-物質(zhì)的檢驗、分離和提純
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1、第四節(jié) 物質(zhì)的檢驗、分離和提純 【知識網(wǎng)絡(luò)] 一、物質(zhì)的分離與提純方法 混合物的物理分離方法 方法 適用范圍 主要儀器 一、/ 1 迂后點 實例 固+液 蒸發(fā) 易溶固體與液體分開 酒精燈、蒸 發(fā)皿、玻璃 棒 ①不斷攪拌;②最 后用余熱加熱;③ 液體不超過容積 2/3 NaCl (H2O) 固+固 結(jié)晶 溶解度差別大的溶質(zhì) 分開 NaCl (NaNO3) 升華 能升華固體與不開華物分 開 酒精燈 I2 (NaCl) 固+液 過濾 易溶物與難溶物分開 漏斗、燒杯 ①一角、二低、三碰;② 沉淀要洗滌;③定量實驗 要“無損” NaC
2、l (CaCO3) 液+液 萃取 溶質(zhì)在互不相溶的溶劑 里,溶解度的不同,把溶 質(zhì)分離出來 分液漏斗 ①先查漏;②對萃取劑 的要求;③使漏斗內(nèi)外 大氣相通;④上層液體 從上口倒出 從濱水中提 取Br2 分液 分離互/、相溶液體 分液漏斗 乙酸乙酯與飽 和Na2CO3溶液 蒸播 分離沸點不同混合溶 液 蒸儲燒瓶、 冷凝管、溫 度計、牛角 管 ①溫度計水銀球位于支管 處;②冷凝水從下口通入; ③加碎瓷片 乙醇和水、 I2 和 CC14 滲析 分離膠體與混在其中的分子、離 子 半透膜 更換蒸儲水 淀粉與NaCl 鹽析 加入某些鹽,使溶質(zhì)的 溶
3、解度降低而析出 燒杯 用固體鹽或濃溶液 蛋白質(zhì)溶液、 硬脂酸鈉和甘 油 氣+氣 洗氣 易溶氣與難溶氣分開 r洗氣瓶 長進短出 CO2 ( HCl) 液化 沸點不同氣分開 U形管 常用冰水 NO2 (N2O4) 混合物的化學(xué)分離法 方法 熱分解法 沉淀分離法 酸堿分離法 水解分離 法 氧化還原法 實例 NH4C1 (NaCl) NaCl (BaCl2) MgCl 2 (AlCl 3) Mg 2 +(Fe3+) Fe2+ (Cu2+) 、物質(zhì)的檢驗 鑒別 利用不同物質(zhì)的性質(zhì)差異,通過實驗,將它們區(qū)別開來。 檢驗 鑒定
4、 根據(jù)物質(zhì)的特性,通過實驗,檢驗出該物質(zhì)的成分,確定它是否是這種 物質(zhì)。 推斷 根據(jù)已知實驗及現(xiàn)象,分析判斷,確定被檢的是什么物質(zhì),并指出可能 存在什么,不RJ能存在什么。 檢驗 方法 ① 若是固體,一般應(yīng)先用蒸儲水溶解 ② 若同時檢驗多種物質(zhì),應(yīng)將試管編號 ③ 要取少量溶液放在試管中進行實驗,絕不能在原試劑瓶中進行檢驗 ④ 敘述順序應(yīng)是:實驗(操作)一現(xiàn)象一結(jié)論一原理(寫方程式) 離子檢驗 離于 試齊1J 現(xiàn)象 一、/ 注思 沉淀法 Cl-、Br-、 I-、 AgNO 3+HNO 3 AgClJ 黃 L 白、AgBrJ
5、 1淡黃、AgI J 1 SO42- 稀 HCl 和 BaCl2 白色沉淀 須先用HCl酸 化 Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀一灰綠色一紅褐色沉 淀 Fe3+ NaOH溶液 紅褐色沉淀 Al3+ NaOH溶液 白色沉淀一溶解 不一定是 Al3+ 氣體法 NH4 + 濃NaOH溶液和濕潤的 紅色石蕊試紙 產(chǎn)生刺激性氣體,使試紙變藍 要加熱 CO32- 稀鹽酸+石灰水 石灰水變渾濁 SO32-也有此現(xiàn) 象 SO32- 稀H2 sO4和品紅溶液 品紅溶液褪色 顯色法 I- Cl2 水(少量),CCl4 下層為紫色
