查的方法、原理与上述相同。物质的分别和提纯物质的提纯就是除杂,它指除去某物质中的杂质以提高纯度的试验操作过程,物质的分别是把混合物中的成分分别开来的试验操作过程。因此,可把分别看作是提纯方
6、法上的延长。1. 题型:提纯和分别是依据物质之间性质的差异来处理,采纳的方法有:过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、纸上层析、结晶。2. 提纯的原理:主要是利用化学反应把杂质转化为气体或不溶物(有时恰好相反)而分别除去(去除法),或把杂质转化为所需物质(转化法),但应留意不能因加入试剂又引入新的杂质。即:(1)不增加新的杂质,(2)不削减主要成分的含量,(3)操作方法简洁,易于进行分别,(4)假如将主要成分进行了转化,最终要能将其还原转来。可以归纳为“不增、不减、易分、复原”。3. 固体或溶液的提纯方法:(1)去除法。如:NaCl(NaBr),NaCl(Na2SO4)(2)转化法。如:NaHCO3(
7、Na2CO3),Na2CO3(NaHCO3),FeCl2(FeCl3),FeCl3(FeCl2)除去某种金属离子中的Fe3+,则应加入该金属的氧化物或氢氧化物,或碳酸盐(酸分解盐)。如CuCl2(FeCl3):加入CuO或或CuCO3。因为:Fe3+3H2O3H+,CuCO32H+Cu2+H2OCO2。4. 常见气体中杂质的去除方法(1)常见的去除气体中杂质的试剂: 去除气体中的HCl气:用少量水或饱和食盐水; 去除HCl中的Cl2气:用活性炭吸附(Cl2易液化) 去除气体中的H2S气:用CuSO4溶液。气体除杂装置中假如有蓝色的CuSO4溶液,肯定是用来除H2S气体的。 去除酸性气体或卤素:
8、用碱溶液。 CO2(HCl、SO2、Cl2),SO2(HCl),H2S(HCl),一般采纳主要成分的酸式盐,这样既增加了主要成分的含量,又把杂质气体除去了。(不能用正盐,因为正盐会与相应的气体反应生成酸式盐)(2)气体的干燥采纳干燥剂 酸性干燥剂浓硫酸:除了不行干燥H2S(因浓硫酸有氧化性,H2S具有还原性)、NH3外,几乎都可用。P2O5粉:除NH3外几乎都可以。 碱性干燥剂固体烧碱:不能干燥酸性气体。碱石灰:不能干燥酸性气体。 中性或接近中性的干燥剂硅胶:几乎都可用。无水氯化钙:除NH3、乙醇外,几乎都可用。5. 除去物质中混有杂质的方法:(1)利用生成气体的反应除去杂质如清除硫酸钠溶液中
9、含有少量碳酸钠或其它易挥发性弱酸的钠盐杂质时,加入适量硫酸即可。Na2CO3H2SO4Na2SO4H2OCO2(2)利用生成沉淀的方法除去杂质如ZnCl2(ZnSO4):加适量BaCl2溶液。ZnSO4BaCl2BaSO4ZnCl2(3)利用酸式盐与正盐的相互转化规律除去杂质Na2CO3(NaHCO3):加热或加碱。NaHCO3(Na2CO3):水溶液中通CO2。(4)利用氧化还原反应除去杂质FeCl3(FeCl2):通Cl2。2FeCl2Cl22FeCl3假如在比较活泼的金属盐溶液中含有不活泼金属组成盐的杂质时,可用置换反应。如FeSO4(CuSO4):加铁粉,过滤得滤液。FeCuSO4Fe
10、SO4Cu(5)利用物质的两性除去杂质FeCl3(AlCl3):加入过量烧碱溶液,过滤得沉淀,加盐酸。(6)除去有机物中的杂质一般是利用杂质与试剂反应生成溶于水的物质,从而与原有机物分层除去。如苯中混有苯酚:加NaOH溶液,分层除去。乙酸乙酯中混有乙酸:加饱和碳酸钠溶液,分层除去。6. 留意:(1)要考虑除杂试剂的适量和过量。一般除杂加适量试剂,叙述中应加上“适量”二字。加过量试剂时还应考虑下一步要除去过量未反应的试剂,如Cl-()(食盐水中除杂,用以电解制碱)应是:Ba2+ ? HCl。(2)在详细的试验过程中,还必需选择适当的仪器及进行正确的操作。例如:在溶液中除去杂质时,产生的沉淀物,必
