逍遥学能 2015-11-24 12:59
混合物的化学分离和提纯方法归纳
物质的分离是指将混合物中的不同物质分开，而且各物质还要保持原来的化学成分和物理状态；物质的提纯是指将混合物净化除去其杂质，得到混合物中的主体物质，提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。
混合物的分离方法有许多种，但根据其分离的本质可分为两大类，一类是化学分离法，另一类就是物理法，一般情况下，利用物理方法无法分离的混合物，就考虑利用化学方法分离，下面就混合物的化学分离和提纯方法归纳如下：
一、分离和提纯的原则：
1．引入的试剂一般只跟杂质反应。
2．后续的试剂应除去过量的前加的试剂。
3．不能引进新物质。
4．杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离。
5．过程简单，现象明显，纯度要高。
6．尽可能将杂质转化为所需物质。
7．除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序。
8．如遇到极易溶于水的气体时，要防止倒吸现象的发生。
二、分离和提纯常用的化学方法：
1．加热法：当混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去。如NaCl中混有NH4Cl，Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质。
2．沉淀法：在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时，应注意后加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新的杂质。如加适量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4；再如NaCl溶液中混有MgCl2、CaCl2杂质，可先加入过量的NaOH，使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀而除去（同时引入了OH－杂质）；然后加入过量的Na2CO3，使Ca2+转化为CaCO3沉淀而除去（同时引入了CO32－杂质）；最后加入足量的盐酸，并加热除去OH－及CO32－（加热的目的是赶走溶液中存在的CO2及HCl），并调节溶液的pH至中性。
3．酸碱法：被提纯的物质不与酸碱反应，而杂质可与酸碱反应，用酸碱作除杂试剂。如用盐酸除去SiO2中的CaCO3，用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉等。
4．氧化还原反应法：如果混合物中混有还原性杂质，可加入适当的氧化剂使其被氧化为被提纯物质。如将适量的氯气通入混有FeCl2的FeCl3溶液中，以除去FeCl2杂质；同样如果混合物中混有氧化性杂质，可加入适当的还原剂使其被还原为被提纯物质。如将过量的铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中，以除去FeCl3杂质。
5．转化法：不能通过一次达到分离目的的，需要经过多次转化，将其转化成其它物质才能分离，然后再将转化的物质恢复为原物质。如分离Fe3+和Al3+时，可加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)3和NaAlO2，过滤后，再加入盐酸重新生成 Fe3+和Al3+。在转化的过程中尽量减少被分离物质的损失，而且转化物质要易恢复为原物质。
6．调节pH法：通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中某组分沉淀而分离的方法。一般是加入相应的难溶或微溶物来调节。如在CuCl2溶液中含有FeCl3杂质，由于FeCl3的水解，溶液是酸性溶液，就可采用调节pH的方法将Fe3+沉淀出去，为此，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。
7．电解法：利用电解原理来分离提纯物质，如电解精炼铜，就是将粗铜作阳极，精铜作阴极，用含铜离子的溶液作电解液，在直流电的作用下，粗铜中比铜活泼的杂质金属失去电子，在阴极只有铜离子得到电子析出，从而提纯了铜。
【例题1】除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是
A．HNO3溶液(H2SO4)，适量BaCl2溶液，过滤
B．CO2(SO2)，酸性KMnO4溶液、浓硫酸，洗气
C．KNO3晶体(NaCl)，蒸馏水，结晶
D．C2H5OH(CH3COOH)，加足量CaO，蒸馏
解析：此题考查了物质的提纯知识。HNO3溶液中混有H2SO4时，加入氯化钡使得硝酸中又混入了HCl杂质，应加入硝酸钡溶液过滤，A错；SO2有还原性，可悲高锰酸钾氧化为硫酸除去，B对；硝酸钾的溶解度随温度升高变大，但食盐的溶解度随温度变化较小，一般用结晶或重结晶法分离，C错；乙酸具有酸性其能和氧化钙反应，但乙醇不能，故加足量氧化钙蒸馏可以分离两者，D对。
答案：A
点拨：进行物质的提纯操作时要遵循的两个原则是：一是不能将要得到的目标产物除掉，二是不能引入新的杂质，像此题中A选项就是引入了新杂质。
