2010高三化学知识点详解大全第34讲《物质的分离提纯与检验》

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高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家版权所有@高考资源网-1-第34讲物质的分离、提纯与检验考点1物质的分离提纯1.物质的分离、提纯的一般原则:分离或提纯一般应遵循“两不两易”原则,即不增加,不减少所需物质,所选试剂便宜易得,欲得物质易于。2.物质分离提纯的常用方法①物理方法:过滤、结晶重结晶、蒸发、蒸馏、分馏、分液、萃取、升华、渗析、溶解、盐析、洗气等。②化学方法:(1)加热法:混合物中混有性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而分离出去,有时受热后能变为被提纯的物质。例如,食盐中混有氯化铵。(2)沉淀法:在混合物中加入某试剂,使其中一种以沉淀形式分离出去的方法。使用该种方法一定要注意不能引入新。若使用多种试剂将溶液中不同离子逐一沉淀,这时应注意后加试剂能将先加试剂的过量部分除去,最后加的试剂不引入新杂质。例如,加适量BaCl2溶液除去NaCl中的Na2SO4。(3)转化法:不能通过一次反应达到分离的目的,而要经过转化为其他物质才能分离,然后在将转化物质恢复为原物质。例如,苯酚中混有硝基苯时,先加入NaOH溶液后分液,再向苯酚钠溶液中通入CO2重新生成苯酚等。注意转化过程中尽量减少被分离物的损失。(4)酸碱法:被提纯物不与酸反应,而杂质与酸可反应,用酸作除杂试剂;被提纯物不与碱反应,而杂质与碱易反应,用碱作除杂试剂。例如,用氢氧化钠除去铁粉中的铝粉。(5)氧化还原法:对混合物中含有还原性杂质,加入适当氧化剂使其氧化为被提纯物质;对混合物中含氧化性杂质,可加入适当还原剂将其还原为被提纯物质。例如,FeCl2中含有FeCl3,加入铁粉,振荡过滤,即可除去FeCl3而又不引入新的杂质。②化学方法:加热法、沉淀法、转化法、酸碱法、氧化还原法等。特别提醒:在解答物质提纯试题时,选择试剂和实验措施应考虑三个方面:①不能引入新杂质;②提纯后的物质成分不变;③实验过程和操作方法简单易行。[例1](黄冈中学2009届高三月考)下列各组混合物的分离或提纯方法不正确的是()A.用过滤法分离Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的混合物B.用结晶法提纯NaCl和KNO3的混合物中的KNO3C.用蒸馏法分离乙醇和苯酚的混合物D.除去FeCl2溶液中的少量FeCl3:加入足量铁屑,充分反应后,过滤[解析]胶体不能透过半透膜,能透过滤纸,不能用过滤的方法分离Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的混合物。答案:A考点2物质的检验高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家版权所有@高考资源网-2-1.常见阳离子的检验物质检验方法H+能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。Na+、K+用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色)。Ba2+能使稀H2SO4或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀HNO3。Mg2+能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。Al3+能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。Ag+能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。NH4+铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝或有刺激性气味的NH3气体。Fe2+能与少量NaOH溶液反应,开始时生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。有关反应方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。Fe3+能与KSCN溶液反应,变为血红色溶液;能与NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。Cu2+蓝色溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)能与NaOH溶液反应,生成蓝色的沉淀,加热后可转变为黑色的CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。2.常见阴离子的检验物质检验方法OH-能使①无色酚酞、②紫色石蕊、③橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。C1-能与AgNO3溶液反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成])([23NHAg。Br-能与AgNO3溶液反应,生成淡黄色AgBr沉淀,沉淀不溶于稀HNO3。I-①能与AgNO3反应,生成黄色AgI沉淀,沉淀不溶于稀HNO3。②I-也能与氯水反应生成I2,使淀粉溶液变蓝SO42-能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,沉淀不溶于硝酸。SO32-①浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2气体,该气体能使高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家版权所有@高考资源网-3-品红溶液褪色。②能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。注:BaSO3在硝酸中也不溶解,而是转化为BaSO4沉淀,但有NOx放出。S2-能与Pb(NO3)2或CuSO4溶液反应,生成黑色PbS或CuS沉淀。CO32-能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。HCO3-①取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。或②向HCO3-盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀生成,同时放出CO2气体。