11、需过滤除去。假如产生气体,应当用加热的方法,使它溶解度降低,而比较彻底地将杂质除去;假如气体的提纯用某种物质汲取,汲取剂是液体时,则用洗气方法;汲取剂是固体时,则用干燥管。假如用液液萃取的方法分别杂质,则要用分液漏斗。(3)除杂中要考虑以下“五性”: 可行性:如H2S(HCl),不能用FeS,因为FeS不易与HCl气体反应; 简捷性:如KBr(I2),用萃取不如加热; 纯净性:如CO2(H2S),不能用浓硫酸,因为产生SO2; 保质性。 有序性:Cl2(HCl、H2O),先通过饱和食盐水,后通过浓硫酸。(4)要留意杂质极少时的除去方法与常量时的常规方法不同。除杂技巧:(1)在一个制取气体并要除
12、去杂质的试验装置中,若有洗气瓶装有硫酸铜溶液, 则肯定是用来除去硫化氢气体的。(2)要分别除去一组杂质离子,且一次只除一种离子,所加试剂又必需过量时,最终的除杂试剂肯定是酸,倒数其次位是可溶的碳酸盐。运用碳酸盐的好处是: 它能沉淀较多的阳离子,又简单除去(加相应的酸)。(3)CO2气体中混有SO2或HCl气体,可通入NaHCO3溶液中,由于SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸和盐酸皆能与NaHCO3反应生成CO2,这样即除去了杂质气体,又增加了主要成分的量;同理,SO2气体中混有HCl气体,可通入NaHSO3溶液中,盐酸与NaHSO3反应产生SO2气体。(4)干燥气体即是除水蒸气,往往摆在最终,一般
13、是用装有浓硫酸的洗气瓶或装有固体干燥剂的干燥管。例1 怎样除去CO2中的少量CO?解析:因为CO与O2反应生成CO2,有些学生会认为可向混合气中通入O2并点燃以除去CO。这种想法的错误在于:用火焰点燃混合气体时,因大量的CO2存在而使火焰熄灭,CO不能燃烧;并且还会引入O2杂质。因此,不能离开特定的情景和条件,孤立地用物质的性质去考虑除杂方法。本题的正确解法是:将混合气体通过炙热的CuO,发生的反应是:CuOCOCuCO2。另外,本题还可用逆向思维的方法,用除CO中的CO2的方法来除CO2中的CO。即:把混有少量CO的CO2混合气体通入澄清石灰水中,过滤,再向沉淀加盐酸。化学反应的原理是:CO
14、2CaCO3H2O,2HClCaCl2H2OCO2。练习:CaCl2(NaCl)如:乙烷中混有乙烯。用转化法,加H2,产率大,但条件苛刻,试验室不能进行;用去除法,通入KMnO4溶液或溴水,不能增加产率,但简易可行。又如:乙酸乙酯中混有乙酸。 加乙醇、浓硫酸,加热 加水 加NaOH溶液 加Na2CO3饱和溶液 加HBr 除为转化法外,其余都是去除法。 条件苛刻,可逆,要引入其它物质; 效果不是很好; 中和,可逆,要引入其它物质; 乙酸与Na2CO3反应后与乙酸乙酯分层,可分液,应采纳此法; 不行。例2 要使含有Ba2+、Al3+、Cu2+、Mg2+、Ag+等离子的溶液中的各离子逐一形成沉淀析出
15、,下列所选择的试剂及加入试剂的依次正确的是( )A. H2SO4HClH2SNaOHCO2B. HClH2SO4Na2SNaOHCO2C. NaClNa2SO4Na2SNaOHCH3COOHD. Na2SNa2SO4NaClNaOHHCl答案:B解析:此题应抓着以下四点考虑:(1)离子逐个沉淀,可采纳以下图表法分析,只产生一种沉淀的居首位,故应是HCl在前。Ba2+Al3+Cu2+Mg2+Ag+H2SO4HClH2SNa2SCO2NaOH (2)选用H2S或选用Na2S明显反应状况不完全一样,如H2S不与Al3+反应,Na2S会与Al3+发生双水解反应而产生气体和沉淀;(3)用HCl、H2SO
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