氢氧化铁与盐酸反应,这个化学反应到底是怎么回事呢

一.分离与提纯的概念辨析

分离是指采用特定的技术手段,将混合物中的各个组分按照原貌进行分离,使得每一种纯净物质都能够恢复到其初始状态。

提纯则是通过特定的方法去除混合物中的杂质成分,最终获得纯净的目标物质。

分离与提纯在基本原理和方法上具有共通性,其差异主要体现在:提纯过程仅需去除杂质并保持目标物质的原有形态,而混合物的分离则要求将每一种纯净组分都恢复到初始状态。

二.常见分离与提纯技术详解及操作要点

1、过滤技术:主要应用于分离溶液中的固体不溶物

例如:在粗盐提纯过程中,将粗盐溶解于水后通过过滤操作,可以有效去除不溶于水的杂质。

过滤操作的关键要点:

要遵循“一贴二低三靠”的操作原则,即:滤纸需紧贴漏斗内壁,滤纸边缘应低于漏斗口;漏斗内的液面高度必须低于滤纸边缘;烧杯杯口应紧靠玻璃棒;玻璃棒下端需紧贴三层折叠的滤纸;漏斗下端应紧靠接收容器内壁。

必要时需对沉淀物进行洗涤(洗涤过程中使用少量溶剂);在定量实验中必须确保“无损”操作。

2、重结晶技术:适用于溶液中两种物质具有显著不同的温度依赖性溶解度

例如:由于硝酸钾(KNO3)的溶解度随温度变化剧烈,而氯化钠(NaCl)的溶解度随温度变化较小,因此可通过重结晶方法从混合溶液中提纯硝酸钾。

重结晶操作的关键要点:通常首先在较高温度下配制浓溶液,然后通过降温促进结晶;结晶完成后进行过滤,分离出晶体;由于硝酸钾含量较高而氯化钠含量较低,需重复进行重结晶操作直至硝酸钾纯度达到要求标准。

3、蒸发技术:适用于溶解度随温度变化不大的物质

例如:从食盐水溶液中提取食盐晶体。

蒸发操作的关键要点:溶质应具备良好的热稳定性,不易分解、不易水解、不易被氧化;蒸发过程中应持续进行搅拌;当溶液接近干涸时停止加热,利用余热完成蒸发。

4、蒸馏技术:适用于分离沸点存在差异的液态混合物

例如:制备蒸馏水、制备无水乙醇(加入生石灰)、硝酸浓缩(加入浓硫酸或硝酸镁Mg(NO3)2)。

蒸馏操作的关键要点:温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处;需加入沸石(碎瓷片)防止暴沸;冷凝管的水流方向应为下进上出。

5、分液技术:适用于分离两种互不相溶(密度不同)的液体

例如:水和植物油的分离

分液操作的关键要点:下层液体应从分液漏斗下口放出,上层液体应从分液漏斗上口倒出

萃取技术:适用于溶质在两种互不相溶的溶剂中具有不同的溶解度

例如:四氯化碳(CCl4)可以将溶于水中的溴(Br2)萃取出来

萃取操作的关键要点:萃取完成后需进行分液操作

对萃取剂的要求:与原溶剂互不混溶、不发生化学反应;溶质在其中的溶解度应显著大于在原溶剂中的溶解度;溶质不与萃取剂发生反应。萃取提纯后得到的仍然是溶液,通常需要通过蒸发等方法进一步分离

升华技术:适用于具有升华特性的物质

例如:在粗碘中,碘与钾、钠、钙、镁的碘化物混合,可以利用碘易升华的特性将碘与杂质分离。

渗析技术:适用于胶体提纯、精制

例如:除去氢氧化铁(Fe(OH)3)胶体中的盐酸(HCl)。

渗析操作的关键要点:需不断更换烧杯中的水或改用流动水,以提高渗析效果。

溶解技术:适用于杂质与被提纯物质在溶解性上存在显著差异的混合物

例如:溴乙烷中的乙醇、氯气(Cl2)中的氯化氢(HCl)、碳酸钙(CaCO3)中的氯化钠(NaCl)。

盐析技术:适用于利用某些物质在加入特定无机盐时其溶解度降低而凝聚的性质来分离物质

例如:从皂化液中分离肥皂、甘油;蛋白质的盐析。

洗气技术:适用于杂质气体易溶于某液体

如:除去二氧化碳(CO2)中的氯化氢气体,可使混合气通过盛有水或饱和碳酸氢钠(NaHCO3)溶液的洗气瓶。

洗气操作的关键要点:从洗气瓶的长导管一端进气。混合物中气体溶解度差别较大或化学性质存在差异。

三.选择分离与提纯操作的一般原则

固体与固体混合物:若杂质易分解、易升华时采用加热法;若一种易溶,另一种难溶,可采用溶液过滤法;若二者均易溶,但其溶解度受温度的影响不同,用重结晶法;若在溶剂中的溶解度相差很大时,用萃取法。

液体与液体混合物:若沸点相差较大时,用蒸馏法;若互不混溶时,用分液法。

气体与气体混合物:一般用洗气法。

若不具备上述条件的混合物:要选用化学方法处理待符合上述条件时再选用上述适当的方法进行混合物的分离。

四.分离混合物的常用化学方法

加热法:混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而被分离出去,有时受热后能变为被提纯的物质。例如:食盐中混有氯化铵(NH4Cl),氯化钾(KCl)中含有氯酸钾(KClO3)等。

沉淀法:在混合物中加入某试剂,使其中一种以沉淀形式被分离出去的方法。使用该种方法一定要注意不能引入新杂质。若使用多种试剂将溶液中不同粒子逐一沉淀,这时应注意后加试剂能将先加试剂的过量部分除去,最后加的试剂不引入新杂质。例如:加适量BaCl2溶液可除去氯化钠(NaCl)中的硫酸钠(Na2SO4)。

转化法:不能通过一次反应达到分离的目的,需要经过转化为其他物质才能被分离,然后将转化的物质恢复为原物质。例如苯酚中混有硝基苯时,先加入氢氧化钠溶液后分液,再向苯酚钠溶液中通入二氧化碳重新生成苯酚等。注意转化过程中尽量减少被分离物的损失。

酸碱法:被提纯物不与酸反应,而杂质与酸可反应,用酸作除杂试剂;被提纯物不与碱反应,而杂质与碱易反应,用碱作除杂试剂。例如:用盐酸除去二氧化硅(SiO2)中的石灰石,用氢氧化钠(NaOH)除去铁粉中的铝粉。

氧化还原法:对混合物中含有还原性杂质,加入适当氧化剂使其氧化为被提纯物质;而对混合物中含有氧化性杂质,可加入适当还原剂将其还原为被提纯物质。例如:氯化亚铁(FeCl2)中含有氯化铁(FeCl3)加入铁粉,振荡过滤,即可除去氯化铁;氯化铁中含有氯化亚铁可滴入氯水,将氯化亚铁转化成氯化铁。欢迎关注微信公众号:中学高分宝典欢迎关注微信公众号:中学高分宝典