高中化学丨混合物的分离和提纯方法
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混合物分离和提纯的方法
混合物的分离和提纯可以通过以下几种方法实现:
1. 蒸馏:适用于分离具有不同沸点的液体混合物。
通过加热混合物,其中具有较低沸点的成分首先蒸发出来,然后通过冷凝收集。
2. 结晶:适用于分离溶液中的固体成分。
通过控制溶液的温度和浓度,使固体成分结晶出来,然后通过过滤或离心分离出来。
3. 过滤:适用于分离悬浮物和溶液的固体成分。
通过过滤纸或筛网,将固体颗粒从混合物中分离出来。
4. 萃取:适用于分离具有不同亲疏水性的物质。
通过溶剂的选择性提取,将需要分离的成分溶解于溶剂中,然后通过分离溶剂的蒸发或萃取剂的分离得到纯净物质。
5. 离心:适用于对混合物中的固体和液体进行分离。
通过离心机的旋转力将固体颗粒或微粒沉积到管底或管壁上,然后将上层液体倾倒或吸出。
6. 色谱:适用于分离混合物中的成分。
通过固定相和移动相之间的互作用,使成分按照一定的速率在固定相上移动,从而实现分离。
以上仅是一些常见的分离和提纯方法,具体选择方法需要根据混合物的性质和分离成分的差异来确定。
高中常见气体混合物的分离与提纯气体混合物由不同成分的气体组成。
对于高中学生来说,了解如何分离和提纯常见的气体混合物是非常重要的。
分离方法以下是一些常见的气体混合物分离方法:1. 常压蒸馏:用于分离沸点差异较大的气体混合物。
在常压下,沸点较低的气体首先蒸发,然后通过冷凝收集。
2. 干燥管:通过干燥管分离气体混合物中的水分。
干燥管中填充了吸湿性材料,例如干燥剂,可以吸收水分。
3. 吸附剂:一些气体混合物可以通过吸附剂进行分离。
吸附剂可以选择性地吸附其中一种气体,使其与其他成分分离开来。
4. 气体溶解液:有些气体可以在特定溶解液中溶解。
通过调整溶解液的性质,可以选择性地溶解其中一种气体并分离其它气体成分。
提纯方法一旦气体混合物被分离,常常需要对其中某些成分进行提纯。
以下是一些常见的气体提纯方法:1. 吸附色谱:常用于分离和提纯有机气体。
通过在吸附剂上进行分离,从而实现对有机气体的提纯。
2. 冷凝:通过降低温度,使得其中一种气体凝结并分离出来。
这种方法常用于液化气的提纯。
3. 膜分离:一种基于气体分子大小和渗透性的分离方法。
通过特定的膜,可以使得其中一种成分通过而另一种被拦截,从而实现气体的提纯。
4. 离子交换:如果气体混合物中包含离子,可以使用离子交换树脂来分离和提纯该气体。
离子交换树脂可以选择性地吸附或释放离子。
请注意,以上方法只是一些常见的分离和提纯气体混合物的方法,具体的应用还需要根据具体情况和成分进行选择。
友情提示:在进行分离和提纯气体混合物的操作时,务必要遵守相关的安全操作规程,并确保有实验室专家的指导和监督。
高中化学分离与提纯的常见方法及注意事项一.分离与提纯的异同分离是指通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开(要还原成原来的形式),分别得到纯净的物质。
提纯是指通过适当的方法把混合物中的杂质除去,以得到纯净的物质。
分离与提纯的原则和方法基本相同,不同之处是提纯只需把杂质除去恢复所需物质原来的状态即可,而混合物分离则要求被分离的每种纯净物都要恢复原来状态。
二.几种常见分离和提纯的方法及注意事项过滤适用于分离溶液和固体不溶物例如:粗盐提纯是把粗盐溶于水,经过滤把不溶于水的杂质除去。
过滤操作的注意事项:1. 要“一贴二低三靠”即:滤纸紧贴漏斗内壁,滤纸边缘低于漏斗口;漏斗里液面低于滤纸边缘;烧杯口紧靠玻璃棒;玻璃棒下端紧靠三层滤纸;漏斗下端紧靠烧杯内壁;2. 必要时洗涤沉淀物(在洗涤中用少量水);3. 定量实验的要“无损”。
重结晶适用于溶液中一种物质溶解度随温度变化较大而另一-种物质溶解度随温度变化较小的情况NaCI)溶解度随温度变化小,可例如:硝酸钾(KNO)溶解度随温度变化大,氯化钠(用该法从混合液中提纯硝酸钾。
重结晶操作的注意事项1. 一般先配较高温度下的浓溶液,然后降温结晶;2. 结晶后过滤,分离出晶体;3. 硝酸钾多,氯化钠少,继续用重结晶法直到硝酸钾纯度达到要求。
蒸发适用于溶解度随温度变化较小的物质例如:从食盐水溶液中提取食盐晶体。
