第33讲专题十二 物质的检验 分离和提纯
, 常见气体的检验) |
气体 | 检验方法 | 现象 |
O2 | 用带火星的木条伸入 | 现象：_木条复燃__ |
H2 | 点燃 | 现象：点燃纯氢气有轻微“噗”声并安静 燃烧，火焰呈_淡蓝__色(在玻璃管口燃烧 略带黄色)；混有空气时点燃有_尖锐的爆 鸣声__ |
CO2 | 倒入澄清石灰水 | 现象：石灰水_变浑浊__ |
CO | (1)点燃，将生成的气体通入澄清的石灰水 | (1)现象：火焰呈_蓝色__，澄清石灰水_变浑浊__ |
CH4 | 点燃：把一个干燥的冷烧杯罩在火焰上， 片刻，迅速正立烧杯，加入适量澄清石灰 水 | 干冷烧杯上出现__水珠__，石灰水变_浑浊__ |
注意：H2、CO、CH4都具有可燃性，可根据它们燃烧后生成的产物不同来区别。
, 常见物质的检验)
物质 | 检验试剂 | 反应现象 |
酸(H＋) |
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石蕊试液 | 试液变成红色 |
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加入锌粒 | 产生大量气泡，气体能燃烧 |
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氧化铁 | 溶解、溶液变黄 |
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氧化铜 | 溶解、溶液变蓝 |
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碳酸钙 | 产生气泡 |
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pH 试纸 | pH＜7 |
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碱(OH－) |
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石蕊试液 | 试液变蓝 |
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酚酞试液 | 试液变红 |
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pH 试纸 | pH＞7 |
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碳酸盐(即 | 稀盐酸、澄清石灰水 | 产生无色气体，且该气体能使 澄清石灰水变浑浊 |
硫酸及可溶 | Ba(NO3)2 和稀HNO3 | 生成白色沉淀 |
盐酸及可溶性 | AgNO3 和稀HNO3 | 生成白色沉淀 |
可溶性铜盐 | NaOH 溶液 | 生成蓝色沉淀 |
, 物质的分离和提纯) |
1．物质的分离和提纯
在除杂过程中必须遵守以下原则：①不增。提纯过程中不能引入新的杂质；②不减。被提纯的物质不能减少，即所选的试剂只能与杂质反应，不能与被提纯的物质反应；③易分。操作简易，易于分离。
2．物质提纯的主要方法
方法 | 适用范围或原理 | 举例 |
物 |
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过滤法 | ①固体与液体混合物的分离 | 粗盐的提纯 |
结 |
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蒸发 | ①分离溶质与溶剂 | 从含有HCl 的NaCl 溶液中分离出固体NaCl |
降低 | 可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同 | 分离NaCl 与KNO3 的混合物 |
化 |
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气化法 | 与杂质反应生成气体而除去 | 除CO2 中的CO，可将气体通过灼热的CuOCO＋CuO |
转化法 | 将杂质转化为沉淀过滤除去 | 除Na2SO4 中Na2CO3，可加适量稀H2SO4Na2CO3＋ |
沉淀法 | 将杂质通过化学反 | 除去NaCl 中的Na2SO4，可加适量的BaCl2Na2SO4＋ |
置换法 | 将杂质通过置换反应而除去 | 除FeSO4 中的CuSO4，可加过量的铁粉，再过滤CuSO＋Fe===Cu＋ FeSO4 |
溶解法 | 将杂质溶于某种试剂而除去 | 除C 粉中的CuO 粉，可加适量稀硫酸，再过滤CuO＋ |
加热法 | 杂质受热易分解，通过加热将杂质 | 除CaO 中的CaCO3 可加热CaCO3 |
| 除去 | CaO＋CO2↑ |
实际提纯还会有一些其他方法，在实际解题时要因题而解，也可以综合而灵活地运
用几种方法。
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。
3．粗盐的提纯
实验仪器：烧杯、玻璃棒、铁架台、漏斗、蒸发皿、酒精灯。
操作步骤：溶解、过滤、蒸发、转移。
玻璃棒的作用：
溶解：_加速粗盐的溶解__；
过滤：_引流__；
蒸发：使液体_均匀受热__，防止液体局部温度过高，造成液滴飞溅。
, 生活中常见物质的鉴别)
1．硬水与软水的鉴别：向样品中加入肥皂水，振荡，泡沫少的是硬水，泡沫多的是软水。
2．天然纤维与合成纤维的鉴别：点燃样品，闻气味，观察过程及灰烬。
天然纤维(棉、麻)：有烧纸张的气味，无熔化现象，灰烬易碎；
