除杂原则:
①不引入新的杂质;
②不能损耗或减少被提纯的物质
③实验操作要简便,不能繁杂。
混合物的分离和提纯:
(1)混合物分离和提纯方法的选择
①固体与固体混合物:
若杂质或主要物质易分解、易升华时用加热法;
若一种易溶,另一种难溶,可用溶解过滤法;
若二者均易溶,但溶解度受温度的影响差别较大,可用重结晶法;
还可加入某种试剂使杂质除去,然后再结晶得到主要物质。
②固体与液体混合物:
若固体不溶于液体,可用过滤法;
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若固体溶于液体,可用结晶或蒸馏方法。
③液体与液体混合物:
若互不相溶,可用分液法;
若互溶在一边且沸点差别较大,可用蒸馏法;
若互溶在一起且沸点差别不大,可选加某种化学试剂萃取后再蒸馏。
④气体与气体混合物:
一般用洗气法,可选用液体或固体除杂试剂。
(2)几种常见的混合物的分离和提纯物理方法
①过滤:固体(不溶)和液体的分离。
②蒸发:固体(可溶)和液体分离。
③蒸馏:沸点不同的液体混合物的分离。
④分液:互不相溶的液体混合物。
⑤萃取:利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。
(3)物质分离提纯常用的化学方法
1、生成沉淀法
例如,NaCl溶液里混有少量的MgCl2杂质,可加入过量的NaOH溶液,使Mg2+离子转化为Mg(OH)2沉淀(但引入新的杂质OH-),过滤除去Mg(OH)2,然后加入适量盐酸,调节pH为中性。
2、生成气体法
例如,Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,为了不引入新的杂质并增加SO42-,可加入适量的稀H2SO4,将CO32-转化为CO2气体而除去。
3、氧化还原法
例如,在 FeCl3溶液里含有少量 FeCl2杂质,可通入适量的Cl2气将FeCl2氧化为FeCl3。若在 FeCl2溶液里含有少量 FeCl3,可加入适量的铁粉而将其除去。
4、正盐和与酸式盐相互转化法
例如,在Na2CO3固体中含有少量NaHCO3杂质,可将固体加热,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去杂质。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质,可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3转化为NaHCO3。
5、利用物质的两性除去杂质
例如,在Fe2O3里混有少量的Al2O3杂质,可利用Al2O3是两性氧化物,能与强碱溶液反应,往试样里加入足量的 NaOH溶液,使其中 Al2O3转化为可溶性 NaAlO2,然后过滤,洗涤难溶物,即为纯净的Fe2O3。
6、离子交换法
例如,用磺化煤(NaR)做阳离子交换剂,与硬水里的Ca2+、Mg2+进行交换,而使硬水软化。