蒸发操作的注意事项1. 溶质须不易分解,不易水解、不易被氧气氧化;2. 蒸发过程应不断搅拌;3. 近干时停止加热,余热蒸干。
蒸馏适用于分离各组分沸点不同的液态混合物例如:制蒸馏水、制无水乙醇(加生石灰)、硝酸的浓缩(加浓硫酸或硝酸镁Mg (NO)2)蒸馏操作的注意事项1. 温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处;2. 加沸石(碎瓷片);3. 注意冷凝管水流方向应下进上出。
分液适用于分离两种不相混溶(密度不同)的液体。
例如:水和植物油的分离分液操作的主意事项1. 下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体从分液漏斗上口倒出萃取适用于溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度不同例如:四氯化碳(CCI4)把溶于水里的溴(B「2 )萃取出来萃取操作的注意事项1. 萃取后再进行分液操作2. 对萃取剂的要求:与原溶剂互不混溶、不反应;溶质在其中的溶解度比在原溶剂中大;溶质不与萃取剂反应3. 萃取提纯后得到的仍然是溶液,一般再通过蒸发等方法进一步分离升华适用于有升华特性的物质例如:粗碘中碘与钾、钠、钙、镁的碘化物混合,利用碘易升华的特点将碘与杂质分开。
混合物分离和提纯方法混合物分离和提纯方法是化学实验和工业中常用的一项重要技术。
混合物由两个或多个不同的物质组成,而这些物质可以是固体、液体或气体。
分离和提纯混合物的目的是将其中的成分分开,进一步研究或利用这些物质。
1. 过滤法:过滤是将固体颗粒从液体中分离出来的方法。
它主要基于固体颗粒的粒径较大,而在液体中悬浮或溶解的特点。
在实验室中,常用滤纸和漏斗进行过滤。
工业上,还常用旋流分离器、离心机等设备进行高效的过滤操作。
2. 蒸发法:蒸发法是将溶液中的溶质分离出来的方法。
通过加热溶液,使液体中的溶质挥发和沉淀成固体的方式,可以得到纯净的溶质。
常用的蒸发设备包括烧杯、蒸发皿、旋转蒸发仪等。
3. 结晶法:结晶法是通过溶液中的溶质结晶来实现纯化的一种方法。
在溶液中加入一种溶质溶剂,通过加热或降低温度使溶质逐渐结晶出来,然后通过过滤或离心等操作分离出纯净的结晶体。
4. 溶解度差异法:溶解度差异法是根据不同物质在溶液中的溶解度差异来进行分离和提纯的方法。
当混合物中的两种或多种物质具有不同的溶解度时,可以通过逐渐改变温度、压力或溶剂成分等条件,使其中的某一种物质溶解或结晶出来,从而实现分离和提纯。
常见的溶解度差异法有结晶分离法、结晶等温反应法等。
5. 萃取法:萃取法是利用不同溶剂对不同成分的溶解能力差异进行分离和提纯的方法。
在混合物中加入适当的溶剂,能使其中一种成分溶解,而另一种成分不溶解,然后通过分液漏斗、萃取柱等设备,将两种成分分离出来。
6. 蒸馏法:蒸馏法是根据不同物质的沸点差异来进行分离和提纯的方法。
通过加热混合物,使沸点较低的物质先蒸发,然后经过冷凝和收集,得到纯净的物质。
蒸馏法有常压蒸馏、减压蒸馏、分馏蒸馏等不同的操作模式。
7. 气体分离法:气体分离法是根据气体分子的特性来进行分离和提纯的方法。
可以通过调节压力、温度或通过适当的吸附剂等,使混合气体中的一种或多种气体被吸附或吸附后释放,达到分离和提纯目的。
第一节化学实验基本方法混合物的分离和提纯一、分离和提纯分离:把混合物中的几种物质分开,分别得到纯净的物质提纯:将混合物中的杂质通过物理或化学方法除去而得到所需物质的过程二、混合物分离和提纯的常用方法:过滤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取不溶性杂质的除去:溶解、过滤、蒸发结晶1、过滤:是分离固液混合物的最常用方法之一,主要是除去液体中的不溶性固体实例:除去食盐中不溶性泥沙(1)主要仪器:烧杯、漏斗、滤纸、铁架台(铁圈)、玻璃棒(2)过滤操作注意要点:一帖(滤纸紧贴漏斗内壁),二低(滤纸边缘低于漏斗边缘,液体的液面略低于滤纸边缘),三靠(漏斗颈的末端紧靠紧靠烧杯内壁,玻璃棒的低端紧靠三层滤纸处,烧杯尖嘴紧靠玻璃棒,)2、结晶:利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,可以使被提纯的物质从过饱和溶液中析出,而让杂质全部或大部分仍留在溶液中,从而达到被提纯的目的。
