2019年高考化学 化工流程全突破 专题04 物质分离或提纯的方法知识讲解

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1、专题04物质分离或提纯的方法化工生产过程中分离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。1.蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。⑴　蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。⑵　蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。2.溶解法：利用特殊溶剂把杂质溶解而除去，如Fe(Al)可用过量的NaOH溶

2、液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通过饱和食盐水，再通过浓H2SO4。3.沉淀法：a.加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀，加入的沉淀剂必须过量，且在后续步骤中容易除去)；b.调节溶液的酸碱性。4.洗涤法：a.水洗；b.冰水洗；c.有机溶剂洗。其目的是：洗去目标物表面的杂质离子；减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量；防止目标物形成结晶水合物；使晶体快速干燥。典例1实验室用硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O粗产品的过程如下：硼镁泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330

3、%～40%20%～25%5%～15%2%～3%1%～2%1%～2%(1)“酸解”时为提高Mg2＋的浸出率，可采用的措施是_____(写一种)。所加酸不宜过量太多的原因是_____。(2)“氧化”步骤中，若用H2O2代替Ca(ClO)2，则发生反应的离子方程式为______________。实际未使用H2O2，除H2O2成本高外，还可能的原因是_________________。(3)“调pH”时用MgO而不用NaOH溶液的原因是________________________。(4)结合附表信息，由MgSO4·7H2O

4、粗产品(含少量CaSO4)提纯获取MgSO4·7H2O的实验方案如下：将粗产品溶于水，_________________________________________________，室温下自然挥发干燥。(实验中必须使用的试剂有：饱和MgSO4溶液，乙醇)附：两种盐的溶解度(g/100g水)温度℃10304050CaSO40.190.210.210.20MgSO4·7H2O30.935.540.845.6【答案】加热/搅拌/提高酸液浓度等避免调pH时消耗过多的MgOH2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2

5、OH2O2不稳定易分解或Fe3＋等金属离子会催化H2O2的分解防止加入的NaOH引入Na＋杂质加热浓缩，趁热过滤；将滤液冷却结晶，过滤，用饱和MgSO4溶液洗涤，再用乙醇洗涤【名师点晴】本题要求设计由MgSO4·7H2O粗产品(含少量CaSO4)提纯获取MgSO4·7H2O的实验方案，一定要根据题中给出的CaSO4和MgSO4·7H2O的溶解度受温度影响变化信息回答，CaSO4溶解度受温度影响变化几乎不变，而MgSO4·7H2O溶解度受温度影响变化较大，因此要加热浓缩，趁热过滤。典例2氯化亚铜是一种应用较广的催化剂，易

6、水解。以低品位铜矿砂（主要成分CuS）为原料制备氯化亚铜的路线如下：(1)酸溶1步骤中加入MnO2的作用是______。(2)除锰步骤Mn2+转化为MnCO3沉淀，该反应的离子方程式为______。溶液中CuSO4转变为Cu(NH3)4CO3留在溶液中。(3)蒸氨步骤会得到CuO固体，该步骤在减压条件下进行的原因是______。(4)合成步骤加入Na2SO3的速率不宜过快，否则会产生SO2气体，除可能与酸溶时硫酸过量有关，还可能的原因是______。(5)有工艺将合成步骤的NaCl与Na2SO3换为NH4Cl和(NH4

7、)2SO3，则可获得一种可作为氮肥的副产品，其化学式为_____。(6)洗涤步骤先用______洗，再用无水乙醇洗涤。【答案】氧化剂Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+减压有利于气体逸出反应有酸（H+）生成（或者反应使溶液pH下降）(NH4)2SO4[或NH4HSO4、(NH4)2SO4和NH4HSO4、(NH4)2SO4和H2SO4等]盐酸【名师点晴】该题最后一问，要考虑到题中给出的信息，氯化亚铜是一种应用较广的催化剂，易水解。因此洗涤时要用盐酸，减少氯化亚铜水解造成的损失。典例3某研究性学习小组对某

8、废旧合金(含有Cu、Fe、Si三种成分)进行分离、回收。其工业流程如图所示:根据上面流程回答有关问题:(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ一定都不含有的操作是_______。 A．过滤　　B．洗涤　　C．干燥　　D．蒸馏(2)过量的还原剂应是______,溶液a中发生的反应的离子方程式为_______。 (3)若用xmol/LKMnO4溶液处理溶