關于初中化學中物質的除雜與分離
王煥
物質的除雜與分離在工農業生產和日常生活中有著廣泛的應用。如工業生產中自來水的凈化,石油的煉制;農業生產中的脫粒以及日常生活中的洗衣服等都離不開物質的除雜與分離的有關知識。
物質的除雜就是除去某種物質中混有的其他物質。除雜方法有物理方法如洗滌、溶解、過濾、蒸發、吸附等;化學方法如一定條件下加入某種化學試劑,通過化學反應將雜質反應掉或將雜質轉化成所要保留的物質。除雜要求是能除去雜質,但不混入新雜質,并且不破壞要保留的物質。在實際操作中,物理方法和化學方法常常是聯合使用。
例如,要除去固體NaOH中混有的Na2CO3,操作方法是:將混合物加水溶解后,并加入適量石灰水充分反應后,過濾,再將濾液蒸干便得到所需要的固體NaOH:
Na2CO3+Ca(OH)2 === 2NaOH+CaCO3↓
此題中選擇除雜試劑是關鍵。
如果選擇鹽酸做除雜試劑,就會在除去Na2CO3的同時破壞了要保留的物質NaOH:
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O,NaOH+HCl === NaCl+H2O
如果選擇CaCl2做除雜試劑,雖然可除去Na2CO3,但混入了新雜質NaCl:
Na2CO3+CaCl2 === CaCO3↓+2NaCl
所以本題不能選用鹽酸或CaCl2做除雜試劑。另外加石灰水必須適量,加少了雜質除不凈,加多了剩余的石灰水又作為新雜質混入其中。
最后要將濾液蒸干,因為我們需要的是固體NaOH,而不是它的溶液。
物質的除雜與分離很相似,但又有所不同。除雜是只要將雜質除去就行;而分離是將幾種物質分開,幾種物質都需要,且都不能破壞。
現有一氧化碳和二氧化碳組成的混合氣體,若將二氧化碳當雜質除去,只保留一氧化碳,這就是一個除雜問題。可以把混合氣體通過NaOH溶液:
2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O
若將一氧化碳和二氧化碳分開,既要一氧化碳又要二氧化碳,這就是一個分離問題。其操作方法是:先將混合氣體通過NaOH溶液,首先收集到一氧化碳;再向剛才通過混合氣體的溶液中加入適量鹽酸,第二步收集到二氧化碳,從而間接的將一氧化碳和二氧化碳分離開來:
CO2+2NaOH === Na2CO3+H2O,Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O
除去或轉化二氧化碳用NaOH溶液,因為該反應進行徹底,轉化快;檢驗二氧化碳用澄清石灰水,因為該反應靈敏、現象明顯且有獨立性。