初中化学除杂问题的解决需要结合物理和化学方法,根据物质性质选择合适的分离手段。以下是综合解题思路和步骤:
一、解题原则与要领
- 不引入新杂质
- 不减少被提纯物质的质量
- 杂质便于分离
三要领
- 根据物理性质(如溶解度、磁性)或化学性质差异选择方法
- 确定具体除杂方法(如沉淀、过滤、反应转化等)
- 选择适宜试剂并控制反应条件
二、常用方法及适用范围
物理方法
- 过滤法: 适用于不溶性固体与液体的分离,如氯化钙中碳酸钙的除杂 - 蒸发法
- 磁选法:利用磁性物质分离铁磁性杂质,如铁屑中的铁锈
- 浸提法:通过溶剂溶解分离物质,如植物油中的色素提取
- 反应转化法:
通过化学反应将杂质转化为可分离物质,如碳酸钙与盐酸反应生成可溶性盐
- 沉淀法:加入试剂使杂质形成沉淀,过滤后分离,如硫酸钠中氯化镁的除杂
- 置换法:利用金属活动性顺序,通过置换反应去除杂质,如硫酸亚铁中铜离子的除杂
- 溶解法:将杂质溶于溶剂后过滤分离,如氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜
- 加热法:利用杂质分解特性分离,如碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳
三、典型例题解析
例1:除去氯化钠中的碳酸钙
方法:加适量稀盐酸,反应生成氯化钙、二氧化碳和水,过滤后蒸发结晶
化学方程式:$CaCO_3 + 2HCl = CaCl_2 + CO_2↑ + H_2O$
例2:提纯硝酸钾中的氯化钠
方法:高温下溶解氯化钠,冷却结晶,过滤重结晶
原理:硝酸钾溶解度随温度变化显著,氯化钠变化不大
例3:除去硫酸亚铁中的硫酸铜
方法:加过量铁粉,发生置换反应:$Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu$,过滤后洗涤
四、注意事项
如碳酸钙分解需高温,氯化钠结晶需冷却至饱和
确保试剂与杂质反应,不与原物质反应
部分题目只需达到一定纯度(如粗盐提纯),无需完全去除杂质
通过以上方法与技巧,可系统解决初中化学除杂问题。