6、 Fe2+ KSCN 溶液,再3Cl 2 水 先是無變化,滴Cl2水后變紅色 Fe3+ ①KSCN溶液 紅色 ②苯酚溶液 紫色 Na+、K+ Pt 絲+HCl 火焰為黃色、淺紫色 K+要透過 藍色鉆玻 璃片 【易錯指津】 1 .要全面考慮除雜原則。防止雖然除去了原有的雜質(zhì),但同時又帶進了新的雜質(zhì)。 2 .在解答物質(zhì)提純試題時,選擇試劑和實驗措施應(yīng)注意三個原則:①不能引入新雜質(zhì);②提純后的物質(zhì)成分不變;③實 驗過程和操作方法簡單易行。 3 .物質(zhì)提純和凈化時要注意下列幾點:①所加試劑和被提純的物質(zhì)不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng);②所選擇的反應(yīng)要具有較大的不 可
7、逆性,即反應(yīng)要完全,為了使雜質(zhì)能除盡,所加的試劑要稍過量;③加入的試劑以不引入新的雜質(zhì)為好;④提純物易分離。 4 .物質(zhì)的檢驗要經(jīng)歷方法的選擇(包括物理方法和化學(xué)方法) 、現(xiàn)象的觀察及邏輯推理得出結(jié)論三個步驟,缺一不可。盡 可能選擇特效反應(yīng)以減少干擾。 5 .有機物的提純與分離中很少使用過濾、結(jié)晶等方法,較多地使用蒸儲(可分儲) 、分液等方法,以及物理與化學(xué)的綜合 法。 在分離提純有機物時,常犯的錯誤是套用無機分離中的反應(yīng)轉(zhuǎn)化法。例如,除去乙酸乙酯中混有的乙酸,如果采用加入乙 醇及催化劑并加熱的方法,試圖將乙酸加轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯, 這是適得其反的。其一是加入的試劑難以除去;其二是有機反
8、應(yīng)緩 慢、復(fù)雜,副反應(yīng)多,該反應(yīng)是可逆反應(yīng),不可能反應(yīng)到底將乙酸除盡。 6 .缺乏推理判斷的能力和方法。 如對不用另加試劑的鑒別題、只用一種試劑的鑒別題、可用多種不同試劑和操作程序的鑒別題,缺乏對解題突破口的確認 能力,以及解題程序的安排能力。對圖式鑒別題,除了難以尋找突破口以外,對正推法和逆推法的使用,還存在思維障礙。鑒 于上述列舉的幾種情況,因此平時復(fù)習(xí)解題應(yīng)重視解題思維的訓(xùn)練,重視思維方法的歸納總結(jié)。 【 典型例題評析 】 例 1 下列分離物質(zhì)的方法中,根據(jù)微粒大小分離的是( 1996 年上海高考題) A.萃取 B.重結(jié)晶 C.沉降 D.滲析 思路分析: 滲析是使離子或分子
9、(直徑小于 10-9m )通過半透膜,能從膠體溶液里分離出來的操作。 答案: D 方法要領(lǐng): 掌握各種分離方法的適用情況。萃取是根據(jù)溶質(zhì)在兩種互不溶解的液體中具有不同的溶解度而分離的;重結(jié) 晶是根據(jù)固體物質(zhì)在水中由于溫度不同,溶解度不同的原理分離的操作;沉降是在水中溶解度小而形成沉淀,用過濾法分離; 滲析是根據(jù)分散質(zhì)的 微粒小于 10-9m 可透過透膜的原理而分離的。 例 2 只用水就能鑒別的一組物質(zhì)是( 1997 年上海高考題) A.苯、乙酸、四氯化碳 B.乙醇、乙醛、乙酸 C.乙醛、乙二醇、硝基苯 D.苯酚、乙醇、甘油 思路分析: 根據(jù)物質(zhì)是否溶于水及比水輕或重來鑒別。
10、B 中三種物質(zhì)均溶于水; C 中前二種物質(zhì)也均溶于水; D 中后二種 物質(zhì)均溶于水。只有 A 中乙酸溶于水,苯和四氯化碳均不溶于水,且苯比水輕,四氯化碳比水重。 答案: A 方法要領(lǐng):有機物的溶解性有三種情況:①與水混溶,主要是竣酸類和醇;②與水不相溶但比水重,一般是硝基化合物、 鹵代燒;③與水不相溶但比輕,一般是燒類。分析四組物質(zhì)便得解。 例 3 提純含有少量硝酸鋇雜質(zhì)的硝酸鉀溶液,可以使用的方法為( 2000 年全國高考題) A. 加入過量碳酸鈉溶液,過濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸 B. 加入過量硫酸鉀溶液,過濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸 C. 加入過量硫酸鈉溶液,過
