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物质的转化规律——物质的制备、分离和提纯
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天舒教育2014寒假班初三科学
第5课 物质的转化规律——物质的制备、除杂、分离和提纯
考点概要
物质的制备
制备原则：（1）科学性，行得通；（2）安全性，无危险；（3）操作性，易实践；（4）环保性，无污染；（5）纯度性，杂质少。【出处：21教育名师】
2.物质的制备知识基础：八圈图（物质的转化规律图）
物质的除杂
提纯除杂方法：
物理方法：过滤——适用于固液分离(即可溶物与不溶物)；
结晶——适用于S随T变化影响不同的两种可溶物
蒸馏——适用于沸点不同的两种液体(如酒精.水)
化学方法：思路：将杂质转化为沉淀、气体或水。
必要的时候,将物理和化学方法结合在一起。
提纯除杂原则：
不减:不应消耗原主要成分；
不增:不能引入新杂质,除杂试剂必须适量,若过量会成为新杂质,即使非带入新的杂质不可,也应在后面的实验中采取适当方法除去；【来源：21cnj*y.co*m】
易分:一般转化为沉淀、气体或水；
沾亲带故,变废为宝。
物质的分离和提纯
方法
适用范围或原理
举例
物理方法
过滤法
①固体与液体混合物的分离
②可溶性固体与不溶性固体混合物的分离
粗盐的提纯
结晶法
蒸发
①分离溶质与溶剂
②除去易挥发的杂质
从含有HCl的NaCl溶液中分离出固体NaCl
降低温度
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
化学方法
化气法
与杂质反应生成气体而除去
除Na2SO4中Na2CO3，可加适量稀H2SO4：Na2CO3+ H2SO4＝Na2SO4+ CO2↑+ H2O
沉淀法
将杂质转化为沉淀过滤除去
除去NaCl中的Na2SO4，可加适量的BaCl2：Na2SO4+ BaCl2==BaSO4↓+2NaCl
置换法
将杂质通过置换反应而除去
除Fe SO4中的Cu SO4，可加过量的铁粉，再过滤：CuSO4+Fe==Cu+Fe SO4
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+ H2SO4==CuSO4+ H2O
加热法
杂质受热易分解，通过加热将杂质除去
除CaO中的CaCO3可加热：CaCO3CaO+ CO2↑
转化法
将杂质通过化学反应转化为主要成分
除CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO：CO+CuOCu+CO2
典型例题
物质的制备
【例题1】请用铜、三氧化硫、氢氧化钠、硝酸银、空气、水为原料，设计两种途径制取硫酸铜。
【例题2】以大理石、水、纯碱为原料来制取烧碱，按序写出化学方程式和注明基本反应类型。
【练习1】在加热的条件下，浓H2SO4与铜可发生如下反应
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
有人设计了用铜屑制取CuSO4的两种方案：
①Cu CuSO4 ②Cu CuO CuSO4
从节约原料和保护环境的角度考虑，较好的方案是 （ ）
(A)① (B)② (C)①和② (D)无法判断
【练习2】在实验室中用锌、氧化铜、稀硫酸做原料制取铜，有下列两种途径： （1），（2） 若用这两种方法制得铜的质量相等，下列叙述符合实验结果的是：（ ） A、消耗相同质量的氧化铜 B、消耗相同质量的锌 C、消耗相同质量的稀硫酸 D、生成硫酸锌的质量相同www.21-cn-jy.com
【练习3】下列反应中，当反应物之间的相对用量被调整改变时，反应的产物不会改变的是
A．硫在氧气中燃烧 B．CO2通入石灰水中 ( )
C．木炭在氧气中燃烧 D．氨气通人磷酸溶液中
【练习4】下列从原料到制取的最终产物的实验设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 （ ）
物质的除杂
【例题2】为了除去Na2SO4溶液中含有的杂质Na2CO3,甲,乙,丙三位同学分别选用一种试剂(适量)进行实验.请你对他们所选用的试剂进行评价:2-1-c-n-j-y
学生
选用试剂
评价(是否可行,并简述理由)
甲
HCl
乙
H2SO4
丙
Ba(OH)2
