化学家园

有关除杂的几条规律

                                      

    本文试图通过研究一道试题，发现化学知识中的内在规律，以培养学生研究性学习的习惯和辨证思维的能力，并且通过对知识内在规律的研究，使学生对知识的理解更透彻，记忆更深刻。

题：下列物质中含有杂质（括号内化学式为杂质）：

A、 CO₂(H₂S)________；B、CO₂(SO₂)_________；C、HCl(H₂S)________________；         D、SO₂(SO₃)________；E、Cl₂(HCl)__________。

    限用洗气法分离杂质，并将适合的分离试剂的序号填在上列各题横线上，供选的试剂有：A、浓硫酸  B、含有CuCl₂的浓盐酸  C、CuSO₄溶液  D、饱和小苏打溶液  E、高锰酸钾溶液  F、饱和的NaHSO₃溶液  G、饱和的NaCl溶液

答案：A：C或E  B：D  C：B  D：A、F  E：G

    除杂的要求有：A、杂质尽量除尽（即不留）；B、待除杂物尽量不损失（即不减）；C、不引入新杂质（即不增）

    从上题中可以看出以下几条规律：

规律一：抑制作用

    如除去CO₂中的SO₂可以用饱和NaHCO₃溶液，（HCO₃^-浓度大）既可以除掉SO₂，又可以减少CO₂溶解（CO₂+H₂O=H₂CO₃=H++HCO₃^-）；除Cl₂中的HCl，用饱和NaCl溶液（Cl^-浓度很大），既可以除掉HCl（1：500溶解）又可抑制Cl₂溶解（Cl₂+H₂O=HClO+H++Cl^-）；除SO₂中的SO₃可以用饱和NaHSO₃溶液（HSO₃^-浓度大），既可以使SO₃与H₂O反应生成H₂SO₄，进而与NaHSO₃生成SO₂，又可抑制SO₂溶解（SO₂+H₂O=H₂SO₃=H++HSO₃^-）；除HCl中的H₂S用含CuCl₂ 的浓盐酸（Cl^-浓度大），既可以除掉H₂S（H₂S+CuCl₂=CuS↓+2HCl，又可以抑制HCl溶解。

规律二：补充作用

    用饱和NaHCO₃溶液除CO₂中SO2时，SO₂+H₂O=H₂SO₃，H₂SO₃+2NaHCO₃=Na₂SO₃+H₂O+CO₂↑，这样不仅利用抑制作用减少了CO₂溶解，而且通过化学反应增加了CO₂的总量。又如用饱和NaHSO₃除SO₂中SO₃时，通过化学反应：SO₃+H₂O=H₂SO₄，H₂SO₄+2NaHSO₃=Na₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O，对SO₂的溶解损失进行了补充。

规律三：同一规则

    用含CuCl₂的浓盐酸除HCl中的H₂S，没有选用CuSO₄。主要原因是CuCl₂可以增大Cl^-浓度，更不能选用Cu(NO₃)₂，因为NO₃^-可能与浓盐酸中H⁺结合成挥发性的HNO₃，引入新杂质。又如浓缩硝酸应用硝酸镁，不用氯化镁；除去硫酸钾中碳酸钾应用硫酸不用盐酸。

规律四：弱酸强酸规则

如除去CO₂中的H₂S可用 CuSO₄溶液H₂S+CuSO₄=H₂SO₄+CuS↓，而CO₂+CuSO₄+H₂O=CuCO₃↓+H₂SO₄不能进行，前者是因为生成了不溶于H₂SO₄的CuS沉淀，不是因为弱酸制强酸，后者是因为生成的CuCO₃易溶于H₂SO₄，说明弱酸不能制强酸。又如二氧化碳通入氯化钙溶液中，不能产生碳酸钙沉淀；硫化氢通入氯化亚铁溶液中，不能产生硫化亚铁沉淀等等。

    练习：选用适当的方法和试剂除去下列物质中含有的杂质（括号内物质为杂质）：

1、  Na₂CO₃(NaHCO₃)

2、  H₂(H₂O_气)

3、  MgCl₂(MgSO₄)

4、  FeCl₃(FeCl₂)

5、  KNO₃(K₂CO₃)

    答案：1、加热使NaHCO₃转化为Na₂CO₃。2、混合气通过碱石灰吸收水蒸气。3、向混合溶液中加BaCl₂溶液使SO₄^2-沉淀。4、通Cl₂，使FeCl₂转化为FeCl₃。5、加硝酸，使CO₃^2-转变为CO₂气体。

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2006年02月4日 星期六 18:40】【 加入博采】【打印】