专题三 物质的共存与除杂中考化学专题复习导学案.docx
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专题三物质的共存与除杂中考化学专题复习导学案
专题三物质的共存与除杂
一、复习目标
1.能在提供的两种或几种物质中,根据其中所含离子判断在溶液中是否能够共存;
2.会选用合适的试剂或选择合适的方法将混合物中的杂质除去;
3.在采用化学方法除杂的时候能考虑到试剂的用量。
二、方法指引
(一)物质的共存
1.物质能否共存是指物质混合时,相互间是否发生化学反应;若不发生化学反应,则能共存;反之,则不共存;通常需要判断在溶液中的离子是否共存,可通过是否有沉淀、气体、水等难电离的物质产生,还可通过溶液酸碱性的变化、能否发生氧化还原反应等进行判断。
2.答题时,隐含条件的应用规律:
(1)溶液无色透明时,则溶液中肯定没有有色离子;
(2)强碱性溶液中肯定不存在与OH-起反应的离子;
(3)强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子。
(二)物质的除杂
1.除杂原理:
利用物质性质之间的差异,选用物理方法或者化学方法除去杂质物质,获得较纯净的目标物质。
2.化学方法除杂原则:
“不增、不减、易分离”
(1)除杂过程中不能引入新的杂质,即“不增”;
(2)加入的试剂不能与需要的物质反应,所需物质可增多,但不可减少,即“不减”;
(3)杂质应转化为所需物质或沉淀、气体、水等易分离的物质,即“易分离”。
3.除杂方法
(1)物理方法:
常用过滤、蒸发;
(2)沉淀法:
使混合物中的杂质与某试剂反应,生成沉淀,然后通过过滤除去;
(3)气化法:
使混合物中的杂质与某试剂反应变成气体而除去;
(4)置换法:
使混合物中的杂质与某试剂通过置换反应而除去;
(5)吸收法:
两种以上混合气体中的杂质被某种试剂或溶液吸收,而要提纯的气体不能被吸收时,可用此方法;
(6)加热法:
氧化钙中含有碳酸钙,可采用高温煅烧的方法,使碳酸钙高温分解成二氧化碳和氧化钙,二氧化碳扩散到空气中,除去杂质。
(三)知识梳理
1.气体除杂
物质
杂质
除杂方法(若发生化学反应,则同时写出化学方程式)
CO2
CO
CO2
HCl气体
CO2
水蒸气
CO
CO2
H2
HCl气体
H2
水蒸气
2.固体除杂
物质
杂质
除杂方法(若发生化学反应,则同时写出化学方程式)
CuO
Cu
Cu
C
Fe
Zn
CaO
CaCO3
CaCO3
CaCl2
3.液体除杂
物质
杂质
除杂方法(若发生化学反应,则同时写出化学方程式)
NaCl溶液
Na2CO3/NaOH
/NaHCO3
NaCl溶液
Na2SO4
NaCl溶液
HCl
NaOH溶液
Na2CO3
NaNO3溶液
NaCl
CuSO4溶液
H2SO4
FeSO4溶液
CuSO4
CaCl2溶液
HCl
稀盐酸
H2SO4
三、典型例题:
典型例题1物质的共存
【典例1】某无色溶液,在pH=0和pH=14的条件下都能大量共存的是()
A.
4344
Fe2+、K+、SO2-、NO-B.Mg2+、NH+、SO2-、Cl-
C.Na+、K+、CO32-、MnO4-D.Ba2+、Na+、NO3-、Cl-
【答案】D
【解答】pH为0的水溶液显酸性,水溶液中含有大量的H+;pH为14的水溶液显碱性,水溶液中含有大量的OH-。
A.Fe2+和碱性溶液中的氢氧根离子能结合生成氢氧化亚铁沉淀,不能在pH=14的条件下大量共存,故选项错误;
B.
4
NH+和碱性溶液中的氢氧根离子能结合生成氨气和水,Mg2+和碱性溶液中的氢氧根离子能结合生成氢氧化镁沉淀,不能在pH=14的条件下大量共存,故选项错误;
C.