【练习5】除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),应选什么试剂 ?写出有关反应方程式。
①NaOH（Ca(OH)2）
②HCl（H2SO4）
③NaCl（Na2CO3）
④ KNO3 (K2SO4)
⑤BaSO4（BaCO3）
⑥NaCl（MgSO4）
⑦FeCl3 (KCl)
⑧NaCl(MgCl2.Na2SO4.MgSO4)
【练习6】为了除去粗盐中的Ca2+.Mg2+.SO42-等,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤②加过量NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液,正确的操作顺序是 （本题多选） ( )
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③ C.②⑤④①③ D.⑤②④①③
【练习7】除去下列各物质中混有的少量杂质，所用试剂不正确的是（ ）
N2中的O2用灼热的铜网
CO2中的H2O用浓硫酸
CaO中的CaCO3用适量的稀盐酸
NaCl中的Na2CO3用适量的稀盐酸
【练习8】除去下列物质中的少量杂质，所用试剂及方法不正确的是（ ）
A．物质：NaCl固体；杂质：泥沙试剂及方法：加水溶解、过滤、蒸发
B．物质：KNO3溶液；杂质：Ba（NO3）2试剂及方法：滴加适量K2SO4溶液、过滤
C．物质：Na2SO4溶液；杂质：Na2CO3试剂及方法：滴加稀盐酸至不再产生气泡
D．物质：N2；杂质：O2试剂及方法：通过红热的铜丝
（三）物质的分离和提纯
【例题3】CO中混有少量的水蒸气和CO2，要得到纯净的CO，可将气体依次通过（ ）
浓硫酸、灼热的CuO B. 灼热的Fe2O3、浓硫酸
C. NaOH溶液、浓硫酸 D. 无水CuSO4、NaOH溶液
【例题4】为了维护南海权益，我国去年宣布成立了三沙市。这是维护国家主权的象征，同时也是因为海洋资源十分丰富，有广泛的利用价值。其中通过海水晾晒即可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如下：21教育网
（1）根据以上信息，请写出海水中所含的主要阴离子的符号 。
（2）在上述流程中第③步加过量NaOH的目的是除去海水中的 （填离子符号，下同）,第④步加过量Na2CO3的目的是除去海水中的 。第⑥步其实显示的是加适量盐酸，其目的是除去多余的 。21cnjy.com
（3）请写出第②步所发生反应的化学方程式 。
（4）在第③步操作中，选择的除杂试剂不能用KOH代替NaOH，理由是 。
【练习9】粗盐中的主要杂质是MgCl2，工业上常把粗盐晶体粉碎后用饱和食盐水浸洗，再滤出食盐。对此，下列有关说法正确的是 （ ）
A、浸洗前后，被浸洗的食盐中MgCl2的含量不变
B、浸洗中，MgCl2将沉淀出来
C、浸洗用的饱和食盐水可以无限次地使用下去
D、粗盐粉碎的颗粒大小影响浸洗后盐中MgCl2的含量
【练习10】某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2（SO4）3，若用该溶液制取芒硝（Na2SO4·10H2O），可供选择的操作有：①加适量的H2SO4溶液；②加金属钠；③结晶；④加过量的NaOH溶液；⑤加强热脱结晶水；⑥过滤。正确的操作步骤是 （ ）
A．②⑥③ B．④⑥①③ C．④⑥③⑤ D．②⑥①③⑤
【练习11】为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥砂，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作①过滤；②加过量NaOH溶液；③加适量盐酸；④加过量Na2CO3溶液；⑤加过量BaCl2溶液。下列操作顺序中最合适的是 （ ）
A、①④②⑤③ B、④①②⑤③ C、②⑤④①③ D、⑤②④③①
【练习12】在不加入新杂质的情况下,分离FeCl3、KCl、BaSO4的混合物，应选用的一组试剂是 （ ）
A．水、AgNO3溶液、稀HNO3 B．水、NaOH溶液、稀HCl
C．水、KOH溶液、稀HCl D．水、KOH溶液、稀HNO3
经典回放
1．用Zn、CUO和稀H2SO4作原料制Cu，用两种方法制取等质量的Cu时，下列有关叙述不符合实验实际结果的是 （ ）
A．消耗不同质量的H2SO4 B．消耗相同质量的Zn
