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1、1 课题 2 物质的分离与提纯早在 1785 年，英国著名科学家卡文迪什在研究空气组成时，发现一个奇怪的现象。当时人们已经知道空气中含有氮、氧、二氧化碳等， 但是当卡文迪什把空气中的这些成分除尽后，发现还残留少量气体，这个现象当时并没有引起化学家们应有的重视。谁也没有想到，就在这少量气体里竟藏着一个化学元素家族。100 多年后，英国物理学家瑞利在研究氮气时发现从氮的化合物中分离出来的氮气每升重1.2508g，而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重1.2572g，这 0.0064g 的微小差别引起了瑞利的注意。他与化学家莱姆赛合作，把空气中的氮气和氧气除去，用光谱分析鉴定剩余气体，终于在18
2、94 年发现了氩。由于氩和许多试剂都不发生反应，极不活泼，故被命名为Argon，即 “ 不活泼 ” 之意。1868 年，法国天文学家简森、英国天文学家洛克耶尔在观察日全蚀时，在太阳光谱上观察到一条黄线。从而发现了氦。1898 年 5 月 30 日莱姆赛和特拉弗斯在大量液态空气蒸发后的残余物中，用光谱分析首先发现了比氩重的氪。1908 年，莱姆赛确定镭射气是一种新元素，和已发现的其它稀有气体一样，是一种化学惰性的稀有气体元素。 1923 年国际化学会议上命名这种新元素为radon，中文音译成氡。至此，氦、氖、氩、氪、氙、氡六种稀有气体作为一个家族全被发现了，它们占据了元素周期表零族的位置。由于这
3、六种气体元素的化学惰性，很久以来，它们被称为“隋性气体 “。人类的认识是永无止境的，经过实践的检验，理论的相对真理性会得到发展和完善。 1962 年，在加拿大工作的英国青年化学家巴特列特首先合成出第一个惰性气体的化合物 六氟合铂酸氙XePtF6，动摇了长期禁锢人们思想。“隋性气体 “也随之改名 “稀有气体 “。一、物质的分离与提纯的基本内容所谓分离就是用物理或化学的方法将混合物中的各组分一一分开。分离完成后各组分要保持（经过化学反应使混合物的组分经过转化而分离还要恢复为）原有的物质组成和状态。除杂和提纯是将混合物中的某组分用物理或化学的方法除去而得到纯物质。在提纯物质的过程中除了选择合适的试剂
4、外，还应选择适宜的杂质（或产物），以便于同被提纯物进行分离。现将有关要点归纳如下：稀有气体发现简史2 1应注意几个“ 不 ”（1）不能 “ 玉石俱焚 ” 。即试剂一般与杂质反应，不与要保留的物质反应。但特殊情况下，所加试剂需要和保留物质反应，但最终要转化成需要保留的物质。如除去FeCl3溶液中的NaCl，可加过量的NaOH 溶液过滤 洗涤 加适量稀盐酸。（2）“ 不增 ” 、“ 不减 ” 。即不增加新的杂质，不减少要保留的物质。（3）不污染环境 。即要求所选用的除杂方法，不能产生可污染环境的物质。（4）不能 “ 旧貌变新颜 ” 。即除杂结束前，要恢复保留物质的原有状态。2除杂方法的几个优化原则
5、（1）若同时有多种方法能除去杂质，要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。（2）应尽量选择既可除去杂质，又可增加保留物质的方法，即“ 一举两得 ” 。（3）先考虑物理方法，再用化学方法。二、分离与提纯的方法1气体的净化与干燥（ 1）气体净化的几种方法吸收法 ：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如，除去CO 中混有的少量CO2，可先用浓NaOH 溶液吸收 CO2，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常见气体吸收剂吸收剂吸收的气体杂质吸收剂吸收的气体杂质水可溶性气体：HCl 、NH3等NaOH 固体CO2、 HCl、 H2O 无水 CuSO4H2O 碱石灰CO2、 HCl、 H2O 灼热的铜网O2NaOH 溶液C
