2019北京高三二�？荚嚮瘜W(xué)物質(zhì)提純的方法

2019-04-13 13:34:00 　來源：網(wǎng)絡(luò)整理

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　　2019北京高三二模診斷化學(xué)物質(zhì)提純的方法(一)

　　物質(zhì)除雜的原則是：

　　①不增，即在除去雜質(zhì)的同時，不能引入新的雜質(zhì);

　�、诓粶p，即不能減少被提純的物質(zhì);

　�、酆啽�，即分離操作簡便易行;

　�、芤椎茫闯s試劑價格便宜，容易得到;

　�、葺^好，即所選用的方法在保證除去雜質(zhì)的同時，較好能增加被提純物質(zhì)的量。

　　常見的物質(zhì)除雜方法有以下幾種：

　　一、利用物理性質(zhì)的差異

　　1.溶解性差異法：如果提純物質(zhì)與雜質(zhì)在溶解性上有明顯差異時，可用溶解性差異法除雜。

　　2.結(jié)晶法：若混合物中各組分在某一溶劑中的溶解度隨溫度變化不同時，可采用結(jié)晶法除雜。

　　3.萃取分液法：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來，然后利用分液漏斗將其分開。

　　4.升華法：把能夠升華的固體物質(zhì)和不能揮發(fā)的固體物質(zhì)分開。

　　5.磁鐵法：利用磁鐵能把鐵吸引，可以把鐵從其他不能被鐵吸引的雜質(zhì)中分離出來或從不能被鐵吸引的物質(zhì)中把鐵雜質(zhì)除去。

　　6.滲析法：把混有離子或分子雜質(zhì)的膠體裝入半透膜袋里，并把袋放入溶劑中，從而使離子或分子從膠體溶液里分離的操作，叫做滲析。滲析法主要用來提純、精制液溶膠。

　　7.蒸餾法：利用物質(zhì)沸點不同，來分離互溶混合物。

　　二、利用化學(xué)性質(zhì)的差異

　　1.熱分解法：對于穩(wěn)定性差異較大的固體混合物，可采用熱分解法。

　　2.氧化還原法：利用物質(zhì)的氧化性與還原性，將雜質(zhì)氧化或還原，使其轉(zhuǎn)化為易于分離的物質(zhì)。

　　3.絡(luò)合法：加入絡(luò)合劑，將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性絡(luò)合物，使之易與所需的物質(zhì)分離。

　　4.沉淀法：用化學(xué)試劑將液體或氣體混合物中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋沓ァ?/p>

　　5.酸堿溶解法：利用固體雜質(zhì)與酸或堿反應(yīng)的性質(zhì)，將雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘柠}而除去。

　　6.酸、堿洗滌法：利用雜質(zhì)與酸或堿反應(yīng)的性質(zhì)，將氣體混合物中的雜質(zhì)分別轉(zhuǎn)入酸溶液或堿溶液。

　　2019北京高三二模診斷化學(xué)物質(zhì)提純的方法(二)

　　高中階段主要的分離提純方法如下：

　　1 結(jié)晶和重結(jié)晶 NaCl(KNO3) ____括號中為雜質(zhì),下同

　　2 蒸餾乙醇(水):加足量新制的CaO再進(jìn)行蒸餾

　　3 過濾 NaCl溶液(CaCO3)

　　4 升華 NaCl (I2) 采用加熱除去碘 KNO3(NH4Cl)

　　5 萃取法溴水中的溴單質(zhì)用苯/CCl4去萃取

　　6 溶解法鐵(Al) 加氫氧化鈉溶液溶解鋁

　　7 增加法 CO2(SO2)用飽和碳酸氫鈉溶液; CO(CO2)用灼熱的C

　　8 轉(zhuǎn)化法如,分離Fe(OH)3 , 先加足量氫氧化鈉溶液除去Al(OH)3，分離出Fe(OH)3

　　再向四羥基合鋁酸鈉溶液中通入過量CO2，使其轉(zhuǎn)化為Al(OH)3

　　FeCl2(FeCl3) 加入鐵粉;FeCl3(FeCl2)向溶液中通入Cl2

　　2019北京高三二模診斷化學(xué)物質(zhì)提純的方法(三)

　　一、結(jié)晶和重結(jié)晶

　　溶質(zhì)從溶液中析出的過程(即晶體在溶液中形成的過程)稱為結(jié)晶。而重結(jié)晶是指將晶體溶于溶劑(或熔融)以后，又重新從溶液(或熔體)中結(jié)晶的過程，又稱再結(jié)晶。

