【高考】物质的分离、提纯和检验(二)
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渗析:渗析是利用半透膜(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等)使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法.常用渗析的方法来提纯、精制胶体溶液.如分离淀粉和NaCl.
二、盐析[/b]
1、向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后,可以降低蛋白质的溶解度,使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫作盐析,是物理变化,可复原.
2、向某些蛋白质溶液中加入某些重金属盐,可以使蛋白质性质发生改变而凝聚,进而从溶液中析出,这种作用叫作变性,性质改变,是化学反应,无法复原.
三、[b]洗气
1、洗气:洗气就是把混合气体中杂质气体除去的过程,比如用浓硫酸除去混在O2中的水蒸气,洗气的对象为水蒸气.洗气操作时要长导管进短导管出.
2、常见的干燥剂
(1)酸性干燥剂
①浓硫酸:
适用范围:中性及酸性气体;不适用范围:有机不饱和化合物(烯,炔等)、有还原性的气体(H2S、HI等)、碱性物质
②五氧化二磷:
适用范围:主要用于干燥有机物,由于生成的磷酸会覆盖表面,所以常与载体连用;不适用范围:醇、有机酸、HCl(盐酸)、HF(氢氟酸)等
(2)碱性干燥剂
①碱石灰:主要用于干燥碱性气体,不能干燥酸类和酯类
②金属钠:用于干燥非极性有机物,不能干燥含水量过多的物质,否则有危险
③碱金属的氢氧化物:不能干燥酸性物质
(3)中性干燥剂
硅胶:可以干燥除HF外的几乎所有物质,掺入氯化钴可以制成变色硅胶,用途非常广泛(如食品保干)
(4)盐类干燥剂
无水硫酸铜,氯化钙,硫酸镁,硫酸钠,硫酸钙,碳酸钾等等,应用广泛,其中氯化钙要避免氨气等有配
合性的物质,以免失效.
四、[b]物质分离装置
常见的分离装置:
图1 图2 图3
图4 图5
1、图1装置为过滤装置.
(1)适用范围:把不溶性固体与液体进行分离.
(2)注意事项:
①一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;二低:滤纸上缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘;三靠:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内壁.
②若滤液浑浊,需更换滤纸,重新过滤.浑浊的原因可能是滤纸破损、滤液超过滤纸边缘.
2、图2装置为蒸发结晶装置.
(1)蒸发结晶:结晶是晶体从饱和溶液中析出的过程,对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质,采用蒸发溶剂的方法,而对溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质,采用冷却饱和溶液的方法.
(2)适用范围:溶解度随温度变化较小的物质.
(3)注意事项:
①玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热而飞溅;
②当有大量晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干而不能直接蒸干.
3、图3为分液装置.
(1)适用范围:
①萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来;
②分液:两种液体互不相溶且易分层.
(2)注意事项:
①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大;
②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶;
③萃取剂与溶质不反应.
4、图4装置为蒸馏装置.
(1)适用范围:沸点相差较大的液体混合物
(2)注意事项:
①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;
②蒸馏烧瓶内要加沸石;
③冷凝管水流方向应为“逆流”.
5、图5装置为升华装置.
适用范围:某种组分易升华的混合物,利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法.
知识点小结
1、分离或提纯时,若需要加入试剂,试剂的选择应遵循以下五个原则:
(1)所选试剂一般只和杂质反应.
(2)操作不应引入新的杂质.
(3)不减,即不减少欲被提纯的物质.
(4)易分,即欲被提纯的物质与杂质应容易分离.
(5)易得,试剂应尽可能容易获得,且价格低廉.
2、还必须做到以下“三必须”:
(1)所加除杂质的试剂必须“过量”,只有过量才能除尽欲除杂质.
(2)由过量试剂引入的新的杂质必须除尽.
(3)分离和除杂质的途径必须选择最佳方案.
3、物质分离和提纯方法的选择:
(1)固-固混合分离型:加热(包括灼烧、热分解和升华)、结晶(重结晶);
(2)固-液混合分离型:过滤、盐析、蒸发;
(3)液-液混合分离型:萃取、分液、蒸馏、渗析;
(4)气-气混合分离型:洗气,包括①采用液体净化剂时--用洗气瓶;②采用固体净化剂时--用干燥管或反应管.
4、物质的分离和提纯常用方法如下表:分离和提纯方法适用范围举例
物
理
方
法过滤法固体与液体分离粗盐的提纯蒸发浓缩法分离溶于溶剂中的溶质提取食盐溶液中的NaCl结晶、重结晶法混合物在溶剂中的溶解度随温度变化不同NaCl和KNO3混合物分离蒸馏、分馏法沸点不同的液体分离乙醇和乙酸,石油分离分液法两种互不相溶的液体苯和水萃取法某物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同用CCl4从溴水中提取溴升华法混合物中某一成分在一定温度下可直接由固体
变为气体,冷却后,气体又直接变为固体碘和NaCl混合物中提取碘液化法气体混合物各组分沸点不同,先使其液化后,
控制温度再汽化从空气中分离N2、O2渗析法用半透膜使离子或小分子从胶体溶液中分离把KI从淀粉溶液中分离出来盐析法加入无机盐,使某些物质溶解度降低而沉淀从肥皂液中分离甘油;蛋白质盐析化
学
方
法热分解法混合物各组分的热稳定性不同,加热或灼烧可分除去Na2CO3中的NaHCO3溶解法混合物各组分的酸、碱性不同,用酸或碱处理分离Fe2O3和Al2O3沉淀法混合物中某一成分与某试剂反应而沉淀KNO3中含有KCl即可加入
AgNO3,使Cl-沉淀除去氧化还原法利用混合物中某一成分能被氧化(或被还原)
的性质分离除去苯中的甲苯,加入酸性KMnO4,甲苯被氧化除去电解法利用电解分离和提纯电解法精练铜离子交换法利用离子交换法提纯离子交换法软化硬水络合法混合物中某一组分可形成络合物分离Al2O3和ZnO
随堂巩固练习
1、工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下,下列叙述正确的是( )
A.反应①中试剂X是氢氧化钠溶液
B.反应①、过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C.图中所示转化反应中包含一个氧化还原反应
D.将试剂X和Y进行对换,最终可以达到相同的效果
2、某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如下:
下列推断不合理的是( )
A.生成1mol (NH4)2SO4至少消耗2mol NH3
B.CO2可被循环使用
C.先通二氧化碳,后通氨气,效果相同
D.往甲中通CO2有利于制备(NH4)2SO4
3、英国会议员代表团曾到广州、东莞、深圳考察,来中国取经“碳捕捉”技术,希望能与广东省合作开发潮汐能.科学家利用NaOH溶液“捕捉”空气中的CO2,反应过程如图所示.下列有关说法不正确的是( )
A.图中循环Ⅰ中的物质是NaOH
B.图中X中物质分离的基本操作是蒸发结晶
C.用该方法捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
D.二氧化碳“捕捉”室中,将NaOH溶液进行“喷雾”,有利于对CO2的吸收
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