混合物的物理分离方法

2023-05-10 14:56:27

 

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,物理分离方法的基本技能常融于选择、推断、简答题中,现将常见的物理分离方法列表归纳如下,供同学们复习参考:

方法

适用范围

主要仪器

注意事项

举例

溶解

过滤

分离不溶性固体和可溶性固体

漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸

一角两低三相靠;沉淀要洗涤;定量实验要 “无损”

粗盐的提纯NaCl(CaCO3)

蒸发

易溶固体与液体

酒精灯、蒸发皿、玻璃棒

①不断搅拌;②最后用余热加热;③液体不要超过容积的2/3

NaCl(H2O)

结晶

重结晶

溶解度差别大的物质

NaCl(NaNO3)

升华

能升华物质与不升华物质

酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧杯

控制温度,防止不升化的物质分解

I2(NaCl)

NH4Cl(NaCl)

萃取

溶质在互不相溶的溶剂里,根据溶解度的不同,把溶质分离出来

烧杯、漏斗架、分液漏斗

先查漏;选择合适萃取剂;漏斗内外与大气相通;上层液体要从上口倒出

C6H6CCl4从溴水中提取溴单质

分液

分离互不相容的液体

分液漏斗

乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液

蒸馏

分馏

分离沸点差异较大的互溶液体混合物

蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、接收器、酒精灯、石棉网

①温度计水银球位于支管处;②冷凝水从下口进;③加碎瓷片

乙醇和水、I2CCl4、石油的分馏

渗析

分离胶体与溶液

半透膜、烧杯、玻璃棒

更换蒸馏水

淀粉与NaCl的分离

盐析

加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出

烧杯

用固体盐或浓溶液

蛋白质的提纯、硬脂酸钠和甘油的分离

洗气

易溶气体与难溶气体

洗气瓶(或干燥管等)

长进短出

Cl2HCl

液化

沸点不同的气体

U形管

常用冰水冷凝

NO2N2O4)、从空气中分离N2O2

【例题1除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是

AHNO3溶液(H2SO4),适量BaCl2溶液,过滤

BCO2(SO2),酸性KMnO4溶液、浓硫酸,洗气

CKNO3晶体(NaCl),蒸馏水,结晶

DC2H5OH(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BaSO3BaSO4,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;CuCuO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:Bw

【例题5下列有关试验操作的叙述正确的是

A. 实验室常用图所示的装置制取少量的乙酸乙酯

B. 50mL酸式滴定管可准确量取25.00mLKMnO4溶液

C. 用量筒取5.00mL 1.00mol·L1盐酸于50mL容量瓶中,加水稀释至刻度,可配制0.100 mol·L1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6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·L1FeSO4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. 2.0mL浓度均为0.1mol·L1KClKI混合溶液中滴加1~20.01mol·L1AgNO3 溶液,振荡,沉淀呈黄色,说明 AgClKspAgIKsp

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 Ksp AgI的大。答案:AD

【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

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