C．消耗相同质量的CuO D．生成不同质量的硫酸锌
2．2005年诺贝尔化学奖的成果与一种新的化学合成方法有关。新的合成过程更简单快捷，产生的副产品和有害废物更少，原子利用率更高，是“绿色化学”的典范。下列反应中，符合以上“绿色化学”概念的是 （ ）
A．烧制生石灰：CaCO3==CaO+CO2 ↑
B．湿法炼铜：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
C．制氢氧化铜：CuSO4+2NaOH ==Cu(OH)2↓+Na2SO4
D．利用纯碱制碳酸氢钠：Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3
3．工业上常用侯德榜先生发明的联合制碱法生产碳酸钠(纯碱)和氯化铵，但却不能用此法制取碳酸钾，这是因为在溶液中 （ ）
A．K2CO3溶解度较小 B．K2CO3溶解度较大
C．KHCO3溶解度较小 D．KHCO3溶解度较大
4．某同学在实验室里设计了下列四种制取气体的方法： ①用石灰石与浓盐酸反应制取二氧化碳②用高锰酸钾与氯酸钾的混合物加热制取氧气 ③用铁屑与水蒸气反应来制取氢气④用二氧化碳气体通过灼热的炭层制取一氧化碳。 上述四种设计，最合理的是 （ ） A、①②③④ B、①②④ C、①② D、②版权所有
5．科学工作者从有机反应：RH+Cl 2RCl（液）+HCl（气）中受到启发，提出在农药有
机全成工业中可获得副产品盐酸。试指出从上述反应中分离得到盐酸的最佳方法是（ ） A、蒸馏 B、活性炭吸收 C、水（蒸气）洗分离 D、升华
6．x、y、z是含有同一元素的三种物质，它们之间的转化关系如图（转化中其它物质未列出）。x的化学式
A．CaCO3 B．CO2 C．CO D．C
7．m克镁、铝合金与足量的盐酸反应，生成了0.1克H2，m值可能是
A．0.8 B．1 C．1.5 D．无法确定
8．试管内壁残留有下列物质，不能用稀盐酸浸泡而除去的是 （ ） A、盛过石灰水后留下的白色污物 B、硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应后留下的蓝色固体 C、盛放过生锈铁钉后留下的棕色物质 D、用氢气还原氧化铜实验后留下的一层红色固体2·1·c·n·j·y
9．1800年的一天，英国化学家戴维在实验室里制得一种气体，为弄清其物理性质，他凑近瓶口闻了闻，突然大笑起来。戴维让助手也凑近瓶口闻了闻，结果他的助手也忍俊不禁！于是戴维便发现了“笑气”，即一氧化二氮，其分子式为N2O. “笑气”可由NH4NO3微热分解产生，产物除N2O外，还有水，此反应的化学方程式为 。
10．金属镁质轻、强度高，现在广泛应用于航空、航天、汽车制造等行业，金属镁工业被称为二十一世纪的朝阳产业。据科学实验测定每升海水约含1.27克镁。现在世界镁产量的60%都从海水中含镁的盐类物质里提取，下列生产镁的过程框图中A、B、C均代表一种主要生成物。www-2-1-cnjy-com
（1）用化学式表示B的组成： 。
（2）生产过程中属于复分解反应的有 （用序号表示）。
实验室有A、B两瓶溶液：A瓶是含有少量BaCl2的KCl溶液；B瓶是含有少量KCl的BaCl2溶液。小松和小思为回收试剂进行了如下实验探究。 （1）小松欲从A瓶中得到纯净的KCl晶体，可向A溶液加入稍过量的__________溶液，过滤后，在滤液中滴加盐酸至pH=7，再蒸发、结晶、烘干即得到纯净的KCl。 （2）小思欲从B瓶中得到纯净的BaCl2晶体，设计了如下的实验方案，请你填写以下部分实验报告： （a）向B溶液中加入过量的碳酸钾溶液，其实验现象为___________________。 （b）过滤、____________（填“蒸发结晶”、“洗涤沉淀”或“冷却结晶”）。 （c） 将（b）操作中得到的物质加入适量盐酸，其实验现象为______，反应的化学方程式为________。 （d）将（c）操作中得到的滤液经蒸发、结晶、烘干即得到纯净的BaCl2。
某金属加工厂有大量金属铝、铁、铜的废弃粉末，为充分利用金属资源，分离和回收金属，某化学兴趣小组通过查阅资料设计了如下实验方案：21·cn·jy·com