(1)实验仪器:蒸发皿,酒精灯,玻璃棒,铁架台(铁圈),烧杯(2)结晶方法:蒸发结晶、冷却结晶蒸发结晶:通过蒸发或气化,减少一部分溶剂使溶液达到饱和而析出晶体。
此法主要用于溶解度随温度改变而变化不大的物质。
(氯化钠)冷却结晶:通过降低温度,使溶液冷却达到饱和而析出晶体。
重结晶指的是重复冷却结晶。
此法主要用于溶解度随温度下降而明显减小的物质。
(硝酸钾)蒸发结晶操作注意:①蒸发过程中要不断用玻璃棒搅拌(搅拌防止局部温度过高造成液体飞溅)②蒸发皿内溶液不能超过其容量的2/3 ③当溶液中出现较多固体时停止加热靠余热蒸发剩余的水分3、粗盐的提纯(1)粗盐提纯中用到几次玻璃棒?作用分别是什么?共4次,①溶解:搅拌,加速溶解②过滤:引流③蒸发:搅拌,使受热均匀,防止液体飞溅④转移固体(2)粗盐中含有较多杂质(不溶性的泥沙、可溶性的CaCl2、MgCl2、硫酸盐Na2SO4)可溶性杂质的除去:除杂原则:不增、不减、易分、易复原不增:提纯过程中不增加新的杂质不减:不减少欲被提纯的物质易分:被提纯物与杂质容易分离易复原:被提纯物质容易复原(3)SO42-的检验方法:取少量待测溶液,先加入稀盐酸酸化(排除CO32-、Ag+干扰),若无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,若出现不溶于稀酸的白色沉淀,则存在SO42-离子(4)粗盐提纯中可溶性杂质(CaCl2、MgCl2、硫酸盐Na2SO4)的除去除杂试剂选择:Na2CO3、NaOH、BaCl2(除杂试剂必过量,过量试剂必除去)还需要适量盐酸除杂顺序:Na2CO3要在BaCl2之后,NaOH只需在盐酸之前其中涉及方程式:Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaClCaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaClMgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaClHCl+NaOH=NaCl+H2O HCl+Na2C O3=NaCl+H2O+ CO2↑4、蒸馏:利用液态混合物(互溶)中各组分沸点的不同,加热使其某一组分变成蒸气,经过冷凝后再变成液体,从而跟其他组分分开,目的是将易挥发、难挥发或不挥发的杂质除去(1)蒸馏所用仪器:酒精灯、石棉网、铁架台、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(尾接管)、锥形瓶(2)蒸馏实例:①蒸馏海水实现海水淡化②石油的分馏③从碘的四氯化碳溶液中获得碘单质并回收四氯化碳④酒精的提纯(3)蒸馏操作注意事项:①温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处②冷凝管冷却水下口进上口出③蒸馏烧瓶底部要放石棉网,蒸馏烧瓶中要放入少量碎瓷片(沸石),防止液体暴沸④蒸馏烧瓶所盛液体不超过容积2/3,也不能少于1/3⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高的物质的沸点⑥实验时先通入冷却水,再加热(结束相反),刚开始收集到的馏分应弃去,并控制好温度(4)Cl-的检验方法取少量待测溶液,先加入稀HNO3酸化(加硝酸排除CO32-干扰,不能滴加盐酸),再加入AgNO3溶液,如果出现不溶于稀硝酸的白色沉淀,则存在Cl-5、萃取:利用某种物质(溶质)在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂(萃取剂)把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中萃取出来萃取剂选择:与原溶剂互不相溶、溶质在萃取剂中的溶解度较大、溶质与萃取剂不发生反应碘和水的分离:溶质:碘原溶剂:水萃取剂:四氯化碳碘易溶于酒精,能否用酒精将碘水中的碘萃取出来?