物质的除杂与分离在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。如工业生产中自来水的净化,石油的炼制;农业生产中的脱粒以及日常生活中的洗衣服等都离不开物质的除杂与分离的有关知识。
物质的除杂就是除去某种物质中混有的其他物质。除杂方法有物理方法如洗涤、溶解、过滤、蒸发、吸附等;化学方法如一定条件下加入某种化学试剂,通过化学反应将杂质反应掉或将杂质转化成所要保留的物质。除杂要求是能除去杂质,但不混入新杂质,并且不破坏要保留的物质。在实际操作中,物理方法和化学方法常常是联合使用。
例如,要除去固体NaOH中混有的Na2CO3,操作方法是:将混合物加水溶解后,并加入适量石灰水充分反应后,过滤,再将滤液蒸干便得到所需要的固体NaOH:
Na2CO3+Ca(OH)2 === 2NaOH+CaCO3↓
此题中选择除杂试剂是关键。
如果选择盐酸做除杂试剂,就会在除去Na2CO3的同时破坏了要保留的物质NaOH:
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O,NaOH+HCl === NaCl+H2O
如果选择CaCl2做除杂试剂,虽然可除去Na2CO3,但混入了新杂质NaCl:
Na2CO3+CaCl2 === CaCO3↓+2NaCl
所以本题不能选用盐酸或CaCl2做除杂试剂。另外加石灰水必须适量,加少了杂质除不净,加多了剩余的石灰水又作为新杂质混入其中。
最后要将滤液蒸干,因为我们需要的是固体NaOH,而不是它的溶液。
物质的除杂与分离很相似,但又有所不同。除杂是只要将杂质除去就行;而分离是将几种物质分开,几种物质都需要,且都不能破坏。
现有一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体,若将二氧化碳当杂质除去,只保留一氧化碳,这就是一个除杂问题。可以把混合气体通过NaOH溶液:
2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O
若将一氧化碳和二氧化碳分开,既要一氧化碳又要二氧化碳,这就是一个分离问题。其操作方法是:先将混合气体通过NaOH溶液,首先收集到一氧化碳;再向刚才通过混合气体的溶液中加入适量盐酸,第二步收集到二氧化碳,从而间接的将一氧化碳和二氧化碳分离开来:
CO2+2NaOH === Na2CO3+H2O,Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O
除去或转化二氧化碳用NaOH溶液,因为该反应进行彻底,转化快;检验二氧化碳用澄清石灰水,因为该反应灵敏、现象明显且有独立性。
来源:233网校