第6节 物质的分离
要点详解
知识点1 物质的结晶
结晶是溶液中无法再溶解的固体物质从溶液中析出的过程,析出的固体称为____________。结晶后余下的液体叫做母液。结晶通常有两种方法,即____________结晶和____________结晶。
(1)蒸发溶剂结晶
溶液由溶质和溶剂两部分组成,当把溶剂蒸发了,晶体(固体溶质)也就结晶出来了。
(2)冷却热饱和溶液结晶
一般的物质随着温度的升高,溶解度也会增大,所以当把热的饱和溶液降温时,由于溶解度的减小,有一部分溶质就结晶出来了。适用于溶解度受温度影响较大的物质,如硝酸钾。
例1 (眉山中考)如图所示,甲图表示氯化钠在水中的溶解度曲线,乙图表示硝酸钾在水中的溶解度曲线。下列说法错误的是( )
A. 由甲图可知,氯化钠在40℃时的溶解度为36.6g
B. 由乙图可知,硝酸钾在水中的溶解度随温度的升高而增大
C. 比较甲乙可知,可采用蒸发结晶来提纯混有少量氯化钠的硝酸钾晶体
D. 比较甲乙可知,相同温度下影响固体溶质溶解度的因素是溶质的性质
例2 (雅安中考)甲物质的溶液可用作化肥、电镀液等。甲的溶解度曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲的溶解度是102.5g
B. 甲的溶解度随温度的升高而增大
C. 20℃时,100g甲的饱和溶液中溶质质量为28.6g
D. 将70℃甲的饱和溶液升高温度或降低温度,都有晶体析出
知识点2 结晶方法的应用
1. 将溶解度受温度影响变化大的固体溶质从其水溶液中析出(如将硝酸钾从其水溶液中析出),一般采用冷却热饱和溶液(降温结晶)的方法。
步骤:加热硝酸钾溶液至饱和,再冷却至室温,然后就有大量的晶体析出。
2. 将溶解度受温度影响变化不大的固体溶质从其水溶液中析出(如将氯化钠固体从其水溶液中析出),一般采用蒸发溶剂(蒸发结晶)的方法。
步骤:将氯化钠溶液加热使水蒸发,至出现大量固体时停止加热。
3. 溶解度受温度影响很大的固体中混有少量溶解度受温度影响较小的固体(如硝酸钾中混有少量氯化钠),采用降温结晶的方法。
步骤:将固体溶于水,然后加热蒸发至出现少量晶体析出后冷却至常温,大部分硝酸钾晶体结晶析出,而氯化钠仍留在剩余溶液中。
4. 溶解度受温度影响不大的固体中混有少量溶解度受温度影响很大的固体(如氯化钠中混有少量硝酸钾),采用蒸发结晶的方法。
步骤:将固体溶于水,然后加热蒸发至出现一些固体时,趁热过滤出氯化钠晶体,硝酸钾仍留在剩余溶液中。
知识点3 其他几种常用的分离方法
1. 水的净化方法
水的净化方法通常有沉淀法、____________、蒸馏法。
(1)沉淀法:在水中加入明矾或活性炭等,搅拌后静置,使水中的悬浮杂质凝聚成较大颗粒而沉淀下来。
(2)过滤法:根据物质的溶解性的不同,用于除去液体中混有的不溶性固体杂质的方法。
①过滤装置:如图所示。
②过滤的操作要领:
“一贴”:滤纸紧贴____________,中间不留气泡。
“二低”:滤纸边缘低于漏斗口,滤液液面____________滤纸边缘。
“三靠”:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻靠在有三层滤纸的一侧,漏斗下端紧靠烧杯内壁。
③过滤时,玻璃棒的作用是____________。
④过滤器的制备:滤纸2次对折后打开。
(3)蒸馏法:根据液体物质的____________不同,用于分离或提纯互溶的液态混合物的方法。用蒸馏法净水可除去水中已经溶解的物质。把水加热至沸腾,变成水蒸气,再经冷凝得到的水称为蒸馏水。装置如图所示。
2. 纯净物
纯净物是由____________物质组成的物质,有固定的组成和固定的熔沸点。蒸馏水、水银、蓝矾、冰水共存物等都是纯净物。纯净物在任何地方其组成都一样。用蒸馏方法得到的水是纯净物。
3. 粗盐的提纯
通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水等,可以蒸发除去水分,得到粗盐。粗盐中含有多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙等)和不溶性杂质(砂石等)。除去粗盐中难溶性杂质的步骤有:溶解、过滤、蒸发、洗涤,通过以上处理,粗盐可以得到初步提纯。
说明 ①粗盐提纯操作中玻璃棒的作用:溶解
——搅拌,加快氯化钠的溶解速率;过滤——引流;蒸发——防止局部温度过高,造成液滴飞溅;洗涤——利用玻璃棒把食盐从蒸发皿中转移到过滤器中。
②蒸发时,当蒸发皿中出现大量固体时即停止加热,利用蒸发皿的余热把食盐烘干。蒸发操作完成后,不可将蒸发皿直接放在实验桌上,以免烫坏实验桌。
③在粗盐提纯的实验中,经过过滤操作后虽然把不溶性的砂石等杂质除去,但所得食盐中还存在少量可溶性杂质,因此不是纯净物。
例3 小明同学将浑浊的河水样品倒入烧杯中,先加入明矾粉末搅拌溶解,静置一段时间后,采用如图所示的装置进行过滤。
(1)图中还缺少的一种仪器是____________,其作用是____________;装置安装存在的一处错误是____________,这样安装会出现的后果是____________。