【例题2】下列实验设计和结论相符的是
A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性
C.某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO42-
D.在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液
解析：乙醇不可以作为萃取剂，A项错；石蕊变蓝，则肯定为碱性，B项正确。若原溶液中含有SO32 －，生成BaSO3，再加入HCl，则与溶液的NO3－ 结合，相当于HNO3，则可以氧化BaSO3至BaSO4，沉淀不溶解，C项错；加热时，FeCl3会水解，D项错。
答案：B
【例题3】下列除去杂质的方法正确的是
A．除去CO2中混有的CO：用澄清石灰水洗气
B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加过量盐酸后，过滤、洗涤
C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤
D．除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤
解析：CO2可以被澄清石灰水吸收，而CO不可以，故A项错。盐酸可以将BaCO3反应除去，而不能溶解BaSO4，故B项错；C项，2FeCl3 + Fe ＝ 3FeCl2,过量的铁过滤，即可除去，正确；Cu和CuO均可以被HNO3溶解，故D项错。
答案：C
【例题4】下列说法正确的是
A．仅用AgNO3溶液便可鉴别亚硝酸钠和食盐
B．重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大
C．乙酸与乙醇的混合溶液可用分液漏斗进行分离
D．用盐酸标准溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，水洗后的酸式滴定管未经标准润洗，则测定结果偏低
解析：A项，还需要用稀HNO3，看沉淀是否溶解，故错；B项，冷却速度慢，则易析出晶体，越慢晶体析出越大，正确。C项，乙醇和乙酸是互溶的，不分层，所以无法用分液法分离，故错；D项，未润洗酸式滴定管，相当稀释了盐酸，所用标准HCl体积增大，则计算出的NaOH浓度偏大，故错。
答案：B
【例题5】下列化学实验事实及其解释都正确的是
A．向碘水中滴加CCl4，振荡静置后分层，CCl4层呈紫红色，说明可用CCl4从碘水中萃取碘
B．向SO2水溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明BaSO3难溶于盐酸
C．向0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明Fe2+具有氧化性
D. 向2.0mL浓度均为0.1mol·L－1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol·L－1AgNO3 溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp大
解析：A项，是高中化学必修1中的一个很重要的实验——萃取实验；B项的叙述是错误的，在该实验中根本得不到白色沉淀，因为亚硫酸不可能制取盐酸；C项只能说明Fe2+具有还原性，因为KMnO4具有强氧化性，常做氧化剂。D项，沉淀呈黄色，说明沉淀是AgI，也就意味着AgCl的Ksp比AgI的大。
答案：A、Dw
【例题6】下列有关试验操作的叙述正确的是
A. 实验室常用左图所示的装置制取少量的乙酸乙酯
B. 用50mL酸式滴定管可准确量取25.00mLKMnO4溶液
C. 用量筒取5.00mL 1.00mol·L－1盐酸于50mL容量瓶中，加水稀释至刻度，可配制0.100 mol·L－1盐酸
D. 在苯萃取溴水中的溴，分液时有机层从分液漏斗的下端放出
解析：A项，导气管深入到饱和碳酸钠溶液中去了，这样容易产生倒吸，所以该装置不适合用于制备乙酸乙酯；B项，准确量取一定体积的溶液，用的仪器室滴定管，滴定管有两种：酸式和碱式，具体使用范围是：酸式滴定管不得用于装碱性溶液，因为玻璃的磨口部分易被碱性溶液侵蚀，使塞子无法转动。碱式滴定管不宜于装对橡皮管有侵蚀性的溶液，如碘、高锰酸钾和硝酸银等。所以量取高锰酸钾溶液用酸式滴定管。C项，有两点错误之处，第一点量筒只能精确到小数点后一位，第二点在配制一定物质的量浓度的溶液时，溶解操作应在烧杯内溶解，不允许在容量瓶内溶解。D项，苯的密度比水小，飘在水上面，故有机层应该从上口倒出。
答案：Bw
【例题7】工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是
选项
污染物
处理措施
方法类别
A
废酸
加生石灰中和
物理法
B
Cu2+ 等重金属离子
加硫酸盐沉降
化学法
C
含苯废水
用活性碳吸附
物理法
D
含纯碱的废水
加石灰水反应
化学法
解析：废酸与碱中和属于化学法，A项错；Cu2+不可能用SO42 －沉降，B项错；活性碳无法吸收苯，C项错；
Na2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3↓+ 2NaOH，是复分解法，属于化学法，D项正确。
答案：D
来源：江西教师网