11、濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸 D. 加入過量碳酸鉀溶液,過濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸 思路分析:提純的基本思路是除雜試劑在除去雜質(zhì)的同時,不能引入新的雜質(zhì)。 KNO3中含Ba(NO3)2,即除去Ba2+離子, 題中名^定CO32-或SO42-離子作除雜劑。因過量 SO42-離子無法通過HNO3酸化除去,故宜選 CO32-離子。 答案: D 方法要領(lǐng): 為使雜質(zhì)除盡,所加試劑一般會稍為過量,因此一定要注意不引進難除的新雜質(zhì),這是做除雜問題時應(yīng)特別注 意的。 例4只用膠頭滴管和試管,不用其他試劑就可以區(qū)別的下列溶液 (濃度均為0.1mol/L)是(1999年上海高考題)
12、A.CaCl2和 N&C03 B. 稀 HSQ和 N&C& C.Ba(OH)2 和 NaHC03 D.NaAlO 2和鹽酸 思路分析: 利用自身間的相互反應(yīng)(互滴)來鑒別。對于 A、 C 來講,前者和后者兩物質(zhì)互滴的現(xiàn)象相同:均立即產(chǎn)生沉 淀;對B:前者(稀H2SO4)滴入后者(Na2CO3)中,由于首先生成的是 NaHCO3,所以開始時無氣泡,而將 Na2CO3逐滴滴 入稀H2SO4中,則馬上看到有氣體產(chǎn)生,現(xiàn)象互不相同; D中NaAlO2和鹽酸互滴的現(xiàn)象也不相同(請讀者寫出反應(yīng)的離子方 程式) ,從而可將兩種物質(zhì)區(qū)別開來。 答案: B 、 D 方法要領(lǐng): 不用任何試劑進行鑒別
13、,可采用方法有: ( 1)連鎖推斷法。即用某種與眾不同的試樣作為鑒別用試劑,然后一 3)試樣互滴法。甲、乙兩種試樣,根 環(huán)扣一環(huán)地逐個審; ( 2 )兩兩組合法。將被檢試樣兩兩混合,根據(jù)不同現(xiàn)象加以區(qū)別; 據(jù)將甲逐滴滴入乙和將乙逐滴滴入甲的現(xiàn)象不同加以區(qū)別。 引申發(fā)散:不用任何試劑鑒別多種物質(zhì)的方法是: (1)先依據(jù)外觀特征,鑒別出其中的一種或幾種,然后再利用它們?nèi)ヨb 別其他的幾種物質(zhì);(2)若均無明顯外觀特征,可考慮能否用加熱或焰色反應(yīng)區(qū)別; (3)若以上兩種方法都不能鑒別時,可考 慮兩兩混合法,記錄混合后的反應(yīng)現(xiàn)象,分析確定。 鑒別物質(zhì)時,可利用鹽的水解。如使用指示劑可鑒別出水
14、解后呈現(xiàn)酸性、堿性和中性的鹽溶液;若不用其他試劑,則常用 的水解反應(yīng)是 Fe3+與CO32-、HCO3-及Al3+與CO32-、S2-、HCO3-等既產(chǎn)生沉淀又產(chǎn)生氣體的雙水解反應(yīng)。 例5實驗室用澳和苯反應(yīng)制取澳苯, 得到粗澳苯后,要用下列操作精制:①蒸儲;②水洗;③用干燥劑干燥;④用10%NaOH 溶液洗;⑤水洗,正確的操作順序是( 2000年理綜高考題) A.①②③④⑤ B.②④⑤③① C.④②③①⑤ D.②④①⑤③ 思路分析:本題是課本中制澳苯實驗的深化。粗澳苯的精制,關(guān)鍵要了解粗澳苯的組成。由于有機反應(yīng)的不完全性,得到 的澳苯中會溶有未反應(yīng)的苯、澳、三澳化鐵(催化劑)并有部分
15、澳化氫。根據(jù)粗澳苯的組成,結(jié)合它們的理化特性,可設(shè)計出 如下精制方案: (1)水洗:利用三澳化鐵、澳化氫在水中的溶解度比在有機溶劑中大的特性,使三澳化鐵、澳化氫及部分澳進入水層, 再分液除去。先用水洗,除去節(jié)約下一步操作的用堿量以外,還可以避免 FeBr3與堿反應(yīng)生成難溶性的膠狀 Fe(OH)3造成分離 的困難。 (2)用10%NaOH溶液洗:在分液后得到的油層中加入 NaOH溶液,目的使油層中的 B「2與NaOH反應(yīng),生成可溶于水 的NaBr、NaBrO ,再經(jīng)分液除去。 (3)再水洗:用水洗去附著在澳苯表面的鈉鹽。分液得油層。 (4)加入干燥劑:在(3)分液后的油層中加入無水
