Tiêu đề CHỦ ĐỀ 5. TÁCH - TINH CHẾ.doc ✅

Chủ đề 5: TÁCH- TINH CHẾ. I. Phương pháp vật lý. - Phương pháp lọc: Dùng để tách chất không tan ra khỏi hỗn hợp lỏng. - Phương pháp cô cạn: Dùng để tách chất rắn (không bay hơi ở nhiệt độ cao) ra khỏi dung dịch hỗn hợp chất lỏng. - Phương pháp trưng cất phân đoạn: Dùng để tách chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng nếu nhiệt độ đông đặc của chúng cách biệt nhau quá lớn. - Phương pháp chiết: Dùng để tách chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng không đồng nhất. II. Phương pháp hoá học. Nguyên tắc: Bước 1: Chọn chất X chỉ tác dụng với A (mà không tác dụng với B) để chuyển A thành chất A 1 , ở dạng kết tủa, bay hơi hoặc hoà tan; Tách B ra khỏi (bằng lọc hoặc tự tách). Bước 2: Điều chế lại chất A từ chất A 1 . Nếu hỗn hợp A, B đều tác dụng với X chuyển cả A, B thành A’, B’ rồi tách A’, B’ thành 2 chất nguyên chất. Sau đó tiến hành bước 2. 1. Đối với chất rắn: Chọn chất X dùng để hoà tan. 2. Hỗn hợp các chất lỏng (hoặc chất rắn đã hoà tan thành dung dịch) thì chất X dùng để tạo chất kết tủa hoặc bay hơi. 3. Hỗn hợp các chất khí: Chất X dùng để hấp thụ. Chú ý: Phản ứng để chọn để tách phải thoả mãn 3 yêu cầu: + Chỉ tác dụng lên một chất trong hỗn hợp cần tách. + Sản phẩm tạo thành có thể tách dễ dàng ra khỏi hỗn hợp. + Từ sản phẩm của pư tạo thành có thể tái tạo lại chất ban đầu. Chất cần tách Phản ứng tách và phản ứng tái tạo lại chất ban đầu Phương pháp tách Al (Al 2 O 3 hay hợp chất nhôm) 2COddNaOH 23AlNaAlOAl(OH)  ñpnc 23AlOAlt Lọc, nhiệt phân Zn (ZnO) 2COddNaOH 222ZnNaZnOZn(OH)   2HZnOZntt Lọc, nhiệt luyện Mg HClNaOH 22MgMgClMg(OH)  COMgOMgt Lọc, nhiệt luyện Fe (FeO hoặc Fe 2 O 3 ) HClNaOH 22FeFeClFe(OH)  2HFeOFet Lọc, nhiệt luyện Cu (Cuo) 24HSONaOH 42ñaëc,noùngCuCuSOCu(OH)  2HCuOCut Lọc, nhiệt luyện BÀI TOÁN TÁCH RIÊNG VÀ TINH CHẾ. * Tách riêng: Chuyển từng chất trong hỗn hợp về trạng thái riêng lẻ ở dạng nguyên chất và tinh khiết bằng phương pháp vật lý hay hoá học. + Nguyên tắc: Chuyển chất cần tách thành sản phẩm mới ở dạng kết tủa hay bay hơi. Tiếp theo là thực hiện các phương pháp vật lý để: Cô cạn, lọc, chưng cất, chiết các chất ra khỏi nhau. Cuối cùng thực hiện các phản ứng tái tạo điều chế lại các chất ban đầu. Lưu ý: Sau khi tách riêng các chất phải giữ nguyên khối lượng như trong hỗn hợp ban đầu. * Tinh chế: Tinh chế chất A trong hỗn hợp gồm 3 chất A, B, C là tìm cách loại bỏ B, C để chỉ còn lại A nguyên chất. Không cần phải thu hồi B, C nhưng phải đưa A về dạng ban đầu bằng phản ứng thích hợp. Phương pháp: - Đối với hỗn hợp chứa: Kim loại, oxit kim loại, bazơ, muối ta đem hoà tan trong axit. - Đối với hỗn hợp chứa: Oxit axit, oxit lưỡng tính ta thực hiện hoà tan trong kiềm. - Thực hiện các pư trao đổi: Tạo kết tủa hoặc bay hơi, có thể dùng pư đẩy kim loại ra khỏi dung dịch muối.
