物质的分离与提纯既有联系又有区别。分离是将混合物的各组成成分分离开,获得纯净的各组分;提纯仅是为从混合物中得到我们想要的物质,而将杂质去掉。提纯一定要用到分离法。分离或提纯时,若需要加入试剂,试剂的选择应遵循以下五个原则:(1)所选试剂一般只和杂质反应。(2)操作不应引入新的杂质。(3)不减,即不减少欲被提纯的物质。(4)易分,即欲被提纯的物质与杂质应容易分离。(5)易得,试剂应尽可能容易获得,且价格低廉。同时还必须做到以下“三必须”:(1)所加除杂质的试剂必须“过量”,只有过量才能除尽欲除杂质。(2)由过量试剂引入的新的杂质亦必须除尽。(3)分离和除杂质的途径必须选择最佳方案。物质分离和提纯的方法:1、固-固混合分离型:加热(包括灼烧、热分解和升华)、结晶(重结晶);2、固-液混合分离型:过滤、盐析、蒸发;3、液-液混合分离型:萃取、分液、蒸馏、渗析;4、气-气混合分离型:洗气,包括(1)采用液体净化剂时——用洗气瓶;(2)采用固体净化剂时——用干燥管或反应管。此外,还应注意一些关联的提法,比如“盐析后过滤”,“加热蒸发”、“萃取分液”“重结晶过滤”“蒸发结晶”等。物质的分离和提纯常用方法如下表:分离和提纯方法适用范围举例物理方法过滤法固体与液体分离粗盐的提纯蒸发浓缩法分离溶于溶剂中的溶质食盐溶液中的NaCl结晶、重结晶法混合物在溶剂中的溶解度随温度变化不同NaCl和KNO3混合物分离蒸馏、分馏法沸点不同的液体分离乙醇和乙酸,石油分离分液法两种互不相溶的液体苯和水浮选法密度不同且均不溶于水的固体用水在沙里淘金萃取法某物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同用CCl4从溴水中提取溴升华法混合物中某一成分在一定温度下可直接由固体变为气体,冷却后,气体又直接变为固体。碘和NaCl混合物中提取碘液化法气体混合物各组分沸点不同,先使其液化后,控制温度再汽化。从空气中分离N2、O2渗析法用半透膜使离子或小分子从胶体溶液中分离。把KI从淀粉溶液中分离出来盐析法加入无机盐,使某些物质溶解度降低而沉淀。从肥皂液中分离甘油;蛋白质盐析化学方法热分解法混合物各组分的热稳定性不同,加热或灼烧可分除去Na2CO3中的NaHCO3处理法混合物各组分的酸、碱性不同,用酸或碱处理分离Fe2O3和Al2O3沉淀法混合物中某一成分与某试剂反应而沉淀。KNO3中含有KCl即可加入Ag NO3,使Cl-沉淀除去。氧化还原法利用混合物中某一成分能被氧化(或被还原)的性质分离。除去苯中的甲苯,加入酸性KMnO4,甲苯被氧化除去。电解法利用电解分离和提纯。电解法精练铜。离子交换法利用离子交换法提纯。离子交换法软化硬水。络合法混合物中某一组分可形成络合物。分离Al2O3和ZnO常见的物质除杂序号原物所含杂质除杂质试剂除杂质的方法1N2O22CO2H2S3COCO24CO2HCl5H2SHCl6SO2HCl7Cl2HCl8CO2SO29碳粉MnO210MnO2碳粉11碳粉CuO12Al2O3Fe2O313Fe2O3Al2O314Al2O3SiO215SiO2ZnO16CuOZnO17BaSO4BaCO318NaOHNa2CO319NaHCO3Na2CO320Na2CO3NaHCO321NaClNaHCO322NH4Cl(NH4)2SO423FeCl3FeCl224FeCl3CuCl225FeCl2FeCl326Fe(OH)3胶体FeCl327CuSFeS28I2NaCl29NaClNH4Cl30KNO3NaCl31乙烯SO2、H2O32乙烷乙烯33溴苯溴34硝基苯NO235甲苯苯酚36乙醛乙酸37乙醇水38苯酚苯39乙酸乙酯乙酸40溴乙烷乙醇41肥皂甘油42葡萄糖淀粉例1、怎样将氯化铝溶液和氯化铁混合溶液分离?