(2)操作中,他发现过滤速度太慢,可能的原因有____________。
(3)过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是____________,应进行的操作是____________。
(4)改进实验后,最终得到了清澈透明的水,他兴奋地宣布:“我得到了纯水!”你有无不同的看法?理由是________________________,若要得到纯水,需要采用的净化方法是____________。
易错点拨
易错点 对溶解度随温度升高而减小的物质的结晶情况不清晰
例4 (烟台中考)甲、乙两物质的溶解度曲线如图2所示。现将两支分别装有甲、乙两物质饱和溶液的试管(底部均有少量未溶解的固体)浸入盛有水的烧杯里,然后向烧杯中加入适量的氢氧化钠固体,搅拌至完全溶解(如图1),此时对相应变化的判断正确的是( )
A. 甲溶液不可能变成不饱和溶液
B. 盛乙的试管中未溶解的固体质量减少
C. 甲、乙两物质的溶解度都增大
D. 乙溶液中溶质质量分数减小
综合应用
例5 (莱芜中考)水在生活、生产和化学实验中起着十分重要的作用。
(1)水的净化。向浑浊的天然水中加入明矾,静置一段时间后,取上层液体过滤,得到略带颜色的液体。实验中加入明矾的作用是________________________,过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、____________(填仪器名称),其中玻璃棒的作用是____________。
(2)水的组成。用如图1实验装置可以证明水的组成,检验a处气体的方法是_________。
(3)水的用途。水是常用的溶剂。如图2为甲、乙、丙三种不含结晶水的固体物质的溶解度曲线。
①t1℃,若将4.0g甲物质放入10g水中充分溶解得到____________g溶液。
②若固体乙中混有少量固体甲,提纯乙的方法是:溶解、____________、过滤。
③将t2℃时丙的饱和溶液降温到t1℃时,丙溶液为____________(填“饱和”或“不饱和”)溶液,溶质质量分数____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
巩固提升
1. 如图是过滤操作图,该图存在的错误是( )
A. 漏斗下端管口处于烧杯中间
B. 玻璃棒靠在三层滤纸一边
C. 滤纸边缘低于漏斗口
D. 盛待滤液的烧杯紧靠在玻璃棒上
2. (重庆中考)如图是甲、乙两种固体物质在水中的溶解度曲线。下列说法不正确的是( )
A. 10℃时,甲、乙两种物质的饱和溶液浓度相同
B. 保持20℃,蒸发溶剂可使接近饱和的乙溶液变成饱和溶液
C. 30℃时,将40g甲物质加入50g水中,充分溶解后溶液的质量为80g
D. 10℃时,将两种饱和溶液升温至30℃,溶液中溶质的质量分数都增大
3. (成都中考)将60℃的硝酸钾溶液降温至20℃,有晶体析出。有关该过程的说法错误的是( )
A. 60℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
B. 20℃时的溶液一定是硝酸钾的饱和溶液
C. 硝酸钾的溶解度随温度降低而减小
D. 硝酸钾的晶体可采用降温结晶的方法得到
4. (乐川中考)20℃时,在三个各盛有100g水的容器中分别加入甲、乙、丙三种纯净物(不含结晶水,不与水反应)各10g,充分溶解后,情况如下表所示,有关说法不正确的是( )
物 质 甲 乙 丙
未溶解固体的质量/g 7 0 3
A. 所得溶液可能都是饱和溶液
B. 三种溶液中溶质的质量分数乙>丙>甲
C. 升高温度,三种溶液中溶质的质量分数一定会改变
D. 20℃时,甲的溶解度最小
5. 如图是A、B两种固体物质的溶解度曲线图。
(1)在t2℃时,P点表示A物质的____________溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
(2)t1℃时,A、B各Wg分别加入到两只盛有100g水的烧杯中,充分搅拌得到A溶液和B溶液,然后分别放入盛有同样冰块的小烧杯。一段时间后,有晶体析出的是____________溶液,变成不饱和溶液的是____________溶液,溶质质量分数保持不变的是____________溶液。
参考答案
【要点详解】知识点1:晶体 蒸发溶剂
冷却热饱和溶液 例1 C 例2 D 知识点3:过滤法 漏斗内壁 低于 引流 沸点 一种 例3 (1)玻璃棒 引流
漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁 液滴外溅 (2)滤纸与漏斗之间留有气泡(滤纸没有紧贴漏斗内壁) (3)滤纸破损或液面高于滤纸边缘 重新过滤 (4)有,水中还有一些易溶于水的物质 蒸馏
【易错点拨】例4 D
【综合应用】例5 (1)促进了水中悬浮杂质的沉降 漏斗 引流 (2)将带火星的木条放在左边尖嘴(或a处)附近,打开旋塞,如果木条复燃,说明a处为氧气
(3)①12 ②蒸发结晶 ③不饱和 不变
【巩固提升】1. A 2. D 3. A 4. C
5. (1)不饱和 (2)A B B