- Cần nắm riêng tính chất của từng kim loại, hợp chất quan trọng -> Chọn thuốc thử thích hợp. - Để tách và điều chế kim loại ở mức độ tinh khiết, người ta thường dùng phương pháp điện phân nóng chảy hoặc điện phân dung dịch trong điều kiện thích hợp. Câu 1: (Trích đề TS THPT CHUYÊN TỈNH NINH BÌNH 2014) Lập sơ đồ tách riêng các kim loại Al, Fe và Mg ra khỏi hỗn hợp ở dạng bột bằng phương pháp hoá học Hướng dẫn: Sơ đồ tách Al, Fe và Mg ra khỏi hỗn hợp:                           2 24 COdpnc,criolit2 323 HSOdac.nguoiNaOH:du NaOH:duHCldpnc4 22co.can 24 NaAlO ddAl(OH)AlOAl NaOH:du Al Mg Feran: Fe Mg Fe MgSO Mg(OH)MgClMg HSO t               Phương trình phản ứng:  222AlNaOHHONaAlO1,5H  22233NaAlOCOHONaHCOAl(OH)  23CONaOHNaHCO   32322Al(OH)AlO3HOt dpnc 232AlO2Al1,5O  24FeHSO.dac.nguoi  2442MgHSOMgSOHO  4224MgSO2NaOHMg(OH)NaSO  222Mg(OH)2HClMgClHO  22MgClMgCldpnc Câu 2: (Trích đề TS THPT chuyên Lê Hồng Phong HCM 2005) Nêu phương pháp hoá học để tách riêng các khí trong hỗn hợp gồm O 2 , HCl và CO 2 . Hướng dẫn: Cho hỗn hợp khí qua Ca(OH) 2 dư. Khí bay ra O 2 .      2 2 Ca(OH) 22 O COO HCl  2232COCa(OH)CaCOHO  2222HClCa(OH)CaCl2HO Lọc kết tủa cho pư H 2 SO 4 đặc thu được khí CO 2  324422CaCOHSOCaSOCOHO Phần nước lọc cho tác dụng dịch Na 2 CO 3 vừa đủ cô cạn dung dịch sau pư thu được NaCl cho pư H 2 SO 4 đặc nhiệt độ 250 độ C thu được HCl  2233CaClNaCOCaCO2NaCl  244NaClHSONaHSOHCl
Câu 3: (Trích HSG HUYỆN THANH OAI -2016) Có một hỗn hợp gồm 3 kim loại Al, Fe và Cu. Hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp trên Hướng dẫn: Cho hỗn hợp vào NaOH dư rồi lọc + Dung dịch là NaAlO 2 và NaOH dư, cho CO 2 , H 2 O vào sau đó lọc, thu được chất rắn là Al(OH) 3 , nung nóng chất rắn, thu được Al 2 O 3 , đem đpnc Al 2 O 3 thu được Al + Chất rắn thu được là Cu và Fe, cho chất rắn vào dd H 2 SO 4 đặc nguội sau đó lọc: dd là CuSO 4 và chất rắn là Fe. Cho dd thu được tác dụng với dd NaOH dư rồi lọc, được chất rắn là Cu(OH) 2 đem chất rắn nung nóng ta thu được CuO → cho qua H 2 dư thu được Cu.                            2 24 2 COñpnc,criolit2 323 HSO.ñaëc.nguoäiNaOH:du HNaOH:du4 2 24 NaAlO ddAl(OH)AlOAl NaOH:du Al Mg Feran: Fe Cu Fe CuSO Cu(OH)CuOCu HSO t t          Phương trình pư:  222AlNaOHHONaAlO1,5H  22233NaAlOCOHONaHCOAl(OH)  23CONaOHNaHCO   32322Al(OH)AlO3HOt  232AlO2Al1,5Odpnc  24FeHSO.dac.nguoi  2442CuHSOCuSOHO  4224CuSO2NaOHCu(OH)NaSO   22Cu(OH)CuOHOt   22CuOHCuHOt Câu 4: (Trích TS THPT CHUYÊN LÂM ĐỒNG 2010) Bằng phương pháp hoá học hãy tách riêng từng kim loại Fe, Cu, Au ra khỏi hỗn hợp gồm ba kim loại Fe, Cu, Au. Hướng dẫn: • Tách Fe: cho hỗn hợp vào dung dịch HCl dư:  22Fe2HClFeClH Lọc: dung dịch là FeCl 2 , chất rắn là Cu, Au. Cho Zn vừa đủ vào dung dịch:  22ZnFeClZnClFe • Tách Au: Cho hỗn hợp Cu, Au vào dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng, dư:   24(ñaëc)422Cu2HSOCuSOSO2HOt Lọc: dung dịch là CuSO 4 , chất rắn là Au • Tách Cu: cho bột Zn vừa đủ vào dung dịch CuSO 4 :  44ZnCuSOZnSOCu Câu 5: (Trích HSG Trường THCS Bình Minh -2015-2016)