16、 CaCl2進行干燥,除去油層中的水分。 (5)蒸儲:干燥后的油層的主要成分是澳苯和苯的混合物。由于澳苯與苯的沸點差異較大,故可通過蒸儲的方法獲取澳 苯。 答案:B 方法要領(lǐng):重視課本典型物質(zhì)的制備,要多問幾個為什么?。本題要求精制,在明確雜質(zhì)成分的基礎(chǔ)上,先用大量水洗去 未反應(yīng)的苯和澳,再用 NaOH除去殘余的澳,然后用水洗去殘余的 NaOH,最后用干燥劑除水并蒸儲。 引申發(fā)散:分液和蒸儲是有機物分離和提純常用的方法。常見情況為: 物質(zhì) 硝基苯(硝酸、硫酸) 澳乙烷(酒精) 乙酸乙酯(乙酸) 苯(苯酚) 酒精(水) 方法 加水,分液 加水,分液 飽和Na2CO3
17、溶液,分液 力口 NaOH溶液,分 液 加生石灰,蒸儲 例6 某溶液含有較多的 Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用該溶液制取芒硝,可供選擇的操作有:①加適量 H2SO4溶液, ②加金屬Na,③結(jié)晶,④加過量 NaOH溶液,⑤加強熱脫結(jié)晶水,⑥過濾。正確的操作步驟是( 1997年全國高考題) A.②⑥③ B.④⑥①③ C.④⑥③⑤ D.②⑥①③⑤ 思路分析:芒硝是水合硫酸鈉晶體,要制取純凈的水合硫酸鈉晶體,首先要進行提純,在此過程中要充分利用原料中的成 分,且不能引入新的雜質(zhì),要除凈 Fe3+,加入的NaOH溶液要過量。濾去 Fe(OH)3不溶物后,用適量 H2SO4溶
18、液中和過量的 NaOH,得純凈Na2SO4溶液,濃縮結(jié)晶即可。凡有⑤操作都是錯誤的,因為脫去結(jié)晶水就不是芒硝,而是硫酸鈉。 答案:B 方法要領(lǐng):解決本題的關(guān)鍵之一是了解芒硝為何物; 關(guān)鍵之二是選擇合適的反應(yīng)物。 金屬Na雖可直接與水反應(yīng)生成 NaOH, 但Na比NaOH貴得多。故應(yīng)直接用 NaOH溶液,保證Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀濾去,但過量 NaOH 一定要用適量 H2SO4 中和。 例7甲、乙、丙、丁分別是 Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四種物質(zhì)中的一種。若將丁溶液滴入乙溶液中,發(fā)現(xiàn)有白 色沉淀生成,繼續(xù)滴加則沉淀消失,丁溶液滴入甲溶液時,無明顯現(xiàn)
19、象發(fā)生。據(jù)此推斷丙物質(zhì)是( 2000年理科綜合題) A.Al 2(SO4)3 B.NaOH 思路分析:解推斷題要抓住特征條件。由題設(shè)乙 (注意:此處隱含實驗中試劑的滴加順序與現(xiàn)象的關(guān)系) C.BaCl2 丁 白色沉淀 丁 D.FeSO4 沉淀消失可知,丁必為NaOH,乙必為A12(SO4)3。 ,由此可推及甲為 BaCl2,故丙為FeSO4。 答案:D 方法要領(lǐng):關(guān)鍵是抓住乙與丁反應(yīng)的特征現(xiàn)象一一先沉淀后溶解,推出兩物質(zhì),最后推丙。 例8在一定條件下,蔡可以被硝酸和硫酸的混合酸硝化生成二硝基物,它是 1,5-二硝基泰和1,8-二硝基泰的混合物。后 者可溶于質(zhì)量分數(shù)大于