天然纤维(丝、毛)：有烧焦羽毛的气味，无熔化现象，灰烬易碎；
合成纤维(涤纶、锦纶、腈纶)：有特殊气味，有收缩、熔化现象，灰烬不易碎。
【例1】(2013，福州)鉴别下列物质所使用的方法或试剂，错误的是( )
A．氧气与氮气——闻气味
B．氯化钠与碳酸钠——用稀盐酸
C．铝与铝合金——比较硬度
D．氯化钾与氯化铵——用熟石灰
A解析：氧气与氮气均为无色无味的气体，因此闻气味不能鉴别氧气与氮气，故A错误；碳酸钠与稀盐酸反应放出二氧化碳气体，而氯化钠不能与稀盐酸反应，因此用稀盐酸可以鉴别氯化钠与碳酸钠，故B正确；铝合金的硬度比纯铝的硬度大，因此可以用比较硬度的方法来鉴别铝与铝合金，C正确；氯化铵与熟石灰反应会产生刺激性气味的氨气，而氯化钾与熟石灰不反应，因此用熟石灰可以鉴别氯化钾与氯化铵，D正确。
【例2】(2013，兰州)下列鉴别两种不同物质的方法，不正确的是( )
选项 | 物质 | 鉴别方法 |
A | CO2 与O2 | 燃着的木条，观察燃烧情况 |
B | 酒精与白醋 | 闻气味 |
C | BaCO3 与NaCl | 加水，观察是否溶解 |
D | NaOH 与Na2CO3 | 滴加酚酞溶液，观察溶液颜色的变化 |
D解析：二氧化碳不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，而氧气能支持燃烧，会使燃着的木条燃烧得更旺，故A正确。酒精有一股特殊香味，而白醋有一股酸味，因此可以通过闻气味的方法鉴别两种物质，故B正确。碳酸钡难溶于水，而氯化钠易溶于水，因此可通过加水观察是否溶解的方法鉴别两种物质，故C正确。氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液都
呈碱性，都能使无色酚酞溶液变红，因此用酚酞溶液无法鉴别它们，故D错误。
【例3】(2014，潍坊)有三瓶无色、无味的气体X、Y、Z，它们分别是甲烷、氢气、一氧化碳中的一种，分别点燃三种气体，用干燥的冷烧杯罩在火焰上方，只有Y和Z火焰上方的烧杯内壁有水滴出现，燃烧后分别向烧杯中注入澄清的石灰水，振荡，只有X和Y的烧杯内石灰水变浑浊。则X、Y、Z分别是( )
A．CH4H2COB．CH4COH2
C．COCH4H2 D．H2CH4CO
C解析：判断X、Y、Z分别属于CH4、H2和CO中哪一种，需要对三种气体的产物
加以区别，CH4＋2O2 CO2＋2H2O，X、Y、Z依次是CO、CH4、H2，故选C。
【例4】除去下列物质中的少量杂质所选用的试剂或方法正确的是( )
选项 | 物质 | 所含杂质 | 所选用试剂或方法 |
A | NaOH 溶液 | Na2CO3 溶液 | 稀盐酸 |
B | CaO | CaCO3 | 高温灼烧 |
C | CO2 | CO | 点燃 |
D | 稀盐酸 | 稀硫酸 | 加适量Ba(NO3)2 溶液，再过滤 |
B解析：根据除杂质原则：一要除去杂质；二要除杂试剂不能和被提纯物反应；三要不引入新的杂质。A中稀盐酸与NaOH溶液、Na2CO3溶液都能反应；C中少量CO在CO2中不能点燃；D中Ba(NO3)2溶液和稀硫酸反应引入新的杂质——，故选B。
【例5】(2013，日照)已知某粗盐样品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质。实验室提纯流程如下：
(1)用托盘天平称量粗盐时，若指针偏向右边，则表示(填下列正确选项的代码)( ) A．右盘重，砝码轻 B．右盘轻，样品重
C．左盘重，样品轻D．左盘轻，砝码重
(2)第④步操作发生反应的化学方程式是_________________________________。(3)第⑤步操作的目的是___________________。
(4)第⑥步操作a的名称是___________，此步操作中，玻璃棒的末端要轻轻地斜靠在___________的一边。
(5)在第⑦步操作中，向滤液中滴加足量盐酸的目的是_____________________________。
(6)在 | 第 | ⑧步 | 操 | 作 | 时 | ， | 要 | 用 | 玻 | 璃 | 棒 | 不 | 断 | 搅 | 拌 | ， | 目 | 的 | 是 |
__________________________________________。
(1)D(2)MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl(3)除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2(4)过滤三层滤纸 (5)除去加入的过量试剂NaOH和Na2CO3(6)防止蒸发时因局部温度过高，造成液滴飞溅
解析：(1)称量物质是“左物右码”，所以用托盘天平称量粗盐时，若指针偏向右边，则表示左盘轻，砝码重；(2)加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去MgCl2，发生反应的化学方程式是MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；(3)加入过量的碳酸钠溶液的目的是除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2；(4)过滤用于分离难溶性固体和可溶性固体的方法，第⑥
步操作a的名称是过滤，此步操作中，玻璃棒的末端要轻轻的斜靠在三层滤纸的一边；(5)在第⑦步操作中，向滤液中滴加足量盐酸的目的是除去加入的过量试剂NaOH和Na2CO3；(6)蒸发结晶过程中玻璃棒的作用：防止蒸发时因局部温度过高，造成液滴飞溅。