初三 物质的分离与提纯(基础).doc

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，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1894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Xe[PtF6]，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： 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 （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 ①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CuSO4 H2O 碱石灰 CO2、HCl、H2O 灼热的铜网 O2 NaOH溶液 CO2、HCl 灼热的CuO H2、CO 浓硫酸 H2O ②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。 ①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 NH3 A 固体NaOH 碱性 固态 H2、O2、N2、CH4、CO、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 NH3 B或C ②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 ①固体与液体混合物的分离 ②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 ①分离溶质与溶