題目列表(包括答案和解析)
1、 化學方法分離和提純物質
對物質的分離可一般先用化學方法對物質進行處理,然后再根據混合物的特點用恰當的分離方法(見化學基本操作)進行分離。
用化學方法分離和提純物質時要注意:
①最好不引入新的雜質;
②不能損耗或減少被提純物質的質量
③實驗操作要簡便,不能繁雜。用化學方法除去溶液中的雜質時,要使被分離的物質或離子盡可能除凈,需要加入過量的分離試劑,在多步分離過程中,后加的試劑應能夠把前面所加入的無關物質或離子除去。
對于無機物溶液常用下列方法進行分離和提純:
(1)生成沉淀法 例如NaCl溶液里混有少量的MgCl2雜質,可加入過量的NaOH溶液,使Mg2+離子轉化為Mg(OH)2沉淀(但引入新的雜質OH-),過濾除去Mg(OH)2,然后加入適量鹽酸,調節(jié)pH為中性。
(2)生成氣體法 例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,為了不引入新的雜質并增加SO42-,可加入適量的稀H2SO4,將CO32-轉化為CO2氣體而除去。
(3)氧化還原法 例如在 FeCl3溶液里含有少量 FeCl2雜質,可通入適量的Cl2氣將FeCl2氧化為FeCl3。若在 FeCl2溶液里含有少量 FeCl3,可加入適量的鐵粉而將其除去。
(4)正鹽和與酸式鹽相互轉化法 例如在Na2CO3固體中含有少量NaHCO3雜質,可將固體加熱,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去雜質。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質,可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3轉化為NaHCO3。
(5)利用物質的兩性除去雜質 例如在Fe2O3里混有少量的Al2O3雜質,可利用Al2O3是兩性氧化物,能與強堿溶液反應,往試樣里加入足量的 NaOH溶液,使其中 Al2O3轉化為可溶性 NaAlO2,然后過濾,洗滌難溶物,即為純凈的Fe2O3。
(6)離子交換法 例如用磺化煤(NaR)做陽離子交換劑,與硬水里的Ca2+、Mg2+進行交換,而使硬水軟化。
4、氣體實驗裝置的設計
(1)裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→反應或收集裝置→除尾氣裝置
(2)安裝順序:由下向上,由左向右
(3)操作順序:裝配儀器→檢驗氣密性→加入藥品
3、凈化與干燥裝置
(1)設計原則:根據凈化藥品的狀態(tài)及條件
(2)裝置基本類型:
裝置類型 |
液體除雜劑(不加熱) |
固體除雜劑(不加熱) |
固體除雜劑(加熱) |
適用范圍 |
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裝 置 示意圖 |
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(3)氣體的凈化劑的選擇
選擇氣體吸收劑應根據氣體的性質和雜質的性質而確定,所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質,而不能與被提純的氣體反應。一般情況下:①易溶于水的氣體雜質可用水來吸收;②酸性雜質可用堿性物質吸收;③堿性雜質可用酸性物質吸收;④水分可用干燥劑來吸收;⑤能與雜質反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。
(4)氣體干燥劑的類型及選擇
常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類:
①酸性干燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體,如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等氣體。
②堿性干燥劑,如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體,如NH3、H2、O2、CH4等氣體。
③中性干燥劑,如無水氯化鈣等,可以干燥中性、酸性、堿性氣體,如O2、H2、CH4等。
在選用干燥劑時,顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑,顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應的物質不能選作干燥劑,如不能用CaCI2來干燥NH3(因生成 CaCl2·8NH3),不能用濃 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。
氣體凈化與干燥注意事項
一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,則是先除雜后干燥;若采用加熱除去雜質,則是先干燥后加熱。
對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當的溶液加以吸收(或點燃),使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質。如尾氣Cl2、SO2、Br2(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收;尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾氣CO可用點燃法,將它轉化為CO2氣體。
2、收集裝置
(1)設計原則:根據氧化的溶解性或密度
(2)裝置基本類型:
裝置類型 |
排水(液)集氣法 |
向上排空氣集氣法 |
向下排空氣集氣法 |
裝 置 示意圖 |
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適用范圍 |
不溶于水(液)的氣體 |
密度大于空氣的氣體 |
密度小于空氣的氣體 |
典型氣體 |
H2、O2、NO、CO、CH4、 CH2=CH2、CH≡CH |
Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S |
H2、NH3、CH4 |
14、N2 NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O
13、C2H4 C2H5OHCH2=CH2↑+H2O
12、HCl NaCl(固)+H2SO4(濃)NaHSO4+HCl↑
NaCl(固)+NaHSO4Na2SO4+HCl↑
2NaCl(固)+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑
11、Cl2 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
10、C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
9、NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
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