3
CO2-与酸性溶液中的氢离子能结合生成水和二氧化碳,不能在pH=0的条件下大量共存,故选项错误;
D.四种离子在溶液中相互交换成分不能生成沉淀、气体、水,能在酸性溶液和碱性溶液中大量共存,故选项正确。
【点拨】利用溶液的酸碱性作为基础条件是考查物质共存的通用手段,其中一点要理清酸性溶液中含有大量的H+,碱性溶液中含有大量的OH-。
在溶液中的离子若能够反应生成沉淀、水或气体,则这两种离子不能在溶液中大量共存。
【考试方向】溶液的酸碱性通常作为隐性条件,考查学生收集信息、根据确定的信息去推断未知信息的能力。
其中离子与离子反应生成沉淀是主要的考试方向,还有一点需注意的是有时题目中有明确的无色溶液,遇到这种情况时就可以直接排除有色离子的选项,例如该题中的A选项中Fe2+就是有色离子,可以直接排除。
变式训练1
1.在pH=1的无色溶液中,可以大量存在的是()
A.NaOH、NaNO3、KNO3B.Na2CO3、NaCl、KCl
C.CuSO4、NaCl、BaCl2D.NaNO3、MgCl2、K2SO4
2.下列四组离子中,可以大量存在的是()
A.K+、Na+、CO32-、H+B.Ba2+、Na+、NO3-、SO42-
C.H+、Ba2+、NO3-、Cl-D.OH-、K+、H+、Cl-
3.
33
现有甲、乙两种溶液,共含有8种离子,分别为H+、Ag+、Ba2+、K+、OH-、Cl-、NO-、CO2-,且两种溶液中的离子各不相同。
已知向甲溶液里滴入紫色石蕊试液,溶液变成蓝色,说明甲溶液呈(填“酸性”、“碱性”或“中性”),那么乙溶液中含有的4种离子是。
典型例题2物质的除杂
【典例】粗盐中含有钙离子、硫酸根离子和泥沙等杂质,实验室中粗盐提纯的操作步骤如下:
(1)将粗盐研细,加水使其充分溶解,然后过滤得到滤液。
粗盐研细的目的是,过滤是为了除去。
(2)向上述滤液中加入过量的BaCl2溶液,直至沉淀不再产生,则加入过量的BaCl2溶液的目的是
。
(3)继续加入过量的溶液,直至沉淀不再产生,然后过滤,得到滤液和沉淀,沉淀的成分是
。
(填化学式)
(4)向(3)的滤液中加入过量溶液,目的是。
(5)将上述溶液蒸发结晶,得到精盐。
蒸发时玻璃棒要不断搅拌,直到时停止加热。
【答案】
(1)加速粗盐溶解;不溶的泥沙;
(2)完全除去硫酸根离子;
(3)Na2CO3;BaCO3、CaCO3;
(4)盐酸;除去溶液中过量的碳酸钠;
(5)出现较多固体。
【解答】
(1)因粗盐提纯的第一步是溶解,所以粗盐研细的目的是加速粗盐溶解,然后过滤出不溶于水的泥沙;
(2)BaCl2溶液可以与硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,加入过量的BaCl2溶液的目的是除去硫酸根离子。
(3)要除去钙离子可加入过量的碳酸钠溶液,生成碳酸钙沉淀;碳酸钠溶液还可与
(2)中过量的BaCl2
溶液生成碳酸钡沉淀;
(4)因为(3)中的碳酸钠溶液是过量的,要除去可加盐酸溶液,生成氯化钠、水和二氧化碳,除去溶液中过量的碳酸钠;
(5)溶液蒸发时,出现较多固体时就可停止加热,用剩余的热量蒸发掉其余的水分。
【点拨】遇到这种需提纯物质中含有较多杂质时,我们应先将最易除去的杂质先除掉,如可溶性物质中的难溶性杂质。
然后将其中的易溶性杂质除掉,如果其中含有几种易溶性杂质,可一步步进行,将几种杂质通过几步转化为一种杂质,然后再除掉这一种杂质即可,在试剂选择的时候切记不可增加多种杂质。
【酸、碱、盐溶液除杂技巧】
(1)所需物质与杂质阳离子相同(如NaCl中含杂质NaOH),选取与杂质的阴离子(OH-)不共存的阳离子(H+),再与所需物质中的阴离子(Cl-)组合成除杂试剂(HCl)。
发生反应的化学方程式为:
NaOH
+HCl=NaCl+H2O;
(2)所需物质与杂质阴离子相同(如NaCl中含杂质BaCl2),选取与杂质的阳离子(Ba2+)不共存的阴离子(SO42-),再与所需物质中的阳离子(Na+)组合成除杂试剂(Na2SO4)。
发生的化学方程式为:
BaCl2+Na2SO4=2NaCl+BaSO4↓;
(3)所需物质与杂质阴、阳离子都不相同(如NaNO3中含杂质CuSO4),选取与杂质的阳离子(Cu2+)、阴离子(SO42-)都不共存的阴离子(OH-)、阳离子(Ba2+)组合成的除杂试剂(Ba(OH)2)。
发生的化学方程式为:
CuSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Cu(OH)2↓。
【考试方向】现在对于物质的除杂问题通常不是为了除杂而除杂,而是为了解决生产生活中的实际问题,但生产生活中的实际情况通常含有多种杂质。
在试剂选择和使用的时候也较难保证物质的用量,所以通常考虑的是过量试剂的使用,然后将杂质转化为一种较易除去的杂质除去即可。
变式训练2
1.
