除去铁粉中的铝粉 用什么试剂除去铁粉中混有的铝粉
混合物的分离方法有很多种,但根据分离的方式和原理,通常可以将它们归为两大类:一种是化学分离法,另一种则是物理分离法。在本篇文章中,我们将重点介绍一些常见的化学分离方法,并通过习题解析帮助大家更好地理解相关知识,希望对大家复习有所帮助。
一、分离与提纯的基本原则
引入的试剂应仅与杂质反应,而不与目标物质发生反应。
后续加入的试剂需要去除多余的前面加入的试剂。
在分离过程中,不能引入新的杂质。
杂质与试剂反应后生成的物质,应该容易从被提纯物质中分离出来。
分离过程应尽量简洁,现象明显,且最终获得的物质纯度要高。
目标是尽可能将杂质转化为不再需要的物质。
在使用多种试剂去除杂质时,应根据试剂的性质合理安排加入的顺序。
对于极易溶于水的气体,需特别小心避免发生倒吸现象。
二、常见的化学分离方法
加热法
当混合物中包含热稳定性较差的物质时,可以通过加热的方法使这些物质分解,从而将它们从混合物中分离出来。例如,NaCl中含有NH4Cl,或者Na2CO3中混有NaHCO3时,可以通过加热去除这些杂质。
沉淀法
该方法是向混合物中加入特定的试剂,使其中某些成分通过沉淀的形式被分离出来。使用这种方法时,必须避免引入新的杂质。如果需要通过多次沉淀分离不同成分,应该确保每次加入的试剂适量,且过量的部分应被去除。例如,加入BaCl2溶液可以帮助从NaCl中分离出Na2SO4。
酸碱法
通过选择性地利用酸或碱与杂质发生反应,达到去除杂质的目的。在这一过程中,被提纯的物质通常不会与酸碱发生反应,而杂质则会与酸或碱反应被去除。例如,用盐酸去除SiO2中的CaCO3,或者用氢氧化钠溶液去除铁粉中的铝粉。
氧化还原法
如果混合物中含有还原性杂质,可以通过加入适量的氧化剂将这些杂质氧化成可被分离的物质。相反,如果混合物中含有氧化性杂质,则可以通过加入还原剂将其还原。例如,将氯水加入到含有FeCl2的溶液中,可以将FeCl2转化为FeCl3,从而去除FeCl2杂质;同样,加入过量铁粉可以去除FeCl3中的杂质。
转化法
有些混合物无法通过一次分离达到目的,可能需要经过多个转化步骤。通过将杂质转化为其他物质,再通过进一步的处理将其从目标物质中分离。例如,分离Fe3+和Al3+时,可以加入过量的NaOH溶液,先将它们转化为Fe(OH)3和NaAlO2,经过过滤后,再加入盐酸使它们恢复为Fe3+和Al3+。这种方法要求转化过程中的损失最小,并且转化后的物质应易于恢复为原来的状态。
调节pH法
通过调整溶液的pH值,可以使某些成分沉淀,从而实现分离。这通常通过加入某些难溶或微溶的物质来调节溶液的酸碱性。例如,在CuCl2溶液中,如果存在FeCl3杂质,可以通过调节溶液的pH值将Fe3+沉淀出来,可以加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3等物质来调节pH。
电解法
利用电解原理来分离或提纯物质。比如电解精炼铜时,将粗铜作为阳极,纯铜作为阴极,使用含铜离子的电解液。在电流的作用下,粗铜中比铜活泼的杂质金属会失去电子,而铜离子则会在阴极得到电子析出,从而实现铜的纯化。
三、例题解析
【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
A项错误,乙醇不能作为萃取剂;B项正确,湿润的红色石蕊试纸变蓝说明气体是碱性;C项错误,SO32-会生成BaSO3沉淀,而非SO42-;D项错误,FeCl3会在加热时水解,不能用这种方法纯化。
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
A项错误,澄清石灰水只能吸收CO2,不能吸收CO;B项错误,盐酸只能溶解BaCO3,不能溶解BaSO4;C项正确,过量铁粉可以还原FeCl3为FeCl2并通过过滤去除;D项错误,CuO可以溶解于酸,但不能通过稀硝酸将其去除。
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项错误,鉴别亚硝酸钠和食盐需要更多的步骤;B项正确,冷却速度慢有利于析出较大的晶体;C项错误,乙酸和乙醇互溶,无法通过分液漏斗分离;D项错误,未润洗酸式滴定管会稀释盐酸,导致测定结果偏高。
答案:B
【例题4】
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0.1mol·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2.0mL浓度均为0.1mol·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,说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp大。
解析
A项正确,碘水中加入CCl4后,CCl4层呈紫红色,说明碘能够从水中萃取到CCl4中,这属于典型的萃取实验;B项错误,SO2的水溶液与BaCl2溶液反应后并不会生成白色沉淀,因为亚硫酸盐(SO3²⁻)的溶解度较大,不会在酸性环境中沉淀出来;C项错误,KMnO4溶液褪色实际上是Fe²⁺被氧化,而不是Fe²⁺具有氧化性;D项正确,沉淀是AgI,证明AgI的溶解度积(Ksp)比AgCl的大,因为AgI更难溶解,沉淀容易形成。
答案:A、D
四、在化学实验中,分离和提纯方法的选择非常关键,不同的物质和杂质需要根据其性质选择合适的分离技术。通过对上述几种常见化学方法的介绍和例题解析,相信同学们对这些分离方法有了更加深入的了解。无论是在理论学习还是实验操作中,掌握这些基本的分离技巧都能帮助我们更加高效地处理混合物,并提取出所需要的纯净物质。
这些分离技术不仅仅是实验室常见的操作,它们的应用也广泛涉及到工业生产、环境保护等多个领域。掌握分离原理及其方法,对日常的科学实验乃至实际问题的解决都具有重要的指导意义。
希望同学们在以后的学习中,能够灵活运用这些分离方法,深入理解它们的原理,并通过多做实验来增强实践能力。
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