物質(zhì)的分離方法
【原理】
所謂物質(zhì)的分離就是利用混合物中各組成物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學性質(zhì)的不同而采用適當?shù)姆椒ê拖鄳膶嶒灢僮?把混合物中物質(zhì)分離開來的過程.
【解釋】
從物質(zhì)的狀態(tài)考慮,初中階段一般存在三種類型的物質(zhì)分離情況.
(1) 氣體與氣體的分離。該類型情況常采用吸收法。常用的吸收氣體的試劑如下:
(2)
需要指出的是,在干燥氣體時,若氣體是SO2、CO2、HCl等酸性氣體,則不可用生石灰、NaOH固體、堿石灰等堿性干燥劑;若氣體是NH3等堿性氣體,則不可用濃硫酸等酸性干燥劑;若氣體是H2、O2等中性氣體,則既可用酸性干燥劑,也可用堿性干燥劑。吸收氣體的試劑,若是固體,常用干燥管、直玻璃管、U型管等儀器盛裝;若是液體,常用試劑瓶、試管等儀器盛裝。
(2)固體與液體的分離。該類情況常采用過濾法。
(3)固體與固體的分離。該類情況常要先根據(jù)兩種固體的性質(zhì),采取一定措施后,再采用過濾法。
【提示】
除上述三種常見情況外,初中階段還有一些物質(zhì)的分離可以采取特殊的方法,如利用物質(zhì)的沸點不同、是否能被磁鐵吸引等性質(zhì)進行分離。
【應用】
1.分離水和二氧化錳固體的混合物。
分析:將混合物過濾,得到了濾液水和固體,再將固體洗滌、干燥、得到二氧化錳固體。
2.分離錳酸鉀固體和二氧化錳固體。
分析: 利用兩種固體的溶解性不同,可以先將混合物溶解、過濾、洗滌、干燥得到二氧化錳固體,再將濾液蒸發(fā)濃縮得到錳酸鉀固體。
3.分離硝酸鉀固體和氯化鉀因體。
分析:利用兩種固體的溶解度受到溫度的影響情況明顯不同這一性質(zhì),可以先將混合物溶于水熱水,配制成熱的飽和溶液,再降溫結(jié)晶,并過濾、烘干得到硝酸鉀固體,最后將濾液蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉固體。
4.分離液氮和液氧的混合物。
分析:利用液氮的沸點比液氧的沸點低這一性質(zhì),通過控制溫度(大于液氮沸點小于液氧沸點),讓液氮先從混合物中蒸發(fā)出來,留下來的就是液氧。
5.分離鐵粉和鋁粉的混合物。
分析:利用鐵粉能被磁鐵吸引這一性質(zhì),用吸鐵石把鐵粉從混合物中分離出來。(注意磁鐵與鐵粉之間應用紙張等分隔開)
物質(zhì)的提純方法
【原理】 所謂物質(zhì)的提純,就是利用被提純物質(zhì)和雜質(zhì)在某些性質(zhì)上的不同,采用合適的分離方法除去其中的雜質(zhì),得到純凈物的過程。由于提純物質(zhì)的過程中除了選擇合適的除雜試劑外,常常還需要選擇合適的分離方法,因此,物質(zhì)的分離和提純是互相聯(lián)系的。
【解釋】 物質(zhì)除雜、提純的物理方法主要有:
(1)過濾法(依據(jù)物質(zhì)溶解性的不同)。如果除去碳酸鈣固體中的氯化鈉固體,可以將混合物溶解于水后再過濾,將得到的固體洗滌、烘干得到碳酸鈣固體。
(2)結(jié)晶法(依據(jù)物質(zhì)溶解度受到溫度變化影響不同)。如果要從硝酸鉀和氯化鈉的混合物中提純硝酸鉀,可以將混合物溶于熱水配制成熱的飽和溶液,再降溫結(jié)晶后過濾、烘干,即得到硝酸鉀固體。
化學方法主要有:
(1)置換法。如果除去銅粉中的鋅粉,可以向混合物中加入過量稀硫酸或是硫酸銅溶液,充分反應后過濾、洗滌、烘干,得到純凈的銅粉。
(2)加熱法。如果要除去氧化鈣中的碳酸鈣,可以將混合物直接加熱煅燒,充分反應后,得到純凈的氧化鈣。
(3)沉淀轉(zhuǎn)化法。如果要除去硫酸鈉溶液中的硫酸銅,可以向混合溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液,直到不再產(chǎn)生藍色沉淀時,停止滴加。將得到的混合物過濾,濾液就是硫酸鈉溶液。
(4)氣體轉(zhuǎn)化法。如果要除去氯化鈉溶液中的碳酸鈉,可以向混合溶液中逐滴加入鹽酸溶液,直到不再產(chǎn)生氣泡時,停止滴加,得到的溶液就是氯化鈉溶液。
(5)中和法。如果要除去氯化鈉中的氫氧化鈉,可以向混合溶液中逐滴加入適量的鹽酸溶液,即可得到氯化鈉溶液。
(6)洗氣法。如果從一氧化碳和二氧化碳的混合氣體中提純出一氧化碳,可以將混合氣體先通入濃氫氧化鈉溶液,再通入濃硫酸中,即可得到純凈的一氧化碳。
【提示】
(1)在進行物質(zhì)提純時,要首先考慮物理方法,再考慮化學方法。而且發(fā)源掌握如下四條原則:
①“變廢為寶”——盡量選擇能將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)的試劑 ;
②不能引入新的雜質(zhì);
③加入的除雜試劑不能將所需物質(zhì)也除去;
④加入的除雜試劑要適量或過量,或過量,要在后續(xù)操作中繼續(xù)除去。
(2)當要同時去除去某混合氣體中的水蒸氣和其他氣體時,往往把除去水蒸氣的操作放在最后,以防氣體通過某些溶液時又會從溶液中帶出一部分水蒸氣。
【應用】
1.除去氧氣中的混有的水蒸氣和二氧化碳。
分析:將混合氣體先通入足量的氫氧化鈉溶液,再通入足量的濃硫酸中,便得到了純凈的氧氣。
2.除去氯化鈉溶液中的氯化銅。
分析:向混合溶液中加入過量的氫氧化鈉溶液,充分反應后過濾,再向濾液中滴加稀鹽酸,同時測定濾鏡液的PH值,直到PH值=7時,停止滴加,得到的便是氯化鈉溶液。