序号
甲
乙
①
铜、锌的混合物
稀盐酸
②
硫酸和硫酸铜的混合物
氢氧化钠溶液
③
盐酸和稀硫酸的混合物
氯化钡溶液
④
生锈的铁钉
稀盐酸
向下表的甲物质中逐滴加入相应的乙溶液至过量,反应过程中生成气体或沉淀的质量与加入乙的质量关系能用右图所示曲线表示的是()
A.①②B.②④C.③④D.只有④
2.某溶液中存在Mg2+、Ag+、Ba2+三种阳离子,现用NaOH、Na2CO3和NaCl三种溶液使它们转化为沉淀并分离出来,要求每次只加一种溶液,滤出一种沉淀,则所加溶液的顺序正确的是()
A.NaCl、NaOH、Na2CO3B.Na2CO3、NaCl、NaOH
C.NaOH、NaCl、Na2CO3D.NaCl、Na2CO3、NaOH
3.某NaNO3溶液中混有少量NaCl,Na2SO4和Na2CO3杂质,为除去这些杂质,仅提供3种药品:
AgNO3
溶液、BaCl2溶液和稀HCl溶液。
请设计合理的顺序将杂质逐一除去,并填写下面实验报告。
实验步骤
实验现象
化学方程式
①
②
③
四、自主检测
1.已知某酸性溶液中含有Ba2+、Fe3+,则下述离子组中能与上述离子共存的是()
3
A.CO32-、Cl-B.NO3-、Cl-C.NO-、SO42-D.OH-、NO3-
2.下列离子组中,能大量共存的是()
443
A.Na+、NH+、Cl-、OH-B.H+、Fe3+、SO2-、NO-
433
C.Cu2+、Ba2+、Cl-、SO2-D.Na+、Ca2+、CO2-、HCO-
3.下列各组离子中,在碱性溶液里能大量共存,且溶液为无色透明的是()
A.K+、MnO4-、Cu2+、SO42-B.Na+、CO32-、NH4+、Cl-
434
C.K+、Cu2+、SO2-、HCO-D.K+、Na+、Cl-、SO2-
4.在酸性溶液中能大量共存且为无色溶液的是()
3
A.NH4+、Al3+、SO42-、NO3-B.K+、Na+、NO3-、CO2-
C.K+、MnO4-、NH4+、NO3-D.Na+、K+、HCO3-、NO3-
5.除去硝酸中混有的少量盐酸,可加入的试剂是()
A.BaCl2溶液B.NaOH溶液C.AgNO3溶液D.Ba(NO3)2溶液
6.除去铜粉中混有的少量氧化铜,其主要操作是()
A.加入过量稀硫酸微热后,过滤、洗涤B.加强热或在空气中灼热
C.加适量水,加热,过滤,洗涤D.加适量稀硫酸微热后,过滤,洗涤
7.从提供的试剂中,选择一种以除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),仅供选用的试剂:
①烧碱溶液②硫酸钠溶液③盐酸④水。
把选择的试剂的代号填写在相应的横线上。
CaCO3粉末(Na2CO3);H2(CO2)。
8.选择恰当的试剂或方法除去括号内的杂质,若发生化学反应,则同时书写出化学方程式。
(1)CaO(CaCO3);
(2)Cu(Fe);
(3)ZnSO4(CuSO4);
(4)NaCl(CuCl2);
(5)O2(水蒸汽)。
9.