PO43-含PO43-的中性溶液,能与AgNO3反应,生成黄色Ag3PO4沉淀,该沉淀溶于硝酸。NO3-浓溶液或晶体中加入铜片、浓H2SO4加热,放出红棕色气体。有关反应方程式为:NO3-+H2SO4=HSO4-+HNO3,Cu+4HNO3Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。特别提醒:无机物鉴别颜色方面的突破口:1、红色世界(1)基态:Fe2O3(红褐色)、Fe(OH)3(红棕色)、[Fe(SCN)]2+(血红色)、Cu(紫红色)、Cu2O(砖红色)、NO2(红棕色)、P(红磷、暗红色)、Br2(深红棕色)、红色石蕊试纸、品红溶液。(2)激发态:充氦气的灯光呈粉红色,充氖气的灯光呈红色,钙元素的焰色呈砖红色。(3)化学变化:①紫色石蕊在酸性溶液(pH5.0)中变红,②润湿的蓝色石蕊试纸遇酸性(CO2、SO2、H2S、HCl)变红,③酚酞在碱性溶液中呈浅红色(8.2pH10.0)或红色(pH10),④甲基橙在酸性溶液(pH3.1)中呈红色,⑤甲基红在酸性溶液(pH4.4)中呈红色,⑥pH试纸(黄色)遇酸性溶液(pH2)变红,⑦已经被二氧化硫褪色的品红溶液在加热时会出现红色,⑧C(NaHSO4)0.001mol/L时遇甲基橙变红。2、橙色世界(1)基态:浓溴水、甲基橙试剂、Br2(CCl4)呈橙红色。(2)化学变化:甲基橙在酸性溶液(3.1pH4.4)中呈橙色,甲基红在酸性溶液(4.4pH6.0)中呈橙色。3、黄色世界高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家版权所有@高考资源网-4-(1)基态:工业盐酸(含有Fe3+)、Au、S8、Na2O2(淡黄色)、AgBr(淡黄色)、AgI、Ag3PO4(2)激发态:钠元素焰色呈黄色(3)化学变化:①甲基橙在(pH4.4)溶液中呈黄色,②久置的浓硝酸因溶有自身分解产生的二氧化氮而变黄4、绿色世界(1)基态:F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)、Cu2(OH)2CO3(绿色)CuCl2(浓溶液呈绿色)、FeSO4(浅绿色)(2)激发态:铜元素的焰色呈绿色(3)化学变化:Fe(OH)2(白色)——灰绿色——Fe(OH)3(红棕色)5、青色世界(1)基态:铁粉、银粉及大多数金属粉末、石墨、CuO、CuS、Cu2SFeO、Fe3O4、MnO2(2)化学变化:①蔗糖遇浓硫酸被炭化变黑,②润湿的白色醋酸铅试纸遇H2S变黑,③硫磺粉与白色的水银反应生成黑红色的HgS,④H2S通入Pb(NO3)2、AgNO3、CuSO4溶液产生不溶于水也不溶于稀盐酸和稀硫酸的黑色沉淀。6、蓝色世界(1)基态:CuSO4(溶液)、CuSO4•5H2O(晶体)、液氧、臭氧(2)化学变化:①紫色石蕊在碱性溶液(pH8)中变蓝,②润湿的红色石蕊试纸遇碱性气体变蓝,③无水CuSO4(白色粉末)遇水变蓝,④H2、H2S、CH4、C2H5OH燃烧火焰呈淡兰色,CO燃烧火焰呈蓝色,⑤S8在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧呈现明亮的蓝紫色火焰,⑥淀粉遇I2(aq)变蓝,⑦Cl2、Br2、NO2、O3遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝7、紫色世界(1)基态:KMnO4(H+)、紫色石蕊、碘单质呈紫黑色(2)激发态:充氩气的灯光呈紫蓝色,钾元素的焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)(3)化学变化:①I2升华生紫烟,高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家版权所有@高考资源网-5-②NH4I受热生紫烟,③紫色石蕊在(5.0pH8.0)溶液中呈紫色,④锌粉与碘的混合物中滴入水会生紫烟(反应放热使碘升华)8、白色世界(1)基态:Pb(蓝白色)、Hg、铝粉、大多数块状金属、PbSO4、BaSO4、AgCl、BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、CaCO3、Fe(OH)2(不稳定)、Mg(OH)2、Al(OH)3、ZnS(2)化学变化:①H2在Cl2中燃烧呈现苍白色火焰,②NH3遇HCl产生白烟,③Mg、Al在氧气中燃烧发出耀眼的白光④红磷在氯气中燃烧时产生白色烟雾,⑤红磷在氧气中燃烧时产生白烟。[例2]只用一种试剂即可区别NaBr、NaI、NaOH、Na2CO3、NaSCN、H2S、AgNO3、C6H5OH等八种无色溶液,这种试剂为()A.硫酸B.氨水C.FeCl3溶液D.盐酸[解析]FeCl3溶液与NaBr不反应,与NaI反应生成I2产生紫色沉淀,与NaOH生成Fe(OH)3红褐色沉淀,与Na2CO3产生沉淀和气体,与NaSCN生成血红色溶液,与H2S产生淡黄S沉淀、与AgNO3产生白色沉淀,与C6H5OH显紫色。答案C考点3特殊的除杂方法特别提醒:在使用常规的方法无法进行除杂操作时,即根据物理方法或化学反应不能将杂质直接除去,可突破定势思维,“一反常规”,将被提纯的物质先转化为其他物质,然后再利用化学反应将其重新还原为被提纯物质,在此过程中杂质即被除去。[例3](09届盐城高三联考)七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。表1部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH值5.23.29.710.411.2表2两种盐的溶解度(单位为g/100g水)温度/℃1030405060CaSO40.190.210.210.200.19MgSO4·7H2O30.935.540.845.6/高考资源网(ks5u.com)您身边的高考专家版权所有@高考资源网-6-硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:(1)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为_______。加热煮沸的主要目的是________。(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有_______(填化学式)等物质。(3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是_______;(4)沉淀C的化学式是_______。过滤II需趁热过滤的理由是_______[解析]向硼镁泥中加硫酸时MnO2、SiO2不溶

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