20、 98%的硫酸,而前者不能。利用這一性質(zhì)可以將這兩種異構(gòu)體分離。 將上述硝化產(chǎn)物加入適量的 98.3%的硫酸,充分攪拌,用耐酸漏斗過濾,欲從濾液中得到固體 1,8-二硝基蔡,應(yīng)采用的方 法是(1999年浙江省奧賽初賽試題) A.對所得的濾液蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶 B.向濾液中緩緩加入水后過濾 C.向濾液中緩緩加入 Na2CO 3溶液后過濾 D.將濾液緩緩加入水中后過濾 思路分析:考查學(xué)生根據(jù)所給信息,利用兩種二硝基奈在濃硫酸中溶解度的不同,進行分析、推理的能力。 1,8-二硝基泰可溶于 98%的濃硫酸中,1,5-二硝基泰不溶,用耐酸漏斗分離即可。繼續(xù)將 1,8-二硝基泰從濃硫酸中分離出,
21、 需要降低硫酸的濃度。如何降低濃硫酸的濃度,則要注意加入水或堿性溶液的方式。 答案:D 方法要領(lǐng):有的同學(xué)會因不注意操作順序的要求而錯選 B或C。雖然向濾液中加水或 Na2CO3溶液都能達到降低硫酸濃度 的目的,但濃硫酸的稀釋要注意不可顛倒順序, 即不可將水倒入濃硫酸中。 將碳酸鈉溶液倒入硫酸中,比水倒入濃硫酸中更危 險,因為不僅有水沸騰導(dǎo)致的飛濺,還會有 CO2氣體逸出時造成的酸液飛濺。 a-iff 5M 例9下圖虛線框中的裝置可用來檢驗濃硫酸與木炭粉的加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體產(chǎn)物,填寫下列空白: (1)如果裝置中①、②、③三部分儀器的連接順序改為②、①、③,則可以檢
22、驗出的物質(zhì)是 ;不能檢出的物質(zhì) (2)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰?、③、②,則可以檢出的物質(zhì)是 ;不能檢出的物質(zhì)是 。 (3)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰?、③、①,則可以檢出的物質(zhì)是 ;不能檢出的物質(zhì)是 。 思路分析:濃硫酸與木炭加熱發(fā)生的反應(yīng)方程式為: 2H2SO4+C CO2 T +2SO2 T +2H2O。 =△= 縱觀整套裝置,①用于檢驗 H2O蒸氣(使無水硫酸銅變藍色);②用于檢驗SO2氣(品紅溶液褪色、酸性 KMnO容液褪色, 再通過品紅溶液驗證 SO2是否已經(jīng)除凈);③用于檢驗 CO2氣(澄清石灰水變渾濁)。 (1)當(dāng)順序改為②、①、③時,由于分解氣先經(jīng)②裝置,必然帶出洗
23、氣瓶中 H2O的蒸氣,故難以肯定①中無水硫酸銅變 藍色是由于濃硫酸與木炭反應(yīng)所產(chǎn)生的 H2O。 (2)當(dāng)順序改為①、③、②時,足量澄清石灰水變渾濁究竟是由 CO2還是由SO2與Ca(OH)2反應(yīng)造成的,無法肯定,所 以CO2與SO2都無法一一鑒別了。 (3)當(dāng)順序改為②、③、①時,出現(xiàn)了( 1)中同樣的問題。 一個很常見的、平淡的實驗,因性質(zhì)檢驗裝置順序的調(diào)動,檢驗出學(xué)生分析問題的能力,十分巧妙。 答案:(1) SO2、CO2; H2O (2) H2O; CO2、SO2 (3) SO2、CO2; H2O 方法要領(lǐng):根據(jù)SO2、CO2、H2O的特有性質(zhì),通過實驗來檢驗三種物質(zhì)的存在
24、。而在實驗過程中,檢驗 SO2、CO2都要 通過水溶液,因此對檢驗H2O(g)有干擾作用;檢3處CO用石灰水,SO也與石灰水反應(yīng)類似現(xiàn)象, 因此SO也會干擾CO2的檢驗。 三種物質(zhì)檢驗時相互有干擾,審題時要搞清氣體通過的試劑會與哪種氣體反應(yīng),從而判斷檢驗出何種氣體。 例10某待測溶液中可能含有 Fe2+、Fe3+、Al,Ag+、Ba2+、NH+、Ca2+等離子,進行以下實驗(所加酸,堿,氨水,濱水都是過 量的).(1992年全國高考題) 根據(jù)實驗結(jié)果: (1) 判斷待測液中有無 Ba2+、Ca2+,并寫出理由.答: (2) 寫出沉淀D的化學(xué)式: (3) 寫出從溶液D生成