不能常见萃取剂:四氯化碳(密度大于水);苯和汽油(密度小于水)6、分液:分离两种互不相溶且密度差别较大(密度不同)的液体混合物的方法仪器:分液漏斗分液漏斗在使用之前要检查是否漏水,如何检验?关闭分液漏斗的活塞,向其中加入适量的水,观察活塞是否漏水,如不漏水,将活塞旋转180°,再观察是否漏水,然后将漏斗倒置,用同样的方法检查漏斗口的塞子是否漏水用四氯化碳萃取碘水中的碘实验步骤:①检查分液漏斗是否漏水②加入碘水和萃取剂四氯化碳③振荡,放气(为什么要振荡?振荡过程中还有一步操作是什么?振荡是要使液体充分混合,振荡后要打开活塞放出产生的气体)④静置,分层⑤分液(静置分层后,为什么要打开上口的玻璃塞?液体是如何分离开的?静置分层打开上口玻璃塞是使漏斗内外压强相等,便于液体流出;液体分离时要注意下层液体从下端放出,上层液体从上口倒出)实验现象:碘水呈棕黄色,加四氯化碳后上层几乎无色,下层紫色7、萃取与分液的关系:分液前不一定萃取,萃取后通常需要分液练习:酒精、苯、CCl4、煤油都是有机溶剂,有机溶剂之间大都能互溶;碘(I2)难溶于水,易溶于有机溶剂,其溶液呈紫色;溴(液溴)的性质与碘相似,其溶液呈橙色。
高中常见液体混合物的分离与提纯1. 蒸馏法蒸馏法是一种常见的液体混合物分离方法,适用于两种具有不同沸点的组分的混合物。
通过加热混合物,并在一定条件下进行蒸发和冷凝,可以将低沸点的组分分离出来。
这种方法常用于分离液体和液体之间的混合物,例如纯化酒精或提取香精物质。
2. 结晶法结晶法适用于含有可溶性固体的液体混合物。
通过在适当的溶剂中溶解混合物,并进行冷却或蒸发,可以使其中一种或多种固体溶质结晶出来,从而实现分离和提纯的目的。
这种方法常用于分离溶液中的杂质或纯化某些化合物。
3. 过滤法过滤法是一种用于分离固体和液体的混合物的常见方法。
通过使用不同孔径的滤纸、滤网或过滤膜,可以将固体颗粒分离出来,而将液体通过。
这种方法常用于分离悬浮物、沉淀物或其他杂质。
4. 萃取法萃取法适用于存在两种或更多互不相溶的液体组分的混合物。
通过将混合物与一个适合的溶剂混合并搅拌,目标组分可以在两个液体相之间转移。
这种方法常用于分离有机物或提取天然物质。
5. 色谱法色谱法是一种常用的分离和提纯液体混合物的方法。
通过利用不同组分在固定相和流动相之间的相互作用和迁移速度差异,可以实现分离和提纯的目的。
常见的色谱法包括薄层色谱、气相色谱和高效液相色谱。
6. 离心法离心法适用于含有固体颗粒或悬浮物的液体混合物。
通过使用离心机,可以通过离心力使固体颗粒沉积到管底,从而与液体分离。
这种方法常用于分离血液中的血细胞、沉淀物或其他悬浮物。
以上是高中常见液体混合物的分离与提纯方法的简要介绍。
在进行实验操作时,请注意安全性和操作规范,并根据具体情况选择最合适的方法。
高中化学丨混合物的分离和提纯方法!
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,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。
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。
如将氯水滴入混有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】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2】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3】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0.1 mol·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2.0 mL浓度均为0.1 mol·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、D
【例题6】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( )
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。