Cho hỗn hợp dạng bột gồm 4 kim loại Al, Cu, Fe, Ag. Bằng phương pháp hoá học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp. Hướng dẫn: - Cho dung dịch NaOH dư vào hỗn hợp, tách được Al.  2222Al2NaOH2HO2NaAlO3H Lọc tách được 3 kim loại không phản ứng Fe, Cu, Mg. - Sục khí CO 2 vào phần nước lọc thu được kết tủa, nung kết tủa, điện phân nóng chảy thu dược Al.  22233NaAlOCO2HOAl(OH)NaHCO   32322Al(OH)AlO3HOt  232AlO4Al3Oñpnc - Cho 3 kim loại còn lại vào dung dịch HCl dư, tách được Cu không phản ứng với hai dung dịch muối FeCl 2 và MgCl 2 , cho dung dịch NaOH dư vào 2 dung dịch muối, thu được 2 kết tủa Fe(OH) 2 và Mg(OH) 2 . Lọc lấy kết tủa và nung ở nhiệt độ cao ở ngoài không khí cho MgO và Fe 2 O 3 .  22Fe2HClFeClH  22Mg2MgClHHCl  22FeCl2NaOHFe(OH)2NaCl  22MgCl2NaOHMg(OH)2NaCl  22234Fe(OH)2HOO4Fe(OH)   32322Fe(OH)FeO3HOt   22Mg(OH)MgOHOt - Thổi CO vào hỗn hợp 2 oxit nung nóng ở nhiệt độ cao, MgO không phản ứng, Fe 2 O 3 phản ứng cho Fe. Hoà tan hỗn hợp sau khi nung (đã để nguội) vào H 2 SO 4 đặc, nguội, Fe không tan, MgO tan trong H 2 SO 4 đặc. Lọc ta được Fe và dung dịch nước lọc.   232FeO3CO2Fe3COt ñaëc,nguoäi 24422Mg2HSOMgSOSO2HO - Cho dung dịch NaOH dư tác dụng với MgSO 4 cho Mg(OH) 2 kết tủa, cho dung dịch HCl tác dụng với Mg(OH) 2 , điện phân nóng chảy MgCl 2 thu được Mg.  4224MgSO2NaOHMg(OH)NaSO  222Mg(OH)2HClMgCl2HO ñpdd 22MgClMgCl Câu 6: (Trích đề HSG LỚP 9 Trường Cao Viên 2015-2016) Cho hỗn hợp chất rắn KCl, BaCl 2 , MgCl 2 . Bằng phương pháp hoá học hãy tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp. (Với điều kiện không thay đổi khối lượng so với ban đầu.) Hướng dẫn: Cho hỗn hợp vào H 2 O dư, ta được dung dịch hỗn hợp gồm KCl, BaCl 2 , MgCl 2 - Cho dung dịch NH 3 dư vào dung dịch, lọc kết tủa được Mg(OH) 2 và nước lọc gồm KCl, BaCl 2 , NH 4 Cl  23224MgCl2NH2HOMg(OH)2NHCl - Cho HCl dư tác dụng với Mg(OH) 2 . Sau đó cô cạn dung dịch thu được MgCl 2  222Mg(OH)2HClMgCl2HO - Cho dung dịch (NH 4 ) 2 CO 3 dư vào dung dịch nước lọc thu được kết tủa BaCO 3 và dung dịch nước lọc gồm KCl, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 Cl  242334BaCl(NH)COBaCO2NHCl - Cho HCl dư phản ứng với BaCO 3 rồi cô cạn dung dịch thu được BaC l2  3222BaCO2HClBaClCOHO - Cô cạn dung dịch gồm KCl, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 Cl thu được KCl