请完成下列各题： ⑴步骤①中分离得到的金属B是___________________。 ⑵步骤②发生的化学反应基本类型是_____________。 ⑶步骤③生成沉淀的化学反应方程式是________________________；因Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应，步骤③加入试剂时应如何操作______________________________。 ⑷电解熔融Al2O3制金属铝的化学方程式是____________________________________。
13.欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有浓盐酸、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。设计的制取过程是：制氯气 → 净化和干燥氯气 → 制氯化铝，已知（1）通过蒸发氯化铝溶液不可能制取无水氯化铝。（2）二氧化锰在制氯气时作为氧化剂 21*cnjy*com
请回答下列问题：
（1）从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按连接前后顺序填写仪器的编号（不一定填满），并在括号中写出相应仪器里放入的试剂的化学式。
仪器编号： 、( ) ( )、
( )、 、( ) ( )。
（2）写出实验过程中有关反应的化学方程式 、
四、对点训练
1.某工厂排出的废水，经测定它pH的小于7，并含有较多量的Cu2+，对农作物和人畜有害，
现用化学方法除去它的有效成分，应加入的试剂是 （ ）
A、食盐和盐酸 B、硫酸钠和氯化镁 C、生石灰 D、石灰石
2.下列除杂方法不正确的是 （ ）
A．若二氧化碳气体中混有少量的一氧化碳气体，可用点燃的方法除去
B．将铜粉中混有的少量铁粉除去，加入过量的CuSO4溶液充分反应后，过滤、洗涤干燥即可
C．将KNO3固体中混有的少量NaCl 固体除去，可以用冷却KNO3的热饱和溶液即可
D．若氧气中混有少量的二氧化碳气体，可将混合气体通过足量的NaOH溶液即可
3.请仿照表中的例子，完成表格。
物质
杂质（少量）
除杂方法
例子
NaCl固体
Na2CO3
加适量的盐酸，蒸发
（1）
CO2
CO
（2）
FeCl2溶液
CuCl2
（3）
NaCl固体
KCl
4．氢能源是一种清洁能源，从经济角度分析，开发氢气的最佳途径为（ ）
A电解水 B．水煤气制氢气 C．裂解天然气 D．光解海水
5．Mg、Al合金共m克和足量盐酸反应后，在标准状况下产生的H2的质量为0.l克,下列数值中，m最可能的值为 （ ）
A．0.85 B．1.05 C．1.20 D．1.25
6．右图示出的是将铁、锌、铝、银分别插入足量的CuSO4溶液后，金属溶解的质量与析出金属的质量关系。图中直线a表示 （ ）
A．锌 B. 铁 C. 铝 D. 银
7．无焰食品加热器常被用于野外加热食物，它所用的材料有镁、铁、氯化钠。使用时加入水，利用镁和水反应产生热来加热。下面是在15℃、标准大气压的环境中对上述材料进行的研究。【来源：21·世纪·教育·网】
实验l：将一定质量的镁条、铁粉和氯化钠加入盛有适量水的隔热容器中，连续搅拌，每隔一段时间记录一次温度，在图甲上绘得曲线1：然后把相同质量的镁条剪成若干细条，重复上述实验，绘得曲线2：再取相同质量的镁粉重复上述实验，绘得曲线3。
实验2：把2．4g镁粉、5．85g氯化钠和一定质量的铁粉混合，放入盛有100mL水的隔热容器中，并不断搅拌，一段时间后测出容器内的温度。图乙是在改变铁粉质量的实验条件下，而绘得的温度变化曲线。21·世纪*教育网
实验3：把2．4g镁粉、28g铁粉和一定质量的氯化钠混合，放入盛有100mL水的隔热容器中，并不断搅拌，一段时间后测出容器内的温度。图丙是在改变氯化钠质量的实验条件下，而绘得的温度变化曲线。【版权所有：21教育】
??(1)通过实验l可以发现影响镁和水反应快慢的因素是__ __?。
??(2)实验3中，当NaCl质量大于7．31g，实验就不必再做的原因是 ?。
??A．加入更多的NaCl不再改变反应快慢?? ??B．加入NaCl会使反应变慢
??C．水已沸腾，不会再有温度变化??? ?D．需要加入更多的铁粉来提高温度
??(3)如果在实验3中加入了3．66g的NaCl，容器中混合物的温度最接近__ __?。
??(4)根据图乙和丙，在设计无焰食物加热器时，如果所用镁粉的质量为2．4g，则取7．31g?NaCl和 g铁粉时，能做到用尽可能少的材料产生尽可能多的热量。
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