25、沉淀E的反應(yīng)離子方程式: 思路分析: 待測液中加入HCl得到沉淀A,可斷定A為AgCl, Ag+已被除去。向溶液 A加入稀硫酸和濱水,若有 Fe2+則被 氧化成Fe3+ (2Fe2++Br2=2Fe3++Br-);由于BaSO難溶于水,CaSO微溶于水,所以沉淀B為BaSO和CaSO的混合物或二者之一。 向溶液B中加入氨水得到沉淀 C,則沉淀C一定是Fe(OH)3或Al(OH)3或二者的混合物。若沉淀C中含Al(OH) 3,則加入過量NaOH 溶液時會轉(zhuǎn)變?yōu)?NaAlQ進入溶液D;沉淀C與過量NaOHB液作用后仍剩余沉淀 D,則可斷定 D為Fe(OH)3。由于H2CO的酸性 強于HA1O2
26、 (可由C、Al在周期表中的位置推出),所以向溶液 D中通入CO得到的沉淀 E 一定是 Al(OH) 3,其反應(yīng)為: AlO2-+CO+2H2O=Al(OH)3 J +HCO。 答案:(1)含有Ba2+、Ca2+中的一種或兩種;因為BaSO不溶于水,CaSO微溶于水 (2) Fe(OH)3 (3) AlO/+CO+2H2O=Al(OH)3 J +HCO。 方法要領(lǐng):仔細分析每一步所發(fā)生的反應(yīng),并進行嚴密的推理和判斷 (如由所加試劑推測沉淀可能是什么物質(zhì)、 什么物質(zhì) 進入溶液;由肯定的結(jié)論驗證不肯定的推測,并縮小判斷范圍;正推和逆推相結(jié)合等)是解此類框圖題的基本方法。熟悉有關(guān) 物質(zhì)的化學(xué)
27、性質(zhì),并能靈活運用,是解題的基礎(chǔ)。 引申發(fā)散:在推斷混合溶液中肯定存在或肯定不存在的離子時,要注意以下幾點: (1)溶液是否有顏色。某些離子在溶液中具有特殊的顏色: Fe3+——棕黃色,F(xiàn)e2+——鍵^色,Cu2+——藍色(CuCl2濃溶 液呈綠色) (2)溶液的酸堿性。從溶液的酸堿性情況可以初步判斷某些離子是否存在。 在強酸性溶液中不能大量存在離子有: S2-、SO2-、CO2-、SiO:-、AIO2-等;在強堿性溶液中不能大量存在離子有: NH+、M『、 Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、HCO、Ag+等。 (3)在判斷出肯定存在的離子后,再排除跟該離子在溶液中不可能共
28、存的離子。例如,在已肯定存在 SO?時,就應(yīng)排除 Ba2+的存在。 例11含苯酚的工業(yè)廢水處理的流程圖如下: (1999年上海高考題) 進行(填寫 儀器名稱) (2) 由設(shè)備n進入設(shè)備出的物質(zhì) A是 ,由設(shè)備出進入設(shè)備IV的物質(zhì) B是 。(3)在設(shè)備出中發(fā)生的化 學(xué)方程式為 (4)在設(shè)備IV中,物質(zhì) B的水溶液和CaO反應(yīng)后,產(chǎn)物是 NaOH、H2O和 操作(填寫操作名稱)可以使產(chǎn)物相互分離。 (5)上圖中能循環(huán)使用的物質(zhì)是 C6H6、CaO、 思路分析:本題屬化學(xué)與社會、生產(chǎn)相結(jié)合的應(yīng)用型題。在學(xué)習(xí)苯酚的性質(zhì)和分離以及酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)和規(guī)律的 基礎(chǔ)上,將這些知
29、識和規(guī)律用于解決生產(chǎn)中的實際問題,目的是培養(yǎng)學(xué)生用化學(xué)知識解決生活、生產(chǎn)、科技問題的能力和學(xué)習(xí) 化學(xué)的方法。 根據(jù)題給條件和設(shè)計可知:設(shè)備I用苯萃取廢水中的苯酚,生成苯酚的苯溶液(因苯酚易溶于苯而不易溶于水) 。設(shè)備n 用于分離苯和苯酚,為此需加入 NaOH水溶液,使苯酚變?yōu)楸椒逾c而溶于水中,再用分液法與苯分離。設(shè)備出是為了將苯酚 鈉變?yōu)楸椒樱紤]到經(jīng)濟成本和環(huán)境因素,通入 CO2氣體較為理想。設(shè)備IV是為了綜合利用副產(chǎn)物 NaHCO3,加入CaO可轉(zhuǎn) 化為反應(yīng)所需的原料 NaOH,而另一生成物CaCO3在設(shè)備V中又可轉(zhuǎn)化為反應(yīng)所需的原料 CO2和CaO。這樣可提高經(jīng)濟效益, 降