6、O2、HCl 灼热的 CuO H2、CO 浓硫酸H2O 转化法 ：通过化学反应，将杂质气体转化为所要得到的气体。如，除去CO2中的少量CO，可将混合气体通过足量的灼热CuO， CO + CuOCu + CO2。（ 2）气体的干燥气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥要根据气体的性质，一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂状态决定。常见的干燥剂干燥剂 可干燥气体不可干燥气体干燥装置名称或化学式酸碱性状态浓 H2SO4酸性液态H2、N2、O2、CO2、HCl 、CH4、CO 等NH3A 固体 NaOH 碱性固态H2、O2、N2、CH4、CO、
7、NH3等CO2、SO2、HCl B 或 C 碱石灰（ NaOH、CaO）无水 CaCl2中性固态除 NH3外所有气体NH3B 或 C 3 常用干燥装置如下：A B C 2物质的分离和提纯表 1 物理方法方法适用范围或原理举例过滤法固体与液体混合物的分离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分离溶质与溶剂除去易挥发的杂质从含有 HCl 的 NaCl 溶液中分离出固体NaCl 降低温度可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同分离 NaCl 与 KNO3的混合物表 2 化学方法方法适用范围或原理举例化气法与杂质反应生成气体而除去除 Na2SO4中 Na2CO3，可加适量稀H2SO4
8、：Na2CO3 + H2SO4=Na2SO4 + CO2 + H2O 沉淀法将杂质转化为沉淀过滤除去除去 NaCl 中的 Na2SO4，可加适量的BaCl2：Na2SO4 + BaCl2=BaSO4 + 2NaCl置换法将杂质通过置换反应而除去除 FeSO4中的 CuSO4， 可加过量的铁粉， 再过滤：CuSO4 + Fe=Cu + FeSO4溶解法将杂质溶于某种试剂而除去除 C 粉中的 CuO 粉，可加适量稀硫酸，再过滤：CuO + H2SO4=CuSO4 + H2O 加热法杂质受热易分解， 通过加热将杂质除去除 CaO 中的 CaCO3可加热：CaCO3CaO + CO2转化法将杂质通过化
9、学反应转化为主要成分除 CO2中的 CO，可将气体通过灼热的CuO：CO + CuOCu + CO2当然，实际分离与提纯还会有些其他方法，在实际解题时要因题而解，也可以综合而灵活地运用几种方法。特别提醒：选择吸收装置时， 要注意进、 出气体导管的连接方法，若用“洗气瓶”，要注意“长进短出”，若用干燥管要注意“大进小出”。先除去气体中含有的其他杂质，干燥除去水蒸气的操作放在最后。4 1分离下列各组物质的方法不正确的是（）A用过滤法分离氧化铜和硫酸铜的混合物B用结晶法分离氯化钠和硝酸钾的混合物C用蒸馏法（依据物质沸点的不同）分离煤油和水的混合物D通过灼热的氧化铜除去CO 中的 CO2，得纯净的CO
10、 2将氯化钾、氯化铁和硫酸钡的固体混合物逐一分离，应选用的一组试剂是（）AH2O、AgNO3溶液、稀硝酸BH2O、NaOH 溶液CH2O、KOH 溶液、盐酸DH2O、KOH 溶液3除掉氯化钠溶液中混有的少量碳酸钠，应选用适量的试剂是（）A稀硫酸B硝酸银C澄清石灰水D稀盐酸4下列除去杂质的方法中，不正确的是（）选项物质（括号内为杂质）除杂质的方法A FeCl2溶液（ CuCl2）过量铁粉、过滤B CaCl2溶液（ HCl ）过量 CaCO3、过滤C NaOH 溶液 Ca（OH）2 过量 Na2CO3溶液、过滤D O2（H2O）通过盛有浓硫酸的洗气瓶5要除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质
11、)，所用的试剂和操作都正确的是（）（多选）【例 2】 除去 NaCl 溶液中的杂质Ba(OH)2，若只准加入一种试剂，则这种试剂是。【例 1】 分离 NaCl 、FeCl3和 BaSO4的混合物，应选用的一组试剂是（）AH2O、AgNO3、HNO3BH2O、NaOH、HNO3CH2O、NaOH、HCl DH2O、KOH 、HNO35 ACaCl2固体 (CaCO3) 加足量稀硫酸、蒸发、结晶BNaCl 固体 (Na2CO3) 加足量稀盐酸、蒸发、结晶CFe 粉(Cu) 加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥DMnO2固体 (KCl) 加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥6为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、