　　重結(jié)晶主要針對固態(tài)晶體物質(zhì)的分離提純，效果與溶劑選擇大有關(guān)系。溶劑較好滿足以下任一條件：

　　(1)、對主要化合物是可溶性的，對雜質(zhì)是微溶或不溶的溶劑。濾去雜質(zhì)后，將溶液濃縮、冷卻結(jié)晶，即得較純的物質(zhì)。

　　(2)、物質(zhì)的溶解度在該溶劑中受溫度影響較為顯著。

　　中學(xué)階段較常見的實例是KNO3和NaCl的混合物。對于該混合物的分離，主要是利用它們在同一種溶劑中的溶解度隨溫度的變化差別很大。則可在較高溫度下將混合物溶液蒸發(fā)、濃縮，首先析出的是溶解度升高不大的NaCl晶體，除去NaCl以后的母液再濃縮和冷卻后，可得較純KNO3。另一個實際例子就是選修5先進(jìn)章提到的苯甲酸的重結(jié)晶實驗。重結(jié)晶往往需要進(jìn)行多次，才能獲得較好的純化效果。

　　二、蒸餾法

　　蒸餾是利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同，使低沸點組分蒸發(fā)，再冷凝以分離整個組分的操作過程，是蒸發(fā)和冷凝兩種單元操作的聯(lián)合。與其它的分離手段，它的優(yōu)點在于不需使用系統(tǒng)組分以外的其它溶劑,從而保證不會引入新的雜質(zhì)。蒸餾是分離和提純液態(tài)化合物常用的方法之一，是重要的基本操作。但蒸餾主要針對組分沸點相差大于30℃以上時，才有理想的分離效果。對于組分沸點相差不大的混合體系則采用分餾。而分餾裝置由于要使用分餾柱，高中并不常見，故高中實際教學(xué)中很少提及。一個變通的思路，是“固定組分蒸餾法”。比如，乙醇-水混合物，單純用蒸餾分離效果很不理想，可以先加入生石灰與水反應(yīng)，將水“固定”住，然后蒸餾，可以得到較純的乙醇。

　　三、萃取法

　　萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從另一溶劑所組成的溶液里提取出來的操作方法。萃取分離物質(zhì)時，必須用分液漏斗。萃取的關(guān)鍵是找到一個合適的萃取劑，被萃取的物質(zhì)在兩個溶劑中的溶解度差距越大，則萃取的效果就越好。萃取法在化工制藥等領(lǐng)域?qū)儆诔Ｓ檬侄�，但高中階段常見的是利用有機(jī)溶劑萃取水溶液中的物質(zhì)，比如利用CCl4萃取碘水中的碘。萃取完得到的CCl4-I2混合體系，可以采用蒸餾的方法進(jìn)行分離，從而得到較純的碘單質(zhì)。

　　四、升華法

　　某些物質(zhì)固態(tài)時就有較高的蒸氣壓，因此受熱后不經(jīng)熔化就可直接變?yōu)檎魵�，冷凝時又變成固態(tài)的現(xiàn)象稱為升華。常見可升華物質(zhì)有I2、干冰、水楊酸、苯甲酸、樟腦等。生活中的例子有：冬天冰凍的衣服變干、白熾燈用久了燈內(nèi)的鎢絲變細(xì)、用干冰制舞臺上的霧、用干冰制雨衣箱中的樟腦丸變等。用于物質(zhì)的分離提純的實例在高中階段更是很少，基本都集中在I2混合物上。而在化工生產(chǎn)中還存在真空升華、低溫升華等特殊升華方法，用以提純高純度的物質(zhì)，如鎂和釤、三氯化鈦、苯甲酸、糖精等。

　　升華本質(zhì)屬于物理變化。NH4Cl存在類似“升華”的現(xiàn)象，但其機(jī)理與一般的升華不同。加熱時，由于氯化銨分解成氣態(tài)的氨和氯化氫而氣化，冷卻時又重新結(jié)合成氯化銨而沉積下來，表觀現(xiàn)象與升華一樣，但其實質(zhì)存在化學(xué)變化過程。因此，NH4Cl和I2混合物不能利用升華方法進(jìn)行分離。

　　五、溶解過濾法

　　利用各組分物質(zhì)在特定溶劑中的溶解性，采用過濾手段將不溶物和易溶物組分進(jìn)行分離的方法。過濾是中學(xué)階段較常用的分離方法，也是較簡單的一種分離手段。尋找合適的溶劑依然是主要的問題。對于各組分對水存在溶或者難溶的情況，則直接用水做溶劑然后過濾。比如，分離AgCl和NaCl混合物，則采用水溶解然后過濾即可。而對于混有鋁粉雜質(zhì)的鐵粉混合物，則要溶解在過量的NaOH溶液里再過濾分離。

　　六、吸收法

　　對于氣態(tài)物質(zhì)中混有其他雜質(zhì)性氣體，通常利用吸收法予以分離提純。吸收法在高中階段主要應(yīng)用于實驗方案的設(shè)計。根據(jù)雜質(zhì)氣體的特點，可以采用液態(tài)的洗氣裝置或者固態(tài)吸收裝置予以吸收凈化。主要問題在于根據(jù)氣體組成找到合適的吸收劑，比如Cl2(HCl)，采用飽和食鹽水;CO2(SO2)，采用NaHCO3溶液;CO2(CO)，通過熱的CuO凈化;N2(O2)，將混合氣體通過銅網(wǎng)吸收O2。

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