高中化學中,混合物分離的方法主要根據混合物中各組分的物理性質(如狀態、溶解性、沸點、密度等)或化學性質差異來選擇,常見方法可分為物理方法和化學方法,其中物理方法更為常用,具體分類如下: 一、物理分離方法(基于物理性質差異) 1. 固 - 固混合物分離 a、過濾(重結晶中的輔助步驟) 適用于分離一種可溶、一種不溶的固體混合物(如粗鹽中泥沙與氯化鈉的分離)。 原理:用濾紙或濾網攔截不溶性固體,使可溶性固體隨液體通過。 b、結晶與重結晶 適用于分離溶解度隨溫度變化差異大的可溶性固體混合物(如硝酸鉀與氯化鈉的分離)。 原理:通過蒸發溶劑或降溫,使溶解度受溫度影響大的溶質優先析出。 c、升華 適用于分離其中一種組分可升華的固體混合物(如碘與氯化鈉的分離)。 原理:利用某些固體(如碘、干冰)受熱直接變為氣態,冷卻后又凝華的性質。 2. 固 - 液混合物分離 a、過濾 最常用方法,適用于分離不溶性固體與液體(如分離泥水)。 b、蒸發 適用于從溶液中獲得可溶性固體(如蒸發海水制食鹽)。 原理:加熱使溶劑揮發,溶質留在容器中。 c、降溫結晶(冷卻熱飽和溶液) 適用于溶質溶解度隨溫度升高顯著增大的溶液(如從硝酸鉀溶液中獲得晶體)。 3. 液 - 液混合物分離 a、分液 適用于分離互不相溶的兩種液體(如油和水、四氯化碳與水)。 原理:利用液體密度差異,通過分液漏斗分層后直接分離。 b、萃取分液 適用于溶質在兩種互不相溶的溶劑中溶解度差異大的情況(如用四氯化碳萃取溴水中的溴)。 步驟:先加入萃取劑溶解溶質,再通過分液分離。 c、蒸餾(分餾) 適用于互溶且沸點差異較大的液體混合物(如分離酒精和水、石油分餾)。 原理:加熱時低沸點組分先汽化,冷凝后收集,高沸點組分留在原容器中。 4. 氣 - 氣混合物分離 a、洗氣 適用于混合氣體中某一組分能與試劑反應或溶解(如用濃硫酸除去氧氣中的水蒸氣,用 NaOH 溶液除去 CO?中的 HCl)。 裝置:洗氣瓶,氣體從長導管進、短導管出。 b、冷凝 適用于分離易液化的氣體(如從空氣中分離出氨氣,通過冷凝使氨氣液化)。 二、化學分離方法(基于化學性質差異) 通過化學反應將混合物中某一組分轉化為易分離的狀態(如沉淀、氣體等),再結合物理方法分離。 例如: 除去 NaCl 溶液中的 Na?SO?,可加入 BaCl?溶液生成 BaSO?沉淀,過濾后除去; 除去銅粉中的鐵粉,可加入稀鹽酸,鐵粉反應生成 FeCl?溶液,過濾后得到銅粉。 總結 核心邏輯:根據混合物中各組分的狀態(固 / 液 / 氣)和性質(溶解度、沸點、密度、化學活潑性等)選擇方法。 關聯使用:復雜混合物分離常需多種方法配合,例如 “蒸餾濃縮→降溫結晶”“萃取→分液”“化學沉淀→過濾” 等。 掌握這些方法的適用場景,是解決高中化學分離提純問題的關鍵。 |
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