30、低環(huán)境污染。 答案:(1)萃取(或萃取、分液);分液漏斗 (2)苯酚鈉(C6H5ONa); NaHCO3 (3) C6H5ONa + CO2+H2。-C6H5OH+ NaHCO3 (4) CaCO3;過濾 (5) NaOH 水溶液;CO2 方法要領(lǐng):本題將化學(xué)基礎(chǔ)知識應(yīng)用于生產(chǎn)實際問題中, 涉及到中學(xué)有機化學(xué)中地基本的知識----分離苯和苯酚的混合物。 苯酚在冷水中溶解度小,在苯中易溶且苯與水不互溶,故設(shè)備I中進行的操作是萃取、分液,設(shè)備IV中發(fā)生 反應(yīng): NaHCO3+CaO=CaCO3 J+NaOH,通過過濾操作將與 NaOH溶液分離,掌握各種分離方法的適用前提、作用。
31、例12 A、B、C、D分別代表NaNO3、NaOH、HNO 3和Ba(NO 3)2溶液中的一種。現(xiàn)利用另一種溶液 X,用下圖所示的方 法,即可將它們一一確定。試確定 A: , B: A、B、C、D、X各代表何種溶液。( 1996年全國高考題) ,C: ,D: 加過量A ,白色沉——「 ■ J—r 不溶解 溶解 加過量 z 七 ?不 反 加過量 ?白色沉+ 加過量 ?不反應(yīng) *不溶解 *不溶 思路分析:從所給的四物質(zhì)看,向其中加入某種試劑會產(chǎn)生白色沉淀??勺魅缦峦评? NaNO3溶液很難和其他物質(zhì)在溶 液中產(chǎn)生沉淀。NaOH一般能與多種
32、金屬陽離子生成難溶性堿,如: Mg(OH)2、Fe(OH)2 (在空氣中不易觀察),Al(OH) 3 (兩 性)。HNO3是強酸,其鹽一般均可溶,故在復(fù)分解反應(yīng)中, HNO 3除了能跟硅酸鹽形成難溶性硅酸外,很難和其他物質(zhì)產(chǎn)生沉 Ba(NO3)2形成白 淀。能和Ba(NO 3)2形成沉淀的物質(zhì)應(yīng)主要從酸根離子考慮,如碳酸鹽、亞硫酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等均能與 色沉淀,其中硫酸鋼既難溶于水又難溶于酸。 根據(jù)以上推理,可將思考問題的范圍和角度大大縮小了。 產(chǎn)生的沉淀可從難溶性鋼鹽、氫氧化物和硅酸中考慮。從而確定 X 的成分。然后在有限的幾種可能物質(zhì)中做一些必要的假設(shè)和嘗試,檢驗
33、所做的假設(shè)是否合乎題意。 答案: 第一組: A : NaOH B : NaNO3 C: Ba(NO 3)2 D: HNO3 X: MgSO 4 第二組: A : HNO3 B: NaNO3 C: Ba(NO 3)2 D: NaOH X: Na2SiO3 方法要領(lǐng): 本題對物質(zhì)的性質(zhì)和離子反應(yīng)的知識借助于化學(xué)實驗的形式進行考查。 解題思路是結(jié)合已知物質(zhì)的性質(zhì), 綜合 全面地分析出與 X 反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀的各種可能,最后通過歸納,總結(jié)得出幾種可能,再經(jīng)過驗證得出結(jié)論。 注意白色沉淀除了常見的難溶性的鋇鹽和氫氧化物外,還有硅酸沉淀(這樣可得出第二組答案) 。再者注意檢驗,否則即 使推斷正確,也會造成書寫結(jié)果的錯誤。
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