(要求写出实验步骤及有关的离子方程式。)答:(1)向混合溶液中加入过量的NaOH溶液.(2)过滤。(3)把Fe(OH)3沉淀洗涤后加入盐酸,到沉淀完全溶解得到FeCl3。(4)取滤液,通入过量CO2(或加入适量的盐酸),到Al(OH)3沉淀完全为止。(5)再过滤,沉淀经洗涤后,再用盐酸溶解得到AlCl3溶液。例2、有一种工业废水,已知其中含有多量FeSO4,少量Ag+、Hg2+和Na+,以及部分污泥。试设计一个既经济又合理的方法以回收金属银和硫酸亚铁晶体,分别列出实验步骤,说明每一个步骤的目的(不必化学方程式),并指出哪一步对环境有污染。答:①过滤除去污泥。②在滤液中加入过量铁粉,使Ag+、Hg2+还原为Ag和Hg。③过滤,将Ag和Hg和过量铁粉从溶液中分离出来。④将混有铁粉的Ag和Hg用稀硫酸处理,使铁溶解。⑤过滤分离出银和汞。⑥加热Ag和Hg的混合物,这时汞变成汞蒸气挥发而得到银。但汞蒸气会污染环境,应连接冷凝装置。⑦将第③和第⑤步的滤液合并,蒸发浓缩,冷却,使硫酸亚铁结晶析出。⑧过滤,得硫酸亚铁晶体,Na+留在母液中。
常见的物质除杂参考答案
序号
原物
所含杂质
除杂质试剂
除杂质的方法
1
N2
O2
灼热的铜丝网
洗气
2
CO2
H2S
硫酸铜溶液
洗气
3
CO
CO2
石灰水或烧碱液
洗气
4
CO2
HCl
饱和小苏打溶液
洗气
5
H2S
HCl
饱和NaHS溶液
洗气
6
SO2
HCl
饱和NaHSO3溶液
洗气
7
Cl2
HCl
饱和NaCl溶液
洗气
8
CO2
SO2
饱和小苏打溶液
洗气
9
碳粉
MnO2
浓盐酸
加热后过滤
10
MnO2
碳粉
-----------
加热灼烧
11
碳粉
CuO
盐酸或硫酸
过滤
12
Al2O3
Fe2O3
NaOH溶液(过量),再通CO2
过滤、加热固体
13
Fe2O3
Al2O3
NaOH溶液
过滤
14
Al2O3
SiO2
盐酸NH3·H2O
过滤、加热固体
15
SiO2
ZnO
盐酸
过滤
16
CuO
ZnO
NaOH溶液
过滤
17
BaSO4
BaCO3
稀硫酸
过滤
18
NaOH
Na2CO3
Ba(OH)2溶液(适量)
过滤
19
NaHCO3
Na2CO3
通入过量CO2
------
20
Na2CO3
NaHCO3
-------
加热
21
NaCl
NaHCO3
盐酸
蒸发结晶
22
NH4Cl
(NH4)2SO4
Ba Cl2溶液(适量)
过滤
23
FeCl3
FeCl2
通入过量Cl2
-----
24
FeCl3
CuCl2
铁粉、Cl2
过滤
25
FeCl2
FeCl3
铁粉
过滤
26
Fe(OH)3胶体
FeCl3
(半透膜)
渗析
27
CuS
FeS
稀盐酸或稀硫酸
过滤
28
I2
NaCl
------
升华
29
NaCl
NH4Cl
-------
加热
30
KNO3
NaCl
蒸馏水
重结晶
31
乙烯
SO2、H2O
碱石灰
洗气
32
乙烷
乙烯
溴水
洗气
33
溴苯
溴
稀NaOH溶液
分液
34
硝基苯
NO2
稀NaOH溶液
分液
35
甲苯
苯酚
NaOH溶液
分液
36
乙醛
乙酸
饱和Na2CO3溶液
蒸馏
37
乙醇
水
新制生石灰
蒸馏
38
苯酚
苯
NaOH溶液、CO2
分液
39
乙酸乙酯
乙酸
饱和Na2CO3溶液
分液
40
溴乙烷
乙醇
蒸馏水
分液
41
肥皂
甘油
食盐
过滤
42
葡萄糖
淀粉
(半透膜)
渗析
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