化学自习室


按字母检索
学习小专题

数据词典

元素手册

元素周期表

化工流程题中的分离提纯考点归类与方法突破

来源: 高中化学徐老师微信公众号作者:徐俊龙 点击:所属专题: 结晶
近5年广东高考化学试题在化工流程题中有关物质的分离提纯考查结晶、过滤问题有4年(分别是:2009年第22题制备氯酸镁考查蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤;2010年第32题制备Li 2 CO 3 考查蒸发浓缩、趁热过滤;2012年第32题由“呆矿”制备K 2 SO 4 考查蒸发浓缩、冷却

网站温馨提示,请您保护好眼睛! 【视力保护色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青(默认色) 灰 银河白 字体:

近5年广东高考化学试题在化工流程题中有关物质的分离提纯考查结晶、过滤问题有4年(分别是:2009年第22题制备氯酸镁考查蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤;2010年第32题制备Li2CO3考查蒸发浓缩、趁热过滤;2012年第32题由“呆矿”制备K2SO4考查蒸发浓缩、冷却结晶、第33题苯甲酸提纯考查化工流程题中的分离提纯考点归类与方法突破重结晶;2013年第32题制备CuSO4·5H2O考查蒸发浓缩、冷却结晶),这是学生错误率较高考点,归结其原因是不少同学初中溶解度这一块的知识就没学好,碰到一些具体问题就缺乏分析能力,从而出错。本文基于此,从本省各地高考模拟题中进行了相关总结,对蒸发结晶,蒸发浓缩、冷却结晶,蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤等做系统的分析和比较,在我校使用效果良好,现在介绍给大家,以期在复习备考中能够顺利突破这一高频考点和难点内容。

一、蒸发结晶

【引子1】高中化学人教版必修1课本第一章P5-6实验1-1介绍粗盐提纯,最后从食盐水得到食盐晶体,就是采用蒸发结晶的(初中化学实验也讲过),因为NaCl的溶解度随温度变化不大,其溶解度曲线图中几乎是一条直线(图1所示),所以升高温度时,其溶解度增大幅度小,降低温度时其溶解度减小幅度也小,其晶体析出率太低(<10%),不得已,只能通过更多的加热耗能来蒸发溶剂,来使其晶体从溶液中析出——这便是我们所说的蒸发结晶 (不必蒸干,蒸发到有大量晶体析出,利用余热蒸干)。一般这种考题中不常见。

【方法突破1】获得溶解度随温度变化不大的单一热稳定性好的溶质(如从NaCl溶液中获得NaCl)——操作方法:蒸发结晶(蒸发至大部分晶体析出即停止加热)。

二、蒸发浓缩、冷却(降温)结晶

【引子2】如图1所示,是氯化钠和硝酸钾固体的溶解度曲线,硝酸钾符合大多数物质溶解度变化的普遍规律,随温度升高,溶解度显著增大(也有个别反常的,溶解度随温度升高而减小的如:Ca(OH)2、Li2CO3等),也即是一条陡峭的曲线。现在如果只有KNO3水溶液,如何可以得到KNO3晶体?是否也是和NaCl的处理方法相同呢?结合溶解度曲线可知,操作方法不相同,因为其溶解度随温度升高而增大,温度较高温下情况下析出晶体少,因而 KNO3只需要蒸发浓缩(使其在较高温度下达到饱和——此时会出现结晶膜),再冷却(降温)结晶就会析出大量的晶体(曲线越陡峭,晶体的析出率越高,KNO3通过降温结晶析出率高达90%以上),而不必蒸发结晶(那样会加热时间更久,浪费更多燃料和时间)。这种考查方式比较常见。

【拓展变式】若KNO3晶体含少量杂质NaCl ,如何提纯?

【思路点拨】像这样为了进一步得到纯度更高的某种晶体,我们还要再分别进行多次结晶操作,称为重结晶(再结晶)。其应用广泛,适合分离两者(或多者)溶解度随温度影响变化不同的物质的分离(如有机物中的苯甲酸的重结晶,2012年广东高考33题考过等)。故此时就是重结晶,具体操作为:将所得KNO3产品溶于适量水,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得滤渣。

【方法突破2】获得溶解度随温度变化大的或易被氧化或易分解或含结晶水的溶质(如:KNO3、FeSO4·7H2O、NH4Cl、CuSO4·5H2O、莫尔盐【——(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O】等晶体的获得)——操作方法:蒸发浓缩(蒸发至溶液表面出现结晶膜即停止加热)、冷却结晶、过滤(若是混合液则还需洗涤)、干燥。

【例题1】……

三、蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤

【引子3】根据上面图1所给的NaCl和KNO3的溶解度曲线思考,若溶液中含有大量的NaCl和少量的KNO3,如何从溶液中获得NaCl晶体呢?这时很自然想到,蒸发浓缩时,NaCl会先饱和析出晶体(因为NaCl占大部分,且其溶解度随温度变化不大,而KNO3含量少,且高温溶解度更大,远未达到饱和),为了防止低温下KNO3析出,故需趁热滤即可。单独考查这种方式不常见。

……

【误区警示】过滤之后是否要洗涤,需要看原溶液是单一溶液还是混合溶液(大多是混合溶液);洗涤的目的就是要洗掉晶体表面(吸附)所含有的少量可溶性的杂质(若是晶体内部的杂质,洗不掉,只能通过重结晶除去),洗涤试剂选择要恰当,特别是可溶性的晶体则要尽量减少晶体溶解而损失,常用方法有用:冷水、热水、有机溶剂、或用该晶体的饱和溶液等来洗涤的,具体需要根据晶体的溶解性及其他性质来选择。

【变式迁移3】……

四、先蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤,后冷却结晶、过滤

【引子4】如何从等物质的量的NaCl和KNO3混合溶液中分别获得NaCl和KNO3晶体呢?结合上面提到的溶解变化规律可知:要将两者溶解度随温度变化存在显著差异物质分离,关键在于控制温度。原理是在高温下析出溶解度小的(此处为NaCl),低温下同样析出溶解度小的(此处为KNO3),具体操作为:较高温下先蒸发浓缩至析出晶体(这时析出的绝大多数是NACl),再趁热过滤,然后将滤液再冷却结晶(此时析出的绝大多数是KNO3)。这种考法也不常见,一定要结合溶解度曲线具体分析。

化工流程题中的分离提纯考点归类与方法突破

(责任编辑:化学自习室)
用手机微信扫描以下二维码,可浏览、收藏、分享;若对您学习有帮助,请点击打赏图标,扫描二维码,赞助本站。
------分隔线----------------------------
数据统计中,请稍等!
------分隔线----------------------------
相关文章
说点什么吧
  • 全部评论(0
    还没有评论,快来抢沙发吧!
栏目列表
微信公众平台二维码
二维码图片
欢迎订阅网站动态,手机扫一扫就可以。
化学自习室APP下载二维码
化学自习室APP
欢迎使用化学自习室APP,扫码就可下载。
会员登录
用户名:
密码:
验证码: 看不清?点击更换
推荐内容
公益广告

返回顶部