化学是认识、改造和应用物质的科学。
从海水中提取镁、制“碱”,都体现了人类改造物质的智慧。
结合下列流程图(其中部分操作和条件已略去),请回答相关问题:
(1)提纯物质常用转化的方法,就是将杂质转化为沉淀或气体而除去。
粗盐中含有氯化镁、硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质,通过步骤Ⅰ,再利用过滤操作进行除杂。
步骤Ⅰ加入下列三种溶液的先后顺序为
(填字母序号);
a.稍过量的Na2CO3溶液b.稍过量的BaCl2溶液c.稍过量的NaOH溶液
(2)母液中有MgCl2,却经历了步骤Ⅳ、Ⅴ的转化过程,其目的是_;
(3)步骤Ⅱ中先向饱和食盐水中通入氨气,有利于二氧化碳的吸收,这样做的目的是
,写出该反应的化学方程式;
(4)化学变化是改造物质的重要途径。
上述流程图中没有涉及的基本反应类型是。
专题三物质的共存与除杂
方法指引
(三)知识梳理:
1.
气体除杂
物质
杂质
除杂方法(若发生化学反应,则同时写出化学方程式)
CO2
CO
加热
通过灼热的氧化铜CuO+COCu+CO2
CO2
HCl气体
先通过饱和的碳酸氢钠溶液,再通过浓硫酸
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
CO2
水蒸气
通过浓硫酸
CO
CO2
先通过足量的氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
H2
HCl气体
先通过足量的氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸
NaOH+HCl=NaCl+H2O
H2
水蒸气
通过浓硫酸
2.
固体除杂
物质
杂质
除杂方法(若发生化学反应,则同时写出化学方程式)
CuO
Cu
加热
在空气(或氧气)中灼烧2Cu+O22CuO
CuC
FeZn
加入足量稀硫酸,过滤、洗涤、干燥
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
CaO
CaCO3
高温煅烧CaCO3高温CaO+CO2↑
CaCO3
CaCl2
加水溶解,过滤、干燥
3.液体除杂
物质
杂质
除杂方法(若发生化学反应,则同时写出化学方程式)
NaCl溶液
Na2CO3/NaOH/NaHCO3
加入适量的盐酸
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaOH+HCl=NaCl+H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
NaCl溶液
Na2SO4
加入适量的氯化钡溶液,过滤
Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓
NaCl溶液
HCl
加入适量的氢氧化钠溶液NaOH+HCl=NaCl+H2O
NaOH溶液
Na2CO3
加入适量的氢氧化钙溶液,过滤
Na2CO3+Ca(OH)=CaCO3↓+2NaOH
NaNO3溶液
NaCl
加入适量的硝酸银溶液,过滤NaCl
+AgNO3=NaNO3+AgCl↓
CuSO4溶液
H2SO4
加入足量的氧化铜或氢氧化铜粉末,过滤
H2SO4+CuO=CuSO4+H2OH2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H2O
FeSO4溶液
CuSO4
加入足量的铁粉CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
CaCl2溶液
HCl
加入足量的碳酸钙粉末,过滤
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
稀盐酸
H2SO4
加入适量的氯化钡溶液,过滤
BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
变式训练1
1.D2.C3.碱性;H+、Ag+、Ba2+、NO3-。
变式训练2
1.B;2.A;
3.
实验步骤
实验现象
化学方程式
①加入稀HCl溶液
有大量气泡产生
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
②加入稀BaCl2溶液
有白色沉淀生成
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
③加入稀AgNO3溶液
有白色沉淀生成
NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl↓
自主检测
1.B;2.B;3.D;4.A;5.C;6.D;7.④;①;
8.
(1)高温煅烧CaCO3高温CaO+CO2↑;
•加入足量稀硫酸,过滤、洗涤、干燥Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
•加入足量锌粉,过滤CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu
•加入适量NaOH,过滤CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl
•通过浓硫酸
9.
(1)cba;
1.富集,提纯MgCl2;
2.促进NaHCO3的生成与析出;NaCl+H2O+CO2+NH3=NH4Cl+NaHCO3;
3.置换反应。
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