12、SO2- 4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行以下操作：过滤；加过量NaOH 溶液； 加适量稀盐酸； 加过量 Na2CO3溶液；加过量 BaCl2溶液， 其中正确的操作顺序是 （）A、B、C、D、7某溶液中含有Cu2+、Ag+、Ba2+，为使这三种金属离子分别转化为沉淀并逐一分离出来，现提供三种试剂： Na2CO3溶液 NaOH 溶液盐酸，请设计实验操作顺序。8粗盐中含有钙离子、硫酸根离子和泥沙等杂质，实验室中粗盐提纯的操作步骤如下：（ 1）将粗盐研细，加水使其充分溶解，然后过滤得到滤液粗盐研细的目的是，过滤是为了除去（ 2）向上述滤液中加入过量的BaCl2溶液，直至沉淀不再产生，则加入过量的B
13、aCl2溶液的目的是（ 3）继续加入过量的溶液，直至沉淀不再产生，然后过滤，得到滤液和沉淀，沉淀的成分是（填化学式）（4）向（ 3）的滤液中加入过量溶液，目的是（5）将上述溶液蒸发结晶，得到精盐 蒸发时玻璃棒要不断搅拌，直到时停止加热【例 3】为了除去粗盐中的CaCl2、MgSO4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列5 项操作：过滤；加过量的NaOH 溶液；加适量盐酸；加过量Na2CO3溶液；加过量的BaCl2溶液。正确的操作顺序是（）ABCD6 题组训练 A 组1氮气混有少量氢气、二氧化碳和水蒸气，欲获得干燥纯净的氮气，可采取下列操作：通过浓硫酸，通过填充氧化铜的加热管，通过氢氧化钠浓溶液，
14、通过浓盐酸。最好的组合顺序是（）A B C D 2下列各组物质中的杂质（括号内为杂质），只需加入适量稀硫酸就能除去的是（）ANaCl（Na2CO3）BFe（Cu）CNa2CO3（CaCO3）DHCl （BaCl2）3下表是各物质所含的少量杂质以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法，其中正确的是（）选项物质杂质除杂试剂或操作方法A 氯化钠溶液氯化镁加入适量烧碱溶液，再过滤B 硝酸钠溶液硫酸钠加入适量氯化钡溶液，再过滤C 熟石灰石灰石高温煅烧D 二氧化碳一氧化碳通过澄清石灰水4按照加水溶解、过滤、蒸发的顺序进行操作，可以分离的一组混合物是（）A木炭粉和二氧化锰B铁粉和硫酸铜晶体C氯化钡和硫酸钾D二
15、氧化锰和氯化钠5下列实验方案中，能达到预期目的的是（）A用 NaOH 溶液除去CO2中混有的HCl 气体B用点燃的方法除去CO 中混有的少量CO2C用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢主要成分CaCO3和 Mg(OH)2D用 BaCl2溶液除去KNO3溶液中混有的少量K2SO4，得到纯净的KNO3溶液6实验操作方法：称量，过滤，蒸发，结晶；其中可用于混合物分离的是（）ABCD7右图所示的装置有多种用途。根据实验需要，气体既可从a 导入也可以从b 口导入。瓶中既可加入其他物质，也可以加入不同的液体或固体颗粒等。请根据要求将相关内容填入下表，然后结合物理知识回答问题：结合物理知识， 简述在表内第项中，排
16、水法收集O2操作成功的原理。用途气体入口（ a或 b）瓶中物质收集 H2排气法收集CO2空气排水法收集O2水除去 H2中的杂质HCl 气体干燥 CO2气体验证 CO 气体中含有CO2杂质并除去8为除去Na2SO4溶液中含有的杂质Na2CO3，甲、乙、丙三位同学分别选用一种试剂（适量）进行实验。7 请你对他们所选用的试剂进行评价：学生选用试剂评价（是否可行，并简述理由）甲HCl乙H2SO4丙Ba(OH)29某课外活动小组通过Internet 网上资料得知：废弃的定影液中含有一定量的AgNO3。他们从摄影店收集到一些废弃的定影液，准备将其中的银以单质的形式回收。于是。他们进行了以下实验活动：（1）
