1、七、物质的分离与提纯七、物质的分离与提纯 2021 1.1.物质分离与提纯的原则物质分离与提纯的原则 1.物质分离与提纯的原则 (1)不能“玉石俱焚” 指所选试剂只与杂质反应,而不能与主要成分反应。如NaOH溶液中混有 杂质Na2CO3,就不能用稀盐酸除杂,因盐酸和Na2CO3、NaOH都可反应;用 适量Ca(OH)2溶液,就能达到只除去Na2CO3,保留NaOH的目的,因为 Ca(OH)2与NaOH不反应,而与Na2CO3发生如下反 应:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH。 (2)不能“引狼入室” 指在操作过程中,既要除掉杂质,又不引入新杂质。如NaOH溶液中混有杂 质Na
2、2CO3,不能用CaCl2溶液除杂,因为CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl,会 引入新杂质NaCl,故要用Ca(OH)2溶液。 2.2.常用的除杂方法常用的除杂方法 方法 适用范围或原理 举例 物 理 方 法 过滤法 (1)固体与液体混合物的分离 (2)可溶性固体与不溶性固体混 合物的分离 粗盐的提纯 结 晶 法 蒸发 (1)分离溶质与溶剂 (2)除去易挥发的杂质 从氯化钠溶液中分离出 氯化钠固体 降温 可溶性固体溶质的溶解度受温 度影响大小不同 从含氯化钠杂质的硝酸 钾中提纯硝酸钾 物 理 方 法 蒸馏 分离由沸点不同的液体组成的 混合物 分离液态空气制氧气、 石油的分馏等 吸
3、收 把混合气体通入一种溶液,其中 杂质被吸收 浓硫酸吸收氧气中混有 的水蒸气 方法 适用范围或原理 举例 化 学 方 法 沉淀法 加入一种试剂与杂质反应,生成沉 淀,经过滤除去 除去硝酸中的硫酸,可加 入适量的硝酸钡溶液 化气法 加入一种试剂与杂质反应生成气 体而除去 除去NaCl溶液中混有的 Na2CO3可加入适量盐酸 化水法 加入某种试剂,使杂质变为水 除去NaCl溶液中的少量 NaOH,可加入稀盐酸 加热法 通过加热的方法使杂质转化为气 体或使杂质分解变成气体而除去 除去Na2CO3中混有的少 量NaHCO3,可直接加热 方法 适用范围或原理 举例 化 学 方 法 溶解法 向混合物中加入
4、某种溶液将杂 质溶解(发生化学反应)而除去 除去Cu中混有的少量CuO 可将混合物放入足量稀盐 酸中 转化法 通过化学反应把杂质转化为被 提纯的物质 除去CO2中的少量CO可将 混合气体通过灼热的氧化 铜 方法 适用范围或原理 举例 综 合 法 一种方 法不能 达到目 的,可采 用几种 方法完 成 物理方法的综合:主要是溶解、 过滤、蒸发、结晶、洗涤等方 法的结合 粗盐中难溶性杂质的去除 物理与化学方法的综合:当某 物质所含杂质不止一种时,可 加入几种不同试剂除杂 如粗盐中可溶性杂质的去 除,可依次加入BaCl2溶液、 Na2CO3溶液、NaOH溶液等 分 别 将 所 含 的 Na2SO4、
5、CaCl2、MgCl2等杂质转化 为沉淀,再用过滤法除去,最 后加盐酸中和 3.3.常见物质的除杂常见物质的除杂 物质 状态 物质 杂质 方法 气体 CO2 CO 通过灼热的氧化铁 CO2 HCl 通过饱和的碳酸氢钠溶液,干燥 O2 水蒸气 通过浓硫酸 CO CO2 通过足量的氢氧化钠溶液,干燥 H2 HCl、水蒸气 通过足量的氢氧化钠溶液,干燥 O2 HCl、水蒸气 通过足量的氢氧化钠溶液,干燥 N2 O2 通过足量的灼热的铜网 物质 状态 物质 杂质 方法 固体 CaO CaCO3 高温灼烧 CaCO3 CaO 加入大量的水,过滤 NaCl Na2CO3 加入适量稀盐酸,蒸发 CuO Cu
6、 空气中灼烧 Cu CuO 加入足量的稀硫酸,过滤 Cu Fe 磁铁吸引(或足量的硫酸铜溶液,过滤) 物质 状态 物质 杂质 方法 液体 氢氧化钠溶液 氢氧化钙 加入适量碳酸钠溶液,过滤 氢氧化钠溶液 碳酸钠溶液 加入适量澄清石灰水,过滤 氯化钠溶液 碳酸钠溶液 加入适量稀盐酸 氯化钙溶液 HCl 加入足量碳酸钙粉末充分反应,过 滤 水 过氧化氢 加入二氧化锰,过滤 硫酸铜溶液 硫酸 加入过量的氧化铜粉末,充分反应 后过滤 FeCl2溶液 CuCl2 加入足量铁粉,过滤 4.4.常见离子的除杂常见离子的除杂 酸、碱、盐的除杂,关键是找准杂质离子,并将杂质离子转化为沉淀、气体、 水除去。 杂质
7、离子 除杂方法 举例 CO3 2- 加入 H+使之转变 为气体或加入 Ca2+、Ba2+使之转 变为沉淀 NaCl(Na2CO3):对比有用物质和杂质,都含 Na+,因 此 CO3 2-是杂质离子,可用 H+或 Ca2+或 Ba2+,为了 生成有用物质,还需 Cl-,从而确定除杂试剂为 HCl 或 CaCl2或 BaCl2溶液 SO4 2- 加入 Ba2+使之转 化为沉淀 NaNO3(Na2SO4):对比有用物质和杂质,都含 Na+, 因此 SO4 2-是杂质离子,可用 Ba2+,为了生成有用物 质,还需 NO3 - ,从而确定除杂试剂为 Ba(NO3)2溶液 杂质 离子 除杂方法 举例 Cl
8、- 加入 Ag+ 使之转化 为沉淀 KNO3(KCl):对比有用物质和杂质,都含 K+,因此 Cl-是杂 质离子,可用 Ag+,为了生成有用物质,还需 NO3 - ,从而确定 除杂试剂为 AgNO3溶液 OH- 加入 H+使 之转化为 水 CaCl2Ca(OH)2:对比有用物质和杂质,都含 Ca2+,因此 OH-是杂质离子,可用 H+使之变为 H2O,为了生成有用物 质,还需 Cl-,从而确定除杂试剂为 HCl溶液 NH4 + 加入 OH-, 使之转化 为气体 KCl(NH4Cl):对比有用物质和杂质,都含 Cl-,因此 NH4 +是 杂质离子,可用 OH-使之变为 NH3,为了生成有用物质,还 需 K+,从而确定除杂试剂为 KOH 溶液 杂质 离子 除杂方法 举例 某些 金 属离 子 加入 OH-,使 之转化为沉 淀 NaCl(CuCl2):对比有用物质和杂质,都含 Cl-,因此 Cu2+是 杂质离子,可用 OH-使之变为 Cu(OH)2沉淀,为了生成有 用物质,还需 Na+,从而确定除杂试剂为 NaOH 溶液 两种 离子 可用双沉淀 法 NaNO3(MgSO4):对比有用物质和杂质,无相同部分,因此 Mg2+和 SO4 2-都是杂质离子,除 Mg2+可用 OH-,除 SO42-可 用 Ba2+,从而确定除杂试剂为 Ba(OH)2溶液
